DE19906411B4 - Verstellbarer Kraftfahrzeuglenksäulenstrang - Google Patents

Abstract

Verstellbarer Kraftfahrzeuglenksäulenstrang mit einer am oberen freien Ende das Lenkrad aufnehmenden Lenksäule (1), einer mit der Lenksäule (1) über ein Kreuzgelenk (5) verbundenen mittleren Lenkwelle (2) und einer unteren an einem Lenkgetriebe angeschlossenen, mit der mittleren Lenkwelle (2) über ein zweites Kreuzgelenk (6) verbundenen Lenkwelle (4), wobei die untere Lenkwelle (4) mit dem Lenkgetriebe über ein Anschlussbauteil (12) verbunden ist und der Lenksäulenstrang eine Lagereinheit (3) zur Festlegung einer der Lenkwellen (2, 4) an einer karosseriefesten Halterung aufweist, wobei die Lagereinheit (3) als Stützlager durch eine Kugelkalottenlagerung (20) eine Schrägstellung der gelagerten Lenkwelle (2, 4) ermöglicht und die Lagereinheit (3) mit der Kugelkalottenlagerung (20) auf der Lenkwelle in deren Längsachse (31) verschieblich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Lenkwellen in sich längenverschieblich ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen verstellbaren Kraftfahrzeuglenksäulenstrang gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Lagereinheit ermöglicht als Stützlager durch eine Kugelkalottenlagerung eine Schrägstellung der gelagerten Lenkwelle und die Lagereinheit ist mit der Kugelkalottenlagerung auf der Lenkwelle in deren Längsachse verschieblich angeordnet. Ein derartiger Kraftfahrzeuglenksäulenstrang ist beispielsweise aus der US-A 4,895,391 bekannt.
• Im Bereich der Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugtechnik werden üblicherweise Lenksäulenstränge eingesetzt, die aus einer oberen Lenksäule und einer unteren Lenkwelle bestehen, wobei Lenksäule und Lenkwelle mit Hilfe eines Kreuzgelenkes verbunden sind und die untere Lenkwelle an einem Lenkgetriebe üblicherweise ebenfalls mit einem Kreuzgelenk angelenkt ist. Da die obere Lenksäule üblicherweise karosserieseitig festgelegt ist und das Lenkgetriebe seinerseits fest mit der Karosserie verbunden ist, bestehen hinsichtlich einer definierten Einbaulage des gesamten Lenksäulenstranges keine Schwierigkeiten.
• Neben dieser seit längerem im Stand der Technik bekannten Bauart eines verstellbaren Kraftfahrzeuglenksäulenstranges sind infolge besonderer konstruktiver Baugegebenheiten moderner Kraftfahrzeuge verstellbare Kraftfahrzeuglenksäulenstränge der eingangs geschilderten gattungsgemäßen Art entwickelt worden. Diese Lenksäulenstränge weisen im Gegensatz zu früheren Baureihen eine zusätzliche Lenkwelle auf, welche zur Sicherstellung der Gesamtfunktion die Verbindung mit der weiteren Lenkwelle durch ein Kreuzgelenk erforderlich macht oder bei der infolge der festen Anordnung der zusätzlichen Lenkwelle am Lenkgetriebe eine Längenverschieblichkeit innerhalb des Kraftfahrzeuglenksäulenstranges gegeben sein muß. Die konstruktiv notwendige Hinzufügung einer weiteren Lenkwelle bringt das besondere Problem mit sich, dass eine definierte Führung und Positionierung des gesamten Lenkwellenstranges innerhalb der Kraftfahrzeugkarosserie mit den herkömmlichen Fixpunkten der karosseriefesten Halterung der Lenksäule und des Lenkgetriebes nicht mehr gewährleistet ist.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen verstellbaren Lenksäulenstrang der eingangs geschilderten gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, daß zum einen eine leichte Montage des Gesamtstranges innerhalb der Kraftfahrzeugkarosserie gewährleistet ist, daß die gattungsgemäßen Lenksäulenstränge durch eine Höhen- und Neigungsverstellung den Bedürfnissen der Fahrzeugbenutzer anzupassen sind, daß bei der Produktion auftretende Toleranzen im Lenksäulenstrang ausgeglichen werden können und daß eine definierte Position des Lenksäulenstranges innerhalb der Kraftfahrzeugkarosserie unter allen geometrischen Randbedingungen sichergestellt ist.
• Diese Aufgabe wird zusammen mit den gattungsbildenden Merkmalen der Erfindung dadurch gelöst, daß eine der Lenkwellen in sich längenverschieblich ist und dass die Lagereinheit durch eine in der Kugelkalottenlagerung integrierte Drehlagerung eine Rotationsbewegung der Lenkwelle um ihre Mittellängsachse ermöglicht.
• Die erfindungsgemäße Gestaltung des Kraftfahrzeuglenksäulenstranges ermöglicht es, auch mit zwei Lenkwellen ausgestattete verstellbare Lenksäulenstränge innerhalb der Karosserie definiert anzuordnen. Die an der Karosserie festgelegte Lagerung erleichtert darüber hinaus die Montage des Lernksäulenstranges durch eine definierte vorgegebene Einbauposition. Darüber hinaus lassen sich mit Hilfe der speziellen konstruktiven Gestaltung relativ große Schwenkwinkel des Lenksäulenstranges verwirklichen, da die Lage der Kreuzgelenkpunkte in der zweiten Zwischenlenkwelle variabel ist.
• Es hat sich insbesondere als zweckmäßig erwiesen, daß die Lagereinheit mit der Kugelkalottenlagerung auf der Lenkwelle in deren Längsachse verschieblich angeordnet ist. Auf diese Weise entsteht für die Verstellung der Lenksäule ein zusätzlicher Freiheitsgrad, wobei die Lagereinheit die Richtung der Verstellung vorgibt.
• Da die Lagereinheit durch eine in der Kugelkalottenlagerung integrierte Drehlagerung eine Rotationsbewegung der Lenkwelle um ihre Mittelachse ermöglicht, läßt sich der obere Bereich des Lenksäulenstranges speziellen konstruktiven Erfordernissen innerhalb des Kraftfahrzeuges anpassen.
• Eine spezielle Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist Anspruch 2 zu entnehmen.
• Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
• 1: eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Lenksäulenstranges.
• 2: eine vergrößerte Darstellung im Schnitt der speziellen erfindungsgemäßen Lagereinheit des Kraftfahrzeuglenksäulenstranges aus 1,
• 3: eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausgestaltung der Lagereinheit des Lenksäulenstranges und
• 4: eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Lagereinheit aus 3 mit geänderter Gehäuseausgestaltung.
• Die Gesamtdarstellung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuglenksäulenstranges in 1 macht deutlich, daß diese als wesentliche Elemente eine Lenksäule 1, eine mittlere Lenkwelle 2 mit einer daran angeordneten Lagereinheit 3 sowie eine untere Lenkwelle 4 aufweist. Die Lenksäule 1, mittlere Lenkwelle 2 und untere Lenkwelle 4 sind miteinander jeweils durch Kreuzgelenke 5 und 6 verbunden. Am dem Kreuzgelenk 5 abgewandten oberen freien Ende der Lenksäule 1 befindet sich eine Aufnahme 7 für ein hier nicht näher dargestelltes Lenkrad. Darüber hinaus weist die Lenksäule 1 zwei Halterungen 8 und 9 zur Verbindung der Lenksäule 1 mit der Karosserie des Kraftfahrzeuges auf.
• Die untere Lenkwelle 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel so aufgebaut, daß sie aus einem Hohlrohr l0 und einem darin verschieblich angeordneten Gegenrohr 11 aufgebaut ist. Das nicht in das Hohlrohr 10 eingeschobene freie Ende des Gegenrohres 11 besitzt ein Anschlußbauteil 12 zur Verbindung der unteren Lenkwelle 4 mit einem hier nicht näher dargestellten üblichen Lenkgetriebe. Das Anschlußbauteil 12 kann selbstverständlich auch, je nach konstruktivem und baulichem Bedarf, als zusätzliches Kreuzgelenk ausgeführt sein.
• Der Einbau des in 1 dargestellten Kraftfahrzeuglenksäulenstranges ist so vorgesehen, daß der Bereich der unteren Lenkwelle 4 mit dem Kreuzgelenk 6 und die damit verbundene mittlere Lenkwelle 2 bis zur Lagereinheit 3 sich außerhalb des Personeninnenraumes des Kraftfahrzeuges befindet. Die Lagereinheit 3 ist im Boden- der Wandbereich des Innenraumes angeordnet und in Richtung des Innenraumes durch eine Abdeckung 13 verkleidet. Diese Abdeckung 13 kann als Kunststoffelement mit daran angeordneten Schnappnasen 14 ausgeführt sein, um eine leichte Montage der Abdeckung 13 zu ermöglichen.
• Aus der 2 ist der Innenaufbau der Lagereinheit 3 näher ersichtlich. Die Lagereinheit 3 weist ein aus zwei Blechschalen 16 und 17 aufgebautes Gehäuse auf, wobei die einzelnen Blechschalen miteinander vernietet sind, wie dies beispielhaft durch die Nietung 18 zwischen der Blechschale 17 und 16 dargestellt ist. Durch die Blechschalen 16 und 17 wird im Innem der Lagereinheit 3 ein Innenraum definiert, in dem eine aus einer Außenschale 21 und einer Innenschale 22 bestehende Kalottenlagerung 20 angeordnet ist. Die Innenschale 22 weist eine zentrische Bohrung 23 auf, durch die die mittlere Lenkwelle 2 hindurchgesteckt ist.
• Zwischen der Außenschale 21 und der Blechschale 17 des Gehäuses befindet sich ein elastischer Ring 24, der vor dem Vernieten der Blechschalen 17 und 16 eingelegt wird und die Außenschale 21 innerhalb des Innenraumes 19 der Lagereinheit 3 fixiert. Gleichzeitig dient der Ring 24 als Toleranzausgleich für den Fall, daß das Innenmaß des Innenraumes und das Außenmaß der Außenschale 21 größere Maßunterschiede aufweisen. Auf der dem Fahrgastraum zugewandten Seite der Lagereinheit 3 ist diese mit Hilfe einer Balgendichtung 25 abgedichtet und mit der Abdeckung 15 abgedeckt. Die Bohrung 23 der Innenschale 22 weist mehrere axial nebeneinander angeordnete Nuten 26 auf, die eine translatorische Verschieblichkeit der im Innern der Bohrung 23 aufgenommenen mittleren Lenkwelle 2 erleichtern.
• In der 3 ist eine weitere Ausgestaltungsvariante des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Die mittlere Lenkwelle 2 ist hier in einem Nadellager 30 aufgenommen, welches eine rotatorische Bewegung um die Lenkwellenmittelachse 31 ermöglicht. Das Nadellager 30 wiederum ist in einer halbkugelförmigen Innenschale 22 festgelegt. Die Innenschale 22 wird von einer Außenschale 21, welche aus den zwei Teilschalen 21a und 2lb besteht, umschlossen. Der Aufbau dieser Kalottenlagerung 20 erlaubt ebenso wie die Ausführung der 2 eine Neigung der mittleren Lenkwelle 2 gegenüber der Lagereinheit. Auf diese Weise ist eine Verstellmöglichkeit des Lenksäulenstranges gewährleistet. Die äußeren Teilschalen 21a und 21b sind von einem Blechmantel 32 umschlossen, an dem eine Halterung 33 zur karosserieseitigen Befestigung der Lagereinheit 3 angeordnet ist. Ergänzend ist am Gehäuse ein Dichtelement 34 zur Abschirmung des Lagerinnenraumes angeordnet.
• In der 4 ist eine Lagereinheit dargestellt, die sich von derjenigen Ausgestaltungsvariante der 3 durch eine außen am Blechmantel 32 befestigte topfförmige Halterung 33 unterscheidet. Diese Halterung 33 schirmt einen gewissen Bereich der durch die Lagereinheit 3 festgelegten Lenkwelle zusätzlich nach außen ab. Der innere Aufbau der in 4 dargestellten Lagereinheit 3 entspricht ansonsten dem bereits anhand der 3 näher erläuterten Ausführungsbeispiel.

Claims (3)

1. Verstellbarer Kraftfahrzeuglenksäulenstrang mit einer am oberen freien Ende das Lenkrad aufnehmenden Lenksäule (1), einer mit der Lenksäule (1) über ein Kreuzgelenk (5) verbundenen mittleren Lenkwelle (2) und einer unteren an einem Lenkgetriebe angeschlossenen, mit der mittleren Lenkwelle (2) über ein zweites Kreuzgelenk (6) verbundenen Lenkwelle (4), wobei die untere Lenkwelle (4) mit dem Lenkgetriebe über ein Anschlussbauteil (12) verbunden ist und der Lenksäulenstrang eine Lagereinheit (3) zur Festlegung einer der Lenkwellen (2, 4) an einer karosseriefesten Halterung aufweist, wobei die Lagereinheit (3) als Stützlager durch eine Kugelkalottenlagerung (20) eine Schrägstellung der gelagerten Lenkwelle (2, 4) ermöglicht und die Lagereinheit (3) mit der Kugelkalottenlagerung (20) auf der Lenkwelle in deren Längsachse (31) verschieblich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Lenkwellen in sich längenverschieblich ist.
2. Verstellbarer Kraftfahrzeuglenksäulenstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass das Anschlussbauteil (12) ein Kreuzgelenk ist.
3. Verstellbarer Kraftfahrzeuglenksäulenstrang nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit (3) durch eine in der Kugelkalottenlagerung (20) integrierte Drehlagerung (30) eine Rotationsbewegung der Lenkwelle (2, 4) um ihre Mittellängsachse (31) ermöglicht.