DE4241391C2 - Kraftfahrzeuglenkung mit einer Teleskoplenkspindel, einem Teleskop-Schutzrohr und Mitteln zum Zurückziehen des Lenkrades beim Crash - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeuglenkung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Lenkung dieses Aufbaus, wie sie aus der DE 38 28 658 A1 bekannt ist, bietet den Vorteil, daß unmittelbar nach Auftreten einer vorgegebenen Verformung des Vorderwagen (5) beim Crash durch den sich in Richtung Fahrer bewegenden weiteren Schutzrohrteil die bislang durch die Arretierklinke in Spannung gehaltene Feder zum Zurückziehen der oberen Teile von Lenkspindel und Schutzrohr freigegeben wird. Dadurch wird einerseits vor dem Fahrer ein größerer Freiraum für das Abbremsen seiner Vorwärtsbewegung erzeugt, andererseits kann auf diesem Wege das Lenkrad in eine Position gebracht werden, die bei einem angegurteten Fahrer das Verletzungsrisiko bei einem Kopfaufprall auf das Lenkrad verringert.

Beziehen sich die beschriebenen technischen Merkmale auf eine automatisch bei einem Crash vorgegebener Intensität vorgenommene Verlagerung des Lenkrads, so gehen die Komfortanforderungen an moderne Kraftfahrzeuge dahin, dem Fahrer Möglichkeiten zu schaffen, die Position des Lenkrads an seine individuellen Größenverhältnisse anzupassen. So existieren sowohl in der Patentliteratur als auch auf dem Markt eine Reihe von Vorrichtungen zur Höhen- und/oder Längsverstellung des Lenkrads, die in der Regel nach dem beispielsweise aus der DE 38 17 764 C2 bekannten Prinzip aufgebaut sind: Der lenkradnahe Lenksäulenbereich kann durch Schwenken eines Hebels an einer Gewindespindel aus einer reibschlüssigen Verbindung mit einem fahrzeugfesten Haltebock gelöst, das Lenkrad in die gewünschte Position bewegt und anschließend dieser Lenksäulenbereich mittels der Gewindespindel wieder am Fahrzeug arretiert werden. Diesen Konstruktionen zur willkürlichen Verstellung der Lenkradposition fehlen jedoch Sicherheitseinrichtungen der gattungsgemäßen Art, die im Crashfall ohne Zutun des Fahrers das Lenkrad in eine vorgegebene Position vom Fahrer wegbewegen.

Aus der DE 36 42 437 C1 ist eine Lenksäulenhalterung bekannt, die eine individuelle Verstellung der Position von Lenksäule und Lenkrad erlaubt. Im Falle einer Fahrzeugkollision wird durch unfallbedingte Aggregateverschiebungen über ein Zugelement eine Längenveränderung der Lenksäule und damit eine Axialbewegung des Lenkrads bewirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kraftfahrzeuglenkung unter Wahrung ihrer grundlegenden Vorteile - schnelles, durch keine subjektiven Umstände beeinflußtes Zurückziehen des Lenkrads im Crashfalle - zu schaffen, die mit möglichst geringem Aufwand auch zur willkürlichen Änderung der Lage des Lenkrads eingerichtet ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Die Erfindung vermeidet also jeglichen Einfluß der zur gewollten Stellungsänderung des Lenkrads vorgesehen technischen Maßnahmen auf die Arbeitsweise der Sicherheitsvorrichtung durch eine Kombina­ tion dieser beiden Einrichtungen in der Weise, daß das einen we­ sentlichen Bestandteil der Sicherheitsvorrichtung bildende Füh­ rungsrohr auch einen wesentlichen Bestandteil der Einrichtung zur gewollten Verstellung der Lenkradposition bildet. Diese Verstell­ einrichtung liegt demgemäß im Wege der zum Fahrzeugaufbau führenden Abstützkräfte der Feder der Sicherheitsvorrichtung bei der von ihr crashbedingt ausgelösten Bewegung der oberen Teile von Lenkspindel und Schutzrohr in Richtung nach vorn, und andererseits liegt die Feder in ihrem arretierten Zustand, d. h. im crashfreien Betrieb, im Wege der vom Fahrer auf das Lenkrad ausgeübten, zur Verstell­ vorrichtung gelangenden Kräfte. Im erstgenannten Fall, also beim Crash, dient dabei das Führungsrohr sowohl als Federanschlag als auch als Führung für die von der Feder beschleunigten Teile von Lenkspindel und Schutzrohr; während gewollter Lenkradverstellungen dagegen sind die bezeichneten oberen Teile durch Bestandteile der Sicherheitsvorrichtung, insbesondere die Arretierklinke, axial fest mit dem Führungsrohr verbunden, das dann als Bestandteil der Ver­ stellvorrichtung zusammen mit den besagten oberen Teilen bewegt und schließlich mittels der Klemmverbindung - in der Regel durch An­ ziehen eines Gewindebolzens - im Fahrzeug festgelegt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch die gesamte Lenkung, deren Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 um 90° verschwenkten Längsschnitt und deren Fig. 3 die Schnittansicht gemäß III-III in Fig. 1 wiedergibt.

In diesem Ausführungsbeispiel besteht die Teleskoplenkspindel 1 aus dem über das Kreuzgelenk 2 in drehfester Verbindung mit einem nicht dargestellten Lenkgetriebe stehenden unteren Lenkspindelteil 3 und dem das Lenkrad 4 drehfest tragenden oberen Lenkspindelteil 5, der bei 6 über eine Kugeln 7 und eine spielausgleichende Blattfeder 8 enthaltende Anordnung drehfest, aber relative Axialbewegungen zulassende Verbindung mit dem unteren Lenkspindelteil 3 in Eingriff steht.

Die Teleskoplenkspindel 1 wird von dem Teleskop-Schutzrohr 9 umge­ ben, das an Drehungen des Lenkrads 4 nicht teilnimmt und in diesem Ausführungsbeispiel aus dem über das Kugellager 10 in axialer Mit­ nahmeverbindung mit dem oberen Lenkspindelteil 5 stehenden oberen Schutzrohrteil 11, dem lenkgetriebenahen unteren Schutzrohrteil 12 sowie dem weiteren Schutzrohrteil 13 in jeweils teleskopierender Verbindung zusammengesetzt ist. Zwischen den Schutzrohrteilen 12 und 13 erkennt man das eingeclipste Kunststoffrohr 14 zur Geräusch­ dämmung, während zwischen dem (außenliegenden) oberen Schutzrohr­ teil 11 und dem (innenliegenden) weiteren Schutzrohrteil 13 die ge­ wellte Blattfeder 15 eine axial- und drehfeste Verbindung her­ stellt. Diese Blattfeder 15 ragt mit nach außen gerichteten Abbie­ gungen in die schlitzförmige Ausnehmung 16 des oberen Schutzrohr­ teils 11 hinein.

Der obere Schutzrohrteil 11 durchsetzt das Führungsrohr 17, das in noch zu beschreibender Weise über den Lagerbock 18, dessen Befesti­ gungsflansche 19 und 20 (siehe Fig. 2) mit zur Achse der Lenk­ anordnung parallelen Langlöchern 21 und 22 zur Aufnahme von Befe­ stigungsschrauben versehen sind, am Fahrzeug festlegbar ist. Das Führungsrohr 17 trägt das Lager 23 für die Schwenkachse 24 der Arretierklinke 25, die in ihrer dargestellten Lage bei crashfreiem Betrieb mit ihrer Auswurfnase 26 in den Weg des weiteren Schutz­ rohrteils 13 bei einem Crash hineinragt. Mit dieser Auswurfnase durchsetzt die Arretierklinke 25 also Ausschnitte 27 und 28 im Führungsrohr 17 und im oberen Schutzrohrteil 11.

Die Arretierungsklinke 25 hat ihren Namen deswegen, weil sie in der dargestellten Lage über den Übertotpunkt-Sicherungsbügel 29, der den hakenartigen Fortsatz 30 der am oberen Schutzrohrteil 11 festgelegten ringförmigen Federauflage 31 übergreift, die einen Bestandteil der Sicherheitseinrichtung bildende Druckfeder 32 gegen die weitere Auflage 33 am Führungsrohr 17 drückt und demgemäß im gespannten Zustand arretiert. Wie insbesondere aus Fig. 1 ersicht­ lich, besitzt die Klinke 25 zur Aufnahme des Sicherungsbügels 29 eine Vertiefung 34, die gegen die Schwenkachse 24 der Klinke 25 etwas in Richtung Führungsrohr 17 versetzt ist, so daß die Kräfte der Feder 32 selber die dargestellte Lage des Sicherungsbügels 29 sichern.

Sobald nun infolge einer crashbedingten Verformung des Vorderwagens der weitere Schutzrohrteil 13 in den Fig. 1 und 2 nach rechts innerhalb des oberen Schutzrohrteils 11 gleitet (auch die beiden Lenkspindelteile 3 und 5 teleskopieren dann weiter), drückt er mit seiner Stirnfläche 35 die Auswurfnase 26 aus seinem Weg und schwenkt dabei die Klinke 25 in Fig. 1 entgegen dem Urzeigersinn, bis die Angriffsstelle 34 des Sicherungsbügels 29 wirkungsmäßig in eine Lage in Figur. 1 oberhalb der Schwenkachse 24 gelangt und dem­ gemäß die sich am Führungsrohr 17 abstützende Feder 32 zur Entspan­ nung freigegeben wird. Dabei nimmt sie über die Federauflage 31 den oberen Schutzrohrteil 11 mit, der seinerseits über die axiale Mit­ nahmeverbindung 10 auch den oberen Lenkspindelteil 5 nebst Lenkrad 4 in den Figuren nach links, also vom Fahrer weg, bewegt. Dabei gleitet der obere Schutzrohrteil 11 also durch das Führungsrohr 17.

Wie bereits gesagt, steht das Führungsrohr 17 in nun zu beschrei­ bender Weise in Verbindung mit dem Fahrzeugaufbau. Diese Verbindung muß fest sein, da sie nicht nur zur Aufnahme von insbesondere vom Fahrer beim Ein- und Aussteigen auf das Lenkrad 4 ausgeübten Kräf­ ten dient, sondern über die Federauflage 33 auch im Crashfall die Abstützkräfte für die dann sich entspannende Feder 32 gewährleisten muß. Das Führungsrohr 17 bildet jedoch auch einen wesentlichen Be­ standteil der nun zu beschreibenden Vorrichtung zur gewollten Ver­ stellung der Lage des Lenkrads 4 durch den Fahrer. Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, ist an das Führungsrohr 17 über die Brücke 36 die Führungshülse 37 angeschweißt, die - vergleiche Fig. 1 - mit einem in Achsrichtung der Lenkanordnung länglichen Querschnitt den Klemmbolzen 38 aufnimmt. An seinem in Fig. 3 rechten Ende trägt der Klemmbolzen 38 zur Dreharretierung den viereckigen Kopf 39, der durch entsprechende Ausbildung der Ausnehmung 40 in der Seitenwange 41 des Lagerbocks 18 an Drehungen gehindert ist. Der Klemmbolzen 38 durchsetzt mit seinem in Fig. 3 linken Bereich die weitere Seitenwange 42 des Lagerbocks 18; dort trägt er die Stel­ lungsarretiermutter 43, die mittels des Schwenkhebels 44 zwischen einer Klemmstellung, in der sie Relativbewegungen zwischen Hülse 37 und Klemmbolzen 38 verhindert, und einer Freigabestellung drehbar ist. Mit der eben beschriebenen Einrichtung ist es also möglich, nach Aufhebung der Klemmverbindung zwischen Führungsrohr 17 und La­ gerbock 18 das Führungsrohr 17 zusammen mit der beschriebenen Sicherheitseinrichtung (mit den Hauptbestandteilen 25, 29, 32) durch auf das Lenkrad 4 ausgeübte Kräfte parallel zur Achse der Lenkanordnung zu bewegen und dadurch eine für den jeweiligen Fahrer optimale Lage des Lenkrads 4 herzustellen. Da das Führungsrohr 17 an sich eine Gleitführung für den oberen Schutzrohrteil 11 (im Crashfall) darstellt, dienen die Bestandteile der Sicherheitsvor­ richtung bei dieser Verstellung zur Herstellung einer starren Verbindung zwischen oberen Schutzrohrteil 11 einerseits und Führungsrohr 17 andererseits.

Zur Höhenverstellung des Lenkrads 4 durchsetzt der Klemmbolzen 38 in den Seitenwangen 41 und 42 vorgesehene, in der Ebene der Fig. 3 verlaufende Langlöcher 45 und 46. Demgemäß erlaubt die erfindungs­ gemäße Konstruktion auch eine gewollte Höheneinstellung des Lenk­ rads 4 durch Schwenkbewegungen der beschriebenen Lenkungsanordnung um die Schwenkachse 47 (Fig. 1), die mit dem unteren Schutzrohr­ teil 12 verbunden ist. Zugfeder 48 hält während der Lenkradeinstel­ lung die Anordnung gleichsam in der Schwebe.

Mit der Erfindung ist demgemäß mit einfachen, zuverlässigen Mitteln (die auch im Crashfall keine Verletzungsgefahr hervorrufen) eine Lenkungsanordnung geschaffen, die gleichsam unter Doppelausnutzung von Bauteilen einerseits im Crashfalle eine selbsttätige Rückzugs­ bewegung des Lenkrads vom Fahrer bewirkt, andererseits dem Fahrer die Möglichkeit gibt, in bedienungsfreundlicher Weise die Lenkrad­ stellung seinen Bedürfnissen anzupassen.

Claims (4)

1. Kraftfahrzeuglenkung mit einer Teleskoplenkspindel, von der ein oberer Lenkspindelteil ein Lenkrad trägt und ein unterer Lenk­ spindelteil in drehfester Verbindung mit einem Lenkgetriebe steht, mit einem die Lenkspindel umgebenden Teleskop-Schutzrohr, enthaltend einen oberen Schutzrohrteil, der in axialer Mitnahme­ verbindung mit dem oberen Lenkspindelteil steht, und einen in diesem geführten weiteren Schutzrohrteil, in dessen crashbeding­ ten Verschiebeweg mit einer Auswurfnase zumindest eine von einem Führungsrohr, dem ein Lagerbock am Fahrzeug zugeordnet ist, für den oberen Schutzrohrteil schwenkbar gehaltene Arretierklinke hineinragt, die im crashfreien Betrieb in eine Ausnehmung des oberen Schutzrohrteiles zu seiner axialen Arretierung entgegen der Kraft einer zwischen Anschlägen am oberen Schutzrohrteil und am Führungsrohr eingespannten Feder eingreift, die nach crashbedingtem Auswurf der Arretierklinke den oberen Schutzrohr­ teil nebst oberem Lenkspindelteil vom Fahrer zurückbewegt, da­ durch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (17) mit dem Lager­ bock (18) über eine vom Fahrer aufhebbare Klemmverbindung (38, 43, 44) mit im wesentlichen axial und/oder im wesentlichen senkrecht verlaufenden Führungen (37; 45, 46) in Verbindung steht.

2. Kraftfahrzeuglenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbock (18) das Führungsrohr (17) zwischen Seiten­ wangen (41, 42) einschließt, die mit parallelen Führungsschlit­ zen (45, 46) einen in dieser Richtung in Mitnahmeverbindung mit dem Führungsrohr (17) stehenden Klemmbolzen (38) aufnehmen.

3. Kraftfahrzeuglenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Führungsrohr (17) mit einer quer verlaufenden, in einer dazu senkrechten Richtung länglichen Führungshülse (37) verbunden ist, die einen Klemmbolzen (38) aufnimmt, der an das Führungsrohr (17) und die Führungshülse (37) einschließenden Seitenwangen (41, 42) des Lagerbocks (18) arretierbar ist.

4. Kraftfahrzeuglenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im crashfreien Betrieb die Arretierklinke (25) durch einen die Feder (32) übergreifend an einer Federauf­ lage (31) am oberen Schutzrohrteil (11) angelenkten Übertot­ punkt-Sicherungsbügel (29) in ihrer Eingriffsstellung gehalten ist.