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Title:
ADJUSTABLE STEERING SPINDLE ARRANGEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/032911
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an adjustable steering spindle arrangement (1) for a motor vehicle, comprising a steering spindle (2) which is rotationally mounted in a steering spindle retaining device (3). One end (4) of the steering spindle (2) is connected to a steering handle (5) and the other end (6) of the steering spindle (2) interacts with at least one steerable wheel of the vehicle in order to adjust the steering of the steerable wheel. The position of the steering spindle (2) can be altered in relation to a fixed motor vehicle support (7) when a device (8) for determining the position of the steering spindle retaining device (3) is actuated. In order to produce an adjustable steering spindle arrangement which can be adapted in a simple manner to the specific surroundings of a motor vehicle, devices (8) having different constructions are arranged essentially inside the support (7) in order to determine the position of the steering spindle retaining device (3).

Inventors:
HEINTSCHEL MANFRED (DE)
KOGEL WALTER (DE)
DIETERLE GUENTER (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/010306
Publication Date:
April 14, 2005
Filing Date:
September 15, 2004
Export Citation:
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Assignee:
ZF LENKSYSTEME GMBH (DE)
HEINTSCHEL MANFRED (DE)
KOGEL WALTER (DE)
DIETERLE GUENTER (DE)
International Classes:
B62D1/181; B62D1/184; B62D1/185; B62D1/187; (IPC1-7): B62D1/185; B62D1/181; B62D1/187
Domestic Patent References:
WO1992016403A11992-10-01
Foreign References:
EP0594173A11994-04-27
FR2687628A11993-08-27
DE10224570A12002-12-19
Attorney, Agent or Firm:
ZF LENKSYSTEME GMBH (Richard-Bullinger-Strasse 77, Schwäbisch Gmünd, EVP)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verstellbare Lenkspindelanordnung für ein Fahrzeug, mit einer Lenkspindel (2) die in einer LenkspindelHalteeinrichtung (3) drehbar gelagert ist, wobei ein Ende (4) der Lenkspindel (2) mit einer Lenkhandhabe (5) verbunden ist und das andere Ende (6) der Lenkspindel (2) mit zumindest einem lenkbaren Rad des Fahrzeugs zur Lenkverstellung des lenkbaren Rades wirkverbunden ist, und mit einem ... fahrzeugfesten. Lagerbock (7) gegenüber dem die Position der Lenkspindel Halteeinrichtung (3) und/oder der Lenkspindel (2) veränderbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, d a s s im wesentlichen innerhalb des Lagerbocks (7) bauartverschiedene Einrichtungen (8) zur Festlegung der Position der LenkspindelHalteeinrichtung (3) und/oder der Lenkspindel (2) anordenbar sind.
2. Verstellbare Lenkspindelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) zur Festlegung der Position der Lenkspindel Halteeinrichtung (3) und/oder der Lenkspindel (2) eine von einem Elektromotor betätigte Klemmoder Verriegelungseinrichtung umfasst.
3. Verstellbare Lenkspindelanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) zur Festlegung der Position der LenkspindelHalteeinrichtung (3) und/oder der Lenkspindel (2) eine von einem Servozylinder (9) betätigte Klemmoder Verriegelungseinrichtung (10) umfasst.
4. Verstellbare Lenkspindelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) zur Festlegung der Position der LenkspindelHalteeinrichtung (3) und/oder der Lenkspindel (2) eine von blockierbaren Gasdruckfedern betätigte Klemmoder Verriegelungseinrichtung umfasst.
5. Verstellbare Lenkspindelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) zur Festlegung der Position der LenkspindelHalteeinrichtung (3) und/oder der Lenkspindel (2) einen manuell betätigbaren Klemmoder Verriegelungshebel umfasst.
6. Verstellbar Lenkspindelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) zur Festlegung der Position der Lenkspindel Halteeinrichtung (3) und/oder der Lenkspindel (2) eine Verschraubung zwischen der LenkspindelHalteeinrichtung (3) und dem Lagerbock (7) umfasst.
7. Verstellbare Lenkspindelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) zur Festlegung der Position der LenkspindelHalteeinrichtung (3) und/oder der Lenkspindel (2) eine Verstelleinrichtung zur Verschwenkung und/oder Höhenverstellung der Lenkspindel (2) umfasst.
8. Verstellbare Lenkspindelanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Lenkspindel (2) mit ein oder mehreren elektrisch betriebenen Aktuatoren der Verstelleinrichtung veränderbar ist.
9. Verstellbare Lenkspindelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) zur Festlegung der Position der LenkspindelHalteeinrichtung (3) und/oder der Lenkspindel (2) eine memory Funktion zur Abspeicherung und Wiedergabe individueller LenkspindelPositionen aufweist.
10. Verstellbare Lenkspindeianordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Festlegung der Position der LenkspindelHalteeinrichtung (3) und/oder der Lenkspindel (2) in dem, der Lenkhandhabe (5) zugewandten Bauraum (11) des Lagerbocks (7) angeordnet ist.
11. Verstellbare Lenkspindelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das der Lenkhandhabe (5) abgewandte Ende (6) der Lenkspindel (2) über eine Zwischenwelle (27) mit zwei Gelenken (12) oder mit einem Gleichlaufgelenk (28) mit einer Lenkwelle (13) verbunden ist, wobei die Lenkwelle (13) von einer etwa horizontalen Position bis zu einer etwa vertikalen Position anordenbar ist.
12. Verstellbare Lenkspindelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (7) aus etwa parallel und mit Abstand zueinander angeordneten Platten (14,14') gebildet ist, die gehäuseartig miteinander verbunden sind.
13. Verstellbare Lenkspindelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die LenkspindelHalteinrichtung (3) mit jeweils einer Platte (15,15') gleitend an den Platten (14, 14') des Lagerbocks (7) anliegt.
14. Verstellbare Lenkspindelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbare Lenkspindelanordnung (1) in einem Nutzkraftfahrzeug angewandt ist.
15. Verstellbare Lenkspindelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbare Lenkspindelanordnung (1) Teil einer Hilfskraftoder Fremdkraftlenkung ist.
Description:
Verstellbare Lenkspindelanordnung Die Erfindung betrifft eine verstellbare Lenkspindelanordnung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannte verstellbare Lenkspindelanordnungen für Fahrzeuge weisen Einrichtungen zur Festlegung der Position der Lenkspindel-Halteeinrichtung oder des Lenkspindelgehäuses auf, die fahrzeugspezifisch ausgebildet sind. Sie sind meist aus einer Verstelleinrichtung und einer Verriegelungs-oder Klemmeinrichtung zusammengesetzt.

Die WO 00/37298 beschreibt eine verstellbare Lenkspindelanordnung für ein Nutzfahrzeug bei dem ein Servozylinder zur Schwenkverstellung und Festlegung eines Lenkspindelgehäuses mit einer nicht-newton'schen Flüssigkeit beaufschlagt ist.

Die DE 101 07 775 A1 beschreibt eine verstellbare Lenkspindelanordnung für Kraftfahrzeuge mit einer gehäuseartigen Lenkspindel-Halteeinrichtung in der die Lenkspindel vom Fahrer des Kraftfahrzeugs drehbar gelagert ist. An einem, einer Lenkhandhabe abgewandten Ende der Lenkspindel ist die Lenkspindel mit einem Lenksystem zur Lenkverstellung lenkbarer Räder des Kraftfahrzeugs wirkverbunden.

Die Lenkspindel-Halteeinrichtung ist relativ zu einem fahrzeugfesten Lagerbock in ihrer Position veränderbar. Zu diesem Zweck wird eine Einrichtung zur Festlegung der Position der Lenkspindel-Halteeinrichtung betätigt und die Lenkspindel- Halteeinrichtung entriegelt, verschwenkt und wieder verriegelt.

Die verstellbare Lenkspindelanordnung ist in Bezug auf die Anordnung ihrer Teilkomponenten und deren Bauraumbedarf, sowie den Erfordernissen an im Fahrzeug vorhandenen Energieformen, fahrzeugspezifisch ausgelegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verstellbare Lenkspindelanordnung zu schaffen, die auf einfache Weise an eine fahrzeugspezifische Ungebung anpassbar ist.

Die Aufgabe wird mit einer verstellbaren Lenkspindelanordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch dass der fahrzeugfeste Lagerbock für die Lenkspindel-Halteeinrichtung so in seiner Gestalt und seinem Bauraum geschaffen ist, dass die Einrichtung zur Festlegung der Position der Lenkspindel-Halteeinrichtung und/oder der Lenkspindel im wesentlichen innerhalb des Lagerbocks untergebracht werden kann und der Lagerbock so gebildet ist, dass bauartverschiedene Einrichtungen zur Festlegung der Position der Lenkspindel-Halteeinrichtung und/oder der Lenkspindel darin anordenbar sind, ist eine modulartig aufbaubare, verstellbare Lenkspindelanordnung geschaffen, die durch ihr Bauprinzip an verschiedenste Gewichts-und Komfortklassen bei Fahrzeugen anpassbar ist. Länderspezifische Gegebenheiten im Fahrzeugbau lassen sich dabei berücksichtigen.

Die Einrichtung zur Festlegung der Position der Lenkspindel-Halteeinrichtung und damit der Lenkspindel relativ zu einem Fahrer des Fahrzeugs kann grundsätzlich sowohl eine Klemm-oder Verriegelungseinrichtung zur kraft-oder formschlüssigen Festlegung der Position der Lenkspindel als auch eine Verstelleinrichtung zur Verschwenkung und/oder Höhenverstellung der Lenkspindel umfassen.

Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Insbesondere in Fahrzeugen in denen kein Druckluftsystem vorhanden ist, ist es zweckmäßig die Einrichtung zur Festlegung der Position der Lenkspindel- Halteeinrichtung und/oder der Lenkspindel mit einer elektromotorisch betriebenen Klemm-oder Verriegelungseinrichtung zur Festlegung der Lenkspindel- Halteeinrichtung an dem Lagerbock zu versehen.

In Fahrzeugen mit Druckluftsystem bietet es sich an, die Klemm-oder Verriegelungseinrichtung mit Hilfe eines Servozylinders zu betätigen. Es kann zweckmäßig sein, zur Betätigung der Klemm-oder Verriegelungseinrichtung blockierbare Gasdruckfedern anzuwenden.

Die manuelle Betätigungsweise eines Klemm-oder Verriegelungshebels stellt eine ebenso kostengünstige Bauweise dar, wie eine Verschraubung zur Festlegung der Lenkspindel-Haltevorrichtung an dem Lagerbock.

Zur Verschwenkung oder Höhenverstellung der Lenkspindel und deren Halteein- richtung können ein oder mehrere elektrisch betriebene Servomotoren oder durch

Druckluft oder durch sonstiges Druckmittel betätigte Servozylinder in der Verstell- einrichtung angewandt werden. Die Einrichtung zur Festlegung der Position der Lenkspindel-Halteeinrichtung und/oder der Lenkspindel ist bevorzugt mit ihrer Klemm- oder Verriegelungseinrichtung und/oder ihrer Verstelleinrichtung in dem der Lenkhandhabe zugewandten Bauraum des Lagerbocks anzuordnen. Dadurch ergibt sich unverbauter Freiraum in dem Lagerbock, der zur Führung einer über ein Gelenk oder über eine Zwischenwelle mit zwei Gelenken mit der Lenkspindel verbindbaren Lenkwelle genutzt werden kann. Die Lenkspindel kann auch über ein Gleichlaufgelenk mit der Lenkwelle verbunden sein. Die Lenkwelle kann. bei ein und demselben,.

Lagerbock sowohl etwa horizontal in Fahrtrichtung als auch etwa vertikal oder in jeder anderen, dazwischenliegenden Winkelstellung aus dem Lagerbock geführt werden.

Mit der erfindungsgemäßen verstellbaren Lenkspindelanordnung lassen sich somit vorzugsweise Nutzkraftwagen als Haubenfahrzeuge oder mit Kippkabine ausstatten.

Der Freiraum in dem Lagerbock lässt sich auch bei einem steer-by-wire-Lenksystem ohne mechanische Rückfallebene zur Unterbringung von Sensorik und Aktuatoren, wie etwa für Lenkwinkel-oder Lenkmomentsensoren und einen Lenkradmotor nutzen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Lagerbock aus zwei mit Abstand parallel zueinander angeordneten Platten gebildet, die gehäuseartig mit Traversen oder Querwänden fest verbunden sind. An den Platten können sich gleitend jeweils eine Platte der Lenkspindel-Halteeinrichtung oder Flächen der Lenkspindel-Halteeinrichtung bewegen. Die Platten können dabei mit der Klemm- oder Verriegelungseinrichtung gegeneinander festgelegt oder gelöst werden.

Bevorzugt eignet sich das erfindungsgemäße Bauprinzip der verstellbaren Lenkspindelanordnung zur Anwendung in Nutzfahrzeugen weltweit, wobei verschiedenste Fahrzeug-Gewichtsklassen damit ausgestattet werden können.

In Abhängigkeit von der gewählten Betätigungsart der Einrichtung zur Festlegung der Position der Lenkspindel-Halteeinrichtung und/oder der Lenkspindel (elektrisch, pneumatisch, hydraulisch) können verschiedenste Komfortklassen der verstellbaren Lenkspindelanordnung dargestellt werden.

Die Lenkspindel und die Lenkwelle lässt sich so führen, dass die Beugewinkel der Lenkwelle bei gleichzeitig größeren Hüben und Schwenkwinkeln als im Stand der Technik bekannt, unkritisch in Bezug auf Drehungleichförmigkeiten bleiben.

Die Erfindung wird nun näher anhand von einem Ausführungsbeispiel und anhand der beiliegenden Zeichnungen, die folgende Darstellungen wiedergeben, beschrieben : Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer verstellbaren Lenkspindelanordnung, Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer verstellbaren Lenkspindelanordnung mit einem Gleichlaufgelenk zwischen Lenkspindel und Lenkwelle, Fig : 3 zeigt eine Ansicht der versteiibaren Lenkspindeianordnung in Pfeilrichtung X in..

Fig. 1.

In Fig. 1 ist in einer Seitenansicht eine verstellbare Lenkspindelanordnung 1 eines Nutzkraftfahrzeuges mit Kippkabine gezeigt. Eine Lenkspindel 2, welche an ihrem einen Ende 4 drehfest mit einer als Lenkrad 16 ausgebildeten Lenkhandhabe 5 verbunden ist, durchragt eine gehäuseförmige Lenkspindel-Halteeinrichtung 3. In der Lenkspindel-Halteeinrichtung 3 ist die Lenkspindel 2 drehbar gelagert. Das andere Ende 6 der Lenkspindel 2 ist drehfest mit einer Gelenkgabel 17 eines als Kreuzgelenk 18 ausgebildeten Gelenks 12 verbunden. Das Kreuzgelenk 18 dient zur drehfesten Verknüpfung einer Zwischenwelle 27 und einer Lenkwelle 13 mit der Lenkspindel 2.

Wie Fig. 2 zeigt, kann die Lenkspindel 2 auch mit einem Gleichlaufgelenk 28 mit der Lenkwelle 13 drehfest verbunden sein.

Wie Fig. 3 in einer Draufsicht der verstellbaren Lenkspindelanordnung 1 in Pfeilrichtung X in Figur 1 zeigt, liegt die Lenkspindel-Halteeinrichtung 3 mit Platten 15, 15'an den Innenseiten eines Lagerbocks 7 gleitend an. Die Lenkspindel 2 ragt mit etwa der Hälfte ihrer Länge mittig zwischen den Platten 15,15'und verläuft etwa parallel zu einer jeweiligen Gleitebene 19, 19'zwischen den Platten 15, 15'der Lenkspindel-Halteeinrichtung 3 und Platten 14,14'des Lagerbocks 7. Die Platten 14, 14' des Lagerbocks 7 bilden dessen Seitenwände und sind mit Traversen 20 und Stehbolzen 21 etwa parallel auf Abstand gehalten und verbunden.

Die Gestalt der Seitenwände des Lagerbocks 7 definiert auch den Bauraum des Lagerbocks 7 der für die Unterbringung der Einrichtung 8 zur Festlegung der Position der Lenkspindel-Halteeinrichtung 3 zur Verfügung steht.

Der Lagerbock 7 ist an einer fahrzeugfesten Konsole 22, in Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs betrachtet, vor dem Fahrer lösbar festgelegt. In dem gezeigten Aus- führungsbeispiel dient die Konsole 22 zur beweglichen Anordnung von Pedalen 23 zur Betätigung einer Fahrkupplung oder von Bremsen des Nutzfahrzeugs. Die Einrichtung 8 zur Festlegung der Position der Lenkspindel-Halteeinrichtung 3 an dem Lagerbock 7 weist eine von einem Servozylinder 9 betätigte Klemmeinrichtung 10 auf, die eine kraftschlüssige Verbindung der Platten 14,14'des Lagerbocks 7 mit den Platten 15,15'der Lenkspindel-Halteeinrichtung 3 bewirkt. Als Druckmittel für den Servozylinder 9 dient in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Druckluft. Ist der Servozylinder 9 drucklos, so bewirkt ein Federpacket die Verklemmung der Lenkspindel-Halteeinrichtung 3 an dem Lagerbock 7. Ein Zugbolzen 24, welcher in den Seitenwänden des Lagerbocks 7 in bogensegmentförmigen Kulissenführungen 25 geführt ist und der den Lagerbock 7 durchragt, wird von den Federpacketen unter Zugspannung gesetzt und es werden dadurch die Seitenwände oder Platten 14,14' des Lagerbocks 7 gegen die Platten 15, 15'der Lenkspindel-Halteeinrichtung 3 gepreßt. Wird das Federpacket durch den Servozylinder 9 entlastet, so wird die kraftschlüssige Klemmverbindung aufgehoben und die Lenkspindel 2 kann um eine quer zur Längsachse des Fahrzeugs und etwa horizontal verlaufende Schwenkachse 26 manuell durch den Fahrer verschwenkt werden. Die Lenkspindel 2 kann in dem gezeigten Ausführungsbeispiel dabei etwa aus ihrer mit einem Winkel a von 45° zum Fahrer hin geneigten Position senkrecht gestellt werden. Die Verschwenkung der Lenkspindel 2 und auch deren Höhenverstellung können auch über Aktuatoren und nicht manuell vorgenommen werden. Zudem kann im Bauraum des Lagerbocks 7 ein Steuergerät mit einer memory-Funktion zur Abspeicherung individueller Lenkspindel- Positionen angeordnet sein, wobei die Lenkspindel-Positionen vom Fahrer des Fahrzeugs durch das Steuergerät abrufbar und einstellbar sind.

Wie insbesondere die Figuren 1 und 2 zeigen, bietet der Lagerbock 7 genügend Bauraum um verschiedenartige Bauarten von Einrichtungen 8 zur Festlegung der Position der Lenkspindel-Halteeinrichtung 3 unterzubringen. Die Lenkwelle 13 kann sowohl horizontal als auch vertikal aus dem Lagerbock 7 geführt werden, da sich sowohl die Lenkspindel 2 mit der Lenkspindel-Halteeinrichtung 3, als auch die Einrichtung 8 zur Festlegung der Position der Lenkspindel-Halteeinrichtung 3 in einem oberen, dem Lenkrad 16 zugewandten Bauraum 11 des Lagerbocks 7 befinden und übriger Bauraum vorhanden ist.

BEZUGSZEICHENLISTE EM 037d Lenkspindelanordnung 26 Schwenkachse 2 Lenkspindel 27 Zwischenwelle 3 Lenkspindel-Halteeinrichtung 28 Gleichlaufgelenk 4 Ende v. 2 29 5 Lenkhandhabe 30 6 Ende v. 2 31 7 Lagerbock 32 8 Einrichtung 33 9 Servozylinder 34 10 Klemm-oder Verriegelungs-35 einrichtung 11 Bauraum 36 12 Gelenk 37 13 Lenkwelle 38 14, 14' Platte 39 15, 15' Platte 40 16 Lenkrad 41 17 Gelenkgabel 42 18 Kreuzgelenk 43 19, 19' Gleitebene 44 20 Traverse 45 21 Stehbolzen 46 Konsole 47 23 Pedal 48 24 Zugbolzen 49 25 Kulissenführung 50 Pfeilrichtung α Winkel