Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitslenksäule für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Sicherheitslenksäulen sind im heutigen Kraftfahrzeugbau weit verbreitet und schützen einen Fahrer des Kraftfahrzeugs bei einem Unfall, indem sie aktiv oder passiv aus einem Gefahren¬ raum des Fahrzeugs heraus bewegt werden. Bei einer aktiven Sicherheitslenksäule wird diese Bewegung selbsttätig ausge¬ führt, so dass es im Normalfall nicht zu einem Aufprall des Fahrers auf eine an einem oberen Ende der Lenksäule angeord¬ nete Lenkhandhabe kommt. Bei einer passiven Sicherheitslenk¬ säule kann diese beim Überschreiten einer vordefinierten Kraft aus dem Gefahrenbereich bewegt werden, beispielsweise indem ein oberes Lenksäulenteil gegen ein unteres Lenksäulen¬ teil axial verschiebbar gelagert ist.

Aus der DE 101 30 908 Al ist eine Sicherheitslenksäule für ein Kraftfahrzeug bekannt. Diese weist eine teleskopierbare Lenkspindel auf, welche aus einem oberen und einem unteren Spindelteil besteht und in einem Mantelrohr mittels eines o- beren Lagers, welches das obere Spindelteil am Mantelrohr ab¬ stützt, und eines unteren Lagers, welches das untere Spindel- teil am Mantelrohr abstützt, drehbar gelagert ist. Ebenso wie die Lenkspindel ist auch das Mantelrohr teleskopierbar ausge- bildet und weist ein lenkradnahes oberes Rohrteil und ein lenkradfernes unteres Rohrteil auf. Sowohl die Spindelteile als auch die Rohrteile des Mantelrohrs sind ineinander ge¬ steckt und oberhalb einer axialen Auslösekraft relativ zu einander verschiebbar. Das untere Lager ist dabei als Festla¬ ger ausgebildet, während das obere Lager als Loslager ausge¬ bildet ist. Eine Verschiebung der beiden Spindelteile bzw. der beiden Rohrteile erfolgt grundsätzlich erst beim Über¬ schreiten der axialen Auslösekraft, d.h. beispielsweise im Crashfall. Um die Lenksäule axial zu verstellen und damit an individuelle Bedürfnisse eines Fahrers anzupassen, wird diese komplett, d.h. mit oberem und unterem Spindel- bzw. Mantel¬ rohr, entlang einer Führung verstellt.

Aus der DE 199 01 300 Cl ist eine Lenkvorrichtung bekannt, bei der im Normalfall ein Lenkhandrad und gelenkte Fahrzeug¬ räder lediglich wirkungsmäßig über eine Regelstrecke mitein¬ ander verbunden sind. Das Lenkhandrad betätigt dabei einen Lenkwinkel-Sollwertgeber und verstellt zusammen mit den ge¬ lenkten Fahrzeugrädern einen Lenkwinkel-Istwertgeber, so dass die Regelstrecke ein motorisches Lenkstellaggregat entspre¬ chend eines Soll-Ist-Wert-Vergleichs des Lenkwinkels und der Lenkverstellung der gelenkten Fahrzeugräder betätigen kann. Eine Besonderheit liegt dabei in der axialen Verstellbarkeit des Lenkhandrades, wobei durch eine stabile Lagerung Schwin¬ gungen des Lenkhandrades und davon ausgehende Rückwirkungen auf den Lenkwinkel-Sollwertgeber vermieden werden.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Sicherheitslenksäule der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, durch welche sowohl eine Komfortverstellung als auch eine Crashverschiebung bei geringem Bauraumbedarf realisiert wird. Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst . Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Sicherheitslenksäule für ein Kraftfahrzeug mit einer telesko- pierbaren Lenkspindel, welche in einem teleskopierbaren Man¬ telrohr gelagert ist, einen dreiteiligen Aufbau für das Man¬ telrohr vorzusehen und dadurch neben einer vereinfachten Te- leskopierbarkeit gleichzeitig eine große axiale Crashverfor¬ mung zu ermöglichen. Die teleskopierbare Lenkspindel besteht dabei aus einem lenkradnahen oberen Spindelteil und einem lenkradfernen unteren Spindelteil, welche beide im Mantelrohr drehbar gelagert sind. Generell besteht dabei das Mantelrohr aus einem lenkradnahen oberen Rohrteil und einem lenkradfer¬ nen unteren Rohrteil, wobei das untere Rohrteil um eine erste Achse schwenkbar an einer fahrzeugfesten Konsole gelagert und axial verstellbar im oberen Rohrteil geführt ist. Das obere Rohrteil ist axial verstellbar in einem äußeren Rohrteil ge¬ führt, wobei dieses axial verstellbar an der Konsole gelagert ist.

Durch die erfindungsgemäße teleskopierbare Lenksäule wird im Crashfall ein ausreichender Deformationsweg bereitgestellt, wodurch die Fahrzeugsicherheit erhöht werden kann. Zugleich wird mit den drei ineinander gesteckten Mantelrohrteilen bei geringem Bauraumbedarf eine Komfortverstellung ermöglicht, welche ein einfaches Anpassen einer Position der Lenkhandhabe an physische Erfordernisse des jeweiligen Fahrers erlaubt. Darüber hinaus wird durch den Aufbau mit insgesamt drei Man¬ telrohrteilen sowie deren spielfreie Lagerung ineinander, die Steifigkeit der Lenksäule erhöht, wodurch der Fahrkomfort, z.B. durch reduzierte Vibrationsanfälligkeit, gesteigert wer¬ den kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist das äußere Rohrteil über einen Schlitten an der Konsole gelagert und zwischen dem äußeren Rohrteil und dem Schlitten ein Stellelement angeordnet, welches am äußeren Rohrteil um eine zweite Achse und am Schlitten um eine dritte Achse drehbar gelagert ist. Der Schlitten ist bis zur Über¬ windung vom Missbrauchskräften lagefixiert an der Konsole an¬ geordnet und kann entlang seiner Schlittenführung beim Über¬ schreiten der Missbrauchskräfte, also beispielsweise bei ei¬ nem Fahrzeugcrash, verstellt werden, wodurch sich die Sicher¬ heitslenksäule teleskopartig ineinanderschiebt und die Lenk¬ handhabe aus dem Gefahrenbereich des Fahrers gezogen wird. Das Stellelement ist dabei Teil einer Höhenverstellung der Sicherheitslenksäule und gewährleistet durch seinen steifen Aufbau eine exakte Positionierung und Lagefixierung der Si¬ cherheitslenksäule in der gewünschten Einstellposition.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umgreift das Stell- element das äußere Rohrteil U-förmig, wobei beide Schenkel des U-förmigen Stellelementes einen L-förmigen abgewinkelten Endbereich aufweisen, welcher jeweils von der zweiten und der dritten Achse durchdrungen wird. Die L-förmigen Endbereiche stehen dabei im wesentlichen orthogonal zur U-Ebene ab und erhöhen dadurch zusätzlich die Steifigkeit des Stellelements. Das Stellelement kann beispielsweise aus Kunststoff oder Me¬ tall ausgebildet sein und dadurch kostengünstig und maßgenau hergestellt werden.

Zweckmäßig ist am Schlitten ein erster Stellantrieb befes¬ tigt, der über eine Spindel einen am Stellelement drehfest angeordneten Stellarm verstellt und dadurch die Sicherheits¬ lenksäule bezüglich der ersten Achse verdreht. Spindelantrie¬ be sind langjährig erprobte und exakte Justiervorrichtungen, so dass der erste Stellantrieb eine exakte Anpassung der Höhe der Lenkhandhabe durch eine Drehung der Sicherheitslenksäule um die erste Achse ermöglicht. Darüber hinaus ist ein derar¬ tiger Spindelantrieb einfach und kostengünstig herzustellen und wartungsarm im Betrieb. Je nach Höhe der Gewindegänge an der Spindel lässt sich die Höhe der Sicherheitslenksäule bzw. der Lenkhandhabe auch in kleinsten Schritten exakt verstel¬ len.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfin¬ dungsgemäßen Lösung ist am äußeren Rohrteil ein zweiter Stel¬ lantrieb befestigt, der das obere Rohrteil bezüglich des äu¬ ßeren Rohrteils axial verstellt. Der zweite Stellantrieb kann dabei ebenfalls über einen Spindelantrieb mit dem oberen Rohrteil wirkungsverbunden sein, so dass auch eine exakte Längsverstellung der Sicherheitslenksäule problemlos möglich ist. Denkbar ist hierbei auch, dass der erste und der zweite Stellantrieb eine gleichartige oder vergleichbare Bauweise aufweisen, wodurch eine Reduktion der Teilevielfalt und damit eine Senkung der Produktionskosten erreicht werden kann.

Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der erste und/oder der zweite Stellantrieb einen Elektromotor auf. Elektromotoren sind in nahezu belie¬ bigen Ausführungsform denkbar und genau an jeweilige Erfor¬ dernisse anpassbar. Darüber hinaus ermöglichen Elektromotoren einen wartungsarmen Betrieb, sind kostengünstig herzustellen und erreichen aufgrund der heutigen hohen Fertigungsqualität eine lange Lebensdauer.

Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist am äußeren Rohrteil ein Druckstück vorgesehen, welches das untere Rohrteil radial ge¬ gen das obere Rohrteil und somit unteres und oberes Rohrteil radial gegen das äußere Rohrteil andrückt. Das Druckstück, welches beispielsweise als Federelement oder als Schraubele¬ ment ausgebildet ist, gewährleistet eine spielfreie Lagerung der einzelnen Rohrteile ineinander und steift gleichzeitig die Sicherheitslenksäule aus, wodurch insgesamt ein verbes¬ serter Fahrkomfort erreicht wird.'

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nach¬ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je¬ weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombi¬ nationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Be¬ schreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnliche Bauteile beziehen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Schrägansicht auf die erfindungsgemäße Sicher¬ heitslenksäule,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Sicher¬ heitslenksäule,

Fig. 3 eine Seitenansicht bei nach unten verschwenkter Lenk¬ spindel, Fig. 4 eine Darstellung wie in Fig. 3, jedoch bei nach oben verschwendeter Lenkspindel,

Fig. 5 eine Darstellung wie in Fig. 4, jedoch mit parallel zur Konsole angeordneter Lenkspindel und axial ausge¬ fahrenem oberen Rohrteil,

Fig. 6 eine Darstellung wie in Fig. 5, jedoch in einer Crashstellung.

Entsprechend Fig. 1 weist eine Sicherheitslenksäule 1 eine teleskopierbare Lenkspindel 2 auf, die aus einem lenkradnahen oberen Spindelteil 3 und aus einem lenkradfernen unteren Spindelteil 4 besteht und in einem insgesamt dreiteiligen Mantelrohr 5 drehbar gelagert ist . Das Mantelrohr 5 ist eben¬ falls teleskopierbar ausgestaltet und weist ein lenkradnahes oberes Rohrteil 6, ein lenkradfernes unteres Rohrteil 7 sowie ein äußeres Rohrteil 8 auf.

Die Sicherheitslenksäule 1 ist üblicherweise in einem Kraft¬ fahrzeug eingebaut und an einer fahrzeugfesten Konsole 9 über eine Führung gelagert. Zur Höhenverstellung der Sicherheits¬ lenksäule 1 sowie einer daran am Ende des oberen Spindelteils 3 angeordneten, nicht dargestellten Lenkhandhabe, ist das un¬ tere Rohrteil 7 um eine erste Achse 10 schwenkbar an der fahrzeugfesten Konsole 9 gelagert. Gleichzeitig ist das unte¬ re Rohrteil 7 axial verstellbar im oberen Rohrteil 6 geführt (vgl. Fig. 2) , wogegen das obere Rohrteil 6 axial verstellbar im äußeren Rohrteil 8 geführt und gelagert ist. Das äußere Rohrteil 8 ist wiederum axial verstellbar an der Konsole 9 gelagert .

Die Lagerung des äußeren Rohrteiles 8 an der fahrzeugfesten Konsole 9 erfolgt über einen Schlitten 11, welcher in einer Komfortstellung lagefixiert an der fahrzeugfesten Konsole 9 angeordnet ist und bei Überschreiten von Missbrauchskräften, beispielsweise bei einem Fahrzeugcrash, in eine Crashstellung überführt wird, in welcher er entlang einer nicht näher be¬ zeichneten Schlittenführung parallel zur Achse der Sicher¬ heitslenksäule 1 verstellt werden kann (vgl. Fig. 6) .

Zwischen dem äußeren Rohrteil 8 und dem Schlitten 11 ist ein Stellelement 12 angeordnet, welches am äußeren Rohrteil 8 um eine zweite Achse 13 und am Schlitten 11 um eine dritte Achse 14 drehbar gelagert ist. Dabei verlaufen sowohl die erste Achse 10, als auch die zweite Achse 13 und die dritte Achse 14 parallel zueinander.

Das Stellelement 12 ist U-förmig ausgebildet und umgreift mit seinen beiden U-Schenkeln das äußere Rohrteil 8. Gemäß Fig. 1 weisen beide Schenkel des U-förmigen Stellelementes 12 einen L-förmig abgewinkelten Endbereich auf, welcher jeweils von der zweiten Achse 13 und der dritten Achse 14 durchdrungen wird.

Gemäß den Fig. 3 bis 6 ist am Schlitten 11 ein erster Stel¬ lantrieb 15 befestigt, der über eine Spindel 16 einen am Stellelement 12 drehfest angeordneten Stellarm 17 verstellt und dadurch die Sicherheitslenksäule 1 bezüglich der ersten Achse 10 verschwenkt . Ein dem Stellelement 12 abgewandtes En¬ de des Stellarmes 17 ist dabei mit der Spindel 16 derart an¬ triebsverbunden, dass eine Drehung der Spindel 16 eine axiale Verstellung des Stellarmes 17 entlang der Spindelachse be¬ wirkt .

In Fig. 3 ist eine erste Endposition des Stellarmes 17 an der Spindel 16 gezeigt, in welcher die Sicherheitslenksäule 1 ei¬ nen großen Winkel zur fahrzeugfesten Konsole 9 aufweist . Dem- gegenüber ist in Fig. 4 eine zweite Endposition des Stellar¬ mes 17 auf der Spindel 16 gezeigt, in welcher die Lenkspindel 2 im Vergleich zu Fig. 3 einen deutlich kleineren Winkel zur Konsole 9 einnimmt. Fig. 5 zeigt eine Zwischenstellung zwi¬ schen der in Fig. 3 eingenommenen ersten Endposition und der in Fig. 4 eingenommenen zweiten Endposition der Sicherheits- lenksäule 1. Über den ersten Stellantrieb 15, welcher bei¬ spielsweise einen Elektromotor aufweist, lässt sich somit ei¬ ne HδhenverStellung der nicht gezeigten Lenkhandhabe errei¬ chen.

Des Weiteren ist am äußeren Rohrteil 8 ein zweiter Stellan¬ trieb 18 befestigt, der das obere Rohrteil 6 bezüglich des äußeren Rohrteils 8 axial verstellt. Eine erste mögliche End¬ position einer Längsverstellung des oberen Rohrteils 6 ist dabei gemäß Fig. 4 gezeigt, wogegen in Fig. 5 eine der ersten möglichen Endposition entgegengesetzte zweite Endposition dargestellt ist. Im Unterschied zu Fig. 4 ist dabei gemäß Fig. 5 das obere Rohrteil 6 derart verstellt, dass sich die Sicherheitslenksäule 1 im Vergleich zum in Fig. 4 dargestell¬ ten Zustand verlängert. Ein Verstellmechanismus kann dabei in analoger Weise, beispielsweise über einen Spindelantrieb, zum ersten Stellantrieb 15 erfolgen. Der zweite Stellantrieb 18 ermöglicht so eine Längsverstellung der Sicherheitslenksäule 1 und dadurch eine Anpassung eines Lenkradabstandes von einem Fahrer sowie eine Anpassung an dessen physiologischen Erfor¬ dernisse. Dabei ist denkbar, dass der zweite Stellantrieb 18 über eine Schelle 19 (vgl. Fig. 2) mit einem unteren Ende des oberen Rohrteils 6 verbunden ist und dieses fest umgreift.

In den Fig. 1 bis 5 ist jeweils eine Komfortstellung der Si¬ cherheitslenksäule 1 dargestellt, welche einen Normalzustand charakterisiert und ein problemloses Verstellen der Sicher- heitslenksäule 1 hinsichtlich ihrer Länge und/oder Höhe er¬ möglicht.

Um im Crashfall ein Verletzungsrisiko des Fahrers, durch ei¬ nen Aufprall desselben auf die Lenkhandhabe zu reduzieren, ist vorgesehen, dass die Sicherheitslenksäule 1 im Crashfall bzw. beim Überschreiten von Missbrauchskräften in eine Crash¬ stellung überführt werden kann, welche im Vergleich zur Kom¬ fortstellung eine deutliche axiale Verkürzung aufweist und dadurch die Lenkhandhabe aus dem unmittelbaren Gefahrenbe¬ reich in Richtung eines Armaturenbrettes herausbewegt .

Hierzu ist der Schlitten 11 so ausgebildet, dass er sich im Crashfall entlang seiner Schlittenführung derart bezüglich der fahrzeugfesten Konsole 9 verstellt, dass sich die Sicher¬ heitslenksäule 1 durch Teleskopieren der einzelnen Rohrteile 6, 7, 8 verkürzt. Eine derart verkürzte Sicherheitslenksäule 1 ist gemäß Fig. 6 gezeigt, aus welcher entnehmbar ist, dass sowohl der erste Stellantrieb 15 als auch der zweite Stellan¬ trieb 18 sowie das äußere Mantelrohr 8 als auch das obere Rohrteil 6 in Richtung des unteren Spindelteils 3 verschoben sind. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass ein Crash¬ weg, das heißt eine Differenz der Längserstreckung der Si¬ cherheitslenksäule 1 zwischen der Komfortstellung und der Crashstellung, z.B. ca. 100 mm beträgt. Hierdurch kann ge¬ währleistet werden, dass sich ein Verletzungsrisiko des Fah¬ rers durch einen Aufprall auf die Lenkhandhabe vermeiden lässt oder zumindest reduziert .

Um in der KomfortStellung (Fig. 1 bis Fig. 5) eine möglichst vibrationsarme und steife Lagerung der Sicherheitslenksäule 1 zu gewährleisten, ist am äußeren Rohrteil 8 ein Druckstück 20 vorgesehen, welches das untere Rohrteil 7 radial gegen das o- bere Rohrteil 6 und somit unteres und oberes Rohrteil 7 und 6 radial gegen das äußere Rohrteil 8 andrückt. Dabei ist denk¬ bar, dass das Druckstück 20 als Federpaket oder als geschraub¬ tes Druckstück ausgebildet ist oder eine vergleichbare Anord¬ nung aufweist, welche es erlaubt, das untere und das obere Rohrteil 7 und 6 radial gegen das äußere Rohrteil 8 zu drücken und dadurch spielfrei ineinander zu führen.

Zusammenfassend lassen sich die wesentlichen Merkmale der er¬ findungsgemäßen Lösung wie folgt charakterisieren:

Die Erfindung sieht vor, bei einer Sicherheitslenksäule 1 ne¬ ben einer teleskopierbaren Lenkspindel 2 ein aus insgesamt drei Teilen bestehendes teleskopierbares Mantelrohr 5 zu ver¬ wenden. Das Mantelrohr 5 besteht dabei aus einem unteren Rohrteil 7, welches um die erste Achse 10 schwenkbar an der fahrzeugfesten Konsole 9 gelagert ist und axial verstellbar im oberen Rohrteil 6 geführt ist. Das obere Rohrteil 6 hinge¬ gen ist axial verstellbar im äußeren Rohrteil 8 geführt, wel¬ ches axial verstellbar an der Konsole 9 gelagert ist.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine Sicherheitslenk¬ säule 1 geschaffen, welche in einer KomfortStellung eine problemlose Höhen- und/oder Längsverstellung der Sicherheits- lenksäule 1 ermöglicht und im Crashfall bzw. beim Überschrei¬ ten von Missbrauchskräften in eine Crashstellung überführbar ist, bei der die Sicherheitslenksäule 1 hinsichtlich ihrer axialen Längserstreckung im Vergleich zur Komfortstellung deutlich verkürzt ist. Durch die drei ineinander teleskopier¬ baren Mantelrohrteile 6, 7 und 8, welche über ein Druckstück 20 spielfrei ineinander gelagert sind, kann zudem eine hohe Steifigkeit der Sicherheitslenksäule 1 und damit ein erhöhter Fahrkomfort erreicht werden. Somit wird sowohl die Komfort- Verstellung als auch die Crashverschiebung bei einem im Ver- gleich zu herkömmlichen Sicherheitslenksäulen deutlich gerin¬ geren Bauraum realisiert.