Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Stelleinheit, in der eine Lenkspindel um eine in Längsrichtung erstreckte Längsachse drehbar gelagert ist, eine Halteeinheit, in der die Stelleinheit verstellbar gehalten ist, eine Fixiereinrichtung mit ei ner ersten Spanneinrichtung und einer zweiten Spanneinrichtung zur lösbaren Fixierung der Stelleinheit relativ zur Halteeinheit, wobei die Spanneinrichtungen mit einem wahlweise in eine Fixierstellung oder in eine Lösestellung bringbaren Spannhebel wirkverbunden sind.

Zur Anpassung der Lenkradposition des am bezüglich der Fahrtrichtung hinteren Ende der Lenkspindel angebrachten Lenkrads an die Fahrerposition ist es bei einer gattungsgemäßen verstellbaren Lenksäule bekannt, die Stelleinheit, in der die Lenkspindel gelagert ist, relativ zur karosseriefesten Halteeinheit zu verstellen.

Im normalen Fährbetrieb ist dadurch, dass sich die Fixiereinrichtung in Fixier- oder Klemm stellung befindet, die Stelleinheit an der Halteeinheit verspannt fixiert, so dass die Lenkrad position festgelegt ist. Zur Einstellung der Lenkradposition kann die Fixiereinrichtung durch Betätigung eines Spannhebels zum Lösen in eine Löse- oder Freigabestellung gebracht wer den, wodurch die Verspannung aufgehoben wird, und die Stelleinheit relativ zur Halteeinheit in die gewünschte Lenkradposition verstellt werden kann. Durch umgekehrte Betätigung des Spannhebels kann die Einstellung wieder fixiert werden.

Zur Höhenverstellung kann die Stelleinheit relativ um eine horizontal, quer zur Längsachse liegende Höhenverstellachse relativ zur Halteeinheit verschwenkbar sein. Alternativ oder in Kombination kann eine Längsverstellung dadurch vorgesehen sein, dass die Stelleinheit in Längsrichtung teleskopartig relativ zur Halteeinheit verstellbar sein.

Aus der DE 102014 111 606 B3 ist eine Lenksäule der eingangs genannten Art bekannt. Diese weist eine in Längs- und Höhenrichtung verstellbare Stelleinheit auf, die zwischen zwei Seitenwangen einer karosseriefesten Trageinheit der Halteeinheit angeordnet ist. Die daraus bekannte Fixiereinrichtung weist einen Spannhebel auf, der wirkmäßig mit einer ers ten und einer zweiten Spanneinrichtung verbunden ist. Um die Lenksäule nach der Einstel lung der Lenkradposition wieder zu fixieren, wird der Spannhebel mit einer manuellen Spannbewegung durch Drehung um die Spannachse aus der Lösestellung in Richtung auf die Fixierstellung zu bewegt. Dabei wird zunächst die erste Spanneinrichtung aktiviert, und die Stelleinheit wird durch den von der Spanneinrichtung ausgeübten Spannhub zwischen den Seitenwangen der Trageinheit kraftschlüssig eingeklemmt und verspannt. Ein dadurch ebenfalls mit der Halteeinheit verspanntes Arretierelement wird anschließend bei der Fortset zung der Spannbewegung in Halteeingriff mit der Trageinheit gebracht, um eine im Crashfall vorteilhafte höhere Haltewirkung in Höhenrichtung zu erzeugen. Die serielle Betätigung der beiden Spanneinrichtungen, die notwendig ist, um zuerst die Stelleinheit und das Arretierele ment mit der Trageinheit zu verspannen, und danach das Arretierelement an der Trageinheit festzulegen, macht jedoch einen relativ langen Betätigungsweg erforderlich. Der Spannhebel muss zum Fixieren um einen entsprechend großen Betätigungswinkel um die Spannachse verschwenkt werden. Dadurch ist relativ viel Bewegungsraum für den Spannhebel erforder lich. Außerdem kann die Bedienung als umständlich und unkomfortabel empfunden werden.

Angesichts der vorangehend erläuterten Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Lenksäule der eingangs genannten Art den Bedienkomfort der Fixierein richtung zu erhöhen und den erforderlichen Einbauraum zu reduzieren.

Darstellung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Lenksäule mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei einer Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Stelleinheit, in der eine Lenkspin del um eine in Längsrichtung erstreckte Längsachse drehbar gelagert ist, eine Halteeinheit, in der die Stelleinheit verstellbar gehalten ist, eine Fixiereinrichtung mit einer ersten Span neinrichtung und einer zweiten Spanneinrichtung zur lösbaren Fixierung der Stelleinheit rela tiv zur Halteeinheit, wobei die Spanneinrichtungen mit einem wahlweise in eine Fixierstellung oder in eine Lösestellung bringbaren Spannhebel wirkverbunden sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Spanneinrichtungen wirkungsmäßig parallel angeordnet sind.

Die Stelleinheit umfasst ein Mantelrohr, auch als Innenmantel oder Innenmantelrohr bezeich net, in dem die Lenkspindel drehbar gelagert ist. Die Halteeinheit kann eine Trageinheit um fassen, welche zur Befestigung der Lenksäule an einer Fahrzeugkarosserie ausgestaltet ist. Die Stelleinheit kann an der Trageinheit in Längs- und/oder Höhenrichtung verstellbar gehal ten sein, beispielsweise zwischen zwei einander quer zur Längsachse gegenüberliegenden Seitenwangen. Die Halteeinheit kann einen Außenmantel, auch als äußeres Mantelrohr, Manteleinheit oder Führungskasten bezeichnet, aufweisen, der in Höhenrichtung verstellbar von einer Trageinheit gehalten, und in dem die Stelleinheit in Längsrichtung verstellbar auf genommen sein kann.

Die Fixiereinrichtung, auch als Feststelleinrichtung bezeichnet, kann beispielsweise durch manuelle Betätigung eines Spann- oder Betätigungshebels, umgeschaltet werden zwischen einer Fixier- oder Spannstellung, in der die Stelleinheit in einer eingestellten Betriebsposition relativ zur Halteeinheit festgelegt ist, und einer Löse- oder Freigabestellung, in der die Stel leinheit relativ zur Halteeinheit zur Einstellung der Lenkradposition verstellbar ist.

Erfindungsgemäß sind die erste und die zweite Spanneinrichtung, in ihrer Gesamtheit als die oder die beiden Spanneinrichtungen bezeichnet, beide mit dem Spannhebel verbunden. Da bei besteht ein wesentlicher Unterschied zum Stand der Technik darin, dass sie betätigungs mäßig parallel, also im Kraftfluss nebeneinander an den Spannhebel angeschlossen sind. So werden bei einer Betätigung des Spannhebels, beispielsweise um die Fixiereinrichtung fest zustellen oder zu lösen, durch die in den Spannhebel eingegebene Betätigungskraft beide Spanneinrichtungen gemeinsam betätigt, so dass sie gleichzeitig verspannt oder gelöst wer den. Mit der wirkungsmäßig parallelen Anordnung ist gemeint, dass die Spanneinrichtungen unabhängig voneinander ihre jeweilige Spannkraft durch gleichzeitige Betätigung gleichzeitig zur Verspannung der Lenksäule ausüben können. Erfindungsgemäß erfolgt eine solche pa rallele Betätigung, bei dem beide Spanneinrichtungen ihre Betätigungswege von dem Spannhebel angetrieben parallel durchlaufen, so dass sie ihre Spannwirkung parallel ausü ben. Durch die parallelen Betätigungswege kann im Vergleich zur seriellen Anordnung der Spanneinrichtungen im Stand der Technik, deren Betätigungswege beim Spannen oder Lö sen summiert werden, der Vorteil eines insgesamt kürzeren Betätigungswegs realisiert wer den. Dadurch kann der zur Betätigung erforderliche Bewegungsraum reduziert werden, und es kann eine komfortablere Bedienung ermöglicht werden.

Die Wirkrichtung der Spannkraft, welche beispielsweise die räumliche Richtung eines Spannhubs bezeichnet, beispielsweise quer zur Längsachse zum Klemmen der Stelleinheit an der Halteeinheit, kann räumlich gleichgerichtet sein, kann aber auch für die Spanneinrich tungen unterschiedlich sein.

In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die erste Spanneinrichtung eine erste Spanncha rakteristik auf und die zweite Spanneinrichtung eine zweite Spanncharakteristik, wobei sich die erste Spanncharakteristik und die zweite Spanncharakteristik voneinander unterschei den. Unter der Spanncharakteristik wird der Zusammenhang von Betätigungsweg, sprich der Winkel um den der Spannhebel rotiert wird, und dem erzeugten Spannhub. Mit anderen Wor ten bezeichnet die Spanncharakteristik das Übersetzungsverhältnis von Betätigungsweg des Spannhebels zum Spannhub, der dadurch von der Spanneinrichtung erzeugt wird. Die Spanncharakteristik kann entsprechend das Kraft-Weg-Verhältnis betreffen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass der maximale Spannhub der ersten Spanneinrichtung kleiner oder größer als der maximale Spannhub der zweiten Spanneinrichtung ist, wobei die beiden Spanneinrichtungen den gleichen Betätigungsweg aufweisen. Dank dieser Weiterbildung kann der Spannhub auf die entsprechenden Funktio nen der jeweiligen Spanneinrichtung konstruktiv angepasst werden, so dass eine Verbesse rung des Bedienverhaltens erreicht wird.

Bevorzugt weisen die erste Spanneinrichtung und die zweite Spanneinrichtung voneinander unterschiedliche Wirkprinzipien auf. Mit anderen Worten weist die erste Spanneinrichtung ein erstes Wirkprinzip auf, also beruht auf einem solchen, und die zweite Spanneinrichtung weist ein zweites Wirkprinzip auf, also beruht auf einem solchen, wobei das erste Wirkprinzip und das zweite Wirkprinzip unterschiedlich sind, sprich voneinander abweichen. Das jeweilige Wirkprinzip kann aus der Bauform der Spanneinrichtung resultieren, beispielsweise kann die eine Spanneinrichtung einen Kippstift-Mechanismus aufweisen, und die andere Spannein richtung einen Keilscheiben-Mechanismus oder dergleichen. Dadurch können die spezifi schen vorteilhaften Eigenschaften der unterschiedlich wirkenden Spannmechanismen opti miert eingesetzt werden, beispielsweise im Hinblick auf unterschiedliche Spanncharakteristi ken und/oder Bauraumanforderungen und dergleichen.

Bevorzugt wirkt die erste Spanneinrichtung mit der Halteeinheit zusammenwirkt zur Verspan nung der Stelleinheit. Die erste Spanneinrichtung dient dabei zur lösbaren Klemmung der Stelleinheit an der Halteeinheit. Beispielsweise kann die Halteeinheit eine Trageinheit umfas sen, die zwei in Höhenrichtung nach unten erstreckte, einander bezüglich der Längsachse gegenüberliegende Seitenwangen aufweist, zwischen denen die Stelleinheit angeordnet ist. Die erste Spanneinrichtung kann bevorzugt einen Hubmechanismus aufweisen, der von au ßen an den Seitenwangen angreift und diese in Fixierstellung gegeneinander zusammen drückt und mit der Stelleinheit verspannt, beispielsweise kraftschlüssig einklemmt.

Es ist möglich, dass die zweite Spanneinrichtung mit einem Arretierelement zusammenwirkt zur Arretierung der Stelleinheit. Das Arretierelement kann eine zur ersten Spanneinrichtung zusätzliche Kopplung der Stelleinheit mit der Halteeinheit erzeugen, beispielsweise durch eine zusätzliche formschlüssige Verbindung, zur Einkopplung einer Energieabsorptionsein richtung oder dergleichen. Erfindungsgemäß kann das Arretierelement durch die parallelen Spanneinrichtungen beispielweise beim Fixieren durch die zweite Spanneinrichtung bereits arretiert werden, während durch die erste Spanneinrichtung die Stelleinheit in der Halteein heit eingeklemmt wird. Dadurch kann vorteilhaft kurzer Betätigungsweg der Fixiereinrichtung realisiert werden, und es ist weniger Bauraum erforderlich.

Es ist vorteilhaft, dass das Arretierelement ausgebildet ist zur Einkopplung einer Energie absorptionseinrichtung zwischen der Stelleinheit und der Halteeinheit. Um bei einem Fahr zeugcrash das Verletzungsrisiko für die Fahrzeuginsassen dadurch zu verringern, dass eine kontrollierte Abbremsung eines auf das Lenkrad auftreffenden Körper erfolgt, ist es bekannt, zwischen der Stelleinheit und der Halteeinheit, die im Normalbetrieb durch die Fixiereinrich tung miteinander verbunden sind, im Crashfall jedoch unter Überwindung der Haltekraft rela tiv zueinander zusammengeschoben werden können, eine Energieabsorptionseinrichtung einzukoppeln. Diese kann die eingeleitete kinetische Energie durch plastische Verformung eines Energieabsorptionselements absorbieren, beispielsweise durch Aufreißen einer Reiß lasche oder Verbiegen oder Quetschen eines langgestreckten Verformungselements, etwa eines Biegedrahts oder Biegestreifens.

Die Energieabsorptionseinrichtung ist bevorzugt wirkmäßig zwischen der Stelleinheit und der Halteeinheit angeordnet. „Wirkmäßig“ bezieht sich dabei auf den Kraftfluss bei einer Relativ bewegung durch Einwirkung einer hohen Relativkraft im Crashfall. In einer vorteilhaften be sonders bevorzugten Ausführungsvariante ist die Energieabsorptionseinrichtung wirkmäßig und räumlich zwischen der Stelleinheit und der Halteeinheit angeordnet.

Zur Einkopplung der Energieabsorptionsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass das Arretie relement an der Halteeinheit abgestützt ist und in Eingriff bringbar ist mit einem an der Stel leinheit angebrachten Eingriffselement. Zwischen dem Eingriffselement und der Stelleinheit kann beispielsweise ein Energieabsorptionselement der Energieabsorptionseinrichtung ein gekoppelt sein. Das Arretierelement kann bevorzugt in Längsrichtung an der Halteeinheit ab gestützt sein, und beim Feststellen der Fixiereinrichtung durch die zweite Spanneinrichtung mit komplementären Formschlusselementen des Eingriffselements in Eingriff gebracht wer den, zur Bildung eines in Längsrichtung wirksamen Formschlusses. Hierzu ist es vorteilhaft, dass das Eingriffselement eine Zahnplatte aufweist und das Arretierelement einen Zahnstein, welche korrespondierende, formschlüssig miteinander in Eingriff bringbare Verzahnungen aufweisen. Im Crashfall wird die kraftschlüssige Klemmwirkung der ersten Spanneinrichtung überwunden und die Stelleinheit rutscht relativ zur Halteeinheit in Längsrichtung durch. Da bei ist das Eingriffselement durch die zweite Spanneinrichtung formschlüssig mit dem Arre tierelement verspannt und wird dadurch entgegen der Relativbewegung der Stelleinheit an der Halteeinheit abgestützt. Folglich wird das Eingriffselement unter Verformung des Ener gieabsorptionselements, beispielsweise eines Biegestreifens oder dergleichen, relativ zur Stelleinheit bewegt, wodurch Energie absorbiert wird. Die Funktionssicherheit der Energie absorptionseinrichtung wird durch die Erfindung erhöht. Besonders vorteilhaft ist, dass durch die erfindungsgemäß parallele Anordnung der beiden Spanneinrichtungen die Energie absorptionseinrichtung jederzeit sicher eingekoppelt und aktiv ist, wenn die Lenkradposition fixiert ist. Dies ist vorteilhaft gegenüber der im Stand der Technik bekannten seriellen Anord nung, bei welcher erst nach der Klemmung der Stelleinheit durch die erste Spanneinrichtung ein Arretierelement durch die zweite Spanneinrichtung an der Halteeinheit arretiert wird. Diese Trennung von Klemmung und formschlüssiger Arretierung stellt eine aufgabenhafte Trennung dar, da jede der beiden Spanneinrichtungen nur eine der beiden Funktionen über nimmt und diese entsprechend konstruktiv auf diese abgestimmt werden kann, und zwar in vorteilhafter Weise ohne Kompromisse einzugehen wie bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen. Durch den Sicherheitsgewinn ist die erfindungsgemäße Anordnung daher besser zur Aktivierung einer Energieabsorptionseinrichtung geeignet.

Es ist möglich, dass der Betätigungshebel mit einem Spannbolzen verbunden ist. In dieser an sich bekannten Anordnung erstreckt sich der Spannbolzen in Richtung der Spannachse, um die er relativ zur Halteeinheit drehbeweglich gelagert ist. Die Betätigung der Fixiereinrich tung zum Fixieren und Lösen kann durch manuelles oder motorisches Drehen des Spannbol zens um die Spannachse erfolgen. Bevorzugt kann sich Spannbolzen quer zur Längsachse durch die Halteeinrichtung erstrecken, beispielsweise durch zwei Seitenwangen, zwischen denen die Stelleinheit einklemmbar ist.

Es ist vorteilhaft, dass eine Spanneinrichtung einen Hubmechanismus aufweist. Ein Hubme chanismus, auch als Hubgetriebe bezeichnet, dient zur Umsetzung einer Drehung des Spannbolzens um die Spannachse um einen Betätigungswinkel in einen axialen Spannhub. Der Betätigungswinkel korrespondiert dabei mit einem bogenförmigen Betätigungsweg des Spannhebels. Durch die erfindungsgemäße parallele Anordnung überlappen sich - wie oben erläutert - die Betätigungswinkel der Spanneinrichtungen, so dass dank der Erfindung der gesamte zur Betätigung sämtlicher Spanneinrichtungen erforderliche Betätigungswinkel in vorteilhafter Weise verkürzt werden kann. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Betä tigungswinkel zwischen der Spannstellung und der Freigabestellung kleiner gleich 60°, be- vorzugt kleiner gleich 50° und besonders bevorzugt kleiner gleich 45°. Dank der erfindungs gemäßen parallelen Anordnung können derartig kleine Betätigungswinkel realisiert werden ohne Einbußen bei der Klemmung und Arretierung hinnehmen zu müssen.

Bevorzugt ist der Betätigungswinkel größer gleich 20°. Es hat sich in Versuchen gezeigt, dass Fahrzeugführer Betätigungswinkel von größer gleich 20° als haptisch angenehmer empfinden als Betätigungswinkel kleiner 20°.

Durch den Spannhub können beispielsweise die Seitenwangen zusammengedrückt und ge gen die Stelleinheit kraftschlüssig verspannt werden, und das Arretierelement in Form schlusseingriff mit dem Eingriffselement. Ein Vorteil der Erfindung ist dabei, dass die Span neinrichtungen voneinander unabhängig unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse haben können, welche jeweils das Verhältnis des Betätigungswegs zum Spannhub angeben, bezie hungsweise das Verhältnis zwischen Betätigungskraft und ausgeübter Spannkraft. Dank der Erfindung können Spanneinrichtungen mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen funktional optimiert werden, wobei ein vorteilhaft kurzer gesamter Betätigungsweg der Fixier einrichtung ermöglicht ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass eine Spanneinrichtung eine Kippstiftvorrichtung auf weist. Eine an sich bekannte Kippstiftvorrichtung ist ein Hubgetriebe mit einem Kippstiftspannmechanismus oder-getriebe. Diese umfasst eine relativ zu einer Druck scheine um die Spannachse drehbeweglich gelagerte Hub- oder Stützscheibe, wobei sich zwischen korrespondierenden axialen Lagerstellen an Druck- und Hubscheibe ein oder meh rere länglich-stiftförmige Kippstifte über den Umfang verteilt angeordnet sind, die gegen die axial einander gegenüberliegenden Stirnseiten von Hub- und Druckscheibe derart abgestützt sind, dass sie aus einer relativ zur Spannachse geneigten Ruheposition, die der Lösestellung entspricht, durch eine relative Drehung um einen Betätigungswinkel in etwa parallel zur Spannachse liegende Strecklage gebracht werden können, welche der Fixierstellung bei ma ximalem Hub der Spanneinrichtung entspricht.

An der ersten Spannvorrichtung kann die Hubscheibe drehfest und axial fix an dem Spann bolzen angebracht sein, und die Druckscheibe axial und drehfest an der Halteeinheit abge stützt sein, konkret von außen an einer Seitenwange. Vorteile einer Kippstiftvorrichtung sind eine effiziente Kraftübertragung und eine als haptisch angenehm empfundene Kraft-Weg- Übersetzung beim Spannen der Fixiereinrichtung. Durch die Dimensionierung und Anordnung der Kippstifte kann ein definiertes Übersetzungs verhältnis realisiert werden. Insbesondere in der Nähe der sogenannten Totpunkt- oder Streckpunktlage, in welcher die Kippstifte im maximal möglichen Hub parallel zur Span nachse liegen, kann ein hohes Übersetzungsverhältnis mit einer großen Klemmkraft realisiert werden.

In der Totpunkt- oder Streckpunktlage durchläuft die Betätigungskraft ein Minimum bzw. ei nen Wendepunkt, so dass ein haptisch deutlich spürbares Einschnappen oder Einrasten der Fixiereinrichtung dadurch realisiert werden kann, dass eine stabile Spannposition am Ende des Betätigungswinkels in Fixierrichtung kurz hinter der Streckpunktlage vorgegeben werden kann, beispielsweise durch einen Endanschlag des Spannhebels. Durch dieses gefühlte Ein rasten wird das Erreichen der stabilen Spannposition angezeigt, und die Betätigung ist be sonders eindeutig und sicher, wobei durch die erfindungsgemäße parallele Anordnung si chergestellt ist, dass auch die zweite Spannvorrichtung ordnungsgemäß verspannt ist, wenn die als Kippstiftvorrichtung ausgebildete erste Spannvorrichtung in der Fixierstellung einge rastet ist.

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das Kippstiftgetriebe eine stabile Spannposition aufweist, in welcher die Hubscheibe und die Druckscheibe über den maxima len Hub der Kippstiftvorrichtung hinaus gegeneinander verdreht sind, wobei Anschlagmittel ausgebildet sind, die in der stabilen Spannposition in Umfangsrichtung gegeneinander an schlagen und eine weitere Drehung über die stabile Spannposition hinaus blockieren. Durch die Rückwirkung der durch den Hub ausgeübten Spann- oder Klemmkraft wirkt auf die Hub- und Druckscheibe eine entgegen der Drehung zum Fixieren gerichtete Rückstellkraft. Im ma ximalen Hub, wenn die Kippstifte sich in der Totpunkt- oder Strecklage befinden, wirkt die Klemmkraft axial in Richtung der Kippstifte, wodurch ein labiler Zustand erzeugt wird. Bereits eine geringe Störung könnte dazu führen, dass durch die Rückstellkraft die Spannvorrichtung selbsttätig wieder in die Lösestellung zurückbewegt würde. Um die Hubposition und damit die Fixierstellung dauerhaft zu sichern, wird erfindungsgemäß ausgenutzt, dass beim Über schreiten der Strecklage durch weitere Drehung die Rückstellkraft dieses Mal in Richtung der Drehung zum Fixieren wirkt, und der Hub- und Druckscheibe selbsttätig weiterdreht. Nach dem Überschreiten der Strecklage wird durch die Anschlagmittel eine weitere relative Dre hung blockiert. Durch die auf den Anschlag wirkende Rückstellkraft wird ein stabiler Zustand erzeugt, in dem die Hub- und Druckscheibe relativ zueinander gehalten werden. Dadurch, dass die zur Drehung zum Fixieren erforderliche Betätigungskraft bis zur Strecklage ansteigt, und danach die wirkende Rückstellkraft die weitere Drehung bis zum Anschlag bewirkt, wird ein Rastpunkt definiert, der beim Fixieren überwunden werden muss und durch ein Einrasten oder Einschnappen sicher und eindeutig das Erreichen der stabilen Spannposition anzeigt. Durch die Ausnutzung der für das Kippstiftgetriebe spezifischen Totpunkt- oder Strecklage kann ein bei einer manuellen Betätigung über einen Spannhebel ein angenehmes Bedienge fühl realisiert werden. Mit anderen Worten kann ein sogenanntes „Einrastgefühl“ erzeugt werden, da die Bedienkraft nach dem Überschreiten der Totpunkt- oder Strecklage stark ab sinkt und die Bedienkraft ihren Richtungssinn ändern, also ein Vorzeichenwechsel des Be dienkraftwertes stattfindet. Außerdem kann der Rastpunkt verschleißärmer als bei anderen Bauformen von Rasteinrichtungen realisiert werden.

Die Anschlagmittel können in Umfangsrichtung in Richtung der Drehung zur Fixierung ge geneinander in Kontakt bringbare Anschlagflächen umfassen, die miteinander korrespondie rend an Hub- und Druckscheibe, an den Kippstiften und der Hubscheibe oder der Druck scheibe ausgebildet sind. Beispielsweise können die als Vertiefungen ausgebildeten Lager taschen so ausgestaltet sein, dass sie nur eine kleine, begrenzte Verkippung der Kippstifte nach dem Erreichen der Strecklage zulassen, so dass die Kippstifte Formschlusselemente bilden. Alternativ oder zusätzlich können die Hubscheibe und die Druckscheibe jeweils einen Anschlagabschnitt mit einer jeweiligen Anschlagfläche aufweisen, die miteinander in Wirkein griff bringbar sind zur Bereitstellung einer Anschlagsituation, in der die Druckscheibe und die Hubscheibe in dieser Drehrichtung nicht weiter verdrehbar sind, also durch das Anschlägen eine weitere Verdrehung in dieser Drehrichtung verhindert ist.

Bevorzugt weist die Kippstiftvorrichtung genau zwei oder genau drei oder genau vier Kipp stifte auf. Diese können bevorzugt gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sein.

Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass eine Spanneinrichtung eine Nocken-Kulissen- scheibenvorrichtung aufweist. Beispielsweise kann die zweite Spannvorrichtung einen derar tigen Hubmechanismus aufweisen, der als Kurven- oder Nockenspannvorrichtung zur Ver spannung von Lenksäulen bekannt ist. Dieser weist eine als Nockenscheibe ausgebildete Hubscheibe mit axial vorstehenden Nocken und einer dazu komplementäre, als Kulissen scheibe ausgebildete Druckscheibe auf. Die Kulissenscheibe hat eine Kulissenkontur mit ei ner der Nockenscheibe axial zugewandten, kreisringförmigen Nockenbahn, mit in Umfangs richtung keilförmig ansteigenden Gleitschrägen bzw. Gleitrampen, auf denen die Nocken der Nockenscheibe in Umfangsrichtung bei einer relativen Drehung von Nocken- und Kulissen scheibe entlanggleiten können. Dadurch werden durch eine relative Drehung die Nocken- und Kulissenscheibe axial in Richtung der Spannachse voneinander abgehoben, wodurch ein Spannhub erzeugt wird. Eine derartige Nocken-Kulissenscheibenvorrichtung kann beson ders kompakt, einfach und funktionssicher realisiert werden und können einen großen Spannhub bereitstellen. Bevorzugt ist der Spannhub größer gleich 2mm, ganz besonders be vorzugt größer gleich 3mm.

Bei der Erfindung kann die Nockenscheibe drehfest und axial abgestützt an dem Spannhebel oder -bolzen angebracht sein, und die Kulissenscheibe bezüglich Drehung des Spannhebels feststehend an einem Arretierelement. Durch relative Drehung des Spannhebels zum Fixie ren der Fixiereinrichtung kann das Arretierelement beispielsweise einen bezüglich der Span nachse axialen Spannhub ausführen, und dadurch in Eingriff mit dem Eingriffselement der Energieabsorptionseinrichtung verspannt werden.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist es möglich, dass eine Kippstifte abstützende Druck scheibe der als Kippstiftvorrichtung ausgebildeten ersten Spanneinrichtung mit einer Kulis senscheibe der als Nocken-Kulissenscheibenvorrichtung ausgebildeten zweiten Spannein richtung drehfest bezüglich der Spannachse gekuppelt ist, und/oder eine Hubscheibe der ersten Spanneinrichtung mit dem Spannhebel drehfest verbunden ist, der mit einer Nocken scheibe der zweiten Spanneinrichtung drehfest gekuppelt ist. Bei dieser erfindungsgemäßen Kombination einer Kippstiftvorrichtung als erster Spanneinrichtung und einer Nocken-Kulis- senscheibenvorrichtung als zweiter Spanneinrichtung können die oben geschilderten spezifi schen Vorteile beider Bauformen optimiert eingesetzt werde. Dadurch, dass die Hubscheibe der Kippstiftvorrichtung und die Nockenscheibe der Nocken-Kulissenscheibenvorrichtung drehfest bezüglich der Spannachse miteinander und mit dem Spannhebel gekuppelt sind, sind die Spannvorrichtungen parallel angeordnet und werden beim Fixieren oder Lösen gleichzeitig vom Spannhebel betätigt. Dabei üben beide Spanneinrichtungen einen Spann hub axial in Richtung der Spannachse aus, und zwar auf die Druckscheibe der Kippstiftvor richtung beziehungsweise die Kulissenscheibe der Nocken-Kulissenscheibenvorrichtung. Durch die unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse kann beim Verspannen und Lösen eine axiale Relativbewegung zwischen Hub- und Nockenscheibe und/oder zwischen Druck- und Kulissenscheibe auftreten. Diese Relativbewegung kann ausgeglichen werden durch eine relativ zueinander verlagerbare Anordnung bezüglich der Spannachse, so dass bei spielsweise ein Formschluss bezüglich relativer Drehung, aber eine lineare axiale Führung in Richtung der Spannachse realisiert ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Kulissenscheibe und die Druckscheibe federelastisch ge geneinander verspannt sind. Dadurch kann Spiel ausgeglichen und Geräuschentwicklung re duziert werden

Beschreibung der Zeichnungen

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnun gen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:

Figur 1 eine erfindungsgemäße Lenksäule in einer schematischen perspektivischen

Ansicht,

Figur 2 die Lenksäule gemäß Figur 1 in teilweise auseinander gezogenem Zustand,

Figur 3 eine erfindungsgemäße Fixiereinrichtung der Lenksäule gemäß Figur 1 und 2 in einer schematischen auseinander gezogenen Darstellung,

Figur 4 einen Querschnitt A-A durch die Lenksäule gemäß Figur 1 in Fixierstellung,

Figur 5 eine perspektivische Detailansicht der Lenksäule gemäß Figur 1 in Fixierstel lung,

Figur 6 einen Querschnitt durch die Lenksäule wie in Figur 4 in Lösestellung,

Figur 7 eine perspektivische Detailansicht der Lenksäule wie in Figur 5 in Lösestel lung.

Ausführungsformen der Erfindung

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen ver sehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.

Figuren 1 und 2 zeigen in perspektivischer Ansicht schräg von links hinten - bezogen auf die Fahrtrichtung eines hier nicht gezeigten Kraftfahrzeugs - eine Lenksäule 1 , die eine Hal teeinheit 2 aufweist. Diese umfasst eine Trageinheit 20, die Befestigungsmittel 21 zur Verbin dung mit der nicht dargestellten Karosserie des Kraftfahrzeugs aufweist, beispielsweise wie dargestellt Befestigungsöffnungen. Von der Trageinheit 2 erstrecken sich zwei einander ge genüberliegende Seitenwangen 22 nach unten.

Zwischen den Seitenwangen 22 ist eine Manteleinheit 23 aufgenommen, auch als Außen mantel oder Führungskasten bezeichnet. Die Trageinheit 20 und die Manteleinheit 23 bilden Bestandteile der Halteeinheit 2 im Sinne der Erfindung.

Die Manteleinheit 23 ist in Figur 2 zur besseren Übersicht freigestellt, ohne Trageinheit 20 abgesehen von den Seitenwangen 22 gezeigt. Eine Stelleinheit 3, die eine um ihre in Längs richtung erstreckte Längsachse L drehbar in einem inneren Mantelrohr, Innenmantel oder kurz Mantelrohr 31 drehbar gelagerte Lenkspindel 32 aufweist. Am bezogen auf die Fahrt richtung hinterem, fahrerseitigen Ende weist die Lenkspindel 31 einen Befestigungsabschnitt 33 zur Anbringung eines nicht dargestellten Lenkrads auf. Die Stelleinheit 3 ist mit dem Man telrohr 31 in Längsrichtung, also in Richtung der Längsachse L längsverschiebbar in einer Manteleinheit 23 aufgenommen, wie schematisch mit einem Doppelpfeil angedeutet ist.

Die Manteleinheit 23 ist um quer zur Längsachse L liegende Schwenkachse 24 an der Trag einheit 2 schwenkbar gelagert. Dadurch kann sie zusammen mit der Stelleinheit 3 zur Ein stellung der Höhenposition des Lenkrads zwischen den Seitenwangen 22 relativ zur Tragein heit 2 in Höhenrichtung H auf und ab bewegt werden in dem es um die Schwenkachse 24 verschwenkt wird, wie mit einem Doppelpfeil angedeutet ist.

Eine erfindungsgemäße Fixiereinrichtung 4 ist ausgebildet, um wahlweise in eine Fixierstel lung (Spannstellung) oder eine Lösestellung (Freigabestellung) gebracht zu werden. In der Fixierstellung ist die Manteleinheit 23 zwischen den Seitenwangen 22 eingeklemmt und an der Trageinheit 20 fixiert, und die Stelleinheit 3 ist durch die über die Seitenwangen aufge brachte Klemmung in der Manteleinheit 23 geklemmt, und dadurch in Längsrichtung fixiert. In der Lösestellung kann die Manteleinheit 23 relativ zur Trageinheit 20 in Höhenrichtung H ver stellt werden, und die Stelleinheit 3 relativ zur Manteleinheit 23 und damit auch relativ zur Halteeinheit 3 in Längsrichtung.

Die Fixiereinrichtung 4 weist einen Spannbolzen 41 auf, der sich längs einer quer zur Längs achse L liegenden Spannachse S durch in Höhenrichtung ausgedehnte Langlöcher 25 in bei den Seitenwangen 22 und Durchgangsöffnungen 26 in der Manteleinheit 23 erstreckt. In Fi gur 2 ist die Fixiereinrichtung 4 in einer Explosionsdarstellung in Richtung der Spannachse S auseinander und aus der Halteeinheit 2 herausgezogen dargestellt, und in Figur 3 in einer ähnlichen Perspektive in einer separaten Ansicht. Mit dem Spannbolzen 41 ist an dem einen, in Figuren 2 und 3 dem Betrachter zugewandten Ende ein Spannhebel 42 drehtest verbunden. In der Querschnittdarstellungen von Figur 4 und 6, welche einen Querschnitt A-A aus Figur 1 wiedergeben, befindet sich der Spannhebel 42 links. Zwischen dem Spannhebel 42 und der dem Spannhebel 42 zugewandten Seiten wange 22 sind eine erste Spanneinrichtung 5 und eine zweite Spanneinrichtung 6 angeord net, die anhand von Figuren 3, 4 und 6 näher erläutert werden. Auf der anderen Seiten wange 22 stützt sich der Spannbolzen 41 von außen über ein Widerlager 40 ab, beispiels weise eine aufgeschraubte Mutter.

Die zweite Spanneinrichtung 6 ist als Nocken-Kulissenscheibenvorrichtung ausgebildet und weist eine drehfest auf den Spannbolzen 41 angebrachte Nockenscheibe 61 und eine damit zusammenwirkende, relativ zum Spannbolzen 41 drehbeweglich gelagerte Kulissenscheibe 62 auf. Die Nockenscheibe 61 weist axial vorstehende Nocken 63 auf, die axial gegen eine in Umfangsrichtung abschnittweise in axialer Richtung ansteigende Kulissenbahn 64 anlie- gen. Dabei ragen die Nocken 63 derart axial durch eine unrunde Öffnung 43 des Spannhe bels hindurch, so dass der Spannhebel 42 drehschlüssig, d.h. bezüglich Drehung um die Spannachse S formschlüssig mit der Nockenscheibe 6 und dadurch mit dem Spannbolzen 41 verbunden ist.

Die Kulissenscheibe ist mit einem Arretierelement 7 verbunden, an dem ein gegen die Sei tenwange 22 gerichtetes Fomschlusselement, nämlich ein Zahnstein 71 angebracht ist, der auf seiner gegen die Längsachse L und damit gegen die Stelleinheit 3 gerichtetet Vordersite eine Verzahnung 72 mit quer zur Längsrichtung verlaufenden Zähnen aufweist.

Die erste Spanneinrichtung 5 ist als Kippstiftvorrichtung ausgebildet und weist eine Hub scheibe 51 auf, die drehfest mit dem Spannhebel 42 verbunden ist, beispielsweise wie im gezeigten Beispiel durch eine einstückige Ausbildung. We vorangehend beschrieben ist diese Hubscheibe 51 drehfest mit der Nockenscheibe 61 der ersten Spanneinrichtung 6 und dem Spannbolzen 41 gekuppelt.

Eine Druckscheibe der ersten Spanneinrichtung 5 ist zwischen der Hubscheibe 51 und der Seitenwange 22 auf dem Spannbolzen 61 relativ zur Spannachse S drehbeweglich gelagert. Aus ihren gegeneinander gerichteten Axialseiten weisen die Hubscheibe 51 und die Druck scheibe 52 als axiale Vertiefungen ausgebildete Lagertaschen 53 auf. In denen länglich-stift- förmige Kippstifte in Umfangsrichtung kippbar gelagert und abgestützt sind. Auf ihrer der Hubscheibe 51 abgewandten Seite liegt die Drucksckeibe axial gegen eine Zahnlamelle 8 an, die bezüglich der Spannachse S zwischen der Druckscheibe 52 und der Seitenwange 22 mit einer Lagerbohrung 80 drehbeweglich auf dem Spannbolzen 41 ange ordnet ist.

Die Zahnlamelle 8 hat an ihren Außenrändern quer zur Spannachse S und ebenfalls quer zur Längsachse L erstreckte Verzahnungen 81, die in unterschiedlichen Höhenpositionen mit korrespondierenden Innenverzahnungen 27 (siehe Figur 2) axial in Eingriff bringbar sind. Dadurch kann die Zahnlamelle 8 zusammen mit der durch diese hindurchgeführten Spann bolzen 41 in der Fixierstellung bezüglich einer Bewegung entlang der Langlöcher 25 der Sei tenwangen 22 formschlüssig gesichert werden.

Eine Energieabsorptionsvorrichtung 9 weist ein Eingriffselement in Form einer in Längsrich tung langgestreckten Zahnplatte 91 auf, welche außen eine Verzahnung mit quer zur Längs achse L verlaufenden Zähnen aufweist. Die Verzahnung korrespondiert mit der Verzahnung 72 des Zahnsteins 71 des Arretierelements 7, zur Bildung einer in Längsrichtung wirksamen Formschlussverbindung. Die Zahnplatte 91 ist über ein Energieabsorptionselement 92 außen an der Stelleinheit 3 angebracht, welches bei einer Relativbewegung der Zahnplatte 91 unter Energieabsorption plastisch deformiert wird, beispielsweise gebogen oder/und gequetscht oder/und aufgetrennt oder/und dergleichen, und in dem Querschnitt von Figur 4 und 6 sche matisch eingezeichnet ist.

Die Druckscheibe 52 und die Kulissenscheibe 62 sind auf dem Spannbolzen 41 drehbeweg lich und axial verschiebbar gehalten. Dabei kann die Druckplatte 52 eine axiale Ausnehmung 55 haben, in der die Kulissenscheibe 62 axial und bezüglich Drehung lose beweglich im Zwi schenraum zwischen den Kippstiften 54 aufgenommen ist. Dadurch kann ein geschachtelter, besonders kompakter Aufbau der beiden Spanneinrichtungen 5 und 6 realisiert werden. Zwi schen der Druckscheibe 52 und der Kulissenscheibe 62 ist eine Druckfeder 99 vorgespannt angeordnet, die die Druckscheibe 52 und die Kulissenscheibe 62 auseinander drückt, so dass das mit der Kulissenscheibe 62 verbundene Arretierelement 7 in Lösestellung außer Eingriff gebracht wird, da die Kulissenscheibe 62 bei der Überführung in die Lösestellung durch die Druckfeder 99 in Richtung auf den Spannhebel 42 zu verlagert wird.

Um die Fixiereinrichtung 4 in die in Figur 4 und 5 gezeigte Fixierstellung zu bringen, wird der Spannhebel 42 wie in Figur 3 mit dem gebogenen Pfeil angedeutet um einen vorgegebenen Betätigungswinkel um die Spannachse S verschwenkt. Dabei wird der Spannbolzen 41 zu sammen mit der Hubscheibe 51 der ersten Spanneinrichtung 5 und der Nockenscheibe 61 der ersten Spanneinrichtung 6 um die Spannachse relativ zur Halteeinheit 2 verdreht. Dadurch wird die Druckscheibe 52 der ersten Spanneinrichtung 5 um einen Spannhub H1 von außen gegen die Seitenwange 22 angepresst (siehe Figur 3 und Figur 6). Über das Wi derlager wird die dabei ausgeübte Spannkraft auf die andere Seitenwange 22 übertragen, so dass diese von beiden Seiten gegen die Manteleinheit 23 angepresst werden, und für eine kraftschlüssige Verspannung der Manteleinheit 23 mit der Trageinheit 20 sorgen. Durch die Spannkraft wird auch die Stelleinheit 3 kraftschlüssig in der Manteleinheit 23 geklemmt und in Längsrichtung fixiert.

Die Zahnlamelle 8 wird durch die Druckscheibe 52 axial gegen die Seitenwange 22 ange drückt und dabei werden die Verzahnungen 81 in Formschlusseingriff mit den Innenverzah nungen 27 in Eingriff gebracht zur Erzeugung einer in Höhenrichtung wirksamen formschlüs sigen Sicherung der Zahnlamelle 8 und dem darin gelagerten Spannbolzen 41.

Gleichzeitig mit die Kulissenscheibe 62 der zweiten Spanneinrichtung 6 um einen Spannhub H2 (siehe Figur 3) n Spannrichtung auf die Seitenwange 22 zu axial bewegt. Dabei taucht der Zahnstein 71 in der Spannrichtung durch das Langloch 25 hindurch, und ist in diesem Langloch 25 in Längsrichtung formschlüssig an der Trageinheit 20 abgestützt. Dabei wird der Zahnstein 71 mit seiner Verzahnung 72 in eine in Längsrichtung wirksamen Formschluss mit der Zahnplatte 91 der Energieabsorptionseinrichtung 9 gebracht.

Im Crashfall, wenn über das Lenkrad eine sehr hohe Crashkraft in Längsrichtung auf die Stelleinheit 3 wirkt, wird die Haltekraft der kraftschlüssigen Verbindung mit der Manteleinheit 23 überwunden, und die Stelleinheit rutscht relativ dazu nach vorn durch. Durch den Zahn stein 71 des Arretierelements 7 wird das Eingriffselement 91 (Zahnplatte) in Längsrichtung an der Seitenwange 22, und damit an der Halteeinheit 2 formschlüssig fixiert in Längsrich tung festgehalten. Dadurch bewegt sich die Zahnplatte 91 in Längsrichtung relativ zur Stel leinheit 3, wobei das Energieabsorptionselement 92 unter Energieabsorption deformiert wird und für eine kontrollierte Abbremsung der Stelleinheit 3 sorgt.

Zum Einstellen der Lenksäule 1 kann die Fixiereinrichtung 4 durch umgekehrte Betätigung des Spannhebels 42 gelöst werden. Dabei werden beide Spanneinrichtungen 5 und 6 gelöst und in die in Figur 6 dargestellte Freigabestellung gebracht. Dadurch kann die Stelleinheit 3 samt Energieabsorptionseinrichtung 9 in Längsrichtung verstellt werden, und die Mantelein heit 23 samt Fixiereinrichtung 4 und Zahnlamelle 8 in Höhenrichtung H relativ zur Tragein heit. Die Hubscheibe 51 weist einen sich in Richtung der Spannachse S erstreckenden Vor- sprung 512 auf, der in eine Ausnehmung 521 der Druckscheibe 52 eingreift. Da die Druck scheibe 52 drehfest um die Spannachse S an der Seitenwange 22 gehalten ist, ist durch das Zusammenwirken des Vorsprungs 512 und der Ausnehmung der Betätigungswinkel des Spannhebels 41 begrenzt. Die Hubscheibe 51 und der Spannhebel 41 können bevorzugt als ein einstückiges integrales Bauteil ausgebildet sein.

Bezugszeichenliste

1 Lenksäule

2 Halteeinheit

20 Trageinheit

21 Befestigungsmittel

22 Seitenwangen

23 Manteleinheit

24 Schwenkachse

25 Langloch

26 Öffnung

27 Innenverzahnung

4 Fixiereinrichtung

40 Widerlager

41 Spannbolzen

42 Spannhebel

43 Öffnung

5 erste Spanneinrichtung

51 Hubscheibe

512 Vorsprung

52 Druckscheibe

521 Ausnehmung

53 Lagertasche

54 Kippstift

55 Ausnehmung

6 zweite Spanneinrichtung

61 Nockenscheibe

62 Kulissenscheibe

63 Nocken

64 Kulissenbahn

7 Arretierelement

71 Zahnstein

8 Zahnlamelle

80 Lagerbohrung

81 Verzahnung

9 Energieabsorptionseinrichtung

91 Zahnplatte

92 Energieabsorptionselement

99 Druckfeder

L Längsachse

H Höhenrichtung S Spannachse H1, H2Spannhub