DE102020212932A1 - Steering column for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenksäule (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine äußere Manteleinheit (3), die mit dem Kraftfahrzeug direkt oder indirekt verbindbar ist und in der ein Mantelrohr (2) in Längsrichtung verstellbar gehaltert ist, in dem eine Lenkspindel (21) um ihre in Längsrichtung erstreckte Längsachse (L) drehbar gelagert ist, und eine Spanneinrichtung (5), die in eine Fixierstellung bringbar ist, in der sie das Mantelrohr (2) relativ zu der Manteleinheit (3) festlegt, und in eine Freigabestellung, in der sie eine Verstellung des Mantelrohrs (2) relativ zur Manteleinheit (33) zumindest in Längsrichtung freigibt, wobei die Spanneinrichtung (5) eine an dem Mantelrohr (2) abgestützte Zahnplatte (7) mit einer parallel zur Längsachse (L) erstreckten Verzahnung (76) mit einer Mehrzahl von quer zur Längsachse (L) verlaufenden, in einer Normalenrichtung (N) vorstehenden Zähnen (77) aufweist, und einen an der Manteleinheit (3) abgestützten Zahnstein (55) mit einer komplementären Gegenverzahnung (56) mit einer Mehrzahl von quer zur Längsachse verlaufenden Gegenzähnen (57) aufweist, wobei der Zahnstein (55) mit der Spanneinrichtung (5) gekoppelt und zur Einstellung der Fixierstellung gegen die Zahnplatte (7) bewegbar ist zur Erzeugung eines Verzahnungseingriffs, in dem die Zähne (77) mit ihren Zahnflanken (78) gegen korrespondierende Gegenzahnflanken (58) der Gegenzähne (57) in Kontakt bringbar sind zur Erzeugung eines in Längsrichtung wirksamen Formschlusses. Um einen reduzierten Fertigungsaufwand und ein geringeres Gewicht zu ermöglichen, schlägt die Erfindung vor, dass die Zahnflanken (78) und die Gegenzahnflanken (58) in einem Kontaktabschnitt (K) relativ zueinander einen definierten Winkelversatz (a) haben, wenn die Verzahnung (56) parallel zur Gegenverzahnung (76) orientiert ist.The present invention relates to a steering column (1) for a motor vehicle, comprising an outer jacket unit (3) which can be connected directly or indirectly to the motor vehicle and in which a jacket tube (2) is mounted so that it can be adjusted in the longitudinal direction, in which a steering spindle (21 ) is rotatably mounted about its longitudinal axis (L) extending in the longitudinal direction, and a clamping device (5) which can be brought into a fixing position in which it fixes the jacket pipe (2) relative to the jacket unit (3) and into a release position, in which it releases an adjustment of the jacket tube (2) relative to the jacket unit (33), at least in the longitudinal direction, the tensioning device (5) having a toothed plate (7) supported on the jacket tube (2) and having teeth ( 76) with a plurality of teeth (77) running transversely to the longitudinal axis (L) and protruding in a normal direction (N), and a tartar (55) supported on the casing unit (3) and having a com complementary counter-toothing (56) with a plurality of counter-teeth (57) running transversely to the longitudinal axis, wherein the calculus (55) is coupled to the clamping device (5) and can be moved against the toothed plate (7) to set the fixing position in order to produce a toothing engagement, in which the teeth (77) can be brought into contact with their tooth flanks (78) against corresponding counter-tooth flanks (58) of the counter-teeth (57) in order to produce a form fit effective in the longitudinal direction. In order to enable reduced production costs and a lower weight, the invention proposes that the tooth flanks (78) and the counter-tooth flanks (58) have a defined angular offset (a) relative to one another in a contact section (K) when the toothing (56) is oriented parallel to the counter toothing (76).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine äußere Manteleinheit, die mit dem Kraftfahrzeug direkt oder indirekt verbindbar ist und in der ein Mantelrohr in Längsrichtung verstellbar gehaltert ist, in dem eine Lenkspindel um ihre in Längsrichtung erstreckte Längsachse drehbar gelagert ist, und eine Spanneinrichtung, die in eine Fixierstellung bringbar ist, in der sie das Mantelrohr relativ zu der Manteleinheit festlegt, und in eine Freigabestellung, in der sie eine Verstellung des Mantelrohrs relativ zur Manteleinheit zumindest in Längsrichtung freigibt, wobei die Spanneinrichtung eine an dem Mantelrohr abgestützte Zahnplatte mit einer parallel zur Längsachse erstreckten Verzahnung mit einer Mehrzahl von quer zur Längsachse verlaufenden, in einer Normalenrichtung vorstehenden Zähnen aufweist, und einen an der Manteleinheit abgestützten Zahnstein mit einer komplementären Gegenverzahnung mit einer Mehrzahl von quer zur Längsachse verlaufenden Gegenzähnen aufweist, wobei der Zahnstein mit der Spanneinrichtung gekoppelt und zur Einstellung der Fixierstellung gegen die Zahnplatte bewegbar ist zur Erzeugung eines Verzahnungseingriffs, in dem die Zähne mit ihren Zahnflanken gegen korrespondierende Gegenzahnflanken der Gegenzähne in Kontakt bringbar sind zur Erzeugung eines in Längsrichtung wirksamen Formschlusses.The invention relates to a steering column for a motor vehicle, comprising an outer jacket unit, which can be connected directly or indirectly to the motor vehicle and in which a jacket tube is mounted so that it can be adjusted in the longitudinal direction, in which a steering spindle is mounted so that it can rotate about its longitudinal axis, which extends in the longitudinal direction, and a Clamping device that can be brought into a fixing position, in which it fixes the casing tube relative to the casing unit, and into a release position, in which it releases an adjustment of the casing pipe relative to the casing unit, at least in the longitudinal direction, the clamping device having a toothed plate supported on the casing tube a toothing extending parallel to the longitudinal axis with a plurality of teeth running transversely to the longitudinal axis and protruding in a normal direction, and a calculus supported on the casing unit with complementary counter-toothing with a plurality of counter-teeth running transversely to the longitudinal axis a ufweist, wherein the calculus is coupled to the clamping device and can be moved against the tooth plate to set the fixing position in order to produce a toothing engagement in which the teeth can be brought into contact with their tooth flanks against corresponding counter-tooth flanks of the counter-teeth in order to produce a form fit effective in the longitudinal direction.
Bei einer derartigen längenverstellbaren, aus dem Stand der Technik bekannten Lenksäule kann das am hinteren Ende der Lenkspindel angebrachte Lenkrad zur Anpassung der Lenkradposition an die Fahrerposition in Längsrichtung der Lenksäulen-Längsachse verstellt werden.In such a length-adjustable steering column known from the prior art, the steering wheel attached to the rear end of the steering spindle can be adjusted to adapt the steering wheel position to the driver's position in the longitudinal direction of the steering column longitudinal axis.
Zur Längenverstellung ist das Mantelrohr, auch als Innenmantel oder inneres Mantelrohr bezeichnet, in dem die Lenkspindel drehbar gelagert ist, in einer Manteleinheit, auch als Außenmantel, Führungskasten oder äußeres Mantelrohr bezeichnet, in Längsrichtung teleskopartig verschiebbar gehalten. Dadurch kann eine Längenverstellung realisiert werden, wie beispielsweise in der
Zur Fixierung der Lenkradposition kann eine Spanneinrichtung vorgesehen sein, die manuell oder motorisch zwischen einer Freigabe- oder Lösestellung, und einer Fixierstellung umgeschaltet werden kann. In der Freigabestellung kann das Mantelrohr relativ zur Manteleinheit durch teleskopierendes Ein- oder Ausschieben in Längsrichtung verstellt werden. In der Fixierstellung, die beispielsweise durch manuelle Betätigung eines Spannhebels eingestellt werden kann, wird das Mantelrohr in der Manteleinheit verspannt, so dass die Lenkradposition unter den üblicherweise im Fahrbetrieb zu erwartenden mechanischen Belastungen fixiert ist.To fix the position of the steering wheel, a clamping device can be provided, which can be switched manually or by motor between a release or release position and a fixing position. In the release position, the casing tube can be adjusted in the longitudinal direction relative to the casing unit by telescoping in or out. In the fixing position, which can be set, for example, by manually actuating a clamping lever, the jacket tube is braced in the jacket unit, so that the steering wheel position is fixed under the mechanical loads that are usually to be expected when driving.
Alternativ zur manuellen Spanneinrichtung kann eine motorische Verstelleinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise durch einen Spindeltrieb mit einer in eine Spindelmutter eingreifenden Gewindespindel, die relativ zu der Spindelmutter motorisch drehend antreibbar ist, wobei sich der Spindeltrieb zwischen Manteleinheit und Mantelrohr abstützt. Durch relative Drehung von Gewindespindel und Spindelmutter ist eine motorische Positionierung der Mäntel in Achsrichtung möglich, und im Stillstand erfolgt eine relative Fixierung durch die Selbsthemmung des Spindeltriebs.As an alternative to the manual clamping device, a motorized adjusting device can be provided, for example by a spindle drive with a threaded spindle that engages in a spindle nut and can be driven in rotation relative to the spindle nut, the spindle drive being supported between the jacket unit and the jacket tube. By relative rotation of the threaded spindle and spindle nut, a motorized positioning of the jackets in the axial direction is possible, and at standstill, a relative fixation takes place through the self-locking of the spindle drive.
Zur Verbesserung der Insassensicherheit bei einem Fahrzeugzusammenstoß, dem sogenannten Crashfall, bei dem ein Körper mit hoher Geschwindigkeit auf das Lenkrad aufprallt, ist es bekannt, zwischen Mantelrohr und Manteleinheit eine Energieabsorptionseinrichtung einzukoppeln, auch als Crash-System bezeichnet. Wird im Crashfall durch einen auf das Lenkrad auftreffenden Körper eine hohe Kraft auf das Lenkrad ausgeübt wird, die einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, werden die beiden Mäntel auch in Fixierposition der Spann- oder Verstelleinrichtung in Längsrichtung zusammengeschoben, wobei mindestens ein Energieabsorptionselement der Energieabsorptionseinrichtung plastisch verformt wird und dadurch die in Längsrichtung eingeleitete kinetische Energie absorbiert, d.h. in Verformungsarbeit umgesetzt, so dass der auf das Lenkrad auftreffende Körper kontrolliert abgebremst wird und die Verletzungsgefahr verringert wird.To improve occupant safety in a vehicle collision, the so-called crash event, in which a body hits the steering wheel at high speed, it is known to couple an energy absorption device between the jacket tube and jacket unit, also referred to as a crash system. If, in the event of a crash, a body hitting the steering wheel exerts a high force on the steering wheel that exceeds a predetermined limit value, the two casings are also pushed together in the longitudinal direction in the fixing position of the tensioning or adjusting device, with at least one energy absorption element of the energy absorption device being plastically deformed and thereby absorbs the kinetic energy introduced in the longitudinal direction, i.e. converts it into deformation work, so that the body hitting the steering wheel is braked in a controlled manner and the risk of injury is reduced.
Eine gattungsgemäße Lenksäule ist in der
Die Einleitung der Crashenergie in das Energieabsorptionselement erfolgt über die Spanneinrichtung, die ein an dem Mantelrohr angebrachtes Eingriffselement umfasst. Das Eingriffselement mit dem inneren Mantelrohr über eine Energieabsorptionseinrichtung verbunden, die im Normalbetrieb eine starre Verbindung zwischen äußerer Manteleinheit und innerem Mantelrohr bildet. Gattungsgemäß ist das Eingriffselement als in Längsrichtung erstreckte Zahnplatte ausgebildet, die eine Außen- oder Oberseite mit einer zur Längsrichtung senkrechten Normalenrichtung aufweist. Auf dieser Außenseite sind in der Normalenrichtung vorstehende Formschlusselemente in Form einer Verzahnung ausgebildet, mit einer Mehrzahl von quer zur Längsrichtung verlaufenden Zähnen. Ein mit dem Eingriffselement korrespondierendes Arretierelement ist in Längsrichtung an der äußeren Manteleinheit abgestützt und als Zahnstein ausgebildet, der auf seiner der Außenseite des Eingriffselements zugewandten Innen- oder Frontseite eine Verzahnung aufweist, die mit der besagten Verzahnung auf der Außenseite des Eingriffselements korrespondiert. Zum Fixieren wird das Arretierelement durch den Klemmhub der Spanneinrichtung in Normalenrichtung auf die Außenseite des Eingriffselements zu bewegt, bis die Verzahnungen an Arretier- und Eingriffselement zur Bildung eines in Längsrichtung wirksamen Formschlusses miteinander in Eingriff kommen. Zur Freigabe wird das Arretierelement von der Spanneinrichtung entgegengesetzt vom Eingriffselement abgehoben, so dass der Formschluss der Verzahnungen gelöst wird, und das Mantelrohr in Längsrichtung zur Verstellung der Lenkradposition in der Manteleinheit verschiebbar ist.The crash energy is introduced into the energy absorption element via the tensioning device, which comprises an engagement element attached to the jacket tube. The engaging element is connected to the inner jacket tube via an energy absorption device which forms a rigid connection between the outer jacket unit and the inner jacket tube during normal operation. Generic is the engagement element than in the longitudinal direction extended tooth plate is formed, which has an outer or upper side with a normal direction perpendicular to the longitudinal direction. Form-fitting elements protruding in the normal direction are formed on this outside in the form of teeth, with a plurality of teeth running transversely to the longitudinal direction. A locking element corresponding to the engagement element is supported in the longitudinal direction on the outer jacket unit and is designed as a tooth calculus, which has teeth on its inner or front side facing the outside of the engagement element, which teeth correspond to said teeth on the outside of the engagement element. For fixing, the locking element is moved by the clamping stroke of the tensioning device in the normal direction towards the outside of the engagement element until the teeth on the locking and engagement element come into engagement with one another to form a form fit effective in the longitudinal direction. To release, the locking element is lifted by the tensioning device in the opposite direction from the engagement element, so that the positive locking of the teeth is released and the jacket tube can be displaced in the longitudinal direction to adjust the steering wheel position in the jacket unit.
Im Crashfall tritt eine große Kraftspitze auf, die über die Verzahnungen vom Zahnstein auf die Zahnplatte übertragen wird. Dadurch kann der Zahnstein nach vorn in Richtung der Kraft relativ zur Zahnplatte gegen die Normalenrichtung verkippt werden. Dies führt dazu, dass die im Normalbetrieb gegeneinander anliegenden Zahnflanken relativ zueinander geneigt werden, und der Kontakt zwischen einem Zahn des Zahnsteins und einem korrespondierenden Gegenzahn der Zahnplatte nur noch in einem relativ kleinen Kontaktbereich der gegeneinander gerichteten Zahnflanken nahe der Zahnspitze des Gegenzahns besteht, in dem folglich eine extrem hohe Flächenpressung auftritt. Um die hohe Kraft beschädigungsfrei aufnehmen und übertragen zu können, muss insbesondere die Zahnplatte aus einem Material mit entsprechend hoher Festigkeit und Steifigkeit bestehen, beispielsweise einem hochfesten Sintermetall oder dergleichen. Derartige Materialien bedingen jedoch einen hohen Fertigungs- und Kostenaufwand und sind relativ schwer, was nachteilig bezüglich des Fertigungsaufwands und des Gewichts der Lenksäule ist.In the event of a crash, a large peak force occurs, which is transferred from the calculus to the tooth plate via the teeth. As a result, the calculus can be tilted forward in the direction of the force relative to the tooth plate against the normal direction. As a result, the tooth flanks that are in contact with one another during normal operation are inclined relative to one another, and the contact between a tooth of the calculus and a corresponding counter-tooth on the tooth plate only exists in a relatively small contact area of the tooth flanks that face each other near the tooth tip of the counter-tooth, in which consequently an extremely high surface pressure occurs. In order to be able to absorb and transmit the high force without damage, the tooth plate in particular must be made of a material with correspondingly high strength and rigidity, for example a high-strength sintered metal or the like. However, such materials require a high level of manufacturing effort and expense and are relatively heavy, which is disadvantageous in terms of manufacturing effort and the weight of the steering column.
Angesichts der vorangehend erläuterten Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer gattungsgemäßen Lenksäule einen reduzierten Fertigungsaufwand und ein geringeres Gewicht zu ermöglichen.In view of the problems explained above, it is an object of the present invention to enable reduced production costs and a lower weight in a generic steering column.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Lenksäule mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by the steering column having the features of claim 1. Advantageous developments result from the dependent claims.
Bei einer Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine äußere Manteleinheit, die mit dem Kraftfahrzeug direkt oder indirekt verbindbar ist und in der ein Mantelrohr in Längsrichtung verstellbar gehaltert ist, in dem eine Lenkspindel um ihre in Längsrichtung erstreckte Längsachse drehbar gelagert ist, und eine Spanneinrichtung, die in eine Fixierstellung bringbar ist, in der sie das Mantelrohr relativ zu der Manteleinheit festlegt, und in eine Freigabestellung, in der sie eine Verstellung des Mantelrohrs relativ zur Manteleinheit zumindest in Längsrichtung freigibt, wobei die Spanneinrichtung eine an dem Mantelrohr abgestützte Zahnplatte mit einer parallel zur Längsachse erstreckten Verzahnung mit einer Mehrzahl von quer zur Längsachse verlaufenden, in einer Normalenrichtung vorstehenden Zähnen aufweist, und einen an der Manteleinheit abgestützten Zahnstein mit einer komplementären Gegenverzahnung mit einer Mehrzahl von quer zur Längsachse verlaufenden Gegenzähnen aufweist, wobei der Zahnstein mit der Spanneinrichtung gekoppelt und zur Einstellung der Fixierstellung gegen die Zahnplatte bewegbar ist zur Erzeugung eines Verzahnungseingriffs, in dem die Zähne mit ihren Zahnflanken gegen korrespondierende Gegenzahnflanken der Gegenzähne in Kontakt bringbar sind zur Erzeugung eines in Längsrichtung wirksamen Formschlussesist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Zahnflanken und die Gegenzahnflanken in einem Kontaktabschnitt relativ zueinander einen definierten Winkelversatz haben, wenn die Verzahnung parallel zur Gegenverzahnung orientiert ist.In a steering column for a motor vehicle, comprising an outer jacket unit which can be connected directly or indirectly to the motor vehicle and in which a jacket tube is held so that it can be adjusted in the longitudinal direction, in which a steering spindle is mounted so that it can rotate about its longitudinal axis extending in the longitudinal direction, and a tensioning device, which can be brought into a fixing position, in which it fixes the casing tube relative to the casing unit, and into a release position, in which it releases an adjustment of the casing pipe relative to the casing unit, at least in the longitudinal direction, the tensioning device having a toothed plate supported on the casing tube with a parallel toothing extending to the longitudinal axis with a plurality of teeth running transversely to the longitudinal axis and protruding in a normal direction, and having a calculus supported on the casing unit with complementary counter-toothing having a plurality of counter-teeth running transversely to the longitudinal axis, wherein the tartar is coupled to the clamping device and can be moved against the tooth plate to set the fixing position to produce a toothing engagement in which the teeth can be brought into contact with their tooth flanks against corresponding counter-tooth flanks of the counter-teeth to produce a form fit effective in the longitudinal direction, it is provided according to the invention that the tooth flanks and the mating tooth flanks in a contact section have a defined angular offset relative to one another when the toothing is oriented parallel to the mating toothing.
Erfindungsgemäß sind die Zahnflanken derart ausgebildet, dass im Normalbetrieb ein zwischen Zahnfuß und Zahnspitze liegender Flankenabschnitt der Zahnflanke eines Zahns des Zahnsteins gegen über einem diesem axial gegenüberliegenden, korrespondierenden Flankenabschnitt der Zahnflanke eines Gegenzahns der Zahnplatte bezüglich der Fahrtrichtung nach hinten um einen definierten Winkel, der im Folgenden auch als Kippwinkel bezeichnet wird, geneigt. Das bedeutet, dass im Normalbetrieb, wenn die Verzahnung der Zahnplatte und die Gegenverzahnung des Zahnsteins parallel zueinander, senkrecht zur Normalenrichtung der Zahnplatte ausgerichtet sind, ein Zahn den korrespondierenden Gegenzahn nicht vollflächig über die Zahnflanke, sondern lediglich in einem relativ kleinen Kontaktabschnitt im Bereich der Zahnspitze kontaktiert. Die im Normalbetrieb zwischen den Verzahnungen wirkenden Flächenpressungen sind relativ klein, so dass eine Zahnplatte aus einem Material mit relativ geringeren Festigkeit für eine sichere Haltewirkung ausreicht.According to the invention, the tooth flanks are designed in such a way that during normal operation a flank section of the tooth flank of a tooth of the calculus lying between the tooth base and the tooth tip is inclined backwards by a defined angle, which is in the Also referred to below as the tilt angle, inclined. This means that in normal operation, when the toothing of the tooth plate and the counter-toothing of the calculus are aligned parallel to one another, perpendicular to the normal direction of the tooth plate, a tooth does not contact the corresponding counter-tooth over the entire surface of the tooth flank, but only in a relatively small contact section in the area of the tooth tip contacted. The surface pressures acting between the teeth during normal operation are relatively small, so that a tooth plate made of a material with relatively low sufficient strength for a secure holding effect.
Im Crashfall übt die hohe, zwischen Manteleinheit und Mantelrohr in Längsrichtung, axial eingeleitete Crashkraft über die Verzahnung ein hohes Kippmoment auf den Zahnstein aus, welches dadurch - von der Längsachse aus gesehen - mit seiner radialen Außenseite nach hinten, also entgegen der Fahrtrichtung auf die Fahrerposition zu, gegen die Normalenrichtung verkippt wird. Dadurch wird die auch die Verzahnung relativ zur Gegenverzahnung um den Kippwinkel verkippt, wobei ein darin eingreifender Zahn gegen den korrespondierenden Gegenzahn verschwenkt wird, bis die Zahnflanken in einem Kontaktabschnitt vollflächig gegeneinander anliegen.In the event of a crash, the high axially introduced crash force between the jacket unit and the jacket tube in the longitudinal direction exerts a high tilting moment on the tartar via the toothing, which as a result - seen from the longitudinal axis - with its radial outer side to the rear, i.e. against the direction of travel to the driver's position to, is tilted against the normal direction. As a result, the toothing is also tilted relative to the counter-toothing by the tilting angle, with a tooth engaging therein being pivoted against the corresponding counter-tooth until the tooth flanks rest against one another over their entire surface in a contact section.
Die Erfindung berücksichtigt erstmals die im Crashfall auftretende Verkippung des Zahnsteins, so dass die Verzahnungsgeometrie wird mit Vorteil auf die Belastung im Crashfall optimiert werden kann. Dadurch, dass der Kontaktabschnitt erfindungsgemäß im Crashfall gegenüber dem Normalbetrieb vergrößert wird, kann die Flächenpressung auf die Zahnflanken im Crashfall reduziert werden. Die ermöglich die vorteilhafte Fertigung der Zahnplatte aus einem Material mit geringerer Festigkeit als im Stand der Technik, mit dem Vorteil, dass der Fertigungsaufwand und das Gewicht reduziert werden können. Alternativ oder zusätzlich wird eine verkleinerte Ausführung ermöglicht, wodurch mit Vorteil der benötigte, im Fahrzeugbau üblicherweise knappe Bauraum reduziert werden kann. Die maximale axiale Haltekraft in Längsrichtung zwischen Zahnplatte und Zahnstein kann dadurch erhöht werden. Dabei kann eine Beschädigung der Verzahnung im Crashfall, die zu einem Ausfall der Energieabsorptionseinrichtung und damit zu einer Beeinträchtigung der Energieabsorption führen könnte, in jedem Fall sicher verhindert werden, wodurch das das Sicherheitsniveau erhöht wird.For the first time, the invention takes into account the tilting of the calculus that occurs in the event of a crash, so that the toothing geometry can advantageously be optimized for the load in the event of a crash. Due to the fact that the contact section is enlarged according to the invention in the event of a crash compared to normal operation, the surface pressure on the tooth flanks can be reduced in the event of a crash. This enables the advantageous manufacture of the toothed plate from a material with lower strength than in the prior art, with the advantage that the manufacturing effort and the weight can be reduced. Alternatively or additionally, a smaller design is made possible, which can advantageously reduce the installation space required, which is usually scarce in vehicle construction. The maximum axial holding force in the longitudinal direction between tooth plate and calculus can be increased as a result. Damage to the toothing in the event of a crash, which could lead to failure of the energy absorption device and thus to an impairment of the energy absorption, can be reliably prevented in any case, as a result of which the level of safety is increased.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass ein Energieabsorptionselement zwischen der Manteleinheit und dem Mantelrohr einkoppelbar ist, welches bei einer Relativbewegung von Manteleinheit und Mantelrohr in Längsrichtung unter Energieabsorption plastisch verformbar ist. Dank einer solchen Einrichtung kann die in die Lenksäule im Crashfall durch den Fahrzeugführer eingetragene kinetische Energie durch plastische Verformung des Energieabsorptionselements kontrolliert absorbiert werden.In an advantageous development, it can be provided that an energy absorption element can be coupled in between the casing unit and the casing tube, which element can be plastically deformed with energy absorption during a relative movement of the casing unit and the casing tube in the longitudinal direction. Thanks to such a device, the kinetic energy introduced into the steering column by the vehicle driver in the event of a crash can be absorbed in a controlled manner by plastic deformation of the energy absorption element.
Der Kontaktabschnitt erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Zahnfläche der Zahnflanke, d.h. im Wesentlichen den gesamten Flankenabschnitt zwischen Zahnfuß und Zahnspitze, zumindest über die überwiegende Flankenfläche des Flankenabschnitts, wobei die Flankenfläche die Flächenerstreckung der Zahnflanke zwischen Zahnfuß und Zahnspitze bezeichnet. Die überwiegende Flankenfläche umfasst einen mindestens 50% der Flankenfläche umfassenden Flankenabschnitt. Bevorzugt umfasst der Kontaktabschnitt mindestens 60% der Flankenfläche, besonders bevorzugt mindestens 70%. Dabei bringt ein relativ größerer Kontaktabschnitt den Vorteil, dass eine geringere Flächenpressung im Crashfall realisiert werden kann, wodurch die Beanspruchung der Verzahnungen reduziert wird, und eine relativ höhere Haltekraft zwischen Zahnstein und Zahnplatte ermöglicht wird.The contact section preferably extends over the entire tooth surface of the tooth flank, i.e. essentially the entire flank section between the tooth base and the tooth tip, at least over the predominant flank surface of the flank section, the flank surface designating the surface extension of the tooth flank between the tooth base and the tooth tip. The predominant flank surface comprises a flank section comprising at least 50% of the flank surface. The contact section preferably comprises at least 60% of the flank area, particularly preferably at least 70%. A relatively larger contact section has the advantage that a lower surface pressure can be realized in the event of a crash, which reduces the stress on the teeth and allows a relatively higher holding force between calculus and tooth plate.
Bei der Erfindung ist die wirksame Kontaktfläche des Kontaktabschnitts im Crashfall, wenn eine hohe Crashkraft wirkt, dadurch bevorzugt größer als im Normalbetrieb, bei dem nur relativ zur Crashraft geringere Verstell- und Stützkräfte auftreten. Daraus resultieren die wesentlichen Vorteile gegenüber dem Stand der Technik, bei dem die Kontaktfläche im Crashfall in nachteiliger Weise verringert sein kann.In the case of the invention, the effective contact surface of the contact section in the event of a crash, when a high crash force acts, is therefore preferably larger than in normal operation, in which only lower adjusting and supporting forces occur relative to the crash force. This results in the essential advantages over the prior art, in which the contact surface can be disadvantageously reduced in the event of a crash.
Der Winkelversatz kann zwischen 0,5° und 6° betragen, bevorzugt zwischen 1° und 3°, besonders bevorzugt 2°. Dadurch kann mit Vorteil eine Anpassung des Winkelversatzes an den im Crashfall zu erwartenden Kippwinkel des Zahnsteins erfolgen, so dass im Crashfall eine optimale, möglichst großflächige Anlage m Kontaktabschnitt gewährleistet werden kann. Der zu erwartende Kippwinkel kann beispielsweise durch die Bauform der Lenksäule bestimmt sein, und durch Simulation und Versuche ermittelt werden. Dadurch ist eine individuelle Optimierung bezüglich Fertigung, Bauform, Gewicht und Haltekraft im Crashfall möglich.The angular offset can be between 0.5° and 6°, preferably between 1° and 3°, particularly preferably 2°. As a result, the angular offset can advantageously be adapted to the tilting angle of the calculus to be expected in the event of a crash, so that in the event of a crash, optimal contact over as large an area as possible can be ensured in the contact section. The tilting angle to be expected can be determined, for example, by the design of the steering column and can be determined by simulation and tests. This enables individual optimization with regard to production, design, weight and holding force in the event of a crash.
Für die optimierte Anpassung des Kippwinkels kann es vorteilhaft sein, dass der Zahnstein relativ zur Zahnplatte um den Betrag des Winkelversatzes verkippbar ist, so dass die Zahnflanken parallel zu den Gegenzahnflanken orientiert sind. Dadurch kann der erfindungsgemäß im Crashfall optimierte Verzahnungseingriff bereits bei der Konstruktion der Lenksäule berücksichtigt werden, beispielsweise zur Gewichts-, Bauraum- und Sicherheitsoptimierung.For the optimized adjustment of the tilt angle, it can be advantageous that the calculus can be tilted relative to the tooth plate by the amount of the angular offset, so that the tooth flanks are oriented parallel to the opposing tooth flanks. As a result, the toothing engagement optimized according to the invention in the event of a crash can already be taken into account in the design of the steering column, for example to optimize weight, installation space and safety.
Der Kontaktabschnitt kann durch einen ebenen oder zumindest im Wesentlichen ebenen, d.h. planen Abschnitt der Flankenfläche zwischen Zahnfuß und Zahnspitze ausgebildet sein, oder zumindest einen solchen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die korrespondierenden Flankenflächen an einem Zahn und einem damit korrespondierenden Gegenzahn komplementär geformten Flankenabschnitte der Zahnflanken zwischen Zahnfuß und Zahnspitze aufweisen, die beispielsweise konvex und konkav geformt sein können. Dabei ist unabhängig von der Formgebung wesentlich, dass die komplementären Flankenabschnitte im Crashfall durch die Verkippung in einen möglichst ausgedehnten Flächenkontakt kommen.The contact section can be formed by a flat or at least essentially flat, ie planar, section of the flank surface between the tooth base and tooth tip, or at least have such a section. Alternatively or additionally, it is possible for the corresponding flank surfaces on a tooth and a counter-tooth corresponding thereto to have flank sections of the tooth flanks of complementary shape between the tooth base and tooth tip, which can be convex and concave in shape, for example. Regardless of the shape, it is essential that in the event of a crash, the complementary flank sections come into extensive surface contact as a result of the tilting.
Dank der erfindungsgemäß im Crashfall geringeren Flächenpressung ist es möglich, dass die Zahnplatte und/oder der Zahnstein einen Kunststoff aufweisen, d.h. ganz oder teilweise aus einem Kunststoff ausgebildet sind. Geeignete Kunststoffe, wie beispielsweise Polyphthalamide weisen eine ausreichende Festigkeit auf, so dass sie dank der erfindungsgemäß optimierten Verzahnungsgeometrie insbesondere zur Fertigung der Zahnplatte eingesetzt werden können. Die Vorteile sind unter anderem eine rationelle Fertigung und ein relativ geringes Gewicht.Thanks to the lower surface pressure according to the invention in the event of a crash, it is possible for the tooth plate and/or the calculus to have a plastic, i.e. to be made entirely or partially of a plastic. Suitable plastics, such as polyphthalamides, have sufficient strength so that, thanks to the toothing geometry optimized according to the invention, they can be used in particular for manufacturing the toothed plate. The advantages include rational production and a relatively low weight.
Zur Erhöhung der Festigkeit können mit Vorteil faserverstärkte Kunststoffe verwendet werden.Fiber-reinforced plastics can be used to advantage to increase strength.
Das Kunststoffmaterial kann zumindest im Bereich der Verzahnung und/oder der Gegenverzahnung eingesetzt werden.The plastic material can be used at least in the area of the toothing and/or the counter-toothing.
Es ist ebenfalls möglich, dass die Zahnplatte und/oder der Zahnstein ein Metall aufweisen, d.h. ganz oder teilweise aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet sind. Geeignete Metalle, wie beispielsweise Aluminium-, Magnesium, Zink- oder andere Legierungen, weisen eine ausreichende Festigkeit auf, so dass sie dank der erfindungsgemäß optimierten Verzahnungsgeometrie insbesondere zur Fertigung der Zahnplatte eingesetzt werden können.It is also possible for the tooth plate and/or the calculus to have a metal, i.e. to be made entirely or partially of a metallic material. Suitable metals, such as aluminum, magnesium, zinc or other alloys, have sufficient strength so that they can be used in particular for manufacturing the toothed plate thanks to the toothing geometry optimized according to the invention.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass die Zahnplatte und/oder der Zahnstein als Sinterbauteil ausgebildet sind.In an advantageous development, it can be provided that the tooth plate and/or the calculus are designed as a sintered component.
Ein metallischer Werkstoff kann zumindest im Bereich der Verzahnung und/oder der Gegenverzahnung eingesetzt werden.A metallic material can be used at least in the area of the toothing and/or the counter-toothing.
Es ist auch denkbar und möglich, einen Verbund aus Metall und Kunststoff einzusetzen.It is also conceivable and possible to use a composite of metal and plastic.
Es kann vorgesehen sein, dass die Zahnplatte und/oder der Zahnstein als Spritzgussteil oder Druckgussteil ausgebildet sind. Beispielsweise kann mit Vorteil eine rationelle Fertigung im Kunststoff-Spritzguss aus einem thermoplastischen Polymer erfolgen. Alternativ kann eine Fertigung aus einem metallischen Werkstoff in einem geeigneten Metall-Gussverfahren erfolgen, beispielsweise im Zink- oder Aluminiumdruckguss.Provision can be made for the tooth plate and/or the calculus to be in the form of an injection molded part or a die-cast part. For example, it can advantageously be produced efficiently using plastic injection molding from a thermoplastic polymer. Alternatively, it can be manufactured from a metallic material using a suitable metal casting process, for example zinc or aluminum die casting.
Es ist möglich, dass die Zahnplatte über ein Sollbruchelement mit dem Mantelrohr verbunden ist. Durch mindestens ein derartiges Sollbruchelement kann eine im Crashfall trennbare Verbindung zwischen Mantelrohr und Zahnplatte als Sollbruchverbindung ausgebildet sein, die beim Überschreiten einer vorgegebenen Lösekraft reißt oder bricht. Dadurch kann erreicht werden, dass im Crashfall, wenn die über den Zahnstein eingeleitete Crashkraft die Lösekraft überschreitet, die Zahnplatte von dem Mantelrohr losbricht und in Längsrichtung von der Manteleinheit mitgenommen wird. Dabei ist es denkbar und möglich, dass mindestens ein Verbindungselement zur Verbindung der Zahnplatte mit dem Mantelrohr als Sollbruchelement ausgebildet ist, beispielsweise als abreißbarer Abschnitt oder Öse, oder als Scherstift, Brechzapfen oder Reißelement. Auch eine Rast- oder Schnappverbindung kann als Sollbruchelement im Sinne der Erfindung ausgestaltet sein, die beim Überschreiten der Lösekraft elastisch oder plastisch verformt und gelöst oder aufgetrennt wird. Auch eine aus einem Langloch herausziehbare Befestigung kann eine Sollbruchverbindung bereitstellen.It is possible for the toothed plate to be connected to the casing tube via a predetermined breaking element. With at least one such predetermined breaking element, a connection between the jacket tube and toothed plate that can be separated in the event of a crash can be designed as a predetermined breaking connection, which tears or breaks when a predetermined release force is exceeded. In this way it can be achieved that in the event of a crash, when the crash force introduced via the calculus exceeds the release force, the toothed plate breaks loose from the casing tube and is carried along by the casing unit in the longitudinal direction. It is conceivable and possible that at least one connecting element for connecting the toothed plate to the jacket tube is designed as a predetermined breaking element, for example as a section or eyelet that can be torn off, or as a shearing pin, breaking pin or tearing element. A locking or snap connection can also be designed as a predetermined breaking element within the meaning of the invention, which is elastically or plastically deformed and released or separated when the release force is exceeded. A fastening that can be pulled out of an elongated hole can also provide a predetermined breaking connection.
Als vorteilhafte Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Sollbruchelement einstückig mit der Zahnplatte ausgebildet ist. Beispielsweise kann das Sollbruchelement im Kunststoff-Spritzguss an die Zahnplatte angeformt sein, und beispielsweise ein mit dem Mantelrohr eingreifendes Formschlusselement aufweisen, welches im Crashfall abreißt oder bricht. Ein solches Formschlusselement kann beispielsweise einen vorstehenden Zapfen oder Stift umfassen, der in eine korrespondierende Ausnehmung in dem Mantelrohr eingesetzt ist. Im Normalbetrieb wird die Zahnplatte dadurch in Position gehalten, und im Crashfall eine Relativbewegung freigegeben.As an advantageous embodiment, it can be provided that the predetermined breaking element is formed in one piece with the toothed plate. For example, the predetermined breaking element can be molded onto the toothed plate by plastic injection molding and, for example, have a form-fitting element that engages with the jacket tube and tears off or breaks in the event of a crash. Such a positive-locking element can, for example, comprise a protruding spigot or pin, which is inserted into a corresponding recess in the jacket tube. In normal operation, this keeps the toothed plate in position and allows relative movement in the event of a crash.
Es kann vorgesehen sein, dass die Verzahnung und/oder die Gegenverzahnung ein Verstärkungselement aufweist, durch welches benachbarte Zähne im Bereich ihrer Zahnspitzen gegeneinander abgestützt sind. Ein derartiges Verstärkungselement kann beispielsweise einen Steg oder eine Rippe oder dergleichen aufweisen, der über die gesamte Verzahnung oder zumindest über einen Teilabschnitt mit einer Mehrzahl von Zähnen durchgeht. Dadurch werden die Zähne im Bereich der vorstehenden Zahnspitzen miteinander verbunden und gegeneinander gestützt, so dass die Steifigkeit erhöht wird. Dies ist zusätzlich vorteilhaft für die erfindungsgemäße Ausgestaltung aus einem Material mit geringerer Festigkeit, beispielsweise aus einem Kunststoff. Ein oder mehrere Stege oder Rippen können innerhalb des Verlaufs der Zähne, und alternativ oder zusätzlich entlang der äußeren Ränder der Verzahnung angeordnet sein.Provision can be made for the toothing and/or the counter-toothing to have a reinforcing element, by means of which adjacent teeth are supported against one another in the region of their tooth tips. Such a reinforcing element can have, for example, a web or a rib or the like, which runs over the entire toothing or at least over a partial section with a plurality of teeth. As a result, the teeth are connected to one another in the area of the protruding tooth tips and supported against one another, so that the rigidity is increased. This is additionally advantageous for the configuration according to the invention from a material with lower strength, for example from a plastic. One or more ridges or ribs may be located within the run of the teeth, and alternatively or additionally along the outer edges of the teeth.
Es ist weiterhin möglich, dass die Verzahnung und/oder die Gegenverzahnung ein Begrenzungselement aufweist. Ein Begrenzungselement ermöglicht durch eine formschlüssige seitliche Abstützung von Zahnstein und Zahnplatte. Beispielsweise kann die Zahnplatte an ihren seitlichen Rändern in Längsrichtung verlaufende Stege oder Rippen aufweisen, die über den Zahngrund vorstehen, bevorzugt bis zur Zahnspitze oder darüber hinaus. Dadurch wird eine seitliche Bewegung der Zähne des in die Zahnplatte eingreifenden Zahnsteins quer zur Längsrichtung begrenzt.It is also possible for the toothing and/or the counter-toothing to have a limiting element. A limiting element made possible by a form-fitting lateral Support of calculus and tooth plate. For example, the tooth plate can have webs or ribs running in the longitudinal direction on its lateral edges, which protrude beyond the base of the tooth, preferably up to the tip of the tooth or beyond. This limits lateral movement of the teeth of the dental plaque engaging calculus transverse to the longitudinal direction.
Mit Vorteil kann ein Verstärkungselement als Begrenzungselement ausgebildet sein, oder umgekehrt.A reinforcement element can advantageously be designed as a delimiting element, or vice versa.
Bevorzugt können ein oder mehrere Verstärkungs- und/oder Begrenzungselemente einstückig mit der Zahnplatte und/oder dem Zahnstein ausgebildet sein, beispielsweise im Kunststoff-Spritzguss oder im Metall-Druckguss. Dadurch wird eine rationelle Fertigung ermöglicht.One or more reinforcing and/or limiting elements can preferably be formed in one piece with the tooth plate and/or the calculus, for example by plastic injection molding or metal die casting. This enables rational production.
Die Längsachse der Lenkspindel kann auch als Drehachse bezeichnet werden, wobei die Längsrichtung die Richtung der Längsachse ist.The longitudinal axis of the steering shaft can also be referred to as the axis of rotation, the longitudinal direction being the direction of the longitudinal axis.
Mindestens ein Energieabsorptionselement ist vorzugsweise zwischen der Zahnplatte und dem Mantelrohr angeordnet. Es kann Deformationselemente wie Biegestreifen, Reißlaschen oder andere Arten von energieabsorbierenden Verformungs- und oder Reibelementen umfassen, welche bei einer Bewegung der Zahnplatte relativ zum Mantelrohr im Kraftfluss liegen im Crashfall kinetische Energie absorbieren.At least one energy absorption element is preferably arranged between the toothed plate and the jacket tube. It can include deformation elements such as bending strips, tear tabs or other types of energy-absorbing deformation and/or friction elements which, when the toothed plate moves relative to the casing tube, are in the force flow and absorb kinetic energy in the event of a crash.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Zahnplatte wird im Folgenden gleichbedeutend auch als Halterungselement bezeichnet. Dieses Halterungselement dient im Crashfall zur Einleitung der Crashkraft in das Energieabsorptionselement der Energieabsorptionseinrichtung. Hierzu ist das Energieabsorptionselement mit dem Mantelrohr und dem Halterungselement verbunden. Das Halterungselement ist wie oben beschrieben als Zahnplatte ausgestaltet und angeordnet, dass es in Fixierstellung der Spann- oder Verstelleinrichtung zur Übertragung der Crashkraft in Längsrichtung an der Manteleinheit abgestützt ist. Dadurch wird die im Crashfall auftretende Crashkraft, die durch den auf das Lenkrad und die Lenkspindel aufprallenden Körper erzeugt wird, von der Manteleinheit in das Halteelement eingeleitet und wirkt auf die Verbindung zwischen der Zahnplatte und dem Mantelrohr. Diese erfindungsgemäß lösbar ausgestaltete Verbindung wird durch die Crashkraft gelöst oder aufgehoben bzw. getrennt, und das Halterungselement zur Bewegung in Längsrichtung von dem Mantelrohr freigegeben.The toothed plate designed according to the invention is also referred to below as a holding element. In the event of a crash, this holding element serves to introduce the crash force into the energy absorption element of the energy absorption device. For this purpose, the energy absorption element is connected to the jacket tube and the holding element. As described above, the holding element is designed and arranged as a toothed plate so that it is supported in the fixing position of the tensioning or adjusting device for transmitting the crash force in the longitudinal direction on the casing unit. As a result, the crash force that occurs in the event of a crash, which is generated by the body impacting the steering wheel and the steering spindle, is introduced from the jacket unit into the holding element and acts on the connection between the toothed plate and the jacket tube. This connection, which is designed to be detachable according to the invention, is released or canceled or separated by the crash force, and the holding element is released from the casing tube for movement in the longitudinal direction.
Die Zahnplatte weist bevorzugt ein Halterungsgehäuse mit einem Innenraum auf, in dem das Energieabsorptionselement aufnehmbar ist. Das Energieabsorptionselement, welches beispielsweise einen Biegedraht aufweist, kann von Innenwänden, die den Innenraum begrenzen, zumindest teilweise umschlossen sein. Dadurch wird ein definierter Bewegungs- oder Führungsraum zur Verfügung gestellt, der die Verformung des Energieabsorptionselements im Crashfall begrenzen kann. Beispielsweise kann ein unerwünschtes seitliches Ausweichen eines Biegeelements durch den Innenraum begrenzt oder verhindert werden. Ein Vorteil ist, dass die Verformung des Energieabsorptionselements besser kontrolliert erfolgen kann, wodurch die Funktion und die Betriebssicherheit verbessert wird.The toothed plate preferably has a mounting housing with an interior space in which the energy absorption element can be accommodated. The energy absorption element, which has a flexible wire, for example, can be at least partially surrounded by inner walls that delimit the interior space. As a result, a defined movement or guidance space is made available, which can limit the deformation of the energy absorption element in the event of a crash. For example, an undesired lateral deflection of a bending element can be limited or prevented by the interior space. One advantage is that the energy absorption element can be deformed in a better controlled manner, which improves the function and operational reliability.
Die lösbare Verbindung zwischen dem Halterungselement und dem Mantelrohr ist vorzugsweise durch Einwirkung einer definierten Lösekraft lösbar, d.h. definiert trennbar, wobei diese Lösekraft im Normalbetrieb der Lenksäule nicht erreicht wird, und nur durch die hohe Belastung im Crashfall durch die Crashkraft erreicht oder überschritten wird. Bei der im Crashfall anschließend auftretenden relativen Verlagerung von Manteleinheit und Mantelrohr in Längsrichtung wird das Halterungselement von der Manteleinheit relativ zum Mantelrohr mitgenommen. Dabei wird das Energieabsorptionselement zwischen dem Halterungselement und dem Mantelrohr zur Energieabsorption über einen vorgegebenen Crashweg, der die relative Verlagerung von Manteleinheit und Mantelrohr im Crashfall angibt, in Längsrichtung kontrolliert plastisch deformiert.The detachable connection between the mounting element and the jacket tube can be released, i.e. can be separated in a defined manner, preferably by the action of a defined release force, whereby this release force is not reached during normal operation of the steering column and is only reached or exceeded by the high load in the event of a crash caused by the crash force. During the relative displacement of the casing unit and casing tube in the longitudinal direction that then occurs in the event of a crash, the retaining element is carried along by the casing unit relative to the casing tube. The energy absorption element between the mounting element and the jacket tube is plastically deformed in a controlled manner in the longitudinal direction for energy absorption over a predetermined crash path, which indicates the relative displacement of the jacket unit and the jacket tube in the event of a crash.
Das Halterungselement ist im Normalbetrieb durch die lösbare Verbindung an dem Mantelrohr fixiert, und kann bei einer Längenverstellung der Lenksäule zusammen mit dem Mantelrohr relativ zur Manteleinheit verstellt werden. Im Crashfall wird jedoch im Unterschied zu der aus dem Stand der Technik bekannten festen Führungsschiene das erfindungsgemäße Halterungselement von dem Mantelrohr gelöst, und dann zusammen mit der Manteleinheit relativ zum Mantelrohr bewegt. Mit anderen Worten ist im Normalbetrieb das Halterungselement fix mit dem Mantelrohr, und im Crashfall durch den in die Zahnplatte eingreifenden Zahnstein fix mit der Manteleinheit. Die Mitbewegung des Halterungselements hat den Vorteil, dass Reibung, die im Crashfall zwischen dem Energieabsorptionselement und dem Mantelrohr und/oder der Manteleinheit auftreten und die Energieabsorptionsfunktion beeinträchtigen kann, durch die Gestaltung des Halterungselements effektiv reduziert werden kann. Dadurch kann die Funktionssicherheit der Energieabsorptionseinrichtung erhöht werden.During normal operation, the retaining element is fixed to the jacket tube by the detachable connection and can be adjusted relative to the jacket unit together with the jacket tube when the length of the steering column is adjusted. In the event of a crash, however, in contrast to the fixed guide rail known from the prior art, the holding element according to the invention is detached from the jacket tube and then moved relative to the jacket tube together with the jacket unit. In other words, in normal operation the holding element is fixed to the jacket tube, and in the event of a crash it is fixed to the jacket unit by the tartar engaging in the tooth plate. The accompanying movement of the mounting element has the advantage that friction, which can occur between the energy absorption element and the jacket tube and/or the jacket unit in the event of a crash and impair the energy absorption function, can be effectively reduced by the design of the mounting element. As a result, the functional reliability of the energy absorption device can be increased.
Ein Energieabsorptionselement, beispielsweise ein Biegedraht, kann einfach an dem erfindungsgemäßen Halterungselement fixiert werden, beispielsweise durch Verbindungsmittel wie Vorsprünge, Zapfen, Haken, Niet oder einen einpressbaren Stift oder stiftförmigen Abschnitt oder dergleichen in Längsrichtung wirksame Formschlusselemente, welche eine effektive Einleitung der Crashkraft in das Energieabsorptionselement ermöglichen. Die durch Anbringung des Energieabsorptionselements an dem Halterungselement vormontierte Baugruppe kann in einem nächsten Schritt durch Fixierung des Halterungselements an dem Mantelrohr montiert werden. Dadurch kann die Montage des Energieabsorptionselements vereinfacht, und die Montage und Fertigung der Lenksäule rationalisiert werden.An energy absorbing element, for example a bending wire, can easily be fixed to the holding element according to the invention, for example by connecting means such as projections, pins, hooks, rivets or a press-in Baren pin or pin-shaped section or the like in the longitudinal direction effective positive-locking elements, which allow an effective introduction of the crash force in the energy absorbing element. The subassembly that is preassembled by attaching the energy absorption element to the holding element can be assembled in a next step by fixing the holding element to the casing tube. As a result, assembly of the energy absorbing element can be simplified, and assembly and manufacture of the steering column can be rationalized.
In das als Zahnplatte ausgestaltete Halterungselement kann mindestens ein Verbindungsmittel zur Verbindung mit dem Energieabsorptionselement integriert sein, beispielsweise eine Öffnung oder ein Steg, Zapfen oder Vorsprung, der einstückig in einem Spritzgussteil ausgebildet sein kann.At least one connection means for connection to the energy absorption element can be integrated into the mounting element designed as a toothed plate, for example an opening or a web, pin or projection which can be formed in one piece in an injection molded part.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung kann vorsehen, dass das Halterungselement und das Mantelrohr miteinander korrespondierende Verbindungselemente aufweisen. Die Verbindungselemente können beispielsweise ineinander eingreifende Formschlusselemente aufweisen, beispielsweise von dem Halterungselement vorstehende Vorsprünge oder dergleichen, die bevorzugt quer zur Längsrichtung in Eingriff bringbar sind mit korrespondierenden Gegen-Formschlusselementen, beispielsweise Aufnahmeöffnungen in dem Mantelrohr. Die Verbindungselemente können bevorzugt federnde oder elastische Steck-, Rast- und/oder Schnappverbinder aufweisen, die eine besonders einfache Montage des Halterungselements ermöglichen. Bevorzugt können die Verbindungselemente ausgestaltet sein, dass sie bis zum Erreichen eines vorgegebenen Kraft-Grenzwerts, welcher der oben genannten Lösekraft entspricht, einen sicheren Halt des Halterungselements an dem Mantelrohr gewährleisten. Erst wenn im Crashfall eine diese Lösekraft überschreitende Crashkraft auf das Halterungselement einwirkt, wird die durch die Verbindungselemente erzeugte Verbindung gelöst, und das Halterungselement kann relativ zum Mantelrohr bewegt werden.An advantageous embodiment of the invention can provide that the holding element and the casing tube have connecting elements that correspond to one another. The connecting elements can, for example, have interlocking form-fitting elements, for example projections or the like protruding from the mounting element, which can preferably be brought into engagement transversely to the longitudinal direction with corresponding mating form-fitting elements, for example receiving openings in the casing tube. The connecting elements can preferably have springy or elastic plug-in, snap-in and/or snap-in connectors, which enable particularly simple assembly of the holding element. The connecting elements can preferably be designed such that they ensure a secure hold of the holding element on the jacket pipe until a predetermined force limit value is reached, which corresponds to the above-mentioned release force. Only when a crash force that exceeds this release force acts on the mounting element in the event of a crash is the connection created by the connecting elements released and the mounting element can be moved relative to the steering column jacket.
Das Energieabsorptionselement und das Mantelrohr können miteinander verbindbare Verbindungselemente aufweisen. Bevorzugt können diese Verbindungselemente Formschlusselemente umfassen, die in derselben Montagerichtung wie das Halterungselement, bevorzugt quer zur Längsrichtung, vor oder zusammen mit den Verbindungselementen an Halterungselement und Mantelrohr in Eingriff gebracht werden können. Beispielsweise kann ein Biegedraht, der bereits an dem Halterungselement vormontiert ist, ein Formschlusselement wie beispielsweise einen Vorsprung, einen Haken oder eine Öse haben, welches bei der Montage des Halterungselements an dem Mantelrohr in ein korrespondierendes Gegen-Formschlusselement an dem Mantelrohr eingreift zur Erzeugung einer in Längsrichtung belastbaren Verbindung des Biegedrahts mit dem Mantelrohr. Dabei ist bevorzugt, dass die Verbindung zwischen dem Energieabsorptionselement und dem Mantelrohr auch beim Erreichen und Überschreiten der Lösekraft der Verbindung des Halterungselements nicht gelöst wird, sondern eine sichere Fixierung und Abstützung des Energieabsorptionselements am Mantelrohr im Crashfall gewährleistet. Durch die Möglichkeit, die Verbindungselemente an dem Halterungselement und die Verbindungselemente an dem Energieabsorptionselement, beispielsweise einem Biegestreifen, in derselben Montagerichtung bevorzugt quer zur Längsrichtung in Eingriff zu bringen, kann die Montage eine aus dem Halterungselement und dem Energieabsorptionselement vormontierten Baugruppe vereinfacht werden.The energy absorption element and the jacket tube can have connecting elements that can be connected to one another. These connecting elements can preferably include form-fitting elements which can be brought into engagement in the same assembly direction as the holding element, preferably transversely to the longitudinal direction, in front of or together with the connecting elements on the holding element and casing tube. For example, a bending wire that is already pre-assembled on the mounting element can have a positive-locking element such as a projection, a hook or an eyelet, which engages in a corresponding counter-positive-locking element on the steering column jacket when the fastening element is mounted on the steering column jacket to create an in Longitudinally resilient connection of the bending wire with the jacket tube. It is preferred that the connection between the energy absorbing element and the casing tube is not released even when the release force of the connection of the holding element is reached or exceeded, but instead ensures that the energy absorbing element is securely fixed and supported on the casing tube in the event of a crash. The possibility of engaging the connecting elements on the mounting element and the connecting elements on the energy absorbing element, for example a bending strip, in the same mounting direction, preferably transverse to the longitudinal direction, can simplify the mounting of a subassembly preassembled from the mounting element and the energy absorbing element.
Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass das Halterungselement über ein Sollbruchelement mit dem Mantelrohr verbunden ist. Durch mindestens ein Sollbruchelement kann die lösbare Verbindung zwischen Mantelrohr und Halterungselement als Sollbruchverbindung ausgebildet sein, die beim Überschreiten einer vorgegebenen Lösekraft reißt oder bricht. Dadurch kann erreicht werden, dass im Crashfall, wenn die auf das Halterungselement wie oben beschrieben einwirkende Crashkraft die Lösekraft überschreitet, das Halterungselement von dem Mantelrohr losbricht und in Längsrichtung von der Manteleinheit mitgenommen wird. Dabei ist es denkbar und möglich, dass mindestens eines der vorgenannten Verbindungselement zur Verbindung des Halterungselements mit dem Mantelrohr als Sollbruchelement ausgebildet ist, beispielsweise als abreißbarer Abschnitt oder Öse des Halterungselements, Scherstift, Brechzapfen oder Reißelement. Auch eine Rast- oder Schnappverbindung kann als Sollbruchelement im Sinne der Erfindung ausgestaltet sein, die beim Überschreiten der Lösekraft elastisch oder plastisch verformt und gelöst oder aufgetrennt wird. Auch eine aus einem Langloch herausziehbare Befestigung kann eine Sollbruchverbindung bereitstellen.Provision can preferably be made for the holding element to be connected to the casing pipe via a predetermined breaking element. With at least one predetermined breaking element, the releasable connection between the casing tube and the mounting element can be designed as a predetermined breaking connection, which tears or breaks when a predetermined release force is exceeded. In this way it can be achieved that in the event of a crash, when the crash force acting on the mounting element as described above exceeds the release force, the mounting element breaks loose from the casing tube and is carried along by the casing unit in the longitudinal direction. It is conceivable and possible that at least one of the aforementioned connecting elements for connecting the mounting element to the casing tube is designed as a predetermined breaking element, for example as a tearable section or eyelet of the mounting element, shear pin, breaking pin or tear element. A locking or snap connection can also be designed as a predetermined breaking element within the meaning of the invention, which is elastically or plastically deformed and released or separated when the release force is exceeded. A fastening that can be pulled out of an elongated hole can also provide a predetermined breaking connection.
Es kann vorteilhaft sein, dass das Halterungsgehäuse das Energieabsorptionselement auf mindestens drei Seiten umgibt, bevorzugt auf der radial dem Mantelrohr abgewandten, in Längsrichtung erstreckten Längsseite und den daran seitlich, in Umfangsrichtung anschließenden Längsseiten. Dadurch kann bei einem Biegestreifen eine Art nut- oder rinnenförmiger Innenraum gebildet werden, der sich in Längsrichtung erstreckt und die sich ebenfalls in Längsrichtung erstreckenden Schenkel des Biegestreifens, die durch eine Umbiegung um im Wesentlichen 180° verbunden sind, seitlich umgreifen. Eine vorteilhafte Weiterbildung kann vorsehen, dass das Halterungsgehäuse das Energieabsorptionselement auf mindestens vier Seiten umschließt, nämlich zusätzlich zu den genannten Längsseiten an mindestens einer quer zur Längsachse stehenden Stirnseite. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine zusätzliche Begrenzung und Abstützung in Längsrichtung erfolgen. Bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass die vier Seiten jeweils eine Normalenrichtung aufweisen, die orthogonal zur Längsrichtung ist.It can be advantageous for the mounting housing to surround the energy absorbing element on at least three sides, preferably on the longitudinal side that faces away radially from the casing tube and extends in the longitudinal direction and on the longitudinal sides that adjoin it laterally in the circumferential direction. As a result, a type of groove- or trough-shaped interior space can be formed in a bending strip, which extends in the longitudinal direction and laterally encompasses the legs of the bending strip, which also extend in the longitudinal direction and are connected by a bend of essentially 180°. An advantageous development can provide that the Mounting housing encloses the energy absorbing element on at least four sides, namely in addition to said longitudinal sides on at least one end face that is transverse to the longitudinal axis. As a result, an additional limitation and support in the longitudinal direction can advantageously take place. It can preferably be provided that the four sides each have a normal direction that is orthogonal to the longitudinal direction.
Der Innenraum des Halterungsgehäuses kann bevorzugt auf der dem Mantelrohr zugewandten Innenseite offen sein, so dass ein Innenraum in Form einer offenen, kasten-, nut- oder rinnenförmigen Ausnehmung gebildet wird. Dieser Innenraum wird bei der Anbringung durch die Außenfläche des Mantelrohrs geschlossen, so dass das Energieabsorptionselement, beispielsweise ein Biegestreifen, auf allen vier Seitenflächen und gegebenenfalls stirnseitig in Längsrichtung eingeschlossen sein kann. In einer praktischen Ausführung kann das Halterungsgehäuse im Wesentlichen kastenförmig, in Form eines drei- oder vierseitig geschlossenen Kastens ausgebildet sein, der auf seiner bezüglich der Längsachse radial innenliegenden, offenen Seite radial von außen an das Mantelrohr angebracht wird. Der Kasten wird bei der Montage innen durch das Mantelrohr geschlossen und entsprechend wird der zur Verformung des Energieabsorptionselements zur Verfügung stehende Innenraum auf mindestens vier oder fünf Seiten begrenzt. Das Energieabsorptionselement, beispielsweise ein Biegestreifen, kann geschützt und in einer kompakten Bauform im Innenraum des kastenförmigen Halterungsgehäuses untergebracht sein. Dadurch wird eine montagefreundliche, betriebssichere Anordnung realisiert.The interior space of the mounting housing can preferably be open on the inside facing the casing tube, so that an interior space is formed in the form of an open, box-shaped, groove-shaped or trough-shaped recess. During attachment, this interior space is closed by the outer surface of the jacket tube, so that the energy absorption element, for example a flexible strip, can be enclosed on all four side surfaces and, if necessary, on the front side in the longitudinal direction. In a practical embodiment, the holder housing can be essentially box-shaped, in the form of a box closed on three or four sides, which is attached radially from the outside to the jacket tube on its open side that is radially inward with respect to the longitudinal axis. During assembly, the box is closed on the inside by the jacket tube and accordingly the interior space available for deforming the energy absorption element is limited to at least four or five sides. The energy absorption element, for example a bending strip, can be protected and accommodated in a compact design in the interior of the box-shaped mounting housing. As a result, an assembly-friendly, operationally reliable arrangement is implemented.
Es kann vorgesehen sein, dass das Halterungselement ein Befestigungselement zur Verbindung mit dem Energieabsorptionselement aufweist. Bevorzugt kann in dem Innenraum des bevorzugt kastenförmigen Halterungsgehäuses mindestens ein Befestigungselement zur Anbringung eines Energieabsorptionselements vorgesehen sein. Bevorzugt sind das Befestigungselement und das Energieabsorptionselement derart korrespondierend ausgestaltet, dass eine Montage des Energieabsorptionselements durch eine offene Seite des bevorzugt kasten- oder rinnenförmigen Halterungsgehäuses ermöglicht ist. Beispielsweise kann ein in Längsrichtung erstreckter Schenkel eines Biegestreifens ein Formschlusselement aufweisen, welches durch Einsetzen durch die in Einbaulage dem Mantelrohr zugewandten Öffnung mit einem korrespondierenden Formschlusselement des Halterungsgehäuses in Formschlusseingriff bringbar ist zur Bildung einer in Längsrichtung wirksamen Formschlussverbindung. Dadurch kann eine Baugruppe vormontiert werden, bei der das Energieabsorptionselement im Halterungselement fixiert ist. Zur Montage wird diese Baugruppe mit der vorgenannten offenen Seite, durch die zuvor das Energieabsorptionselement montiert wurde, radial von außen gegen das Mantelrohr angesetzt und mit diesem verbunden, beispielsweise durch Einrasten der oben beschriebenen Verbindungselemente wie Rastverbinder oder dergleichen. Es ist bevorzugt, dass dabei an dem Energieabsorptionselement und dem Mantelrohr korrespondierende Befestigungselemente vorgesehen sind, welche die Abstützung des Energieabsorptionselements in Längsrichtung ermöglichen. Bevorzugt können diese Formschlusselemente aufweisen, die bei dem vorangehend beschriebenen Ansetzen und Verbinden des Halterungselements an das Mantelrohr ebenfalls in Formschlusseingriff kommen. Das Halterungselement und das Energieabsorptionselement haben dann dieselbe Montagerichtung zur jeweiligen Fixierung an dem Mantelrohr. Beispielsweise kann ein in dem Halterungselement vormontierter Biegestreifen eine Öffnung oder Öse oder dergleichen aufweisen, die auf einem radial von dem Mantelrohr vorstehenden Zapfen formschlüssig festgelegt wird. Alternativ ist es auch denkbar und möglich, dass ein Biegestreifen mit seinem am Mantelrohr zu fixierenden Schenkel in Längsrichtung - beispielsweise stirnseitig - über das Halterungselement vorsteht, so das zur formschlüssigen Fixierung ein Bolzen oder dergleichen eingesetzt oder eingeschraubt wird. Auf jeden Fall kann der Montageaufwand der Energieabsorptionseinrichtung verglichen mit dem Stand der Technik in vorteilhafter Weise reduziert werden. Die Energieabsorptionseinrichtung kann alternativ auch als Energieabsorptionseinheit bezeichnet werden.Provision can be made for the holding element to have a fastening element for connection to the energy absorption element. At least one fastening element for attaching an energy absorption element can preferably be provided in the interior of the preferably box-shaped mounting housing. The fastening element and the energy absorbing element are preferably designed to correspond in such a way that the energy absorbing element can be installed through an open side of the preferably box-shaped or channel-shaped mounting housing. For example, a leg of a bending strip extending in the longitudinal direction can have a positive-locking element which can be brought into positive-locking engagement with a corresponding positive-locking element of the mounting housing by inserting it through the opening facing the casing tube in the installed position to form a positive-locking connection that is effective in the longitudinal direction. As a result, an assembly can be preassembled in which the energy absorption element is fixed in the holding element. For assembly, this subassembly is placed radially from the outside with the aforementioned open side through which the energy absorption element was previously assembled against the jacket tube and connected to it, for example by snapping in the connecting elements described above, such as snap-in connectors or the like. It is preferred that corresponding fastening elements are provided on the energy absorption element and the jacket tube, which enable the energy absorption element to be supported in the longitudinal direction. These can preferably have positive-locking elements which also come into positive-locking engagement when the holding element is attached to and connected to the jacket pipe as described above. The mounting element and the energy absorbing element then have the same assembly direction for the respective fixation on the jacket pipe. For example, a bending strip pre-assembled in the holding element can have an opening or eyelet or the like, which is positively fixed on a pin protruding radially from the jacket tube. Alternatively, it is also conceivable and possible for a bending strip to protrude with its leg to be fixed to the casing tube in the longitudinal direction - for example at the front - over the holding element, so that a bolt or the like is used or screwed in for positive fixing. In any case, the effort involved in assembling the energy absorption device can advantageously be reduced compared to the prior art. Alternatively, the energy absorption device can also be referred to as an energy absorption unit.
Es kann vorteilhaft sein, dass das Halterungselement eine Führungseinrichtung aufweist zur Begrenzung des Bewegungsraums des Energieabsorptionselements. Die Führungseinrichtung kann ausgestaltet sein, um eine räumlich definierte Verformung des Energieabsorptionselements im Crashfall zu ermöglichen und zu unterstützen. Beispielsweise kann der vorangehend beschriebene Innenraum eines Halterungsgehäuses Teil einer Führungseinrichtung sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Führungseinrichtung Führungsflächen oder Führungselemente aufweisen, beispielsweise Umlenkkanten oder -flächen, Verformungselemente, Ambosse, Ablenkflächen oder dergleichen, welche eine kontrollierte Verformung eines Energieabsorptionselements ermöglichen oder begünstigen. Dadurch kann die Funktions- und Betriebssicherheit erhöht werden.It can be advantageous for the mounting element to have a guide device for limiting the movement space of the energy absorption element. The guide device can be designed to enable and support a spatially defined deformation of the energy absorption element in the event of a crash. For example, the previously described interior space of a mounting housing can be part of a guide device. Additionally or alternatively, the guide device can have guide surfaces or guide elements, for example deflection edges or surfaces, deformation elements, anvils, deflection surfaces or the like, which enable or promote controlled deformation of an energy absorption element. As a result, the functional and operational reliability can be increased.
Eine vorteilhafte Ausführung kann vorsehen, dass das Halterungselement mindestens ein Verbindungsmittel aufweist zur lösbaren Verbindung ist mit der Manteleinheit. Das Verbindungsmittel sorgt in der Fixierstellung für eine in Längsrichtung abgestützte Fixierung des Halterungselements an der Manteleinheit, so dass im Crashfall die Manteleinheit das Halterungsgehäuse relativ zum Mantelrohr in Längsrichtung mitnimmt. Das Verbindungsmittel kann bevorzugt korrespondierende Formschlusselemente am Halterungselement und an der Manteleinheit umfassen, die zur Ausbildung einer in Längsrichtung wirksamen formschlüssigen Verbindung in Fixierstellung in Eingriff bringbar sind. Beispielsweise kann außen am Halterungselement eine Verzahnung angebracht oder ausgebildet sein, die in Formschlusseingriff bringbar ist mit einer korrespondierenden, an der Manteleinheit in Längsrichtung abgestützten Gegenverzahnung, die an einem Zahnstein ausgebildet ist. Dadurch, dass die Verzahnungen nur in der Fixierstellung in Eingriff gebracht werden, beispielsweise durch Betätigung der Spann- oder Verstelleinrichtung, und in Freigabestellung voneinander gelöst sind, kann das Halterungselement zur Verstellung zusammen mit dem Mantelrohr relativ zur Manteleinheit in Längsrichtung bewegt werden.An advantageous embodiment can provide that the holding element has at least one connecting means for the detachable connection to the casing unit. In the fixing position, the connecting means ensures that the holding element is fixed in the longitudinal direction Shell unit, so that in the event of a crash, the shell unit entrains the bracket housing relative to the jacket tube in the longitudinal direction. The connecting means can preferably comprise corresponding positive-locking elements on the holding element and on the jacket unit, which can be brought into engagement in the fixing position to form a positive-locking connection that is effective in the longitudinal direction. For example, toothing can be attached or formed on the outside of the holding element, which can be brought into positive engagement with a corresponding counter-toothing, which is supported on the casing unit in the longitudinal direction and is formed on a calculus. Due to the fact that the toothings are engaged only in the fixing position, for example by actuating the tensioning or adjusting device, and are released from one another in the release position, the holding element can be moved in the longitudinal direction together with the jacket tube relative to the jacket unit for adjustment.
Das Energieabsorptionselement kann mindestens einen Biegestreifen aufweisen. Biegestreifen oder Biegeelemente sind als Energieabsorptionselemente im Stand der Technik im Prinzip bekannt, und weisen zwei langgestreckte Schenkel auf, die über eine Umbiegung von im Wesentlichen 180° miteinander verbunden sind. Bei der Erfindung wird bevorzugt ein Schenkel an oder in dem Halterungselement fixiert, und der andere Schenkel an dem Mantelrohr, wobei die Schenkel bevorzugt im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung liegen. Alternativ oder zusätzlich können auch andere Mechanismen zur Umwandlung von kinetischer Energie in Verformungsarbeit und/oder Reibung zum Einsatz kommen, beispielsweise Reiß-, Quetsch-, Stauch- und/oder Reibelemente.The energy absorption element can have at least one bending strip. Bending strips or bending elements are known in principle as energy absorption elements in the prior art and have two elongated legs which are connected to one another by a bend of essentially 180°. In the case of the invention, one limb is preferably fixed on or in the holding element and the other limb on the casing tube, with the limbs preferably lying essentially parallel to the longitudinal direction. Alternatively or additionally, other mechanisms for converting kinetic energy into deformation work and/or friction can also be used, for example tearing, squeezing, compression and/or friction elements.
Eine vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass das Halterungselement einstückig ausgebildet ist. Dabei können Funktionselemente wie Verbindungselemente, Verbindungsmittel, Befestigungselement, Sollbruchelemente und/oder Führungselemente integriert sein, auch in einer Ausführung, die ein Halterungsgehäuse aufweist. Eine einstückige Ausbildung ist beispielsweise im Kunststoffspritzguss oder Metalldruckguss möglich, oder als Sinterteil, oder auch durch additive Fertigungsverfahren wie Kunststoff- oder Metall-Druckverfahren.An advantageous embodiment provides that the holding element is designed in one piece. In this case, functional elements such as connecting elements, connecting means, fastening elements, predetermined breaking elements and/or guide elements can be integrated, also in an embodiment which has a mounting housing. A one-piece design is possible, for example, in plastic injection molding or metal die casting, or as a sintered part, or also by additive manufacturing processes such as plastic or metal printing processes.
Es ist möglich, dass das Halterungselement einen metallischen Werkstoff und/oder einen Kunststoff umfasst. Dabei ist eine einstückige Fertigung möglich, oder auch eine Kombination verschiedener, an die jeweilige Beanspruchung angepasster Materialien möglich. Beispielsweise ist eine Fertigung als Kunststoff-Spritzgussteil möglich, bei dem Funktionsteile aus metallischem Werkstoff eingesetzt und mit Kunststoff umspritzt sind.It is possible for the holding element to comprise a metallic material and/or a plastic. A one-piece production is possible, or a combination of different materials adapted to the respective stress is also possible. For example, production as a plastic injection molded part is possible, in which functional parts made of metallic material are used and overmoulded with plastic.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass eine Spanneinrichtung mit dem Halterungselement zusammenwirkt, die in eine Fixierstellung bringbar ist, in der sie das Mantelrohr relativ zur Manteleinheit festlegt, und in eine Freigabestellung, in der sie eine Verstellung des Mantelrohrs relativ zur Manteleinheit zumindest in Längsrichtung freigibt, wobei in Fixierstellung die Spanneinrichtung das Halterungselement relativ zur Manteleinheit festlegt und in der Freigabestellung eine Bewegung des Halterungselements relativ zur Manteleinheit freigibt. Die Spanneinrichtung kann - manuell oder motorisch - betätigt werden, um einen Spannhub quer zur Längsachse auszuüben und in Fixierstellung eine Spannkraft zu erzeugen, durch die das Mantelrohr lösbar mit der Manteleinheit geklemmt bzw. verspannt wird. In der Freigabe- oder Lösestellung kann das Mantelrohr relativ zur Manteleinheit verstellt werden. Die Spanneinrichtung weist weiterhin lösbare Verbindungsmittel auf, die mit dem erfindungsgemäßen Halterungselement zusammenwirken, Diese weisen beispielsweise korrespondierende Formschlusselemente auf, die in Fixierstellung miteinander in Eingriff gebracht werden und dafür sorgen, dass das Halterungselement in Längsrichtung formschlüssig an der Manteleinheit fixiert ist. Insbesondere ist diese bevorzugt formschlüssige Verbindung zwischen Manteleinheit und Halterungselement höher belastbar als die Lösekraft, die im Crashfall bewirkt, dass die bevorzugt kraftschlüssige Klemmung zwischen Mantelrohr und Manteleinheit überwunden wird, und das Halterungselement von dem Mantelrohr gelöst wird. Dadurch ist sichergestellt, dass im Crashfall das Halterungselement von der Manteleinheit relativ zum Mantelrohr mitgenommen wird, und dabei das erfindungsgemäß zwischen Halterungselement und Mantelrohr angeordnete Energieabsorptionselement unter Energieabsorption deformiert wird.An advantageous embodiment of the invention provides that a clamping device interacts with the mounting element, which can be brought into a fixing position in which it fixes the casing pipe relative to the casing unit, and into a release position in which it allows an adjustment of the casing pipe relative to the casing unit at least in Releases the longitudinal direction, wherein in the fixing position the clamping device fixes the holding element relative to the casing unit and in the release position releases movement of the holding element relative to the casing unit. The tensioning device can be actuated—manually or by motor—to exert a tensioning stroke transversely to the longitudinal axis and to generate a tensioning force in the fixing position, by means of which the casing tube is releasably clamped or braced to the casing unit. In the release or release position, the jacket tube can be adjusted relative to the jacket unit. The clamping device also has detachable connecting means which interact with the holding element according to the invention. These have, for example, corresponding form-fitting elements which are brought into engagement with one another in the fixing position and ensure that the holding element is fixed in a form-fitting manner on the jacket unit in the longitudinal direction. In particular, this preferably form-fitting connection between the casing unit and the mounting element can be subjected to higher loads than the release force which, in the event of a crash, causes the preferably non-positive clamping between the casing tube and the casing unit to be overcome and the mounting element to be released from the casing tube. This ensures that in the event of a crash, the holding element is taken along by the jacket unit relative to the jacket tube, and the energy absorption element arranged according to the invention between the holder element and the jacket tube is deformed with energy absorption.
Eine bevorzugte Ausführung der vorgenannten Ausführung ist, dass die Spanneinrichtung ein Arretierelement aufweist, und das Halterungselement ein korrespondierendes Eingriffselement, das in Fixierstellung mit dem Arretierelement in Eingriff bringbar ist zur Erzeugung einer in Längsrichtung wirksamen Verbindung, die in der Freigabestellung lösbar ist. Das Arretierelement kann beispielsweise als Zahnstein ausgebildet sein mit einer Verzahnung, die beim Fixieren der Spanneinrichtung in Eingriff gebracht werden kann mit einer korrespondierenden Verzahnung am Eingriffselement des Halteelements zur Bildung einer in Längsrichtung wirksamen Formschlussverbindung. Dadurch, dass das Arretierelement in Fixierstellung der Spanneinrichtung in Längsrichtung an der Manteleinheit abgestützt ist, bildet es ein Verbindungsmittel zur lösbaren Verbindung ist mit der Manteleinheit, wie weiter oben bereits beschrieben. Das Arretierelement kann durch Betätigung der Spanneinrichtung durch den Spannhub bevorzugt quer gegen die Längsachse bewegt und auf diese Weise beim Fixieren mit dem Eingriffselement in Fixierstellung in Eingriff gebracht und fixiert werden. Durch einfache Betätigung der Spanneinrichtung, beispielsweise durch manuelle Drehung eines mit einem Hub- oder Spanngetriebe zusammenwirkenden Spannbolzens, kann das erfindungsgemäße Haltelement mit der Manteleinheit gekoppelt werden, so dass es im Crashfall relativ zum Mantelrohr bewegt wird, an dem es im Normalbetrieb lösbar fixiert ist. Dadurch kann einfach und betriebssicher die oben bereits beschriebene Funktionalität realisiert werden, dass das Halterungselement im Normalfall am Mantelrohr fixiert ist und beim Verstellen damit zusammen bewegt wird, und im Crashfall das Halterungselement an der Manteleinheit fixiert ist und zusammen mit diesem relativ zum Mantelrohr bewegt wird, was einen wesentlichen Unterschied zum Stand der Technik darstellt und die beschriebenen Vorteile ermöglicht.A preferred embodiment of the aforementioned embodiment is that the tensioning device has a locking element and the holding element has a corresponding engagement element that can be brought into engagement with the locking element in the fixing position to produce a longitudinally effective connection that can be released in the release position. The locking element can be designed, for example, as a calculus with a toothing that can be brought into engagement when fixing the clamping device with a corresponding toothing on the engagement element of the holding element to form a form-fitting connection effective in the longitudinal direction. Since the locking element is supported in the longitudinal direction on the casing unit in the fixing position of the tensioning device, it forms a connecting means for the detachable connection with the casing unit, as already described above. The locking element can be preferably transversely against the longitudinal axis by actuating the clamping device through the clamping stroke moved and brought into engagement and fixed in this way when fixing with the engagement element in the fixing position. By simply actuating the clamping device, for example by manually rotating a clamping bolt that interacts with a lifting or clamping gear, the retaining element according to the invention can be coupled to the jacket unit, so that in the event of a crash it is moved relative to the jacket tube, to which it is detachably fixed during normal operation. As a result, the functionality already described above can be implemented easily and reliably, that the mounting element is normally fixed to the jacket tube and is moved together with it when adjusting, and in the event of a crash the mounting element is fixed to the jacket unit and is moved together with it relative to the jacket tube, which represents a significant difference from the prior art and enables the advantages described.
Das als Zahnplatte ausgebildetet Halterungselement weist bevorzugt eine erfindungsgemäß optimierte Verzahnung auf. Die Verzahnung weist eine Vielzahl von Zähnen auf, wobei sich die Zähne bevorzugt auf einer Außenseite des Halterungselements über eine Breite in Erstreckungsrichtung erstrecken, die größer ist als die räumliche Ausdehnung des Energieabsorptionselements in Erstreckungsrichtung. Die Erstreckungsrichtung ist orthogonal zu der Stirnschnittebene der Verzahnung ausgerichtet. Dies bedeutet bei einer Geradverzahnung, dass die Erstreckungsrichtung der Richtung der Flankenlinie entspricht. Die Zähne erstrecken sich entlang ihrer Zahnflanken.The holding element designed as a toothed plate preferably has a toothing optimized according to the invention. The toothing has a large number of teeth, with the teeth preferably extending on an outside of the mounting element over a width in the direction of extent that is greater than the spatial extent of the energy absorption element in the direction of extent. The direction of extension is aligned orthogonally to the front section plane of the toothing. In the case of straight teeth, this means that the direction of extension corresponds to the direction of the flank line. The teeth extend along their tooth flanks.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Breite der Zähne in Erstreckungsrichtung größer als der Abstand, den die zwei sich gegenüberliegenden Längsseiten des Halterungselements zueinander aufweisen, die zu der Erstreckungsrichtung orthogonal angeordnet sind.In a preferred embodiment, the width of the teeth in the direction of extension is greater than the distance between the two opposite longitudinal sides of the mounting element, which are arranged orthogonally to the direction of extension.
Das Energieabsorptionselement kann beispielsweise durch eine Arretiereinrichtung, wie die genannte Spanneinrichtung, zwischen der Manteleinheit und dem Mantelrohr einkoppelbar sein. Alternativ kann durch eine Montage das Energieabsorptionselement zwischen der Manteleinheit und dem Mantelrohr einkoppelbar sein, sprich es ist nach der Montage eingekoppelt. Beispielsweise ist es denkbar und möglich, dass zwischen der Manteleinheit und dem Mantelrohr unter Zwischenschaltung des Halterungselements und dem Energieabsorptionselement eine motorische Verstelleinrichtung angeordnet ist. Die motorische Verstelleinrichtung weist einen elektrischen Motor und ein Getriebe auf zur motorischen Verstellung des Mantelrohrs gegenüber der Manteleinheit in Richtung der Längsachse.The energy absorbing element can be coupled between the casing unit and the casing tube, for example by a locking device, such as the tensioning device mentioned. Alternatively, the energy absorption element can be coupled between the jacket unit and the jacket tube by assembly, ie it is coupled after assembly. For example, it is conceivable and possible for a motorized adjustment device to be arranged between the jacket unit and the jacket tube, with the holding element and the energy absorption element being interposed. The motor-driven adjustment device has an electric motor and a gear for motor-driven adjustment of the jacket tube relative to the jacket unit in the direction of the longitudinal axis.
Weiterhin wird zur Lösung der genannten Aufgabe eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend eine Trageinheit, an der eine Stelleinheit verlagerbar gehaltert ist, wobei in der Stelleinheit eine um eine Längsachse drehbar gelagerte Lenkspindel aufgenommen ist, wobei eine Energieabsorptionseinheit vorgesehen ist.Furthermore, to achieve the stated object, a steering column for a motor vehicle is proposed, comprising a support unit on which an actuating unit is movably mounted, a steering spindle rotatably mounted about a longitudinal axis being accommodated in the actuating unit, with an energy absorption unit being provided.
Erfindungsgemäß weist die Energieabsorptionseinheit ein Halterungsgehäuse auf, in dem ein Energieabsorptionselement zumindest teilweise umschlossen aufgenommen ist, wobei die Energieabsorptionseinheit außen an der Stelleinheit derart lösbar angebracht ist, dass bei einer Relativbewegung der Energieabsorptionseinheit gegenüber der Stelleinheit das Energieabsorptionselement plastisch deformierbar ist.According to the invention, the energy absorption unit has a mounting housing in which an energy absorption element is accommodated in an at least partially enclosed manner, with the energy absorption unit being detachably attached to the outside of the actuating unit in such a way that the energy absorption element can be plastically deformed when the energy absorption unit moves relative to the actuating unit.
Unter anderem Halterungsgehäuse und das Energieabsorptionselement können gemäß den bereits dargelegten vorteilhaften Weiterbildungen ausgebildet sein.Among other things, the holder housing and the energy absorbing element can be designed in accordance with the advantageous developments already presented.
Bevorzugt ist die Energieabsorptionseinheit und die Stelleinheit jeweils als eine eigenständige Baugruppe bilden. Eine Baugruppe umfasst zumindest zwei Einzelbauteile. Im Fall der Energieabsorptionseinheit sind dies zumindest das Halterungsgehäuse und das Energieabsorptionselement. Die Stelleinheit umfasst zumindest ein Mantelrohr und die darin gelagerte Lenkspindel. Unter der eigenständigen Baugruppe wird verstanden, dass diese voneinander unabhängig aus ihren jeweiligen Einzelteilen montierbar sind und erst nach dieser Montage miteinander verbunden sind.The energy absorption unit and the actuating unit are preferably each formed as an independent assembly. An assembly comprises at least two individual components. In the case of the energy absorption unit, these are at least the holder housing and the energy absorption element. The actuating unit comprises at least one jacket tube and the steering spindle mounted therein. The independent assembly is understood to mean that these can be assembled independently from each other from their respective individual parts and are only connected to one another after this assembly.
Bevorzugt ist die Energieabsorptionseinheit beschädigungsfrei von der Stelleinheit demontierbar. Dies bedeutet, dass das Halterungsgehäuse und das Energieabsorptionselement nach der Demontage ohne Beschädigung ist. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass separate Verbindungsmittel wie beispielsweise Nieten zerstört werden müssen bei der Demontage.The energy absorption unit can preferably be removed from the actuating unit without being damaged. This means that the mount housing and the energy absorbing element are without damage after disassembly. However, it cannot be ruled out that separate fasteners such as rivets will have to be destroyed during disassembly.
Die Lenksäule und insbesondere die Energieabsorptionseinheit, die auch als Energieabsorptionseinrichtung bezeichnet werden kann, können gemäß den zuvor ausgeführten Weiterbildungen ausgebildet sein.The steering column and in particular the energy absorption unit, which can also be referred to as an energy absorption device, can be designed in accordance with the developments explained above.
Figurenlistecharacter list
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Lenksäule in einer schematischen perspektivischen Ansicht, -
2 eine Teilansicht der Lenksäule gemäß1 in teilweise auseinander gezogenem Zustand, -
3 eine Teilansicht der Lenksäule gemäß1 und2 in einer schematischen perspektivischen Ansicht, -
4 die Teilansicht gemäß3 mit einer schematisch auseinander gezogenen Energieabsorptionseinrichtung, -
5 die Energieabsorptionseinrichtung der Lenksäule gemäß1 bis 4 in einer teilweise durchbrochenen, vergrößerten Ansicht, -
6 einen schematischen Längsschnitt durch die Energieabsorptionseinrichtung im normalen Betriebszustand vor einem Crash, -
7 einen schematischen Längsschnitt durch die Energieabsorptionseinrichtung wie in5 nach einem Crash, -
8 einen teilweisen Längsschnitt in einer Ansicht quer zurSchnittebene von 6 durch die Energieabsorptionseinrichtung im normalen Betriebszustand vor einem Crash, -
9 einen vergrößerten Ausschnitt eines Längsschnitts durch die Energieabsorptionseinrichtung wie in8 nach einem Crash, -
10 eine vergrößerte Detailansicht von9 .
-
1 a steering column according to the invention in a schematic perspective view, -
2 a partial view of the steering column according to FIG1 in partially disassembled condition, -
3 a partial view of the steering column according to FIG1 and2 in a schematic perspective view, -
4 the partial view according to3 with a schematically exploded energy absorption device, -
5 the energy absorption device of the steering column according to1 until4 in a partially broken, enlarged view, -
6 a schematic longitudinal section through the energy absorption device in the normal operating state before a crash, -
7 a schematic longitudinal section through the energy absorption device as in5 after a crash -
8th a partial longitudinal section in a view transverse to the cutting plane of6 by the energy absorption device in the normal operating state before a crash, -
9 an enlarged detail of a longitudinal section through the energy absorption device as in8th after a crash -
10 an enlarged detail view of9 .
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.In the various figures, the same parts are always provided with the same reference symbols and are therefore usually named or mentioned only once.
Das Mantelrohr 2 ist in einer äußeren Manteleinheit 3, auch als Führungskasten bezeichnet, in Längsrichtung, d.h. in Richtung der Längsachse L teleskopartig verstellbar aufgenommen und gehalten. Dadurch wird eine Längenverstellung ermöglicht, wie mit dem Doppelpfeil angedeutet.The
Eine Trageinheit 4 weist Befestigungsöffnungen 41 zur Anbringung an einer nicht dargestellten Karosserie eines Kraftfahrzeugs auf. Die Manteleinheit 3 ist zwischen Seitenwangen 42 aufgenommen, die sich von der Trageinheit 4 zwei beiderseits der Längsachse L nach unten erstrecken. Dadurch, dass die Manteleinheit 3 im vorderen Bereich um eine horizontal quer zur Längsachse L liegende Schwenkachse 23 gelagert ist, kann sie bezüglich der Seitenwangen 42 in einer Höhenrichtung H verschwenkt werden, zur Höhenverstellung der Lenksäule 1 wie mit dem Doppelpfeil angedeutet.A
Eine Spanneinrichtung 5 ist vorgesehen, die wahlweise in Fixierstellung gebracht werden kann, um das Mantelrohr 2 in Längsrichtung lösbar in der Manteleinheit 3 zu fixieren, und gleichzeitig die Manteleinheit 3 in Höhenrichtung H an der Trageinheit 4 zu fixieren. Die Spanneinrichtung 5 ist in
Die Spanneinrichtung 5 umfasst einen die beiden Seitenwangen 42 und die Manteleinheit 3 quer zur Längsachse L durchsetzenden Spannbolzen 51, an dem ein Spannhebel 52 drehfest angebracht ist. An der in der Zeichnung hinteren Seitenwange 42 stützt sich der Spannbolzen 51 über ein Widerlager 53 bezüglich seiner Erstreckung quer zur Längsachse von außen ab. Auf der anderen, dem Betrachter zugewandten Seitenwange 42 stützt sich der Spannbolzen 51 über ein Hubgetriebe 54 ab. Dieses Hubgetriebe 54, auch als Spanngetriebe bezeichnet, dient zur Umsetzung einer über den Spannhebel 52 erzeugten Drehung des Spannbolzens 51 um seine Achse - mit dem gerundeten Pfeil angedeutet - in eine Hub- bzw. Spannbewegung, mit der dieser in Richtung des Hubbetriebes 54 gezogen wird. Dadurch werden die beiden Seitenwangen 42 mit der durch das Hubgetriebe 54 erzeugten Spannkraft gegeneinander und damit von außen gegen die Manteleinheit 3 verspannt. In dieser Fixierstellung ist die Manteleinheit 3 zwischen den Seitenwangen 42 eingeklemmt. Gleichzeitig ist das Mantelrohr 2 in der Manteleinheit 3 festgeklemmt.The
Wird die Spanneinrichtung 5 durch entgegengesetzte Drehung des Spannhebels 52 entspannt bzw. gelöst, wird die Klemmung der Manteleinheit 3 zwischen den Seitenwangen 42 aufgehoben, und es ist eine Höhenverstellung in Höhenrichtung H ermöglich, wobei die Spannachse 51 in den Langlöchern 44 in den Seitenwangen 42 in Höhenrichtung H entlangbewegt wird.If the
Mit dem Hubgetriebe 54 ist ein Arretierelement verbunden, welches als Zahnstein 55 ausgebildet ist, der auf seiner dem Mantelrohr 2 zugewandten Innenseite eine Gegenverzahnung 56 aufweist, mit quer zur Längsachse L verlaufenden Zähnen.A locking element is connected to the
Der Zahnstein 55 taucht durch eine Öffnung 31 in der Manteleinheit 3 radial, d.h. quer zur Längsachse L hindurch. Beim Fixieren der Spanneinrichtung 5 wird der Zahnstein 55 mit seiner Gegenverzahnung 56 voraus von außen gegen das Mantelrohr 2 bewegt, bis er in Fixierstellung für eine Aktivierung der Energieabsorptionseinrichtung 6 sorgt, die in der freigestellten Darstellung des Mantelrohrs 2 von
Die Energieabsorptionseinrichtung 6 umfasst als Energieabsorptionselement einen Biegestreifen 61 und ein erfindungsgemäßes Halterungselement 7, welches im Folgenden auch gleichbedeutend als Zahnplatte 7 bezeichnet wird, wie in der Explosionsdarstellung von
Das Halterungselement 7 ist als kastenförmiges Halterungsgehäuse ausgebildet, welches auf seiner dem Mantelrohr 2 radial zugewandten Innenseite eine zum Mantelrohr 2 hin offene Ausnehmung 71 aufweist, die einen Innenraum begrenzt, in welcher der Biegestreifen 61 angeordnet ist. Dank der Ausnehmung 71 stellt das Halterungselement 7 ein das als Biegestreifen 61 ausgebildete Energieabsorptionselement 61 zumindest teilweise aufnehmendes Halterungsgehäuse bereit.The mounting
Im montierten Zustand gemäß
Im montierten Zustand ist das kastenförmige Halterungselement 7 an das Mantelrohr 2 angesetzt. Es kann vorgesehen sein, dass die Wände, die den Biegestreifen 61 umschließen, Ausnehmungen oder Löcher aufweisen.In the assembled state, the box-shaped
Aus der sechsten, im montierten Zustand noch offenen Seite ragt der insgesamt in etwa U-fömige Biegestreifens 61 mit einem Schenkel 62 heraus, der sich im Wesentlichen parallel zur Längsachse L erstreckt. An seinem Ende weist er eine Öse 63 mit einer Befestigungsöffnung 631 auf, wobei das Halterungselement ebenfalls eine ösenförmigen Abschnitt 77 mit eine zu der Befestigungsöffnung 621 korrespondierenden Öffnung, durch die ein Befestigungselement 64, beispielsweise ein Stift, Bolzen, Schraube, Niet oder Gewindebolzen, hindurchgeführt und mit dem Mantelrohr 2 verbunden ist, um eine formschlüssige, in Längsrichtung belastbare Verbindung des einen Schenkels 62 des Biegestreifens 61 mit dem Mantelrohr 2 zu erzeugen.From the sixth side, which is still open in the installed state, the approximately U-shaped
Ein mit dem genannten Schenkel 62 über eine Umbiegung von im Wesentlichen 180° verbundener zweiter Schenkel 65 erstreckt sich ebenfalls in Längsrichtung und weist an seinem Ende ein Formschlusselement 66 auf, welches sich in Längsrichtung formschlüssig gegen ein im Innenraum der Ausnehmung 71 angeordnetes Befestigungselement 74 abstützt, welches als in den Innenraum des Halterungselements 7 vorstehender Zapfen oder Vorsprung ausgebildet sein kann. Bevorzugt wird das Befestigungselement 74 durch einen in eine Befestigungsausnehmung 741 des Halterungselements 7 eingepressten Stift gebildet. Dieses als Stift ausgebildete Befestigungselement 74 wird nach der Montage, sprich dem Einsetzen des Biegestreifens 61 in der Ausnehmung 71 in die Befestigungsausnehmung 741 kraftschlüssig eingepresst. In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann es vorgesehen sein, dass das als Stift ausgebildete Befestigungselement 74 direkt an dem Halterungselement 7 mit angespritzt ist und diese Verbindung durch das Einpressen in die Befestigungsausnehmung 741 aufgebrochen wird. Somit ist das Befestigungselement 74 und das Halterungselement 7 vor dem Einpressen in die Befestigungsausnehmung 741 ein einstückiges integrales Bauteil, bevorzugt ein Kunststoffspritzgussbauteil.A
Das Halterungselement 7 weist ein Verbindungselement 75 auf, beispielsweise wie im dargestellten Beispiel eine am Rand des Halterungselements 7 vorstehende Rastlasche, die formschlüssig in eine korrespondierende Aufnahmeöffnung 23 in dem Mantelrohr 2 einsetzbar ist. Dadurch kann eine erfindungsgemäße Verbindung erzeugt werden, die gelöst werden kann durch Entfernen des Verbindungselements 75 aus der Ausnehmung 71 - oder alternativ durch Durchtrennen des Verbindungselements 75, welches dann ein Sollbruchelement bilden kann.The mounting
Auf seiner Außenseite weist das Halterungselement 7 eine Verzahnung 76 auf, die eine Vielzahl von quer zur Längsrichtung erstreckten Zähnen 77 aufweist, die in Längsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Die Verzahnung 76 korrespondiert mit der Gegenverzahnung 56 an dem Zahnstein 55 (siehe
Durch die im Crashfall von der Manteleinheit 3 in das Halterungselement 7 eingeleitete Crashkraft wird dieses relativ zum Mantelrohr 2 in Längsrichtung belastet, wie in
Durch die Anordnung innerhalb der Ausnehmung wird der Biegestreifen 61 bei der Deformierung im Crashfall durch die Innenwände 72, 73 der Ausnehmung 71 gestützt und geführt, wodurch eine kontrollierte und reproduzierbare Energieabsorption im Crashfall sichergestellt ist.Due to the arrangement within the recess, the bending
Zur Montage kann der Biegestreifen 61 durch die offene Seite in die Ausnehmung 71 des Halterungselements 7 eingesetzt werden, so dass das Halterungselement 7 ein das als Biegestreifen 61 ausgebildete Energieabsorptionselement zumindest teilweise aufnehmendes Halterungsgehäuse bereitstellt. Anschließend erfolgt das Einpressen des Befestigungselements 74 in der Befestigungsausnehmung 741, so dass der Biegestreifen 61 in der Ausnehmung 71 festgelegt ist, so dass der Biegestreifen 61 mit dem Formschlusselement 66 an dem Befestigungselement 74 festgelegt ist. Auf diese Weise wird eine vormontierte Baugruppe zur Verfügung gestellt, die durch einfaches Einrasten des Verbindungselements 75 in die Aufnahmeöffnung 23 an dem Mantelrohr 2 montiert werden kann. Anschließend kann der Biegestreifen 61 mittels des Befestigungselements 64 an dem Mantelrohr 2 festgelegt werden.For assembly, the bending
Das Halterungselement 7 kann einschließlich der Verzahnung 76, des Verbindungselements 75 und des Befestigungselements 74 bevorzugt als einstückiges Kunststoff-Spritzgussteil oder Metallgussteil oder als Sinterteil gefertigt werden. Alternativ kann es auch als Verbundteil aus verschiedenen Materialien ausgestaltet und gefertigt sein.The mounting
Bei einem Crash wird die Zahnplatte 7 mit der hohen Crashkraft C relativ zum Zahnstein 55 in Längsrichtung belastet. Dadurch wird ein Kippmoment auf den Zahnstein 55 ausgeübt, so dass dieser um einen Kippwinkel a (alpha) entgegen der Richtung der Crashkraft C nach hinten verkippt wird, wie in
Mit anderen Worten liegen die Zahnflanken 58 und 78 parallel gegeneinander an, wenn der Zahnstein 55 um den besagten Kippwinkel a (alpha) im Crashfall gegen die Zahnplatte 7 verkippt ist. Im Umkehrschluss besteht zwischen den Zahnflanken 58 und 78 im normalen Betriebszustand vor einem Crash ein Winkelversatz um den Betrag des Kippwinkels a (alpha).In other words, the tooth flanks 58 and 78 lie parallel to one another when the
Etwa in der Mitte der Verzahnung 76 ist ein in Längsrichtung durchgehender Steg 80 als Verstärkungselement angeordnet, der jeweils benachbarte Zähne 77 in Längsrichtung bis in den vorstehenden Bereich der Zahnspitzen miteinander verbindet und gegeneinander abstützt, wie in
Ähnlich ausgebildete durchgehende Stege 81 sind an den äußeren Längsrändern der Verzahnung 75 angeordnet. Diese dienen ebenfalls als Verstärkungselemente und zugleich als Begrenzungselemente, welche in Fixierstellung eine seitliche Bewegung des Zahnsteins 55 begrenzen.Similar
Auf der Unterseite ist ein radial nach innen stiftförmig vorstehendes Sollbruchelement 79 an der Zahnplatte 7 angeordnet. Im normalen Betriebszustand greift dieses Sollbruchelement 79 radial von außen in eine korrespondierende Ausnehmung in dem Mantelrohr 2 ein, so dass die Zahnplatte 7 positioniert und fixiert ist. Im Crashfall wird das Solbruchelement 79 durch die hohe Crashkraft gebrochen bzw. abgeschert, so dass die Bewegung der Zahnplatte 7 in Längsrichtung relativ zum Mantelrohr 2 freigegeben wird, und die energieabsorbierende Verformung des Biegestreifens 61 erfolgen kann.A
Bevorzugt ist die Zahnplatte 7 samt den Zähnen 77, den Stegen 80, 81 und dem Sollbruchelement 79 einstückig ausgebildet, bevorzugt als Kunststoff-Spritzgussteil oder als Metall-Druckgussteil oder als Sinterbauteil.The
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Lenksäulesteering column
- 22
- Mantelrohrcasing pipe
- 2121
- Lenkspindelsteering spindle
- 2222
- Befestigungsabschnittattachment section
- 2323
- Aufnahmeöffnungintake opening
- 33
- Manteleinheitsheath unit
- 3131
- Öffnungopening
- 44
- Trageinheitcarrying unit
- 4141
- Befestigungsöffnungmounting hole
- 4242
- Seitenwangensidewalls
- 4343
- Schwenkachsepivot axis
- 4444
- LanglochLong hole
- 55
- Spanneinrichtungclamping device
- 5151
- Spannbolzenclamping bolt
- 5252
- Spannhebelcocking lever
- 5353
- Widerlagerabutment
- 5454
- Hubgetriebelifting gear
- 5555
- Zahnsteintartar
- 5656
- Gegenverzahnungcounter teeth
- 5757
- ZahnTooth
- 5858
- Zahnflanketooth flank
- 66
- Energieabsorptionseinrichtung / EnergieabsorptionseinheitEnergy absorption device / energy absorption unit
- 6161
- Biegestreifenbending strips
- 62, 6562, 65
- Schenkelleg
- 6363
- Öseeyelet
- 6464
- Befestigungselementfastener
- 6666
- Formschlusselementinterlocking element
- 77
- Zahnstein (Halterungselement)tartar (mounting element)
- 7171
- Ausnehmungrecess
- 72, 7372, 73
- Innenwändeinterior walls
- 7474
- Befestigungselementfastener
- 7575
- Verbindungselementfastener
- 7676
- Verzahnunggearing
- 7777
- ZahnTooth
- 7878
- Zahnflanketooth flank
- 7979
- Sollbruchelementbreaking element
- 80,8180.81
- Stegweb
- NN
- Normalenrichtung von 7normal direction of 7
- TT
- Normalenrichtung von 55Normal direction of 55
- CC
- Crashkraftcrash force
- αa
- Kippwinkel (alpha)tilt angle (alpha)
- KK
- Kontaktabschnittcontact section
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102008034807 B3 [0003]DE 102008034807 B3 [0003]
- DE 102008034907 B3 [0007]DE 102008034907 B3 [0007]
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102020212932.0A DE102020212932A1 (en) | 2020-10-14 | 2020-10-14 | Steering column for a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102020212932.0A DE102020212932A1 (en) | 2020-10-14 | 2020-10-14 | Steering column for a motor vehicle |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE102020212932.0A Pending DE102020212932A1 (en) | 2020-10-14 | 2020-10-14 | Steering column for a motor vehicle |
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102020212932A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4110679B1 (en) * | 2020-02-27 | 2025-04-02 | thyssenkrupp Presta AG | Steering column for a motor vehicle |
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| DE10240235A1 (en) | 2002-08-28 | 2004-03-11 | Thyssenkrupp Presta Ag | Locking device for two components slidably mounted relative to each other |
| DE102008034807B3 (en) | 2008-07-24 | 2009-10-01 | Thyssenkrupp Presta Ag | Steering column for a motor vehicle |
| DE102017206277A1 (en) | 2017-04-12 | 2018-10-18 | Thyssenkrupp Ag | Steering column with energy absorption device for a motor vehicle |
-
2020
- 2020-10-14 DE DE102020212932.0A patent/DE102020212932A1/en active Pending
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