DE10161555A1 - Nachgiebiges Isolierglied - Google Patents

Nachgiebiges Isolierglied

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Abstract

Ein Gehäuse (14) hat eine sich in Längsrichtung erstreckende Öffnung (18) und wenigstens eine innere, sich in Längsrichtung erstreckende Nut (20). Wenigstens ein sich in Längsrichtung erstreckender Flügel (22) ist auf der Welle (12) anbringbar und innerhalb des Gehäuses (14) so angeordnet, daß der Flügel (22) sich radial nach außen in die Längsnut (20) des Gehäuses (14) erstreckt. Ein Querstift (24) erstreckt sich radial durch die sich in Längsrichtung erstreckende Öffnung (18) des Gehäuses (14) zum Eingriff mit der Welle (12). Ein nachgiebiges Material (26) ist zwischen dem Gehäuse (14) und dem Flügel (22) und zwischen dem Querstift (24) und dem Gehäuse (14) angeordnet, so daß der Flügel (22) ein Drehmoment auf das Gehäuse (14) mit einer gewünschten radialen, axialen und Torsions-Nachgiebigkeit überträgt.

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Kupplungen für Wellen, die eine Isolierung gegen Geräusche, Vibrationen und rauhe Kraftübertragungen bieten, und insbesondere auf solche Kupplungen, die für Fahrzeuglenksäulen geeignet sind.
Typischerweise haben Fahrzeuglenksäulen einen scheibenartigen Isolator, der eine Gummischeibe aufweist, die zwischen zwei Wellen angebracht ist. Die Wellen haben sich radial erstreckende Arme, die an der Scheibe befestigt sind, wobei die sich radial erstreckenden Arme der beiden Wellen um 90 Grad gegeneinander versetzt sind. Solche Isolatoren sind wirksam zur Schaffung annehmbarer Niveaus von radialer, axialer und Dreh- Nachgiebigkeit. Jedoch macht die hohe Komplexität und die große Größe solcher Vorrichtungen diese teuer in der Herstellung und zu massig, um sie innerhalb moderner kompakter Lenksäulenanordnungen einzubauen.
Alternativ wurde bei Lenksäulen für Kraftfahrzeuge ein rohrförmiger, hülsenartiger Isolator verwendet. Typischerweise wird eine Welle innerhalb einer Hülse oder eines rohrförmigen Jochs verstiftet, die bzw. das an einer zweiten Welle befestigt ist, und eine Hülse aus Gummi oder Elastomer wird dazwischen angeordnet. Solche Isolatoren schaffen eine erwünschte kompakte Größe und vermindern die Kosten im Vergleich zu den scheibenartigen Isolatoren. Jedoch bieten die rohrförmigen, hülsenartigen Isolatoren nicht eine ausreichende Drehsteifigkeit. Insbesondere dann, wenn die Hülse eine ausreichende Nachgiebigkeit in den radialen und axialen Richtungen bietet, ist die Drehnachgiebigkeit nicht akzeptabel.
Durch die Erfindung sollen die vorstehenden Nachteile beseitigt werden.
Die Erfindung ist insbesondere in dem Patentanspruch 1 gekennzeichnet.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht eines axial nachgiebigen Isolierglieds, das auf einer Welle montiert ist, und veranschaulicht die Erfindung;
Fig. 2 ist eine auseinandergezogene Ansicht des axial nachgiebigen Isolierglieds von Fig. 1;
Fig. 3 ist eine abgeschnittene Ansicht des axial nachgiebigen Isolierglieds und der Welle von Fig. 1;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht des axial nachgiebigen Isolierglieds und der Welle von Fig. 1.
Die Fig. 1, 2 und 3 veranschaulichen ein axial nachgiebiges Isolierglied 10 gemäß der Erfindung, das auf einer Welle 12 montiert ist.
Das axial nachgiebige Isolierglied 10 weist ein Gehäuse 14 mit einer Achse 16 auf sowie eine sich in Längsrichtung erstreckende Öffnung 18 und wenigstens eine innere, sich in Längsrichtung erstreckende Nut 20. Wenigstens ein sich in Längsrichtung erstreckender Flügel 22 ist innerhalb des Gehäuses 14 angeordnet, wobei die Anzahl der Flügel der Anzahl der Nuten 20 entspricht, und ein Querstift 24 erstreckt sich durch die Öffnung 18 des Gehäuses 14 und in die Welle 12. Ein nachgiebiges Material 26, zum Beispiel Gummi oder Elastomer, ist zwischen dem Flügel 22 und dem Gehäuse 14 und zwischen dem Querstift 24 und dem Gehäuse 14 angeordnet.
Der Flügel bzw. die Flügel 22 können auf der Welle 12 angebracht sein oder direkt auf dieser ausgebildet sein, oder sie können auf einer rohrförmigen Hülse 28 ausgebildet sein, die, wie dargestellt, auf die Welle 12 aufgepreßt werden kann. Der Flügel/die Flügel 22 und die sich in Längsrichtung erstreckende Nut/Nuten 20 können in einer Anzahl von vier vorhanden und in gleichmäßigen, winkelmäßigen Abständen in bezug auf die Achse 16 verteilt sein, wobei sie einen allgemein quadratischen Querschnitt haben können, wie beispielsweise dargestellt ist, oder wobei sie auch unterschiedliche Anzahlen und Gestaltungen mit ähnlicher Wirkung aufweisen können. Der bzw. die Flügel 22 und die rohrförmige Hülse 28 können für die erforderliche Stärke aus Stahl ausgebildet und mit Teflon beschichtet sein, um ein Einsetzen, in das nachgiebige Material 26 zu erleichtern, das die Flügel 22 und die rohrförmige Hülse 28 von dem Gehäuse 14 trennt.
Das Gehäuse 14 kann wahlweise sich axial erstreckende Ohren 30, beispielsweise zum Anbringen eines Kreuzes eines Universalgelenks, haben, wodurch das Gehäuse Teil eines Rohrjochs wird, und das Gehäuse kann aus Aluminium oder Stahl durch Gießen, maschinelle Bearbeitung oder Extrudieren oder andere Verfahren hergestellt werden. Vorzugsweise ist das nachgiebige Material 26 ein wärmehärtender, synthetischer Gummi, der auf das Gehäuse 14 geformt und daran befestigt ist, wobei das Gehäuse 14 die primäre Form für das nachgiebige Material 26 bildet. Der Querstift 24 kann durch die sich in Längsrichtung erstreckende Öffnung 18 und in ein vorgeformtes Loch 32 des nachgiebigen Materials 26 hineingedrückt werden, nachdem die Welle 12 und/oder die rohrförmige Hülse 28 in das nachgiebige Material 26 hineingedrückt sind.
Wenn sich der Querstift 24 vollständig durch das Gehäuse 14 längs eines Durchmessers erstreckt, wie gezeigt, wird die sich in Längsrichtung erstreckende Öffnung 18 mit einer fakultativen, entsprechenden, sich in Längsrichtung erstreckenden Öffnung 34 diametral gegenüber der Öffnung 18 ergänzt. Alternativ kann der Querstift 24 innerhalb der Welle 12 enden. Die Öffnungen 18 und/oder 34 können ausgestanzt oder auf andere Weise maschinell hergestellt sein. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, kann sich das nachgiebige Material 26 längs eines geschlossenen Endes 36 des Gehäuses 14 in Form einer Endwand 38 erstrecken, und die Welle 12 kann axial mit Abstand gegenüber der Endwand 38 angeordnet sein, um eine axiale Nachgiebigkeit des Isolierglieds 10 zu ermöglichen oder zu verbessern.
Eine Dreh- oder Torsionsnachgiebigkeit wird durch die Flügel 22 geschaffen, die das nachgiebige Material 26 in dem Gehäuse 14 zusammendrücken, und sie wird eingestellt durch Einstellung der Dicke des nachgiebigen Materials 26 zwischen den Flügeln 22 und dem Gehäuse 14 durch Veränderung der Breite der sich in Längsrichtung erstreckenden Nut (Nuten) 20. Eine axiale Nachgiebigkeit wird durch den Querstift 24 geschaffen, der das nachgiebige Material 26 in dem Gehäuse 14 zusammendrückt und die durch die Länge der sich in Längsrichtung erstreckenden, länglichen Öffnungen 18 und/oder 34 einstellbar ist.
Eine radiale Nachgiebigkeit wird durch die relativ dünne Schicht des nachgiebigen Materials 26 zwischen einer Bohrung 40 des Gehäuses 14 und der Welle 12 oder der rohrförmigen Hülse 28 geschaffen.
Die Erfindung ist somit in der Lage, eine sehr weiche axiale Nachgiebigkeit zu schaffen, während eine relativ steife Torsions- oder Drehnachgiebigkeit aufrechterhalten wird, um die Anforderungen für neue Anordnungen von Kraftfahrzeuglenksäulen zu erfüllen oder zu überschreiten. Die radiale, axiale und Torsions-Steifigkeit ist für verschiedene Niveaus von Nachgiebigkeiten einstellbar. Das Isolierglied bietet annehmbare Niveaus der Isolierung gegenüber Geräuschen, Vibrationen und rauhem Betrieb mit einer kompakten Vorrichtung, die die Komplexität und die hohen Kosten gegenwärtiger scheibenartiger Isolierglieder vermeidet.

Claims (10)

1. Nachgiebiges Isolierglied (10) für eine Welle (12),
mit einem Gehäuse (14), das eine Achse (16) hat, mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Öffnung (18) und wenigstens einer inneren, sich in Längsrichtung erstreckenden Nut (20),
mit wenigstens einem sich in Längsrichtung erstreckenden Flügel (22), der auf der Welle (12) anbringbar und innerhalb des Gehäuses (14) angeordnet ist und sich radial nach außen in die wenigstens eine Längsnut (20) des Gehäuses (14) erstreckt,
mit einem Querstift (24), der sich radial durch die sich in Längsrichtung erstreckende Öffnung (18) des Gehäuses zum Eingriff mit der Welle (12) erstreckt, und
mit einem nachgiebigen Material (26), das zwischen dem Gehäuse (14) und dem Flügel (22) und zwischen dem Querstift (24) und dem Gehäuse (14) angeordnet ist, so daß der Flügel (22) Drehmoment auf das Gehäuse (14) mit einer gewünschten radialen, axialen und Torsions-Nachgiebigkeit überträgt.
2. Isolierglied nach Anspruch 1, bei dem der wenigstens eine sich in Längsrichtung erstreckende Flügel (22) ein Teil einer rohrförmigen Hülse (28) ist, die auf der Welle (12) anbringbar ist.
3. Isolierglied nach Anspruch 2, bei dem der wenigstens eine sich in Längsrichtung erstreckende Flügel (22) und die rohrförmige Hülse (28) mit einem reibungsarmen Material, wie Teflon beschichtet sind, um ein axiales Einsetzen in das nachgiebige Material (26) zu erleichtern.
4. Isolierglied nach Anspruch 1, bei dem die Anzahl des wenigstens einen sich in Längsrichtung erstreckenden Flügels (22) vier beträgt, wobei die sich in Längsrichtung erstreckenden Flügel (22) in regelmäßigen Winkelabständen in bezug auf die Achse (16) angeordnet sind.
5. Isolierglied nach Anspruch 1, bei dem der wenigstens eine sich in Längsrichtung erstreckende Flügel (22) einen allgemein quadratischen Querschnitt und die wenigstens eine sich in Längsrichtung erstreckende Nut (20) eine allgemein quadratische Gestalt haben.
6. Isolierglied nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse (14), diametral gegenüber der sich in Längsrichtung erstreckenden Öffnung (18), eine zweite sich in Längsrichtung erstreckende Öffnung (34) hat, in welche sich der Querstift (24) hinein erstreckt.
7. Isolierglied nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse (14) sich axial erstreckende Ohren (30) hat, so daß das Gehäuse (14) einen Teil eines Rohrjochs bildet.
8. Isolierglied nach Anspruch 1, bei dem das nachgiebige Material (26) innerhalb des Gehäuses (14) so geformt ist, daß das Gehäuse (14) einen Teil der Form bildet und das nachgiebige Material (26) an dem Gehäuse (14) anhaftet.
9. Isolierglied nach Anspruch 1, bei dem das nachgiebige Material (26) ein wärmehärtender, synthetischer Gummi ist.
10. Isolierglied nach Anspruch 1, bei dem der wenigsten eine sich in Längsrichtung erstreckende Flügel (22) mit einem reibungsarmen Material, wie Teflon beschichtet ist, um ein Einsetzen des Flügels (22) und der Welle (12) axial in das nachgiebige Material (26) zu erleichtern.
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