DE102007011661A1 - steering shaft - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenkwelle (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zur Wirkverbindung einer Lenkhandhabe mit einem gelenkten Rad, mit einer ersten Welle (2) und mit einer zweiten Welle (3), wobei die Wellen (2, 3) über ein Gleichlaufgelenk (4) drehmomentschlüssig verbunden sind.
Um eine Lenkwelle mit einem Gleichlaufgelenk zu schaffen, deren Bauraum und Herstellungskosten minimiert sind, ist vorgesehen, dass eine Welle (2, 3) unter Bildung eines elastisch-plastischen Längspressverbandes (5) an einem mit einem Mitnehmerelement (6) des Gleichlaufgelenks (4) drehfest verbundenen ersten Anschlusselement (7) festgelegt ist.The invention relates to a steering shaft (1), in particular for a motor vehicle, for the operative connection of a steering handle with a steered wheel, with a first shaft (2) and with a second shaft (3), wherein the shafts (2, 3) via a constant velocity joint (4) are connected torque-locking.
In order to provide a steering shaft with a constant velocity joint whose space and manufacturing costs are minimized, it is provided that a shaft (2, 3) to form an elastic-plastic longitudinal compression bandage (5) on one with a driver element (6) of the constant velocity joint (4). rotatably connected first connecting element (7) is fixed.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkwelle, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zur Wirkverbindung einer Lenkhandhabe mit einem gelenkten Rad, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a steering shaft, in particular for a Motor vehicle, for the operative connection of a steering handle with a steered Wheel, according to the preamble of claim 1.

Lenkwellen zur drehmomentschlüssigen Wirkverbindung einer Lenkhandhabe oder eines Lenkrads mit einem gelenkten Rad mit winkligem Verlauf von Wellenteilen der Lenkwellen sind bekannt. Die Wellenteile werden dabei mit Wellengelenken, insbesondere mit getriebebeweglichen Wellengelenken, wie Kreuzgelenken miteinander oder mit einem Lenkgetriebe oder Winkelgetriebe verbunden.steering shafts for the torque-locking operative connection of a steering handle or a steering wheel with a steered wheel with an angular course shaft parts of the steering shafts are known. The shaft parts are with shaft joints, in particular with gearbox-driven shaft joints, like universal joints with each other or with a steering gear or bevel gear connected.

Beispielsweise die DE 4000994 oder die JP 11043050 A beschreiben eine Lenkwelle zur drehmomentschlüssigen Wirkverbindung einer Lenkhandhabe mit einem gelenkten Rad, wobei zur Verbindung der Einzelkomponenten der Lenkwelle Einfach-Kardangelenke angewandt werden. Diese Lenkwellen sind aufgrund ihrer Kardangelenke in Bezug auf ihren Beugewinkel stark limitiert und weisen mit zunehmendem Beugewinkel im Betrieb bekanntermaßen zunehmende Drehungleichförmigkeiten auf. Daraus resultieren Drehmomentschwankungen und ein beeinträchtigter Fahrkomfort.For example, the DE 4000994 or the JP 11043050 A describe a steering shaft for the torque-locking operative connection of a steering handle with a steered wheel, being used to connect the individual components of the steering shaft single cardan joints. These steering shafts are severely limited in terms of their flexion angle due to their universal joints and have known increasing rotational irregularities with increasing flexion angle in operation. This results in torque fluctuations and impaired ride comfort.

Die DE 10 2005 024 280 A1 beschreibt eine Lenkwelle, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zur Wirkverbindung einer Lenkhandhabe mit einem gelenkten Rad, mit einer ersten Welle und mit einer zweiten Welle, wobei die Wellen über ein Gleichlaufgelenk drehmomentschlüssig verbunden sind. Drehungleichförmigkeiten oder Drehmomentschwankungen an einer Lenkhandhabe einer solchen Lenkwelle sind dadurch vermieden.The DE 10 2005 024 280 A1 describes a steering shaft, in particular for a motor vehicle, for the operative connection of a steering handle with a steered wheel, with a first shaft and with a second shaft, wherein the shafts are connected in a torque-locking manner via a constant velocity joint. Rotationsuniformities or torque fluctuations on a steering handle of such a steering shaft are thereby avoided.

Die Anschlusselemente solcher Gleichlaufgelenke, wie Wellenstummel oder Zapfen sind in Bezug auf ihre Dimension und Kosten nicht minimiert.The Connection elements of such constant velocity joints, such as stub shaft or Spigots are not minimized in terms of their dimension and cost.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkwelle mit einem Gleichlaufgelenk zu schaffen, deren Bauraum und Herstellungskosten minimiert sind.Of the Invention is based on the object, a steering shaft with a constant velocity joint to create, whose space and manufacturing costs are minimized.

Die Aufgabe wird mit einer Lenkwelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The Task is with a steering shaft with the features of the claim 1 solved.

Dadurch dass das Gleichlaufgelenk in der Lenkwelle ein erstes Anschlusselement aufweist, das mit einer Welle der Lenkwelle eine Bildung eines elastisch-plastischen Längspressverband erlaubt, der minimale axiale Ausdehnung besitzt und wobei das erste Anschlusselement mit einem Mitnehmerelement des Gleichlaufgelenks drehfest verbunden ist oder einstückig mit dem Mitnehmerelement gebildet ist, ist eine Lenkwelle mit einem Gleichlaufgelenk geschaffen, die einfach und kostengünstig zu montieren ist und kleine Anschlussgeometrien des Gleichlaufgelenks aufweist.Thereby that the constant velocity joint in the steering shaft, a first connection element having, with a shaft of the steering shaft, a formation of an elastic-plastic Longitudinal compression band allowed, the minimum axial extent has and wherein the first connection element with a driver element the constant velocity joint is rotatably connected or in one piece is formed with the driver element, is a steering shaft with a Constant velocity joint created that is simple and inexpensive is to be mounted and small connection geometries of the constant velocity joint having.

Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.preferred Designs emerge from the dependent claims.

Die Welle ist bevorzugt mit dem ersten Anschlusselement, das einen Wellenanschluss in Form eines gehärteten Zapfens darstellt, verstemmt. Der Wellenanschluss weist bevorzugt ein längsgerichtetes Kerbzahnprofil auf über das die Welle mit einem rohrförmigen Ende gepresst ist und bevorzugt verstemmt wird.The Shaft is preferred with the first connection element, which has a shaft connection in the form of a hardened pin, caulked. The shaft connection preferably has a longitudinal direction Serrated profile on top of the shaft with a tubular End is pressed and preferably caulked.

Um insbesondere in Längsrichtung des ersten Anschlusselements Formschluss zu erzeugen, weist das erste Anschlusselement eine Umfangsnut auf, in die die Welle verstemmt werden kann und so axial unverschiebbar sitzt. Das rohrförmige Endstück der Welle ist weich und innen bevorzugt glatt, das heißt ohne Gegenverzahnung zu dem Kerbzahnprofil.Around in particular in the longitudinal direction of the first connection element To produce a positive fit, the first connection element has a circumferential groove, in which the shaft can be caulked and so axially immovable sitting. The tubular end piece of the shaft is soft and preferably smooth inside, that is without counter teeth to the serrated profile.

Der Aussendurchmesser des rohrförmigen Endes der Welle weist vor dem Verpressen ein Untermaß auf, das nach dem Verpressen kompensiert ist.Of the Outer diameter of the tubular end of the shaft has an undersize before pressing, after pressing is compensated.

Das drehfest mit dem ersten Anschlusselement verbundene Mitnehmerelement des Gleichlaufgelenks ist bevorzugt als glockenartiger, äußerer Gelenkkörper gebildet und einstückig mit diesem gebildet.The rotatably connected to the first connecting element driving element of the constant velocity joint is preferred as a bell-like, outer Joint body formed and integral with this educated.

Um den Schub auf das erst Anschlusselement bei der Darstellung des Längspresssitzes nicht auf Kugeln und deren Laufrillen in dem Gleichlaufgelenk z übertragen, ist vorgesehen, eine, die Axialkräfte ableitende Werkzeugeingriffsmöglichkeit, bevorzugt als Umfangswulst oder -schulter an dem ersten Anschlusselement vorzugsweise zwischen dem äußeren Gelenkkörper und dem ersten Anschlusselement vorzusehen.Around the thrust on the first connection element in the representation of Longitudinal press fit not on balls and their grooves transmitted in the constant velocity joint z, it is provided that one, the axial forces dissipating tool intervention possibility, preferably as a circumferential bead or shoulder on the first connection element preferably between the outer joint body and to provide the first connection element.

Die Schaftlänge des ersten Anschlusselements ist in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Lenkwelle und deren Gleichlaufgelenk nur etwa 30 mm bis 40 mm lang.The Shaft length of the first connection element is in a particular preferred embodiment of the steering shaft and its Constant velocity joint only about 30 mm to 40 mm long.

Ein zweites Anschlusselement des Gleichlaufgelenks ist mit einem Mitnehmerelement des Gleichlaufgelenks über eine Kerbverzahnung auf dessen Innenbohrung verpresst. Das Mitnehmerelement ist bevorzugt als innerer Gelenkkörper in Form einer kugelförmigen Nabe gebildet. Das zweite Anschlusselement ist bevorzugt als Nabenanschluss, einen Monoblock-Klemmanschluss bildend, ausgeführt.One second connection element of the constant velocity joint is with a driver element of the constant velocity joint via a serration on the Internal bore pressed. The driver element is preferably as internal Hinged body in the form of a spherical hub educated. The second connection element is preferably a hub connection, a Monoblock clamp connection forming executed.

Der innere Gelenkkörper weist zusammen mit dem zweiten Anschlusselement eine Länge, gemessen von einem Gelenkmittelpunkt des Gleichlaufgelenks von etwa 80 mm oder weniger auf.The inner joint body points together with the second connection element has a length measured from a joint center of the constant velocity joint of about 80 mm or less.

Bevorzugt ist das zweite Anschlusselement durch Umformen, wie etwa durch Schmieden oder Kaltfließpressen, gebildet.Prefers is the second connection element by forming, such as by forging or cold extrusion, formed.

Die Erfindung wird nun näher anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und anhand der beiliegenden Zeichnung wiedergegeben.The Invention will now be closer with reference to an embodiment described and reproduced with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt einen teilweisen Längsschnitt einer Lenkwelle, 1 shows a partial longitudinal section of a steering shaft,

2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Lenkwelle mit einem erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenk im Längsschnitt und in der Ansicht. 2 shows a further embodiment of a steering shaft with a constant velocity joint according to the invention in longitudinal section and in the view.

In 1 ist in einem Längsschnitt teilweise eine Lenkwelle 1 für eine Servolenkung eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Die Lenkwelle 1 dient zur drehmomentschlüssigen Verbindung einer Lenkhandhabe mit einem Lenkgetriebe und mit von diesem angetriebenen Spurstangen und Radlenkhebeln zur Lenkwinkelverstellung ein oder mehrerer gelenkter Räder des Kraftfahrzeugs. Die Lenkwelle 1 ist aus einer ersten Welle 2 und aus einer zweiten Welle 3, welche mit einem Gleichlaufgelenk 4 drehmomentschlüssig verbunden sind, gebildet. Das Gleichlaufgelenk 4 ist im Wesentlichen aus einem inneren Gelenkkörper 15, der ein Mitnehmerelement 16 des Gleichlaufgelenks 4 bildet, einen Kugeln 20 haltenden Käfig 21 mit einer Pilzkappe 22 und einem äußeren Gelenkkörper 12, der ebenfalls ein Mitnehmerelement 6 des Gleich laufgelenks 4 darstellt, gebildet. Im inneren und äußeren Gelenkkörper sind Laufrillen, die die Kugeln 20 führen, angeordnet.In 1 is in a longitudinal section partially a steering shaft 1 shown for a power steering of a motor vehicle. The steering shaft 1 serves for the torque-locking connection of a steering handle with a steering gear and driven by this tie rods and wheel steering levers for steering angle adjustment of one or more steered wheels of the motor vehicle. The steering shaft 1 is from a first wave 2 and from a second wave 3 , which with a constant velocity joint 4 are formed torque-locking, formed. The constant velocity joint 4 is essentially an inner joint body 15 that is a driver element 16 of the constant velocity joint 4 makes a bullet 20 holding cage 21 with a mushroom cap 22 and an outer joint body 12 , which is also a driver element 6 of the constant velocity joint 4 represents, formed. In the inner and outer joint body are grooves, which are the balls 20 lead, arranged.

Der äußere Gelenkkörper 12 ist einstückig mit einem als Wellenanschluss 8 ausgeführten, zapfenartigen ersten Anschlusselement 7 gebildet. Das erste Anschlusselement 7 weist an seiner Oberfläche ein Kerbzahnprofil 9 auf (vgl. 2). Die erste Welle 2 weist ein rohrförmiges Endstück 11 auf, das innen glatt ist und mit dem Kerbzahnprofil 9 einen Längspressverband 5 bildet, indem das rohrförmige Endstück 11 auf das zapfenartige erste Anschlusselement 7 aufgeschoben ist. An ihrem, dem äußeren Gelenkkörper 12 zugewandten Ende des Kerbzahnprofils 9 ist eine Umfangsnut 10 in das erste Anschlusselement 7 eingelassen, mit der das rohrförmige Endstück 11 verstemmt ist. Das zapfenförmige, gehärtete erste Anschlusselement 7 baut sehr kurz und ist etwa 30 mm lang, was zu einer kostengünstigen Darstellungsweise der Lenkwelle 1 ebenso beiträgt, wie dieser einfache Anschluss des Gleichlaufgelenks 4 an die erste Welle 2. Das erste Anschlusselement 7 weist ferner eine Werkzeugeingriffsmöglichkeit 13 in Form einer Schulter 23 um seinen Umfang auf, an der die Längskräfte beim Herstellen des elastisch-plastischen Längspressverbandes 5 an ein Spannwerkzeug abgeleitet werden können, ohne diese in das Gleichlaufgelenk 4 einzuleiten.The outer joint body 12 is integral with one as shaft connection 8th executed, pin-like first connection element 7 educated. The first connection element 7 has a serrated profile on its surface 9 on (cf. 2 ). The first wave 2 has a tubular end piece 11 slippery in and with the serrated profile 9 a longitudinal press bandage 5 forms by the tubular tail 11 on the pin-like first connection element 7 is deferred. At her, the outer joint body 12 facing end of the serrated profile 9 is a circumferential groove 10 in the first connection element 7 let in, with the tubular end piece 11 is caulked. The pin-shaped, hardened first connection element 7 builds very short and is about 30 mm long, resulting in a cost-effective representation of the steering shaft 1 as well as this simple connection of the constant velocity joint 4 to the first wave 2 , The first connection element 7 also has a tool engagement feature 13 in the form of a shoulder 23 around its periphery, at which the longitudinal forces in producing the elastic-plastic Längspressverbandes 5 can be derived from a clamping tool, without this in the constant velocity joint 4 initiate.

Der innere Gelenkkörper 15 ist mit einer Bohrung versehen und trägt eine Verzahnung, mit der er mit einem zweiten Anschlusselement 14, das als Nabenanschluss 17 gebildet ist und einen kreuzverzahnten Klemmflansch aufweist, verpresst ist. Die Ausführung des zweiten Anschlusselements 14 als Monoblock-Klemmschaft 19 ermöglicht eine einfache, kostengünstige und kurz bauende Verbindung zu der zweiten Welle 3, die drehfest mit dem zweiten Anschlusselement 14 verbunden ist.The inner joint body 15 is provided with a bore and carries a toothing, with which he with a second connection element 14 as a hub connection 17 is formed and has a cross-toothed clamping flange is pressed. The execution of the second connection element 14 as a monoblock clamping shaft 19 allows a simple, inexpensive and short-term connection to the second shaft 3 , which rotatably with the second connection element 14 connected is.

Vom Gelenkmittelpunkt 18 gemessen, beträgt die Länge L des zweiten Anschlusselements 14 etwa 80 mm.From the joint center 18 measured, the length L of the second connection element 14 about 80 mm.

11
Lenkwellesteering shaft
22
Welle, ersteWave, first
33
Welle, zweiteWave, second
44
GleichlaufgelenkConstant velocity joint
55
LängspressverbandLongitudinal interference fit
66
Mitnehmerelementdogging
77
Anschlusselement, erstesConnecting element, first
88th
Wellenanschlussshaft connection
99
KerbzahnprofilSerrations
1010
Umfangsnutcircumferential groove
1111
Endstück, rohrförmigtail, tubular
1212
Gelenkkörper, äußererJoint body, outer
1313
WerkzeugeingriffsmöglichkeitTool engaging way
1414
Anschlusselement, zweitesConnecting element, second
1515
Gelenkkörper, innererJoint body, internal
1616
Mitnehmerelementdogging
1717
Nabenanschlusshub connection
1818
GelenkmittelpunktJoint center
1919
Monoblock-KlemmschaftMonobloc clamp shaft
2020
KugelBullet
2121
KäfigCage
2222
Pilzkappemushroom cap
2323
Schultershoulder
LL
Längelength

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 4000994 [0003] - DE 4000994 [0003]
  • - JP 11043050 A [0003] - JP 11043050 A [0003]
  • - DE 102005024280 A1 [0004] - DE 102005024280 A1 [0004]

Claims (15)

Lenkwelle, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zur Wirkverbindung einer Lenkhandhabe mit einem gelenkten Rad, mit einer ersten Welle (2) und mit einer zweiten Welle (3), wobei die Wellen (2, 3) über ein Gleichlaufgelenk (4) drehmomentschlüssig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Welle (2, 3) unter Bildung eines elastisch-plastischen Längspressverbandes (5) an einem mit einem Mitnehmerelement (6) des Gleichlaufgelenks (4) drehfest verbundenen, ersten Anschlusselement (7) festgelegt ist.Steering shaft, in particular for a motor vehicle, for the operative connection of a steering handle with a steered wheel, with a first shaft ( 2 ) and with a second wave ( 3 ), where the waves ( 2 . 3 ) via a constant velocity joint ( 4 ) are torque-connected, characterized in that a shaft ( 2 . 3 ) forming an elastic-plastic longitudinal compression bandage ( 5 ) at one with a driver element ( 6 ) of the constant velocity joint ( 4 ) rotatably connected, first connection element ( 7 ). Lenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2, 3) mit dem ersten Anschlusselement (7) verstemmt ist.Steering shaft according to claim 1, characterized in that the shaft ( 2 . 3 ) with the first connection element ( 7 ) is caulked. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlusselement (7) ein Wellenanschluss (8) ist.Steering shaft according to one of claims 1 or 2, characterized in that the first connecting element ( 7 ) a shaft connection ( 8th ). Lenkwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenanschluss (8) ein Kerbzahnprofil (9) aufweist.Steering shaft according to claim 3, characterized in that the shaft connection ( 8th ) a serrated profile ( 9 ) having. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlusselement (7) eine Umfangsnut (10), an der die Welle (2, 3) mit dem ersten Anschlusselement (7) verstemmt ist, aufweist.Steering shaft according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first connecting element ( 7 ) a circumferential groove ( 10 ), at which the wave ( 2 . 3 ) with the first connection element ( 7 ) is caulked. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2, 3) ein rohrförmiges Endstück (11) aufweist.Steering shaft according to one of claims 1 to 5, characterized in that the shaft ( 2 . 3 ) a tubular end piece ( 11 ) having. Lenkwelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Endstück (11) innen glatt ist.Steering shaft according to claim 6, characterized in that the tubular end piece ( 11 ) is smooth in. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlusselement (7) an dem als äußeren Gelenkkörper (12) gebildeten Mitnehmerelement (6) festgelegt oder einstückig mit diesem gebildet ist.Steering shaft according to one of claims 1 to 7, characterized in that the first connection element ( 7 ) on the outer joint body ( 12 ) formed driving element ( 6 ) or formed integrally therewith. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlusselement (7) eine Werkzeugeingriffsmöglichkeit (13) zum Herstellen des elastisch-plastischen Längspressverbandes (5) aufweist.Steering shaft according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first connecting element ( 7 ) a tool intervention possibility ( 13 ) for producing the elastic-plastic longitudinal compression bandage ( 5 ) having. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlusselement (7) etwa 30 bis 40 mm lang ist.Steering shaft according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first connecting element ( 7 ) is about 30 to 40 mm long. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Anschlusselement (14) über einen Längspresssitz mit einem als inneren Gelenkkörper (15) gebildetes Mitnehmerelement (16) verbunden ist und als Nabenanschluss (17) gebildet ist.Steering shaft according to one of claims 1 to 10, characterized in that a second connecting element ( 14 ) via a longitudinal press fit with an inner joint body ( 15 ) formed driving element ( 16 ) and as a hub connection ( 17 ) is formed. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Anschlusselement (14) mit dem inneren Gelenkkörper (15) eine Länge (L) gemessen von einem Gelenkmittelpunkt (18) von etwa 80 mm aufweist.Steering shaft according to one of claims 10 to 11, characterized in that the second connecting element ( 14 ) with the inner joint body ( 15 ) a length (L) measured from a joint center ( 18 ) of about 80 mm. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Anschlusselement (14) als Monoblock-Klemmschaft (19) gebildet ist.Steering shaft according to one of claims 11 or 12, characterized in that the second connecting element ( 14 ) as monobloc clamping shank ( 19 ) is formed. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Anschlusselement (14) durch Umformen oder spahnabhebend gebildet ist.Steering shaft according to one of claims 11 to 13, characterized in that the second connecting element ( 14 ) is formed by forming or spahnabhebend. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (2) mit dem ersten Anschlusselement (7) und die zweite Welle (3) mit dem zweiten Anschlusselement (14) verbunden ist.Steering shaft according to one of claims 1 to 14, characterized in that the first shaft ( 2 ) with the first connection element ( 7 ) and the second wave ( 3 ) with the second connection element ( 14 ) connected is.
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