DE102010039253B4

DE102010039253B4 - Teleskopierbare Kraftfahrzeuglenkwelle mit Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102010039253B4
Application number: DE102010039253.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kramer
Original assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2023-09-28
Anticipated expiration: 2030-08-13
Also published as: DE102010039253A1

Abstract

Axial längenveränderliche Lenkwelleneinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, die Lenkwelleneinrichtung (1) umfassend eine Innenwelle (2) mit einem prismatischen, im Querschnitt unrunden Drehmoment-Außenübertragungsabschnitt (4) sowie eine die Innenwelle (2) rotatorisch formschlüssig und teleskopierbar aufnehmende Außenhülse (3) mit einem zum Drehmoment Außenübertragungsabschnitt (4) der Innenwelle (2) formkorrespondierenden Drehmoment-Innenübertragungsabschnitt (7), und mit einem Spaltbereich zwischen den Oberflächen des Wellen-Drehmomentübertragungsabschnitts (4) und des Hülsen-Drehmomentübertragungsabschnitts (7), der eine weichelastische Werkstoffschicht (11) enthält, wobei die weichelastische Werkstoffschicht (11) lediglich mit einem der beiden Bauteile Innenwelle (2) oder Außenhülse (3) verbunden ist, und wobei zwischen der weichelastischen Werkstoffschicht (11) und dem Gegenbauteil eine Gleitschicht (12) als Auflage auf die weichelastische Werkstoffschicht (11) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem im Normalbetrieb der Lenkwelleneinrichtung freiliegenden Längsabschnitt (9) der Innenwelle (2) zumindest ein Mitnehmervorsprung (10) angeordnet ist, wobei der Mitnehmervorsprung (10) zum formschlüssigen Eingriff in die Innenverzahnung (6) der Außenhülse (3) im Fall der Überdeckung des Längsabschnitts (9) durch die Außenhülse (3) eingerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine axial teleskopierbare Lenkwelle, insbesondere für den Lenkstrang eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine derartige Lenkwelle ist aus der JP 2003 - 56 588 A bekannt.
Zum Zweck der Anpassung der Relativposition zwischen Fahrer und Lenkrad sind Lenksäulen von Kraftfahrzeugen üblicherweise bezüglich der Höhenposition des Lenkrads ebenso wie in Axialrichtung, also zum Fahrer hin bzw. vom Fahrer weg, verstellbar.
Die Verstellung einer Lenksäule in Axialrichtung erfordert dabei eine entsprechende Längsverstellbarkeit der das Lenkrad tragenden Lenkwelle. Die hierzu erforderliche Längenveränderbarkeit der Lenkwelle wird üblicherweise dadurch gewährleistet, dass die Lenkwelle zwei in Axialrichtung teleskopartig ineinander schiebbare Wellenteile umfasst. Die beiden Wellenteile sind dabei gleichzeitig durch geeignete Maßnahmen drehmomentstarr miteinander verbunden, beispielsweise durch eine Vielzahnverbindung.
Im Lenkstrang von Kraftfahrzeugen wird jedoch üblicherweise eine zusätzliche Dämpfung gegen die unerwünschte Übertragung von Schwingungen oder Körperschall vom Chassis bzw. vom Achsträger oder vom Lenkgetriebe auf die Lenkwelle und auf das Lenkrad gefordert. Hierzu sind zusätzliche Dämpfungsbaugruppen bekannt, die im Verlauf des Lenkstrangs - vom Lenkrad aus gesehen der Lenksäule nachgelagert - angeordnet sind.
Derartige Dämpfungsbaugruppen, die den metallischen Formschluss des Lenkstrangs (und damit die Schwingungsübertragung) üblicherweise durch die Zwischenschaltung eines Elastomerelements unterbrechen, sind jedoch in verschiedener Hinsicht nicht optimal bzw. nachteilig, insbesondere da mit einer derartigen zusätzlichen Baugruppe Bauteil- und Bauraumbedarf, ferner zusätzliche Massen ebenso wie nicht unerhebliche Kosten verbunden sind. Ferner können durch eine zusätzliche Dämpfungsbaugruppe im Lenkstrang auch Rundlaufprobleme auftreten, bzw. es sind zusätzliche Lagerungen erforderlich, um diese zu vermeiden. Mit diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lenkwelle für eine Kraftfahrzeuglenksäule zu schaffen, mit der sich die genannten, im Stand der Technik vorhandenen Nachteile überwinden lassen. Die Erfindung soll dabei insbesondere den zur Schwingungsdämpfung entlang des Lenkstrangs erforderlichen konstruktiven Aufwand reduzieren, die Anzahl der für einen Lenkstrang erforderlichen Bauteile ebenso wie den erforderlichen Bauraum und die Masse des Lenkstrangs verringern, und es sollen dementsprechende Potenziale zur Kostenreduktion eröffnet werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Lenkwelleneinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
In für sich genommen zunächst bekannter Weise dient die Lenkwelleneinrichtung gemäß der Erfindung der axialen Verstellbarkeit einer Lenksäule, und umfasst hierzu eine Innenwelle mit einem prismatischen (im Querschnitt unrunden) Drehmoment-Außenübertragungsabschnitt sowie eine Außenhülse mit einem formkorrespondierend zur Innenwelle ausgebildeten Drehmoment-Innenübertragungsabschnitt. Dabei nimmt die Außenhülse im Bereich ihres Drehmomentübertragungsabschnitts den Drehmomentübertragungsabschnitt der Innenwelle rotatorisch formschlüssig und gleichzeitig in Längsrichtung teleskopierbar auf.
Erfindungsgemäß jedoch zeichnet sich die Lenkwelleneinrichtung durch einen Spaltbereich zwischen der Oberfläche des Außenübertragungsabschnitts der Welle und der Oberfläche des Innenübertragungsabschnitts der Hülse aus, wobei der Spaltbereich eine Schicht aus weichelastischem Werkstoff enthält. Die weichelastische Werkstoffschicht ist dabei mit einem der beiden Bauteile Innenwelle bzw. Außenhülse verbunden, während sie mit dem Gegenbauteil nicht verbunden ist. Ferner ist zwischen der weichelastischen Werkstoffschicht und dem mit der weichelastischen Werkstoffschicht nicht verbundenen Gegenbauteil der Lenkwelle eine Gleitschicht in Form einer Auflage auf der weichelastischen Werkstoffschicht angeordnet.
Auf diese Weise wird zunächst einmal eine elastische Entkopplung - bezüglich Schwingungen oder Körperschallübertragung - zwischen der Innenwelle und der Außenhülse der Lenkwelle, und damit wie aufgabengemäß gefordert, im Verlauf des Lenkstrangs erzielt.
Die zur schwingungsmäßigen Entkopplung zwischen Lenkrad und Lenkstrang bzw. Lenkgetriebe bisher erforderliche separate Dämpfungseinrichtung im Verlauf des Lenkstrangs kann somit dank der Erfindung entfallen, da ihre Funktion erfindungsgemäß vollständig in die Lenkwelle selbst integriert wird. Hierdurch lässt sich erheblicher Bauteilumfang einsparen, wodurch gleichzeitig der Bauraumbedarf und die Masse des Lenkstrangs reduziert, und dementsprechende Kostenreduzierungen ermöglicht werden.
Gleichzeitig bleibt die insbesondere zur Längsverstellung der Lenksäule erforderliche Teleskopierbarkeit der aus Innenwelle und Außenhülse bestehenden Lenkwelle dadurch erhalten, dass die weichelastische Werkstoffschicht lediglich mit einem der beiden Bauteile Innenwelle bzw. Außenhülse verbunden, mit dem Gegenbauteil jedoch nicht verbunden ist, wobei zudem eine Gleitschicht zwischen der weichelastischen Werkstoffschicht und dem Gegenbauteil angeordnet ist.
Auf diese Weise erhält die weichelastische Werkstoffschicht zusätzlich eine der Oberfläche des Gegenbauteils zugewandte, glatte Auflage bzw. Oberfläche. Insgesamt kann hierdurch das mit der weichelastischen Werkstoffschicht nicht verbundene Gegenbauteil der Lenkwelle in Axialrichtung somit reibungsarm entlang der weichelastischen Werkstoffschicht - bzw. entlang des Drehmomentübertragungsabschnitts des mit der weichelastischen Werkstoffschicht verbundenen Bauteils der Lenkwelle - abgleiten, was zusätzlich zur Schwingungsentkopplung eine jederzeit leichtgängig teleskopische Verstellbarkeit der Lenksäule in Längsrichtung gewährleistet.
Dabei sieht eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, dass die Gleitschicht in Form einer Überbzw. Umspritzung der weichelastischen Werkstoffschicht mit einem thermoplastischen Werkstoff vorliegt. Die Über- bzw. Umspritzung umfasst dabei zumindest diejenigen Oberflächen der weichelastischen Werkstoffschicht, die dem Gegenbauteil zugewandt sind, also demjenigen der beiden Wellenbauteile, mit welchem die weichelastische Werkstoffschicht nicht verbunden ist.
Die Erfindung wird zunächst einmal unabhängig von der Festlegung auf eine bestimmte, unrunde Querschnittsform von Innenwelle und Außenhülse in deren jeweiligen Drehmomentübertragungsabschnitten verwirklicht, solange die erforderliche Drehmomentübertragung bzw. der vorgesehene rotatorische Formschluss durch den unrunden Querschnitt gegeben ist. Dies bedeutet, dass erfindungsgemäß zunächst prinzipiell alle von der Kreisform abweichenden Querschnittsformen zur Anwendung kommen können, beispielsweise alle Arten von Polygon-, Mehrflach- oder Gleichdick Querschnittsformen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die unrunde Querschnittsform von Innenwelle und Außenhülse im jeweiligen Drehmomentübertragungsabschnitt jedoch als Vielzahnprofil vor. Vielzahnprofile lassen sich relativ kostengünstig auf unterschiedliche Arten - spanabhebend oder spanlos - fertigen und erlauben die Übertragung hoher Drehmomente auf radial und axial kleinem Bauraum.
Bei einem Vielzahnprofil wird die Erfindung dabei dadurch verwirklicht, dass zwischen dem Vielzahnprofil auf der Innenwelle und dem entsprechenden, formkorrespondierenden Vielzahnprofil in der Außenhülse ein entsprechender Abstand bzw. Spalt vorgesehen ist, in welchem der weichelastische Werkstoff - zum Zweck der Schwingungsdämpfung im Lenkstrang - sowie die Gleitschicht angeordnet werden.
Die Erfindung wird ferner zunächst auch unabhängig davon verwirklicht, welcher konkrete weichelastische Werkstoff im Spaltbereich zwischen den Oberflächen der Drehmomentübertragungsabschnitte von Innenwelle und Außenhülse angeordnet wird, solange durch geeignete Dimensionierung und Formgebung des Spaltbereichs die erforderliche Elastizität bzw. Schwingungsdämpfung erreicht werden kann.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die im Spaltbereich zwischen den Verzahnungen von Innenwelle und Außenhülse angeordnete weichelastische Werkstoffschicht einen kompressibel weichelastischen Werkstoff. Diese Ausführungsform kann - insbesondere bei enger Gestaltung des Spaltbereichs - eine ausreichende Elastizität bzw. Schwingungsdämpfung gewährleisten, da beispielsweise ein inkompressibel elastischer Werkstoff unter der Randbedingung eines nahezu allseitigen Einschlusses zur Verhärtung neigen könnte.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass es sich bei dem im Spaltbereich angeordneten weichelastischen Werkstoff um einen Werkstoff mit elastischer Hysterese und dementsprechend hoher Materialdämpfung handelt. Auf diese Weise können Schwingungen im Lenkstrang besonders effektiv gedämpft bzw. in Wärme umgewandelt werden.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung des weichelastischen Werkstoffs zwischen den Oberflächen der Drehmomentübertragungsabschnitte von Innenwelle und Außenhülse dadurch dargestellt, dass der weichelastische Werkstoff in Form einer Beschichtung (im Bereich des Drehmomentübertragungsabschnitts) der Innenwelle oder der Außenhülse aufgetragen ist. Vorzugsweise ist die Beschichtung dabei als Umspritzung des Drehmomentübertragungsabschnitts der Welle mit einem thermoplastischen Werkstoff, oder als aufvulkanisierte Elastomerschicht im Bereich des Drehmomentübertragungsabschnitts der Welle ausgebildet. Auf diese Weise lässt sich die Anordnung des weichelastischen Werkstoffs im Spaltbereich zwischen Welle und Hülse - in Form von Werkstoffauftrag auf den Drehmomentübertragungsabschnitt der Innenwelle - anhand einer minimalen Anzahl an Arbeitsschritten zuverlässig darstellen.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zwischen den Querschnitten der Drehmomentübertragungsabschnitte von Innenwelle und Außenhülse eine rotatorisch formschlüssige Überdeckung vorliegt. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die jeweils unrunden Querschnittsformen von Innenwelle und Außenhülse im axialen Bereich der ineinander greifenden Übertragungsabschnitte - bzw. im Bereich des den weichelastischen Werkstoff enthaltenden Spalts zwischen Innenwelle und Außenhülse - so gewählt und geformt sind, dass auch bereits ohne Spaltfüllung ein rotatorischer Formschluss zwischen Innenwelle und Außenhülse gewährleistet ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Drehmomentübertragung zwischen Innenwelle und Außenhülse unter allen Umständen erhalten bleibt, wodurch somit ein Durchrutschen zwischen Innenwelle und Außenhülse auch bei hoher Drehmomentbelastung oder bei etwaigem Versagen des weichelastischen Werkstoffs ausgeschlossen ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass auf einem im Normalbetrieb der Lenkwelleneinrichtung freiliegenden, also nicht in die Außenhülse eingeschobenen oder einschiebbaren Längsabschnitt der Innenwelle zumindest ein Mitnehmervorsprung angeordnet ist. Der Mitnehmervorsprung ist dabei zum formschlüssigen Eingriff in den unrunden Innenübertragungsabschnitt der Außenhülse mit der dort - je nach Ausführungsform - beispielsweise angeordneten Innenverzahnung eingerichtet, falls es zu einer Überdeckung des Mitnehmervorsprungs durch die Außenhülse kommt, insbesondere im Crashfall.
Auf diese Weise lässt sich - mittels des Mitnehmervorsprungs - eine drehstarre Verbindung zwischen Innenwelle und Außenhülse insbesondere auch im Crashfall bzw. nach einem Crashfall gewährleisten, wenn die Lenkwelle also über ihren normalen Verstellbereich hinaus axial komprimiert ist. In einem solchen Fall greifen die Drehmomentübertragungsabschnitte von Innenwelle und Außenhülse nicht mehr oder nicht mehr zuverlässig ineinander ein, da der Eingriff von Innenwelle und Außenhülse nur entlang des Betriebs-Verstellbereichs der Lenkwelle sicher gewährleistet ist. In diesem Fall sorgt somit der zumindest eine Mitnehmervorsprung, vorzugsweise mehrere Mitnehmervorsprünge, auf der Innenwelle dafür, dass auch die über den Verstellbereich hinaus komprimierte Lenkwelle funktionsfähig bleibt, indem Innenwelle und Außenhülse durch den bzw. die Mitnehmervorsprünge drehstarr verbunden bleiben.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

1 in isometrischer Darstellung eine teleskopisch längenveränderbare Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs mit erfindungsgemäßer Schwingungsdämpfung;
2 in einer vergrößerten Ausschnittsdarstellung einen Teil des Drehmomentübertragungsabschnitts der Lenkwelle gemäß 1; und
3 einen Querschnitt durch die Lenkwelle im Bereich des Drehmomentübertragungsabschnitts.

1 zeigt eine teleskopisch längenveränderliche Lenkwelle 1 eines Kraftfahrzeugs mit erfindungsgemäß integriertem Schwingungsdämpfer. Man erkennt die Zweiteilung der Lenkwelle 1 in eine Innenwelle 2 und eine Außenhülse 3. Dabei ist die Innenwelle 2 entlang eines Drehmoment-Außenübertragungsabschnitts 4 mit einem Vielzahn-Außenprofil 5 versehen, welches in ein entsprechendes, formkorrespondierendes Vielzahn-Innenprofil 6 der Außenhülse 3 eingreift. Das Vielzahn-Innenprofil 6 der Außenhülse 3 erstreckt sich innerhalb der Außenhülse 3 über den Längenbereich 7 der Außenhülse 3.
Innenwelle 2 und Außenhülse 3 können somit teleskopartig ineinander geschoben werden, wodurch sich die axiale Verstellbarkeit der Lenksäule 1 und damit des (nicht dargestellten) bei 8 angeordneten Lenkrads des Kraftfahrzeugs ergibt.
Auf der Innenwelle 2 sind in dem nicht mit dem Vielzahn-Außenprofil 5 versehenen, zylindrischen Bereich 9 der Innenwelle 2 ferner Mitnehmervorsprünge 10 angeordnet. Die Mitnehmervorsprünge 10 greifen bei crashbedingter starker (über den normalen Längsverstellbereich hinausgehender) Komprimierung der Lenkwelle 1 in das Vielzahn-Innenprofil 6 der Außenhülse 3 ein. Hierdurch wird auch im bzw. nach einem Crashfall mit entsprechender Komprimierung der Lenkwelle 1 noch eine Drehmomentübertragung entlang der Lenkwelle 1, und damit eine zumindest behelfsweise Lenkbarkeit des Fahrzeugs gewährleistet.
2 zeigt einen Teil des Drehmomentübertragungsabschnitts 4 der Lenkwelle 1 gemäß 1 in einer vergrößerten Ausschnittsdarstellung. Man erkennt zunächst wieder die Innenwelle 2 sowie die Außenhülse 3 als die beiden wesentlichen Bestandteile der teleskopierbaren Lenkwelle 1. Ferner erkennbar wird die auf der Innenwelle 2 angeordnete Außenverzahnung 5, ebenso wie die in der Außenhülse 3 angeordnete Innenverzahnung 6.
Innenverzahnung 5 und Außenverzahnung 6 sind dabei so ausgebildet, dass zwischen Innenverzahnung 5 und Außenverzahnung 6 ein Spaltbereich gebildet ist. In dem Spaltbereich zwischen Innenverzahnung 5 und Außenverzahnung 6 ist dabei erfindungsgemäß zunächst einmal eine Elastomerlage 11 angeordnet, die die Entkopplung bzw. Schwingungsdämpfung zwischen Außenwelle 2 und Innenhülse 3 gewährleistet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Elastomerlage 11 auf den Außenvielzahn 5 der Welle 2 aufvulkanisiert, so dass sich eine feste Verbindung zwischen Außenvielzahn 5 und Elastomerlage 11 ergibt.
Auf der Elastomerlage 11 ist ferner eine Gleitschicht 12 angeordnet, die in 2 zur besseren Erkennbarkeit der Elastomerlage 11 teilweise weggeschnitten dargestellt ist. Die Gleitschicht 12 besteht beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer thermoplastischen Beschichtung bzw. Umspritzung der Elastomerlage 11. Dies bedeutet, dass die Gleitschicht 12 fest mit der Elastomerlage 11 verbunden ist, während die Oberfläche der Innenverzahnung 6 der Außenhülse 3 axial auf der glatten Außenoberfläche der Gleitschicht 12 abgleiten kann. Auf diese Weise ergibt sich einerseits die erforderliche sichere Drehmomentübertragung zwischen Außenhülse 3 und Innenwelle 2, bei gleichzeitiger schwingungsmäßiger Entkopplung von Hülse 3 und Welle 2, und andererseits die leichtgängige axiale Verschieblichkeit zwischen Hülse 3 und Welle 2.
In 2 ferner wieder erkennbar sind die beiden auf der Welle 2 - in deren nicht mit dem Vielzahn-Außenprofil 5 versehenen Bereich - angeordneten Mitnehmervorsprünge 10. Die Mitnehmervorsprünge 10 weisen im Querschnitt durch die Welle 2 ähnliche Abmessungen wie ein Zahn des Vielzahnprofils 5 der Welle 2 auf. Wird die Welle - insbesondere im Crashfall - über ihren eigentlichen Verstellbereich hinaus komprimiert bzw. zusammengeschoben, so kann es in Abhängigkeit der axialen Längen 4 bzw. 7 von Wellen-Außenverzahnung 5 bzw. Hülsen-Innenverzahnung 6 (vgl. 1) dazu kommen, dass Wellenverzahnung 5 und Hülsenverzahnung 6 außer Eingriff geraten.
In diesem Fall wäre somit die Drehmomentübertragung durch die Lenkwelle 1 unterbrochen und eine Lenkbarkeit des Fahrzeugs nicht mehr gegeben. Die Aufgabe der Mitnehmervorsprünge 10 (vgl. auch 1) besteht somit darin, die Unterbrechung der Drehmomentübertragung durch die Lenkwelle 1 bei einer starken axialen Kompression der Lenkwelle 1 zu verhindern dadurch, dass die Mitnehmervorsprünge 10 in diesem Fall die Aufgabe der Außenverzahnung 5 der Welle 2 übernehmen, indem die Mitnehmervorsprünge 10 in die Innenverzahnung 6 der Außenhülse 3 eingreifen.
3 zeigt einen Querschnitt durch die Lenkwelle 1 in demjenigen Teil des Drehmomentübertragungsabschnitts 4 (vgl. 1), in dem Innenwelle 2 und Außenhülse 3 einander überlappen. Man erkennt wieder die Innenwelle 2 und die Außenhülse 1, ferner die Außenverzahnung 5 der Innenwelle 2 bzw. die Innenverzahnung 6 der Außenhülse 3, sowie die auf der Welle 2 angeordnete Elastomerlage 11 und die auf der Elastomerlage 11 angebrachte Gleitschicht 12.
In der Querschnittsdarstellung gemäß 3 wird anhand der punktierten Hilfslinien zudem ersichtlich, dass die Außenverzahnung 5 der Innenwelle 2 und die Innenverzahnung 6 der Außenhülse 3 - auch ohne Berücksichtigung der Elastomerlage 11 sowie der Gleitschicht 12 - eine geometrische, also metallische Überdeckung T aufweisen. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass der Innendurchmesser 13 am Zahnkopf der Innenverzahnung 6 in der Hülse 3 kleiner ist als der Außendurchmesser 14 am Zahnkopf der Außenverzahnung 5 an der Welle 2. Zur Verdeutlichung sind Innendurchmesser 13 der Innenverzahnung 6 bzw. Außendurchmesser 14 der Au-ßenverzahnung 5 in 3 jeweils mittels punktierter Linien 13 bzw. 14 angedeutet.
Auf diese Weise ist auch bei einer etwaigen Überlastung oder bei einem Versagen der Elastomerlage 11 in jedem Fall sichergestellt, dass das Drehmoment zwischen Außenhülse 3 und Innenwelle 2 sicher und ohne Durchrutschen übertragen werden kann.
In 3 ferner erkennbar ist die auf die Elastomerlage 11 aufgebrachte Gleitschicht 12. Die Gleitschicht 12 ist - beispielsweise in Form einer Umspritzung - mit der Elastomerlage 11 verbunden, und bildet auf ihrer der Innenverzahnung 6 der Außenhülse 3 zugewandten Außenoberfläche eine glatte Gleitfläche, auf der die Außenhülse 3 in Axialrichtung der Lenkwelle 1 gleiten kann. Dies ermöglicht eine leichtgängige Längsverstellbarkeit der Lenkwelle 1, im Hinblick auf die leichte Einstellung der Lenkradposition gemäß der persönlichen Präferenzen oder der jeweiligen Körpergröße des Fahrers.
Im Ergebnis wird somit deutlich, dass mit der Erfindung eine teleskopierbare Lenkwelle geschaffen wird, die gegenüber dem Stand der Technik eine Anzahl maßgeblicher Vorteile aufweist. Insbesondere ermöglicht die Erfindung - mit einem Minimum an Bauraum- und Bauteilaufwand - eine Funktionsintegration der Drehmomentübertragung, der Längsverstellbarkeit ebenso wie der Schwingungsdämpfung des Lenkstrangs. Mit der Erfindung wird somit eine Reduktion der Bauteilanzahl und damit des Bauraumbedarfs ebenso wie der Bauteilmasse im Lenkstrang erreicht, und es werden dementsprechende Kostenreduktionspotenziale eröffnet.
Bezugszeichenliste

1: Lenkwelle
2: Innenwelle
3: Außenhülse
4: Drehmomentübertragungsabschnitt
5: Außenvielzahn
6: Innenvielzahn
7: Drehmomentübertragungsabschnitt
8: Lenkradaufnahme
9: glatter/zylindrischer Wellenbereich
10: Mitnahmevorsprung
11: Weichelastischer Werkstoff, Elastomerlage
12: Gleitschicht
13, 14: Zahnkopfradius

Claims

Axial längenveränderliche Lenkwelleneinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, die Lenkwelleneinrichtung (1) umfassend eine Innenwelle (2) mit einem prismatischen, im Querschnitt unrunden Drehmoment-Außenübertragungsabschnitt (4) sowie eine die Innenwelle (2) rotatorisch formschlüssig und teleskopierbar aufnehmende Außenhülse (3) mit einem zum Drehmoment Außenübertragungsabschnitt (4) der Innenwelle (2) formkorrespondierenden Drehmoment-Innenübertragungsabschnitt (7), und mit einem Spaltbereich zwischen den Oberflächen des Wellen-Drehmomentübertragungsabschnitts (4) und des Hülsen-Drehmomentübertragungsabschnitts (7), der eine weichelastische Werkstoffschicht (11) enthält, wobei die weichelastische Werkstoffschicht (11) lediglich mit einem der beiden Bauteile Innenwelle (2) oder Außenhülse (3) verbunden ist, und wobei zwischen der weichelastischen Werkstoffschicht (11) und dem Gegenbauteil eine Gleitschicht (12) als Auflage auf die weichelastische Werkstoffschicht (11) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem im Normalbetrieb der Lenkwelleneinrichtung freiliegenden Längsabschnitt (9) der Innenwelle (2) zumindest ein Mitnehmervorsprung (10) angeordnet ist, wobei der Mitnehmervorsprung (10) zum formschlüssigen Eingriff in die Innenverzahnung (6) der Außenhülse (3) im Fall der Überdeckung des Längsabschnitts (9) durch die Außenhülse (3) eingerichtet ist.
Lenkwelleneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (12) als thermoplastische Umspritzung der weichelastischen Werkstoffschicht (11) im Bereich deren Kontaktflächen mit dem Gegenbauteil ausgebildet ist.
Lenkwelleneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungsabschnitte (4, 7) von Innenwelle (2) und Außenhülse (3) als formkorrespondierende Vielzahnprofile (5, 6) ausgebildet sind.
Lenkwelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weichelastische Werkstoffschicht (11) einen kompressibel weichelastischen Werkstoff umfasst.
Lenkwelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weichelastische Werkstoffschicht (11) einen Werkstoff mit elastischer Hysterese umfasst.
Lenkwelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weichelastische Werkstoffschicht (11) als Beschichtung der Innenwelle (2) oder der Außenhülse (3) im Bereich des jeweiligen Drehmomentübertragungsabschnitts (4 bzw. 7) ausgebildet ist.
Lenkwelleneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die weichelastische Werkstoffschicht (11) im Bereich des Drehmomentübertragungsabschnitts (4) der Innenwelle (2) als thermoplastische Umspritzung oder aufvulkanisierte Elastomerlage ausgebildet ist.
Lenkwelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Querschnitten der Drehmomentübertragungsabschnitte (4, 7) von Innenwelle (2) und Außenhülse (3) eine rotatorisch formschlüssige Überdeckung (T) vorliegt.