DE102013010396A1

DE102013010396A1 - Steering spindle for vehicles, especially for commercial vehicles

Info

Publication number: DE102013010396A1
Application number: DE102013010396.7A
Authority: DE
Inventors: Jörg Hauhoff; Ralf Sedlmeier
Original assignee: Willi Elbe Gelenkwellen GmbH and Co KG
Current assignee: Willi Elbe Gelenkwellen GmbH and Co KG
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2014-12-18

Abstract

Die Lenkspindel ist insbesondere für Nutzfahrzeuge vorgesehen und hat ein Rohr, in dem eine Lenkwelle axial verschiebbar untergebracht ist. Sie greift mit Wälz/Gleitkörpern in Axialnuten in der Innenwand des Rohres ein. Um die Lenkspindel so auszubilden, dass das Verdrehspiel zwischen dem Wälz/Gleitkörper und der dazugehörigen Axialnut in konstruktiv einfacher Weise zumindest minimiert werden kann, sind das Rohr und die Lenkwelle in Umfangsrichtung gegeneinander verspannt. Dadurch wird ein ventuelles Verdrehspiel zwischen den Wälz/Gleitkörpern und den Axialnuten zuverlässig verhindert.The steering spindle is particularly intended for commercial vehicles and has a tube in which a steering shaft is accommodated in an axially displaceable manner. It engages with rolling / sliding elements in axial grooves in the inner wall of the pipe. In order to design the steering spindle in such a way that the torsional play between the rolling / sliding body and the associated axial groove can be at least minimized in a structurally simple manner, the tube and the steering shaft are braced against one another in the circumferential direction. This reliably prevents a valve torsional backlash between the rolling / sliding bodies and the axial grooves.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkspindel für Fahrzeuge, insbesondere für Nutzfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a steering spindle for vehicles, in particular for commercial vehicles, according to the preamble of claim 1.

Bei Nutzfahrzeugen haben die Lenkspindeln im Vergleich zu PKW-Lenkspindeln einen größeren Auszugsbereich. Er ist notwendig, da das Fahrerhaus des Nutzfahrzeuges federnd gelagert ist, so dass für die Lenkspindel ein entsprechender Längenausgleich erforderlich ist. Darüber hinaus ist der Verstellbereich der Lenksäulenverstellung zur ergonomischen Anpassung der Lenkradposition an den Fahrer größer als bei PKWs. Das Fahrerhaus eines Nutzfahrzeuges kann darüber hinaus gekippt werden, wobei die Lenkspindel teleskopiert. Die Lenkbewegungen des Lenkrades werden über die Lenkspindel auf das Lenkergetriebe übertragen. Die Lenkspindel überträgt das Lenkmoment über einen Rollenkäfig, der auf der Lenkwelle befestigt ist. Die Kugeln des Rollenkäfigs greifen in Axialnuten an der Innenwand des Rohres ein und minimieren Reibungseffekte und Verschleiß. Aufgrund unvermeidbarer Fertigungstoleranzen tritt allerdings ein Verdrehspiel zwischen den Kugeln des Rollenkäfigs und den Kugellaufbahnen in Form der Axialnuten auf. Ist das Verdrehspiel zu groß, beeinträchtigt dies das Lenkgefühl. Auch können dadurch Störgeräusche entstehen. Wird das Verdrehspiel zu klein eingestellt, dann entsteht das Problem der hohen Verschiebekräfte und des möglichen Verklemmens.In commercial vehicles, the steering spindles have a larger extension range compared to car steering spindles. It is necessary because the cab of the commercial vehicle is resiliently mounted, so that a corresponding length compensation is required for the steering shaft. In addition, the adjustment range of the steering column adjustment for ergonomic adjustment of the steering wheel position to the driver is greater than for cars. The cab of a commercial vehicle can also be tilted, the steering spindle telescoped. The steering movements of the steering wheel are transmitted via the steering shaft to the linkage. The steering shaft transmits the steering torque via a roller cage, which is mounted on the steering shaft. The balls of the roller cage engage in axial grooves on the inner wall of the tube and minimize frictional effects and wear. Due to unavoidable manufacturing tolerances, however, occurs a torsional backlash between the balls of the roller cage and the ball raceways in the form of axial grooves. If the torsional backlash is too big, it will affect the steering feel. This can also cause noise. If the backlash is set too small, then the problem of high displacement forces and possible jamming arises.

Kritisch ist die Geradeausfahrt unter kleinen wechselnden Lenkmomenten. Dabei ist das Verdrehspiel für den Fahrer besonders deutlich bemerkbar. Um das Verdrehspiel zu minimieren, werden Kugeln unterschiedlichen Durchmessers eingesetzt. Diese Vorgehensweise ist aber die Hauptursache für Qualitätsschwankungen.Critical is the straight ahead under small changing steering moments. The torsional backlash is particularly noticeable to the driver. To minimize the backlash, balls of different diameters are used. However, this procedure is the main cause of quality fluctuations.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Lenkspindel so auszubilden, dass das Verdrehspiel zwischen dem Wälz/Gleitkörper und der dazugehörigen Axialnut in konstruktiv einfacher Weise zumindest minimiert werden kann.The invention has the object of providing the generic steering spindle in such a way that the torsional backlash between the rolling / sliding and the associated axial groove can be minimized in a structurally simple manner at least.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Lenkspindel erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention in the generic steering spindle with the characterizing features of claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Lenkspindel sind das Rohr und die Lenkwelle in Umfangsrichtung gegeneinander verspannt. Dadurch wird ein eventuelles Verdrehspiel zwischen den Wälz/Gleitkörpern und den Axialnuten zuverlässig beseitigt. Dadurch wird das Lenkgefühl für den Fahrer nicht mehr nachteilig beeinflusst. Auch werden Störgeräusche, die aufgrund des Verdrehspieles bei den bekannten Lenkspindeln auftreten, vermieden. Es muss nicht mehr auf Fertigungstoleranzen bei den Wälz/Gleitkörpern geachtet werden, weil jegliches Verdrehspiel durch die in Umfangsrichtung wirkende Verspannung aufgehoben wird.In the steering spindle according to the invention, the tube and the steering shaft in the circumferential direction are braced against each other. As a result, any possible backlash between the rolling / sliding bodies and the axial grooves is reliably eliminated. As a result, the steering feel for the driver is no longer adversely affected. Also, noise that occurs due to the backlash in the known steering spindles, avoided. It is no longer necessary to pay attention to manufacturing tolerances in the rolling / sliding bodies, because any backlash is canceled by the acting in the circumferential direction of tension.

Zur Erzeugung der in Umfangsrichtung wirkenden Spannkraft dient wenigstens eine Verspannvorrichtung. Sie hat wenigstens einen Bauteil, der so elastisch verformt wird, dass die in Umfangsrichtung wirkende Spannkraft erzeugt wird.At least one clamping device is used to generate the clamping force acting in the circumferential direction. It has at least one component which is deformed so elastically that the clamping force acting in the circumferential direction is generated.

Vorteilhaft ist der Bauteil ein Verspannring, der mit einem Befestigungsteil fest verbunden ist. Vorzugsweise ist der Verspannring einstückig mit dem Befestigungsteil ausgebildet. Der Verspannring lässt sich über den Befestigungsteil einfach mit der Lenkspindel verbinden.Advantageously, the component is a Verspannring which is fixedly connected to a fastening part. Preferably, the bracing ring is formed integrally with the fastening part. The clamping ring can be easily connected to the steering spindle via the fastening part.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Verspannring wenigstens einen Eingriffsteil auf, der unter elastischer Verformung des Verspannringes und/oder des Befestigungsteiles an einem Anschlag des Rotors anliegt. Der Verspannring bzw. der Befestigungsteil werden um die Achse des Verspannringes bzw. des Befestigungsteiles elastisch verformt. Die dabei entstehende Rückstellkraft erzeugt die in Umfangsrichtung wirkende Spannkraft, mit der das Rohr und die Lenkwelle gegeneinander verspannt sind. Der Eingriffsteil verhindert im Zusammenwirken mit dem Anschlag, dass die elastische Verformung unbeabsichtigt aufgehoben wird.In an advantageous embodiment, the clamping ring has at least one engagement part, which rests on a stop of the rotor under elastic deformation of the Verspannringes and / or the fastening part. The Verspannring or the fastening part are elastically deformed about the axis of the Verspannringes or the fastening part. The resulting restoring force generates the circumferentially acting clamping force with which the tube and the steering shaft are braced against each other. The engagement member, in cooperation with the stop, prevents the elastic deformation from being inadvertently released.

Bevorzugt ist die Verspannvorrichtung drehfest mit der Lenkwelle verbunden.Preferably, the bracing device is rotatably connected to the steering shaft.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Lenkwelle eine in ihre Stirnseite mündende Aufnahme für den Befestigungsteil der Verspannvorrichtung. Der Befestigungsteil lässt sich einfach in die stirnseitige Aufnahme der Lenkwelle einsetzen und dort drehfest und axial fest befestigen. Die Befestigung ist so stark, dass ein unbeabsichtigtes Verdrehen des Befestigungsteils in der Aufnahme nicht zu befürchten ist.In an advantageous embodiment, the steering shaft has an opening into its front side receptacle for the fastening part of the bracing. The attachment part can be easily inserted into the frontal recording of the steering shaft and there rotatably and axially fixed. The attachment is so strong that unintentional twisting of the fastening part in the receptacle is not to be feared.

Der Eingriffsteil des Verspannringes greift vorteilhaft in eine axial verlaufende Nut in der Innenwand des Rohres ein. Der Eingriffsteil wird dann in der Nut gegen die Spannkraft abgestützt.The engagement part of the Verspannringes engages advantageously in an axially extending groove in the inner wall of the tube. The engagement member is then supported in the groove against the clamping force.

Eine besonders einfache Ausführungsform ergibt sich, wenn die axial verlaufende Nut, in die der Eingriffsteil eingreift, diejenige Axialnut ist, in die die Wälz/Gleitkörper eingreifen. Dann müssen in der Innenwand des Rohres keine zusätzlichen Axialnuten für den Eingriff der Eingriffsteile vorgesehen werden. Die Eingriffsteile sind, in Axialrichtung gesehen, in diesem Falle geringfügig winkelversetzt zu den Wälz/Gleitkörpern. Wenn der Eingriffsteil in die Axialnuten für die Wälz/Gleitkörper eingreifen kann, ist eine elastische Verformung des Verspannringes und/oder des Befestigungsteiles erforderlich, wodurch die in Umfangsrichtung wirkende Spannkraft erzeugt wird.A particularly simple embodiment results when the axially extending groove, in which engages the engagement part, that is the axial groove, in which engage the rolling / sliding body. Then no additional axial grooves for the engagement of the engaging parts must be provided in the inner wall of the tube. The engagement parts are, seen in the axial direction, in this case slightly angularly offset to the rolling / sliding bodies. If the engagement part can engage in the axial grooves for the rolling / sliding, is a elastic deformation of the Verspannringes and / or the fastening part required, whereby the force acting in the circumferential direction clamping force is generated.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Verspannvorrichtung anstelle des Verspannringes einen Spannteil aufweisen, der den Befestigungsteil radial durchsetzt. In diesem Falle besteht die Verspannvorrichtung aus zwei Bauteilen, die lediglich zusammengesteckt werden müssen.In another embodiment, the bracing device instead of the Verspannringes have a clamping part, which passes through the fastening part radially. In this case, the bracing device consists of two components, which only need to be put together.

Die freien Enden dieses Spannteiles liegen vorteilhaft unter einer in Umfangsrichtung wirkenden Kraft an einem Anschlag des Rohres an. Der Anschlag ist bevorzugt die Axialnut, in die die Wälz/Gleitkörper eingreifen. Die freien Enden des Spannteiles sorgen dafür, dass die in Umfangsrichtung wirkende Spannkraft aufrecht erhalten bleibt.The free ends of this clamping part are advantageous under a force acting in the circumferential direction of a stop of the tube. The stop is preferably the axial groove into which the rolling / sliding body engage. The free ends of the clamping part ensure that the force acting in the circumferential direction of the clamping force is maintained.

Da der Spannteil den Befestigungsteil radial durchsetzt, kann mit dem Spannteil der Befestigungsteil sehr einfach um seine Achse elastisch verformt werden, um die in Umfangsrichtung wirkende Spannkraft zu erzeugen.Since the clamping part passes through the fastening part radially, can be easily elastically deformed about its axis with the clamping part of the fastening part to produce the force acting in the circumferential direction clamping force.

Die freien Enden des Spannteiles liegen unter der Rückstellkraft des elastisch verformten Befestigungsteiles am Anschlag des Rohres an und gewährleisten damit, dass die Spannkraft während der Einsatzdauer an der Lenkspindel beibehalten bleibt.The free ends of the clamping part are under the restoring force of the elastically deformed fastening part on the stop of the tube and thus ensure that the clamping force is maintained during the period of use of the steering shaft.

Der Spannteil ist bei einer einfachen Ausführungsform lose in den Befestigungsteil eingesetzt.The clamping part is used in a simple embodiment loosely in the fastening part.

Die beschriebenen Verspannvorrichtungen lassen sich sehr einfach auch in bestehende Lenkspindelkonzepte integrieren, da die Verspannvorrichtungen mit ihrem Befestigungsteil lediglich die stirnseitige Aufnahme in der Lenkwelle benötigen. Diese stirnseitige Aufnahme lässt sich problemlos an den Lenkwellen vorsehen, so dass aufwendige Konstruktionsänderungen nicht erforderlich sind.The bracing devices described can be very easily integrated into existing steering spindle concepts, since the bracing with their attachment part only need the frontal recording in the steering shaft. This frontal recording can be easily provided on the steering shafts, so that complex design changes are not required.

Der Anmeldungsgegenstand ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch durch alle in den Zeichnungen und der Beschreibung offenbarten Angaben und Merkmale. Sie werden, auch wenn sie nicht Gegenstand der Ansprüche sind, als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.The subject of the application results not only from the subject matter of the individual claims, but also by all the information and features disclosed in the drawings and the description. They are, even if they are not the subject of the claims, claimed as essential to the invention, as far as they are new individually or in combination over the prior art.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Further features of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.

Die Erfindung wird anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to two embodiments shown in the drawings. Show it

1 in Ansicht eine erfindungsgemäße Lenkspindel, 1 in view a steering spindle according to the invention,

2 in vergrößerter Darstellung und im Schnitt ein Ende der Lenkspindel ohne Verspanneinrichtung, 2 in an enlarged view and in section one end of the steering spindle without bracing,

3 in einer Darstellung entsprechend 2 das Lenkspindelende mit einer ersten Ausführungsform einer Verspanneinrichtung, 3 in a representation accordingly 2 the steering spindle end with a first embodiment of a bracing device,

4 in einer Darstellung entsprechend 3 eine zweite Ausführungsform einer Verspanneinrichtung, 4 in a representation accordingly 3 a second embodiment of a bracing device,

5 in Ansicht die Verspanneinrichtung gemäß 3, 5 in view of the bracing according to 3 .

6 einen Axialschnitt durch die Verspanneinrichtung gemäß 5, 6 an axial section through the bracing according to 5 .

7 u. 8 in Darstellungen entsprechend den 5 und 6 eine dritte Ausführungsform der Verspanneinrichtung, 7 u. 8th in representations according to the 5 and 6 a third embodiment of the bracing device,

9 in Stirnansicht einen Befestigungsteil der zweiten Ausführungsform einer Verspanneinrichtung gemäß 4, 9 in front view of a fastening part of the second embodiment of a bracing according to 4 .

10 den Befestigungsteil gemäß 9 in Seitenansicht, 10 the fastening part according to 9 in side view,

11 eine Seitenansicht eines in den Befestigungsteil gemäß den 9 und 10 steckbaren Federstabes. 11 a side view of a in the fastening part according to the 9 and 10 pluggable spring rod.

12 eine Stirnansicht des Federstabes gemäß 11, 12 an end view of the spring bar according to 11 .

13 eine Draufsicht auf den Federstab gemäß 11. 13 a plan view of the spring rod according to 11 ,

Die Lenkspindel ist für Nutzfahrzeuge vorgesehen und hat ein Profilrohr 1, in dem eine Lenkwelle 2 gelagert ist. Die Lenkspindel verbindet das Lenkrad im Führerhaus des Nutzfahrzeuges mit einem Lenkgetriebe. Das Profilrohr 1 und die Lenkwelle 2 sind teleskopartig relativ zueinander axial verschiebbar. Das über das Profilrohr 1 ragende Ende der Lenkwelle 2 ist mit einem Kardangelenk 3 versehen. Das gegenüberliegende Ende des Profilrohres 1 hat ebenfalls ein Kardangelenk 4. Mittels der beiden Kardangelenke ist die Lenkspindel in bekannter Weise gelenkig mit dem Lenkrad sowie dem Lenkgetriebe verbunden.The steering spindle is intended for commercial vehicles and has a profile tube 1 in which a steering shaft 2 is stored. The steering shaft connects the steering wheel in the cab of the commercial vehicle with a steering gear. The profile tube 1 and the steering shaft 2 are telescopically axially displaceable relative to each other. That over the profile tube 1 projecting end of the steering shaft 2 is with a universal joint 3 Mistake. The opposite end of the profile tube 1 also has a universal joint 4 , By means of the two cardan joints, the steering shaft is pivotally connected in a known manner with the steering wheel and the steering gear.

Da die Lenkwelle 2 und das Profilrohr 1 teleskopartig angeordnet sind, wird die Lenkspindel beim Kippen des Fahrerhauses des Nutzfahrzeuges, bei der Höhenverstellung des Lenkrades oder bei federnden Bewegungen des Fahrerhauses entsprechend in der Länge verändert.Because the steering shaft 2 and the profile tube 1 are arranged telescopically, the steering shaft when tilting the cab of the commercial vehicle, in the height adjustment of the steering wheel or at springy movements of the cab changed accordingly in length.

Die Lenkwelle 2 hat ein verjüngtes Ende 2a (2) auf dem ein Rollenkä5 sitzt. Er hat wenigstens zwei axial verlaufende Reihen von Kugeln bzw. Rollen 6 (nachfolgend nur noch Rollen genannt), die im Ausführungsbeispiel diametral einander gegenüberliegend vorgesehen sind. Die Rollen 6 ragen radial über den Rollenkäfig 5 und liegen an der Innenwand 7 des Profilrohres 1 an. Der Außendurchmesser der Lenkwelle 2 ist kleiner als der Innendurchmesser des Profilrohres 1. Die Rollen 6 erlauben eine leichtgängige axiale Verschiebung von Profilrohr 1 und Lenkwelle 2 relativ zueinander in Achsrichtung. Der Rollenkäfig 5 sitzt drehfest auf dem Lenkwellenende 2a. Es ist mit diametral einander gegenüberliegenden Axialnuten 8 versehen, in die der Rollenkäfig 5 mit radial nach innen vorstehenden, axial verlaufenden Stegen 9 eingreift. Grundsätzlich reicht nur eine Axialnut und nur ein Steg aus. Durch den Rollenkäfig 5 und seine Rollen 6 werden Reibungseffekte und Verschleiß minimiert.The steering shaft 2 has a rejuvenated ending 2a ( 2 ) on the a rollenkä 5 sitting. He has at least two axially extending rows of balls or rollers 6 (hereinafter referred to only roles), which are provided diametrically opposite each other in the embodiment. The roles 6 project radially over the roller cage 5 and lie on the inner wall 7 of the profile tube 1 at. The outer diameter of the steering shaft 2 is smaller than the inner diameter of the profile tube 1 , The roles 6 allow a smooth axial displacement of profile tube 1 and steering shaft 2 relative to each other in the axial direction. The roll cage 5 sits torsionally fixed on the steering shaft end 2a , It is with diametrically opposed axial grooves 8th provided in the roll cage 5 with radially inwardly projecting, axially extending webs 9 intervenes. Basically, only one axial groove and only one bar is sufficient. Through the roller cage 5 and his roles 6 Friction effects and wear are minimized.

Um ein Verdrehspiel zwischen dem Profilrohr 1 und der Lenkwelle 2 zu vermeiden, zumindest aber um dieses Verdrehspiel so klein wie möglich zu halten, sind die Lenkwelle 2 und das Profilrohr 1 in Umfangsrichtung gegeneinander verspannt. Hierzu ist eine Verspannvorrichtung 10 vorgesehen. Sie hat einen Verspannring 11, der mit einem axialen Befestigungsteil 12 versehen ist. Vorteilhaft sind der Verspannring 11 und der Befestigungsteil 12 einstückig miteinander ausgebildet (5 und 6). Der Befestigungsteil 12 wird in eine stirnseitige Aufnahme 13 des Lenkwellenendes 2a eingesetzt (2). In der Aufnahme 13 wird der Befestigungsteil 12 in geeigneter Weise verdrehsicher befestigt. Der Verspannring 11 hat einen den Befestigungsteil 12 mit Abstand umgebenden zylindrischen Mantel 14. Zur Versteifung des Mantels 14 sind Stege 15 vorgesehen, die sich zwischen dem Befestigungsteil 12 und dem Mantel 14 erstrecken. Im Ausführungsbeispiel sind vier solcher Stege 15 vorgesehen, die jeweils in Winkelabständen von 90° angeordnet sind. Auf diese Weise erhält der Verspannring 11 eine ausreichend hohe Festigkeit. Die Stege 15 erstrecken sich nur über einen Teil der axialen Höhe des Mantels 14 (6). Die Stege 15, die vorteilhaft einstückig mit dem Mantel 14 und dem Befestigungsteil 12 ausgebildet sind, sind so angeordnet, dass ihre vom Befestigungsteil 12 abgewandten Stirnseiten 16 in einer gemeinsamen Radialebene des Verspannringes 11 liegen. Auch die ringförmige Stirnseite 17 des Mantels 14 liegt in derselben Radialebene wie die Stegstirnseiten 16.To a torsional play between the profile tube 1 and the steering shaft 2 To avoid, at least but to keep this torsional play as small as possible, are the steering shaft 2 and the profile tube 1 braced against each other in the circumferential direction. For this purpose, a bracing device 10 intended. She has a bracing ring 11 that with an axial attachment part 12 is provided. Advantageously, the Verspannring 11 and the fastening part 12 integrally formed with each other ( 5 and 6 ). The fastening part 12 is in a frontal recording 13 of the steering shaft end 2a used ( 2 ). In the recording 13 becomes the attachment part 12 secured in a suitable manner against rotation. The clamping ring 11 has a fixing part 12 by far surrounding cylindrical shell 14 , To stiffen the coat 14 are webs 15 provided, extending between the fastening part 12 and the coat 14 extend. In the embodiment, four such webs 15 provided, which are each arranged at angular intervals of 90 °. In this way, the Verspannring receives 11 a sufficiently high strength. The bridges 15 extend only over part of the axial height of the shell 14 ( 6 ). The bridges 15 which advantageously integrally with the jacket 14 and the fastening part 12 are formed, are arranged so that their from the fastening part 12 opposite end faces 16 in a common radial plane of the clamping ring 11 lie. Also the annular front side 17 of the coat 14 lies in the same radial plane as the web end faces 16 ,

Der Befestigungsteil 12 steht axial über das freie Ende des Mantels 14 so weit vor, dass der Befestigungsteil 12 ausreichend weit in die Aufnahme 13 der Lenkwelle 2 eingreifen kann. Der radiale Abstand zwischen dem Mantel 14 und dem Befestigungsteil 12 ist so groß, dass in montierter Lage das verjüngte Ende 2a der Lenkwelle 2 in den Ringraum zwischen dem Mantel 14 und dem Befestigungsteil 12 so weit eingreifen kann, bis die Stirnseite der Lenkwelle 2 an den Stegen 15 anliegt. Vorteilhaft ist der radiale Abstand zwischen dem Mantel 14 und dem Befestigungsteil 12 nur geringfügig größer als der Außendurchmesser des Lenkwellenendes 2a.The fastening part 12 is axially above the free end of the shell 14 so far in front of the attachment part 12 sufficiently far into the picture 13 the steering shaft 2 can intervene. The radial distance between the jacket 14 and the fastening part 12 is so big that in the mounted position the tapered end 2a the steering shaft 2 in the annulus between the mantle 14 and the fastening part 12 so far can intervene until the front of the steering shaft 2 at the jetties 15 is applied. Advantageously, the radial distance between the jacket 14 and the fastening part 12 only slightly larger than the outer diameter of the steering shaft end 2a ,

Der Verspannring 11 ist an wenigstens einer Außenseite, im Ausführungsbeispiel an zwei diametral aneinander gegenüberliegenden Bereichen außenseitig mit jeweils einem radial vorstehenden Führungssteg 18, 19 versehen (5). Sie erstrecken sich über die axiale Höhe des Mantels 14 (3) und greifen in axiale Nuten 20 in der Innenwand 7 des Profilrohres 1 ein. Die Führungsstege 18, 19 sind im Querschnitt abgerundet, so dass die Relativverschiebung zwischen dem Profilrohr 1 und der Lenkwelle 2 nicht beeinträchtigt wird. In die Nuten 20 greifen auch die Rollen 6 des Rollenkäfigs 5 ein.The clamping ring 11 is on at least one outer side, in the exemplary embodiment on two diametrically opposite areas on the outside, each with a radially projecting guide web 18 . 19 Mistake ( 5 ). They extend over the axial height of the shell 14 ( 3 ) and engage in axial grooves 20 in the inner wall 7 of the profile tube 1 one. The guide bars 18 . 19 are rounded in cross-section, so that the relative displacement between the profile tube 1 and the steering shaft 2 is not affected. In the grooves 20 also take the roles 6 of the roll cage 5 one.

Der Verspannring 11 ist so mit der Lenkwelle 2 fest verbunden, dass in montierter Lage (3) die Lenkwelle 2 in Umfangsrichtung gegenüber dem Profilrohr 1 verspannt ist. Infolge dieser in Umfangsrichtung wirkenden Spannkraft wird das Verdrehspiel zwischen den Rollen 6 und den Nuten 20 des Profilrohres 1 eliminiert. Aufgrund dieser Verspannung treten insbesondere bei Geradeausfahrt unter kleinen wechselnden Lenkmomenten keine Vibrationen des Lenkrades oder Lenkgeräusche auf. Der Verdrehwinkel zur Verspannung liegt vorteilhaft in einem Bereich zwischen etwa 5° und etwa 10°. Das Verspannmoment ist ausreichend hoch und liegt bei einer vorteilhaften Ausbildung im Bereich von 1 Nm.The clamping ring 11 is like that with the steering shaft 2 firmly connected that in mounted position ( 3 ) the steering shaft 2 in the circumferential direction relative to the profile tube 1 is tense. As a result of this acting in the circumferential direction clamping force is the torsional backlash between the rollers 6 and the grooves 20 of the profile tube 1 eliminated. Because of this tension, no vibrations of the steering wheel or steering noise occur, especially when driving straight ahead under small changing steering moments. The twist angle for clamping is advantageously in a range between about 5 ° and about 10 °. The bracing torque is sufficiently high and is in an advantageous embodiment in the range of 1 Nm.

Der Verspannring 11 mit dem Befestigungsteil 12 besteht aus einem dauerfesten wartungsfreien Material. In Betracht kommen entsprechende Kunststoffe, beispielsweise Polyamid. Aber auch Sintermaterialien, wie Sinterbronze, sind geeignet.The clamping ring 11 with the fastening part 12 consists of a durable, maintenance-free material. Suitable plastics, for example polyamide, come into consideration. But also sintered materials, such as sintered bronze, are suitable.

Der Verspannring 11 ist so an der Lenkwelle 2 befestigt, dass der Verspannring 11 gedreht werden muss, damit die Führungsstege 18, 19 in die Nuten 20 an der Innenwand 7 des Profilrohres 1 gelangen, in welche auch die Rollen 6 des Rollenkäfigs 5 eingreifen. Dadurch wird über die Lenkwelle 2 und den Rollenkäfig 5 eine in Umfangsrichtung wirkende Kraft ausgeübt, durch welche das Verdrehspiel zwischen den Rollen 6 und den als Kugellaufbahnen dienenden Nuten 20 aufgehoben wird. Da der Befestigungsteil 12 drehfest in der Aufnahme 13 des Lenkwellenendes 2a sitzt, ist eine elastische Verformung notwendig, damit die Führungsstege 18, 19 in die Nuten 20 eingreifen können. Die dadurch im Verspannring 11 beispielsweise im Befestigungsteil 12 entstehende Rückstellkraft drückt das Verdrehspiel zwischen den Rollen 6 und den Nuten 20 zuverlässig heraus. Die Führungsstege 18, 19 sowie die Axialnuten 20 sind so ausgebildet, dass die Führungsstege 18, 19 nicht aus den Nuten 20 herausgedreht werden können.The clamping ring 11 is so on the steering shaft 2 fastened that to the bracing ring 11 must be turned so the guide bars 18 . 19 into the grooves 20 on the inner wall 7 of the profile tube 1 into which also the roles 6 of the roll cage 5 intervention. This is done via the steering shaft 2 and the roll cage 5 exerted a force acting in the circumferential direction, by which the backlash between the rollers 6 and serving as ball raceways grooves 20 will be annulled. As the attachment part 12 rotatably in the recording 13 of the steering shaft end 2a Seated, an elastic deformation is necessary to allow the guide webs 18 . 19 into the grooves 20 can intervene. The result in Verspannring 11 for example, in the fastening part 12 resulting restoring force pushes the backlash between the roll 6 and the grooves 20 reliable out. The guide bars 18 . 19 as well as the axial grooves 20 are designed so that the guide webs 18 . 19 not from the grooves 20 can be turned out.

Während beim Ausführungsbeispiel nach den 5 und 6 der Verspannring 11 vier Stege 15 aufweist, hat der Verspannring 11 gemäß den 7 und 8 nur zwei Stege 15, die diametral einander gegenüberliegend angeordnet sind. Der Mantel 14 hat geringere axiale Höhe als der Mantel der vorigen Ausführungsform. Der zentrale Befestigungsteil 12 ragt darum weiter über den Mantel axial vor als beim vorigen Ausführungsbeispiel.While in the embodiment according to the 5 and 6 the clamping ring 11 four bridges 15 has, has the Verspannring 11 according to the 7 and 8th only two bars 15 which are arranged diametrically opposite each other. The coat 14 has lower axial height than the shell of the previous embodiment. The central fastening part 12 therefore continues to protrude axially over the jacket before than in the previous embodiment.

Im Übrigen ist diese Verspannvorrichtung 10 gleich ausgebildet wie die vorige Ausführungsform. Der Befestigungsteil 12 wird drehfest in der Aufnahme 13 des Lenkwellenendes 2a so befestigt, dass der Verspannring 11 durch elastische Verformung so weit verdreht werden muss, dass die Führungsstege 18, 19 in die Nuten 20 des Profilrohres 1 gelangen.Incidentally, this bracing device 10 the same design as the previous embodiment. The fastening part 12 is rotatably in the recording 13 of the steering shaft end 2a so fastened that the tensioning ring 11 must be rotated by elastic deformation so far that the guide webs 18 . 19 into the grooves 20 of the profile tube 1 reach.

Dadurch wird wiederum erreicht, dass das Profilrohr 1 und die Lenkwelle 2 in Umfangsrichtung gegeneinander verspannt sind, wodurch das Verdrehspiel zwischen den Rollen 6 und den Nuten 20 beseitigt wird.This in turn ensures that the profile tube 1 and the steering shaft 2 are clamped against each other in the circumferential direction, whereby the torsional backlash between the rollers 6 and the grooves 20 is eliminated.

Bei der Ausführungsform gemäß den 9 bis 13 sind der Verspannteil und der Befestigungsteil voneinander getrennte Teile. Der Befestigungsteil 12 hat einen diametralen Schlitz 21, der den Befestigungsteil 12 durchsetzt. Der Schlitz 21 wird durch zwei Schenkel 22, 23 begrenzt, die gleiche Länge und gleiche Querschnittsausbildung haben. Beide Schenkel 22, 23 haben eine teilzylindrische Mantelfläche 24, 25, die in der zylindrischen äußeren Mantelfläche 26 des Befestigungsteiles 12 liegt. Die einander zugewandten Innenseiten 27, 28 sind eben und liegen parallel zueinander sowie parallel zu einer Axialebene des Befestigungsteils 12. Die Schenkel 22, 23 schließen an ein kreisförmiges Kopfstück 29 an, das einstückig mit den Schenkeln 22, 23 ausgebildet ist. Die Stirnseite 30 des Kopfstückes 29 ist eben und liegt einer Radialebene des Befestigungsteiles 12.In the embodiment according to the 9 to 13 the clamping part and the fastening part are separate parts. The fastening part 12 has a diametrical slot 21 that the fastening part 12 interspersed. The slot 21 is through two thighs 22 . 23 limited, have the same length and same cross-sectional education. Both thighs 22 . 23 have a part-cylindrical lateral surface 24 . 25 located in the cylindrical outer surface 26 of the fastening part 12 lies. The facing insides 27 . 28 are flat and parallel to each other and parallel to an axial plane of the fastening part 12 , The thigh 22 . 23 close to a circular head 29 on, in one piece with the thighs 22 . 23 is trained. The front side 30 of the head piece 29 is flat and lies on a radial plane of the fastening part 12 ,

Der Befestigungsteil 12 wird mit seinen beiden Schenkeln 22, 23 in die Aufnahme 13 des Lenkwellenendes 2a eingesetzt und drehfest mit ihm verbunden.The fastening part 12 is with his two thighs 22 . 23 in the recording 13 of the steering shaft end 2a used and rotatably connected to him.

Anstelle des Verspannringes hat die Verspannvorrichtung 10 einen Federstab 31 (11 bis 13). Er wird in den Schlitz 21 des Befestigungsteiles 12 eingesetzt, bevor der Befestigungsteil 12 in der Aufnahme 13 des Lenkwellenendes 2a befestigt wird. Der Federstab 31 hat ein flaches Mittelstück 32, das im Schlitz 21 des Befestigungsteiles 12 sitzt und das einen viereckigen Umriss hat (13). Vom Mittelstück 32 stehen einander gegenüberliegend jeweils stumpfwinklig an den entsprechenden Rand 33, 34 des Mittelstückes anschließende Flügelteile 35, 36 ab. Im Hinblick auf eine gute Handhabung beim Spannvorgang stehen die Flügelteile 35, 36 vom Mittelstück 32 entgegengesetzt schräg ab (11). Die Flügelteile 35, 36 erstrecken sich parallel zueinander und verjüngen sich in ihrer Breite in Richtung auf ihr freies Ende.Instead of Verspannringes has the bracing 10 a spring bar 31 ( 11 to 13 ). He is in the slot 21 of the fastening part 12 used before the attachment part 12 in the recording 13 of the steering shaft end 2a is attached. The spring bar 31 has a flat centerpiece 32 that in the slot 21 of the fastening part 12 sits and that has a square outline ( 13 ). From the middle piece 32 are each opposite each obtuse at the corresponding edge 33 . 34 the middle piece subsequent wing parts 35 . 36 from. With regard to a good handling during the clamping process are the wing parts 35 . 36 from the middle piece 32 opposite obliquely from ( 11 ). The wing parts 35 . 36 extend parallel to each other and taper in width towards their free end.

Aufgrund der abgewinkelt verlaufenden Flügelteile 35, 36 kann der Federstab 31 nicht aus dem Schlitz 21 des Betätigungsteiles 21 seitlich herausrutschen. Es ist dadurch auch nicht erforderlich, den Federstab 31 fest mit dem Befestigungsteil 12 zu verbinden.Due to the angled running wing parts 35 . 36 can the spring bar 31 not out of the slot 21 of the operating part 21 slip out sideways. It is therefore not necessary, the spring rod 31 firmly with the fastening part 12 connect to.

Der Federstab 31 ist vorteilhaft einstückig ausgebildet. Zumindest die Dicke des Mittelstückes 32 entspricht der Breite des Schlitzes 21 des Befestigungsteiles 12, so dass der Federstab 31 mit den beiden Seitenflächen 37, 38 flächig an den Innenseiten 27, 28 der Schenkel 22, 23 des Befestigungsteiles 12 anliegt. Die Breite des Mittelstückes 32 entspricht der radialen Breite des Schlitzes 21, so dass das Mittelstück 32 seitlich nicht über das Befestigungsteil 12 vorsteht.The spring bar 31 is advantageously formed in one piece. At least the thickness of the middle piece 32 corresponds to the width of the slot 21 of the fastening part 12 so that the spring bar 31 with the two side surfaces 37 . 38 flat on the insides 27 . 28 the thigh 22 . 23 of the fastening part 12 is applied. The width of the middle piece 32 corresponds to the radial width of the slot 21 so that the middle piece 32 not on the side over the fastening part 12 protrudes.

Der Federstab 31 wird zunächst mit seinem Mittelstück 32 in den Schlitz 21 des Befestigungsteiles 12 so eingesetzt, dass er am Kopfstück 29 anliegt. Anschließend wird der Befestigungsteil 12 mit den Schenkeln 22, 23 in die Aufnahme 13 des Lenkwellenendes 2a eingesetzt und dort drehfest befestigt. Der Befestigungsteil 12 wird so weit in die Aufnahme 13 eingesetzt, dass der Federstab 31 an der Stirnseite des Lenkwellenendes 2a anliegt.The spring bar 31 is first with its centerpiece 32 in the slot 21 of the fastening part 12 so used that he at the head piece 29 is applied. Subsequently, the fastening part 12 with the thighs 22 . 23 in the recording 13 of the steering shaft end 2a used and secured there rotatably. The fastening part 12 gets so far into the recording 13 used that the spring bar 31 at the front of the steering shaft end 2a is applied.

Die freien Enden 39, 40 der Flügelteile 35, 36 sind so ausgebildet, dass sie in die Nuten 20 des Profilrohres 1 eingreifen können und gegen Herausdrehen aus diesen Nuten gesichert sind. Hierzu sind die freien Enden 39, 40 jeweils mit einer stetig gekrümmten Stirnseite 41, 42 versehen, die sich von einer Seite des Flügelteiles 35, 36 aus bis zur gegenüberliegenden Seite der Flügelteile erstreckt. Dort schließt die gekrümmte Stirnseite 41, 42 unter Bildung einer geraden Kante 43, 44 an die entsprechende Seite des Flügelteiles 35, 36 an. Die gekrümmten Stirnseiten 41, 42 gewährleisten, dass die Flügelteile 35, 36 mit ihren freien Enden 39, 40 zuverlässig in die Nuten 20 gelangen. Die geraden Kanten 43, 44 verhindern, dass die freien Enden 39, 40 aus den Nuten 20 durch Zurückdrehen frei kommen.The free ends 39 . 40 the wing parts 35 . 36 are designed to fit in the grooves 20 of the profile tube 1 can engage and are secured against unscrewing from these grooves. These are the free ends 39 . 40 each with a continuously curved end face 41 . 42 provided, extending from one side of the wing part 35 . 36 from extending to the opposite side of the wing parts. There the curved end closes 41 . 42 forming a straight edge 43 . 44 to the corresponding side of the wing part 35 . 36 at. The curved end faces 41 . 42 ensure that the wing parts 35 . 36 with their free ends 39 . 40 reliable in the grooves 20 reach. The straight edges 43 . 44 prevent the free ends 39 . 40 out of the grooves 20 free by turning back.

Die Verspannvorrichtung 10 wird wiederum am verjüngten Lenkwellenende 2a so befestigt, dass die freien Enden 39, 40 der Flügelteile 35, 36 erst dann in die Nuten 20 des Profilrohres 1 gelangen, wenn der Befestigungsteil 12 in Umfangsrichtung elastisch verformt wird. Dies ist in einfacher Weise dadurch möglich, dass mittels der radial über den Befestigungsteil 12 vorstehenden Flügelteile 35, 36 der Befestigungsteil 12 um seine Achse elastisch verformt wird. Die elastische Verformung wird, wie auch bei den vorigen Ausführungsbeispielen, so weit vorgenommen, bis freien Enden 39, 40 der Flügelteile 35, 36 in die Nuten 20 eingreifen. Aufgrund der elastischen Verformung wird entsprechend den vorigen Ausführungsbeispielen eine in Umfangsrichtung wirkende Verspannung zwischen dem Profilrohr 1 und der Lenkwelle 2 erreicht, wodurch ein eventuell vorhandenes Verdrehspiel zwischen den Rollen 6 und den zugehörigen Nuten 20 beseitigt wird.The bracing device 10 will turn on the tapered steering shaft end 2a so fastened that the free ends 39 . 40 the wing parts 35 . 36 only then in the grooves 20 of the profile tube 1 arrive when the attachment part 12 is deformed elastically in the circumferential direction. This is possible in a simple manner by means of the radial over the fastening part 12 protruding wing parts 35 . 36 the fastening part 12 is elastically deformed about its axis. The elastic deformation is made, as in the previous embodiments, so far, to free ends 39 . 40 the wing parts 35 . 36 into the grooves 20 intervention. Due to the elastic deformation is acting according to the previous embodiments, a circumferentially acting tension between the profile tube 1 and the steering shaft 2 achieved, whereby any existing backlash between the rollers 6 and the associated grooves 20 is eliminated.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen greifen die Führungsstege 18, 19 beziehungsweise die freien Enden 39, 40 des Verspannringes 11 beziehungsweise der Flügelteile 35, 36 in dieselben Nuten 20 ein, in die auch die Rollen 6 des Rollenkäfigs 5 eingreifen. Die Verspannung in Umfangsrichtung kann aber auch dann erreicht werden, wenn für den Eingriff der Führungsstege 18, 19 beziehungsweise der Flügelteile 35, 36 eigene Nuten in der Innenwand 7 des Profilrohres 1 vorgesehen sind.In the described embodiments, the guide webs engage 18 . 19 or the free ends 39 . 40 of the clamping ring 11 or the wing parts 35 . 36 in the same grooves 20 one, in which also the roles 6 of the roll cage 5 intervention. The tension in the circumferential direction but can also be achieved if for the engagement of the guide webs 18 . 19 or the wing parts 35 . 36 own grooves in the inner wall 7 of the profile tube 1 are provided.

Claims

Steering spindle for vehicles, in particular for commercial vehicles, with a tube in which a steering shaft is axially displaceable, which engages with rolling / sliding bodies in axial grooves in the inner wall of the tube, characterized in that the tube ( 1 ) and the steering shaft ( 2 ) are braced against each other in the circumferential direction.

Steering spindle according to claim 1, characterized in that for generating the clamping force at least one bracing device ( 10 ) is provided, which by an elastic deformation of at least one component ( 11 . 12 ) generates the circumferentially acting clamping force.

Steering spindle according to claim 2, characterized in that the component ( 11 . 12 ) a clamping ring ( 11 ), which with a fastening part ( 12 ), preferably integrally formed with it.

Steering spindle according to claim 3, characterized in that the Verspannring ( 11 ) at least one engaging part ( 18 . 19 ), which under elastic deformation of the Verspannringes ( 11 ) and / or the fastening part ( 12 ) about the axis of the Verspannringes ( 11 ) or the fastening part ( 12 ) at a stop of the pipe ( 1 ) is present.

Steering spindle according to one of claims 2 to 4, characterized in that the bracing device ( 10 ) rotatably with the steering shaft ( 2 ) connected is.

Steering spindle according to one of claims 2 to 5, characterized in that the steering shaft ( 2 ) an opening into its front side ( 13 ) for the fastening part ( 12 ) of the bracing device ( 10 ) having.

Steering spindle according to one of claims 4 to 6, characterized in that the engagement part ( 18 . 19 ) in an axially extending groove ( 20 ) in the inner wall 7 of the pipe ( 1 ) intervenes.

Steering spindle according to claim 7, characterized in that the axially extending groove ( 20 ) the axial groove for the rolling / sliding body ( 6 ).

Steering spindle according to one of claims 2 and 5 to 8, characterized in that the bracing device ( 10 ) a clamping part ( 31 ), the fastening part ( 12 ) penetrated radially.

Steering spindle according to claim 9, characterized in that the free ends ( 39 . 40 ) of the clamping part ( 31 ) under a circumferential force on the stop of the tube ( 1 ) issue.

Steering spindle according to claim 9 or 10, characterized in that with the clamping part ( 31 ) the fastening part ( 12 ) is elastically deformed about its axis.

Steering spindle according to claim 11, characterized in that the free ends ( 39 . 40 ) of the clamping part ( 31 ) under the restoring force of the elastically deformed fastening part ( 12 ) abut against the stop.

Steering spindle according to one of claims 9 to 12, characterized in that the clamping part ( 31 ) loosely in the fastening part ( 12 ) is used.