DE102017125589A1

DE102017125589A1 - Baugruppe für die Lenksäule eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102017125589A1
Application number: DE102017125589.3A
Authority: DE
Inventors: Dirk Trapp; Malwin Dallmann-Dreßler
Original assignee: Henniges Automotive GmbH and Co KG
Current assignee: Henniges Automotive GmbH and Co KG
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2019-05-02

Abstract

Eine für die Lenksäule eines Fahrzeuges bestimmte Baugruppe hat wenigstens einen zwischen zwei Lenksäulenteilen (1, 2) angeordneten Schwingungsdämpfer (3). Dieser weist wenigstens ein äußeres Formteil (4) sowie ein über eine Elastomeraufhängung (5) im äußeren Formteil (4) frei aufgehängtes inneres Formteil (6) auf. Mit den Formteilen (4, 6) sind zwei Drehanschläge ausgebildet, mit denen elastische Verformungen der Elastomeraufhängung (5) in rotatorischen Drehrichtungen begrenzt sind. Außerdem sind mit den Lenksäulenteilen (1, 2) zwei Axialanschläge ausgebildet, mit denen die Elastomeraufhängung (5) zwischen den Lenksäulenteilen (1, 2) gesichert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für die Lenksäule eines Fahrzeuges, mit wenigstens einem zwischen zwei Lenksäulenteilen angeordneten Schwingungsdämpfer.
Bekannte Baugruppen dienen der Schwingungsdämpfung der vom Fahrwerk über die Lenksäule in das Lenkrad eines Fahrzeuges übertragenen Vibrationen und Schläge bei gleichzeitig uneingeschränkter Übertragung der für Lenkbewegungen erforderlichen Drehmomente. Ein für eine gattungsgemäße Baugruppe verwendbarer Schwingungsdämpfer ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2012 005 834 A1 bekannt. Das in dieser Offenlegungsschrift beschriebene Lenksäulendämpferelement ist aus einem Elastomer ausgebildet und zur Anordnung zwischen einer Außenwelle und einer koaxial darin aufgenommenen Innenwelle bestimmt. Zur Beeinflussung der Dämpfungseigenschaften weist das Lenksäulendämpferelement in axialen Richtungen verlaufende Durchgangs- und/oder Sacklöcher auf. Eine andere für die Lenksäule eines Fahrzeuges bestimmte Baugruppe ist aus der europäischen Patentschrift EP 2 882 631 B1 bekannt.
Da die Dämpfungseigenschaften von Elastomeren jedoch im Wesentlichen richtungsabhängig sind, haben in eine Lenksäule eingebaute Schwingungsdämpfer immer auch eine verringerte Torsionssteifigkeit zur Folge. Aus Gründen der Lenkbarkeit, insbesondere der Fahrsicherheit eines Fahrzeuges sollte die Torsionssteifigkeit jedoch möglichst groß sein.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Baugruppe der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, deren schwingungsdämpfende Eigenschaften maßgeblich verbessert sind, ohne dass damit die Torsionssteifigkeit verringert wird.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Baugruppe für die Lenksäule eines Fahrzeuges zeichnet sich dadurch aus, dass der Schwingungsdämpfer wenigstens ein äußeres Formteil sowie ein über eine Elastomeraufhängung im äußeren Formteil frei aufgehängtes inneres Formteil aufweist, und dass mit den Formteilen zwei Drehanschläge ausgebildet sind, mit denen elastische Verformungen der Elastomeraufhängung in rotatorischen Drehrichtungen begrenzt sind. Durch die freie Aufhängung des inneren Formteiles weist dieses im unbelasteten Zustand, das heißt bei Übertragung von kleineren Drehmomenten im normalen Fahrbetrieb, keinen direkten Kontakt mit dem äußeren Formteil auf. Auf diese Weise weist der Schwingungsdämpfer eine vorteilhaft hohe Dämpfungswirkung auf. Im belasteten Zustand der Lenksäule, das heißt bei Übertragung von Drehmomenten außerhalb eines durchschnittlichen Fahrbetriebes, beispielsweise im Gelände oder beim Einparken, werden die Formteile von den größeren Drehmomenten in einen ihrer Drehanschläge bewegt, so dass die Formteile dann vollständig torsionssteif in Anlage gebracht sind.
Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung sind mit den Lenksäulenteilen zwei Axialanschläge ausgebildet, mit denen die Elastomeraufhängung zwischen den Lenksäulenteilen gesichert ist. Der zwischen den Axialanschlägen ausgebildete Abstand stellt das Maß dar, um welches die Lenksäulenteile teleskopierbar sind. Die Teleskopierbarkeit der Lenksäulenteile ermöglicht neben Lenkradverstellungen auch eine erhöhte Betriebssicherheit unter mechanischer Gewalteinwirkung, insbesondere bei einem Unfall.
Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung weisen die Formteile jeweils eine mit einem der Lenksäulenteile kraftschlüssig zusammenwirkende Verzahnung zur Übertragung von Lenkkräften auf. Dabei kann die Verzahnung als Zahnkranz mit umlaufend angeordneten Zähnen oder als Nut-und-Feder-Verbindung mit Einzelzähnen ausgebildet sein. Unter der Verzahnung ist im Sinne der Erfindung jede Art eines kraftschlüssigen Ineinandergreifens von Mitnehmerstrukturen, wie beispielsweise Stiften, Klauen oder Zähnen, zu verstehen.
Ein besonders leistungsstarker Schwingungsdämpfer ist dadurch geschaffen, dass die Elastomeraufhängung als Mehrpunktaufhängung ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Mehrpunktaufhängung jedoch als 4-Punktaufhängung ausgebildet, welche eine rotationssymmetrische Anordnung der Aufhängungspunkte in wenigstens zwei am Schwingungsdämpfer beabstandet zueinander gelegenen Querschnittsebenen ermöglicht.
Um die schwingungsdämpfenden Eigenschaften der Baugruppe weiter zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass die Verzahnung wenigstens eines der Formteile eine Elastomerbeschichtung aufweist, wobei diese Elastomerbeschichtung und die Elastomeraufhängung dann einstückig ausgebildet sind. Die Elastomerbeschichtung ermöglicht insbesondere eine spielfreie und rutschfeste Aufnahme des Schwingungsdämpfers an einem oder in einem der Lenksäulenteile. Die Einstückigkeit ermöglicht hingegen vorteilhaft eine kostengünstige Herstellung der elastomeren Komponenten mit einem einzigen Spritzgussvorgang.
Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist der Schwingungsdämpfer spiegelverkehrt achssymmetrisch ausgebildet. Mit einer achssymmetrischen Ausbildung des Schwingungsdämpfers ist zuverlässig verhindert, dass Drehbewegungen der Lenksäule zum Auftreten von Unwuchten führen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

1: eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Baugruppe als Explosionsdarstellung im Vollschnitt;
2: eine Profilansicht eines Schwingungsdämpfers für die Baugruppe gemäß 1;
3: eine perspektivische Ansicht des Schwingungsdämpfers im Teilschnitt gemäß Linie D-D in 2; und
4: eine perspektivische Ansicht des Schwingungsdämpfers im 240°-Schnitt gemäß Linie E-E in 2.

Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Baugruppe für die Lenksäule eines Fahrzeuges mit einem als Schiebehülse ausgebildeten Lenksäulenteil 1, einem als Gabelkopf ausgebildeten Lenksäulenteil 2 sowie einem zwischen den Lenksäulenteilen 1, 2 angeordneten Schwingungsdämpfer 3. Der Schwingungsdämpfer 3 weist ein äußeres Formteil 4 sowie ein über eine Elastomeraufhängung 5 im äußeren Formteil 4 frei aufgehängtes inneres Formteil 6 auf. Mit den Formteilen 4, 6 sind zwei Drehanschläge ausgebildet, mit denen elastische Verformungen der Elastomeraufhängung 5 in rotatorischen Drehrichtungen begrenzt sind. Mit den Lenksäulenteilen 1 und 2 sind hingegen zwei Axialanschläge ausgebildet, mit denen die Elastomeraufhängung 5 zwischen den Lenksäulenteilen 1, 2 gesichert ist. Die Formteile 4, 6 weisen jeweils eine mit einem der Lenksäulenteile 1, 2 kraftschlüssig zusammenwirkende Verzahnung 7, 8 bzw. 9, 10 zur Übertragung von Lenkkräften auf. Während einer der beiden Axialanschläge zwischen den Stirnflächen 11 der äußeren Verzahnung 10 und den Stirnflächen 12 der inneren Verzahnung 8 ausgebildet ist, ist der zweite Axialanschlag zwischen einer am Lenksäulenteil 1 ausgebildeten Kegelfläche 13 und einer an einem Rollkragen 14 des Lenksäulenteils 2 ausgebildeten, noch unverformt dargestellten inneren Kragenfläche 15 ausgebildet.
Die 2 zeigt eine Profilansicht eines Schwingungsdämpfers für die Baugruppe gemäß 1. Aus dieser Profilansicht ist ersichtlich, dass einer der zwischen den Formteilen 4, 6 ausgebildeten Drehanschläge über die in den Kontaktstellen 16, 17 liegenden Kontaktflächen und der andere Drehanschlag über die in den Kontaktstellen 18, 19 liegenden Kontaktflächen herstellbar ist. Die Elastomeraufhängung 5 ist als 4-Punktaufhängung ausgebildet. Außerdem zeigt die 2, dass die Verzahnung 7 des äußeren Formteils 4 eine Elastomerbeschichtung 20 aufweist, und dass diese Elastomerbeschichtung 20 und die Elastomeraufhängung 5 einstückig ausgebildet sind. Der Schwingungsdämpfer weist eine spiegelverkehrt achssymmetrische Ausbildung um seine Vertikalachse herum auf.
Die 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Schwingungsdämpfers im Teilschnitt gemäß Linie D-D in 2. Diese Figur veranschaulicht die Ausbildung und Anordnung der als 4-Punktaufhängung ausgebildeten Elastomeraufhängung 5, welche das innere Formteil 6 in den Aufhängungspunkten an kleinen Haltelaschen 21, 22 elastisch festhält. Außerdem lässt die Ansicht eine wechselseitige Anordnug der Aufhängungspunkte erkennen, mit welcher das Ausformen aus einem Spritzgusswekzeug ermöglicht ist. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.
Die 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Schwingungsdämpfers im 240°-Schnitt gemäß Linie E-E in 2. Diese Ansicht macht deutlich, dass die Elastomerbeschichtung 20 und die Elastomeraufhängung 5 über Stege 23, 24 zu einem einzigen Elastomerteil einstückig miteinander verbunden sind. Gleiche Bauteile sind auch hier mit gleichen Bezugszahlen versehen.
Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012005834 A1 [0002]
EP 2882631 B1 [0002]

Claims

Baugruppe für die Lenksäule eines Fahrzeuges, mit wenigstens einem zwischen zwei Lenksäulenteilen angeordneten Schwingungsdämpfer, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsdämpfer (3) wenigstens ein äußeres Formteil (4) sowie ein über eine Elastomeraufhängung (5) im äußeren Formteil (4) frei aufgehängtes inneres Formteil (6) aufweist, und dass mit den Formteilen (4, 6) zwei Drehanschläge ausgebildet sind, mit denen elastische Verformungen der Elastomeraufhängung (5) in rotatorischen Drehrichtungen begrenzt sind.
Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Lenksäulenteilen (1, 2) zwei Axialanschläge ausgebildet sind, mit denen die Elastomeraufhängung (5) zwischen den Lenksäulenteilen (1, 2) gesichert ist.
Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile (4, 6) jeweils eine mit einem der Lenksäulenteile (1, 2) kraftschlüssig zusammenwirkende Verzahnung (7, 8, 9, 10) zur Übertragung von Lenkkräften aufweisen.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomeraufhängung (5) als eine Mehrpunktaufhängung ausgebildet ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (7) wenigstens eines der Formteile (4, 6) eine Elastomerbeschichtung (20) aufweist, und dass die Elastomerbeschichtung (20) und die Elastomeraufhängung (5) einstückig ausgebildet sind.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsdämpfer (3) spiegelverkehrt achssymmetrisch ausgebildet ist.