DE1286420B - Elastische Kupplung fuer die Lenksaeule von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine ringförmige elastische Kupplung für die Lenksäule von Kraftfahrzeugen aus mindestens zwei durch Gummikörper verbundenen Metallbüchsen, wobei jeder Gummikörper eine radial zur Kupplung verlaufende, die Verdrehung der einzelnen Metallbüchsen gegeneinander beeinflussende Ausnehmung aufweist.

In Lenksäulen von Kraftfahrzeugen werden zwischen Lenkgetriebe und Lenkhandrad elastische Kupplungen eingebaut, welche der Dämpfung von Schwin- ίο gungen im Lenkgestänge dienen, die als Folge von Fahrbahnunebenheiten und der damit verbundenen Stöße auftreten. Hierzu ist es jedoch erforderlich, daß die elastische Kupplung bei geringer Drehbeanspruchung so weich wie möglich ausgelegt ist, um eine optimale Schwingungsdämpfung zu erreichen. Nach einem gegenseitigen Verdrehen der Kupplungsteile unter Last um etwa 5 Winkelgrad muß'die· Härte der Kupplung außerordentlich stark ansteigen. Bei einem Ausschlagwinkel von etwa 7 Grad soll eine nahezu starre Kupplungsverbindung zwischen beiden Lenksäulenteilen erzielt werden.

Die Drehelastizität und das Biegevermögen von elastischen Klauenkupplungen mit zwischen den Kupplungsklauen einvulkanisierten Gummikissen wurden bereits durch axial oder radial durch die Gummikissen verlaufende Durchbrechungen erhöht. Durch diese Maßnahme konnte aber keine Anpassung der Verdrehsteifigkeit an den jeweiligen Betriebszustand, insbesondere an den Ausschlagwinkel der Lenksäule, erreicht werden.

Es wurde bereits eine Lenksäulenkupplung vorgeschlagen, die aus einem äußeren und einem inneren Metallring besteht, wobei beide Metallringe in jeweils ' gegenüberliegenden Umfangsbereichen abgeflacht sind und der Raum zwischen beiden Metallteilen nahezu vollständig mit Gummiwerkstoff bzw. eingelegtem Metall ausgefüllt ist. Die Abflachungen dienen bei einer solchen Kupplungsausführung als Anschläge für eine maximal zulässige Winkelverdrehung innerhalb der Kupplung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Kupplungen mit mindestens zwei durch Gummikörper verbundenen Metallbüchsen durch entsprechende Formgebung der Gummikörper und Metallbüchsen eine Kennung zu erzielen, die eine zunächst relativ weiche Verdrehelastizität aufweist, um nach Erreichen des zulässigen Verdrehwinkels in eine verhältnismäßig harte Federung überzugehen, wobei eine direkte Berührung zweier benachbarter Metallbüchsen auf jeden Fall vermieden werden muß, da insbesondere bei Kurvenfahrten und den damit verbundenen starken Lenkradeinschlägen große Erschütterungen vom Lenkrad unbedingt ferngehalten werden müssen.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß durch die tangentiale Breite der Ausnehmungen im Gummikörper die Verdrehung auf maximal 7 Grad begrenzt ist, wobei die Metallbüchsen Ausprägungen parallel zu den Einschnürungen des Gummikörpers aufweisen.

Die durch die Gummikörper verlaufenden Ausnehmungen machen die Kupplung von der Ausgangslage ab sehr verdrehweich. Der maximale Ausschlagwinkel ist durch die tangentiale Breite der Ausnehmungen, insbesondere durch die Entfernung der Tiefpunkte der Einschnürungen voneinander, auf 7 Grad begrenzt. Von dem Augenblick an, in dem die Tiefpunkte durch die Druckbeanspruchung im Gummikörper aufeinanderstoßen, steigt die Verdrehsteifigkeit des Gummikörpers steil an. Die parallel zu den Einschnürungen der Ausnehmungen verlaufenden Ausprägungen der Metallbüchsen bewirken darüber hinaus einen zusätzlichen Anstieg der Verdrehsteifigkeit, so daß nach geringfügiger weiterer Zusammendrückung des die Metallbüchsen bedeckenden Gummiwerkstoffes die erforderliche Verdrehfestigkeit der Kupplung erreicht wird.

Die vorgeschlagene Gestaltung der Kupplung gestattet eine weich einsetzende und dann starr werdende Lenkung in weiten Grenzen, da neben der Größe der Ausnehmungen auch die Stärke der Gummilagen zwischen den Ausnehmungen und den benachbarten Metallbüchsen sowie die Anzahl der Gummilagen und Metallbüchsen den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden können.

Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt die Ansicht einer ringförmigen elastischenKupplungfürdieLenksäulevonKraftfahrzeugen.

Eine Kupplung 1 ,,besteh!-, aus, 4 Metallbüchsen 2, zwischen denen sich % 'Gummikörper 3 befinden, wobei die Teile 2 und 3, die auch fest verbunden sein können, beim Ausführungsbeispiel lose aufeinander liegen. Die Metallbüchsen;i2iweisen Bohrungen 4 auf zur Aufnahme von Befestigungsschrauben. In .jedem Gummikörper 3 ist eine Ausnehmung 5 vorgesehen, deren Außenumfang 6 mit größerem Radius halbkreisförmig gerundet ist als. ihr ebenfalls halbkreisförmiger Innenumfang 7. In der Mitte ihrer radialen Höhe ist die Ausnehmung 5 beiderseits gleichmäßig eingeschnürt. Die Metallbüchsen 2 weisen beiderseits Ausprägungen 8 auf, die parallel zu den Einschnürungen der Gummikörper 3 verlaufen.

Bei der Verdrehung der Kupplung sind drei Betriebszustände zu unterscheiden, die sanft ineinander übergehen. Im ersten Betriebszustand ist die Kupplung sehr weich, da.infolge der Ausnehmungen 5 keine Werkstoffe aufeinander stoßen. Wenn sich bei weiterer Verdrehung die Gummilagen beiderseits der Einschnürung berühren, setzt im zweiten Betriebszustand eine von der Weichheit des gewählten Gummis abhängige, größere Verdrehsteifigkeit ein, die innerhalb eines von der Fläche und Dicke dieser Gummilagen bestimmten Drehmomentenbereichs anwächst. Bei noch weiterer Verdrehung wird die Pressung des Gummis zwischen den Ausprägungen 8 im dritten Betriebszustand.s.o.siark, daß die Kupplung eine praktisch starre Verbindung schafft, die durch die verbleibende Gummizwischenlage jedoch weiterhin noch in gewissem Grad schwingungsdämpfend wirkt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Ringförmige elastische Kupplung für die Lenksäule von Kraftfahrzeugen aus mindestens zwei durch Gummikörper verbundenen Metallbüchsen, wobei jeder Gummikörper eine radial zur Kupplungsachse verlaufende die Verdrehung der einzelnen Metallbüchsen gegeneinander beeinflussende Ausnehmung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß durch die tangentiale Breite der Ausnehmung die Verdrehung auf maximal 7 Grad begrenzt ist, wobei die Metallbüchsen Ausprägungen parallel zu den Einschnürungen des Gummikörpers aufweisen.