DE19504036C1 - Sicherheitslenkwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitslenkwelle, bei der Wellenteile mit Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 drehfest ineinandergreifen.

Eine solche Ausbildungsmerkmale aufweisende Sicherheitslenkwelle ist aus der DE-OS 16 05 963 bekannt. Bei dieser bekannten Ausbildung verbindet ein Axialkräfte übertragendes Sicherungsglied aus einem Abscherwerkstoff die Enden der Wellenteile, wobei dieser Abscherwerkstoff aus einer Kunststoffabspritzung besteht, die einerseits in Ausnehmungen am Außenumfang des inneren Wellenteils und andererseits in Ausnehmungen am Innenumfang des äußeren Wellenteils eingreifen.

Sicherheitssysteme in Lenkwellen haben die Aufgabe, Axialkräfte über ein vorbestimmtes Maß hinaus nicht mehr zu übertragen, so daß es an vorgegebener Stelle zu einem Bruch im Strang der Lenkwelle kommt. Vorzugsweise sind solche Sicherheitssysteme in einer Lenkwelle in einer Zwischenwelle zwischen dem Lenkgetriebe und dem Bodengelenk einer in der Neigung verstellbaren Lenksäule bzw. der Bodenbefestigung einer festen Lenksäule angeordnet. Bekannt sind außerdem praktisch ausgeführte, einfach teleskopische Zwischenwellen, bei denen ein Wellenteil axial an dem Gehäuse des Lenkgetriebes und das andere Wellenteil axial zum Bodengelenk einer verstellbaren Lenksäule bzw. zur festen Lenksäule festgelegt ist. Die beiden freien Enden der Wellenteile greifen teleskopisch ineinander ein und sind durch ein Axialkräfte übertragendes Sicherungsglied miteinander verbunden. Dazu dienen häufig Kunststoffabspritzungen bzw. Abspritzungen aus einem anderen verformbaren Abscherwerkstoff, wobei diese Abspritzungen einerseits in Ausnehmungen am Außenumfang des inneren Wellenteils und andererseits in Ausnehmungen am Innenumfang des äußeren Wellenteils eingreifen und letztere ganz oder wenigstens an einigen Stellen bis zur Außenmantelfläche des äußeren Wellenteils durchgeführt sind, um das Einspritzen des Abscherwerkstoffes zu ermöglichen. Insbesondere bei Zwischenwellen kurzer Baulänge ist mit bekannten Ausbildungen auch nur ein relativ kurzer axialer Verschiebeweg zwischen den beiden Wellenteilen möglich, wenn die vorher festgelegte Abscherkraft, beispielsweise im Falle eines Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit einem Hindernis, überschritten wird.

Zweifach teleskopierbare Lenkwellen sind zum Beispiel aus DE 37 39 781 A1 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ausbildung einer Sicherheitslenkwelle nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 zu schaffen, um eine erhebliche Vergrößerung des axialen Verschiebeweges der drehfest ineinandergreifenden Wellenteile zu erreichen und dabei ein sogenanntes Fail-Safe-Verhalten sicherzustellen, und um außerdem zu erreichen, daß das Sicherheitssystem der Lenkwelle auch in der Funktion erhalten bleibt, wenn es unbeabsichtigt zu einem Abscheren der die Wellenteile miteinander verbindenden Abspritzung kommt.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einer Ausbildung nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 1.

Bereits bei einer zweifach teleskopierbaren Lenkwelle kann eine erhebliche Verlängerung des sogenannten Crashweges erreicht werden, wobei die erfindungsgemäß vorgesehene Ausbildung sicherstellt, daß die Wellenteile in axialer Richtung auch nach dem Bruch des Abscherwerkstoffes nicht auseinanderfallen können, so daß ein Fail-Safe-Verhalten sichergestellt ist. Eine besondere Problematik stellt bei zweifach teleskopierbaren Lenkwellen das mittlere Wellenteil zwischen den beiden Endwellenteilen dar, welches ohne die erfindungsgemäße Ausbildung nach einem unbeabsichtigten Bruch der Abscherwerkstoffe axial von den Endwellenteilen heruntergleiten könnte, so daß es irgendwann zu einer Unterbrechung des Wellensystemes kommt. Dies wird dadurch verhindert, daß die jeweils inneren Wellenteile in eine radiale Erweiterung des jeweils zugehörigen äußeren Wellenteiles eingreifen, wobei der auf Abscherung im Falle des Überschreitens einer maximalen Axialkraft ausgelegte Querschnitt des Abscherwerkstoffes zwischen den beiden Wellenteilen ebenfalls im Bereich dieser Erweiterung, das heißt also, außerhalb des Außendurchmessers des jeweils inneren Wellenteiles, angeordnet ist.

In Anlehnung an bekannte Ausführungen können die ineinandergreifenden Wellenteile axial mit einem Abstand voneinander mehrere Verbindungen durch Abscherwerkstoffe aufweisen, von denen eine im Bereich der inneren Erweiterung und eine im Bereich des kleinsten Innendurchmessers des äußeren Wellenteiles angeordnet ist.

Bei einer bevorzugten Ausbildung ist eine zwischen dem Lenkgetriebe und dem Bodengelenk einer in der Neigung verstellbaren Lenksäule angeordnete Lenkzwischenwelle zweifach teleskopierbar mit einem rohrförmigen Wellenteil zwischen einem axial an dem Lenkgetriebe festgelegten Wellenteil und einem axial an dem Bodengelenk der in der Neigung verstellbaren Lenksäule ausgebildet. Übertragbar sind die Erfindungsmerkmale auch auf Lenksäulen mit Lenkzwischenwellen, bei denen eine axial teleskopierbare Stufe in einer unteren Zwischenwelle zwischen dem Lenkgetriebe und dem Bodengelenk einer Lenksäule und die andere teleskopierbare Stufe unmittelbar in der Lenksäule ausgebildet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Zwischenwelle eines Kraftfahrzeuges zwischen dem Lenkgetriebe und dem unteren Ende einer Lenksäule, teilweise in Ansicht und teilweise in einer durch die Längsachse gelegten Schnittebene und

Fig. 2 eine im Maßstab gegenüber Fig. 1 vergrößerte Darstellung der Wellenteile untereinander in einer durch die Längsachse gelegten Schnitt­ ebene.

Die als Ausführungsbeispiel dargestellte Zwischenwelle ist am unteren Ende durch ein Kreuzgelenk 1 mit dem nicht dargestellten Lenkgetriebe verbunden. Das obere Ende der Zwischenwelle ist durch ein weiteres Kreuzgelenk 2 mit der Lenkwelle in einer ebenfalls nicht dargestellten Lenksäule verbunden. Die Zwischenwelle besteht aus drei Wellenteilen 3, 4 und 5, von denen das untere Wellenteil 3 mit dem einen Ende axial an dem Kreuzgelenk 1 und das obere Wellenteil 5 mit dem einen Ende axial an dem Kreuzgelenk 2 festgelegt ist. Die beiden anderen Enden der Wellenteile 3 und 5 sind durch ein rohrförmiges Zwischenteil 4 drehfest miteinander verbunden. Erreicht wird dies beispielsweise durch unrunde Querschnitte der einzelnen Wellenteile. Die Übertragung axialer Kräfte wird durch sogenannte Abspritzungen 6 erreicht, welche beispielsweise aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Abscherwerkstoff bestehen und einerseits in Ausnehmungen am Außenumfang des jeweils inneren Wellenteiles und andererseits in Ausnehmungen am Innenumfang des jeweils äußeren Wellenteiles eingreifen, wie es deutlicher aus der Fig. 2 hervorgeht. An einer oder auch an mehreren Stellen des Umfanges sind die Ausnehmungen des jeweils äußeren Wellenendes bis zu dessen Außenumfangsfläche durchgeführt, um den Abscherwerkstoff einbringen zu können. Das jeweils äußere Wellenende weist im Bereich des eingreifenden inneren Wellenendes eine sich radial ausdehnende Erweiterung 7 auf, wie sie in der Fig. 2 zu erkennen ist. Im Bereich dieser sich radial ausdehnenden Erweiterung 7 liegt auch der auf Abscherung ausgelegte Querschnitt des Abscherwerkstoffes in den Abspritzungen 6. Im Falle des Bruches des Abscherwerkstoffes in den innerhalb dieser Erweiterungen angeordneten Abspritzungen 6a verbleibt an dem jeweils inneren Wellenteil ein radial vorstehender Wulst, der nur im Bereich der radialen Erweiterung des jeweils äußeren Wellenteiles beweglich ist, so daß die Wellenteile axial nicht auseinanderfallen können. Es besteht eine Sicherung besonders des mittleren rohrförmigen Wellenteiles 4, so daß dieses gegen eine die axiale Unterbrechung der Zwischenwelle auslösende Verschiebung gesichert ist.

Bezugszeichenliste

1 Kreuzgelenk
2 Kreuzgelenk
3 Wellenteil
4 Wellenteil
5 Wellenteil
6 Abspritzung
6a Abspritzung
7 Erweiterung

Claims (3)

1. Sicherheitslenkwelle, bei der Wellenteile drehfest ineinandergreifen und durch eingespritzte, auf maximale Axialkräfte in der Lenkwelle ausgelegte Abscherwerkstoffe, die in Ausnehmungen am Außenumfang des inneren Wellenteiles und am Innenumfang des äußeren Wellenteiles gleichermaßen eingreifen, gegen axiale Verschiebung relativ zueinander gesichert sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine wenigstens zweifach teleskopierbare Welle vorgesehen ist, bei der wenigstens zwei Wellenteile (3, 5) axial durch ein Zwischenwellenteil (4) miteinander verbunden sind und die jeweils inneren Wellenteile in radiale Erweiterungen (7) des jeweils zugehörigen äußeren Wellenteiles einmünden und ein auf Abscherung ausgelegter Querschnitt des Abscherwerkstoffes zwischen beiden Wellenteilen im Bereich der Erweiterungen (7) angeordnet ist.

2. Sicherheitslenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergreifenden Wellenteile axial mit einem Abstand voneinander mehrere Verbindungen durch Abscherwerkstoffe (6) aufweisen, von denen eine Verbindung im Bereich der inneren Erweiterung (7) und eine im Bereich des kleinsten Innendurchmessers des äußeren Wellenteiles angeordnet ist.

3. Sicherheitslenkwelle nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen dem Lenkgetriebe und dem Bodengelenk einer in der Neigung verstellbaren Lenksäule angeordnete Lenkzwischenwelle zweifach teleskopierbar mit einem rohrförmigen Zwischenwellenteil (4) zwischen einem axial an dem Lenkgetriebe festgelegten Wellenteil und einem axial an dem Bodengelenk der in der Neigung verstellbaren Lenksäule festgelegten Wellenteil (5) ausgebildet ist.