DE19715744A1 - Teleskopwellen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Teleskopwellen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Teleskopwellen, deren neue Konstruktions-, Formgebungs- und Gestaltungsmerkmale die bei der Planung beabsichtigte Aufgabe mit größter Sicher­ heit und Wirksamkeit erfüllen.

Bei der spanischen Patentschrift P9202654 desselben Patent­ inhabers handelt es sich um eine speziell zum Aufbau von Lenk­ säulen von Kraftfahrzeugen bestimmte Teleskopwelle, die aus zwei Rohrelementen besteht, welche sich bei Drehung durch In­ einandergreifen zweier längsgerillter Bereiche aneinanderfügen, wobei eines ihrer Elemente mindestens einen auf das andere Element gerichteten Vorsprung aufweist, der als Anschlag für die Längsrippen der auf diesem Bereich vorgesehenen Rillen dient und die axiale Verschiebung eines Elements gegenüber dem anderen lediglich durch kontinuierliche Verformung zumindest einer dieser Rippen erlaubt.

Danach und gemäß dem spanischen Zusatzpatent P9300654 wurden Verbesserungen bezüglich des Hauptpatents offenbart, die in dem Vorsehen einer aus drei Teleskoprohrelementen von rundem Quer­ schnitt gebildeten Welle bestehen, auf deren Kontaktflächen eine Folge von ineinandergreifenden Längs- oder Zahnrillen angeordnet ist, wobei zwischen einem der Endelemente und dem Zwischenelement eine gewisse Reibung und zwischen diesem Element und dem anderen Element ein Deformationssystem vor­ gesehen ist, das zumindest aus einer Verformung eines dieser Elemente besteht, welches als Anschlag zumindest für eine der der Zahnung des anderen entsprechenden Längsrippen dient.

Schließlich wurde das spanische Hauptpatent durch ein zweites Zusatzpatent P9500177 in dem Sinne verbessert, daß eines der genannten Elemente koaxial zum Lenkrad angeordnet und an diesem befestigt ist, während das andere Element an der Hauptlenk­ stange befestigt ist und diese axial verlängert.

Desgleichen wurde im spanischen Hauptpatent P9202654 vorge­ sehen, daß die axialen Bewegungen des ersten Elements bezüglich des zweiten durch zwei mittels eines eine gewisse Elastizität aufweisenden Materials geformte Elemente geführt werden, wobei besonders Geräusche und Vibrationen vermieden werden sollen und eines der Elemente eventuell dazu genutzt werden könnte, ein Anschlagsystem in nur einer Richtung zu schaffen, was die Möglichkeit des Zerlegens des Teleskopsystems ausschloß. Das erste dieser Elemente bestand aus einem Ring oder einer Muffe, welcher bzw. welche an eine aufgeweitete, am äußeren aufnehmen­ den Element vorgesehene Mündung angepaßt und befestigt wurde.

Das innere aufgenommene Element paßte ins Innere dieses Ringes bzw. dieser Muffe und konnte sich bezüglich diesem bzw. dieser verschieben. Und das zweite der genannten Elemente bestand aus einer direkt über das Ende des inneren Elements 1 geformten Kunststoffummantelung, oder wurde eventuell in dieses durch irgendein anderes System eingefügt, auf dem das äußere auf­ nehmende Element gleitet.

Diese Ummantelung wies auch äußere Längsrillen auf, wobei sich der gerillte Bereich ohne Unterbrechung verlängerte und somit fähig war, in den gerillten Bereich des aufnehmenden Elements einzugreifen. Schließlich wies diese Ummantelung Längsrillen auf, die dazu dienten, den freien Lauf der Vorsprünge zu er­ möglichen, so daß sich der Effekt der Geschwindigkeit durch diese Vorsprünge in Bezug auf die Rillen ausschließlich auf die metallischen Längsrippen auswirkte und nicht auf die diese verlängernden geformten Rippen.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist der vom Patentinhaber auf der Grundlage vorangegangener Anmeldungen geschaffene Stand der Technik dargestellt, in denen die Merkmale sowohl des aufneh­ menden Rohrelements 10 als auch des aufgenommenen Rohrelements 11 und ihr Kopplungssystem zu sehen sind.

Wie in Fig. 3 zu sehen, wies das aufgenommene Rohrelement 11 eine deutlich zylindrische Konfiguration auf, bei der an seiner Seitenfläche ein durch Rillen 14a gebildeter Randbereich und Rippen 14b vorgesehen waren, während in der Nähe seines Endes ein an sich gegenüberliegenden Bereichen des genannten auf­ genommenen Rohrelements 11 angeordneter Gleitbereich 15 vorhanden war.

Die spezielle Konfiguration des genannten Elements 11 erlaubte seine Ankopplung an ein aufnehmendes Rohrelement 10, siehe Fig. 2, welches an seinem inneren Randbereich auch eine Anordnung von Rillen und Rippen aufweist, deren Auslegung mit der des Rohrelements 11 übereinstimmte, wobei am Ende des aufnehmenden Rohrelements 10 eine Mündung 18 bzw. ein aufgeweiteter Bereich mit leicht größerem Durchmesser als demjenigen des aufnehmenden Rohrelements 10 angeordnet war, um einen Ring oder eine Muffe 19 zwischen der genannten Mündung 18 des aufnehmenden Elements 10 und dem Endbereich des aufgenommenen Elements 11 einfügen zu können.

Die Anordnung eines Vorsprungs 13 am aufnehmenden Element, und/oder alternativ am aufgenommenen Element, erlaubte im Zusammenspiel mit dem aufgenommenen Rohrelement 11, daß im Falle einer Deformation ein Dämpfungsbereich vorhanden war, indem der Vorsprung 13 in den Gleitbereich 15 eindringt und, wenn ausreichende Kraft vorhanden sein sollte, sich der Vor­ sprung 13 durch die Rillen und Rippen 14a, 14b weiterbewegt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Vereinfachung des Aufbaus, der Herstellung und der Montage derartiger Teleskopwellen.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäßen Teleskopwellen mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der vorliegenden Erfindung wird all das zuvor bezüglich der Teleskopwellen nach dem Stand der Technik Diskutierte geändert, indem an einem der aufgenommenen Rohrelemente eine Nut geringer Tiefe ausgeführt ist, was die freie Bewegung des Höckers bzw. Vorsprungs in Längsrichtung in der Nut ermöglicht und, wenn der genannte Vorsprung die Enden der genannten Nut berührt, zu ei­ nem Halte- und/oder plastischen Verformungseffekt mit Energie­ absorption führt. Dieser Effekt ermöglicht es erstens, die Muffe oder den Ring zu beseitigen, die bzw. der durch den eigentlichen Vorsprung mit Nut ersetzt wird, während zweitens ein Deformationseffekt mit Energie- und Längenabsorption neben einer Angleichungsoption sowohl der Dehnung als auch der Zusammenpressung erreicht wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Um die genannten Effekte zu erreichen, wird im wesentlichen die äußere Konfiguration der Seitenfläche des männlichen Elements modifiziert, welches zu einem Rohrelement mit gerillter Seiten­ fläche und mit einem Längsgleitbereich wird, auf dem ein Kerb­ punkt vorgesehen ist, der mit einem am aufnehmenden Rohrelement vorgesehenen Vorsprungspunkt zusammenarbeitet, wobei ein Teil des genannten Gleitbereiches als aufnehmender gezahnter Bereich wirkt und in einem Haltepunkt endet, ab dem sich bis zum Ende des genannten aufnehmenden Rohrelements ein Deformationsbereich mit Energieabsorption erstreckt.

Am gegenüberliegenden Ende des genannten Deformationsbereichs erstreckt sich ein weiterer Bereich, ebenfalls der Deformation, jedoch der Deformation durch Dehnung, der die gleiche Länge wie der Bereich der Deformation durch Zusammenpressung besitzen kann.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Verlauf der nachfolgenden Beschreibung deutlich, die sich auf die dieser Schrift beigefügten Zeichnungen bezieht, in denen auf etwas schematische Weise die charakteristischen Details dargestellt sind. Diese Details gelten nur als Beispiel einer möglichen praktischen Ausführung, die aber nicht auf die hier dargelegten Einzelheiten beschränkt ist, und deshalb ist diese Beschreibung aus veranschaulichender Sicht und ohne Beschränkungen jeglicher Art zu betrachten.

Nachfolgend sind die verschiedenen Elemente, die in den dieser Schrift beigefügten Zeichnungen mit Bezugszeichen versehen sind, aufgeführt: 10 aufnehmendes Rohrelement, 11 aufgenommenes Rohrelement, 12 Gabel, 12a Befestigungsaugen, 13 Vorsprung, 14 Randbereich, 14a Rillen, 14b Rippen, 15 Gleitbereich, 16 Halte­ punkt, 17 Deformationsbereich, 18 Mündung, 19 Ring, 20 aufneh­ mende Rippen, 21 Kerbpunkt, 22 Haltepunkt, 23 Grenzpunkt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Teilansicht in Achsrichtung des Teleskopteils der Teleskopwelle, die Gegenstand des Patents P9202654(0) ist;

Fig. 2 eine Einzelteilzeichnung desselben Ringabschnitts in Achsrichtung und geschnitten;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Endes des aufnehmenden Elements des Teleskopsystems;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht der Teleskopwelle, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 5 eine Teilansicht zweier Funktions- und Ausführungs­ möglichkeiten der Erfindung der hier beschriebenen Teleskop­ welle;

Fig. 6 ein vergrößerter Längsschnitt der Haltepunkte der hier beschriebenen Teleskopwelle in Achsrichtung.

Die Unterschiede zwischen der erfindungsgemäßen Teleskopwelle und der Teleskopwelle nach dem Stand der Technik bestehen bei den Ausführungsformen nach den Fig. 4, 5 und 6 darin, daß am Randbereich 14 des aufgenommenen Elements 11 Rillen 14a und Rippen 14b vorgesehen sind, welche längs durch einen Gleit­ bereich 15 unterbrochen sind, der bei einer der Ausführungs­ formen in der Nähe der Gabel 12 endet, während er alternativ am Ende eines der Enden der genannten Gabel 12 abschließen kann.

Wie in Fig. 6 zu sehen, ist am aufgenommenen Element 11 ein Gleitbereich 15 mit zwei unterschiedlichen Bereichen in der Achsrichtung vorgesehen, der erste davon mit Radius r1 und der zweite mit Radius r2, ebenso sind am genannten Gleitbereich Endhaltepunkte 16 und 22 angeordnet.

Auch in Fig. 6 ist in Teilansicht die Wand des aufnehmenden Rohrelements 10 zu sehen, an dem auf bekannte Weise der Vor­ sprung 13 vorgesehen ist, der mit einem im Gleitbereich 15 angeordneten Kerbbereich oder Kerbpunkt 21 zusammenwirkt und verbunden ist.

Wenn der Benutzer durch irgendeinen Grund, wie Stoß oder ähn­ lichem, mit seinen Händen oder mit dem Körper auf das Lenkrad stößt, erlaubt das System eine Deformation durch zweiphasige Längenpressung, wobei in der ersten Phase nur Bewegung d1 und in der zweiten Phase Energie d2 absorbiert wird und in dieser der Haltepunkt 16 von einem der Enden des aufnehmenden Rohr­ elements 10 überschritten wird, indem es nach rechts vordringt, während sich das aufgenommene Rohrelement 11 durch das Innere des aufnehmenden Rohrelements 10 nach links schiebt und in diesem Moment 16 die Strecke r1-r2 überwindet, während der Vorsprung 13 sich nach außerhalb des Kerbpunktes 21 bewegt, womit erreicht wird, daß auf der zurückgelegten Strecke d2 eine Summe von Beanspruchungen und Verformung stattfindet, in erster Linie diejenige des Endes des aufnehmenden Rohrelements 10 über die Rillen und Rippen 14a und 14b und die des Vorsprungs 13, ebenfalls über die sich im aufnehmenden gezahnten Bereich der aufnehmenden Rippen 20 befindlichen Rillen 14a und Rippen 14b.

Wie ebenso im rechten Teil von Fig. 6 zu sehen, wurde es die beschriebene Anordnung im Falle einer Deformation durch Dehnung auch erlauben, daß der Vorsprung 13, indem er sich nach links bewegt, in den Randbereich 14 eintritt und dabei die Rillen und Rippen 14a und 14b verformt, bis er an den Haltepunkt 22 ge­ langt.

Das heißt, daß zwischen dem Grenzpunkt 23 und dem Haltepunkt 22 Gleitbereiche (Deformationsbereiche) d1 und Bereiche der Defor­ mation durch Zusammenpressung d2 gebildet wurden.

Alternativ könnte, wie in Fig. 5 zu sehen, der Gleitbereich 15 an der eigentlichen Grenze des Bereichs enden, wo die Gabel entspringt, womit auf den Bereich der Deformation durch Energieabsorption 17 verzichtet würde.

Nach ausreichender Beschreibung der vorliegenden, mit den beigefügten Zeichnungen übereinstimmenden Erfindung wird verständlich, daß an derselben beliebige, für angebracht erachtete Detailänderungen vorgenommen werden können, sofern dies nicht den grundlegenden, in den folgenden Patentansprüchen zusammengefaßten Charakter der Erfindung verändert.

Claims (4)

1. Teleskopwellen, die aus einem aufnehmenden Rohrelement (10) gebildet sind, an dessen Endbereich sich eine Gabel (12) be­ findet, während das gegenüberliegende Ende eine Mündung (18) aufweist, während im Innern des aufnehmenden Rohrelements (10) ein aufgenommenes Rohrelement (11) angeordnet ist, dessen Ende eine Gabel (12) aufweist, wobei der Randbereich (14) des auf­ nehmenden Rohrelements (10) und des aufgenommenen Rohrelements (11) Rillen und Rippen (14a, 14b) aufweist, welche das Ver­ schieben des aufgenommenen Rohrelements (11) gegenüber dem aufnehmenden Rohrelement (10) und umgekehrt, erlauben, und in der Nähe eines der Enden des aufnehmenden Elements ein Vor­ sprung (13) angeordnet ist, der alternativ auch am aufgenom­ menen Rohrelement (11) angeordnet sein kann, welches sich im Falle einer Deformation durch einen an einem der Enden des aufgenommenen Rohrelements (11) angeordneten Bereich (15) schiebt, dadurch gekennzeichnet, daß im Randbereich (14) des aufgenommenen Rohrelements (11) eine Nut vorgesehen ist, die durch einen Rand- und Gleitbereich (15) mit Radius r1 gebildet ist, welcher sich in einen anderen Gleitbereich (15) mit Radius r2 erstreckt.

2. Teleskopwellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitbereich (15) an sich gegenüberliegenden Enden einen ersten Haltepunkt (22) und einen Grenzpunkt (23) aufweist, während sich im Bereich (15) mit Radius r2 ein dem Vorsprung (13) entsprechender Kerbpunkt (21) befindet.

3. Teleskopwellen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzpunkt (23) in der Nähe der Gabel (12) oder aber am Ausgangspunkt der genannten Gabel (12) vorgesehen ist.

4. Teleskopwellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Falle einer Deformation durch Zusammenpressung das aufnehmende Rohrelement (10) über das aufgenommene Rohrelement (11) schiebt und dabei eines der Enden des aufnehmenden Rohr­ elements (10) über den zweiten Haltepunkt (16) hinaustritt und sich der Vorsprung (13) durch den aufnehmenden gezahnten Be­ reich oder die aufnehmenden Rippen (20) und anschließend über die restliche Länge des Gleitbereiches (15) schiebt.