DE19729688C2

DE19729688C2 - Means for mounting a steering wheel

Info

Publication number: DE19729688C2
Application number: DE1997129688
Authority: DE
Inventors: Tanja Hartmann; Udo Bieber
Original assignee: MST Automotive GmbH
Current assignee: MST Automotive GmbH
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 2000-12-21
Anticipated expiration: 2017-07-12
Also published as: DE19729688A1

Description

Die Erfindung betrifft Befestigungsmittel zum kraft- und formschlüssigen Montieren eines Lenkrades auf einer Lenksäule gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Befestigungsmittel sind aus der DE 295 18 638 U1 bekannt.The invention relates to fasteners for non-positive and positive mounting of a Steering wheel on a steering column according to the preamble of claim 1. Such Fasteners are known from DE 295 18 638 U1.

Zur Befestigung des Lenkrades auf der Lenksäule ist das obere Lenksäulenende üblicherweise mit einem Konusteil, einer Kerbverzahnung und einem Außengewinde versehen, wobei die Lenkradnabe ebenfalls ein Konusteil und eine Kerbverzahnung besitzt. Das Lenkrad wird in der richtigen Winkelstellung auf die Lenksäule aufgesetzt und danach mittels einer zentralen Mutter axial derartig gegen die Lenksäule verspannt, daß die kraftschlüssige Verbindung über die Konusteile ausreicht, um die normalerweise auftretenden Drehmomente übertragen zu können. Die Kerbverzahnung, d. h. die formschlüssige Übertragung des Drehmoments kommt nur zum tragen, wenn die kraftschlüssige Verbindung beispielsweise bei einem Unfall überlastet wird, oder wenn sich die selbsthemmende Axialverschraubung lösen sollte.The upper end of the steering column is usually used to attach the steering wheel to the steering column provided with a cone part, a serration and an external thread, the Steering wheel hub also has a cone part and a serration. The steering wheel is in the correct angular position placed on the steering column and then by means of a central Nut axially clamped against the steering column in such a way that the positive connection over the cone parts is sufficient to transmit the normally occurring torques can. The serration, i.e. H. the positive transmission of the torque comes only to be worn if the positive connection is overloaded, for example in the event of an accident or if the self-locking axial screw connection should come loose.

Da keine mit vertretbarem Aufwand montierbare, formschlüssige Verbindung zur Übertragung des Drehmoments vom Lenkrad auf die Lenksäule völlig spielfrei ausgelegt werden kann, und da dieses Spiel von den herstellungsbedingten Toleranzen überlagert wird, verläßt man sich zur spielfreien Drehmomentübertragung zwischen Lenkrad und Lenksäule nicht auf die formschlüssige Verbindungskomponente, sondern auf die kraftschlüssige, die für sich genommen jedoch auch nicht als ausreichend angenommen wird und deswegen durch die formschlüssige Komponente ergänzt werden muß.Since there is no form-fitting connection for transmission that can be assembled with reasonable effort of the torque from the steering wheel to the steering column can be designed completely without play, and since this game is overlaid by the manufacturing tolerances, you rely on backlash-free torque transmission between the steering wheel and steering column is not on the positive connection component, but on the non-positive, that for itself However, it is not assumed to be sufficient and therefore by the positive component must be added.

Die vorgenannte Befestigungsmethode setzt voraus, daß das Lenkrad im Bereich der Nabe von oben zugänglich ist, damit die Mutter auf die Lenksäule aufgeschraubt werden kann. Da immer mehr Fahrzeuge serienmäßig zumindest mit einem Fahrer-Airbag ausgestattet werden, der im Lenkrad untergebracht werden muß, kann das Airbag-Modul im allgemeinen erst nach der Befestigung des Lenkrades auf der Lenksäule montiert werden. Das ist nicht nur verhältnismäßig aufwendig, sondern auch fertigungstechnisch nicht unproblematisch, weil das Anbringen des Airbags nicht beim Hersteller der Lenkräder und Airbags, sondern erst in der Endmontage des Kraftfahrzeuges erfolgen kann. Außerdem ist man mehr und mehr bestrebt, die Lenkradummantelung möglichst einstückig herzustellen, wobei keine Möglichkeit besteht, das Lenkrad in der zuvor beschriebenen Weise auf der Lenksäule zu befestigen.The aforementioned fastening method assumes that the steering wheel in the area of the hub is accessible at the top so that the nut can be screwed onto the steering column. There always more vehicles are equipped as standard with at least one driver airbag, which in the Steering wheel must be accommodated, the airbag module can generally only after Fastening the steering wheel can be mounted on the steering column. It’s not just that relatively complex, but also not technically unproblematic, because that Attach the airbag not at the manufacturer of the steering wheels and airbags, but only in the Final assembly of the motor vehicle can take place. In addition, one is more and more striving to manufacture the steering wheel casing as one piece as possible, with no possibility attach the steering wheel to the steering column in the manner described above.

Bei der Befestigung des Lenkrads mit den aus der DE 295 18 638 U1 bekannten gattungsgemäßen Befestigungsmitteln besteht die Gefahr, daß sich das Verriegelungselement (Keil) durch Drehung um eine zur Lenksäule parallele Achse verkantet und deswegen nicht oder nur unter Aufwendung größerer Kräfte verschiebbar ist.When attaching the steering wheel with those known from DE 295 18 638 U1 generic fasteners there is a risk that the locking element (Wedge) tilted by rotation about an axis parallel to the steering column and therefore not or can only be moved using larger forces.

Es besteht somit die Aufgabe, Befestigungsmittel zum kraft- und formschlüssigen Montieren eines Lenkrades auf einer Lenksäule anzugeben, bei denen ein Verkanten des Keils weitestgehend ausgeschlossen ist.There is therefore the task of fastening means for non-positive and positive mounting Specify a steering wheel on a steering column where the wedge cant is largely excluded.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Nabe eine Führung für den Keil besitzt, daß im Keil ein Schraubgewinde ausgebildet und daß eine dazu passende Schraube vorgesehen ist, deren Kopf in der Nabe derartig geführt ist, daß die Schraube zwar um ihre Achse gedreht werden kann, in Achsrichtung - abgesehen von dem erforderlichen Arbeitsspiel - jedoch nicht verschiebbar ist.To solve this problem, the invention proposes that the hub be a guide has for the wedge that a screw thread is formed in the wedge and that a matching one Screw is provided, the head of which is guided in the hub such that the screw can be rotated about its axis, in the axial direction - apart from the required Working game - but is not movable.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Befestigungsmittel wird die Axialverspannung zur Ausbildung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen Lenkrad und Lenksäule mittels des radial verschieblichen Keils hergestellt, für dessen Bewegung kein Zugang von der Oberseite des Lenkrades her erforderlich ist. Das Befestigen und Lösen des Lenkrades kann von der Rückseite her erfolgen, indem der Keil radial auf die Lenksäule zu- oder von ihr weg bewegt wird. Damit steht die Oberseite des Lenkrades für die Anordnung des Airbags uneingeschränkt zur Verfügung, und es kann ohne weiteres auch eine zumindest auf der Oberseite einstückige Lenkradummantelung realisiert werden, wenn diese so ausgebildet ist, daß auch der Airbag von der Rückseite des Lenkrades her montiert werden kann.When using the fastening means according to the invention, the axial bracing becomes Formation of a positive connection between the steering wheel and steering column by means of made radially movable wedge, for the movement of which there is no access from the top the steering wheel is required. The steering wheel can be attached and detached from the Back side done by moving the wedge radially towards or away from the steering column becomes. This means that the top of the steering wheel is unrestricted for the arrangement of the airbag available, and it can also be a one-piece, at least on the top Steering wheel cover can be realized if this is designed so that the airbag from the back of the steering wheel can be mounted.

Vorteilhafte Abwandlungen und Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 beschrieben. Weitere Einzelheiten werden anhand des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:Advantageous modifications and refinements of the inventive concept are described in subclaims 2 to 9. Further details will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2. Show it:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch den Nabenbereich eines Lenkrades. Fig. 1 shows a vertical section through the hub area of a steering wheel.

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Nabenbereich des Lenkrades längs der Linie A-A in Fig. 1. Fig. 2 is a horizontal section through the hub area of the steering wheel along the line AA in FIG. 1.

In den Fig. 1 und 2 ist der Montagebereich von Lenksäule 1 und Nabe 5 eines Lenk rades dargestellt, wobei an der Lenksäule 1 nacheinander ein Axialanschlag 2, eine Ra dialsicherung 3 und eine nutartige Ausnehmung 4 vorgesehen sind. Die Nabe 5 des Lenkrades weist einen im Querschnitt auf die Radialsicherung 3 abgestimmten Durch gang 6 mit Anschlagsrand 7 sowie einen in einer Führung der Nabe 5 radial zur Lenksäu lenachse vor und zurück verschieblichen, in der Ausnehmung 4 festklemmbaren Keil 8 auf. Dieser Keil 8 wird mittels einer von der Rückseite des Lenkrades zugänglichen Schraube 9 in der Führung verschoben, wenn die Schraube 9 gedreht wird, wobei deren Kopf 10 in der Nabe 5 derartig geführt ist, daß sie zwar um ihre Achse gedreht werden kann, in Achsrichtung jedoch - abgesehen von dem erforderlichen Arbeitsspiel - nicht verschiebbar ist. Auf diese Weise kann der Keil 8 durch Drehen der Schraube 9 zwangsweise auf die Lenksäule 1 zu bzw. von ihr weg bewegt werden. Durch Eingreifen des Keils 8 in die nutartige Ausnehmung 4 wird dabei eine Axialverspannung zwischen der Nabe 5 und der Lenksäule 1 und somit auch eine kraftschlüssige Verbindung zwi schen Lenkrad und Lenksäule 1 hergestellt. Über diese kraftschlüssige Verbindung wer den unter normalen Bedingungen sämtliche Axialkräfte und Drehmomente zwischen Lenkrad und Lenksäule 1 übertragen. Der zusätzlich vorgesehene, formschlüssige Ein griff zwischen der Radialsicherung 3 und dem darauf abgestimmten Durchgang 6, der stets mit einem konstruktiv und fertigungstechnisch bedingten Spiel behaftet ist, ist si cherheitstechnisch erforderlich, kommt aber nur zum Einsatz, falls die kraftschlüssige Verbindung ausnahmsweise überfordert ist. In Figs. 1 and 2, the mounting portion of the steering column 1 and the hub of a steering wheel 5 is shown being provided on the steering column 1, an axial stop in succession 2, a Ra dialsicherung 3 and a groove-like recess 4. The hub 5 of the steering wheel has a cross-section matched to the radial lock 3 through passage 6 with stop edge 7 and one in a guide of the hub 5 radially to the Lenksäu lenachse back and forth, in the recess 4 clampable wedge 8 . This wedge 8 is moved by means of a screw 9 accessible from the rear of the steering wheel in the guide when the screw 9 is rotated, the head 10 of which is guided in the hub 5 such that it can be rotated about its axis, in the axial direction however - apart from the required work cycle - it cannot be moved. In this way, the wedge 8 can be forcibly moved towards or away from the steering column 1 by turning the screw 9 . By engaging the wedge 8 in the groove-like recess 4 , an axial bracing between the hub 5 and the steering column 1 and thus also a non-positive connection between the steering wheel and steering column 1 is produced. About this non-positive connection who under normal conditions transmit all axial forces and torques between the steering wheel and steering column 1 . The additionally provided, a positive grip between the radial lock 3 and the coordinated passage 6 , which is always afflicted with a design and manufacturing-related game is required for safety reasons, but is only used if the positive connection is exceptionally overwhelmed.

Mittels einer Abdeckung 13 können Keil 8 und Schraube 9 zusätzlich in der Nabe 5 ge führt und unverlierbar gehalten werden, wozu die Abdeckung 13 vorzugsweise über eine Steck- bzw. Klipsverbindung mit der Nabe 5 verbunden ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich. Aus Fig. 2 ergibt sich ferner, daß der Keil 8 an seiner Vorderkante eine an den Restquer schnitt 11 der Lenksäule 1 im Bereich der Ausnehmung 4 angepaßte Kontur 12 aufweist. Außerdem ergibt sich aus Fig. 2, wie der Keil 8 seitlich in der Nabe 5 geführt ist und wie der Kopf 10 der Schraube 9 in die Nabe 5 eingebettet ist, so daß er sich zwar drehen, in Axialrichtung aber nur um das erforderliche Arbeitsspiel verlagern kann. Mit anderen Worten, die den Kopf 10 der Schraube 9 aufnehmende Ausnehmung in der Nabe 5 dient in beiden Richtungen als axiales Widerlager für die Bewegung des Keiles 8, der somit zwangsweise in die nutartige Ausnehmung 4 eingeschoben bzw. aus ihr herausgezogen werden kann.By means of a cover 13 wedge 8 and screw 9 additionally leads in the hub 5 and can be held captively, for which purpose the cover 13 is preferably connected to the hub 5 via a plug or clip connection, as can be seen in FIG. 2. From Fig. 2 it also follows that the wedge 8 has at its front edge a cut to the remaining cross 11 of the steering column 1 in the region of the recess 4 has contour 12 . It also follows from FIG. 2 how the wedge 8 is guided laterally in the hub 5 and how the head 10 of the screw 9 is embedded in the hub 5 , so that it does rotate, but only shift in the axial direction by the required working clearance can. In other words, the recess 10 accommodating the head 10 of the screw 9 in the hub 5 serves in both directions as an axial abutment for the movement of the wedge 8 , which can thus be forcibly pushed into or pulled out of the groove-like recess 4 .

Mit den erfindungsgemäßen Befestigungsmitteln zum kraft- und formschlüssigen Mon tieren eines Lenkrades auf einer Lenksäule ist eine Lenkradbefestigung geschaffen, die von der Rückseite des Lenkrades her betätigt werden kann und die allen sicherheits technischen Anforderungen entspricht, wobei insbesondere das Prinzip der spielfreien, primär kraftschlüssigen Verbindung mit überlagerter, formschlüssiger Komponente bei behalten werden konnte.With the fasteners according to the invention for non-positive and positive Mon animals of a steering wheel on a steering column, a steering wheel attachment is created, the can be operated from the back of the steering wheel and all safety technical requirements, in particular the principle of backlash-free, primarily a non-positive connection with a superimposed, positive component could be kept.

Claims

1.Fixing means for the non-positive and positive mounting of a steering wheel on a steering column, an axial stop ( 2 ), a radial lock ( 3 ) and a groove-like recess ( 4 ) being provided one after the other at the end of the steering column ( 1 ) and the hub ( 5 ) the steering wheel has a cross-section on the radial lock ( 3 ) coordinated passage ( 6 ) with a stop edge ( 7 ) and a radially to the steering column axis back and forth, in the recess ( 4 ) clampable wedge ( 8 ), characterized that the hub ( 5 ) has a guide for the wedge ( 8 ), that a screw thread is formed in the wedge ( 8 ) and that a matching screw ( 9 ) is provided, the head ( 10 ) of which in the hub ( 5 ) is that the screw ( 9 ) can be rotated about its axis, in the axial direction - apart from the required work cycle - but is not displaceable.

2. Fastening device according to claim 1, characterized in that the wedge ( 8 ) is displaceable by means of an accessible from the rear of the steering wheel union screw ( 9 ).

3. Fastening device according to one of claims 1 to 2, characterized in that the wedge ( 8 ) on its front edge has a contour ( 12 ) adapted to the remaining cross section ( 11 ) of the steering column ( 1 ) in the region of the recess ( 4 ).

4. Fastening device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the wedge ( 8 ) and the screw ( 9 ) are additionally guided by means of a cover ( 13 ) and are held captively in the hub ( 5 ).

5. Fastening device according to claim 4, characterized in that the cover ( 13 ) is fastened to the hub ( 5 ) by means of a plug or screw connection.

6. Fastening device according to one of claims 1 to 5, however with the proviso that the recess in the steering column is wedge-shaped has mutually engaged side walls and that the engagement area of the "wedge" with mutually parallel wall parts forms is.

7. Fastening device according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that as a positive radial locking between steering wheel and steering column in a manner known per se splines is seen.

8. Fastening device according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that as a positive, radial locking between steering wheel and steering column in a manner known per se a tongue and groove ver binding is provided.

9. Fastening device according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the steering wheel and steering column for radial securing in one handle area square in cross-section in a manner known per se, are triangular or hexagonal.