DE2032121A1

DE2032121A1 - Sicherheits-Lenkanordnung mit einer Lenkwelle und einem Lenkrohr in teleskopischer Anordnung

Info

Publication number: DE2032121A1
Application number: DE19702032121
Authority: DE
Inventors: Hardo 3180 Wolfsburg; Sander Hans-Heinrich Dipl.-Ing. 3300 Braunschweig Pietsch
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1970-06-30
Filing date: 1970-06-30
Publication date: 1972-01-05
Also published as: FR2100039A5

Description

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Unser Zeichen: K 938
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Sicherheits-Lenkajaordnung mit einer Lenkwelle und einem Lenkrohr in teleskopischer Anordnung

Aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen sind Sicherheits-Lenkanordnungen mit einer Lenkwelle und einem Lenkrohr in teleskopischer Anordnung bekannt geworden, bei denen Lenkwelle und Lenkrohr über von der Kreisform abweichende, ineinandergesteckte Querschnittsbereiche drehfest miteinander verbunden sind und die mit Haltemitteln ausgerüstet sind, die bei einem Aufprall axiale Eelativbewegungen an Lenkwelle und Lenkrohr im Sinne eines Ineinander-Fchiebens zulassen. Eine solche Sicherheits-Lenkanordnung beschreibt beispielsweise die US-Patentschrift 2 836 O79, wo die von der Kreieform abweichenden, ineinandergesteckten Querschnittsbereiche durch Zahnanordnungen gebildet sind. In die Lenkwelle sind über einen längeren Bereich derselben Zähne eingefräst, die mit zwei in axialer Richtung relativ weit voneinander entfernten Gegenzahnanordnungen am Lenkrohr zusammenwirken.

Es ist auch bekannt, die von der Ereisfona abweichenden Querschnittsbereiche durch einseitige Abflachungen der Querschnitte zu gewinnen. Ferner ist es möglich, die Querschnitte ellipsenförmig zu gestalten.

Wie sich gezeigt hat, haben die bekannten Sicherheits-Lenkanordnungen mit teleskopartigem Abbau den Nachteil, daß sie unter den harten Bedingungen des Aufpralls des Fahrzeuges auf ein Hindernis zum Verkanten neigen, so daß die Lenkwelle im Lenkrohr

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nach der Freigabe durch die Haltemittel doch nicht die axiale Verschiebebewegung in dem zu dem gewünschten Energieverzehr erforderlichen Maße ausführen kann·

Die Erfindung geht von einer Sicherheits-Lenkanordnung der eingangs allgemein beschriebenen Art aus und will diese dahingehend verbessern, daß ohne zusätzlichen Eonstruktionsaufwand oder Platzbedarf Beeinträchtigungen der Punktionsweise durch Verkanten von Lenkwelle und Lenkrohr mit Sicherheit ausgeschlossen sind. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Sicherheits-Lenkanordnung der oben bezeichneten Art dadurch gelöst, daß die von der Kreisform abweichenden Querschnittsbereiche sich nur über eine zur Sicherung der drehfesten Verbindung im Betrieb erforderliche axiale Länge erstrecken und von diesen Querschnittsbereichen derjenige der Lenkwelle zumindest in einer radialen Richtung einen größeren Durchmesser als diejenigen Bereiche der Lenkwelle aufweist, die in Richtung des Ineinanderschiebens hinter diesem Querschnittsbereiefa liegen, während der mit diesem Querschnittsbereich der Lenkwelle zusammenwirkende von der Kreisfona abweichende Qiierschnittsbereich des Lenkrohres in allen radialen Richtungen kleinere lichte Veiten besitzt als diejenigen Bereiche des Lenkrohres, die in Richtung des Ineinanderschiebens hinter diesem Querschnittsbereich liegen.

Der Erfindung liegt also zunächst die Erkenntnis zugrunde, daß die zwecks Erzielung einer drehfesten Verbindung zusammenwirkenden, von der Kreisform abweichenden Querschnittsbereiche von Lenkwelle und Lenkrohr möglichst kurz gehalten sein sollen und daß die sich an diese Bereiche anschließenden, bezüglich dieser Querschnittsbereiche einander abgekehrten weiteren Bereiche von Lenkwelle und Lenkrohr einen so kleinen Durchmesser bzw. eine so große lichte Veite definieren müssen, daß Lenkwelle

und Lenkrohr praktisch freie Relativbewegungen ausüben können, sobald die Querschnittsbereiche mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt durch axiale Relativbewegungen außer Eingriff gekommen sind« Eo spielt im Augenblick des Aufpralls keine Rolle, daß dann die drehfeste Verbindung zwischen Lenkwelle und Lenkrohr aufgehoben ist.

Schlagwortartig kann man die Erfindung also dahingehend beschreiben, daß das von der Kreisform abweichende Querschnittsprofil der Lenkwelle durch über den Umfang der übrigen Bereiche der Lenkwelle hinausragendes Material gebildet ist, während das entsprechende Querschnittsprofil des Lenkrohres durch in den von diesem umschlossenen Baum hineinragendes Material gebildet ist· Das schließt nicht aus, daß man, statt Material aufzutragen, beispielsweise bei der Herstellung der Lenkwelle von einem Stangenmaterial ausgeht, dessen Durchmesser gleich dem größten Durchmesser des von der Kreisform abweichenden Querschnittsbereichs der Lenkwelle ist, und dann die übrigen Bereiche der Lenkwelle durch Abtragen von Material gewinnt. Beispielsweise für das Lenkrohr läßt sich dieser Querschnittsbereich in einfacher Weise durch Verwendung eines zusätzlichen, auf ein Ende des eigentlichen Lenkrohres aufgesetzten Planschteiles bilden, das zugleich als Haltemittel ausgebildet ist· Das Lenkrohr wird in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung also durch das eigentliche Lenkrohr und das Flanschteil gebildet. Die Haltemittel sollen eine axiale Relativbewegung zwischen Lenkwelle und Lenkrohr - außer im Falle eines Aufpralls des Fahrzeuges - ausschließen· Man kann dies bei dieser Ausführungsform der Erfindung dadurch erreichen* daß in dem Flanschteil Aufnahmekammern für Abscherstifte beispielsweise aus Kunststoff vorgesehen sind; auch der von der Kreisform abweichende Querschnittsbereich der Lenkwelle vird dann mit korrespondierenden Auf nähme räumen für diese Abscherstifte versehen seine

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Da das Planschteil einerseits mit Vorrichtungen aura Terlinden mit dem eigentlichen Lenkrohr versehen und andererseits so bearbeitet sein muß, daß es den von der Kreisform abweichenden Querschnittsbereich definiert, ist eine Unterteilung zweckmäßig. Man kann die Unterteilung so vornehmen, daß das Flanschteil einen Hingbereich zur Befestigung an dem Lenkrohr sowie eine in axialer Richtung gegen ö.en Ringbereich versetzte Hülse enthält, die als der von der Kreisform abweichende Querschnitts bereich ausgebildet ist. Die Hülse kann strebenartig mit dem Planschteil verbunden sein, so daß zwischen diesen Streben Platz für die Anordnung von Schrauben zur Befestigung an dem eigentlichen Lenkrohr vorhanden ist.

Die von der Kreisfona abweichenden Querschnittsbereiche können auch bei der Erfindung verschiedenartige Gestalt besitzen. Beispielsweise kann der Querschnitt oval' oder elliptisch sein; bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die von der Kreisfona abweichenden Querschnittsbereiche durch Zähne gebildet und die Zähne an der Lenkwelle oder dem Lenkrohr hinterschnitten. Hierdurch wird sichergestellt, daß schon zu Beginn der durch einen Aufprall hervorgerufenen axialen Relativbewegungen zwischen Lenkwelle und Lenkrohr die Freigabe der beiden Teile zwecks Verhinderung eines Verklemmens eingeleitet wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Durchmesser eines oder beider der ineinander gesteckten Querschnittsbereiche in Richtung auf die in Richtung des Ineinanderschiebens dahinter liegenden Bereiche kontinuierlich abnehmen. Dieses letztere Merkmal wird man auch bei in anderer Weise erzeugten, von der Kreisform abweichenden Querschnittsbereichen anwenden.

Im folgenden wird die Erfindung.anhand der figürlich dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt Figur 1 einen Längsschnitt durch die hier interessierenden Teile der Sicherheits-Lenkanordnung, während Figur 2'einen Schnitt gemäß H-II in Figur 1 wiedergibt. Figur 3 zeigt den-

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selten Schnitt für eine andere Formgebung zur Gevrinnung der von der Ereisform abweichenden Querschnittsbereiehe.

Die Anordnung zerfällt im wesentlichen in das untere Lenkrohr 1, das obere Lenkrohr 2 und die zwischen beiden gegen "Verdrehungen gesichert angeordnete Lenkwelle 3· Das obere Lenkrohr 2, das in hier nicht interessierender Weise mit dem Lenkrad in Verbindung steht, ist, was für die Erfindung ebenfalls unwesentlich ist, in einer Schutzrohranordnung 4 gelagert· Das untere Lenkrohr 1 steht mit seinem in der Figur linken Ende, in diesem Ausführungsbeispiel über eine weitere Lenkwelle 5» in drehfester Verbindung mit einem nicht dargestellten Lenkgetriebe.

Die Verbindung zwischen dem unteren Lenkrohr 1 und der Lenkwelle 5 ist nun so ausgebildet, daß die'gesamte Lenkanordnung den Charakter einer Sicherheits-Lenkänordnung erhält, die so ausgelegt ist, daß bei einem Aufprall unter Energieverzehr die teleskopartig angeordneten Teile 1 und 3 sich ineinanderschieben können. Demgemäß muß die Verbindung zwischen den Teilen 1 und 3 während des normales Betriebes des Fahrzeuges so ausgelegt sein, daß einerseits Relativbewegungen in. axialer Richtung vorgebeugt ist (die aber beim Aufprall, d.h. oberhalb von Stoßen bestimmter Stärke, ermöglicht werden müssen), während andererseits eine drehfeste Verbindung hergestellt sein muß.

Die drehfeste Verbindung zwischen Lenkrohr 1 und Lenkwelle 3 ist dadurch gebildet, daß jedes dieser Teile einen Querschnittsbereich mit von der Ereisform abweichender Querschnittsform aufweist und diese beiden Bereiche im normalen Betriebszustand ineinander stecken. In dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die Lenkwelle 3 einen Querschnittsbereich 6 mit Zähnen 7 besitzt, die, was für die Erfindung

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wesentlich ist, über den normalen Umfang der Lenkwelle 3» also über den Umfang der in Figur 1 rechts von dem Bereich 6 liegenden Boreiche der Lenkwelle, hinausragen. Wie Figur 2 zeigt, sind in diesem Ausführungsbeispiel vier Zähne in rotationssyisraetrischer Anordnung vorhanden. Diese Zähne wirken nun mit einem allgemein mit 8 "bezeichneten entsprechenden Gegenquerschnittsbereich des Lenkrohres 1 zusammen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist dieser Bereich 8 durch eine mehrteilige Flanschanordnung gewonnen, die auf das in der Figur * rechte, Tbei 9 abgebogene Ende des eigentlichen Lenkrohres 10 aufgeschraubt ist» Zu dieser Flanschanordnung gehören außer Schraubbefestigangen 11 und der elastischen Zwischenlage 12 die Hülse 13 und zwei sie haltende Arme, von denen in Figur 1 aar der mit 14 bezeichnete sichtbar ist ο Diese beiden Arme laufen ia die in Figur 2 bei 15 angedeutete Grandplatte ein, die ebenfalls mit Löchern 16 zur Befestigung an dem Gegenflansch 9 öes eigentlichen Lenkrohres versehen ist.

Die Hülse 13 trägt, wie ebenfalls Figur 2 zeigt, Zähne 17, die mit den Zähnen 1 der Lenkwelle 3 zusaraaeawirkeno ¥ie die Figuren 1 und 2 zeigen, sind Maßnahmen getroffen ua das ZusaEaeawirken der Zähne 7 ^* 1? »ach einer durch, einen Aufprall verursachten Relativbewegung zwischen Leuktrslle 5 und Lsnkrohr 1 möglichst schnell aufzuheben. Da näialich die beiden mit Zähnen versehenes Bereiche 6 und 8 in axialer Sichtung sich nur über so gewählte Längen erstrecken, daß mit Sicherheit während des normalen Fahrbetriebes die drehfeste Verbindung zwischen ihnen hergestellt ist, kommen die beiden Bereiche 6 und 8 außer Eingriff, wenn nach Zerstörung der hier aus einem Kunststoff bestehenden Abscherstifte 18 und 19, die in miteinander fluchtenden Bohrungen in der Hülse 13 und der Lenkwelle 3 verlaufen, die Lenkwelle 3 sich etwas weiter in Sichtung nach links in das Lonkrohr 1 hineingeschoben hat. Dieses außer Eingriff kommen wird dadurch unterstützt, daß die Zähne 7 einem kontinuierlich abnehmenden Durch-

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messer besitzen und außerdem, wie Figur 2 zeigt, hintersehnitten sind.

Verständlicherweise ißt es auch möglich, den Bereich 8 des Lenkrohres 1 in anderer Form zu gestalten, beispielsweise ohne Verwendung eines zusätzlichen Flanschteiles.

In dem Beispiel nach Figur 3 besitzt die Lenkwelle 20 anstelle eines Zähne tragenden Bereichs einen elliptischen Querschnittsbereich, dessen radiale Abmessungen wiederum größer sind als die radialen Abmessungen der übrigen Querschnittsbereiche der Lenkwelle.

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Claims

VOLKSWAGEHUEHK Aktiengesellschaft _r^ _g ^.

Wolfsburp: ο

Unser Zeichen: K 938
9704-Hu/Su

Ans-prüche

1,\ Sicherheits-Lenkanordnung mit einer Lenkwelle und einem Lenkrohr in teleskopischer Anordnung, die über von der Kreisfona abweichende, ineinanderge steckte Querschnittsbereiche drehfest miteinander verbunden sind, und mit Haltemitteln, die bei einem Aufprall axiale Eelativbewegungen von Lenkwelle und Lenkrohr 'im Sinne eines Ineinanderschiebens zulassen, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Kreisform abweichenden Querschnittsbereiche sich nur über eine zur Sicherung· der dreh~ festen Verbindung im Betrieb erforderliche axiale Länge erstrecken und von diesen Querschnittsbereichen derjenige der Lenkwelle zumindest in einer radialen Richtung einen größeren Durchmesser als diejenigen Bereiche der Lenkwelle aufweist, die in Pachtung des Ineinanderschiebens hinter diesem Querschnittsbereich liegen, während der mit diesem Querschnittsbereich der Lenkwelle zusammenwirkende von der Kreisform abweichende Querschnittsbereich des Lenkrohres in allen radialen Eichtungen kleinere lichte Weiten besitzt als diejenigen Bereiche des Lenkrohres, die in Richtung des Ineinander-Schiebens hinter diesem Querschnittsbereich liegen.
2. Lenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Kreisform abweichenden Querschnittsbereiche durch Zähne gebildet und die Zähne an der Lenkwelle oder dem Lenkrohr hinterschnitten sind.

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3. Lenkanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser eines oder beider der ineinandergesteckten Quersehnittsbereiche in Richtung auf die in Sichtung des Ineinanderschiebens dahinter liegenden Bereiche kontinuierlich abnehmen.
4. Lenkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der von der Kreisform abweichende Querschnittsbereich des Lenkrohres durch ein auf ein Ende des eigentlichen Lenkrohres aufgesetztes Flanschteil gebildet ist, das zugleich als Haltemittel ausgebildet ist.
5. Lenkanordnung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß in dem Flanschteil Aufnahmekammern für Abscherstifte vorgesehen sind. *
6.· Lenkanordnung nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschteil einen Bereich zur Befestigung an dem Lenkrohr sowie eine in axialer Richtung gegen diesen Bereich versetzte Hülse enthält, die als der von der Kreisform abweichende Querschnittsbereich ausgebildet ist. .

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