DE2922032C2 - Lagerung für eine in einem Mantelrohr einer Lenksäule für Kraftfahrzeuge angeordnete Lenkspindel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung für eine in einem Mantelrohr einer Lenksäule für Kraftfahrzeuge angeordnete Lenkspindel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Aus der FR-PS 23 11 705 ist eine gattungsgemäße Lenkspindellagerung bekannt, bei der das Lager mit Hilfe einer in das Mantelrohr eingeschobenen Buchse gestützt wird, die ihrerseits nach Art eines Bajonettverschlusses unverrückbar am Mantelrohr fixiert ist Diese Fixierung wird durch eine an der Buchse ausgebildete Federzunge erreicht die im eingebauten Zustand der Buchse mit ihrem Vorsprung in einen Schlitz des Mantelrohrs einschnappt, und durch mehrere an der Buchse angebrachte radial nach außen vorstehende Anschläge, die jeweils in einem L-förmigen Längsschlitz eingeführt und durch Verdrehen in Anlage gegen einen axialen Anschlag gebracht werden. In diesem Fall erfolgt eine gegenseitige Lagefixierung, die keine Korrektur ermöglicht

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lenkspindel zu •chaffen, die die Möglichkeit des Ausgleichs von Fertigungsfehlern in der axialen Abmessung der Lenkspändel sowie der axialen Abmessungen des Mantelrohrs gestattet.

Diese Aufgabe wird durch die gekennzeichneten Merkmale nach Patentanspruch 1 gelöst
Die erfindungsgemäße Ausbildung gestattet den Ausgleich von die axiaie Abmessung von Lenkspindei und Mantelrohr betreffenden Fertigungsfehlern, was zu größeren Herstellungstoleranzen und damit zu einer mit geringeren Kosten behafteten Herstellung führt
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung gemäß Anspruch 8, bei der die Lagerung mit Klauenabschnitten versehen ist, die sich zur Aufnahme des Lagers radial nach außen erstrecken, wenn das Lager eingepreßt wird Weiterhin können gemäß Anspruch 9 Abschnitte vorgesehen sein, die nach Einbringen des Lagers in den Anschlag umgebogen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht eines Lenksystems;

F i g. 2 eine Teilansicht zur Darstellung der Lagerung der Lenkspindel an zwei axial beabstandeten Stellen;

Fig. 3 und 4 schematische Echnittai sichten zur Dar stellung der relativen Stellungen einer Halterung und eines Schlitzes im Mantelrohr der Lenksäule, für den Fall, daß die axialen Abmessungen des Mantelrohrs /u kurz bzw. zu lang in bezug auf die Lenkspindel sind;

F ι g. 5 eine schematische Ansicht zur Darstellung der axialen Stellung des Schlitzes der in F ι g. 2 gezeigten Öffnung;

Fig. 6 eine Schnittansicht eines anderen Ausführungsbeispiels;

Fig 7 eine Ansicht der Formen und relativen axialen Stellungen der Schlitze und öf ungen des in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiels;

r i g. 8 eine Schnittansicht einer Weiterbildung des in F i g. 7 gezeigten Ausführungsbeispiels;

F i g. 9 eine schematische Ansicht der Formen und relativen Stellungen der Schlitze und Öffnungen des in F i g. 8 gezeigten Ausführungsbeispiels;

Fig 10 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels;

F i g. 11 eine schematische Ansicht des Anschlags /ur Aufnahme axialer Schubkräfte in. Richtung des Pfeils Xl in Fig. 10;und

Fig. 12 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels.

In Fig. 1—5 ist eine Lenkspindel mit einem oberen Lenkspindelabschnitt 2 und einem unteren Lenkspindelabschnitt 3 gezeigt Das untere Ende des oberen Lenkspindelabschnitts 2 ist in eine Bohrung am oberen Ende des unteren Lenkspindelabschnitts 3 eingepaßt. Die

oberen und unteren Lenkspindelabschnitte 2 und 3 sind miteinander mit einem Seherslift 4 verbunden. Das obere Ende des oberen Lenkspindelabschnitts 2 ist in üblicher Weise mit einem Lenkrad 5 verbunden.

Die Lenkspindel 1 ist in einem Mantelrohr 6 aufgenommen, das einen oberen Mantelrohrabschnitt 7 und einen unteren Mantelrohrabschnitt 8 aufweist. Die oberen und untere^ Mantelrohrabschnitte 7 und 8 sind miteinander über einen Dämpferzylinder mit Kugeln 9 vorbestimmten Durchmessers verbunden, im Fall eines Zusammenstoßes wird der Scherstift 4 abgeschert, wodurch der obere Lenkspindelabschnitt 2 in den Hohlraum des unteren Lenkspindelabschnitts 3 eingeschoben wird. Dabei werden der obere und untere Mantelrohrabschnitt 7 und 8 zur Aufnahme der Aufprallenergie mit den Kugeln 9 plastisch verformt.

Am oberen Ende des oberen Mantelrohrabschnittes 7 ist eine Lenksäulenabdeckung 13 vorgesehen.

An einer oberen Halterung 15 ist der äußere Laufring or«»-c

der inner*¹

oberen Lenkspindelabschnitt 2 mit Federring π 16 befestigt ist. Die obere Halterung 15 ist mit Schrauben am oberen Mantelrohrabschnitt 7 befestigt und mit einem Fußhebellagerbock 17 am unteren Abschnitt der Instrumententafel verbunden.

Die Drehung des Lenkrads 5 wird von dem unteren Lenkspindelabschnitt 3 zu den Fahrzeugrädern 25 über ein Kardangelenk 20, eine Zwischenwelle 21. ein Kardangelenk 22, ein Ritzel 23 und eine Zahnstange 24 übertragen.

Der untere Lenkspindelabschnitt 3 weist einen Flansch 28 auf, gegen den ein innerer Laufring des Lagers 29 mit einem Federring 30 befestigt ist. Ein einteiliger ringförmiger Anschlag 31 aus Kunststoff zur Aufnahme axialer Schubbelastungen ist am unteren Lenkspindeiabschnitt 3 befestigt, wobei sein innerer Umfang am äußeren Laufring der Lager 29 befestigt ist. Der Anschlag 31 zur Aufnahme axialer Schubkräfte ist in dem erweiterten Abschnitt 32 des unteren Abschnitts 8 des Mantelrohrs 6 eingepaßt. Zwischen dem erweiterten Abschnitt 32 und dem äußeren Umfang des Anschlags 31 ist ein O-Ring 33 befestigt.

Auf dem erweiterten Abschnitt 32 ist eine Halterung 36 befestigt, die einen sich radial erstreckenden Abschnitt 37 und einen sich axial erstreckenden Abschnitt 38 (siehe F i g. 3 und 4) aufweist, wobei der radiale Abschnitt 37 den Anschlag 31 in seiner Stellung befestigt. Die Halterung 36 erstreckt sich radial durch einen axialen Schlitz 39 im erweiterten Abschnitt 32 des unteren Mantelrohrabschnitts 8 nach außen. Der axiale Abschnitt 38 uer Halterung 36 ist mit einer Schraubenöffnung 40 versehen. F i g. 5 zeigt die Formen und relativen axialen Stellungen des Schlit/es 39 und der Schraubenöffnung 40. die die gleichen axialen Abmessungen aufweisen.

An einer vorbestimmten Stelle ?uf dem äußeren Umfang des erweiterten Abschnitts 32 ist ein Zwischenstuck 44 befestigt. Das Zwischenstück 44 ist mit einer Gewindebohrung zur Aufnahme einer Schraube 45 versehen, die die Halterung 36 mit dem Zwischenstück 44 über eine Unterlegscheibe 46 verspannt. Die Unterlegscheibe 46 hat einen ausreichend größeren äußeren Durchmesser als die axiale Abmessung der Schraubenöffnung 40 zur Si-cintrstellung einer bestimmten Berührungsfläche mit der Halterung 36.

Vor dem Anziehen der Schraube 45 werden die Lenkspindcl 1 und das Mantelrohr 6 miteinander an der Stelle des Lagers 14 befest'gt. Wie bereits oben erwähnt.

weisen die Lenkspindel 1 und das Mantelrohr 6 oft Abmessungsiehler aufgrund der Herstellung auf, so daß uie Stellung der Halterung 36 des Anschlags 31 zur Aufnahme axialer Schubkräfte relativ zu dem Schlitz 39 in den erweiterten Abschnitt 32 und des Zwischenstücks 44 von Mantelrohr zu Mantelrohr unterschiedlich sind. Mit dem Schlitz 39 und der Schraubenöffnung 40, die mit einem Spiel zur Anordnung des radialen Abschnitts 37 der Halterung 36 innerhalb der Grenzen des Schlitzes

ίο 39 und der Gewindebohrung des Zwischenstücks 44 innerhalb der Grenzen der Schraubenöffnung 40 in Anbetracht von Abmessungsfehlern versehen sind, werden derartige Abmessungsfehler jedoch ausgeglichen. Unabhängig von den axialen Abmessungsfehlern wird es somit möglich, die Schraube 45 durch die Schraubenöffnung 40 zur Verspannung der Hal'erung 36 mit dem Zwischenstück 44 einzubringen. F i g. 3 zeigt die Stellung der Halterung 36 relativ zu dem Schlitz 39 und der Schraube 45 in dem Fall, in dem das Mantelrohr 6 relativ zur Lenkspinde! 1 zu kurz ist Der radiale Abschnitt 37 der Halterung 36 ist in F i g. 3 in dem Schlitz 39 in der Nähe des rechten Endes und die Schraube 45 in der Nähe des linken Endes der Schraubenöffnung 4ü angeordnet. F i g. 4 zeigt andererseits die Stellung der Halterung 3b relativ zu dem Schlitz 39 und der Schraube 45 in dem Fall, in dem das Mantelrohr 6 relativ zur Lenkspindel 1 zu lang ist. In F i g. 4 ist der radiale Abschnitt 37 der Halterung 36 in der Nähe des linken Endes des Schlitzes 39 und die Schraube 45 in der Nähe des rechten Endes der Schraubenöffnung 40 angeordnet. Durch Anziehen der Schraube 45 wird die Lenkspindel 1 mit dem Mantelrohr 6 an zwei axial voneinander entfernten Stellen gelagert.

F i g. 6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel.

In F i g. 6 ist der erweiterte Abschnitt 32 mit einer kreisringförmigen Öffnung 51 zur Aufnahme der Schraube 45 und mit Schlitzen 52 und 53 vorbestimmter Uinge an axial gegenüberliegenden Seiten der kreisförmigen Öffnung 51 versehen. Eine im Querschnitt U-förmige HaI-ter .ng 54 hat /wei sich nach unten erstreckende Endabschnitte 55, die an einem mittleren Abschnitt 56 an gegenüberliegenden Seiten angrenzen. Die Halterung 54 ist mit dem Anschlag 31 zur Aufnahme axialer Schubkräfte mit den in den Schlitzen 52 und 53 aufgencmmenen Endabschnitten 55 befestigt. Der mittlere Abschnitt 56 ist mit einer Schraubenöffnung 57 vorbestimmter axialer Länge versehen. Die Formen und relativen axialen Stellungen der kreisringförmigen Öffnung 51, der Schlitze 52 und 53 und der Schraubenöffnung 57 sind in Fig. 7 gezeigt. Axiale Abmessungsfehler der Lenkspindel 1 und des Mantelrohrs 6 werden durch die axialen Länfn der Schlitze 52 und 53 und der Schrauberiöffnung 57 ausgeglichen. Hierdurch kann unabhängig von den axialen Abm. csungsfehlern die Halterung 54 an dem Anschlag zur Aufnahme axialer Schubkräfte 31 mit den in den Schlitzen 52 und 53 angeordneten Endabschnitten 55 befestigt werden, wobei die Schraube 45 durch die Schraubenöffnung 57 geführt und in das Zwischenstück 44 eingeschraubt weiden kann.

F i g. 8 und 9 stellen Abänderungen des Ausf'Vnrungsbeispiels von F i g. 6 und 7 dar. Bei dieser Abänderung ist der Anschlag 61 zur Aufnahme axialer Schubkräfte, der dem Anschlag 3t des vorher beschriebenen Ausführungsbeispiels entspricht, aus Metall hergestellt und mit einem Sackloch 62 versehen, wodurch ein Zwischenstück 44, das sonst auf dem erweiterten Abschnitt 32 vorgesehen sein muß, entfällt. Die Halterung 54 ist mit einer kreisförmigen Öffnung 63 in dem mittleren Ab-

schnitt 56 zur Aufnahme der Schraube 45 versehen. Der erweiterte Abschnitt 32 ist mit einem Schlitz 64 vorbestimmter axialer Länge zwischen den Seitenschlitzen 52 und 53 zur Aufnahme einer Schraube 45 versehen. Die Formen und die relativen axialen Stellungen der kreisförmigen Öffnung 63 zur Aufnahme der Schraube 45 und der Schlitze 52, 53 und 64 sind in F i g. 9 gezeigt. Unabhängig von axialen Abmessungsfehlern der Lenkspindel 1 und des Mantelrohrs 6 kann die Schraube 45 durch den Schlitz 64 geführt und zum Verspannen der Halterung 54 und des Anschlags 61 auf gegenüberliegenden Seiten des erweiterten Abschnitts 32 geführt werden.

In Fig. 10 ist der Anschlag 31 zur Aufnahme axialer Schubkräfte dargestellt, der einstückig aus Kunststoff hergestellt ist. Das Lager 29 ist mit seinem inneren Laufring mit einem Federring 30 gegenüber dem Flansch 28 des unteren Lenkspindelabschnitts 3 befestigt. Der äußere Laufring des Lagers 29 ist in einer ringförmigen Aussparung 71 im inneren Umfang des Anschlags 31 eingepaßt. Die von dem unteren Lenkspindelabschnitt 3 aufgebrachte radiale Kraft wird mit dem erweiterten Abschnitt 32 über den Anschlag 31 aufgenommen. Der Anschlag 31 ist mit Klauen-Abschnitten 32 vorbestimmter Länge versehen, die sich von der oben erwähnten ringförmigen Aussparung 71 axial erstrecken und zwischen den Klauen-Abschnitten 72 und einem äußeren Umfangsabschnitt 73, der mit dem inneren Umfang des erweiterten Abschnitts 32 in Berührung steht, einen Ringspalt 74 ausbi.den. wodurch sich der Klauen-Abschnitt 72 radial nach außen erstrecken kann. Die Kante oder der abgestufte Abschnitt zwischen der ringförmigen Aussparung 71 und dem Klauen-Abschnitt 72 weist eine abgerundete Schulter 75 auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier Klauen-Abschnitte 72 an vier gleich weit voneinander entfernten Stellen am inneren Umfang des Anschlags 31 vorgesehen (siehe Fig. 11). Die Klauen-Abschnitte 72 stehen radial nach innen vor dem inneren Lagerring des Lagers 29, das damit festgelegt ist Der kleinste durch die Klauen-Abschnitte definierte innere Durchmesser ist somit kleiner als der äußere Lagerringdurchmesser 76 des Lagers 29. In dem in F i g. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel divergieren die Klauen-Abschnitte 72 von der ringförmigen Aussparung 71, um die Einbringung des Lagers 29, das in die ringförmige Aussparung 71 mit den Klauen-Abschnitten 72 eingepaßt wird, zu erleichtern. Beim Einpressen des Lagers 29 werden die Klauen-Abschnitte 72 des Anschlags 31 radial nach außen gebogen, wodurch das Lager 29 in die ringförmige Aussparung 71 eingepaßt werden kann. Wenn das Lager 29 in die ringförmige Aussparung 71 eingepaßt ist, bewegen sich die Klauen-Abschnitte 72 aufgrund ihrer Elastizität wieder radial in bezug auf den äußeren Umfang des Lagers 29 nach innen. Auf diese Weise wird das Lager 29 in dem Anschlag 31 befestigt. Die abgerundete Schulter 75 verhindert eine Bewegung des Lagers 29 und befestigt es sicher in der ringförmigen Aussparung 71. Die Schubkräfte, d. h. hauptsächlich die axial nach oDen gerichteten Schubkräfte, die auf die Lenkspindel 1 über die Zwischenwelle 21 aufgebracht werden, wirken auf den Absatz der ringförmigen Aussparung 71 auf der der Schulter 75 gegenüberliegenden Seite. Die entgegengesetzt gerichtete Schubkraft, die auf die Schulter 75 von dem Lager 29 aufgebracht wird, löst das Lager von dem An- ω schlag 31. Die maximal mögliche Schubkraft, die auf die Schulter 75 mit dem Lager 29 aufgebracht wird, ohne daß es sich von dem Anschlag löst, wird durch den Radius der Schulter 75 bestimmt.

Da der Anschlag 31 einstückig hergestellt ist, besteht keine Möglichkeit, daß er durch die von dem Lager 29 und der Halterung 36 aufgebrachten Kräfte in mehrere Teile zerfällt.

Fig. 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei der die den Fig. 10 und 11 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht erneut beschrieben werden. Die folgende Beschreibung ist nur auf die unterschiedlichen Teile gerichtet. Der Anschlag 31 besteht aus Eisen oder einem Kunststoff mit einstemmbaren bzw. umbiegbaren Abschnitten 78 statt der Klauen-Abschnitte 72 des vorher beschriebenen Ausführungsbeispiels. Die Abschnitte 78 werden nach dem Einpassen des Lagers 29 in die ringförmige Aussparung 71 zur Befestigung des Lagers mit Hitze oder einer Walze umgebogen. Der Anschlag 31 ist einstückig hergestellt und kann nicht in mehrere Teile infolge der in gewissem Maß durch den äußeren Laufring des Lagers 29 und die Halterung 36 aufgebrachten Kräfte zerfallen.

Mit der Erfindung wird eine Lagerung in Form eines einstückigen Anschlags geschaffen, mit dem ein Lösen oder Auseinanderfallen verhindert wird, was sonst durch die mit dem Lager 29 und der Halterung 36 aufgebrachten Kräfte verursacht wurde. Weiter kann mit dem einstückigen Anschlag 31 eine sichere Befestigung mit den Klauen-Abschnitten 72 oder den eingestemmten Abschnitten bewirkt werden.

Es wird eine Zahnstangenlenkung mit einer Energie-Absorbtionseinricbtung beschrieben, bei der axiale Abmessungsfehler der Lenkspindel und des Mantelrohrs es häufig schwierig machen, die beiden Teile miteinander an zwei bestimmten axial voneinander entfernten Stellen zu befestigen. Durch das Vorsehen eines länglichen Schlitzes vorbestimmter axialer Länge in dem Mantelrohr und einer sich radial durch den Schlitz erstreckenden Halterung werden diese Schwierigkeiten beseitigt und das Mantelrohr mit der Lenkspindel unabhängig von den axialen Abmessungsfehlern befestigt. Weiter ist auf der Lenkspindel zur Anordnung eines Lagers eine einstückige Lagerung vorgesehen, die ein Lösen oder Auseinanderfallen der Einzelteile aufgrund der auf sie wirkenden axialen Druckkraft verhindert und die mit Klauenabschnitten oder eingestemmten Abschnitten zur sicheren Festlegung des Lagers versehen ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Lagerung für eine in einem Mantelrohr einer Lenksäule für Kraftfahrzeuge angeordnete Lenkspindel mit einem Lager, das durch einen sich radial nach außen durch einen Schlitz im Mantelrohr erstreckenden Abschnitt einer Halterung fixiert ist dadurch gekennzeichnet, daß εϊη Abschnitt (38; 56) der Halterung (36; 54) für das Lager (29) mit einer Befestigungsvorrichtung (45) auf der Außenseite des Mantelrohrs (6) festgelegt ist und der Schlitz (39; 52, 53) eine gegenüber dem den Schlitz (39; 52, 53) durchgreifenden Halterungsabschnitt (37; 55) größere axiale Länge aufweist, so daß Fertigungsfehler in der axialen Abmessung der Lenkspindel (1) und in der axialen Abmessung des Mantelrohrs (6) ausgeglichen werden können.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (54) das Lager (29) mit gegenüberliegenden Endabschnitten (5S) abstutzt und mit der Befestigungsvorrichtung (45) an einem mittleren Abschnitt (56) befestigt ist.

3. Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung (45) eine die Halterung (36; 54) rc dial an ihrer Stelle verspannende Schraube ist.

4. Lagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (36; 54) mit einer Öffnung (40; 57) vorbestimmter axialer Länge zur Aufnahme der Scni'aube (45) versehen ist

5. Lagerung nach Anspruch \, dadurch gekennzeichnet daß auf dem Mantelrohr (6) zur Aufnahme der Schraube (45) ein Zwiscuenst ;k (44) angebracht ist.

6. Lagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (6) mit einem Schlitz (64) vorbestimmter axialer Länge zur Aufnahme der Schraube (45) versehen ist.

7. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der sich durch den Schlitz (39) im Mantelrohr (6) radial nach außen erstreckende Abschnitt (37) der Halterung (36) in einen in das Mantelrohr (6) eingeschobenen einteiligen Anschlag (31) eingreift, der mit dem Lager (29) an der Lenkspindel (1) befestigt ist.

8. Lagerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (31) mit sich entgegengesetzt zur Einbringrichtung des Lagers (29) in den Anschlag (31) erstreckenden, sich beim Einpressen des Lagers (29) in den Anschlag (31) radial nach außen erweiternden Klauen-Abschnitten (72) versehen ist.

9. Lagerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (31) Abschnitte (78) zum Umbiegen nach Einbringen des Lagers (29) in den Anschlag (31) aufweist.