DE3339926A1

DE3339926A1 - Lenkwelle einer sicherheitslenksaeule fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3339926A1
Application number: DE19833339926
Authority: DE
Inventors: Bernward Sander; Friedrich 3180 Wolfsburg Stille
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1983-11-04
Filing date: 1983-11-04
Publication date: 1985-05-23
Also published as: DE3339926C2

Description

Lenkwelle einer Sicherheitslenksäule
für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkwelle einer Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, wie sie beispieisweise aus der US-PS 3 665 777 bekannt ist.
Bei dieser bekannten Sicherheitslenkwelle ist das in die äußere Teilwelle eingesteckte Ende der inneren Teilwelle mit zwei im Abstand angeordneten ringnutförmigen Aussparungen versehen, in welche jeweils eine einteilige gewellte metallische Federvorrichtung mit einem U-förmigen Querschnitt eingelegt ist, so daß zwischen innerer und äußerer Teilwelle jeweils entlang dreier benachbarter Umfangsflächen ein spielausgleichendes Federteil wirksam ist; die Wellen- und Täler der U-förmigen Federvorrichtung verlaufen dabei parallel zur Benkwellen-Längsachsew , 3eim Zusammenbau der zweiteiligen Le.nkwelI werden die U-förmigen Federvorrichtungen in die ringnutförmxgen Aussparungen eingelegt und anschließend wird die äußere Teilwelle auf die innere Teilwelle geschoben, wobei dafür Sorge ge tragen werden muß, daß die mit ihren Längsgerichteten Wellen radial zunächst über den Tnnenumfang der äußeren Teilwelle hinausragenden Federvorrichtungen radial so weit zurückgedrückt werden, daß die äußere Teilwelle über die Federvorrichtungen hinweggeschoben werden kann. Um dies zu erleichtern, ist die äußere Teilwelle stirnseitig mit einer Abfasung versehen, damit sie besser über die hervorstehenden Federvorrichtungen gleiten kann. Wegen der Längsausrichtung der Wellen und Täler der Federvorrichtungen lassen sich die Federschenkel trotz dieser Abschrägung nur dann radial vergleichsweise leicht zusammendrücken, wenn sie radial nur geringfügig über den Innenumfang der äußeren Keilwelle hinausragen. Die mittels der eingelegten Federvorrichtungen zu erzielende radiale Verspannkraft ist somit normalerweise nur begrenzt. Die Verwendung ron Federvorrichtungen mit radial weiter vorstehenden Wellen wäre allenfalls dann möglich, wenn in Kauf genommen wird, daß die gewählten Schenkel der Federvorrichtungen während des Zusammenbaus durch zusätzliche äußere Eingriffe in Umfangsrichtung der Lenkwelle gestreckt werden.
Da die Lenkwelle konstruktiv bedingt eine bestimmte Länge aufweisen muß, müssen die beiden Teilwellen bei der Montage um ein definiertes Maß ineinander geschoben werden, was die Verwendung geeigneter Einbau- oder Meßlehren erfordert.
Nicht ausgeschlossen werden kann, daß es bereits beim Zusammenfügen der beiden Teilwellen wegen der Längsausrichtung der Wellen der aus Federstahl gefertigten Federvorrichtungen dazu kommt, daß sich die Federvorrichtungen mit ihren vergleichsweise scharfkantigen Stirnflächen in undefinierter Weise in die Innenumfangsflächen der äußeren Teilwelle eingraben. Dies hätte zur Folge, daß dann später auch die Größe der Axialkraft nicht genau definiert wäre, die zum teleskoparti.-gen Ineinanderschieben der beiden Teilwellen aufgebracht werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkwelle der im Oberbegriff des Patentanspruchs. genannten Art weiterzuverbessern und insbesondere so auszubilden,. daß die beiden Teilwellen in einfacher Weise ohne Einsatz besonderer Lehren o.ä. unter Eers*ellung einer zuverlåssigem sige uni spielfreien Verbindung längenmäßig maßgenau zusammengefügt werden können und dabei gleichzeitig vergleichsweise genau die Größe der Axialbeanspruchung festgelegt werden kann, die - bei einer Kollision des Fahrzeuges - zum teleskopartigen Ineinanderschieben der beiden Teilwellen aufgebracht werden muß.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.
Für aus zwei Teilwellen zusammengefügte Lenkwellen gewellte metallische Federvorrichtungen einzusetzen, deren Wellen und Täler in Bezug auf die Lenkwellen-Längsachse unter einem Winkel von 900 verlaufen, ist ansich bekannt (DE-PS 26 57 485). Diese bekannten Federtorrichtungen sind jedoch in anderer Weise ausgebildet und angeordnet. Sie besitzen eine U-förmige Gestalt, wobei der Rücken des U's am Kopfende der inneren Teilwelle festgelegt ist, während die beiden freien Schenkel des U'saneinander diametral gegenüberliegenden Umfangsflächen dieser Teilwelle anliegen, wobei vorzugsweise gleichzeitig zwei um 900 gegeneinander versetzte Federvorrichtungen verwendet werden, so daß bei Teilwellen mit viereckigem Querschnitt auf sämtliche vier Umfangsflächen Federvorrichtungen einwirken. Diese bekannten Federvorrichtungen sollen zwar ebenfalls radiale Toleranzen ausgleichen, in erster Linie dienen sie jedoch dazu, im Falle einer Fahrzeiigkollision beim Ineinanderschieben der Teilwellen durch Verformung Energie aufzunehmen.
Anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen Fig. 1 die Sicherheitslenksäule eines Kraftfahrzeuges mit einer Lenkwelle gemäß der Erfindung in Seitenansicht, Fig. 2 den in Fig. 1 mit II bezifferten vergrößerten Ausschnitt der Lenkwelle, Fix 3 einen Querschnitt. durch die Lenkwelle entlang der in Fig. 2 mit III bezifferten Schnittführung und Sigv 4 eineEperspektivische Ansicht der eingesetzten Feder vorrichtung Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten,Sicherheitslenksäule ist innerhalb eines nur zum Teil dargestellten karosserieseitig - über eine Konsole 6 - befestigten Mantelrohrs 3 eine im Falle einer auf sie einwirkenden starken Axialbeanspruchung teleskopartig zusammenschiebbare Lenkwelle 1 gelagert. Diese besteht aus einer mit dem Lenkrad 4 verbundenen oberen äußeren Teilwelle 12 sowie einer mit ihrem freien Ende in die äußere Teilwelle eingesteckten unteren inneren Teilwelle 11, welche mit dem Lenkgetriebe 5 in Verbindung steht. Die ineinander gesteckten Enden der beiden Teilwellen besitzen einen nicht kreisförmigen Querschnitt, so daß diese Steckverbindung in der Lage ist, Drehmomente zu übertragen.
Zur gegenseitigen axialen Lagefixierung der beiden Teilwellen sowie zum Ausgleich eines insbesondere toleranzbedingten radialen Spiels zwischen beiden Teilwellen ist - wie aus Fig. 2 und Fig. 3 erkennbar - eine zwischen der äußeren Teilwelle 12 und der darin eingesteckten inneren Teilwelle 11 wirksame metallische Federvorrichtung 2 vorgesehen. Zu diesem Zweck ist in dem in die äußere Deilwelle 12 eingesteckten Ende der inneren Teilwelle 11 eine nutartige Aussparung 14 angeordnet, welche sich in Umfangsrichtung über zwei unmittelbar benachbarte Umfangsflächen der inneren Teilwelle erstreckt, wie dies in Fig. 3 zu erkennen ist. Die Federvorrichtung 2 selbst ist winkelförmig ausgebildet und liegt jeweils an zwei unmittelbar benachbarten Umfangsflächen der Teilwellen an, wodurch etwa vorhandenes radiales Spiel zwischen den beiden Teilwellen in jeder möglichen Richtung ausgeglichen wird. Die beiden Schenkel 21 und 22 der metallischen Federvorrichtung 2 sind gewellt ausgebildet, wobei die Wellen 23 und Täler 24 in Bezug auf die Lenkwsllen-Langsachse Auntereinem Winkel von 900 verlaufen. Grundsätzlich wäre es jedoch auch denkbar, sie unter einen Winkel zwischen 450 und 900 verlaufen zu lassen. Die Wellen- und Täler der beiden Schenkel 21 und 22 sind darüberhinaus so angeordnet, daß die axialen Federenden jeweils zum Grund der Aussparungen 14 zeigen. Die Federflächen steigen axial daher unter eines vergleichsweise flachen Winkel an, so daß die äußere Teilwelle 12 bei der Montage ohne Schwierigkeiten auf die in die Aus sparung 14 eingelegte Federvorrichtung 2 aufgeschoben werden kann, ohns daß zwingen& eine Abschrägung des Welienendes der Teilwelle 12 vorgesehen sein muß.
Im Schenkel 21 der winkelförmigen Federvorrichtung 2 ist eine nacb außen ausgestellte Federzunge 25 vorgesehen.
Beim Zusammenbau der Lenkwelle 1 wird die winkelförmige Federvorrichtung 2 in die Aussparung 14 der inneren Teilwelle 11 eingelegt und anschließend die äußere Teilwelle 12 auf das Ende der inneren Teilwelle aufgeschoben und zwar so weit, bis die Federzunge 25 in eine radiale Ausnehmung der äußeren Teilwelle, nämlich in die radiale Bohrung 13 einrastet, was im allgemeinen deutlich hörbar, in jedem Falle aber deutlich sichtbar ist. Erforderlichenfalls könnte die Sichtbarkeit noch dadurch erhöht werden, daß die Federzunge 25 farblich besonders herausgehoben wird. Wenn die Federzunge 25 in die radiale Ausnehmung 13 eingerastet ist, hat die zusammengefügte henkwelle 1 genau das gewünschte konstruktive Maß, ohne daß hierfür eine besondere Einbau- oder Meßlehre eingesetzt werden mußte.
Die Federzunge 25 ist derart nach außen ausgestellt, daß sie bei einer die Lenkwelle 1 auf Druck beanspruchenden Axialbeanspruchung - wie bei der Montage oder bei einer Fahrzeugkollision - radial nach innen gedrückt wird, während sie - im montierten Zustand - bei einer die Lenkwelle auf Zug beanspruchenden Axialbeanspruchung weiter abgespreizt wird Die erfindungsgemäße Lenkwelle ist Im Vergleich zu herkömmlichen Lenkwellen sehr einfach und kostengünstig herzustellen. Trotzdem werden die auftretenden radialen Toleranzen zwischen den beiden Teilwellen hervorragend ausgeglichen und beide Teilwellen sicher und klapperfrei miteinander verklemmt.
Im Falle einer Fahrzeugkollision, bei der auf die Lenkwelle starke Axialkräfte einwirken, werden die beiden Teilwellen 11 und 12 in üblicher Weisa taleskopartig ineinandergeschoben, wobe-i die Federzunge 25 aud der radialen Ausnehmung 15 herausgleitet.

Claims

N SPRUCR Lenkwelle einer Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge, mit zwei endseitig ineinander gesteckten Teilwellen mit einem in ihrem Überdeckungsbereich nicht kreisförmigen Querschnitt, die sich im Falle einer starken Axialbeanspruchung teleskopartig ineinander schieben, wobei zum Ausgleich radialen Spiels zwischen der inneren und der diese umgebenden äußeren Teilwelle sowie zu deren axialen gegenseitigen Lagefixierung eine - im Querschnitt - mehrere Umfangsflächen der inneren Teilwelle umgreifende einteilige und gewellte metallische Federvorrichtung vorgesehen ist, welche in eine umfangs der inneren Teilwelle angeordnete Aussparung eingelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung (2) winkelförmig ausgebildet ist und jeweils an zwei unmittelbar benachbarten Umfangsflächen der Teilwellen (11, 12) anliegt, daß die Wellen (23) und Täler (24) der Federvorrichtung (2) in Bezug auf die Lenkwellen-Längsachse (A)untereinem Winkel zwischen 45° und 90.°, vorzugsweise unter 90 , verlaufen und daß die Federvorrichtung (2) mindestens eine nach außen ausgestellte Federzunge (25) aufweist, welche in eine radiale Ausnehmung (Bohrung.13) der äußeren Teilwelle (12) eingerastet und derart ausgerickt.et ist, daß sie bei einer die Lenkwelle (1) auf Druck beanspruchenden Axialbeanspruchung radial nach innen drückbar ist, während sie bei einer die Lenkwelle auf Zug beanspruchenden Axialbeansprachl;g weiter abgespreizt wird.