DE3419537A1 - Steering spindle for motor vehicles constructed from a tube - Google Patents
Steering spindle for motor vehicles constructed from a tubeInfo
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Abstract
Description
Patentanwälte Dr. Loesenbeck (198O) Patent attorneys Dr. Loesenbeck (198O)
18/1218/12
Aus Rohr hergestellte Lenkspindel für KraftfahrzeugeSteering shaft made of pipe for motor vehicles
Die vorliegende Erfindung betrifft eine aus Rohr hergestellte Lenkspindel für Kraftfahrzeuge mit einer an der Lenkspindel befestigten Raste für den Sperriegel des Lenkschloßes.The present invention relates to a steering shaft made of pipe for motor vehicles with a detent attached to the steering shaft for the locking bolt of the steering lock.
Lenkspindeln der in Rede stehenden Art werden in der einschlägigen Branche üblicherweise als Sicherheitslenkspindel bezeichnet, da sie so auszulegen sind, daß eine Deformierbarkeit bei einem Unfall möglich ist. An einem Ende ist das Lenkrad des Kraftfahrzeugs aufgesetzt, während das andere Ende mit dem Eingangsglied des Lenkgetriebes verbunden ist. Auf die Lenkspindel ist eine Sperriegelraste aufgesetzt, welche ein oder mehrere Ausnehmungen aufweist, in die der Sperriegel des Lenkschloßes bei gewissen Lenkradstellungen bei abgestelltem Kraftfahrzeug eingreift. Die Lenkspindel muß hinsichtlich ihres Qeurschnittes und ihrer Festigkeit so ausgelegt sein, daß sie ein wesentlich größeres Drehmoment übertragen kann, als zur Überwindung der Lenkkräfte notwendig ist, da bei einem Diebstahlversuch und Gewaltanwendung ein relativ sehr großes Drehmoment erzeugt wird. Die Auslegung muß daher so erfolgen, daß dieses Drehmoment über die Sperriegelraste und das Lenkschloß auf den Fahrzeugkörper übertragenSteering spindles of the type in question are in the relevant Industry usually referred to as a safety steering spindle, as they are to be designed so that they can be deformed in the event of an accident is. The steering wheel of the motor vehicle is placed on one end, while the other end with the input member of the steering gear connected is. A locking latch is placed on the steering spindle, which has one or more recesses into which the locking bolt of the steering lock in certain steering wheel positions parked motor vehicle intervenes. The steering shaft must be designed with regard to its cross section and its strength so that it can transmit a much greater torque than is necessary to overcome the steering forces, as in the event of an attempted theft and the use of force generates a relatively very large amount of torque. The interpretation must therefore be made so that this torque over the Transfer the locking catch and the steering lock to the vehicle body
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werden kann, ohne daß eine Beschädigung oder ein Bruch von Teilen erfolgt. Aus diesem Grunde ist das Widerstandsmoment gegen Torsion von Lenkspindeln sehr groß. Die dadurch gegebene Dreh- und Biegesteifigkeit ist jedoch in dem Bereich, der zwischen der Sperriegelraste und dem Lenkgetriebe liegt, aus Sicherheitsgründen zu vermeiden. Es sind daher aufwendige Maßnahmen notwendig, um die Dreh- und Biegesteifigkeit in diesem Bereich praktisch wieder herabzusetzen. Das Widerstandsmoment von Lenkspindeln wurde deshalb so gewählt, daß zwar die übertragung eines Drehmomentes möglich ist, welches im Hinblick auf die Lenkkraft zu groß ist, jedoch nicht ausreichend ist, um einen Bruch°e?lie Deformation von Teilen der Lenkspindel oder des Lenkschloßes durch Gewaltanwendung zu verhindern.without damage or breakage of parts. For this reason, the section modulus is against torsion of steering spindles very large. The resulting torsional and bending stiffness however, is in the area between the locking catch and the steering gear is to be avoided for safety reasons. There are therefore complex measures necessary to the turning and To reduce the flexural rigidity in this area practically again. The moment of resistance of steering spindles was therefore chosen so that although the transmission of a torque is possible, which in view of on the steering force is too great, but is not sufficient to break the deformation of parts of the steering shaft or the To prevent steering lock by the use of force.
Der vorliegenden Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Lenkspindel der eingangs genannten Art im Bereich der Sperriegelraste so zu gestalten, daß auch bei einem Diebstahlversuch eine erhöhte Kraftabtragung auf die Raste nicht zu einer Deformation der Raste und auch nicht zu einem Freigeben des Sperriegels führt.The present invention is therefore based on the object of providing a steering spindle of the type mentioned at the beginning in the area of the locking catch to be designed so that even in the event of an attempted theft, increased force transfer to the detent does not result in deformation of the Latched and also does not lead to a release of the locking bolt.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Lenkspindel aus zwei fluchtend miteinander verbundenen Rohrstücken gebildet ist, daß die R'ohrstücke ein unterschiedliches Widerstandsmoment gegen Torsion aufweisen, daß die Berührungsflächen schräg zur Mittellängsachse der Lenkspindel verlaufen, die Sperrriegelraste als eine mit mindestens einem Längsschlitz versehene, den Verbindungsbereich übergreifende Muffe ausgebildet ist, und daß die durch jeweils einen Längsschlitz gebildeten Längskanten durch Schweißung derart miteinander verbunden sind, daß die Sperriegelraste gegen Verschiebung und Verdrehung auf der Lenkspindel gesichert ist.To solve the problem, the invention provides that the steering spindle consists of two pipe pieces that are aligned with one another is formed that the R'ohrstück a different section modulus have against torsion that the contact surfaces run obliquely to the central longitudinal axis of the steering spindle, the locking bolt detent is designed as a sleeve provided with at least one longitudinal slot and overlapping the connection area, and that through each of the longitudinal edges formed by a longitudinal slot Welding are connected to one another in such a way that the locking catch is secured against displacement and rotation on the steering shaft is.
Es ist nunmehr möglich, das das Lenkrad tragende Rohrstück aus einem Rohr mit einem erheblich größeren Widerstandsmoment gegen Torsion herzustellen als das zwischen der Sperriegelraste und demIt is now possible to make the pipe section carrying the steering wheel out of a pipe with a considerably greater moment of resistance against Establish torsion than that between the locking catch and the
Reiche - *3" -Rich - * 3 "-
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Lenkgetriebe liegende Rohrstiick. Durch die schräge Ausbildung der Berührungsflächen ist ein hohes Maß an Sicherheit gegeben, da die Lenkkräfte nicht ausschließlich durch die Schweißnähte übertragen werden. Auch bei einer Gewaltanwendung ist kein Bruch oder eine Deformation von beanspruchten Teilen zu erwarten, da die Muffe entsprechend auslegbar ist. Die übertragung des erhöhten Drehmoments vom Lenkrad zum Lenkschloß erfolgt durch die Schweißnahtflächen.Pipe section lying on the steering gear. Due to the inclined design of the contact surfaces there is a high level of safety, as the steering forces are not only transmitted through the weld seams. Even if force is used, no breakage or deformation of the stressed parts is to be expected, since the sleeve can be designed accordingly is. The increased torque is transmitted from the steering wheel to the steering lock through the weld seam surfaces.
Die übertragung des Lenkmoments vom Lenkrad zum Lenkgetriebe erfolgt einerseits von einem Rohrstück zum anderen über die Berührungsflächen und andererseits von dem das Lenkrad tragenden Rohrstück über die Schweißnaht und die Sperriegelraste zum anderen Rohrstück. Daraus ergibt sich, daß die durch die jeweilige Drehrichtung zum Zugbereich liegende Schweißnaht mit einer Querkraft beaufschlagt wird, die wesentlich geringer ist als die zulässige Querkraft. Es kann davon ausgegangen werden, daß sie nur 25 Prozent des zulässigen Wertes erreicht. Daraus folgend stellen die Berührungsflächen eine Sicherung der Schweißverbindung dar, d.h. die durch Bindefehler, wie z.B. Kerben und den sogenannten Schweißfaktor, herabgesetzte und nicht genau ermittelbare Verminderung der Kraftübertragung kann unberücksichtigt bleiben. Die notwendige Sicherheit ist demzufolge immer gegeben.The steering torque is transferred from the steering wheel to the steering gear on the one hand from one pipe section to the other via the contact surfaces and on the other hand from the pipe section carrying the steering wheel via the Weld seam and the locking latch to the other pipe section. This means that the direction of rotation leads to the pulling area lying weld seam is acted upon by a transverse force that is essential is less than the permissible transverse force. It can be assumed that it only reaches 25 percent of the permissible value. As a result, the contact surfaces represent a safeguard of the welded connection, i.e. the one caused by defects in the connection, such as notches and the so-called sweat factor, reduced and not precisely determinable reduction in power transmission, can be disregarded stay. The necessary security is therefore always given.
Weitere Kennzeichen und Merkmale einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand von weiteren Unteransprüchen und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen.Further characteristics and features of an advantageous embodiment of the present invention are the subject of further subclaims and emerge from the following description of preferred Embodiments.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße, aus zwei Rohrstücken zusammengesetzteFig. 1 shows an inventive, composed of two pipe pieces
Reiche - "K- Rich - "K-
Fig. 2 die Verbindung der Rohrstücke mittels zweier Halbschalen in Explosivdarstellung,Fig. 2 shows the connection of the pipe sections by means of two half-shells in Exploded view,
Fig. 3 den Verbindungsbereich der Rohrstücke in Ansicht zeigend, Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Draufsicht und Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in der Fig. 1.3 shows the connection area of the pipe sections in a view, FIG. 4 shows a plan view corresponding to FIG. 3, and FIG FIG. 5 shows a section along the line V-V in FIG. 1.
Eine in der Fig. 1 als ein Ausführungsbeispiel dargestellte Lenkspindel ist aus zwei Rohrstücken 1,2 unterschiedlicher Länge hergestellt. Die Rohrstücke 1,2 sind in noch näher beschriebener Weise fluchtend miteinander verbunden. Die einander zugewandt liegenden Enden der Rohrstücke 1,2 sind mittels eines unter einem Winkel von 45° zur Mittellängsachse verlaufenden Gehrungsschnittes abgeschrägt, wie insbesondere aus der Fig. 2 erkennbar, in der eine erste Möglichkeit zur Verbindung der Rohrstücke 1,2 aufgezeigt ist. Danach werden zwei sich zumindest über den Bereich der schräggeschnittenen Enden erstreckende Halbschalen 3,4 an einander gegenüberliegenden Seiten auf die Rohrstücke 1,2 außen aufgebracht. Die Abmessungen sind so getroffen, daß die einander zugewandt liegenden Längskanten parallel und in einem Abstand zueinander verlaufen. Diese Form der Halbschalen 3,4 läßt sich durch spangebendes Auftrennen eines Rohrabschnittes in besonders einfacher Weise erzielen. Die Längskanten sind durch je eine nach dem Zusammenfügen der Rohrstücke 1,2 gelegte Schweißnaht 5 miteinander so verbunden, daß auch die Rohrstücke 1,2 miterfaßt werden, wodurch die Halbschalen 3,4 gegen Verschieben in Spindellängsrichtung und gegen Verdrehung gesichert sind. Wie weiterhin noch erkennbar, ist jede Halbschale 3,4 mit einem, bezogen auf den Umfang mittig liegenden und in Längsrichtung verlaufenden Langloch 6,7 versehen. In eines dieser Langlöcher rastet je nach Stellung der Lenkspindel im abgestellten Zustand des Kraftfahrzeuges ein nicht dargestellter Sperrriegel des Lenkschloßes ein. Wie die Fig. 4 zeigt, sind die Langlö-A steering spindle shown in FIG. 1 as an exemplary embodiment is made from two pieces of pipe 1, 2 of different lengths. The pipe sections 1, 2 are aligned in a manner to be described in more detail connected with each other. The mutually facing ends of the pipe sections 1, 2 are at an angle of 45 ° to the central longitudinal axis running miter cut beveled, as can be seen in particular from FIG. 2, in which a first possibility for Connection of the pipe sections 1,2 is shown. Thereafter, two extending at least over the area of the obliquely cut ends Half-shells 3, 4 on opposite sides on the pipe sections 1.2 applied on the outside. The dimensions are made so that the facing longitudinal edges are parallel and in one Distance to each other. This shape of the half-shells 3, 4 can be made particularly by cutting a pipe section easy way to achieve. The longitudinal edges are each created by a weld 5 placed after the pipe sections 1, 2 have been joined together connected that the pipe sections 1.2 are also detected, whereby the half-shells 3.4 against displacement in the longitudinal direction of the spindle and against Rotation are secured. As can still be seen, each half-shell 3, 4 is provided with a centered one in relation to the circumference and elongated hole 6,7 extending in the longitudinal direction. Depending on the position of the steering spindle in the parked position, one of these elongated holes engages State of the motor vehicle a locking bolt, not shown, of the steering lock. As Fig. 4 shows, the long holes are
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4-4-
eher 6,7 rechteckförmig mit abgerundeten Ecken gestaltet und erstrekken sich über einen Großteil jeder Halbschale. Im zusammengefügten Zustand der Lenkspindel liegen die Langlöcher 6,7 einander diametral gegenüber.rather 6.7 rectangular with rounded corners designed and stretched over a large part of each half-shell. In the assembled state of the steering spindle, the elongated holes 6, 7 are diametrically opposed to one another opposite to.
In der Fig. 5 ist eine weitere Möglichkeit der Verbindung der Rohrstücke 1,2 dargestellt. Anstelle der Halbschalen 3,4 ist hier eine Muffe 12 eingesetzt, die aus einer mit einem Längsschlitz versehenen Rohrhülse gebildet ist. Nach dem Aufschieben auf die Lenkspindel im Verbindungsbereich der Rohrstücke 1,2 werden die durch den Längsschlitz gebildeten Längskanten mittels der Schweißnaht 5 verbunden, die so gelegt ist, daß auch eine Verbindung mit den Rohrstücken 1,2 erzielt wird. Die Muffe 12 ist demzufolge gegen Verschiebung in Längsrichtung und gegen Verdrehung gesichert. Auch die Muffe 12 ist mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Langlöchern 6,7 versehen, deren Form aus der Fig. 4 erkennbar ist. Bei dieser Ausführung wird in besonders einfacher Weise die Verbindung hergestellt, da lediglich ein Teil benötigt wird. Wie die Fig. 5 zeigt, sind die Langlöcher 6,7 um einen Winkel von 90° zur Schweißnaht 5 versetzt.In Fig. 5 is another way of connecting the pipe sections 1.2 shown. Instead of the half-shells 3, 4 a sleeve 12 is used here, which consists of a sleeve provided with a longitudinal slot Tube sleeve is formed. After being pushed onto the steering spindle in the connecting area of the pipe sections 1,2, the through the longitudinal slot formed longitudinal edges connected by means of the weld 5, which is placed so that a connection with the pipe sections 1,2 is achieved. The sleeve 12 is therefore secured against displacement in the longitudinal direction and against rotation. The sleeve 12 is also provided with two diametrically opposite elongated holes 6,7, the shape of which can be seen from FIG. 4. In this embodiment, the connection is established in a particularly simple manner, since only a part is needed. As FIG. 5 shows, the elongated holes 6, 7 are offset by an angle of 90 ° to the weld seam 5.
Das kürzere Rohrstück 1 ist an seinem freien Ende zweimal stufenförmig mit geringer werdenden Durchmessern abgesetzt. Das Ende ist mit einem Gewinde 8 und einer sich daran anschließenden Kerbverzahnung 9 versehen, um das nicht dargestellte Lenkrad drehfest aufzusetzen und gegen Abziehen sichern zu können. Das längere Ende der Lenkspindel ist zunächst an seinem dem Rohrstück 1 zugewandt liegenden Ende im Durchmesser gleich gehalten wie das Rohrstück 1. Daran schließt sich ein kegel stumpfförmiges Teil an, welches in ein Wellrohr 10 übergeht. Das freie Ende des Rohrstückes 2 ist mit einem nicht näher erläuterten Anschlußflansch 11 versehen.The shorter pipe section 1 is stepped twice at its free end discontinued with decreasing diameters. The end is provided with a thread 8 and an adjoining serration 9, in order to be able to place the steering wheel, not shown, in a rotationally fixed manner and to prevent it from being pulled off. The longer end of the steering shaft is initially held at its end facing the pipe section 1 in diameter the same as the pipe section 1. This is followed by a frustoconical part which merges into a corrugated pipe 10. The free end of the pipe section 2 is provided with a connecting flange 11, which is not explained in detail.
Wie aus den Figuren erkennbar, ist die Wandstärke des kürzeren, das nicht dargestellte Lenkrad aufnehmende Rohrstück 1 größer als die des Rohrstückes 2, da zur übertragung einer erhöhten Drehkraft währendAs can be seen from the figures, the wall thickness of the shorter one is the Steering wheel not shown receiving pipe section 1 larger than that of the pipe section 2, since to transmit an increased torque during
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•J.• J.
eines Diebstahl Versuches durch dieses Teil wesentlich größere Kräfte zu übertragen sind als von dem fluchtenden Rohrstück 2. Im praktischen Einsatz wird das von dem Rohrstück 1 auf das Rohrstück 2 zu übertragende Drehmoment über die aneinander!legenden, schräg zur Mittellängsachse der Lenkspindel verlaufenden Flächen teilweise übertragen. Der Rest wird durch die Schweißnähte 5 übertragen, wobei diese gleichzeitig eine Verdrehung und ein axiales Verschieben verhindern. Das Rohrstück 1 kann nicht nur aufgrund der größeren Wandstärke ein größeres Drehmoment übertragen, sondern auch aufgrund seiner geringeren Länge, da das durch Krafteinwirkung erfolgende Ausknicken praktisch unmöglich ist. Zur weiteren Stabilitätserhöhung ist es noch vorteilhaft, die Wandstärke der Halbschalen 3,4 bzw. der Muffe 12 größer zu wählen als die Wandstärke des Rohrstückes 1. Hierdurch ist eine Deformierung der Langlöcher 6,7 bei Gewaltanwendung wesentlich erschwert.an attempted theft by this part much greater forces are to be transferred than from the aligned pipe section 2. In practical use, that to be transferred from the pipe section 1 to the pipe section 2 Torque via the adjacent! Diagonally to the central longitudinal axis the steering shaft extending surfaces partially transferred. The rest is transferred through the welds 5, these at the same time prevent rotation and axial displacement. The pipe section 1 can be a larger one not only because of the greater wall thickness Transferring torque, but also because of its shorter length, since buckling caused by the action of force is practically impossible is. To further increase stability, it is also advantageous to use the The wall thickness of the half-shells 3, 4 or the sleeve 12 should be chosen to be greater than the wall thickness of the pipe section 1. This results in a deformation the elongated holes 6.7 made much more difficult when using force.
Reiche -J- - Rich -J- -
1 Rohrstück1 piece of pipe
2 Rohrstück2 pipe section
3 Halbschale3 half-shell
4 Halbschale4 half-shell
5 Schweißnaht5 weld seam
6 Langloch6 elongated hole
7 Langloch7 elongated hole
8 Gewinde8 threads
9 Kerbverzahnung9 serration
10 Wellrohr10 corrugated pipe
11 Anschlußflansch11 connection flange
12 Muffe12 socket
-Al--Al-
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