DE3419537C2

DE3419537C2 - Steering spindle made of pipe for motor vehicles

Info

Publication number: DE3419537C2
Application number: DE19843419537
Authority: DE
Inventors: Hans Arnold; Horst Bienas
Original assignee: Reiche and Co
Current assignee: Reiche GmbH and Co KG Automotive Components
Priority date: 1984-05-25
Filing date: 1984-05-25
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2004-05-26
Also published as: FR2587670B1; FR2587670A1; DE3419537A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine aus Rohr hergestellte Lenkspindel für Kraftfahrzeuge, die zwei fluchtende Rohrstücke beinhaltet, die über ein die einander zugeordneten Enden über greifendes Zwischenteil miteinander verbunden sind.The present invention relates to a pipe made Steering spindle for motor vehicles, the two aligned pipe pieces includes the one over the associated ends over gripping intermediate part are interconnected.

Lenkspindeln der in Rede stehenden Art werden in der einschlä gigen Branche üblicherweise als Sicherheitslenkspindeln be zeichnet, da sie so auszulegen sind, daß eine Deformierbarkeit bei einem Unfall möglich ist.Steering spindles of the type in question are included in the incl industry usually use safety steering spindles records because they are to be interpreted so that a deformability is possible in an accident.

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 eine oder mehrere Ausnehmungen aufweist, in die der Sperriegel des Lenkschlosses bei gewissen Lenkradstel lungen des abgestellten Kraftfahrzeugs eingreift. Die Lenkspin del muß hinsichtlich ihres Querschnittes 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 re lativ großes Drehmoment erzeugt wird. Die Auslegung muß daher so erfolgen, daß dieses Drehmoment über die Sperriegelraste und das Lenkschloß auf den Fahrzeugkörper übertragen werden kann, ohne daß eine Beschädigung oder ein Bruch von Teilen erfolgt. Aus diesem Grunde ist das Widerstandsmoment gegen Torsionen von Lenkspindeln sehr groß. Die dadurch gegebene Dreh- und Biegesteifigkeit ist jedoch in dem Bereich, der zwischen der Sperriegelraste und dem Lenkgetriebe liegt, aus Sicherheits gründen zu vermeiden. Es sind daher aufwendige Maßnahmen not wendig, um die Dreh- und Biegesteifigkeit in diesem Bereich praktisch wieder herabzusetzen. Das Widerstandsmoment von Lenkspindeln wurde deshalb so gewählt, daß zwar die Übertra gung eines Drehmomentes möglich ist, welches im Hinblick auf die Lenkkraft zu groß ist, jedoch nicht ausreichend ist, um einen Bruch oder eine Deformation von Teilen der Lenkspindel oder des Lenkschlosses durch Gewaltanwendung zu verhindern.The steering wheel of the motor vehicle is attached at one end, while the other end with the input link of the steering gear connected is. There is a locking bolt catch on the steering spindle placed, which has one or more recesses, in the lock bolt of the steering lock on certain steering wheel positions lungs of the parked motor vehicle intervenes. The steering wheel del must with regard to their cross-section and their strength be designed so that they have a much greater torque can be transmitted as necessary to overcome the steering forces is because in the event of an attempted theft and the use of force, a re relatively large torque is generated. The interpretation must therefore so that this torque on the locking latch and the steering lock can be transferred to the vehicle body, without damage or breakage of parts. For this reason, the moment of resistance to torsion of steering spindles very large. The resulting rotation and Bending stiffness is, however, in the area between the Locking latch and the steering gear is, for safety to avoid founding. Complex measures are therefore necessary agile to the torsional and bending stiffness in this area practically lower again. The section modulus of Steering spindles were therefore chosen so that the transmission tion of a torque is possible, which with regard to the steering force is too great, but is not sufficient to a break or deformation of parts of the steering shaft or to prevent the steering lock from being used by force.

Eine aus der DE 26 49 962 A1 bekannte Sicherheitslenksäule be steht aus zwei fluchtenden Rohrstücken, die an den einander zu gewandten Enden gabelförmig ausgebildet sind und mittels eines als Doppelgabel ausgebildeten Zwischenteils miteinander verbun den sind. Die Verbindungen der beiden Rohrstücke mit den zuge ordneten Seiten des Zwischenstückes erfolgt über zwei aus Kunststoff bestehende Hülsen. Die beiden Rohrstücke werden in den einander zugewandten Endbereichen durch trapez förmige Verbindungsstücke durchdrungen. Die aus Kunststoff ge fertigten Verbindungshülsen erstrecken sich auch über diese Be reiche. Das Verbindungsstück des lenkradseitigen Rohrstückes ist mit einer Schneide und die Hülse mit Einkerbungen versehen, so daß beim Auftreten einer hohen axialen Belastung der Lenk säule das Verbindungsstück durch die Schneide zerstört wird, so daß die Verbindung zwischen den beiden Rohrstücken aufgehoben wird. Bei dieser vorbekannten Sicherheitslenksäule kommt es zu einem Bruch oder zu einer Deformation von Teilen der Sicher heitslenksäule oder des Lenkschlosses bei einem durch Gewaltan wendung erhöhten Drehmoment.A safety steering column known from DE 26 49 962 A1 is made up of two aligned pieces of pipe that face each other facing ends are fork-shaped and by means of a Intermediate part formed as a double fork they are. The connections of the two pipe sections with the arranged sides of the intermediate piece takes place over two Plastic existing sleeves. The two pieces of pipe are trapezoidal in the end areas facing each other shaped connectors penetrated. The ge made of plastic manufactured connecting sleeves also extend over this loading rich. The connector of the pipe section on the steering wheel side is provided with a cutting edge and the sleeve with notches, so that when a high axial load occurs on the steering column the connector is destroyed by the cutting edge, so that the connection between the two pieces of pipe is broken becomes. It happens with this known safety steering column a break or deformation of parts of the safe steering column or the steering lock on one by force application of increased torque.

Ausgehend von der durch die DE 26 49 962 A1 vorbekannten Lenk spindel liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese im Be reich der Sperriegelraste so zu gestalten, daß eine erhöhte Kraftabtragung auf die Raste bei einem Diebstahlversuch weder zu einer Deformation der Raste noch zu einer Freigabe des Sperriegels führt.Starting from the steering previously known from DE 26 49 962 A1 spindle, the invention has for its object in Be rich to design the locking latch so that an increased Power transmission to the notch during an attempted theft to a deformation of the catch still to release the Locking bar leads.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgese hen, daß das Zwischenteil als eine eine Sperriegelraste bil dende, mit mindestens einem Längsschlitz versehene, den Verbin dungsbereich der Rohrstücke übergreifende Muffe ausgebildet ist, daß die durch jeweils einen Längsschlitz gebildeten Längskanten der Muffe durch Schweißung derart miteinander ver bunden sind, daß sie gegen Verschiebung und Verdrehung auf der Lenkspindel gesichert ist, daß die Rohrstücke unterschiedliche Widerstandsmomente gegen Torsion aufweisen und daß deren einan der zugewandten Flächen als schräg zur Mittellängsachse der Lenkspindel verlaufende Berührungsflächen ausgebildet sind.To achieve the stated object, the invention provides for this hen that the intermediate part bil as a locking latch end, provided with at least one longitudinal slot, the connection area of the pipe cross-formed sleeve is that each formed by a longitudinal slot Ver longitudinal edges of the sleeve by welding together are bound to prevent displacement and twisting on the Steering spindle is secured that the pipe sections are different Have moments of resistance to torsion and that one another of the facing surfaces as oblique to the central longitudinal axis of the Steering spindle extending contact surfaces are formed.

Es ist nunmehr möglich, daß das das Lenkrad tragende Rohrstück aus einem Rohr mit einem erheblich größeren Widerstandsmoment gegen Torsion hergestellt wird, als das Rohrstück zwischen der Sperrie gelraste und dem Lenkgetriebe. Durch die schräge Ausbildung der Berührungsflächen ist ein hohes Maß an Sicher heit 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 Über tragung des erhöhten Drehmoments vom Lenkrad zum Lenkschloß er folgt durch die Schweißnahtflächen.It is now possible that the pipe section carrying the steering wheel from a tube with a significantly greater section modulus is produced against torsion as the pipe section between the Sperrie latched and the steering gear. Through the oblique Training the contact surfaces is a high degree of safety given, since the steering forces are not exclusively due to the Welds are transferred. Even if violence is used is not a break or a deformation of stressed parts to be expected, since the sleeve can be designed accordingly. The About Carrying the increased torque from the steering wheel to the steering lock follows through the weld surfaces.

Die Übertragung des Lenkmoments vom Lenkrad zum Lenkgetriebe erfolgt einerseits von einem Rohrstück zum anderen über die Be rührungsflächen und andererseits von dem das Lenkrad tragenden Rohrstück über die Schweißnaht und die Sperriegelraste zum an deren Rohrstück. Daraus ergibt sich, daß die durch die jewei lige Drehrichtung im 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% des zulässigen Wertes erreicht. Daraus folgend stellen die Berührungsflächen eine Sicherung der Schweißverbin dung dar, d. h. die durch Bindefehler, wie z. B. Kerbe und den sogen. Schweißfaktor herabgesetzte und nicht genau ermittelbare Verminderung der Kraftübertragung kann unberücksichtigt blei ben. Die notwendige Sicherheit ist demzufolge immer gegeben.The transmission of the steering torque from the steering wheel to the steering gear takes place on the one hand from one piece of pipe to the other via the loading contact surfaces and on the other hand from the one carrying the steering wheel Pipe section over the weld seam and the locking catch to their pipe section. It follows that the by the respective current direction of rotation in the pull area weld seam with a Shear force is applied, which is significantly less than the permissible lateral force. It can be assumed that it only reaches 25% of the permissible value. Following from this the contact surfaces secure the welded joint dung, d. H. caused by binding errors such. B. notch and the so-called Reduced sweat factor and not exactly determinable Reduction in power transmission can be ignored ben. The necessary security is therefore always given.

Weitere Kennzeichen und Merkmale einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand von weiteren Unteransprü chen und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevor zugten Ausführungsbeispielen.Further characteristics and features of an advantageous embodiment the present invention are the subject of further dependent claims Chen and emerge from the following description of before preferred embodiments.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße, aus zwei Rohrstücken zusammengesetzte Fig. 1 is an inventive, composed of two pieces of pipe

Fig. 2 die Verbindung der Rohrstücke mittels zweier Halbschalen in Explosivdarstellung, Fig. 2, the connecting of the tube pieces by means of two half-shells in exploded view,

Fig. 3 den Verbindungsbereich der Rohrstücke in Ansicht zeigend, Fig. 3 shows the connecting portion of the pipe pieces in a view showing,

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Draufsicht und Fig. 4 is a plan view corresponding to Fig. 3 and

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in der Fig. 1. Fig. 5 shows a section along line VV in Figure 1..

Eine in der Fig. 1 als ein Ausführungsbeispiel dargestellte Lenkspin del 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 Mit tellängsachse verlaufenden Gehrungsschnittes abgeschrägt, wie insbe sondere 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 Rohr stücke 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 abge stellten Zustand des Kraftfahrzeuges ein nicht dargestellter Sperr riegel des Lenkschlosses ein. Wie die Fig. 4 zeigt, sind die Langlö cher 6, 7 rechteckförmig mit abgerundeten Ecken gestaltet und erstrec ken sich über einen Großteil jeder Halbschale. Im zusammengefügten Zustand der Lenkspindel liegen die Langlöcher 6, 7 einander diametral gegenüber.One shown in FIG. 1 as an exemplary embodiment steering spin del is made of two pipe pieces 1 , 2 of different lengths. The pipe sections 1 , 2 are connected in alignment in a manner described in more detail below. The mutually facing ends of the pipe sections 1 , 2 are beveled by means of a miter cut running at an angle of 45 ° to the longitudinal axis of the axis, as can be seen in particular from FIG. 2, in which a first possibility for connecting the pipe sections 1 , 2 is shown . Thereafter, two half-shells 3 , 4 extending at least over the area of the diagonally cut ends are applied on opposite sides of the pipe pieces 1 , 2 on the outside. The dimensions are such that the longitudinal edges facing one another run parallel and at a distance from one another. This shape of the half-shells 3 , 4 can be achieved in a particularly simple manner by cutting a pipe section. The longitudinal edges are each connected by a weld 5 placed after the tube pieces 1 , 2 have been joined together, so that the tube pieces 1 , 2 are also included, as a result of which the half-shells 3 , 4 are secured against displacement in the longitudinal direction of the spindle and against rotation. As can also be seen, each half-shell 3 , 4 is provided with an elongated hole 6 , 7 which is centered on the circumference and runs in the longitudinal direction. In one of these slots, depending on the position of the steering spindle in the abge posed state of the motor vehicle, a not shown locking bolt of the steering lock. As FIG. 4 shows, the Langlö are cher 6, 7 rectangular in shape with rounded corners erstrec ken over a major part of each half shell. In the assembled state of the steering spindle, the elongated holes 6 , 7 are diametrically opposite one another.

In der Fig. 5 ist eine weitere Möglichkeit der Verbindung der Rohr stücke 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 Längs schlitz 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 verse hen, deren Form aus der Fig. 4 erkennbar ist. Bei dieser Ausführung wird in besonders einfacher Weise die Verbindung hergestellt, da le diglich ein Teil benötigt wird. Wie die Fig. 5 zeigt, sind die Lang löcher 6, 7 um einen Winkel von 90° zur Schweißnaht 5 versetzt.In FIG. 5, a further possibility is the connection of the pipe pieces 1, 2. Instead of the half-shells 3 , 4 , a sleeve 12 is used here, which is formed from a tubular sleeve provided with a longitudinal slot. After being pushed onto the steering spindle in the connecting area of the pipe sections 1 , 2 , the longitudinal edges formed by the longitudinal slot are connected by means of the weld seam 5 , which is placed such that a connection with the pipe sections 1 , 2 is also achieved. The sleeve 12 is therefore secured against displacement in the longitudinal direction and against rotation. The sleeve 12 is hen with two diametrically opposed slots 6, 7 verses, the shape of which can be seen in FIG. 4. In this embodiment, the connection is made in a particularly simple manner, since le diglich a part is required. As FIG. 5, the long holes are 6, 7 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 verse hen, um das nicht dargestellte Lenkrad drehfest aufzusetzen und ge gen 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 kegelstumpfförmiges Teil an, welches in ein Wellrohr 10 übergeht. Das freie Ende des Rohrstückes 2 ist mit einem nicht näher erläuter ten Anschlußflansch 11 versehen.The shorter pipe section 1 is stepped at its free end twice in steps with decreasing diameters. The end is hen with a thread 8 and an adjoining serration 9 verse, in order to mount the steering wheel, not shown, in a rotationally fixed manner and to be able to secure it against pulling off. The longer end of the steering shaft is initially 1 facing end lying in diameter held in the tubular piece as a reed piece. 1 This is followed by a frustoconical part which merges into a corrugated tube 10 . The free end of the pipe section 2 is provided with a connecting flange 11 , 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 während eines Diebstahlversuches 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 übertra gende Drehmoment über die aneinanderliegenden, schräg zur Mittellängs achse der Lenkspindel verlaufenden Flächen teilweise übertragen. Der Rest wird durch die Schweißnähte 5 übertragen, wobei diese gleichzei tig eine Verdrehung und ein axiales Verschieben verhindern. Das Rohr stück 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.As can be seen from the figures, the wall thickness of the shorter pipe section 1 , which does not hold the steering wheel, is greater than that of the pipe section 2 , since to transmit an increased torque during an attempted theft, this part must transmit much greater forces than from the aligned pipe section 2 . In practical use, the torque to be transmitted from the pipe section 1 to the pipe section 2 is partially transmitted via the contiguous surfaces running obliquely to the central longitudinal axis of the steering spindle. The rest is transmitted through the weld seams 5 , which at the same time prevent rotation and axial displacement. The pipe piece 1 can not only transmit a greater torque due to the greater wall thickness, but also due to its shorter length, since the buckling caused by the action of force is practically impossible. To further increase stability, it is also advantageous to choose the wall thickness of the half-shells 3 , 4 or the sleeve 12 to be greater than the wall thickness of the pipe section 1 . This makes deformation of the elongated holes 6 , 7 considerably more difficult when force is used.

BezugszeichenlisteReference list

1 Rohrstück
2 Rohrstück
3 Halbschale
4 Halbschale
5 Schweißnaht
6 Langloch
7 Langloch
8 Gewinde
9 Kerbverzahnung
10 Wellrohr
11 Anschlußflansch
12 Muffe 1 piece of pipe
2 pipe section
3 half-shell
4 half-shell
5 weld seam
6 slot
7 slot
8 threads
9 serration
10 corrugated pipe
11 connecting flange
12 sleeve

Claims

1. Steering spindle made of pipe for motor vehicles, which includes two aligned pipe sections which are connected to each other via an intermediate part overlapping the intermediate part, characterized in that the intermediate part as a locking latching, provided with at least one longitudinal slot, the connection area of the pipe sections ( 1 , 2 ) overlapping sleeve ( 3 , 4 , 12 ) is designed such that the longitudinal edges of the sleeve ( 3 , 4 , 12 ) formed by a respective longitudinal slot are connected to one another by welding in such a way that they prevent displacement and rotation the steering spindle is secured that the pipe sections ( 1 , 2 ) have different moments of resistance to torsion and that their mutually facing surfaces are designed as contact surfaces which run obliquely to the central longitudinal axis of the steering spindle.

2. Steering spindle made of tube according to claim 1, characterized in that the sleeve is formed from two half-shells ( 3 , 4 ), de ren longitudinal edges are welded together and connected to the pipe sections ( 1 , 2 ).

3. Steering spindle made of tube according to claim 1, characterized in that the sleeve ( 12 ) is formed from a verse with a longitudinal slot hen tube sleeve, the longitudinal edges of which are welded together by a weld ( 5 ) such that the sleeve ( 12 ) is fixed on the pipe sections ( 1 , 2 ).

4. Steering spindle made of pipe according to claim 1, characterized in that the contact surfaces of the pipe sections ( 1 , 2 ) preferably and at an angle of 45 ° to the central longitudinal axis of the steering spindle.

5. Steering spindle made of pipe according to claim 1, characterized in that the sleeve ( 3 , 4 or 12 ) has at least one recess ( 6 , 7 ).

6. Steering spindle made of tube according to claim 5, characterized in that two diametrically opposite recesses ( 6 , 7 ) are provided.

7. Steering spindle made of tube according to claim 5, characterized in that each recess as an over the entire wall thickness of the sleeve ( 3 , 4 ) or ( 12 ) extending slot ( 6 , 7 ) is formed.

8. Steering spindle made of tube according to claim 1, characterized in that the section modulus against torsion of the pipe bearing the steering wheel ( 1 ) is greater than that of the aligned Rohrstüc kes ( 2 ).

9. Steering spindle made of tube according to claim 8, characterized in that the increase in the resistance torque against torsion by increasing the wall thickness and / or increasing the strength of the pipe section ( 1 ), optionally also by using a solid rod.

10. Steering spindle made of pipe according to one or more of the preceding claims, characterized in that the wall thickness of the sleeve ( 3 , 4 or 12 ) is equal to or greater than the wall thickness of the pipe section carrying the steering wheel ( 1 ).

11. Steering spindle made of pipe according to claim 1, characterized in that the longitudinal edges of the sleeve ( 3 , 4 ) or ( 12 ) run parallel and at a distance from each other.

12. Steering spindle made of pipe according to one or more of the preceding claims, characterized in that the intersection points between the contact surfaces of the pipe sections ( 1 , 2 ) and the weld seams ( 5 ) lie at diametrically opposite points of the steering spindle.