DE3501132A1

DE3501132A1 - Teleskopwelle

Info

Publication number: DE3501132A1
Application number: DE19853501132
Authority: DE
Inventors: Masanobu Nagoya Ishikawa; Kenichi Kazaoka; Masumi Toyoake Nishikawa
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1984-03-05
Filing date: 1985-01-15
Publication date: 1985-09-05
Also published as: DE3501132C2; JPS60188614A; US4619548A; JPS649489B2

Description

Teleskopwelle
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Welle, genauer gesagt eine Teleskopwelle, bei der eine innere Welle gleitend über eine Keilverbindung in eine äußere Welle eingesetzt ist.
herkömmlich ausgebildete Teleskopwellen sind in den US-PSen 3 318 170, 3 434 369 und 3 434 363 beschrieben. Bei der in der zuletzt genannten Veröffentlichung offenbarten Welle ist eine innere Welle gleitend in eine rohrförmige und zylinderförmige äußere Welle eingesetzt und über eine Zahn- oder Keilverbindung zusammen mit dieser als Einheit drehbar. Die innere Welle ist an der gewünschten Stelle fest mit der äußeren Welle verbunden, in-dem eine äußere Urafangsfläche eines eingesetzten Endabschnittes der inneren Welle über eine Niederdrückeinrichtung auf eine innere Umfangsfläche der äußeren Welle gepreßt ist. Auf diese Weise wird das bei einer eilverbindung etc. vorhandene Spiel, das in Radialrichtung und in Drehrichtung zwischen beiden Welln vorhanden ist, verhindert.
Es ist ferner eine Teleskopwelle bekannt, bei der eine Fixiereinrichtung zwischen beiden Wellen getrennt neben dem Einsatzabschnitt beider Wellen vorgesehen ist. 3ei dieser Art von TEleskopwellw ist ein Gleitstüch an einem Endabschnitt von einer von beiden Wellen vorgesehen, das über ein elastisches Element auf die andere Welle heruntergedrückt wird, wie in den US-PS@en 3 31o 170 oder 3 43A 360 gezeigt ist. Xuf diese leise ]önnen beide Wellen relativ zueinander gleiten. Das in Radialrichtung und in Drehrichtung vorhandene Spiel wird jedoch beseitigt.
Bei dem vorstchend genannden Stand der Technik ist jedoch der Mechanismus, mittels dem das Spiel beseitigt wird, nur an einem Endabschnitt beider Wellen vorgescgen, so daß zwar das in Drehrichtung vorhandene Spiel beseiting wird, jedoch das in Radialrichtung, insbesondere in Durchbiegerichtung der Welle, nicht in ausreichender Weise entfernt wird, da das Spiel nur an einen Abschnitt beider Wellen beseitigt wird. Insbesondere bei Anwendung dieses Mechanismus bei einem Lenkrad wird daher das Lenkvermögen stark herabgesetzt.
ei der vorliegenden Erfindung ist eine erste und eine zweite Niederdrückeinrichtung vorgesehen, von dencn die erste einen eingesetzten Endabschnitt einer äußeren Welle auf eine innere Welle und die zweite einen eingesetzten Endabschnitt der inneren Welle auf die äußere zelle preßt. Dies führt dazu, daß das zwischen beiden Wellen vorhandene Spiel an zwei PosiLionen der ersten und zweiten Niederdrückeinrichtung entfernt wird. Darüberhinaus wird das zwischen entsprechenden Wellen vorhandene Spiel an den Einsatzendabschnitten einer jeden Welle durch entsprechende Niederdrückeinrichtungen entfernt, so daß der Abstand zwischen zwei Positionen, bei denen kein Spiel zwischen beiden Wellen auftritt, so lang wie m5glich gehalten wird. Daher wird das Auf treten von Spiel zwischen beiden Wellen in Radialrichtung, d.h. in Durchbiegerichtung, in ausreichender Weise verhindert. Erfindungsgemäß ist eine eilverbindung zwischen beiden Wellen an zwei Stellen ohne das Auf treten von Spiel vorgesehen, so daß die Beseitigung des Spiels in Drehrichtung zwischen beiden Wellen weiter verbessert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Teleskopwelle zu schaffen, mit der die vorstehend aufgezeigten Nachteile der herkömmlich ausgebildeten Teleskopwellen vermieden werden können.
Desweiteren bezweckt die Erfindung die Schaffung einer verbesserten Teleskopwelle, die als Hauptwelle einer Teleskoplenksäule eines Lenkrades geeignet ist.
Schließlich soll durch die Erfindung eine verbesserte Teleskopwelle zur Verfügung gestellt werden, die in zuverlässiger Weise bewegt werden kann und relativ einfach ausgebildet ist.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine Teleskopwelle mit den ..erkmalen der Patentansprüche gelöst.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Teleskopwelle; Figur 2 einen Schnitt entlang Linie II-II in Figur 1; Figur 3 einen Schnitt ähnlich Figur 2 entlang Linie III-III in Figur 1; und Figur 4 eine Darstel]unrf der Ausführungsform der Figur 1 im auseinandergenommenen Zustand.
Wie aus Figur 1 hervorgeht, ist mit 20 eine Teleskopwelle bezeichnet, die eine äußere Welle 21 und eine innere Welle 22 aufweist. Die äußere Welle 21 ist zylindrisch geformt und besitzt eine Keilverzahnung 21a auf ihrer inneren Umfangsfläche 29. Die innere Welle 22 ist ebenfalls zylindrisch ausgebildet und weist eine zeilverzahnung 22a auf ihrer äußeren Umfangsfläche auf, die mit der Keilverzahnung 21a der äußeren Welle 21 in eingriff bringbar ist. Die innere Welle 22 ist gleitend in die äußere Welle 21 eingesetzt. Somit sind beide Wellen 21, 22 über die Keilverzahnungen 21a, 22a zusammen als Einheit drehbar.
Eine konische Schraube 21c ist an einem ninsatzendabschnitt 21b, in den die innere Welle 22 eingesetzt ist, ausgebildet. Die Schraube 21d besitzt vier Schlitze 21d, die in Axialrichtung und symmetrisch ausgebildet sind (Figur 3). Jeder Schlitz 21d erstreckt sich über die gesamte Länge der Schraube 21c, so Daß die Schraube elastisch verformbar ist. Darüberhinaus ist die Dicke der Schraube 21c gering. Eine Ringnut ist am Wurzelabschnitt der Schraube 21c an einer inneren Umfangsfläche 29 der äußeren stelle ausgebildet. Die Schraube 21c ist somit vom Wurzelabschnitt aus leicht nach innen gebogen.
Ein konischer Lochabschnitt 22c ist an einem Einsatzend-Abschnitt 22b der inneren Welle 22 vorgeschen. Vier Schlitze 22D sind in Axialrichtung und symetrisch an dem konischen lochabschnitt 22c über desen gesamte Länge vorgesehen. .m Abschnitt 22c ist eine ringnut 22e an einer zylindrischen inneren Umfangsfläche 30 der inneren Welle 22 ausgebildet. Somit ist der konische Lochabschnitt 22 über den gesamten Umfang elastisch und gleichmäßig verformbar.
ine als erste elastische Einrichtung dienende Mutter 21 ist auf die Schraube 21c geschraubt. Die Schraube 21c ist ionisch ausgebildet und elastisch verformbar, so daß sie bei Vertiefung der Schraubverbindung der Mutter 24 einwärts verformt wird. Die Keilverzahnung 21a des inneren Umfangsabschnittes der Schraube 21c wird mit der Keilverzahnung 22a der äußeren Umfangsfläche der inneren Welle 22 an einer ausgewählten Stelle in engen Kontakt gebracht.
ine als zweite Niederdrückeinrichtung dienende Stange 23 ist in eine zylindrische innere Umfangsfläche 30 der inneren Welle 22 eingesetzt. Ein konischer Abschnitt 23a ist am linken Ende der Stange 23 ausgebildet und mit dem konischen Lochabschnitt 22c der inneren Welle 22 in Eingriff bringbar (Figur 1). Eine Schraube 23b ist an der äußeren Umfangsfläche des rechten Endes der Stange 23 vorgesehen und in eine mutter 22f eingeschraubt, die am rechten Ende der inneren Umfangsfläche 30 der inneren Welle 22 ausgebildet ist. Wenn die Schraube 23b relativ zur Mutter 22f durch Drehung der Stange 23 in Figur 1 nach rechts bewegt wird, tritt der konische Abschnitt 23a der Stange 23 mit dem konischen Lochabschnitt 22c der inneren Welle 22 in engen Eingriff. Daher wird der konische Lochabschnitt 22c der inneren Welle 22 gleichma3ig aufgeweitet, und die Keilverzahnung 22a um den konischen Lochabschnitt 22c herum tritt in engen Gontat ìnit der Keilverzahnung 21a der äußeren Welle 21 an einer ausgewählten Stelle. Die mit der Schraube 23b der Stange 23 verschraubte Mutter 25 wirkt zusammen mit der Schraube 22f als Doppelmutter, so daß die Stange 23 sicher mit der inneren Welle 22 verschraubt wird.
Die erfindungsgemä3 ausgebildete Teleskopwelle 20 findet als Lenkwelle Anwendung. Für diesen Zweck ist ein Verzahnungsabschnitt 27 an einem äußeren Umfangsabschnitt der inneren Welle 22 vorgesehen. Ein nicht gezeigtes Lenkrad ist mit diesem Abschnitt in Eingriff bringbar.
Darüberhinaus sind ein ringförmiger Vorsprung 26a, ein ringförmiger abgestufter Abschitt 26 und ein Schraubabschnitt 20 auf der äußeren Flächc der inneren Welle 22 ausgebildet. Das Lenkrad wird durch eine Mutter (nicht gezeigt) gehalten, die mit dem Schraubabschnitt 20 und dem ringförmigen abgestuften Abschnitt 26 verschraubt ist und auf der inneren Welle 22 gehalten wird. Ein nicht gezeigtes Lager, das fest in den ringförmigen abgestuften Abschnitt 26 eingesetzt ist, wird durch den ringförmigen Vorsprung 26a fixiert.
In ähnlicher Weise sind eine Schraube 32, ein Vcrzahnunsabschnitt 31 und ein ringformiger Vorsprung 31a am linken Ende der außeren Welle 21 ausgebildet (Figur 1). Die äußere Welle 21 ist einstückig und drehbar mit einem nicht gezeigten Lenkgetriebe verbunden.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist wie folgt: Als erstes wird die Stange 23 in die innere Umfangsflache 30 der inneren Welle 22 von der linken Seite der Figur 1 eingesetzt. Danach wird die Schraube 23b der Stange 23 mit der Mutter 22f der inneren Welle 22 geringfügig soweit verschraubt, daß der Einsatzendanschnitt 22b der inneren Welle 22 nicht verformt wird. Die Mutter 24 ist vorher geringfügig mit der Schraube 21c der äu3eren zelle 21 verschraubt worden, und der Einsatzendabschnitt 22b der inneren Welle 22 wird mit deia qinsatzabschnitt 21b der äußeren Welle 21 fest verbunden. Die innere Welle 22 wird entlang der Keilverzahnungen 22a, 21a eingetzt. Der Einsatzendabschnitt 22b der inneren Welle 22 wird in der Nähe des linken Endes der äußeren Welle 21 angeordnet (Figur 1). Die Mutter 24 wird mit der Schraube 21c der äußeren Welle 21 der Einsatzposition und ferner mit der Schraube 22f der Stange 23 fest verschraubt.
Die Schraube 21c der äußeren Welle 21 wird somit nahezu gleichmäßig über den gesamten Umfang elastisch nach innen verformt, da die Schlitze 21d symmetrisch an der äußeren Welle 21 vorgesehen sind. Die Stange 23 wird nach recht; bewegt, so daß der konische Abschnitt 23a der Stange 23 mit dem konischen Lochabschnitt 22c der inneren Welle 22 in engen Eingriff gebracht wird. Daher wird der konische Lochabschnitt 22c der inneren Welle 22 nahezu gleichmäßig über den gesamten Umfang elastisch nach außen verformt, da die Schlitze 22d symmetrisch an der inneren Welle 22 vorgesehen sind. Der Keilverzahnungsabschnitt 21a der Schraube 21c der äuBcren Welle 21 wird mit dem Keilverzahnungsabschnitt 22a der inneren Welle 22 und der Keilverzahnungsabschnitt 22a des konischen Abschnittes 22c der inneren Welle 22 mit dem Keilver zahnungsabschnitt 21a der äußeren Welle 21 in engen ingriff gebracht. Dadurch wird das in Radialrichtung zwischen den Keilverzahnungsabschnitten 21a, 22a beider ellen 21, 22 vorhandene Spiel sowohl am Einsatzendabschnitt 21b der äußeren Welle 21 als auch am Einsatzendabschnitt 22b der inneren Welle 22 entfernt. Somit wird ein Spiel der inneren Welle 22 relativ zur äußeren Welle 21 in Richtung des Pfeiles F verhindert.
Darüberhinaus werden durch Einstellen der Verschraubungstiefe zwischen der Mutter 24 und der Schraube 21c und zwischen der Schraube 23b der Stange 23 und der Mutter 22f die innere Welle 22 und die äußere Welle 21 in einem gleitfähigen Zustand relativ zueinander gehalten. Daher wird eine Teleskopwelle 20 ohne Spiel zwischen beiden Wellen 21, 22 erhalten, die sich nur aus diesen beiden Wellen 21, 22 zusamnensetzt.
Das Spiel wird durch den Einsatzendabschnitt 21b der äußeren Welle 21 und den Einsatzabschnitt 22b der inneren Welle 22 entfernt, so daß immer das Auftreten von Spiel über die maximale Spannweite beider Wellen 21, 22 verhindert wird, wenn die Teleskopwelle 20 durch die Relativbewegung zwischen beiden Wellen 21, 22 auf die gewünschte Länge eingestellt wird. Damit wird das Auf treten von Spiel in der Teleskopwelle 20 in Durchbiegerichtung, d.h. Richtung F, wirksam verhindert.
Wenn eine tiefe Schraubverbindung zwischen der Mutter 24 und der Stange 23 zur Schraube 23b vorhanden ist, stehen beide Keilverzahnungsabschnitte 21a, 22b in vollständigem R'ontakt. Hierbei sind beide ellen 21, 22 in Axialrichtung relativ zueinander nicht bewegbar, so daß die Schraube 23b, die Mutter 24 und die Stange 23 als Verriegelungseinrichtung verwendet werden können.
Erfindungsgemäß wird somit eine Teleskopwelle vorgeschlagen, die eine äußere Welle und eine innere Welle umfaßt, welche gleitend über eine Keilverzahnungsverbindung in die äußere Welle eingesetzt ist. Die Teleskopwelle umfaßt desweiteren eine erste Einrichtung zum Pressen eines Einsatzendabschnittes der äußeren Welle auf die innere Welle und eine zweite binrichtung zum Pressen eines Einsatzendabschnittes der inneren Welle auf die äußere Welle.
-- Leersueite -

Claims

Patentansprüche 1. Teleskopwelle, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h: Eine äußere Welle (21), eine innere Welle (22), die gleitend über eine Keilverzahnungsverbindung (21a, 22a) in die äußere Welle (21) eingesetzt ist, eine erste Einrichtung zum Pressen eines Einsatzendabschnittes (21b) der äußeren Welle (21) auf die innere Welle (22) und eine zweite Einrichtung zum Pressen eines Einsatzendabschnittes (22b) der inneren Welle (22) auf die außerc Welle (21)-2. Teleskopwelle nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -e n fl fl Z i c c n e t, das sie desweiteren eine an dem Einsatzendabschnitt (21b) der äußeren Welle (21) ausgebildete Schraube (21c) umfaßt, die zum Einsetzen der inneren WElle (22) dient und eine konischen Form besitzt.

3. Teleskopwelle nach Anspruch 2, d a d u r c h 7 e -e e n n z e i c h n e t, daß sie desweiteren eine Vielzahl von Schlitzen (21d) aufweist, die in Axialrichtung und symmetrisch auf der Schraube (21c) vorgeschen und sich über die gesamte Länge der Schraube er- streken, und daß eine Ringnut an einem Wurzelabschnitt der Schraube an der inneren Umfangsfläche (29) der äußeren Welle (21) ausgebildet ist.

4. Telesopwelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie desweiteren einen konischen Lochabschnitt (22c) aufweist, der an dem Einsatzendabschnitt (22b) der inneren Welle (22) ausgebildet ist.

5. Teleskopwelle nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß sie desweiteren eine Vielzahl von Schlitzen (22d) aufweist, die in Axialrichtung und symmetrisch an dem konischen Lochabschnitt (22c) vorgesehen sind und sich über die gesamte Länge des konischen Lochabschnittes erstrecken, und daß eine Ringnut (22e) an einem Wurzelabschnitt des konischen Lochabschnitts (22c) an der inneren Umfangsfläche (30) der inneren Welle (22) ausgebildet ist.

6. Teleskopwelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die erste Preßeinrichtung eine Mutter (24) ist.

7. Teleskopwelle nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, da3 die Mutter (24) mit der Schraube (21c) verschraubt ist.

3. Teleskopwelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,daß die zweite Preßeinrichtung eine Stange (23) ist, die in die innere Umfangsfläche der inneren Welle (22) eingesetzt ist.

9. Teleskopwelle nach Anspruch , d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, da3 ein konischer Abschnitt (23a) an einem Ende der Stange (23) ausgebildet und mit dem konischen Lochabschnitt der inneren Welle (22) in Eingriff bringbar ist und daß eine Schraube (23b) am anderen Ende der Stange (23) vorgesehen ist, die mit einer an einem Ende der inneren Umfangsfläche der inneren Welle (22) ausgebildeten Mutter (22f) verschraubbar ist.