DE3628886A1 - Spindel eines lenkgetriebes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spindel (Lenkritzel, Lenkschnecke) eines Lenkgetriebes der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Üblicherweise ist das freie Spindelende mit einer äußeren Keilverzahnung o. ä. versehen, auf die eine - häufig unter Zwischenschaltung einer elastischen Gelenkscheibe oder eines Kardangelenks - mit dem unteren Lenkrohrende verbundene längsgeschlitzte Klemmuffe mit innerer Keilverzahnung aufgeschoben wird. Zur axialen Fixierung ist dabei i. a. ein die Klemmuffe zusammenspannender Klemmbolzen vorgesehen, der in eine umlaufende Nut der Lenkspindel hineinragt (z. B. DE-OS 32 26 981; DE-PS 10 99 372 oder J. Reimpell, "Fahrwerktechnik 3", 1984, Seiten 115 bis 118).

Ausgehend von einer Spindel der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese in der Weise weiter zu verbessern, daß eine vereinfachte und schnellere Herstellung einer form- und kraftschlüssigen Verbindung der Lenkspindel am Lenkrohr ermöglicht wird, und zwar ohne daß dabei im Fahrzeuginnenraum irgendwelche Verschraubungen durchgeführt werden müßten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird also das mit dem Lenkrohr zu verbindende, in seinem Querschnitt nichtkreisförmige Ende der Lenkspindel mit mindestens einem Längsschlitz versehen, so daß es mittels einer in diesen Längsschlitz eingreifenden keil- oder konusartigen Spreiz-Spannvorrichtung fest gegen die in ihrer Kontur an die Kontur des Spindelendes angepaßten Lenkrohr-Innenwandung gepreßt werden kann. Die Betätigung der Spreiz-Spannvorrichtung erfolgt dabei von der vom Lenkrohr abgewandten Seite der Lenkspindel aus.

Diese Ausbildung von Lenkspindel und Lenkrohr ermöglicht eine sehr einfache und schnelle Montage der Lenkspindel am Lenkrohr und zwar insbesondere auch dann, wenn eine automatisierte Montage vorliegt, bei der z. B. einerseits die Lenksäule mit dem Lenkrohr bereits fest im Innenraum des Kraftfahrzeugs befestigt ist und andererseits das Lenkgetriebe mit der Lenkspindel fest auf einem Hilfsrahmen o. ä. vormontiert ist, der seinerseits später am Fahrzeug befestigt wird. Durch die vorgeschlagene spezielle Ausbildung von Lenkspindel und Lenkrohr können beide zur drehmomentenschlüssigen mechanischen Kopplung beim Einfahren dieses Hilfsrahmens einfach ineinandergesteckt und sodann durch die Spreiz-Spannvorrichtung von der Lenkgetriebeseite aus fest miteinander verspannt werden. Verschraubungen im Fahrzeuginnenraum müssen hierbei nicht durchgeführt werden; auch ein Kontern der konusartigen Spreiz-Spannvorrichtung ist nicht erforderlich, da diese Verbindung selbst ausreichend unter Vorspannung steht.

Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Zahnstangen-Lenkgetriebe mit einer Spindel gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles II auf diese Spindel,

Fig. 3 den Querschnitt durch ein zweites entsprechendes Lenkgetriebe, wobei nur die Lenkspindel dargestellt ist und

Fig. 4 die Draufsicht in Richtung des Pfeiles IV.

In Fig. 1 ist ein in seinen Grundzügen konventionelles Lenkgetriebe 1 einer Zahnstangenlenkung dargestellt, dessen Gehäuse mit 11 und dessen Zahnstange mit 12 beziffert ist. Die einenends über ein Nadellager 3 und anderenends über ein Kugellager 4 im Gehäuse gelagerte Spindel 2 trägt ein übliches Ritzel 21, welches in die Verzahnung der Zahnstange 12 eingreift.

Das mit dem nicht dargestellten Lenkrohr der Kraftfahrzeuglenkung zu verbindende freie Ende 22 der Spindel besitzt einen nichtkreisförmigen Querschnitt, im Ausführungsbeispiel einen etwa quadratischen Querschnitt. Zumindest der untere Endbereich des nicht dargestellten Lenkrohrs ist entsprechend als hohles Vierkantrohr mit einer auf die Außenkontur des Spindelendes 22 abgestimmten Innenkontur ausgebildet, so daß sich eine drehmomentenübertragende formschlüssige Verbindung ergibt, wenn die Spindel 2 mit ihrem Ende 22 in das Lenkrohr eingesteckt wird.

Im freien Ende der Spindel sind zwei kreuzweise angeordnete Längsschlitze 23 und 24 vorgesehen, welche den Querschnitt des Spindelendes etwa gleichmäßig in vier Segmente unterteilen. Grundsätzlich könnte auch nur ein Längsschlitz oder aber mehr als zwei Längsschlitze angeordnet werden; die kreuzweise Anordnung zweier Längsschlitze stellt bezüglich Aufwand und Nutzen jedoch ein Optimum dar.

Die Spindel ist mit einer axialen Durchgangsbohrung 26 versehen, welche sich im Bereich des geschlitzten Spindelendes kegelig erweitert. Diese kegelige Erweiterung ist mit 27 beziffert. In der kegeligen Erweiterung ist eine Konusvorrichtung gelagert, durch welche das geschlitzte Spindelende 22 radial aufgespreizt werden kann; dadurch wird es in einfacher Weise möglich, das in das nicht dargestellte Lenkrohr eingesteckte Spindelende mit dem Lenkrohr fest zu verspannen.

Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Konusvorrichtung als Konusmutter 6 ausgebildet, in deren Innengewinde eine durch die axiale Durchgangsbohrung 26 hindurchgeführte Schraube 5 eingreift, durch welche die Konusmutter - das geschlitzte Ende 22 weiter aufspreizend - in Längsrichtung angezogen und wieder gelöst werden kann. Die Betätigung der Konusvorrichtung, d. h. das Anziehen und Lösen der Konusmutter 6 erfolgt von dem vom geschlitzten Ende 22 abgewandten anderen Ende 25 der Spindel aus. An der Konusmutter 6 angeformte Flügelstummel 61, die jeweils in die Längsschlitze 23 bzw. 24 eingreifen, verhindern dabei ein Verdrehen der Konusmutter.

Es versteht sich, daß bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung die Konusvorrichtung statt als Mutter auch als Schraubenkopf, d. h. als angeformtes konisches Endteil einer durch die axiale Durchgangsbohrung 26 hindurchgreifenden Schraube ausgebildet sein kann. In diesem Falle würde auf das dann aus dem linken Ende 25 der Spindel herausragende Gewindeende der Schraube eine sich gegen das Spindelende abstützende konventionelle Mutter aufgeschraubt sein, durch welche der Konusteil dann in Längsrichtung anziehbar und wieder lösbar ist.

In vielen Fällen besitzt das Lenkritzel eines Zahnstangenlenkgetriebes einen vergleichsweise kleinen Verzahnungs-Teilkreis. Um in diesen Fällen den Spindelquerschnitt möglichst wenig zu schwächen ist es von Vorteil, den Bohrungsdurchmesser der axialen Durchgangsbohrung 26 möglichst klein auszubilden und die axiale Verspannung der Konusvorrichtung mit Hilfe eines hochfesten Zugstabes 7 durchzuführen. In den Fig. 3 und 4 ist ein entsprechendes Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei lediglich die Lenkspindel 2 mit den für die Erfindung relevanten Teilen dargestellt ist, nicht aber das Lenkgetriebegehäuse mit der Zahnstange.

Die Konusvorrichtung ist in diesem Ausführungsbeispiel als angeformtes konisches Endteil 71 eines durch die axiale Durchgangsbohrung 26 hindurchgreifenden hochfesten Zugstabes 7 ausgebildet. Auf das aus dem linken Spindelende 25 herausragende Ende des Zugstabes ist eine selbstsichernde Schließmutter 72 aufgeschraubt, durch welche der Zugstab mit der Konusvorrichtung 71 in der Spindel fixiert wird.

Das dem geschlitzten freien Ende 22 gegenüberliegende linke Spindelende 25 ist mit einem Gewinde versehen, auf dem eine Spannmutter 8 gelagert ist. Diese Spannmutter kann axial mehr oder weniger fest gegen die selbstsichernde Schließmutter 72 geschraubt werden, wodurch der konische Endteil 71 - unter entsprechender Aufspreizung des geschlitzten Spindelendes 22 - mehr oder weniger tief in die kegelige Erweiterung 27 der Durchgangsbohrung 26 hineingezogen wird. Um dabei eine Drehmomenteinleitung in den Zugstab 7 zu vermeiden, stützt sich die Spannmutter 8 nicht direkt, sondern unter Zwischenschaltung einer ersten Kugellageranordnung 9 an der Schließmutter 72 ab.

Damit beim Lösen der Spannmutter keine Selbsthemmung des Zugstabes 7 bzw. des angeformten konischen Endteils 71 auftritt, stützt sich der konische Endteil seinerseits nicht direkt, sondern über eine zweite Kugellageranordnung 10 an der Innenwandung der kegeligen Erweiterung 27 ab.

Die Erfindung wurde anhand einer Zahnstangenlenkung erläutert. Grundsätzlich ist sie natürlich auch bei andersartigen Lenkgetrieben anwendbar, bei denen die Spindel nicht als Lenkritzel, sondern z. B. als Lenkschnecke ausgebildet ist.

Claims (5)

1. Spindel (Lenkritzel, Lenkschnecke) eines Lenkgetriebes zur formschlüssigen Befestigung am unteren Ende des Lenkrohrs einer Kraftfahrzeuglenkung, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein im Querschnitt nichtkreisförmiges und mit mindestens einem Längsschlitz (23, 24) versehenes freies Ende (22) aufweist, welches in das zumindest im unteren Endbereich hohle Lenkrohr mit korrespondierendem Innenquerschnitt einsteckbar und in diesem mittels einer vom anderen Spindelende (25) her betätigbaren, das freie Spindelende (22) auseinanderspreizenden Keil- oder Konusvorrichtung (6, 71) verspannbar ist.

2. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens zwei den Querschnitt ihres freien Spindelendes (22) etwa gleichmäßig unterteilende Längsschlitze (23, 24) sowie eine axiale Durchgangsbohrung (26) aufweist, welche sich im geschlitzten Spindelende (22) zur Aufnahme der Konusvorrichtung (6, 71) kegelig erweitert.

3. Spindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konusvorrichtung als Konusmutter (6) ausgebildet ist, welche durch eine durch die axiale Durchgangsbohrung (26) hindurchgeführte Schraube (5) in Längsrichtung anziehbar und wieder lösbar ist.

4. Spindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konusvorrichtung als angeformtes konisches Endteil einer durch die axiale Durchgangsbohrung hindurchgreifenden Schraube ausgebildet ist, die mittels einer sich am anderen Spindelende abstützenden Mutter in Längsrichtung anziehbar und wieder lösbar ist.

5. Spindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konusvorrichtung als angeformter konischer Endteil (71) eines hochfesten Zugstabs (7) ausgebildet ist, auf dessen aus dem anderen Spindelende (25) heraustretendem Ende eine selbstsichernde Schließmutter (72) befestigt ist, daß auf dem anderen Spindelende (25) eine - unter Zwischenschaltung einer ersten Kugellageranordnung (9) - axial gegen die Schließmutter (72) preßbare Spannmutter (8) gelagert ist, und daß in der kegeligen Erweiterung (27) der Durchgangsbohrung (26) eine zweite Kugellageranordnung (10) angeordnet ist, über die der konische Endteil (71) abgestützt ist.