DE3712195C1 - Vorrichtung zur Feineinstellung der Drehwinkellage einer Welle zu einem mit dieser gleichachsig Ioesbar verbundenen Bauteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbe­ griff des Hauptanspruchs.

Die EP-OS 01 48 794 beschreibt eine Vorrichtung, durch die die Winkellage einer Lenkradnabe zu einer gleichachsigen Lenkwelle einstellbar ist, indem eine zwischen diesen an­ geordnete Buchse, die mit der Lenkwelle durch eine Ver­ zahnung drehstabil verbunden und in deren Achsrichtung auf dieser verschiebbar ist, und die in der Lenkradnabe durch schraubenlinienförmig verlaufende Zahnflanken einer weiteren mit dieser bestehenden Zahnverbindung in Drehung versetzt wird, dabei die Lenkwelle gegen­ über der Lenkradnabe verdreht.

Durch diese Vorrichtung besteht die Möglichkeit, den Winkelbereich einzunehmen, der durch das Umstecken der Buchse auf der Lenkwelle um einen Zahn nicht erreichbar ist, der aber zur genauen Ausrichtung der Lenkradnabe gegenüber der Lenkwelle und den damit in Verbindung stehenden, zu lenkenden Rädern benötigt wird.

Die beschriebene Lösung ist aber sehr aufwendig und da­ mit teurer, da ein Antrieb für die axiale Verschiebung der Buchse ebenso notwendig ist, wie ein komplizierter schraubenlinienförmiger Zahnflankenverlauf in der Lenk­ radnabe, dessen Form zusätzlich auch noch den darin eingreifenden Zähnen der Buchse gegeben werden muß. Der ganze Verstellmechanismus erfordert zudem eine große Bautiefe.

Es stellt sich die Aufgabe, die Anzahl der Winkelverstell­ möglichkeiten über die durch die verzahnte Verbindung einer Lenkwelle mit einer gleichachsig und lösbar mit dieser verbundenen Buchse gegebene hinaus, mit einfachen Mitteln zu erhöhen.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Durch einfaches Umstecken der Buchse auf der Lenkwelle und zusätzlich in der Lenkradnabe steigt die Gesamtan­ zahl der möglichen Winkelverstellungen auf einen Wert, der sich durch die Winkelverstellmöglichkeiten durch eine Zahnverbindung multipliziert mit den dazu unter­ schiedlichen Winkelverstellmöglichkeiten durch die andere Zahnverbindung ergibt, wodurch eine ausreichend genaue Ausrichtung der Lenkradnabe auf der Lenkwelle mit geringem Aufwand erreicht wird.

Da bei der Zahnflankenfertigung gewisse Toleranzen zuge­ lassen werden müssen, wird nach Anspruch 2 die Buchse mit den verzahnten Bauteilen verspannt, wodurch sie reibschlüssig das Drehmoment übertragend an deren Schrägflächen an­ liegt, und bei einer auftretenden Überbelastung, z.B. durch einen Manipulierversuch der Lenkwellensicherung durch Überdrehen des Lenkrades sich zusätzlich form­ schlüssig an ihren Zahnflanken abstützen kann.

Die Ansprüche 3 und 4 bilden vorteilhafte Ausgestaltungs­ möglichkeiten der Erfindung.

Nach Anspruch 5 kann die Verzahnung der Lenkradnabe, die relativ wenig Zähne aufweist, nun vorteilhaft an die Lenkradnabe angegossen und aus Aluminium-Druckguß ge­ fertigt werden, da hierbei eine ausreichende Fertigungs­ genauigkeit erreichbar ist.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung mit an der Innenoberfläche und am Außenumfang verzahnter Buchse,

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Vorrichtung mit über eine Stirnverzah­ nung erfolgendem Eingriff einer Buchse in eine Lenkradnabe, und

Fig. 4 einen Schnitt entsprechend der Linie IV-IV der Fig. 3.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Lenkradnabe 1, in deren Bohrung von ihrer Unterseite aus eine Buchse 2 eingelegt ist, die mit dieser über eine über den Umfang gleichmäßige Verzahnung 3 in Eingriff steht.

Damit die Buchse 2 während des Transports oder der Montage nicht herausfällt, nimmt sie in einer Nut 4 eine Feder 5, die hier als Sprengring ausgebildet ist, auf, die sie leicht gegen die Bohrungswand der Lenkradnabe 1 verspannt hält.

In ihrer Bohrungsoberfläche weist die Buchse 2 eine weitere Verzahnung 6 auf, die zur drehstabilen Festlegung einer hier nicht dargestellten, passend kerbverzahnten Lenkwelle 7 dient.

Die Buchse 2 erschließt hier die Möglichkeit, zum einen die Lenkradnabe 1 in acht Drehwinkellagen zur Buchse 2 zu positionieren, und zum anderen die Buchse 2 auf der Lenk­ welle 7, gemäß den sechsundsechzig eingreifenden Zähnen ihrer Verzahnung 6 mit sechsundsechzig Winkelverstell­ möglichkeiten auszurichten.

Die Buchse 2 ist in diesem Beispiel mit zwei Umfangsver­ zahnungen 8 ausgeführt, wobei die Lenkradnabenverzahnung 9, die nur wenige Zähne aufweist, vorteilhaft einteilig mit der Lenkradnabe 1 gegossen wurde.

Bei der Montage der Lenkradnabe 1 auf die Lenkwelle 7 wird die Lenkradnabe 1 zusammen mit der eingesteckten Buchse 2 zuerst einmal auf die Lenkwelle 7 aufgesteckt und dabei kontrolliert, ob das Lenkrad in dieser Position in seiner Geradeausstellung mit der der Fahrzeugräder übereinstimmt. Sollte sich ein Versatz zeigen, der nicht durch das Um­ setzen der Buchse 2 mit der Lenkradnabe 1 um einen ganzen Zahn auf der Lenkwelle 7 ausgeglichen werden kann, da sein Maß zwischen zwei Zähnen liegt, so kann nun durch Abziehen der Lenkradnabe 1 mit der Buchse 2 und Versetzen der Lenk­ radnabe 1 in ihrer Winkellage auf der Buchse 2 um einen oder mehrere Zähne, ein Zwischenwert zwischen zwei Zähnen der Lenkwellenverzahnung 6 erreicht werden. Dies ist möglich, da die Anzahl der Winkelverstellmöglichkeiten durch die Verzahnung 6 ein nicht ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Winkelverstellmöglichkeiten durch die andere Verzahnung 3 bildet. Dadurch wird der ursprüngliche Ver­ satz in Abhängigkeit von den beliebig zu wählenden Zahn­ verhältnissen bzw. Winkelverstellmöglichkeiten der Ver­ zahnungen 3 und 6 in eine nur geringe Einstellabweichung überführt.

Die Lenkradnabe 1 wird erneut zusammen mit der Buchse 2 auf die Lenkwelle 7 aufgeschoben, und nimmt nun eine Drehwinkellage zu dieser ein, die einen weit geringeren als den ursprünglichen Versatz zeigt. Die Lenkradnabe 1 wird anschließend auf der Lenkwelle 7 befestigt, wie es in der Fig. 3 näher dargestellt ist.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 weist eine Buchse 2 neben einer Bohrungs-Umfangsverzahnung 8 mit einer Lenkwelle 7 eine Stirnverzahnung 10 mit zwei Zähnen zum Eingriff in mehrere Ausschnitte 11 einer Lenkradnabe 1 auf. Dies ergibt für diese Verzahnung 3 wiederum acht verschiedene Winkellagen in einer Drehrichtung.

Die Anzahl der möglichen Winkelverstellungen kann allge­ mein entsprechend dem Anwendungsfall in dem Bereich, den der Hauptanspruch vorgibt, frei gewählt werden.

Die Buchse 2 wird hier für den Transport durch zwei Blatt­ federn 5 in der Lenkradnabe leicht verspannt gehalten, und nach der richtigen Einstellung der Lenkradnabe 1 auf der Lenkwelle 7 durch eine in die Lenkwelle 7 eingeschraubte Senkschraube 12 und durch Anlage an Schrägflächen 13 der Senkschraube 12, der Lenkradnabe 1 und der Lenkwelle 7 reibschlüssig festgelegt. Dies ist notwendig, da bei der Verzahnungsfertigung gewisse Toleranzen zugelassen werden müssen, wodurch auch ein geringes radiales Spiel zwischen den Teilen auftreten kann. Wird allerdings ein oberer Grenzwert der Krafteinwirkung bei der Drehung des Lenk­ rads überschritten, so stützen sich die Zahnflanken der Verzahnungen 3 und 6 formschlüssig ab.

Diese Buchse 2 ermöglicht auch eine kostengünstige Anpassung an verschiedene Lenkwellen- oder Lenkradnabendurchmesser, bei der dann die Lenkradnabe 1 bzw. die Lenkwelle 7 von der Änderung unberührt bleiben.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Feineinstellung der Drehwinkellage einer Welle zu einem mit dieser gleichachsig lösbar verbundenen Bauteil, insbesondere zur Ausrichtung einer Lenkradnabe eines Kraftfahrzeugs auf einer Lenkwelle, zwischen denen eine Buchse als Kupplungsmittel liegt, die mit einer über den Umfang gleichmäßig verzahnten Oberfläche auf einem verzahnten Lenkwellenabschnitt festlegbar und mit einer weiteren gleichmäßigen Ober­ flächenverzahnung in formgleichen Ausschnitten einer Lenkradnabe positionierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Winkelverstellmöglichkeiten durch die Verzahnung (6) zwischen Lenkwelle (7) und Buchse (2), und die Anzahl der Winkelverstellmöglichkeiten durch die Verzahnung (3) zwischen Buchse (2) und Lenkrad­ nabe (1) derart gewählt sind, daß eine Division der größeren Anzahl durch die kleinere Anzahl einen Rest­ wert nach dem Komma ≠ Null ergibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (2) über axial wirkende Schrägflächen (13) gegen die Lenkradnabe (1) und die Lenkwelle (7) reib­ schlüssig verspannbar ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben einer Umfangsverzahnung (8) eine Stirnverzah­ nung (10) zwischen Lenkwelle (7) und Buchse (2) und/oder Buchse (2) und Lenkradnabe (1) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Buchse (2) und der Lenkradnabe (1) eine diese Teile zur Transportsicherung gegeneinander ver­ spannende Feder (5) einbringbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkradnabenverzahnung (9) einteilig mit der Lenkradnabe (1) aus Aluminium-Druckguß besteht.