DE3925991C1 - Fastening system for vehicle steering wheel - allows spokes to protrude through narrow slit in fixed hub - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung zur Drehhalterung einer Nabenabdeckplatte eines Lenkrades an einem unbeweglichen Lenksäulenteil der im Oberbegriff des Hauptan­ spruches angegebenen Art.

Eine derartige Haltevorrichtung ist der DE-PS 34 02 164 bereits als bekannt zu entnehmen und ermöglicht eine Drehhalterung ei­ ner Nabenabdeckplatte ohne eine Verwendung von Zahngetriebe­ elementen.

Hierzu weist die Haltevorrichtung zwei koaxiale und konzen­ trisch zur Lenkspindel angeordnete Rohrkörper übereinstimmenden Durchmessers auf, deren Stirnkanten oberhalb bzw. unterhalb der Nabenwelle in einem Abstand voneinander verlaufen. Die Stirn­ kanten beider Rohrkörper sind über ihre Kreislänge kongruent zueinander wellenförmig gekrümmt, wodurch sich jeweils eine endlose in axialer Richtung der Rohrkörper orientierte Sinus­ linie ergibt.

Zwischen den Stirnkanten der beiden Rohrkörper ist ein stangenförmiges Koppelelement axial abgestützt, das die Lenk­ radnabe quer durchsetzt, wobei das Koppelelement in einer La­ gerhülse der Lenkradnabe verschiebebeweglich axial geführt ist.

Da die zwischen zwei endseitig am Koppelelement gelagerten Mitnehmerrollen vorhandene Stützlänge exakt auf den konstanten Abstand zwischen den korrespondierenden Stirnkanten abgestimmt ist, führt eine Drehung des Lenkrades zu einem Entlangrollen der Mitnehmerrollen auf den Stirnkanten, was mit einem ent­ sprechenden Vorschub des Koppelelementes in der Lagerhülse verbunden ist. Dadurch ergibt sich in Verbindung mit dem ste­ tigen Verlauf der Stirnkanten eine permanente Drehabstützung der Rohrkörper gegeneinander.

Die bekannte Haltevorrichtung erfordert insbesondere in axialer Richtung einen nicht unerheblichen Einbauraum, der bei üblichen Lenksäulen konstruktiv nicht immer verfügbar sein dürfte.

Des weiteren ist aus der DE-OS 38 22 114 eine Haltevorrichtung zur Drehhalterung einer Nabenabdeckplatte eines Lenkrades be­ kannt, die als Planetengetriebe ausgebildet ist. Ein Sonnenrad dieses Planetengetriebes ist unterhalb und ein zweites Sonnen­ rad oberhalb einer Nabenplatte des Lenkrades jeweils auf einem Nabenstumpf drehbar gelagert, wobei das untere Sonnenrad dreh­ fest mit einem unbeweglichen Lenksäulenteil und das obere Son­ nenrad drehfest mit der Nabenabdeckplatte verbunden ist. In Stirnverzahnungen am Umfang dieser beiden Sonnenräder greift ein gemeinsames Planetenrad ein, das in der Nabenplatte gela­ gert ist.

Dadurch kämmt das Planetenrad beim Drehen des Lenkrades in den Stirnverzahnungen beider Sonnenräder, wodurch diese relativ zueinander drehunbeweglich gehalten sind. Beide Sonnenräder weisen einen L-förmigen Querschnitt auf und sind somit in einen scheibenförmigen Mittelteil sowie einen von diesem umfangsseitig abgewinkelten Kranzteil aufgegliedert, welcher die Stirnverzahnung trägt. Die Kranzteile bilden somit in zu­ einander parallelen Drehebenen verlaufende Führungsstege für das Planetenrad.

Um eine Signalübertragung zwischen der Nabenabdeckplatte und unbeweglichen Lenksäulenteilen zu ermöglichen, ist zwischen den scheibenförmigen Mittelbereichen der einander gegenüberliegen­ den Sonnenräder eine Schleifkontaktanordnung vorgesehen. Diese Schleifkontaktanordnung umfaßt mehrere Kontaktstifte, die an der Nabenplatte des Lenkrades gehalten sind, und die im Zuge von Drehbewegungen des Lenkrades auf Schleifringen entlang­ gleiten, welche zueinander deckungsgleich auf den scheibenför­ migen Mittelbereichen der Sonnenräder angeordnet sind.

Auch für diese bekannte Haltevorrichtung ist in axialer Rich­ tung ein nicht unerheblicher Einbauraum erforderlich, der sich schon aufgrund einer angemessenen Eingriffslänge der Verzah­ nungen nicht ohne weiteres reduzieren ließe.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Haltevor­ richtung der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß für diese, in Längsrichtung der Lenksäule gesehen, ein deutlich geringerer Einbauraum erforderlich ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, wonach der Schiebevorschub des Koppelelements sowie dessen Stützvorschub in unmittelbar benachbarten Drehebenen er­ folgen kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den übrigen Patentansprüchen hervor.

Im Interesse einer kompakten und dabei robusten Bauweise umfaßt das Koppelelement einen Mitnehmerbolzen, der quer­ verschiebbar in einem Langloch des nabenfesten Bauteils gleitet.

Damit der Mitnehmerbolzen im Langloch kippsicher geführt ist, gehört er vorzugsweise einem Gleitschlitten an, der auf den Breitseiten des nabenfesten Bauteils gelagert ist. Von den flachen Führungswangen des Gleitschlittens können entgegengesetzt zueinander Führungsbolzen runden Quer­ schnitts abragen, die paßgenau in eine Führungsnut mit rechteckigem Querschnitt eingreifen.

Alternativ können zur Verminderung der Gleitgeräusche beim Drehen des Lenkrades von beiden Führungswangen kongruente Führungsbolzenpaare abragen, die unter Vermittlung von Wälzlagern einen als Führungsbahn dienenden Führungssteg umgreifen.

Durch eine fluchtende Anordnung der Führungsbolzen zum Mitnehmerbolzen ist es möglich, die Führungs- und Mitneh­ merfunktion in einem Rundbolzen zu vereinigen.

Damit die Lenkradnabe im Durchmesser relativ klein bemes­ sen sein kann, ist es vorteilhaft, wenn das Koppelelement oder die Koppelelemente an einer oder mehreren Lenkrad­ speichen angeordnet sind.

Insbesondere bei der Verwendung mehrerer Koppelelemente ist es problemlos möglich, Führungsbahnen einfacher Geo­ metrie vorzusehen.

Unter Anpassung an die Hauptflächenerstreckung üblicher Nabenabdeckplatten ist eine elliptisch gekrümmte Füh­ rungsbahn als besonders günstig anzusehen.

Nach einer insbesondere unter fertigungstechnischen Ge­ sichtspunkten vorteilhaften Funktionsvariante, kann die Führungsbahn jedoch auch eine Kreisbahn sein, wozu als Koppelelement vorzugsweise ein Übertragungsring mit um­ laufenden Ringstegen vorgesehen ist, der bezogen auf die Drehachse der Lenkspindel exzentrisch gelagert ist, wäh­ rend die Nabenabdeckplatte zusätzlich koaxial zur Lenk­ spindel auf der Lenkradnabe gelagert ist. Das Maß der Ex­ zentrizität wird somit durch den Abstand der beiden zu­ einander parallelen Drehachsen bestimmt. Infolge der Ex­ zentrizität wirkt beim Drehen des Lenkrades ein rückstellendes Moment an der Nabenabdeckplatte, das ein Mitdrehen der Nabenabdeckplatte verhindert. Da die Stirnfläche der Nabenabdeckplatte der Stirnfläche des unbeweglichen Lenksäulenteils in einem relativ ge­ ringen Abstand parallel gegenüberliegt, lassen sich zwi­ schen ihnen bei allen Funktionsvarianten problemlos Schleifkontaktanordnungen vorsehen, indem auf den Stirn­ flächen kongruente Schleifringe angebracht sind, auf denen vom Koppelelement gehaltene Schleifkontakte anliegen. Ein radial besonders raumsparende Anordnung einzelner Schleifkontakte läßt sich erreichen, wenn diese in die Führungsbolzen selbst integriert sind. Hierdurch können die Wand- oder Bodenflächen der Führungsbahnen mit Schleifringen versehen sein. Alternativ oder zusätzlich können unabhängig von den Führungsbolzen mehrere Schleif­ kontaktanordnungen vorgesehen sein, deren Schleifringe radial versetzt zu den Führungsbahnen verlaufen. In diesem Fall müssen die Koppelelemente mit gesonderten Axialfüh­ rungen für die Schleifkontakte versehen werden.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch einen Nabenbereich einer Lenksäule,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen schematischen Vertikalabschnitt durch einen Nabenbereich einer Lenksäulenvariante,

Fig. 4 einen Fig. 1 entsprechenden Nabenbereich mit einer Schleifkontaktanordnung,

Fig. 5 einen Nabenbereich nach Fig. 3 mit einer Schleifkontaktanordnung,

Fig. 6 einen schematischen Vertikalschnitt durch einen Nabenbereich einer weiteren Lenksäulenvariante,

Fig. 7 einen Schnitt gemäß der Linie VII-VII in Fig. 6,

Fig. 8 einen Schnitt der Linie VIII-VIII in Fig. 7 entsprechend,

Fig. 9 eine perspektivische Einzelansicht einer Übertragungsringvariante, und

Fig. 10 eine Prinzipdarstellung eines Lenkradtriebes für die Übertragungsringvariante gemäß Fig. 9.

Aus Fig. 1 ist im Zusammenhang mit Fig. 2 der prinzipielle Aufbau eines lenkradnahen Endbereichs einer Lenksäule zu erkennen. Diese Lenksäule umfaßt in üblicher Weise ein zentral verlaufendes Mantelrohr 1, das karosserieseitig befestigt ist, und in dem eine Lenkspindel 2 drehbar ge­ lagert ist. Auf ein aus dem Mantelrohr 1 herausstehendes Ende der Lenkspindel 2 ist eine Lenkradnabe 3 aufgeschoben und unter axialer Festlegung drehsicher mit der Lenkspin­ del 2 verbunden.

Zur Drehsicherung ist zwischen dem Außenumfang der Lenk­ spindel 2 und dem Innenumfang der Lenknabe 3 eine übliche Kerbverzahnung vorgesehen. Unter Eingriff der korrespon­ dierenden Kerbverzahnungen ist die Lenkradnabe 3 mittels einer Klemmschraube 4 gegen einen Ringbund der Lenkspindel 2 axial verspannt, wobei die Klemmschraube 4 in bekannter Weise in eine endseitige Gewindebohrung der Lenkspindel 2 hineingedreht ist. Mit der Lenkradnabe 3 sind vier Lenk­ radspeichen 5 bzw. 5a fest verbunden, die sich vom Umfang der Lenkradnabe 3 ausgehend zunächst in der Drehebene der Lenkradnabe 3 radial von dieser weg erstrecken, und die in nicht dargestellter Weise über einen Lenkradkranz mitein­ ander verbunden sind. Über ihre in der Drehebene der Lenkradnabe 3 verlaufende Länge weisen die Lenkradspeichen 5 bzw. 5a einen schlanken, konstanten Rechteckquerschnitt auf, wodurch sie in Längenrichtung der Lenksäule gesehen nur einen minimalen Bauraum einnehmen.

In einem geringen Höhenabstand liegt unterhalb der Naben­ ebene eine rechteckförmige Stirnfläche einer Mantelrohr­ verkleidung 6, die unbeweglich auf dem Rohrumfang des Mantelrohrs 1 befestigt ist. Dieser Stirnfläche der Man­ telrohrverkleidung 6 liegt dicht oberhalb der Nabenebene eine Stirnfläche einer Nabenabdeckplatte 7 parallel ge­ genüber, wobei die Umfangskontur der Nabenabdeckplatte 7 zur Umfangskontur der Mantelrohrverkleidung 6 fluchtet. Die Nabenabdeckplatte 7 besteht hier aus einem topfförmigen Hohlkörper, der zur Aufnahme eines Prall­ topfes und/oder Airbags geeignet ist.

Damit im Inneren der Nabenabdeckplatte 7 ein unsymme­ trischer Airbag angeordnet werden kann, soll die Nabenabdeckplatte 7 ihre Stellung auch im Zuge von Lenk­ raddrehungen unverändert beibehalten.

Um dies zu ermöglichen, ist die Nabenabdeckplatte 7 ko­ axial zur Lenkspindel 2 auf der Lenkradnabe 3 gelagert. Hierzu ragt von der Lenkradnabe 3 eine an diese angeformte Rohrhülse 3a ab, die sich in Tiefenrichtung der Nabenab­ deckplatte 7 erstreckt. Die Rohrhülse 3a ist umfangsseitig von einer konzentrischen Lagerhülse 8 umschlossen, die von der Stirnfläche der Nabenabdeckplatte 7 ausgeht und einstückig an die Nabenabdeckplatte 7 angeformt ist. Diese Lagerhülse 8 läuft auf zwei Rillenkugellagern 9, deren Lagerringe am Außenumfang der Rohrhülse 3a bzw. am Innen­ umfang der Lagerhülse 8 anliegen. Über die Rillenkugella­ ger 9, die durch Sicherungsringe fixiert sind, ist die Lagerhülse 8 axial unbeweglich auf der Rohrhülse 3a ge­ halten.

Ferner sind zur Drehhalterung der Nabenabdeckplatte 7 an der Mantelrohrverkleidung 6 zwei Koppelelemente vorgese­ hen, welche die Drehebene der Lenkradnabe 3 quer durch­ setzen und somit an Drehbewegungen des Lenkrades teilneh­ men. Die beiden Koppelelemente bestehen jeweils aus bau­ gleichen Gleitschlitten 10, die voneinander getrennt auf zwei benachbarten Lenkradspeichen 5a zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Nabenabdeckplatte 7 und der Mantelrohrverkleidung 6 angeordnet sind, wobei sie jeweils an der ihnen zugeordneten Lenkradspeiche 5a in deren Längsrichtung verschiebebeweglich geführt sind. Zur Schiebeführung ist aus den Lenkradspeichen 5a jeweils ein Langloch 11 ausgespart, das sich mittig über einen Längenbereich der Lenkradspeichen 5a erstreckt. Dieses Langloch 11 ist jeweils quer zur Drehebene der Lenkrad­ speichen 5a paßgenau von einem geraden Mitnehmerbolzen 12 runden Querschnitts durchsetzt. Jeder der Mitnehmerbolzen 12 durchsetzt im Anschluß an das Langloch 11 zwei Füh­ rungswangen 13 des Gleitschlittens 10, die plattenförmig ausgebildet sind, und die flächig auf der nach oben ge­ wandten Breitseite bzw. auf der nach unten gewandten Breitseite der Lenkradspeiche 5a anliegen. Dabei ist der Mitnehmerbolzen 12, z. B. durch Schweißen, fest mit beiden Führungswangen 13 verbunden.

Damit die Führungswagen 13 in ihrer Ebene drehblockiert sind, stehen sie entlang den Seitenkanten der Lenkrad­ speiche 5a geringfügig über und sind durch schmale Seitenwände miteinander verbunden. Der Mitnehmerbolzen 12 endet nicht mit der Außenfläche der Führungswangen 13, sondern steht aus beiden Führungswangen 13 soweit heraus, daß seine herausstehenden Endbereiche als Führungsbolzen 14 bis in die Stirnflächen der Mantelrohrverkleidung 6 bzw. der Nabenabdeckplatte 7 hineinragen, wobei sie je­ weils paßgenau in eine zugeordnete Führungsnut 15 bzw. 16 eingreifen, die einen entsprechenden Rechteckquerschnitt aufweist.

Die Führungsnuten 15 und 16 sind in einer elliptischen Kreisbahn gekrümmt, wobei diese bezogen auf die Mittel­ längsachse der Lenksäule zentrisch und im von den Lenk­ radspeichen 5a überstrichenen Flächenbereich der Stirn­ flächen angeordnet ist.

Da die Führungsnuten 15 und 16 einander somit deckungsgleich in zueinander parallelen Drehebenen gegen­ überliegen, ergibt sich beim Drehen des Lenkrades folgen­ der Funktionsablauf:
Die tangential an der ihnen zugeordneten Lenkradspeiche 5a abgestützten Gleitschlitten 10 nehmen an der Drehbewegung der Lenkradspeichen 5a teil, wobei die Führungsbolzen 14 in den Führungsnuten 15 bzw. 16 entlanglaufen. Da sich über die Längenerstreckung der Führungsnuten 15 bzw. 16 gesehen ihr Abstand zur Drehachse der Lenkradnabe 3 stetig ändert, und da die Führungsbolzen 14 in radialer Richtung weitgehend spielfrei in die Führungsnuten 15 bzw. 16 ein­ greifen, werden die Gleitschlitten 10 ständig in Längen­ richtung ihrer Lenkradspeiche 5a verschoben, wobei der Mitnehmerbolzen 12 im Langloch 11 radial nach außen bzw. nach innen gleitet.

Durch das synchrone Entlanggleiten der Führungsbolzen 14 in den korrespondierenden Führungsnuten 15 und 16 ergibt sich eine Abstützung, die eine gleichbleibende Überdeckung der Führungsnuten 15 und 16 sicherstellt. Somit sind auch keine Relativdrehungen zwischen der Nabenabdeckplatte 7 und der Mantelrohrverkleidung 6 möglich, so daß die Na­ benabdeckplatte 7 drehunbeweglich gehalten ist.

Wegen der im Zuge von Lenkraddrehungen auftretenden Gleitreibung, insbesondere zwischen den Führungsbolzen 14 und den Führungsnuten 15 bzw. 16, kommt es zu Gleitge­ räuschen, die durch geeignete Werkstoffpaarungen z.B. Me­ tall/Kunststoff minimiert werden können.

Zur weiteren Verminderung der Gleitgeräusche kann die Gleitreibung jedoch auch durch Rollreibung ersetzt sein. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, finden hierzu eine modifi­ zierte Nabenabdeckplatte 7a und Mantelrohrverkleidung 6a sowie ein modifizierter Gleitschlitten 10a Anwendung. An­ stelle der Führungsnuten 15 bzw. 16 weisen die Stirnflä­ chen zueinander fluchtende Führungsstege 17 bzw. 18 kon­ stanten Rechteckquerschnitts auf, die achsparallel zur Drehachse des Lenkrades von den Stirnflächen abragen. Zwischen den Stirnkanten der Führungsstege 17 und 18 ist auf den Lenkradspeichen 5 jeweils ein Gleitschlitten 10a längsverschiebbar gelagert. Zur Wälzlagerung des Gleit­ schlittens 10a auf den Breitseiten der Lenkradspeiche 5 umfaßt dieser zwei plattenförmige Führungswangen 19 bzw. 20,die entlang den Seitenkanten der Lenkradspeiche 5 in nicht dargestellter Weise lösbar miteinander verbunden sind, wodurch sie den Querschnitt der Lenkradspeiche 5 umlaufend umschließen. In die der Lenkradspeiche 5 zuge­ wandte Breitseite der Führungswagen 19 und 20 sind über deren Länge und Breite verteilt mehrere kalottenförmige Vertiefungen eingelassen, die einen Lagersitz für eine Lagerkugel 21 bilden. Bei miteinander verbundenen Füh­ rungswangen 19 und 20 sind die Lagerkugeln 21 in ihrem Lagersitz fixiert und ermöglichen ein leichtgängiges Ver­ schieben des Gleitschlittens 10a in Längsrichtung der Lenkradspeiche 5. Bei ausreichender Seitenführung des Gleitschlittens 10a können die Lagerkugeln 21 unmittelbar auf der gegenüberliegenden Breitseite der Lenkradspeiche 5 abrollen. Andernfalls ist es ebenfalls denkbar, aus den Breitseiten entsprechende Laufrillen auszusparen. Von der nach oben gewandten Breitseite der Führungswange 19 ragen senkrecht zur Flächenerstreckung zwei Führungs­ bolzen 14a nach oben ab, die eine Höhenüberdeckung mit dem Führungssteg 17 aufweisen. Diese Führungsbolzen 14a sind auf der Längenmitte der Führungswange 19 in einem Abstand voneinander angeordnet, der etwa der zweifachen Dicke des Führungssteges 17 entspricht. Auf die Endbereiche der Führungsbolzen 14a ist jeweils ein Wälzlager 22 aufge­ schoben, dessen Außenumfang auf der gegenüberliegenden Umfangseite des Führungsstegs 17 anliegt. Dadurch wird der Führungssteg 17 unter Vermittlung durch die Wälzlager 22 weitgehend spielfrei von den Führungsbolzen 14a umgriffen. Da auch an der unteren Führungswange 20 eine spiegelbildliche Lageranordnung vorgesehen ist, wird auch der Führungssteg 18 in gleicher Weise von den Führungs­ bolzen 14a umgriffen.

Das Funktionsprinzip dieser Variante stimmt mit dem be­ reits beschriebenen überein und ist daher nicht nochmal erläutert.

Fig. 4 zeigt eine Variante der Haltevorrichtung gemäß Fig. 1, die bei gleichem Grundaufbau durch eine Schleif­ kontaktanordnung ergänzt ist, die eine Signalübertragung von der Mantelrohrverkleidung 6 zur Nabenabdeckplatte 7 ermöglicht.

Zur Signalübertragung sind auf der Stirnfläche der Man­ telrohrverkleidung 6 insgesamt vier Schleifringe 23 angebracht, die in nicht dargestellter Weise über Kabel mit dem Bordnetz des Fahrzeugs verbunden sind. Diesen Schleifringen 23 liegen vier spiegelsymmetrisch gestaltete Schleifringe 24 parallel gegenüber, welche auf der Stirn­ fläche der Nabenabdeckplatte 7 angebracht sind. Dabei verlaufen die Schleifringe 23 und 24 eines Schleifring­ paars mittig entlang dem Boden der Führungsnuten 15 bzw. 16, während die drei übrigen Schleifringpaare entlang gleichartig gekrümmter Ellipsenbahnen entsprechend grö­ ßeren Durchmessers verlaufen, wobei sie in einem geringen radialen Abstand voneinander nebeneinander liegen.

Die Schleifringe 23 bzw. 24 aller Schleifringpaare stehen über Kontaktstifte 25 und 26 elektrisch leitend miteinan­ der in Verbindung, wobei die Kontaktstifte 25 und 26 je­ weils paarweise im Gleitschlitten 10 angeordnet sind. Dabei bestehen alle Kontaktstifte 25 und 26 aus zylin­ drischen Stiften, die in zugehörigen Zylinderbuchsen des Koppelelementes 10 längsverschiebbar gelagert sind. Die Zylinderbuchse für die beiden Kontaktstifte 25 wird von einer durchgehenden Mittelbohrung des Rundbolzen 12 der den Mitnehmerbolzen 12 sowie die beiden Führungsbolzen 14 umfaßt.

Achsparallel zu dieser Zylinderbuchse sind in einem ver­ dickten Endbereich der Führungswangen 13 drei weitere Zy­ linderbuchsen vorgesehen, in denen die Kontaktstifte 26 geführt sind. Diese Zylinderbuchsen sind allerdings durch das zwischen den Führungswangen 13 liegende Langloch in zwei Längenabschnitte aufgegliedert. Zwischen den Kontaktstiften 25 und 26 jedes Kontaktstiftpaars ist je­ weils eine vorgespannte Schraubendruckfeder 27 beidendig abgestützt. Aufgrund der Ausfederspannung der Schrauben­ druckfedern 27 werden die Kontaktstifte 25 bzw. 26 in Ausschieberichtung federbelastet, wodurch sie federnd auf dem ihnen zugeordneten Schleifring 23 bzw. 24 anliegen. Da die Schraubendruckfedern 27 aus elektrisch leitendem Metall bestehen, ist die leitende Verbindung zwischen den Kontaktstiftpaaren gewährleistet.

Fig. 5 zeigt eine Variante der Schleifkontaktanordnung, die für eine Haltevorrichtung geeignet ist, die im Grund­ aufbau der nach Fig. 3 entspricht. Die baugleichen Ele­ mente sind nicht nochmals erläutert sondern mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Im Unterschied zu der Haltevorrichtung nach Fig. 3 ist der Gleitschlitten 10a hierbei auf einer mit einem Langloch 11 versehenen Lenkradspeiche 5a gelagert, wobei seine Wälz­ lagerung auf den Breitseiten der Lenkradspeiche 5a jedoch beibehalten wurden. Diese Umgestaltung machte es möglich, daß die jeweils koaxialen Führungsbolzen 14a von durchge­ henden Rundbolzen gebildet werden konnten, die das Lang­ loch 11 mit Umfangsspiel durchsetzen.

Beide Rundbolzen weisen eine durchgehende Mittelbohrung auf, in der jeweils zwei Kontaktstifte 25a axial ver­ schiebbar geführt sind, und in der zwischen den beiden Kontaktstiften 25a eine Schraubendruckfeder 27 axial ab­ gestützt ist. Hierdurch werden die aus den Führungsbolzen 14a herausstehenden Enden der Kontaktstifte 25a in Ausschieberichtung federbelastet und stützen sich mit ih­ ren Enden auf zugeordneten Schleifringen 23 bzw. 24 ab, die beidseitig der Führungsstege 17 bzw. 18 auf den ein­ ander gegenüberliegenden Stirnflächen angebracht sind. Zusätzlich sind aus einem verdickten Endbereich der Füh­ rungswangen 19 und 20 zwei weitere Bohrungspaare ausge­ spart, in denen jeweils zwei auf den Schleifringen 23 bzw. 24 abgestützte Kontaktstifte 26 geführt sind. Auch hier stehen somit insgesamt vier, den Schleifringen 24 zuge­ ordnete Anschlußklemmen zur Verfügung, die permanent an das Bordnetz des Fahrzeugs angeschlossen sind.

Aus den Fig. 6, 7 und 8 ist im Zusammenhang ein Ausfüh­ rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung zu erkennen, die trotz kreisrunder Gestaltung der Führungs­ bahnen eine zuverlässige Drehhemmung einer Nabenabdeck­ platte 7c sicherstellen kann.

Die Nabenabdeckplatte 7c ist auch hierbei mittels einer zentral an die Stirnfläche der Nabenabdeckplatte 7c ange­ formten Lagerhülse 8 auf einer Rohrhülse 3a der Lenkrad­ nabe 3 koaxial zur Lenkspindel 2 drehbar gelagert.Aus den einander in zwei parallelen Drehebenen gegenüberliegenden Stirnflächen der Nabenabdeckplatte 7c und einer Mantel­ rohrverkleidung 6c ist jeweils eine Führungsnut 28 bzw. 29 ausgespart. Beide Führungsnuten 28 bzw. 29 sind über ihre Länge gesehen exakt kreisförmig und weisen einen überein­ stimmenden lichten Rechteckquerschnitt auf. Zudem liegen sie einander in einer gemeinsamen Längsflucht der Lenk­ säule deckungsgleich gegenüber, wodurch sich eine ge­ meinsame zentrische Mittelachse ergibt. Bezogen auf diese Mittelachse sind die Führungsnuten 28 und 29 zwar achsparallel aber exzentrisch zur Drehachse der Lenkspin­ del 2 angeordnet. Das Maß der Exzentrizität ist mit E be­ zeichnet. Trotz der Exzentrizität E verlaufen die Füh­ rungsnuten 28 und 29 in einem Stirnflächenbereich, der beim Drehen des Lenkrades von den Lenkradspeichen 5a überstrichen ist. Im Zuge von Drehbewegungen des Lenkrades werden die Führungsnuten 28 und 29 mittels eines Koppel­ elementes unter Überdeckung gehalten, das hier aus einem Übertragungsring 30 besteht. Dieser ebenfalls kreisrunde, an den Durchmesser der Führungsnuten 28 bzw. 29 angepaßte Übertragungsring 30 umfaßt als Grundkörper eine Ring­ scheibe 30a, die sich in einem radialen Abstand zur Lenk­ radnabe 3 parallel zur Drehebene der Lenkradspeichen 5a zwischen dieser und der nach unten gewandten Stirnfläche der Nabenabdeckplatte 7c erstreckt. An den Außenumfang der Ringscheibe 30a ist ein umlaufender Ringsteg 30b ange­ formt, der aus der Erstreckungsebene der Ringscheibe 30a rechtwinklig nach oben ragt, und dessen konstanter Quer­ schnitt auf den leichten Querschnitt der Führungsnut 28 abgestimmt ist. Aufgrund dieser Abstimmung greift der Ringsteg 30b mit geringem Spiel in die Führungsnut 28 ein, wodurch er leichtgängig in dieser drehbar gelagert ist. In entgegengesetzter Richtung zum Ringsteg 30b ragen von der Ringscheibe 30a über ihre Umfangslänge verteilt mehrere Ringstegsegmente 30c nach unten ab, die in ihren Abmes­ sungen segmentartigen Teillängenabschnitten des Ringsteges 30b entsprechen. Diese Ringstegsegmente 30c greifen weitgehend formschlüssig in die Führungsnut 29 auf der Stirnfläche der Mantelrohrverkleidung 6c ein und sind so­ mit in der Führungsnut 29 gelagert.

Um zu erreichen, daß der Übergangsring 30 beim Drehen des Lenkrades synchron mitgedreht wird, ist die Ringscheibe 30a oberhalb einer Lenkradspeiche 5a zu einer Mitnehmer­ lasche verbreitert. Von dieser Mitnehmerlasche ragt ein fest mit dieser verbundener Mitnehmerbolzen 12a ab, der das Langloch 11 quer durchsetzend unter beidseitiger tan­ gentialer Abstützung gehalten ist.

Beim Drehen des Lenkrades wird die Drehkraft somit in beiden Drehrichtungen von der Lenkradspeiche 5a über den Mitnehmerbolzen 12a an den Übertragungsring 30 weiterge­ geben. Die dabei stattfindenden Abstandsänderungen des Mitnehmerbolzens 12a von der Lenkradnabe 3 werden durch Entlanggleiten des Mitnehmerbolzen 12a im Langloch 11 ausgeglichen.

Aufgrund der Drehung des Übertragungsringes 30 auf einer zur Drehachse des Lenkrades exzentrischen Kreisbahn ist über die Umfangsflächen des Ringsteges 30b bzw. die der Ringstegsegmente 30c, die sich auf den gegenüberliegenden Umfangsflächen der Führungsnuten 28 bzw. 29 abstützen, eine Drehhalterung der Nabenabdeckplatte 7c an der Man­ telrohrverkleidung 6c gegeben. Bei dem Versuch, die Na­ benabdeckplatte 7c gegenüber der Mantelrohrverkleidung 6c zu drehen, laufen die Ringstegsegmente 30c sowie der Ringsteg 30b in der zugehörigen Führungsnut 28 bzw. 29 auf, das heißt sie werden auf Abscheren beansprucht. Hierdurch wird augenblicklich eine Drehhemmung der Naben­ abdeckplatte 7c wirksam.

Damit hierbei keine drehhemmenden Rückwirkungen auf das Lenkrad ausgeübt werden, ist eine sorgfältige konstruktive Abstimmung des Betrags der Exzentrizität E auf die Präzi­ sion der Gleitführung des Übertragungsrings 30 erforder­ lich.

Um die Reibungskräfte des Übertragungsringes 30 in den Füh­ rungsnuten 28 bzw. 29 reduzieren zu können, wäre anstelle der dargestellten Gleitführung auch eine Wälzlagerführung denkbar, wobei gleiches für die Schiebeführung des Über­ tragungsringes 30 entlang der Lenkradspeiche 5a gilt.

Da sich der Übertragungsring 30 beim Drehen des Lenkrades auf einer Kreisbahn dreht, ist eine Signalübertragung zwischen der Mantelrohrverkleidung 6c und der Nabenab­ deckplatte 7c mit einer besonders einfachen Schleifkon­ taktanordnung möglich.

So umfaßt die Ringscheibe 30a einen Kontakthalter 31, der sich vom Innenumfang der Ringscheibe 30a ausgehend in ra­ dialer Richtung auf die Lenkradnabe 3 zu erstreckt, wo­ durch er zwischen zwei Lenkradspeichen 5 und 5a in deren Drehebenen angeordnet ist. Quer zu dieser Drehebene ist der Kontakthalter 31 von vier in einem Abstand voneinander in radialer Richtung hintereinander angeordneten Durch­ gangsbohrungen durchdrungen. In diesen Durchgangsbohrungen sind jeweils paarweise acht Kontaktstifte 26 eingeschoben, die in bereits beschriebener Weise mittels einer zwischen den Enden jedes Kontaktstiftpaars angeordneten Schrauben­ druckfeder 27 in Ausschieberichtung federbeaufschlagt sind. Die ausgeschobenen Enden der Kontaktstifte 26 stüt­ zen sich jeweils auf einem zugeordneten Schleifring 32 bzw. 33 an der Stirnfläche der Nabenabdeckplatte 7c bzw. an der Stirnfläche der Mantelrohrverkleidung 6c ab und stellen dadurch eine leitende Verbindung her, die auch beim Drehen des Lenkrades aufrechterhalten bleibt.

Fig. 9 zeigt einen Übertragungsring 30′, der als verein­ fachte Alternative zum Übertragungsring 30 vorgesehen ist. Beim Übertragungsring 30′ ist keine Ringscheibe vorhanden, sondern der Ringsteg 30b′ geht axial unmittelbar in zwei Ringsegmente 30c über. Durch die somit erreichte rohrförmige Gestaltung beansprucht der Übertragungsring 30′ in radialer Richtung nur einen minimalen Einbauraum und wird daher immer dann zweckmäßig sein, wenn das Kop­ pelelement keine Schleifkontakte trägt. Zur Mitnehmerver­ bindung zwischen dem Übertragungsring 30′ und dem Lenkrad ragt zwischen den beiden Ringstegsegmenten 30c′ ein Mit­ nehmerbolzen 12′ von der nach unten gewandten Stirnkante des Ringsteges 30b′ ab, der sich parallel zur Mittel­ längsachse des Übertragungsringes 30′ erstreckt und der die Drehebene der Lenkradspeichen 5a quer durchsetzt. Da­ durch kann er unmittelbar in ein nicht dargestelltes Langloch einer der Lenkradspeichen 5a eingreifen, das ge­ genüber dem Langloch 11 entsprechend in Richtung des Lenkradkranzes hin verlagert ist. Der Vorschub des Mit­ nehmerbolzens 12′ entlang diesem Langloch kann somit im Zuge der Drehbewegung des Lenkrades als Gleitvorschub analog zum Mitnehmerbolzen 12a erfolgen.

Die dabei auftretenden Gleitgeräusche lassen sich weitge­ hend vermeiden, wenn ein Stangenantrieb für den Übertra­ gungsring 30′ gewählt wird. Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, bildet der Mitnehmerbolzen 12′ hierbei einen Lager­ bolzen, an dem ein Ende einer Antriebsstange 34 angelenkt ist. Diese Antriebstange 34 erstreckt sich unterhalb der Drehebene von zwei Lenkradspeichen 5′ bezogen auf den Um­ fang des Übertragungsringes 30′ tangential von Mitnehmer­ bolzen 12′ weg und ist mit ihrem anderen Ende gelenkig an eine der Lenkradspeichen 5′ angeschlossen. Zur Anlenkung an der Lenkradspeiche 5′ ragt von deren unteren Breitseite ein Lagerbolzen 35 ab, der sich achsparallel zum Mitneh­ merbolzen 12′ erstreckt. Beim Drehen des Lenkrades wird die Drehbewegung der Lenkradspeichen 5′ vom Lagerbolzen 35 über die Antriebsstange 34 auf den Mitnehmerbolzen 12′ und somit auf den Übertragungsring 30′ weitergegeben, wobei die Antriebsstange 34 drehrichtungsabhängig entweder als Zug- oder Druckstange wirkt. Der mitgedrehte Übertra­ gungsring 30′ gleitet dabei in Umfangsrichtung der Füh­ rungsnuten 28 bzw. 29, wodurch sich der Mitnehmerbolzen 12′ entlang einer exzentrischen Kreisbahn bewegt. Die da­ durch auftretenden Abstandsänderungen zwischen dem Mit­ nehmerbolzen 12′ und dem Lagerbolzen 35 werden von der Antriebsstange 34 kompensiert, die dabei von ihren darge­ stellten Mittelstellung ausgehend in ihrer Erstreckungsebene um den Mitnehmerbolzen 12′ mit kleiner Amplitude hin- und herschwingen. Diese pendelartigen Ausschläge sind durch die tangentiale Anlenkung der An­ triebsstange 34 auf ein Minimum reduziert, so daß nur eine geringe Lagerreibung an den Anlenkpunkten auftritt. Zur weiteren Vereinfachung der Mitnahme des Übertragungsringes 30′ durch die Lenkradspeichen 5′ wäre es ferner denkbar, den Umfangsabstand der Ringstegsegmente 30c′ voneinander exakt auf die Durchtrittsbreite der Lenkradspeichen 5′ abzustimmen.

Dadurch könnten sich die endseitigen Begrenzungskanten der Ringstegsegmente 30c′, die ohnehin auflaufhemmend abge­ rundet sind, unmittelbar an der gegenüberliegenden Schmalseite der benachbarten Lenkradspeiche 5′ anliegend abstützen. Auf zusätzliche Mitnehmereinrichtungen könnte in diesem Fall völlig verzichtet werden.

Claims (20)

1. Haltevorrichtung zur Drehhalterung einer Nabenabdeck­ platte eines Lenkrades an einem unbeweglichen Lenksäulen­ teil, die zwischen einer nach unten gewandten Stirnfläche der drehbeweglichen Nabenabdeckplatte und einer nach oben gewandten Stirnfläche des Lenksäulenteils in einer Dreh­ ebene eines Nabenbereichs des drehfest mit einer Lenk­ spindel verbundenen Lenkrades angeordnet ist, mit zwei auf den Stirnflächen endlos verlaufenden, kongruenten Füh­ rungsbahnen, die einander in einem konstanten Abstand ge­ genüberliegen, und mit einem die Ebene des Nabenbereiches quer durchsetzenden Koppelelement, das - mit dem Lenkrad drehend - beweglich an einem nabenfesten Bauteil des Lenkrades gelagert ist, und das beim Drehen des Lenkrades unter gleichzeitigem Abtasten beider Führungsbahnen in­ folge eines stetigen Kurvenbahnverlaufs eine drehhemmende Relativabstützung der Nabenabdeckplatte am Lenksäulenteil bewirkt, wobei die Stützführung entlang den Führungsbahnen mit einem Vorschub des Koppelelementes gegenüber dem nabenfesten Bauteil einhergeht, dadurch gekennzeichnet, daß beide Führungsbahnen (Führungsnuten 15, 16; 28, 29; Führungsstege 17, 18) in zwei zueinander parallelen Dreh­ ebenen verlaufen, und daß das Koppelelement (Gleitschlit­ ten 10, 10a; Übertragungsring 30, 30′) an dem nabenfesten Bauteil (Lenkradspeiche 5, 5a, 5′) in radialer Richtung beweglich geführt ist.

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement (Gleitschlitten 10, 10a; Übertra­ gungsring 30, 30′) mindestens einen Mitnehmerbolzen (12, 12a, 12′) umfaßt, der verschiebebeweglich in ein Langloch (11) eingreift, das unter radialer Längenerstreckung im nabenfesten Bauteil (Lenkradspeiche 5a) angeordnet ist.

3. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Koppelelement ein Gleitschlitten (10; 10a) vor­ gesehen ist, der zwei plattenförmige, miteinander verbun­ dene Führungswangen (13, 13; 19, 20) aufweist, und daß der Gleitschlitten (10; 10a) mit den Führungswangen (13, 13; 19, 20) auf parallelflachen Führungsflächen auf der Ober- und Unterseite des nabenfesten Bauteils (Lenkradspeiche 5; 5a) anliegend in radialer Richtung verschiebbar gelagert ist.

4. Haltevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den Führungswangen (13, 13) des Gleitschlittens (10) jeweils ein Führungsbolzen (14, 14) abragt, der senkrecht zur Schiebeebene von den Führungswangen (13, 13) absteht, daß beide Führungsbolzen (14, 14) koaxial am Gleitschlitten (10) angeordnet sind, und daß sie jeweils paßgenau in eine zugeordnete, als Führungsbahn dienende Führungsnut (15, 16) eingreifen.

5. Haltevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den Führungswangen (19, 20) des Gleitschlittens (10a) jeweils zwei Führungsbolzen (14a, 14a) abragen, die sich in einem Abstand voneinander senkrecht zur Schiebe­ ebene erstrecken, wobei die Führungsbolzen (14a, 14a) in der Schieberichtung hintereinander angeordnet sind, und daß die von beiden Führungswangen (19, 20) abstehenden, kongruenten Führungsbolzenpaare (14a, 14a) jeweils paßgenau einen zugeordneten, als Führungsbahn dienenden Führungssteg (17, 18) umgreifen.

6. Haltevorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß alle Führungsbolzen (14, 14a) des Gleitschlittens (10, 10a) Rundbolzen konstanten Querschnitts sind.

7. Haltevorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Enden der Führungsbolzen (14a) jeweils ein Wälzlager (22) aufgeschoben ist, und daß die Stegdicke des Führungsstegs (17, 18) und der Abstand der Führungsbolzen (14a, 14a) des zugehörigen Führungsbolzenpaars derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Führungsbolzen (14a, 14a) unter Vermittlung durch die Wälzlager (22) umgreifend am Führungssteg (17, 18) anliegen.

8. Haltevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Führungsbolzen (14, 14a) des Gleitschlittens (10, 10a) koaxial zu einem Mitnehmerbolzen (12) verläuft, und daß der Mitnehmerbolzen (12) mit beiden koaxialen Führungsbolzen (14, 14; 14a, 14a) einteilig ausgebildet ist.

9. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahnen (Führungsnuten 15, 16; 28, 29; Führungsstege 17, 18) über ihren gesamten Verlauf in einem Stirnflächenbereich angeordnet sind, der im Zuge einer Drehung des Lenkrades von einer Lenkradspeiche (5, 5a, 5′) überstrichen ist, und daß das Koppelelement (Gleitschlit­ ten 10, 10a; Übertragungselement 30, 30′) in/an der Lenk­ radspeiche (5, 5a, 5′) längsverschiebbar gelagert ist.

10. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahnen (Führungsnuten 15, 16; Führungs­ stege 17, 18) elliptisch gekrümmt sind.

11. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenabdeckplatte (7c) koaxial zur Drehachse der Lenkspindel (2) auf der Lenkradnabe (3, 3′) drehgelagert ist, daß die Führungsbahnen (Führungsnuten 28, 29) zuein­ ander kongruente, zentrische Kreisbahnen sind, deren Mit­ telachse exzentrisch versetzt zur Drehachse der Lenkspin­ del (2) verläuft, und daß die Führungsbahnen (Führungsnu­ ten 28, 29) durch von einem ringförmigen Koppelelement (Übertragungsring 30, 30′) axial auskragende Ringstegele­ mente (Ringstege 30b, 30b′; Ringstegsegmente 30c, 30c′), die sich umfangsseitig an den Führungsbahnen (Führungsnu­ ten 28, 29) abstützen, unter Überdeckung gehalten sind.

12. Haltevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Koppelelement ein Übertragungsring (30, 30′) mit einem umlaufenden Ringsteg (30b, 30b′) sowie entgegenge­ setzt zum Ringsteg (30b, 30b′) abragenden Ringstegseg­ menten (30c, 30c′) vorgesehen ist.

13. Haltevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringstegelemente (Ringstege 30b, 30b′; Ringsteg­ segmente 30c, 30c′) nahezu formschlüssig in eine zugeord­ nete Führungsnut (28, 29) eingreifen.

14. Haltevorrichtung nach einem oder mehreren der voraus­ gegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß zur Signalübertragung zwischen der Nabenabdeckplatte (7, 7a, 7b) und dem unbeweglichen Lenksäulenteil (Mantel­ rohrverkleidung 6, 6a, 6b) eine Schleifkontaktanordnung vorhanden ist.

15. Haltevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf den einander zugewandten Stirnflächen der Naben­ abdeckplatte (7, 7a, 7b) und dem unbeweglichen Lenksäu­ lenteil (Mantelrohrverkleidung 6, 6a, 6b) zueinander kon­ gruente Schleifringe (23, 24; 32, 33) angeordnet sind, die den Führungsbahnen (Führungsnuten 15, 16; 28, 29; Füh­ rungsstegen 17, 18) entsprechend parallel gekrümmt sind, und daß auf den Schleifringen (23, 24; 32, 33) Schleif­ kontakte (Kontaktstifte 25, 26; 25a) anliegen, die beid­ seitig vom Koppelelement (Gleitschlitten 10, 10a; Über­ tragungsring 30) abragen.

16. Haltevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß entlang dem Boden der einander gegenüberliegenden Führungsnuten (15, 16) jeweils ein Schleifring (23, 24) angebracht ist.

17. Haltevorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifkontakte (Kontaktstifte 25, 25a) paarweise in die Führungsbolzen (14, 14a) des Gleitschlittens (10, 10a) integriert sind.

18. Haltevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß radial zueinander versetzt mehrere, nebeneinander verlaufende Schleifringpaare (23, 24; 32, 33) vorgesehen sind.

19. Haltevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsring (30′) mittels einer Antriebs­ stange (34) mit einer Lenkradspeiche (5′) drehgekoppelt ist.

20. Haltevorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsstange (34) endseitig am Übertragungsring (30′) sowie an der Lenkradspeiche (5′) angelenkt ist, und daß sie sich bezogen auf den Kreisumfang des Übertra­ gungsringes (30′) im wesentlichen tangential erstreckt.