DE4017965A1 - Drehfeste verbindung fuer zwei teleskopierende hohlrohrteile, insbesondere mantelrohrteile einer sicherheitslenksaeule - Google Patents
Drehfeste verbindung fuer zwei teleskopierende hohlrohrteile, insbesondere mantelrohrteile einer sicherheitslenksaeuleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine drehfeste Verbindung gemäß dem Ober
begriff des Patentanspruchs 1.
Betrachtet man den bevorzugten Einsatzfall der Erfindung, nämlich
eine drehfeste Verbindung für zwei bereichsweise teleskopierende
Mantelrohrteile einer Kraftfahrzeug-Sicherheitslenksäule, so
besteht die Aufgabe, bei einem Frontalaufprall des mit der Lenksäule
ausgerüsteten Kraftfahrzeugs das Eindringen der Lenksäule in
den Fahrgastraum zu unterbinden. Hierzu dienen sogenannte Sicher
heitslenksäulen, die so ausgebildet und am Rahmen des Fahrzeugs
derart gehalten sind, daß sie sich bei dem Aufprall verkürzen.
Dazu ist eine mehrteilige Ausbildung sowohl der Lenkwelle als
auch des diese aufnehmenden Mantelrohrs erforderlich. Am gebräuch
lichsten ist die teleskopierende Anordnung der einander zugekehrten
Endbereiche der beiden Lenksäulenteile und der Mantelrohrteile.
Bei dem beschriebenen Frontalaufprall werden die Lenksäulen-
und die Mantelrohrteile weiter ineinandergeschoben, wobei zusätz
liche Mittel vorgesehen sind, die diesem Zusammenschieben entgegen
wirken und beim Zusammenschieben Aufprallenergie in eine andere
Energieform, beispielsweise Verformungs- und Wärmeenergie, umwandeln.
Insbesondere bei der Ausbildung der Sicherheitslenksäule muß
über die aufgezeigten sicherheitstechnischen Gesichtspunkte hinaus
darauf geachtet werden, daß die Lenkwelle die von einem mit dieser
verbundenen Lenkrad gegebenen Lenkbefehle winkelgenau an ein
Lenkgetriebe im Bereich des unteren Endes der Lenksäule überträgt.
Die teleskopierende Verbindung zwischen den beiden Lenkwellenteilen
muß also drehfest, aber bei Übersteigen einer vorgegebenen Axial
kraft im Sinne einer Verkürzung der gesamten Lenksäule nachgiebig
ausgebildet sein. Die drehfeste Ausbildung dieser Verbindung
macht bei einer Lenkwelle deshalb wenig Schwierigkeiten, weil
einer der beiden teleskopierenden Lenkwellenbereiche aus Voll
material bestehen kann und man diesem Bereich lediglich ein von
der Kreisform abweichendes Querschnittsprofil zu geben braucht,
das mit einem entsprechenden Gegenprofil des außenliegenden Lenk
wellenbereichs zusammenwirkt.
Ein Beispiel hierfür bietet die
Konstruktion nach der DE-PS 33 39 926. Zur Erzeugung der axialen
Verschiebbarkeit der beiden Lenkwellenbereiche relativ zueinander
erst beim Auftreten eines Crashs ist bei dieser Konstruktion
eine profilierte Blattfeder vorgesehen, die zwischen einander
zugekehrten abgeplatteten Oberflächenbereichen der beiden teles
kopierenden Lenkwellenteile angeordnet ist. In axialer Richtung
ist die Feder durch stirnseitige Anschläge an dem inneren Lenk
wellenteil gesichert, und mit einer in Richtung nach außen abge
stellten Federzunge ragt sie in eine Ausnehmung in dem äußeren
Lenkwellenteil hinein, und zwar in solcher Ausrichtung, daß sie
bei einem Crash durch den äußeren Lenkwellenteil niedergedrückt
wird.
Eine ähnliche Lenkwellenverbindung zeigt die US-PS 36 70 591.
Dort findet statt einer Blattfeder ein Teil aus einem sowohl
elastische Eigenschaften als auch Abschereigenschaften besitzenden
Kunststoff Einsatz, das mit zwei zungenartigen Fortsätzen in
entsprechende Ausnehmungen im äußeren Lenkwellenteil hineinragt.
Außerdem ist an diesem Kunststoffteil ein Vorsprung vorgesehen,
der einer schneidenförmigen Kante am Ende des äußeren Lenkwellen
teils gegenübersteht, so daß bei einem Crash dieser Vorsprung
abgetrennt wird.
Diese bekannten Verbindungskonstruktionen beziehen sich, wie
gesagt, auf die Lenkwelle; gemeinsam ist ihnen die Gewinnung
der Drehfestigkeit durch zusammenwirkende nichtrunde Querschnitte
der beiden verbundenen Lenkwellenteile. Andere Verhältnisse liegen
jedoch dann vor, wenn man, wie bei Mantelrohrteilen einer Sicher
heitslenksäule, eine drehfeste Verbindung schaffen will, ohne
hierzu die zylindrische Form der Rohrteile, also ihren kreisförmigen
Querschnitt, wesentlich zu verändern. Auch bei dem Mantelrohr
einer Sicherheitslenksäule ist man beispielsweise zur Verhinderung
von Klappergeräuschen an einer drehfesten Verbindung interessiert,
die allerdings nicht derart große Kräfte winkelgenau zu übertragen
braucht, wie dies bei der Verbindung der Lenkwellenteile der
Fall ist.
Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine gattungsge
mäße drehfeste Verbindung zu schaffen, die den besonderen Verhält
nissen bei Hohlrohrteilen, insbesondere der Forderung nach weit
gehendem Beibehalt der Querschnittsform, Rechnung trägt und zugleich
den erst durch Axialkräfte bestimmter Mindestgröße zu überwindenden
Widerstand gegen ein weiteres Ineinanderschieben der beiden Rohr
teile sicherstellt.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn
zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen
der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.
Ein grundsätzlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen,
daß im wesentlichen allein durch entsprechende Ausbildung der
gestreckten Profilfeder sowohl die Drehfestigkeit der Verbindung
als auch ihre Festigkeit gegen axiale Relativbewegungen der beiden
Hohlrohrteile gewährleistet ist. Damit erübrigen sich zusätzliche
Einrichtungen, wie Spreizbleche oder dergleichen, die an den
beiden Rohrteilen zwecks Erzeugung des Widerstands gegen axiale
Relativbewegungen angreifen. Die Unterbringung derartiger Spreiz
teile macht beispielsweise im Bereich der Lenksäule eines Kraftfahr
zeugs aus räumlichen Gründen Schwierigkeiten, wenn man bedenkt,
daß diese Teile durch andere, im Bereich der Lenksäule unterzubrin
gende Einrichtungen hinsichtlich ihrer Verformung bei einem Crash
nicht beeinträchtigt werden dürfen.
Weiterhin bietet die Erfindung die Möglichkeit, bis auf die Auf
nahmesicke für die Profilfeder die Querschnitte der teleskopierenden
Hohlrohrteile unbeeinflußt zu lassen. Während bei dem aufgezeigten
Stand der Technik, der sich mit der Verbindung von Lenkwellenteilen
befaßt, die Drehfestigkeit der Verbindungen durch nichtrunde
Querschnitte der teleskopierenden Bereiche der beiden Lenkwellen
teile erzeugt wird, erfolgt bei der Erfindung die Drehmomentüber
tragung zwischen den beiden Hohlrohrteilen über die Profilfeder.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für den Fall des Mantel
rohrs einer Sicherheitslenksäule für ein Kraftfahrzeug wird im
folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 eine
Seitenansicht des Mantelrohres und deren Fig. 2 eine teilweise
geschnittene Ansicht in Richtung des Pfeils 2 in Fig. 1 wiedergibt.
Betrachtet man zunächst Fig. 1, so erkennt man bei 1 den unteren
Mantelrohrteil und bei 2 den oberen Mantelrohrteil, der mittels
der Stütze 3 in an sich bekannter und hier nicht interessierender
Weise an einem Querträger des Fahrzeugaufbaus befestigt ist.
Der untere Rohrteil 1 besitzt bei 4 eine im Rahmen der Erfindung
ebenfalls nicht weiter interessierende Aufnahme für eine Abstützung
am Fußhebelwerk des Fahrzeugs. Bei einem Aufprall wird auf das
Teil 4 eine in Fig. 1 nach rechts gerichtete Kraft ausgeübt,
die, da die Stütze 3 eine starre Verbindung zwischen Fahrzeugrahmen
und Mantelrohrteil 2 darstellt, zu einem weiteren Ineinanderschieben
der beiden Rohrteile 1 und 2 und damit zu einer Verkürzung des
Mantelrohres in seiner Gesamtheit führt. Die Verbindung zwischen
den beiden Mantelrohrteilen 1 und 2 ist nun so ausgeführt, daß
sie bereits während der Montage des Mantelrohres in seiner Gesamtheit
einen axialen Zusammenhalt zwischen den beiden Rohrteilen 1 und 2
schafft, daß sie im eingebauten Zustand ein weiteres Zusammenschie
ben, d. h. ein weiteres Teleskopieren der beiden Rohrteile 1
und 2 erst dann zuläßt, wenn auf das Teil 4 eine in Richtung
der Rohrachse 5 verlaufende Kraft bestimmter Größe einwirkt (also
ein Crash vorliegt), und daß sie ferner einen drehfesten Zusammen
hang zwischen den beiden Rohrteilen 1 und 2 sicherstellt.
Die Erfindung enthält als wesentlichen Bestandteil die sich parallel
zur Rohrachse 5 erstreckende gestreckte Profilfeder 6 in der
Aufnahmesicke 7 in diesem Ausführungsbeispiel des inneren Rohrteils 1;
die Profilfeder 6 ragt mit der etwa senkrechten und damit haken
ähnlichen Abwinklung 8 in das Loch 9 im Boden der Aufnahmesicke 7
hinein, so daß sie bereits beim in den Figuren von links her
erfolgenden Hineinschieben des Rohrteils 1 in das Rohrteil 2
axial festgelegt ist. Wie ferner insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht,
besitzt die Profilfeder 6 zwei in bezüglich der hakenähnlichen
Abwicklung 8 entgegengesetzte Richtung weisende weitere Abwinklun
gen 10 und 11, von denen die erstgenannte etwa unter 45° gegen
die Achse 5 geneigt verläuft und die zum Ende des äußeren Rohrteils 2
offene Ausnehmung 12 desselben durchsetzt, während die zweite
Abwinklung 11 in das Loch 13 des äußeren Rohrteils 2 hineinragt,
in dem ihr also in Achsrichtung sich gegenüberstehende Kanten
der Wand des Rohrteils 2 gegenüberstehen.
Wie insbesondere Fig. 1 erkennen läßt, ist die Abwinklung 10
nicht nur länger und steiler als die Abwinklung 11 ausgeführt,
sondern auch erheblich breiter. Während nämlich die Abwinklung
11 lediglich die Aufgabe hat, vor dem Einbau des Mantelrohres
in seiner Gesamtheit die beiden Rohrteile 1 und 2 in axialer
Richtung zusammenzuhalten und ermöglicht, durch Niederdrücken
der Abwinklung 11 mittels eines Werkzeugs die Rohrteile 1 und
2 wieder auseinanderzunehmen, dient die Abwinklung 10 sowohl
- im Verein mit dem gewölbten Bereich 14 (oder mehreren derartigen
Bereichen) der Profilfeder 6 - als Drehsicherung im Betrieb als
auch als Widerstandserzeuger bei Axialkräften, die die Rohrteile
1 und 2 weiter ineinanderzuschieben suchen.
Im Sinne der Erzielung einer spielfreien Verbindung sind in dem
gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die Seitenkanten 15
und 16 der Ausnehmung 12 so gestaltet, daß diese Ausnehmung in
den Figuren in Richtung nach rechts schmaler wird, die Abwinklung 10
also mit ihren Seitenkanten im montierten Zustand des Mantelrohres
stets Kontakt mit den Seitenkanten 15 und 16 der Ausnehmung hat.
Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Verbindung
geschaffen, die bereits vor dem Einbau der die beiden Hohlrohrteile
enthaltenden Rohranordnung für den Zusammenhalt der beiden Rohr
teile sorgt, im Betrieb die erforderliche Drehverbindung und
eine "überdrückbare" Sicherheit gegen weiteres axiales Ineinander
schieben der beiden Rohrteile gewährleistet sowie einen großen
"Teleskopweg" ermöglicht.
Claims (5)
1. Drehfeste Verbindung für zwei bereichsweise teleskopierende
zylindrische Hohlrohrteile, insbesondere Mantelrohrteile einer
Sicherheitslenksäule für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet
durch eine in einer Aufnahmesicke (7) in einem der Rohrteile (1)
parallel zur Achse (5) der Hohlrohrteile (1, 2) verlaufend
angeordnete gestreckte Profilfeder (6), die mit einer der
axialen Arretierung dienenden hakenähnlichen Abwinklung (8)
ein Loch (9) im Boden der Aufnahmesicke (7) durchsetzt und
zwei axial versetzte zungenartige Abwinklungen (10, 11) aufweist,
von denen eine erste Abwinklung (10) als Drehsicherung eine
zum benachbarten Ende des anderen Rohrteils (2) offene Aus
nehmung (12) in diesem durchsetzt und so ausgelegt ist, daß
sie bis zum Auftreten einer vorgegebenen, zu ihrem Nieder
drücken durch das andere Rohrteil (2) führenden, auf die Rohr
teile (1, 2) wirkenden Axialkraft ein weiteres Ineinanderschieben
der beiden Rohrteile (1, 2) unterbindet, während die zweite
Abwinklung (11) zur axialen Verbindung beider Rohrteile (1,
2) in ein Loch (13) im anderen Rohrteil (2) hineinragt.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Abwinklung (10) unter etwa 45° gegen die Rohrachse (5)
geneigt verläuft.
3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmung (12) für die erste Abwinklung (10) mit
zunehmendem Abstand vom Ende des anderen Rohrteils (2) schmaler
wird.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die zweite Abwinklung (11) schmaler und/oder
unter einem kleineren Winkel gegen die Rohrachse (5) geneigt
ist als die erste Abwinklung (10).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß das eine Rohrteil (1) das im Teleskopbereich
innere und das andere Rohrteil (2) das äußere Rohrteil
ist.
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1990
- 1990-06-05 DE DE4017965A patent/DE4017965C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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