DE4208497C1 - Coaxial connector for car steering linkages - has sleeve with inner edge toothing, pushed onto rack rod end surface - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gleichachsigen Ver­ binden mehrteiliger Gestänge gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1.

Vorrichtungen dieser Art sind insbesondere aus dem Kraftfahr­ zeugbau zum Verbinden von Lenkgestängen bekannt. Im einfachsten Fall verfügen die Enden der beiden miteinander zu verbindenden Stangen über eine Verkerbung oder Verzahnung. Mit dieser greifen die mit ihren Enden einander zugekehrten Stangen ineinander und werden in dieser Position z. B. mit Hilfe einer Klemmuffe fest miteinander verbunden (vgl. DE-PS 10 87 472). Eine weitere Mög­ lichkeit, zwei Stangen axial miteinander zu verbinden und dabei eine Einstellung der Drehwinkellage vorzunehmen besteht darin, ein Kupplungsstück mit zwei Naben vorzusehen, wobei die Innen­ kontur der ersten Nabe als Verzahnung ausgebildet ist. Das Kupplungsstück wird mit dieser ersten Nabe auf dem verzahnten Ende der ersten Stange festgelegt, während es mit der zweiten Nabe die zweite Stange drehfest umgreift.

Aus der DE (37 12 195 C2) ist bekannt, eine Nabe mit einer Welle über eine Buchse zu verbinden, wobei die Buchse innen- und au­ ßenseitig über eine gleichmäßige Verzahnung verfügt und zur Feineinstellung der Drehwinkellage die Winkelverstellmöglich­ keiten zwischen Buchsenverzahnung und Wellenverzahnung und die Winkelverstellmöglichkeiten zwischen Buchsenverzahnung und Na­ benverzahnung in keinem ganzzahligen Verhältnis zueinander ste­ hen.

Eine aus zwei Abschnitten bestehende Lenkspindel ist aus der DE-AS 12 62 136 bekannt, wobei die beiden Abschnitte über eine elastische Kupplung miteinander verbunden sind. Die elastische Kupplung besteht aus einem Gummimetallbauteil, welches durch Niete mit einem Flansch des unteren Lenkspindelabschnitts ver­ bunden ist. Das Gummimetallbauteil selbst umfaßt dabei ein äußeres Gehäuseteil und ein inneres Anschlußstück, welche beide durch einen einvulkanisierten Gummikörper miteinander verbunden sind. Das Gehäuseteil weist weiterhin zwei sich gegenüberlie­ gende ebene Abflachungen ebenso wie das Anschlußstück, in welches der obere Lenkspindelabschnitt fest eingebracht ist. Beide Paare von Abflachungen liegen einander gegenüber.

Aus der DE 34 33 635 A1 ist eine Kupplung zum gleichachsigen Verbinden einer Kunststoff- und einer Metall-Welle bekannt, bei welcher als Verbindungsmittel zwischen den Wellenkupplungstei­ len eine Hülse verwendet wird, die eine Innenkerbverzahnung aufweist und über ihre gesamte Länge mit einem Schlitz versehen ist.

Die vorstehend beschriebenen Vorrichtungen sind auf ein manuel­ les Verbinden der Stangen ausgelegt und können im Falle einer immer häufiger werdenden automatisierten Montage nicht verwen­ det werden, da das Zusammenfügen der einzelnen verbindlichen Elemente in einer Vielzahl von Einstellungen erfolgen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfah­ ren zum gleichachsigen Verbinden mehrteiliger Gestänge bereit­ zustellen, wobei das endgültige Zusammenfügen in nur genau einer Einstellung erfolgen kann, so daß eine Anwendung in auto­ matisierter Montage möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einer Vorrichtung der ein­ gangs genannten Art die kennzeichnenden Merkmale des Hauptan­ spruches vorgesehen. Die Hülse kann somit separat unter Berück­ sichtigung einer definierten Winkellage auf das mit einer Kerb­ verzahnung versehene Stangenende aufgesteckt werden, wobei sich die Anlagefläche der Hülsenaußenkontur in vorbestimmter Lage befinden muß, um ein anschließendes Aufschieben des Kupplungs­ flansches zu gestatten. Dies kann in einem teilautomatisierten Montageverfahren erfolgen, wobei das Aufstecken der Hülse und der Kupplung auf die jeweiligen Stangenenden automatisiert er­ folgt, mit einem anschließenden manuellen Aufschieben des Kupp­ lungsflansches über die Hülse, wobei zur Ausrichtung der Kupp­ lungsanlagefläche auf die Anlagefläche der Hülsenaußenkontur nur eine geringstmögliche Verdrehung der Hülse und der Kupplung zueinander erfolgen muß. Das Montageverfahren kann mit einem entsprechend größeren Aufwand auch voll automatisiert ablaufen.

In Ausgestaltung der Erfindung wird die Anlagefläche der Hül­ senaußenkontur als Zweiflachprofil ausgeführt.

In vorteilhafter Ausführung sind die Flansche der Kupplung als Klemmuffen ausgebildet,und die Hülse ist eine mit einem Schlitz versehene Spannhülse.

Um eine drehfeste Verbindung der Kupplung auch mit dem anderen Stangenende zu erzielen, verfügt in weiterer Ausgestaltung die zweite Stange über wenigstens eine Einkerbung, in welche der zweite Flansch der Kupplung mit wenigstens einer Nut eingreift.

Ein Verfahren zum Verbinden mehrteiliger Gestänge unter Verwen­ dung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung, insbesondere zum automatisierten Verbinden, ist in den Unteransprüchen 5 bis 8 beschrieben.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein gleichachsiges Gestänge mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vor dem Verbinden,

Fig. 2 einen Längsschnitt gemäß Fig. 1, jedoch nach dem Verbinden des Gestänges, und

Fig. 3 einen Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ansicht.

Die Abfolge der Fig. 1 und 2 veranschaulicht am Beispiel eines Lenkgestänges das erfindungsgemäße Verfahren zum gleichachsigen Verbinden mehrteiliger Gestänge unter Verwendung einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung. Diese Vorrichtung umfaßt eine Len­ kungskupplung (1, 11, 12), bestehend aus einem Kupplungsmittel­ stück (1) mit beiderseitig angeflanschten Klemmuffen (11, 12), sowie eine Hülse (2). Das Lenkgestänge besteht aus einer Lenk­ säule (3) und einer Lenkgetriebewelle (4), die über ihre Enden, nämlich über die untere Lenkspindel (31) und das Wellenende (41), gleichachsig miteinander verbunden werden sollen.

Hierzu wird die Hülse (2), deren Innenkontur eine Kerbverzah­ nung (22) aufweist, auf eine entsprechende Verzahnung der Lenk­ getriebewelle (4) aufgesteckt und mit einem Sicherungselement (5) vor dem Herunterrutschen gesichert (vgl. Fig. 1). Die Lenkungskupplung (11, 12) wird auf die untere Lenkspindel (31) der Lenksäule (3) aufgeschoben, wobei die Bohrungen (16, 17) des Kupplungsmittelstücks (1) und der Klemmuffe (12) in Durch­ messer und Größe paßgenau der Lenkspindel (31) entsprechen. An­ schließend werden die Lenksäule (3) und die Lenkgetriebewelle (4) axial mit kurzem Abstand zueinander in Konstruktionslage gebracht. Ihr Abstand entspricht etwa der Tiefe des Kupplungs­ mittelstücks (1). Die Lenkungskupplung (1, 11, 12) wird dann in Richtung des Pfeiles in die in der Fig. 2 dargestellten Posi­ tion (1′, 11′, 12′) geschoben, so daß die Klemmuffe (11′) die Hülse (2) umfaßt. Durch Anziehen der Klemmschrauben (14, 15) werden zwischen der Klemmuffe (12′) und der Lenkspindel (31) bzw. der Klemmuffe (11′) und der Hülse (2) feste Verbindungen hergestellt.

Um eine exakte Einstellung der Drehwinkellage zwischen Lenkge­ triebewelle (4) und Lenksäule (3) vornehmen zu können, verfügt die Hülse (2) über eine als Zweiflachprofil (21) ausgebildete Außenkontur. Das verzahnende Aufstecken der Hülse (2) auf das Wellenende (41) erfolgt in der Mittelstellung des Lenkgetriebes so, daß das Zweiflachprofil (21) der Hülse (2) eine vorbestimm­ te Position einnimmt. Diese vorbestimmte Position des Zwei­ flachprofils (21) richtet sich nach der Ausführung und Lage der Klemmuffe (11), deren Innenkontur ein der Außenkontur der Hülse (2) entsprechendes Zweiflachprofil (13) aufweist. Das Verschie­ ben des Kupplungsmittelstücks (1) mit der Klemmuffe (11) in die Position (1′, 11′) gemäß Fig. 2 kann nur dann erfolgen, wenn das Zweiflachprofil (21) der Hülse (2) dieselbe Ausrichtung aufweist wie das Zweiflachprofil (13) der Klemmuffe (11). Diese eindeutige Zuordnung erlaubt einen problemlosen Einsatz der Vorrichtung in der automatisierten Montage. Durch Anziehen der Klemmschraube (15) wird eine drehfeste Verbindung zwischen Klemmuffe (11′) und Hülse (2) erzeugt. Vorteilhafterweise ver­ fügt die Lenkspindel (31) über wenigstens eine Einkerbung oder Profilierung (nicht aus der Zeichnung ersichtlich), in welche die Innenkontur (17) der Klemmuffe (12) paßgenau eingreift, um so durch Anziehen der Klemmschraube (14) eine drehfeste Verbin­ dung herzustellen.

Die Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf die Hülse (2), deren innerer Durchmesser mit einer Kerbverzahnung (22) versehen ist, und deren Außenkontur ein Zweiflachprofil (21) aufweist. Der sich über die gesamte Hülsenlänge erstreckende Schlitz (23) gewähr­ leistet, daß beim Anziehen der Klemmschraube (15) die Hülse (2) spielfrei mit dem Wellenende (41) verbunden ist.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum gleichachsigen Verbinden mehrteiliger Ge­ stänge, insbesondere Lenkgestänge von Fahrzeugen, mit exakter Einstellung der Drehwinkellage, bestehend aus einer zwischen den Stangen angebrachten Kupplung mit zwei jeweils ein Stangen­ ende fest umfassenden Flanschen, wobei das Ende wenigstens ei­ ner Stange über eine gleichmäßige feine Oberflächenverzahnung verfügt, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Flansche (11′) eine Hülse (2) umgreift, deren Innenkontur als Kerbverzahnung (22) ausgebildet ist und die das mit einer Oberflächenverzahnung versehene Stangenende (41) ver­ zahnend umfaßt, und daß die Außenkontur der Hülse (2) wenig­ stens eine achsparallele Anlagefläche aufweist, mit welcher sie in ein entsprechendes Profil (13) der Innenkontur des Flansches (11′) eingreift.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche ein Zweiflachprofil (21) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche als Klemmuffen (11, 12) ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2) über ihre gesamte Länge mit einem Schlitz (23) versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stange (3) über wenigstens eine Einkerbung ver­ fügt, in welche der zweite Flansch (12) mit wenigstens einer Nut eingreift.

6. Verfahren zum gleichachsigen Verbinden mehrteiliger Gestän­ ge unter Verwendung einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Hülse (2) mit ihrer Kerbverzahnung (22) so auf das mit einer Kerbverzahnung versehene erste Stangenende (41) ge­ steckt wird, daß die Anlagefläche der Hülse (2) in definierter Ausrichtung zu liegen kommt,
• - daß die Kupplung (1, 11, 12) bis zu einem Anschlag auf das Ende (31) der zweiten Stange (3) so aufgeschoben wird, daß der mit dem Profil (13) versehene erste Flansch (11) an deren Ende zu liegen kommt und das Profil (13) eine vorbestimmte Lage ein­ nimmt,
• - daß die beiden Stangen (3, 4) axial in Konstruktionslage ge­ bracht werden, wobei sich die Enden (31, 41) mit der aufge­ steckten Hülse (2) und der aufgeschobenen Kupplung (1, 11, 12) gegenüberstehen und im wesentlichen um die Breite des Kupp­ lungsmittelstücks (1) voneinander entfernt sind,
• - daß die Kupplung (1, 11, 12) so weit in Richtung der Stange (4) geschoben wird, bis der Flansch (11) seine vorbestimmte Position über der Hülse (2) erreicht hat, und
• - daß der Flansch (11) fest mit der Hülse (2) und der Flansch (12) fest mit der Stange (3) verbunden werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6 zum gleichachsigen Verbinden ei­ nes mehrteiligen Lenkgestänges, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Hülse (2) mit ihrer Kerbverzahnung (22) so auf das mit einer Kerbverzahnung versehene Ende (41) der Lenkgetriebe­ welle (4) aufgesteckt wird, daß das Zweiflachprofil (21) der Hülse (2) in definierter Achsrichtung zu liegen kommt, und
• - daß die Kupplung (1, 11, 12) bis zu einem Anschlag auf die untere Lenkspindel (31) so aufgeschoben wird, daß der mit dem Zweiflachprofil (13) versehene erste Flansch (11) an deren Ende zu liegen kommt und das Zweiflachprofil (13) eine vorbestimmte Lage einnimmt.