EP2134584A1 - Lenkwelle mit einem gleichlaufgelenk - Google Patents

Lenkwelle mit einem gleichlaufgelenk

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EP2134584A1
EP2134584A1 EP08716876A EP08716876A EP2134584A1 EP 2134584 A1 EP2134584 A1 EP 2134584A1 EP 08716876 A EP08716876 A EP 08716876A EP 08716876 A EP08716876 A EP 08716876A EP 2134584 A1 EP2134584 A1 EP 2134584A1
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shaft
steering
steering shaft
anschiusseiement
anschlusseiement
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Manfred Heintschel
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Robert Bosch Automotive Steering GmbH
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ZF Lenksysteme GmbH
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    • F16D2003/22326—Attachments to the outer joint member, i.e. attachments to the exterior of the outer joint member or to the shaft of the outer joint member

Definitions

  • Gleichlaufgeienks is preferably ais bell-shaped, outer joint body gebiidet and formed integrally therewith.
  • the axial forces dissipating tool engagement possibility preferably as a peripheral bead or Schuiderer on the first Raueiement preferably between the outer Geienk emotions and to provide the first Ranseiement.
  • the length of the shaft of the first connecting element is in a particularly preferred embodiment of the steering shaft and the same LaufgeSenk only about 30 mm to 40 mm Sang.
  • the outer joint body 12 is formed in one piece with a pin-like first connection element 7, which is designed as a connecting element 8.
  • the first connection element 7 has on its surface a serrated profile 9 (see Fig. 2).
  • the first shaft 2 has a tubular end piece 11, which is smooth inside and forms a longitudinal compression bandage 5 with the notched tooth profile 9 by the tubular end piece 11 being pushed onto the pin-like first connection element 7.
  • the outer Geienk stresses 12 facing the end of the serrated profile 9 is a circumferential groove 10 in the first connection element 7 is inserted, with which the tubular end piece 11 is caulked.
  • the pin-shaped, hardened first connection element 7 is very short and is about 30 mm long, which contributes to a cost-effective Darsteliungs- wise the steering shaft 1, as this simple Anschiuss the Gieichlauf- GeSenk 4 to the first shaft 2.
  • the first Rudeiement 7 points Furthermore, a tool engagement possibility 13 in the form of a shoulder 23 around its circumference. at which the longitudinal forces during manufacture of the elastic-plastic Langspress saides 5 can be derived from a clamping tool, without introducing them into the constant velocity joint 4.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenkwelle (1 ), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zur Wirkverbindung einer Lenkhandhabe mit einem gelenkten Rad, mit einer ersten Welle (2) und mit einer zweiten Welle (3), wobei die Wellen (2, 3) über ein Gleichlaufgelenk (4) drehmomentschiüssig verbunden sind. Um eine Lenkwelle mit einem Gieichlaufgelenk zu schaffen deren Bauraum und Hersteilungskosten minimiert sind, ist vorgesehen, dass eine Welle (2, 3) unter Bildung eines elastisch-plastischen Längspressverbandes (5) an einem mit einem Mitnehmerelement (6) des Gleichiaufgelenks (4) drehfest verbundenen, ersten Anschlusseiement (7) festgelegt ist.

Description

LENKWELLE MIT EINEM GLEICHLAUFGELENK
Die Erfindung betrifft eine Lenkweile, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zur Wirkverbindung einer Lenkhandhabe mit einem gelenkten Rad, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Lenkwellen zur drehmomentschlüssigen Wirkverbindung einer Lenkhandhabe oder eines Lenkrads mit einem gelenkten Rad mit winkligem Verlauf von Wellenteilen der
Lenkwellen sind bekannt. Die Wellenteile werden dabei mit Wellengelenken, insbesondere mit getriebebevveglichen Weilengelenken, wie Kreuzgelenken miteinander oder mit einem Lenkgetriebe oder Winkelgetriebe verbunden.
Beispielsweise die DE 4000994 oder die JP 11043050 A beschreiben eine Lenkwelle zur drehmomentschlüssigen Wirkverbindung einer Lenkhandhabe mit einem gelenkten Rad, wobei zur Verbindung der Einzeikomponenten der LenkweSie Einfach-Kar- dangelenke angewandt werden. Diese Lenkwellen sind aufgrund ihrer Kardangeienke in Bezug auf ihren Beugewinkel stark limitiert und weisen mit zunehmendem Beuge- Winkel im Betrieb bekanntermaßen zunehmende Drehungleichförmigkeiten auf.
Daraus resultieren Drehmomentschwankungen und ein beeinträchtigter Fahrkomfort.
Die DE 10 2005 024 280A1 beschreibt eine Lenkwelle, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zur Wirkverbindung einer Lenkhandhabe mit einem gelenkten Rad, mit einer ersten Weile und mit einer zweiten Welle, wobei die Weiien über ein Gleichiauf- geienk drehmomentschlüssig verbunden sind. Drehungleichförmigkeiten oder Drehmomentschwankungen an einer Lenkhandhabe einer solchen Lenkwelle sind dadurch vermieden.
Die Anschlusselemente solcher Gleichlaufgelenke, wie Wellenstummel oder Zapfen sind in Bezug auf ihre Dimension und Kosten nicht minimiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkwelle mit einem Gleichiaufgelenk zu schaffen, deren Bauraum und Hersteilungskosten minimiert sind.
Die Aufgabe wird mit einer Lenkwelie mit den Merkmaien des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch dass das GSeichlaufgelenk in der Lenkweile ein erstes Anschlusseiement aufweist, das mit einer Welle der Lenkweääe eine Biädung eines elastisch-plastischen Läπgspressverband erlaubt, der minimale axiale Ausdehnung besitzt und wobei das erste Anschiusselement mit einem Mitnehmerelement des GSeichSaufgelenks drehfest verbunden ist oder einstückig mit dem Mitnehmereiement gebildet ist, ist eine Lenkweile mit einem Gäeichlaufgelenk geschaffen, die einfach und kostengünstig zu montieren ist und kleine Anschlussgeometrien des GSeichSaufgelenks aufweist.
Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Weiie ist bevorzugt mit dem ersten Anschiusselement, das einen Welienan- schluss in Form eines gehärteten Zapfens darstellt, verstemmt. Der WeiSenanschluss weist bevorzugt ein längsgerichtetes Kerbzahnprofsi auf über das die Welle mit einem rohrförmigen Ende gepresst ist und bevorzugt verstemmt wird.
Um insbesondere in Längsrichtung des ersten AnschSusselements Formschlυss zu erzeugen, weist das erste Anschlusselement eine Umfangsnut auf, in die die Weiie verstemmt werden kann und so axiai unverschiebbar sitzt. Das rohrförmige Endstück der Welle ist weich und innen bevorzugt glatt, das heißt ohne Gegenverzahnung zu dem Kerbzahn profü.
Der Aussendurchmesser des rohrförmigen Endes der Welle weist vor dem Ver- pressen ein Untermaß auf, das nach dem Verpressen kompensiert ist.
Das drehfest mit dem ersten Anschlusseiement verbundene Mitnehmereiement des
Gleichlaufgeienks ist bevorzugt ais glockenartiger, äußerer Gelenkkörper gebiidet und einstückig mit diesem gebildet.
Um den Schub auf das erst Anschlusselement bei der Darsteiiung des Längspress- Sitzes nicht auf Kugein und deren Laufrilien in dem Gäeichlaufgelenk z übertragen, ist vorgesehen, eine, die Axialkräfte ableitende Werkzeugeingriffsmöglichkeit bevorzugt als Umfangswulst oder -schuiter an dem ersten Anschlusseiement vorzugsweise zwischen dem äußeren Geienkkörper und dem ersten Anschlusseiement vorzusehen. Die Schaftlänge des ersten Anschlusselements ist in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Lenkweile und deren Gleich laufgeSenk nur etwa 30 mm bis 40 mm Sang.
Ein zweites Anschlusseiement des Gleichlaufgeienks ist mit einem Mitnehmerelement des Gieiehiaufgelenks über eine Kerbverzahnung auf dessen Innenbohrυng verpresst. Das Mitnehmerelement ist bevorzugt als innerer Gelenkkörper in Form einer kugelförmigen Nabe gebildet. Das zweite Anschlusseiement ist bevorzugt als Nabenanschluss, einen Monoblock-Kiemmanschluss bildend, ausgeführt.
Der innere Gelenkkörper weist zusammen mit dem zweiten Anschlusseiement eine Länge, gemessen von einem Geienkmittelpunkt des Gieiehiaufgelenks von etwa 80 mm oder weniger auf.
Bevorzug! ist das zweite Anschiusselement durch Umformen, wie etwa durch
Schmieden oder Kaltfließpressen, gebildet.
Die Erfindung wird nun näher anhand eines AusführungsbeispieSs beschrieben und anhand der beilegenden Zeichnung wiedergegeben.
Fig. 1 zeigt einen teiiweisen Längsschnitt einer Lenkwelle,
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer LenkweSie mit einem erfindungsgemäßen GSeϊchSaufgelenk im Längsschnitt und in der Ansicht.
In Fig. 1 ist in einem Längsschnitt teilweise eine Lenkweile 1 für eine Servolenkung eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Die Lenkwelle 1 dient zur drehmomentschlüssigen Verbindung einer Lenkhandhabe mit einem Lenkgetriebe und mit von diesem angetriebenen Spurstangen und Radlenkhebeln zur Lenkwinkeiverstellung ein oder mehrerer gesenkter Räder des Kraftfahrzeugs. Die Lenkwelle 1 ist aus einer ersten
Welle 2 und aus einer zweiten Welle 3, welche mit einem Gleichiaufgelenk 4 drehmomentschlüssig verbunden sind, gebildet. Das Gleichiaufgelenk 4 ist im Wesentlichen aus einem inneren Gelenkkörper 15, der ein Mitnehmerelement 16 des Gieiehiaufgelenks 4 biidet, einen Kugeln 20 haitenden Käfig 21 mit einer Pilzkappe 22 und einem äußeren Geienkkörper 12, der ebenfalls ein Mitnehmerelement 6 des Gleich- laufgelenks 4 darstellt, gebildet. Im inneren und äußeren Gelenkkörper sind Laufrillen, die die Kugeln 20 fuhren, angeordnet.
Der äußere Gelenkkörper 12 ist einstückig mit einem als Weilenaπschluss 8 ausge- führten, zapfenartigen ersten Anschlusselement 7 gebildet. Das erste Anschlusselement 7 weist an seiner Oberfläche ein Kerbzahnprofil 9 auf (vgl. Fig. 2). Die erste Welle 2 weist ein rohrförmiges Endstück 11 auf, das innen glatt ist und mit dem Kerb- zahnprofil 9 einen Längspressverband 5 bildet indem das rohrförmige Endstück 11 auf das zapfenartige erste Anschlusselement 7 aufgeschoben ist. An ihrem, dem äußeren Geienkkörper 12 zugewandten Ende des Kerbzahnprofils 9 ist eine Um- fangsnut 10 in das erste Anschlusselement 7 eingelassen, mit der das rohrförmige Endstück 11 verstemmt ist. Das zapfenförmige, gehärtete erste Anschlusselement 7 baut sehr kurz und ist etwa 30 mm lang, was zu einer kostengünstigen Darsteliungs- weise der Lenkwelle 1 ebenso beiträgt, wie dieser einfache Anschiuss des Gieichlauf- geSenks 4 an die erste Welle 2. Das erste Anschlusseiement 7 weist ferner eine Werkzeugeingriffsmöglichkeit 13 in Form einer Schulter 23 um seinen Umfang auf. an der die Längskräfte beim Herstellen des elastisch-plastischen Langspressverbandes 5 an ein Spannwerkzeug abgeleitet werden können, ohne diese in das Gleichlaufgelenk 4 einzuleiten.
Der innere Gelenkkörper 15 ist mit einer Bohrung versehen und trägt eine Verzahnung, mit der er mit einem zweiten Anschlusselement 14, das als Nabenanschluss 17 gebildet ist und einen kreuzverzahnten Klemmflansch aufweist, verpresst ist. Die Ausführung des zweiten Anschlusseiements 14 als Monobiock- Kiemmschaft 19 ermöglicht eine einfache, kostengünstige und kurz bauende
Verbindung zu der zweiten Welle 3, die drehfest mit dem zweiten Anschlusselement 14 verbunden ist.
Vom Gelenkmittelpunkt 18 gemessen, beträgt die Länge L des zweiten Anschluss- elements 14 etwa 80 mm. Bezugszeichenitste
1 Lenkwelle
2 Weiäe, erste
3 Weite, zweite
4 Gleichlaufgelenk
5 Längspressverband
6 Mitπehmerelement
■ 7 Anschlusselement, erstes
8 Welienanschluss
9 Kerbzahnprofii
10 Umfaπgsnut
11 Endstück, rohrförmig
12 Geienkkörper, äußerer
13 Werkzeugeingriffsmöglichkeit
■ 14 Anschlusselement, zweites
■ 15 Gelenkkörper, innerer
16 Mitnehrrsereiement
17 Nabenanschiuss
18 Gelenkmittelpunkt
19 Monoblock-Klemmschaft
20 Kugel ■ 21 Käfig ■ 22 Pilzkappe ■ 23 Schulter
- L Länge

Claims

Patentansprüche
1. Lenkwelle, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zur Wirkveröindurtg einer Lenk- handhabe mit einem gesenkten Rad, mit einer ersten Welle (2) und mit einer zweiten Weüe (3), wobei die Wellen (2, 3) über ein Gleichlaufgelenk (4) drehmomentschlüssig verbunden sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Welle (2, 3} unter Bildung eines eiastisch-plastischen Längspress- verbandes (5) an einem mit einem Mitnehmerelement (6) des Gieichlaufge- lenks (4) drehfest verbundenen, ersten Anschiusselement (7) festgelegt ist.
2. Lenkwelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Weüe (2, 3) mit dem ersten Anschiusseiement (7) verstemmt ist.
3. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste AnschlusseSement (7) ein Welienanschiuss (8) ist.
4. Lenkwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenan- schSuss (8) ein Kerbzahnprofil (9) aufweist.
5. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschiusseiement (7) eine Umfangsnut (10), an der die Welle (2, 3) mit dem ersten Anschiusseiement (7) verstemmt ist, aufweist.
6. Lenkweiie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2, 3) ein rohrförmiges Endstück (1 1 ) aufweist.
7. Lenkweiie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Endstück (11) innen giatt ist.
8. Lenkweüe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlusselement (7) an dem als äußeren Gelenkkörper (12) gebildeten Mitnehmereiement (6) festgelegt oder einstückig mit diesem gebildet ist.
9. Lenkweiie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschiusseiement (7) eine Werkzeugeingriffsmögiichkeif (13) zum Herstelien des eiastisch-piastischen Längspressverbandes (5) aufweist
10. Lenkweile nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlusseiement (7) etwa 30 bis 40 mm lang ist.
11. Lenkweile nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Anschlusseäement (14) über einen Längspresssitz mit einem ais inneren Gelenkkörper (15) gebildetes Mitπehmerelemeπt (16) verbunden ist und als Nabeπanschiuss (17) gebildet ist.
12. Lenkweäle nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Anschlusseiement (14) mit dem inneren Gelenkkörper (15) eine Länge (L) gemessen von einem Gelenkmitteipunkt (18) von etwa 80 mm aufweist.
13. Lenkweile nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Anschlusseiement (14) ais Monobiock-Klemmschaft (19) gebildet ist.
14. Lenkweäle nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Anschlusseiement (14) durch Umformen oder spahnabhebend gebildet ist.
15. Lenkweile nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Weiie (2) mit dem ersten Anschiusselemeπt (7) und die zweite Weläe (3) mit dem zweiten Anschiusselement (14) verbunden ist.
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