DE29601914U1

DE29601914U1 - Fahrzeuglenkvorrichtung

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Publication number: DE29601914U1
Application number: DE29601914U
Authority: DE
Original assignee: HS Technik und Design Technische Entwicklungen GmbH
Current assignee: HS Technik und Design Technische Entwicklungen GmbH
Priority date: 1996-02-05
Filing date: 1996-02-05
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2006-02-06
Also published as: DE19704335A1; DE19704335C2

Description

Fahrzeugienkvorrichtung Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeuglenkvorrichtung mit einem Lenkrad, einer mit dem Lenkrad drehfest verbundenen Lenksäule, welche Drehbewegungen des Lenkrades um eine Lenksäulenachse auf ein Lenkgetriebe überträgt, und einer eingebauten Airbageinrichtung.

Bei derartigen mit eingebauter Airbageinrichtung ausgestatteten Fahrzeuglenkvorrichtungen sind für die Montage und die raumsparende Anordnung der Airbageinrichtung, weiche aus mehreren Bestandteilen, wie Gasgenerator zur Erzeugung eines Füllmediums, Fülleinrichtung zur möglichst raschen Einleitung des erzeugten Füümediums (Füllgases) in den Luftsack und den im Ruhezustand gefalteten Luftsack besteht, beim sorgfältigen Zusammenbau der einzelnen Teile und bei der Montage der Airbageinrichtung in der Fahrzeuglenkvorrichtung eine Vielzahl aufwendiger Montagevorgänge erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Fahrzeuglenkvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die in einfacher Weise zusammengebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Airbageinrichtung an der Lenksäule als vorgefertigtes Modul (Bauteil) vormontiert und dabei zumindest zum Teil in einem Hohlraum der Lenksäule eingesetzt ist, daß mit der Lenksäule eine Lenkradaufnahme drehfest verbunden ist, welche um einen Umfang um die Lenksäulenachse

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verteilte Eingriffstellen aufweist, mit denen bei vormontierter Airbageinrichtung korrespondierende am Lenkrad vorgesehene Eingriffstellen mit Formschluß zur Drehbewegungsübertragung beim Aufsetzen des Lenkrades auf die Lenkradaufnahme in Eingriff gebracht sind und daß bei Formschluß zwischen den Eingriffstellen des Lenkradaufsatzes und des Lenkrades eine mechanische Sperre zwischen Lenkrad und Lenksäule aktiviert ist, welche ein Lösen des Formschlusses blockiert. Auf diese Weise ist es möglich, die einzelnen Bestandteile der Airbageinrichtung, wie Gasgenerator, Fülleinrichtung, gefalteter Luftsack komplett zu einer Baueinheit (Modul) fertig zu montieren und diese Baueinheit in einem insbesondere am Lenksäulenende vorgesehenen Hohlraum der Lenksäule, zumindest zum Teil, einzusetzen, wobei der Teil der Airbageinrichtung, in welchem der gefaltete Luftsack untergebracht ist, außerhalb der Lenksäule liegen kann und bei der Endmontage bei aufgesetztem Lenkrad in einem Hohlraum einer Lenkradnabe, wie im einzelnen noch erläutert wird, aufgenommen wird. Insbesondere der Gasgenerator, z.B. ein Behälter mit dem unter Druck gehaltenen Füllgas, ist im Hohlraum der Lenksäule angeordnet.

In bevorzugterWeise erstrecken sich die Eingriffstellen in axialer Richtung der Lenksäule bzw. des Lenkrades. Hierdurch wird eine einwandfreie Übertragung der Drehbewegung vom Lenkrad auf die Lenksäule erreicht. Ferner wird das Aufsetzen des Lenkrades auf die Lenksäule in axialer Richtung erleichtert.

Um die Erzielung des Formschlusses zwischen den Eingriffstellen zu erleichtern, können die an der Lenkradaufnahme vorgesehenen Eingriffstellen nach außen gerichtet sein und die am Lenkrad vorgesehenen Eingriffstellen nach innen gerichtet sein.

In bevorzugter Weise sind die außenliegende Begrenzungsfläche der Eingriffstellen an der Lenkradaufnahme und die innenliegende Begrenzungsfläche der Eingriffstellen am Lenkrad kegelförmig ausgebildet mit gemeinsamer Kegelachse, die koaxial zur Lenksäulenachse verläuft. Die Eingriffstellen liegen dabei bevorzugt auf Teilkreisbögen. Die Eingriffstellen sind bevorzugt als Verzahnungen ausgebildet.

Die mechanische Sperre ist in bevorzugter Weise so ausgebildet, daß wenigstens eines der Sperrelemente durch eine Feder in die Blockiersteliung vorgespannt ist. Wenigstens eines der Sperrelemente, insbesondere das Sperrelement, auf welches die Feder einwirkt, ist kreisbogenförmig ausgebildet und kann sich über wenigstens zwei kreissegmentförmige Eingriffsteilen erstrecken. Eines der Sperrelemente kann stiftförmig ausgebildet sein. In bevorzugter Weise werden zwei Sperrelemente für die mechanische Sperre verwendet.

In der Blockierstellung liegen die Sperrelemente der mechanischen Sperre in einem Hohlraum, welcher von durchgängigen auf einen Umfang um die Lenksäulenachse verlaufende Nuten in den Eingriffstellen gebildet werden. Durch die Nuten werden die jeweiligen Eingriffstellen in ihrer axialen Richtung in zwei Teile, insbesondere zwei Hälften, aufgeteilt.

Zur genauen Positionierung des Lenkrades auf der Lenksäule können an der Lenkradaufnahme Positioniervorsprünge vorgesehen sein, welche mit Begrenzungsflächen an korrespondierenden Endflächen der am Lenkrad vorgesehenen Eingriffstellen bei Formschluß anliegen.

In bevorzugter Weise befinden sich die Eingriffstellen am Lenkrad am Innenumfang einer Lenkradnabe, in deren Hohlraum bei fertig montierter Fahrzeuglenkvorrichtung der gefaltete Luftsack der vormontierten Airbageinrichtung liegt.

Anhand der Figuren wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: in auseinandergebautem Zustand ein Ausführungsbeispiel einer Fahrzeuglenkeinrichtung mit an der Lenksäule vormontierter Airbageinrichtung;
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Fig. 2: eine schnittbildliche Darstellung durch die Lenkradaufnahme des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 mit in Formschluß der Eingriffstellen aufgesetztem Lenkrad;
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Fig. 3: einen Schnitt durch eine Lenkradnabe des Lenkrades mit den daran an

geformten Eingriffstellen.

Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel einer Fahrzeuglenkvorrichtung besitzt ein Lenkrad 1 mit einer Lenkradnabe 23. Lenkbewegungen (Drehbewegungen) des Lenkrades 1 werden über eine im Fahrzeug um eine Lenksäulenachse 25 drehbar gelagerte Lenksäule 2 auf ein nicht näher dargestelltes Lenkgetriebe übertragen. Zur Montage des Lenkrades 1 an der Lenksäule 2 dient eine Lenkradaufnahme 4. Die Lenkradaufnahme 4 besitzt ein Nabenteil 26, weiches drehfest mit der Lenksäule 2, beispielsweise durch Aufpressen, Verkeilen, Verschweißen oder sonstwie verbunden ist.

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Am Nabenteil 26 der Lenkradaufnahme 4 sind an radial nach außen sich erstreckenden Vorsprüngen Eingriffsteiien 5, 6 und 7 in Form von Verzahnungen vorgesehen. Die Eingriffstellen 5, 6 und 7 sind radial nach außen geöffnet. Die Eingriffelemente in Form der Zähne erstrecken sich im wesentlichen in axialer Richtung der Lenksäulenachse 25. Die äußeren Begrenzungsfiächen der Verzahnungen, auf denen die Zahnspitzen liegen, ist eine Kegelstumpffläche mit einer Kegelachse, die mit der Lenksäuienachse 25 zusammenfällt.

Am Lenkrad sind ebenfalls auf Kreisbögen angeordnete korrespondierende Eingriffstellen 8, 9 und 10 (Figur 3) vorgesehen. Diese Eingriffstellen befinden sich am Innenumfang einer Lenkradnabe 23. Die Eingriffstellen 8, 9 und 10 sind ebenfalls als Verzahnungen ausgebildet, deren Zähne mit den Zähnen der Eingriffsteiien 5, 6 und 7 an der Lenkradaufnahme 4 korrespondieren. Die Öffnungen der Eingriffstellen 8, 9 und 10 sind nach innen gerichtet. Die innere Begrenzungsfläche der Eingriffstellen 8, 9 und 10, d.h. die Fläche, auf denen die Zahnspitzen liegen, ist ebenfalls eine Kegelstumpffläche um die Lenksäulenachse 25. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Verzahnungen

der Eingriffstellen 5, 6 und 7 an der Lenkradaufnahme 4 und die Verzahnungen der Eingriffstellen 8, 9 und 10 am Lenkrad, insbesondere an der Innenseite der Lenkradnabe 23, als Kegelsegmentverzahnungen ausgebildet. Die Verzahnungen an der Innenseite der Lenkradnabe 23 und die Verzahnungen an der Lenkradaufnahme 4 sind so aneinander angepaßt, daß sie mit Formschluß im montierten Zustand aneinander liegen, wie es in Figur 2 gezeigt ist. Vor dem Zusammenbau des Lenkrades 1 und der Lenksäule 2 bzw. der Lenkradaufnahme 4 wird die zu einer Baueinheit vormontierte Airbageinrichtung 3 auf die Lenksäule 2 aufgesetzt, wie es in Figur 1 dargestellt ist. Dabei kann ein Teil der Airbageinrichtung, beispielsweise der Teil, weicher das Füllgas erzeugt oder unter Druck enthält, beispielsweise ein Gasgenerator 31 oder die Vorratseinrichtung für ein komprimiertes Füllgas sowie die Fülleinrichtung, insbesondere die Diffusoreinrichtung zur gleichmäßigen Verteilung des Füllgases im Luftsack in einem Hohlraum am Ende der Lenksäule 2 eingesetzt sein. Der Teil der Airbageinrichtung 3, welcher einen gefalteten Luftsack 24 aufnimmt, liegt außerhalb der Lenksäule 2. Im fertig montierten Zustand der Fahrzeuglenkvorrichtung liegt er im Innern der Lenkradnabe 23.

Nach der Vormontage der Airbageinrichtung 3 wird in axialer Richtung der Lenksäulenachse 25 das Lenkrad 1 auf die Lenkradaufnahme 4 aufgesetzt. Dabei kommen die Eingriffstellen 8, 9 und 10 an der Innenseite der Lenkradnabe 23 mit den nach außen gerichteten Eingriffsteüen 5, 6, 7 an der Lenkradaufnahme 4 in formschlüssigen Eingriff. Bei diesem formschlüssigen Eingriff liegen die Kegelfiächen, auf denen die Spitzen der Verzahnungen der Eingriffstellen 5, 6, 7 an der Lenkradaufnahme 4 sich befinden, auf einer äußeren Kegelfläche. Die Spitzen der Verzahnungen der Eingriffstellen 8, 9, 10 an der Innenseite des Lenkrades 1 liegen koaxial dazu auf einer inneren Kegelfläche.

Damit bei Formschluß zwischen den Eingriffstellen 5-7 und 8 -10 ein Lösen dieses Formschlusses verhindert wird, ist eine mechanische Sperre 11 vorgesehen. Diese besitzt beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein etwa halbkreisförmig ausgebildetes Sperreiement 13, welches sich über die beiden Eingriffstellen 8 und 9 am Lenkrad und und 6 an der Lenkradaufnahme 4 erstreckt. Auf dieses halbkreisförmige Sperrelement in Form eines gebogenen Sperrstiftes wirkt eine Feder 12, insbesondere Blattfeder, welche das Sperrelement 13 in die in der Figur 2 dargestellte Biockierstellung vorspannt.

In dieser Blockierstellung befindet sich in einem Hohlraum, welcher von durchgängigen in Umfangsrichtung um die Lenksäulenachse verlaufenden Nuten 27 und 28 gebildet wird. Die umlaufende Nut 27 ist in Umfangsrichtung in die Eingriffstellen 5, 6, 7 an der Lenkradaufnahme 4 eingeformt. Die umlaufende durchgängige Nut 28 ist an der innenseite der Lenkradnabe 23 etwa in der axialen Mitte der Eingriffstellen 8, 9 und 10 eingeformt. Auch die Nut 27 befindet sich etwa in der axialen Mitte der sich axial erstreckenden Eingriffstellen 5, 6 und 7.

In der Blockierposition befindet sich somit das Sperrelement 13 etwa in der Mitte der axialen Ausdehnungen der mit Formschluß ineinander greifenden Eingriffstellen 5-10. In dieser Blockierposition erstreckt sich das halbkreisförmige Sperrelement 13 um die Lenksäulenachse 25, wie es aus Figur 2 zu ersehen ist.

Es kann ein zweites kreisbogenförmiges Sperrelement vorgesehen sein, welches die formschlüssig ineinander greifenden Eingriffstellen 7 und 10 erfaßt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die mechanische Sperre ein als geradliniger Sperrstift ausgebildetes Sperreiement 14. In der in Figur 2 dargestellten Blockierposition erstreckt sich das Sperrelement 14 ebenfalls durch einen Hohlraum, welcher etwa in der Mitte der axialen Ausdehnungen der Eingriffstellen 7 und 10 von beispielsweise halbkreisförmigen Nuten 27 und 28 gebildet ist. Mit diesem Hohlraum fluchten Bohrungen 29 und 30 in der Lenkradnabe 23, durch welche das stiftförmige Sperrelement 14 in die Sperrposition gebracht werden kann.

Durch die mechanische Sperre, welche von den Sperrelementen 13 und 14 und der Feder 12 gebildet wird, werden das Lenkrad 1 und die Lenksäule 2 in axialer Richtung fest miteinander verbunden, so daß ein Abziehen des Lenkrades 1 in axialer Richtung verhindert wird.

Wie aus der Figur 3 zu ersehen ist, kann das Sperrelement 13, auf welches die Feder 12 wirkt, vor der Montage des Lenkrades 1 auf der Lenksäule 2 in einer zurückgezogenen Position sich befinden. Nachdem der Formschluß zwischen den Eingriffstellen 5 - 7 an der Lenkradaufnahme 4 und den Eingriffstellen 8 -10 am Lenkrad 1 hergestellt worden

ist, wird durch die Vorspannkraft der Feder 12 das Sperrelement 13 in die in der Figur 2 dargestellte Blockierposition gebracht. Ferner kann durch die Bohrungen 29 und 30 der Sperrstift, welcher das Sperrelement 14 bildet, in die in der Figur 2 dargestellte Position gebracht werden.
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In bevorzugterWeise kann das etwa halbkreisförmig ausgebildete Sperrelement 13 ein halbzylindrisches Querschnittsprofi! aufweisen. Ferner können in der Lenkradnabe 23 Demontageöffnungen 21 und 22 vorgesehen sein, durch die mit einem Demontierwerkzeug, beispielsweise Spannzangen, von außen her das Sperrelement 13 gegen die Kraft der Feder 12 aus der Blockierposition, beispielsweise in die in der Figur 3 dargestellte zurückgezogene Ruheposition bewegt werden kann. Auch der Sperrstift (Sperrelement 14) kann von außen her in einfacher Weise aus seiner Sperrposition geschoben werden, so daß das Lenkrad 1 von der Lenksäule 2 abgezogen werden kann.

Claims

Schutzansprüche

1. Fahrzeuglenkvorrichtung mit einem Lenkrad, einer mit dem Lenkrad drehfest verbundenen Lenksäule, welche Drehbewegungen des Lenkrades um eine Lenksäulenachse auf ein Lenkgetriebe überträgt, und einer eingebauten Airbageinrichtung,

dadurch gekennzeichnet ,

daß die Airbageinrichtung (3) an der Lenksäule (2) als vorgefertigtes Modul vormontiert und dabei zumindest zum Teil in einem Hohlraum der Lenksäule (2) eingesetzt ist und daß mit der Lenksäule (2) eine Lenkradaufnahme (5) drehfest verbunden ist, welche auf einem Umfang um die Lenksäulenachse verteilte Eingriffstellen {5, 6, 7) aufweist, mit denen bei vormontierter Airbageinrichtung (3) korrespondierende am Lenkrad (1) vorgesehene Eingriffstellen (8, 9, 10) beim Aufsetzen des Lenkrades (1) auf die Lenkradaufnahme (4) in Eingriff gebracht sind und daß bei Formschluß zwischen den Eingriffstellen des Lenkrades und der Lenkradaufnahme eine mechanische Sperre (11) zwischen dem Lenkrad (1) und der Lenkrsäule (2) aktiviert ist, weiche ein Lösen des Formschlusses blockiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffstellen (5, 6, 7) an der Lenkradaufnahme (4) radial nach außen gerichtet sind und daß die Eingriffstellen (8, 9, 10) am Lenkrad (1) radial nach innen gerichtet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formschluß zwischen den Eingriffstellen (5, 6, 7) an der Lenkradaufnahme (4) und

den Eingriffsteiien (8, 9,10) am Lenkrad (1) in axialer Richtung sich erstreckende Eingriffsfiächen für den Formschluß aufweisen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffstellen (5-10) an der Lenkradaufnahme (4) und am Lenkrad (1) kegelförmige Begrenzungsflächen mit einer gemeinsamen Kegelachse, die koaxial zur Lenksäulenachse (25) liegt, aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffstellen (5-10) auf Teilkreisbögen liegen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Sperre (5) eine axiale Bewegung des Lenkrades (1) gegenüber der Lenkradaufnahme (4) blockiert.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Sperre (11) eine Feder (12) aufweist, welche eine Vorspannung in die Blockierstellung der Sperre erzeugt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Sperre (11) wenigstens zwei Sperrelemente (13, 14) aufweist, von denen wenigstens ein Sperrelement (13) von der Feder (12) beaufschlagt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsteiien (5, 6, 7) der Lenkradaufnahme (4) und die Eingriffstellen (8, 9, 10) des Lenkrades (1) in ihrer axialen Ausdehnung jeweils von einer in Umfangsrichtung durchgängigen Nut (15, 16) unterbrochen sind und daß die beiden Nuten (15, 16) bei Formschluß zwischen den Eingriffstellen (5-10) der Lenkradaufnahme (4) und des Lenkrades (1) einen Raum bilden, in welchem ein jeweiliges Sperrelement (13, 14) in der Blockierstellung aufgenommen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Sperrelemente (13, 14) durch die Feder (12) in die Blokkiersteliung vorgespannt ist.

11, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Sperrelemente (13, 14) kreisbogenförmig ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das kreisbogenförmige Sperrelement (13) ein halbzylindrisches Querschnittsprofil aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das kreisbogenförmige Sperrelement (13) sich über wenigstens zwei kreissegmentförmige Eingriffstellen um die Lenksäulenachse (25) erstreckt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Sperrelement (14) stiftförmig ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsteüen (5-10) als Verzahnungen ausgebildet sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß an der Lenkradaufnahme (4) Positioniervorsprünge (15, 16) vorgesehen sind, durch welche die Winkelposition des Lenkrades (1) an der Lenkradaufnahme (4) bestimmt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniervorsprünge (15, 16) neben zwei Eingriffstellen (5, 6) der Lenkradaufnahme (4) angeordnet sind und jeweils den Eingriffstellen benachbarte Begrenzungsflächen (17, 18) aufweisen, die an die jeweiligen korrespondierenden Endflächen (19, 20) der am Lenkrad (1) vorgesehenen Eingriffsflächen (8, 9) beim Formschluß anliegen.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffstellen {8, 9, 10) am Lenkrad (1) am Innenumfang einer Lenkradnabe (23) angeordnet sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraum der Lenkradnabe (23) ein gefalteter Luftsack (24) der vormontierten Airbageinrichtung (3) angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Lenkrad (1) die Montagebohrungen (21, 22) für einen Werkzeugzugriff beim Bewegen des bzw. der Sperrelemente (13, 14) aus der Blockierstellung vorgesehen sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Gasgenerator (31) zur Erzeugung des Füllgases für den Airbag im Hohlraum der Lenksäule (2) angeordnet ist.