DE3419537C2 - Aus Rohr hergestellte Lenkspindel für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine aus Rohr hergestellte Lenkspindel für Kraftfahrzeuge, die zwei fluchtende Rohrstücke beinhaltet, die über ein die einander zugeordneten Enden über­ greifendes Zwischenteil miteinander verbunden sind.

Lenkspindeln der in Rede stehenden Art werden in der einschlä­ gigen Branche üblicherweise als Sicherheitslenkspindeln be­ zeichnet, da sie so auszulegen sind, daß eine Deformierbarkeit bei einem Unfall möglich ist.

An einem Ende ist das Lenkrad des Kraftfahrzeugs aufgesetzt, während das andere Ende mit dem Eingangsglied des Lenkgetriebes verbunden ist. Auf die Lenkspindel ist eine Sperriegelraste aufgesetzt, welche eine oder mehrere Ausnehmungen aufweist, in die der Sperriegel des Lenkschlosses bei gewissen Lenkradstel­ lungen des abgestellten Kraftfahrzeugs eingreift. Die Lenkspin­ del muß hinsichtlich ihres Querschnittes und ihrer Festigkeit so ausgelegt sein, daß sie ein wesentlich größeres Drehmoment übertragen kann, als zur Überwindung der Lenkkräfte notwendig ist, da bei einem Diebstahlversuch und Gewaltanwendung ein re­ lativ großes Drehmoment erzeugt wird. Die Auslegung muß daher so erfolgen, daß dieses Drehmoment über die Sperriegelraste und das Lenkschloß auf den Fahrzeugkörper übertragen werden kann, ohne daß eine Beschädigung oder ein Bruch von Teilen erfolgt. Aus diesem Grunde ist das Widerstandsmoment gegen Torsionen von Lenkspindeln sehr groß. Die dadurch gegebene Dreh- und Biegesteifigkeit ist jedoch in dem Bereich, der zwischen der Sperriegelraste und dem Lenkgetriebe liegt, aus Sicherheits­ gründen zu vermeiden. Es sind daher aufwendige Maßnahmen not­ wendig, um die Dreh- und Biegesteifigkeit in diesem Bereich praktisch wieder herabzusetzen. Das Widerstandsmoment von Lenkspindeln wurde deshalb so gewählt, daß zwar die Übertra­ gung eines Drehmomentes möglich ist, welches im Hinblick auf die Lenkkraft zu groß ist, jedoch nicht ausreichend ist, um einen Bruch oder eine Deformation von Teilen der Lenkspindel oder des Lenkschlosses durch Gewaltanwendung zu verhindern.

Eine aus der DE 26 49 962 A1 bekannte Sicherheitslenksäule be­ steht aus zwei fluchtenden Rohrstücken, die an den einander zu­ gewandten Enden gabelförmig ausgebildet sind und mittels eines als Doppelgabel ausgebildeten Zwischenteils miteinander verbun­ den sind. Die Verbindungen der beiden Rohrstücke mit den zuge­ ordneten Seiten des Zwischenstückes erfolgt über zwei aus Kunststoff bestehende Hülsen. Die beiden Rohrstücke werden in den einander zugewandten Endbereichen durch trapez­ förmige Verbindungsstücke durchdrungen. Die aus Kunststoff ge­ fertigten Verbindungshülsen erstrecken sich auch über diese Be­ reiche. Das Verbindungsstück des lenkradseitigen Rohrstückes ist mit einer Schneide und die Hülse mit Einkerbungen versehen, so daß beim Auftreten einer hohen axialen Belastung der Lenk­ säule das Verbindungsstück durch die Schneide zerstört wird, so daß die Verbindung zwischen den beiden Rohrstücken aufgehoben wird. Bei dieser vorbekannten Sicherheitslenksäule kommt es zu einem Bruch oder zu einer Deformation von Teilen der Sicher­ heitslenksäule oder des Lenkschlosses bei einem durch Gewaltan­ wendung erhöhten Drehmoment.

Ausgehend von der durch die DE 26 49 962 A1 vorbekannten Lenk­ spindel liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese im Be­ reich der Sperriegelraste so zu gestalten, daß eine erhöhte Kraftabtragung auf die Raste bei einem Diebstahlversuch weder zu einer Deformation der Raste noch zu einer Freigabe des Sperriegels führt.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgese­ hen, daß das Zwischenteil als eine eine Sperriegelraste bil­ dende, mit mindestens einem Längsschlitz versehene, den Verbin­ dungsbereich der Rohrstücke übergreifende Muffe ausgebildet ist, daß die durch jeweils einen Längsschlitz gebildeten Längskanten der Muffe durch Schweißung derart miteinander ver­ bunden sind, daß sie gegen Verschiebung und Verdrehung auf der Lenkspindel gesichert ist, daß die Rohrstücke unterschiedliche Widerstandsmomente gegen Torsion aufweisen und daß deren einan­ der zugewandten Flächen als schräg zur Mittellängsachse der Lenkspindel verlaufende Berührungsflächen ausgebildet sind.

Es ist nunmehr möglich, daß das das Lenkrad tragende Rohrstück aus einem Rohr mit einem erheblich größeren Widerstandsmoment gegen Torsion hergestellt wird, als das Rohrstück zwischen der Sperrie­ gelraste und dem Lenkgetriebe. Durch die schräge Ausbildung der Berührungsflächen ist ein hohes Maß an Sicher­ heit gegeben, da die Lenkkräfte nicht ausschließlich durch die Schweißnähte übertragen werden. Auch bei einer Gewaltanwendung ist kein Bruch oder eine Deformation von beanspruchten Teilen zu erwarten, da die Muffe entsprechend auslegbar ist. Die Über­ tragung des erhöhten Drehmoments vom Lenkrad zum Lenkschloß er­ folgt durch die Schweißnahtflächen.

Die Übertragung des Lenkmoments vom Lenkrad zum Lenkgetriebe erfolgt einerseits von einem Rohrstück zum anderen über die Be­ rührungsflächen und andererseits von dem das Lenkrad tragenden Rohrstück über die Schweißnaht und die Sperriegelraste zum an­ deren Rohrstück. Daraus ergibt sich, daß die durch die jewei­ lige Drehrichtung im Zugbereich liegende Schweißnaht mit einer Querkraft beaufschlagt wird, die wesentlich geringer ist als die zulässige Querkraft. Es kann davon ausgegangen werden, daß sie nur 25% des zulässigen Wertes erreicht. Daraus folgend stellen die Berührungsflächen eine Sicherung der Schweißverbin­ dung dar, d. h. die durch Bindefehler, wie z. B. Kerbe und den sogen. Schweißfaktor herabgesetzte und nicht genau ermittelbare Verminderung der Kraftübertragung kann unberücksichtigt blei­ ben. Die notwendige Sicherheit ist demzufolge immer gegeben.

Weitere Kennzeichen und Merkmale einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand von weiteren Unteransprü­ chen und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevor­ zugten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße, aus zwei Rohrstücken zusammengesetzte

Fig. 2 die Verbindung der Rohrstücke mittels zweier Halbschalen in Explosivdarstellung,

Fig. 3 den Verbindungsbereich der Rohrstücke in Ansicht zeigend,

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Draufsicht und

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in der Fig. 1.

Eine in der Fig. 1 als ein Ausführungsbeispiel dargestellte Lenkspin­ del ist aus zwei Rohrstücken 1, 2 unterschiedlicher Länge hergestellt. Die Rohrstücke 1, 2 sind in noch näher beschriebener Weise fluchtend miteinander verbunden. Die einander zugewandt liegenden Enden der Rohrstücke 1, 2 sind mittels eines unter einem Winkel von 45° zur Mit­ tellängsachse verlaufenden Gehrungsschnittes abgeschrägt, wie insbe­ sondere aus der Fig. 2 erkennbar, in der eine erste Möglichkeit zur Verbindung der Rohrstücke 1, 2 aufgezeigt ist. Danach werden zwei sich zumindest über den Bereich der schräggeschnittenen Enden erstreckende Halbschalen 3, 4 an einander gegenüberliegenden Seiten auf die Rohr­ stücke 1, 2 außen aufgebracht. Die Abmessungen sind so getroffen, daß die einander zugewandt liegenden Längskanten parallel und in einem Abstand zueinander verlaufen. Diese Form der Halbschalen 3, 4 läßt sich durch spangebendes Auftrennen eines Rohrabschnittes in besonders einfacher Weise erzielen. Die Längskanten sind durch je eine nach dem Zusammenfügen der Rohrstücke 1, 2 gelegte Schweißnaht 5 miteinander so verbunden, daß auch die Rohrstücke 1, 2 miterfaßt werden, wodurch die Halbschalen 3, 4 gegen Verschieben in Spindellängsrichtung und gegen Verdrehung gesichert sind. Wie weiterhin noch erkennbar, ist jede Halbschale 3, 4 mit einem, bezogen auf den Umfang mittig liegenden und in Längsrichtung verlaufenden Langloch 6, 7 versehen. In eines dieser Langlöcher rastet je nach Stellung der Lenkspindel im abge­ stellten Zustand des Kraftfahrzeuges ein nicht dargestellter Sperr­ riegel des Lenkschlosses ein. Wie die Fig. 4 zeigt, sind die Langlö­ cher 6, 7 rechteckförmig mit abgerundeten Ecken gestaltet und erstrec­ ken sich über einen Großteil jeder Halbschale. Im zusammengefügten Zustand der Lenkspindel liegen die Langlöcher 6, 7 einander diametral gegenüber.

In der Fig. 5 ist eine weitere Möglichkeit der Verbindung der Rohr­ stücke 1, 2 dargestellt. Anstelle der Halbschalen 3, 4 ist hier eine Muffe 12 eingesetzt, die aus einer mit einem Längsschlitz versehenen Rohrhülse gebildet ist. Nach dem Aufschieben auf die Lenkspindel im Verbindungsbereich der Rohrstücke 1, 2 werden die durch den Längs­ schlitz gebildeten Längskanten mittels der Schweißnaht 5 verbunden, die so gelegt ist, daß auch eine Verbindung mit den Rohrstücken 1, 2 erzielt wird. Die Muffe 12 ist demzufolge gegen Verschiebung in Längsrichtung und gegen Verdrehung gesichert. Auch die Muffe 12 ist mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Langlöchern 6, 7 verse­ hen, deren Form aus der Fig. 4 erkennbar ist. Bei dieser Ausführung wird in besonders einfacher Weise die Verbindung hergestellt, da le­ diglich ein Teil benötigt wird. Wie die Fig. 5 zeigt, sind die Lang­ löcher 6, 7 um einen Winkel von 90° zur Schweißnaht 5 versetzt.

Das kürzere Rohrstück 1 ist an seinem freien Ende zweimal stufenförmig mit geringer werdenden Durchmessern abgesetzt. Das Ende ist mit einem Gewinde 8 und einer sich daran anschließenden Kerbverzahnung 9 verse­ hen, um das nicht dargestellte Lenkrad drehfest aufzusetzen und ge­ gen Abziehen sichern zu können. Das längere Ende der Lenkspindel ist zunächst an seinem dem Rohrstück 1 zugewandt liegenden Ende im Durchmesser gleich gehalten wie das Rohrstück 1. Daran schließt sich ein kegelstumpfförmiges Teil an, welches in ein Wellrohr 10 übergeht. Das freie Ende des Rohrstückes 2 ist mit einem nicht näher erläuter­ ten Anschlußflansch 11 versehen.

Wie aus den Figuren erkennbar, ist die Wandstärke des kürzeren, das nicht dargestellte Lenkrad aufnehmende Rohrstück 1 größer als die des Rohrstückes 2, da zur Übertragung einer erhöhten Drehkraft während eines Diebstahlversuches durch dieses Teil wesentlich größere Kräfte zu übertragen sind als von dem fluchtenden Rohrstück 2. Im praktischen Einsatz wird das von dem Rohrstück 1 auf das Rohrstück 2 zu übertra­ gende Drehmoment über die aneinanderliegenden, schräg zur Mittellängs­ achse der Lenkspindel verlaufenden Flächen teilweise übertragen. Der Rest wird durch die Schweißnähte 5 übertragen, wobei diese gleichzei­ tig eine Verdrehung und ein axiales Verschieben verhindern. Das Rohr­ stück 1 kann nicht nur aufgrund der größeren Wandstärke ein größeres Drehmoment übertragen, sondern auch aufgrund seiner geringeren Länge, da das durch Krafteinwirkung erfolgende Ausknicken praktisch unmöglich ist. Zur weiteren Stabilitätserhöhung ist es noch vorteilhaft, die Wandstärke der Halbschalen 3, 4 bzw. der Muffe 12 größer zu wählen als die Wandstärke des Rohrstückes 1. Hierdurch ist eine Deformierung der Langlöcher 6, 7 bei Gewaltanwendung wesentlich erschwert.

Bezugszeichenliste

1 Rohrstück
2 Rohrstück
3 Halbschale
4 Halbschale
5 Schweißnaht
6 Langloch
7 Langloch
8 Gewinde
9 Kerbverzahnung
10 Wellrohr
11 Anschlußflansch
12 Muffe

Claims (12)

1. Aus Rohr hergestellte Lenkspindel für Kraft­ fahrzeuge, die zwei fluchtende Rohrstücke beinhaltet, die über ein die einander zugeordneten Enden übergreifendes Zwischenteil miteinander verbunden sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zwischenteil als eine eine Sperriegelraste bildende, mit mindestens einem Längsschlitz versehene, den Verbindungsbereich der Rohrstücke (1, 2) übergreifende Muffe (3, 4, 12) ausgebildet ist, daß die durch jeweils einen Längsschlitz gebildeten Längskanten der Muffe (3, 4, 12) durch Schweißung derart miteinander verbunden sind, daß sie gegen Verschiebung und Verdrehung auf der Lenkspindel ge­ sichert ist, daß die Rohrstücke (1, 2) unterschiedliche Widerstandsmomente gegen Torsion aufweisen und daß deren einander zugewandten Flächen als schräg zur Mittellängsachse der Lenkspindel verlaufende Berührungsflächen ausgebildet sind.

2. Aus Rohr hergestellte Lenkspindel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Muffe aus zwei Halbschalen (3, 4) gebildet ist, de­ ren Längskanten durch Schweißung miteinander und mit den Rohrstücken (1, 2) verbunden sind.

3. Aus Rohr hergestellte Lenkspindel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Muffe (12) aus einer mit einem Längsschlitz verse­ henen Rohrhülse gebildet ist, deren Längskanten durch eine Schweiß­ naht (5) derart miteinander verbunden sind, daß die Muffe (12) an den Rohrstücken (1, 2) festgelegt ist.

4. Aus Rohr hergestellte Lenkspindel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Berührungsflächen der Rohrstücke (1, 2) vorzugsweise und bei einem Winkel von 45° zur Mittellängsachse der Lenkspindel verlaufen.

5. Aus Rohr hergestellte Lenkspindel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Muffe (3, 4 bzw. 12) mindestens eine Ausnehmung (6, 7) aufweist.

6. Aus Rohr hergestellte Lenkspindel nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei einander diametral gegenüberliegende Ausnehmungen (6, 7) vorgesehen sind.

7. Aus Rohr hergestellte Lenkspindel nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Ausnehmung als ein sich über die gesamte Wandstärke der Muffe (3, 4) bzw. (12) erstreckendes Langloch (6, 7) ausgebildet ist.

8. Aus Rohr hergestellte Lenkspindel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Widerstandsmoment gegen Torsion des das Lenkrad tragenden Rohrstückes (1) größer ist als das des fluchtenden Rohrstüc­ kes (2).

9. Aus Rohr hergestellte Lenkspindel nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vergrößerung des Widerstandsmoments gegen Torsion durch Vergrößerung der Wandstärke und/oder Erhöhung der Festigkeit des Rohrstückes (1), ggf. auch durch Einsatz eines Vollstabes erzielt wird.

10. Aus Rohr hergestellte Lenkspindel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Muffe (3, 4 bzw. 12) gleich oder größer ist als die Wandstärke des das Lenkrad tragenden Rohrstückes (1).

11. Aus Rohr hergestellte Lenkspindel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Längskanten der Muffe (3, 4) bzw. (12) parallel und im Abstand zueinander verlaufen.

12. Aus Rohr hergestellte Lenkspindel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnitt­ punkte zwischen den Berührungsflächen der Rohrstücke (1, 2) und den Schweißnähten (5) an diametral einander gegenüberliegenden Stellen der Lenkspindel liegen.