DE3501132C2 - - Google Patents
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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- B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
- B62D1/185—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable adjustable by axial displacement, e.g. telescopically
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- F16B7/1463—Telescoping systems locking in intermediate non-discrete positions with the expansion of an element inside the outer telescoping member due to the axial movement towards a wedge or a conical member
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Teleskopwelle nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Herkömmlich ausgebildete Teleskopwellen sind in den US-PS
33 18 170, 34 34 369 und 34 34 368 beschrieben. Bei der Tele
skopwelle gemäß US-PS 34 34 368 ist ein inneres Wellenteil axi
al verschieblich in ein rohrförmiges äußeres Wellenteil einge
setzt und über eine Zahn- oder Keilverbindung zusammen mit die
sem als Einheit drehbar. Das innere Wellenteil ist an einem
Abschnitt fest mit dem äußeren Wellenteil verbunden, in dem die
äußere Umfangsfläche des in das äußere Wellenteil eingesetzten
Endabschnittes des inneren Wellenteils über eine Niederdrück
einrichtung auf die innere Umfangsfläche des äußeren Wellen
teils gepreßt ist. Auf diese Weise wird bei einer Keilverbin
dung etc. vorhandenes Spiel, das in Radialrichtung und in Dreh
richtung zwischen beiden Wellenteilen vorliegt, verhindert.
Es ist ferner aus der US-PS 33 18 170 und aus der US-PS 34 34 369
eine Teleskopwelle bekannt, bei der eine Fixiereinrichtung
zwischen beiden Wellenteilen getrennt neben dem Endabschnitt
beider Wellenteile vorgesehen ist. Bei dieser Teleskopwelle
ist ein Gleitteil an einem Endabschnitt eines Wellenteils
vorgesehen, das über ein elastisches Element auf das andere
Wellenteil heruntergedrückt wird. Auf diese Weise sind beide
Wellenteile relativ zueinander axial verschieblich, während
das in Radialrichtung und in Drehrichtung vorhandene Spiel
an diesem Endabschnitt beseitigt wird.
Bei dieser Teleskopwelle ist der Mechanismus, durch den das
Spiel beseitigt wird, nur an einem der Endabschnitte beider
Wellenteile vorgesehen, so daß zwar das in Drehrichtung vor
handene Spiel beseitigt ist, jedoch in Radialrichtung, ins
besondere in Durchbiegerichtung der Teleskopwelle weiterhin
auftritt. Insbesondere bei Anwendung dieses Mechanismus
bei einem Lenkrad wird daher die Lenkgenauigkeit und das
Lenkvermögen stark herabgesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße
Teleskopwelle derart weiterzubilden, daß sie über ihre gesamte
Länge spielfrei verstell- und justierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch die außer der
Spreizeinrichtung am Endabschnitt des anderen Wellenteils
vorgesehene Einschnüreinrichtung, wird jedes zwischen beiden
Wellenteilen vorhandene Spiel an zwei Stellen beseitigt.
Durch Anordnung dieser Stellen an den jeweils das andere Wel
lenteil überlagernden Endabschnitten wird das Spiel über die
maximal mögliche axiale Erstreckung entfernt. Daher wird das
Auftreten von Spiel zwischen beiden Wellenteilen in Radial
richtung, d. h. in Durchbiegerichtung, in ausreichender Weise
verhindert. Die so ausgestaltete Teleskopwelle ist als Haupt
welle einer Teleskoplenksäule geeignet.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform
in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine Längsansicht einer Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Teleskopwelle;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in
Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in
Fig. 1; und
Fig. 4 eine Explosionsdarstellung der in Fig. 1 ge
zeigten Teleskopwelle.
Fig. 1 zeigt eine Teleskopwelle 20, die ein äußeres Wel
lenteil 21 und ein inneres Wellenteil 22 hat. Das äuße
re Wellenteil 21 ist zylindrisch und hohl geformt und be
sitzt eine Keilwellenverzahnung 21 a auf seiner inneren
Umfangsfläche 29. Das innere Wellenteil 22 ist ebenfalls
zylindrisch ausgebildet und weist eine Keilwellenverzah
nung 22 a auf seiner äußeren Umfangsfläche auf, die mit der
Keilwellenverzahnung 21 a des äußeren Wellenteiles 21 in
Eingriff bringbar ist. Das innere Wellenteil 22 ist axi
al verschieblich in das äußere Wellenteil 21 eingesetzt.
Somit sind beide Wellenteile 21, 22 über die Keilwellen
verzahnungen 21 a, 22 a als Einheit drehbar.
Ein Außengewinde 21 c ist an dem Endabschnitt 21 b des äuße
ren Wellenteils 21, durch das das innere Wellenteil 22 einge
setzt wird, ausgebildet. Das Außengewinde 21 c weist vier
Axialschlitze 21 d auf, die in Umfangsrichtung symmetrisch
ausgebildet und verteilt sind (Fig. 3). Jeder Axialschlitz
21 d erstreckt sich über die gesamte Länge des Außengewin
des 21 c, die dadurch elastisch verformbar ist. Die Wand
stärke des Außengewindes 21 c ist klein. In Höhe des Ge
windeauslaufs ist auf der inneren Umfangsfläche 29 des
äußeren Wellenteils 21 eine Ringnut ausgebildet. Das
Außengewinde 21 c ist daher von dort aus leicht nach innen
gebogen.
An dem im äußeren Wellenteil 21 aufgenommenen Endabschnitt
22 b des inneren Wellenteils 22 ist eine konische Ausneh
mung 22 c vorgesehen. Vier Axialschlitze 22 d sind symme
trisch verteilt über den Umfang um die konische Ausneh
mung 22 c über deren gesamte axiale Erstreckung vorgese
hen. Auf einer zylindrischen inneren Umfangsfläche 30 des
inneren Wellenteils 22 ist nahe dem Grund der Ausnehmung
22 c eine Ringnut 22 e ausgestaltet. Der mit der Ausnehmung
22 c versehene Endabschnitt des inneren Wellenteils 22 ist
somit über seinen gesamten Umfang elastisch und gleich
mäßig verformbar.
Das Außengewinde 21 c bildet gemeinsam mit einer aufge
schraubten Gewindemutter 24 eine Einschnüreinrichtung.
Das Außengewinde 21 c ist konisch ausgebildet und elastisch
verformbar, so daß es bei Vertiefung der Schraubverbindung
zwischen Gewindemutter 24 und Außengewinde 21 c radial ein
wärts verformt wird. Die Keilwellenverzahnung 21 a des dem
Außengewinde 21 c gegenüberliegenden inneren Umfangsflächen
abschnitts des äußeren Wellenteils 21 wird so mit der Teil
wellenverzahnung 22 a der äußeren Umfangsfläche des inne
ren Wellenteils 22 an einer ausgewählten Stelle in enge
Anlage gebracht.
Eine als Aufspreizeinrichtung dienende Stange 23 ist in
eine zylindrische innere Umfangsfläche 30 des inneren Wel
lenteils 22 eingesetzt. Ein konischer Schrägabschnitt 23 a
ist am (in Fig. 1) linken Ende der Stange 23 ausgebildet
und mit der konischen Ausnehmung 22 c des inneren Wellen
teils 22 in Eingriff bringbar (Fig. 1). Ein Außengewinde
23 b ist an der äußeren Umfangsfläche des (in Fig. 1) rech
ten Endes der Stange 23 vorgesehen und in ein Innengewinde
22 f eingeschraubt, das am außerhalb des äußeren Wellenteils
21 angeordneten Ende der inneren Umfangsfläche 30 des inne
ren Wellenteils 22 ausgebildet ist. Wenn das Außengewinde
23 b relativ zum Innengewinde 22 f durch Drehung der Stange
23 (in Fig. 1) nach rechts bewegt wird, tritt der konische
Schrägabschnitt 23 a der Stange 23 mit der konischen Ausneh
mung 22 c des inneren Wellenteils 22 in engen Eingriff.
Daher wird der die konische Ausnehmung 22 c aufweisende End
abschnitt des inneren Wellenteils 22 gleichmäßig aufgewei
tet, und die Keilwellenverzahnung 22 a tritt um die konische
Ausnehmung 22 c herum in engen Kontakt mit der Keilwellenver
zahnung 21 a des äußeren Wellenteils 21. Eine mit dem Außen
gewinde 23 b der Stange 23 verschraubte Mutter 25 wirkt zusam
men mit dem Innengewinde 22 f als Doppelmutter, so daß die
Stange 23 sicher mit dem inneren Wellenteil 22 verschraubt
wird.
Die Teleskopwelle 20 findet als Lenkwelle Anwendung. Für
diesen Zweck ist ein Verzahnungsabschnitt 27 an einem äußeren
Umfangsabschnitt des inneren Wellenteils 22 vorgesehen.
Ein nicht gezeigtes Lenkrad ist mit diesem Verzahnungsabschnitt
27 in Eingriff bringbar. Darüber hinaus sind ein ringförmiger
Vorsprung 26 a, ein ringförmiger abgestufter Abschnitt 26 und
ein Schraubabschnitt 28 auf der äußeren Umfangsfläche des in
neren Wellenteils 22 ausgebildet. Das Lenkrad wird durch eine
Mutter (nicht gezeigt) gehalten, die mit dem Schraubabschnitt
28 und dem ringförmigen abgestuften Abschnitt 26 verschraubt
ist und auf dem inneren Wellenteil 22 gehalten wird. Ein nicht
gezeigtes Lager, das fest in den ringförmigen abgestuften Ab
schnitt 26 eingesetzt ist, wird durch den ringförmigen Vor
sprung 26 a fixiert.
In ähnlicher Weise sind eine Schraube 32, ein Verzahnungsab
schnitt 31 und ein ringförmiger Vorsprung 21 a am (in Fig. 1)
linken Ende des äußeren Wellenteils 21 ausgebildet. Das
äußere Wellenteil 21 ist einstückig und drehbar mit einem
nicht gezeigten Lenkgetriebe verbunden.
Die Funktionsweise der Teleskopwelle ist wie folgt:
Als erstes wird die Stange 23 in die innere Umfangsfläche
30 des inneren Wellenteils 22 von (Fig. 1) der linken Seite
her eingesetzt. Danach wird das Außengewinde 23 b der Stange
23 mit dem Innengewinde 22 f des inneren Wellenteils 22 ge
ringfügig so weit verschraubt, daß der Endabschnitt 22 b des
inneren Wellenteils 22 nicht verformt wird. Die Gewindemutter
24 ist vorher geringfügig mit dem Außengewinde 21 c des äuße
ren Wellenteils 21 verschraubt worden, und der Endabschnitt 22 b
des inneren Wellenteils 22 wird mit dem Endabschnitt 21 b des
äußeren Wellenteils 21 fest verbunden. Das innere Wellenteil
22 wird entlang der Keilwellenverzahnung 22 a, 21 a eingesetzt.
Der Endabschnitt 22 b des inneren Wellenteils 22 wird in Nähe des
(in Fig. 1) linken Endes des äußeren Wellenteils 21 angeordnet.
Die Gewindemutter 24 wird mit dem Außengewinde 21 c des äußeren
Wellenteils 21 in der Einsatzstellung und ferner mit dem In
nengewinde 22 f der Stange 23 fest verschraubt.
Das Außengewinde 21 c des äußeren Wellenteils 21 wird somit nahe
zu gleichmäßig über den gesamten Umfang elastisch nach innen
verformt, da die Axialschlitze 21 d symmetrisch über den Umfang
des äußeren Wellenteils 21 vorgesehen sind. Die Stange 23 wird
nach (in Fig. 1) rechts bewegt, so daß der konische Schrägab
schnitt 23 a der Stange 23 mit der konischen Ausnehmung 22 c des
inneren Wellenteils 22 in engen Eingriff gebracht wird. Daher
wird der die konische Ausnehmung 22 c ausbildende Endabschnitt
22 b des inneren Wellenteils 22 nahezu gleichmäßig über seinen
gesamten Umfang elastisch nach außen verformt, da die Axial
schlitze 22 d symmetrisch am Umfang des inneren Wellenteils 22
vorgesehen sind. Der dem Außengewinde 21 c gegenüberliegende
Abschnitt der Keilwellenverzahnung 21 a des äußeren Wellenteils
21 wird mit der Keilwellenverzahnung 22 a des inneren Wellen
teils 22 und der der konischen Ausnehmung 22 c gegenüberliegende Abschnitt
der Keilwellenverzahnung 22 a des inneren Wellenteils 22 mit
der Keilwellenverzahnung 21 a des äußeren Wellenteils 21 in
engen Eingriff gebracht. Dadurch wird das in Radialrichtung
zwischen den Keilwellenverzahnungen 21 a, 22 a beider Wellenteile
21, 22 vorhandene Spiel sowohl am Endabschnitt 21 b des äußeren
Wellenteils 21 als auch am Endabschnitt 22 b des inneren Wellen
teils 22 beseitigt und ein Spiel des inneren Wellenteils 22 re
lativ zum äußeren Wellenteil 21 in Richtung des Pfeiles F ver
hindert.
Darüber hinaus werden durch Einstellen der Verschraubungstiefe
zwischen der Gewindemutter 24 und dem Außengewinde 21 c und
zwischen dem Außengewinde 23 b der Stange 23 und dem Innenge
winde 22 f das innere Wellenteil 22 und das äußere Wellenteil
21 in einem gleitfähigen Zustand zueinander gehalten. Daher
wird die Teleskopwelle 20 aus diesen Wellenteilen 21, 22 her
stellbar, ohne daß zwischen beiden Wellenteilen 21, 22 Spiel
auftritt.
Das Spiel wird jeweils über die sich überlagernde axiale Er
streckung beider Wellenteile 21, 22 beseitigt, wenn die Tele
skopwelle 20 durch Relativbewegung beider Wellenteile 21, 22
auf die gewünschte Länge eingestellt wird. So wird das Auftre
ten von Spiel in Durchbiegerichtung, d. h. Richtung F, der
Teleskopwelle 20 verhindert.
Falls eine tiefe Schraubverbindung zwischen der Gewindemutter
24 und dem Außengewinde 23 b der Stange 23 vorhanden ist, stehen
beide Keilwellenverzahnungen 21 a, 22 a in vollständiger Anlage.
Hierbei sind die beiden Wellenteile 21, 22 in Axialrichtung
relativ zueinander nicht bewegbar, so daß das Außengewinde 23 b,
die Gewindemutter 24 und die Stange 23 als Verriegelungseinrich
tung verwendet werden können.
Claims (7)
1. Teleskopwelle mit den Merkmalen:
- a) in einem hohlen äußeren Wellenteil ist ein darin in Axialrichtung verschiebbares inneres Wellenteil aufge nommen,
- b) das äußere Wellenteil ist innen und das innere Wellen teil ist außen mit einer Keilwellenverzahnung versehen, über die ein Drehmoment von dem einen Wellenteil auf das andere übertragbar ist,
- c) ein von dem in dem äußeren Wellenteil aufgenommenen Ende des inneren Wellenteils ausgehender Endabschnitt des in neren Wellenteils ist hohl und in Axialrichtung ge schlitzt ausgebildet und weist eine Aufspreizeinrichtung auf, mittels derer er in eine, eine Axialverschiebung zu lassende, spielfreie Anlage und in eine Verspannung der Keilwellenverzahnung im Bereich dieses Endabschnitts ge gen das äußere Wellenteil spreizbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
- d) ein von dem das innere Wellenteil (22) umgebenden Ende des äußeren Wellenteils (21) ausgehender Endabschnitt (21 b) des äußeren Wellenteils (21) in Axialrichtung geschlitzt ausgebildet ist und eine Einschnüreinrichtung (21 b, 21 c, 24) aufweist, mittels derer er in eine eine Axialverschiebung zulassende, spielfreie Anlage und in eine Verspannung der Keilwellenverzahnung (21 c) im Be reich dieses Endabschnitts (21 b) gegen das innere Wel lenteil (22) einschnürbar ist.
2. Teleskopwelle nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Endabschnitt (21 b) des äußeren Wellenteils (21) außen
konisch ausgebildet ist und ein Außengewinde (21 c) trägt, auf
dem eine Gewindemutter (24) verschraubt ist.
3. Teleskopwelle nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Axialschlitze (21 d) in dem Endabschnitt (21 b)
des äußeren Wellenteils (21) über die gesamte Gewindelänge
erstrecken und symmetrisch über den Umfang des Endabschnitts
(21 b) angeordnet sind und daß in Höhe des Gewindeauslaufs
an der inneren Umfangsfläche (29) des äußeren Wellenteils (21)
eine Ringnut ausgebildet ist.
4. Teleskopwelle nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem im äußeren Wellenteil (21) aufgenommenen Endab schnitt (22 b) des inneren Wellenteils (22) eine konische Aus nehmung (22 c) ausgebildet ist, in die ein konischer Schräg abschnitt (23 a) einer die Aufspreizeinrichtung bildenden, mit dem inneren Wellenteil (22) verschraubten Stange (23) ein greift,
und daß die im Endabschnitt (22 b) ausgebildeten Axialschlitze (22 d) symmetrisch über den Umfang verteilt sind, so daß der Endabschnitt (22 b) um eine Achse aufweitbar ist.
daß in dem im äußeren Wellenteil (21) aufgenommenen Endab schnitt (22 b) des inneren Wellenteils (22) eine konische Aus nehmung (22 c) ausgebildet ist, in die ein konischer Schräg abschnitt (23 a) einer die Aufspreizeinrichtung bildenden, mit dem inneren Wellenteil (22) verschraubten Stange (23) ein greift,
und daß die im Endabschnitt (22 b) ausgebildeten Axialschlitze (22 d) symmetrisch über den Umfang verteilt sind, so daß der Endabschnitt (22 b) um eine Achse aufweitbar ist.
5. Teleskopwelle nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Axialschlitze (22 d) in dem Endabschnitt (22 b)
des inneren Wellenteils (22) über die gesamte Axiallänge
der Ausnehmung (22 c) erstrecken und daß in Höhe des Grundes
der Ausnehmung (22 c) an der inneren Umfangsfläche (30) des
inneren Wellenteils (22) eine Ringnut (22 e) ausgebildet ist.
6. Teleskopwelle nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der in die Ausnehmung (22 c) eingreifende konische Schräg
abschnitt (23 a) einen Endabschnitt der Stange (23) bildet,
deren entgegengesetzter Endabschnitt ein Außengewinde (23)
trägt, das mit einem Innengewinde (22 f) verschraubbar ist,
das auf der inneren Umfangsfläche (30) des inneren Wellen
teils (22) an dessen außerhalb des äußeren Wellenteils (21)
angeordneten Endabschnitt ausgebildet ist,
wodurch der Endabschnitt (22 b) des inneren Wellenteils (22)
um seine Achse aufweitbar ist.
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