DE3610775A1 - Torque-transferring connection - Google Patents

Abstract

In the case of a torque-transferring connection between parts which can be pushed telescopically one into the other, in particular between a shaft and a tube of fibre composite material, the outer part having a longitudinal slit and being held on the inner part by means of a clamp strap, to increase the torque which can be transferred there is arranged on the clamp strap at least one radially inwardly protruding lug, which penetrates the longitudinal slit of the outer part and indirectly or directly establishes a positive connection with the inner part.

Description

Die Erfindung betrifft eine drehmomentübertragende Verbindung zwi­ schen zwei teleskopisch ineinandergeschobenen Teilen, insbesonde­ re zwischen einer Welle und einem Rohr aus Faserverbundwerkstoff.The invention relates to a torque transmitting connection between two telescopically nested parts, in particular right between a shaft and a tube made of fiber composite material.

Derartige Verbindungen sind beispielsweise bei Lenkungen von Kraft­ fahrzeugen zwischen der Antriebswelle des Lenkgetriebes und der Lenksäule mit dem Lenkhandrad üblich. Dabei wurde auch schon vor­ geschlagen, die Lenksäule aus Faserverbundwerkstoff, beispiels­ weise aus mit Glasfaser verstärktem Kunstharz, herzustellen. Die drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Lenkgetriebe und der Lenksäule kann dann mittels eines Adapterteiles erfolgen, wel­ ches aus Metall besteht und einerseits in herkömmlicher Weise mit dem Lenkgetriebe verbunden wird, während es andererseits durch Umwickeln mit Fasermaterial und Klebung organisch mit der Lenk­ säule verbunden wird. Es versteht sich, daß eine derartige Ver­ bindung mit aufwendigen Mitteln und großer Sorgfalt herzustellen ist, um Fehlfunktionen jedwelcher Art mit absoluter Sicherheit auszuschließen.Such connections are for example in power steering vehicles between the drive shaft of the steering gear and the Steering column with the steering handwheel usual. It has also been done before beaten, the steering column made of fiber composite material, for example wise made of glass fiber reinforced synthetic resin. The torque transmitting connection between the steering gear and the steering column can then be done by means of an adapter part, wel ches made of metal and on the one hand in a conventional manner the steering gear is connected while on the other hand by Wrapping with fiber material and organic gluing with the steering column is connected. It is understood that such a Ver create a bond with elaborate means and great care is to malfunction of any kind with absolute certainty to exclude.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Verbindung mit einfachen Mitteln derart weiterzubilden, daß eine erhöhte Dreh­ momentübertragung bei einer einfachen Montage der Verbindung, ins­ besondere bei der Verwendung von Faserverbundwerkstoff, sicherge­ stellt ist.The object of the invention is to provide the generic connection simple means to further develop such that increased rotation torque transmission with a simple assembly of the connection, ins especially when using fiber composite material, security represents is.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 ge­ löst. Erfindungsgemäß ist somit an der Klemmschelle zumindest ein radial nach innen ragender Lappen angeordnet, welcher den Längs­ schlitz des äußeren Teiles, beispielsweise der rohrförmigen Lenk­ säule, durchdringend mittel- oder unmittelbar eine formschlüssige Verbindung mit dem inneren Teil herstellt. Diese formschlüssige Verbindung könnte in der einfachen Ausführung ein Längsschlitz auch an dem inneren Teil sein, wobei sich die beiden Längsschlitze entsprechend überdecken. Besonders vorteilhaft kann der Lappen gemäß Patentanspruch 2 an ein Ende der Klemmschelle angeformt sein und radial nach innen abragen. Ggf. könnte auch an beiden Enden der Klemmschelle ein derartiger Lappen angeformt sein und zur form­ schlüssigen Verbindung mit beitragen.This object is ge with the features of claim 1 solves. According to the invention, there is at least one on the clamp radially inwardly projecting tab arranged the longitudinal slot of the outer part, for example the tubular steering  pillar, penetrating directly or positively Connects to the inner part. This form-fitting Connection could be a longitudinal slot in the simple version also be on the inner part, with the two longitudinal slots cover accordingly. The rag can be particularly advantageous be molded to one end of the clamp according to claim 2 and protrude radially inwards. Possibly. could also be on both ends Such a tab be formed on the clamp and to form conclusive connection with contribute.

Bevorzugt wird jedoch eine Verbindung gemäß den Merkmalen des Pa­ tentanspruches 3 vorgeschlagen, bei der das innere Teil eine Außen­ verzahnung, beispielsweise eine Keilverzahnung trägt, auf die ei­ ne Zwischenmuffe mit einer korrespondierenden Innenverzahnung auf­ geschoben ist. Die Zwischenmuffe kann zweckmäßigerweise aus Metall bestehen. In der Zwischenmuffe ist dann ein Längsschlitz vorge­ sehen, der mit dem Lappen der Klemmschelle eine formschlüssige Verbindung eingeht. Über die Verzahnung zwischen dem inneren Teil und der Zwischenmuffe ist eine Relativverdrehung bei der Montage möglich, so daß eine definierte Drehwinkelzuordnung einstellbar ist. Die formschlüssige Verbindung zwischen der Zwischenmuffe und dem äußeren Teil ist wiederum durch die Längsschlitze in Verbin­ dung mit dem radial angeordneten Lappen der Klemmschelle sicher­ gestellt.However, a connection according to the features of Pa Tent Claim 3 proposed, in which the inner part is an outer gearing, for example a spline carries on the egg ne intermediate sleeve with a corresponding internal toothing is pushed. The intermediate sleeve can advantageously be made of metal consist. A longitudinal slot is then provided in the intermediate sleeve see that with the rag of the clamp a positive Connection comes in. About the interlocking between the inner part and the intermediate sleeve is a relative rotation during assembly possible so that a defined rotation angle assignment can be set is. The positive connection between the intermediate sleeve and the outer part is in turn connected by the longitudinal slots with the radially arranged tab of the clamp posed.

Das äußere Teil kann auf die Zwischenmuffe lediglich aufgeschoben oder - sofern sehr hohe Drehmomente zu übertragen sind - gemäß Patentanspruch 4 durch Klebung und/oder Formschluß organisch mit dem äußeren Teil verbunden sein. Die Zwischenmuffe kann also ggf. während der Herstellung des äußeren Teiles durch Umwickeln mit Fasern und Einbinden in das Matrixmaterial organisch eingebunden werden.The outer part can only be pushed onto the intermediate sleeve or - if very high torques are to be transmitted - according to Claim 4 by gluing and / or positive locking organically be connected to the outer part. The intermediate sleeve can therefore during the manufacture of the outer part by wrapping with Fibers and binding organically integrated in the matrix material will.

Die Verbindung kann bevorzugt gemäß Patentanspruch 5 an der Len­ kung eines Kraftfahrzeuges bzw. als Verbindung zwischen dem Lenk­ getriebe und der Lenksäule des Kraftfahrzeuges verwendet sein.The connection can preferably according to claim 5 on the Len kung a motor vehicle or as a connection between the steering  gear and the steering column of the motor vehicle can be used.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden mit wei­ teren Einzelheiten näher erläutert. Die Zeichnung zeigt inTwo embodiments of the invention are in the following with white teren details explained. The drawing shows in

Fig. 1 eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Antriebswelle eines Lenkgetriebes und einer Lenksäule aus Faserverbundwerkstoff einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges, im Querschnitt; Fig. 1 shows a torque-transmitting connection between the driveshaft of a steering gear and a steering column from fiber composite material of a steering system of a motor vehicle, in cross-section;

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II der Fig. 1 und Fig. 2 shows a section along line II-II of Fig. 1 and

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere drehmoment­ übertragende Verbindung, bei der die Zwischenmuf­ fe organisch mit dem äußeren, rohrförmigen Teil aus Faserverbundwerkstoff verbunden ist. Fig. 3 shows a longitudinal section through a further torque-transmitting connection, in which the intermediate sleeve is organically connected to the outer, tubular part made of fiber composite material.

Bei einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges ist als drehmomentüber­ tragende Verbindung zwischen der Antriebswelle 10 des Lenkgetrie­ bes (nicht dargestellt) als inneres Teil und einer Lenksäule 12 (nur teilweise dargestellt) aus Faserverbundwerkstoff als äußeres Teil eine Zwischenmuffe 14 und eine Klemmschelle 16 vorgesehen.When steering a motor vehicle, an intermediate sleeve 14 and a clamp 16 are provided as a torque-transmitting connection between the drive shaft 10 of the steering gear bes (not shown) as an inner part and a steering column 12 (only partially shown) made of fiber composite material as an outer part.

Die Antriebswelle 10 weist eine Außen-Keilverzahnung 18 auf, auf welche mit einer korrespondierenden Innen-Keilverzahnung 20 die Zwischenmuffe 14 aufgeschoben ist. Die Antriebswelle 10 sowie die Zwischenmuffe 14 sind aus Metall bzw. Stahl hergestellt.The drive shaft 10 has an external spline 18 on which the intermediate sleeve 14 is pushed with a corresponding internal spline 20 . The drive shaft 10 and the intermediate sleeve 14 are made of metal or steel.

Auf den glatten oder ggf. gerändelten Außenumfang der Zwischen­ muffe 14 ist die Lenksäule 12 aus Faserverbundwerkstoff bzw. aus mit Glasfasern verstärktem Kunstharz aufgeschoben. Dabei ist der in der Lenksäule 12 vorgesehene Längsschlitz 22 deckungsgleich mit einem durchgehenden Längsschlitz 24 in der Zwischenmuffe 14.On the smooth or knurled outer circumference of the intermediate sleeve 14 , the steering column 12 is made of fiber composite material or made of glass fiber reinforced synthetic resin. The longitudinal slot 22 provided in the steering column 12 is congruent with a continuous longitudinal slot 24 in the intermediate sleeve 14 .

Auf der Lenksäule 12 wiederum ist die Klemmschelle 16 angeordnet, an deren einem Ende bzw. radial nach außen abgebogenem Schenkel 26 ein radial nach innen ragender Lappen 28 angeformt ist. Der Lappen 28 ist von einer derartigen Länge, daß er eine formschlüs­ sige Verbindung sicherstellend die beiden Längsschlitze 22, 24 in der Lenksäule 12 und der Zwischenmuffe 14 durchdringt. Die bei­ den Schenkel 26, 30 der Klemmschelle 16 sind mit einer Bohrung versehen, in welcher eine Spannschraube 32 mit einer Schrauben­ mutter 34 eingesetzt ist.On the steering column 12 in turn the clamp 16 is arranged, on one end or radially outwardly bent leg 26 a radially inwardly projecting tab 28 is formed. The tab 28 is of such a length that it penetrates a positive connection ensuring the two longitudinal slots 22 , 24 in the steering column 12 and the intermediate sleeve 14 . The legs 26 , 30 of the clamp 16 are provided with a bore in which a clamping screw 32 with a screw nut 34 is inserted.

An das freie Ende des Lappens 28 ist ein etwa halbkreisförmiger Vorsprung 36 angeformt, welcher als zusätzliche Axialsicherung in eine Ringnut 38 der Antriebswelle 10 eingreift. Ggf. kann jedoch auch die Spannschraube 32 soweit radial nach innen versetzt sein, daß deren Schaft unmittelbar in die Ringnut 38 eintaucht. Die Zwi­ schenmuffe 14 kann ferner noch mit einem Ringbund 40 versehen sein, der eine Lagefixierung der Zwischenmuffe 14 relativ zur Lenksäule 12 sicherstellt.An approximately semicircular projection 36 is formed on the free end of the tab 28 and engages in an annular groove 38 of the drive shaft 10 as an additional axial securing means. Possibly. However, the clamping screw 32 can also be offset radially inwards to such an extent that its shaft plunges directly into the annular groove 38 . The interim rule sleeve 14 may still further be provided with an annular collar 40 which ensures fixing the position of the intermediate sleeve 14 relative to the steering column 12th

Bei der Montage der beschriebenen Verbindung wird zunächst die Zwischenmuffe 14 unter Überdeckung der beiden Längsschlitze 22, 24 in die Lenksäule 12 eingeschoben und anschließend die Klemm­ schelle 16 auf die Lenksäule 12 aufgeschoben. Dabei greift der Lappen 28 in die beiden Längsschlitze 22, 24 formschlüssig ein. Die Klemmschelle 16 kann dabei hinsichtlich ihrer Schenkel 26, 30 auseinanderklaffend aufgebogen sein, so daß beim Aufschieben der Lenksäule 12 auf die Antriebswelle 10 der Vorsprung 36 an dem freien Ende des Lappens 28 über den an der Stirnseite der Antriebs­ welle 10 liegenden Abschnitt der Keilverzahnung 18 geschoben wer­ den kann. Anschließend wird die Klemmschelle 16 mittels der Spann­ schraube 32 zusammengespannt, wobei die Zwischenmuffe 14 und die Lenksäule 12 umfangsmäßig verspannt und zugleich über den Lappen 28 in Drehrichtung formschlüssig festgelegt wird.When assembling the connection described, the intermediate sleeve 14 is first inserted into the steering column 12 , covering the two longitudinal slots 22 , 24 , and then the clamp 16 is pushed onto the steering column 12 . The tab 28 engages in the two longitudinal slots 22 , 24 in a form-fitting manner. The clamp 16 can be bent apart with respect to their legs 26 , 30 so that when the steering column 12 is pushed onto the drive shaft 10, the projection 36 at the free end of the flap 28 via the shaft 10 lying on the end face of the drive shaft section of the spline teeth 18 pushed who can. Subsequently, the clamp 16 is clamped together by means of the clamping screw 32 , the intermediate sleeve 14 and the steering column 12 being clamped circumferentially and at the same time being positively fixed in the direction of rotation via the tab 28 .

Gemäß Fig. 3 kann die Zwischenmuffe 14′ auch unmittelbar organisch mit der Lenksäule 12′ verbunden sein. Dazu wird bei der Herstellung der Lenksäule 12′ auf den Wickeldorn 42 die Zwischenmuffe 14′ auf­ geschoben und anschließend beim Wickeln der Lenksäule 12′ mit um­ wickelt. Die Zwischenmuffe 14′ wird somit unmittelbar von den mit Kunstharz getränkten Glasfasern umschlossen und bei deren Aushär­ tung organisch mit eingebunden. Zur zusätzlichen Herstellung ei­ nes Formschlusses ist der Außenumfang der Zwischenmuffe 14′ mit einer Rändelung 44 versehen, deren Winkel a +/- 45° beträgt. In der gleichen Richtung +/- 45° sind auch die Glasfasern innerhalb der Lenksäule 12′ über den Umfang gewickelt, so daß einzelne Glas­ fasern formschlüssig in die Kerben der Rändelung 44 eingreifen.Be according to Fig. 3, the intermediate sleeve 14 'may also organic directly to the steering column 12'. For this purpose, in the manufacture of the steering column 12 'on the mandrel 42, the intermediate sleeve 14 ' pushed on and then when winding the steering column 12 'wraps around. The intermediate sleeve 14 'is thus directly enclosed by the resin-impregnated glass fibers and organically involved in their curing process. For additional manufacturing ei nes form fit of the outer periphery of the intermediate sleeve 14 is provided 'with a knurl 44, the angle a is +/- 45 °. In the same direction +/- 45 °, the glass fibers within the steering column 12 'are wrapped over the circumference, so that individual glass fibers engage positively in the notches of the knurling 44 .

Nach dem Wickeln der Lenksäule 12′ und deren Aushärtung wird in einem gemeinsamen Arbeitsgang in den Endabschnitt der Lenksäule 12′ und in die Zwischenmuffe 14′ ein gemeinsamer Längsschlitz (nicht dargestellt) eingearbeitet, in den dann konform der Beschreibung der Fig. 1 und 2 der Lappen 28 der Klemmschelle 16 eingreift.After winding the steering column 12 'and curing it in a common operation in the end portion of the steering column 12 ' and in the intermediate sleeve 14 'a common longitudinal slot (not shown) is incorporated, in which then complies with the description of FIGS. 1 and 2 of Tabs 28 of the clamp 16 engages.

Claims (5)

1. Drehmomentübertragende Verbindung zwischen zwei teleskopisch ineinandergeschobenen Teilen, insbesondere zwischen einer Wel­ le und einem Rohr aus Faserverbundwerkstoff, wobei das äußere Teil einen Längsschlitz aufweist und auf dem inneren Teil mit­ tels einer Klemmschelle gehalten ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der Klemmschelle (16) zu­ mindest ein radial nach innen ragender Lappen (28) angeordnet ist, welcher den Längsschlitz (22) des äußeren Teiles (12) durch­ dringend mittel- oder unmittelbar eine formschlüssige Verbin­ dung mit dem inneren Teil (10) herstellt.1. Torque-transmitting connection between two telescopically pushed parts, in particular between a Wel le and a tube made of fiber composite material, the outer part has a longitudinal slot and is held on the inner part by means of a clamp, characterized in that on the clamp ( 16 ) at least one radially inwardly projecting tab ( 28 ) is arranged, which produces the longitudinal slot ( 22 ) of the outer part ( 12 ) by urgently directly or indirectly a positive connection with the inner part ( 10 ). 2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Lappen (28) am einen Ende der Klemm­ schelle (16) angeformt und radial nach innen abgebogen ist.2. Connection according to claim 1, characterized in that the tab ( 28 ) at one end of the clamp ( 16 ) is molded and bent radially inwards. 3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das innere Teil (10) eine Außen-Verzah­ nung (18) trägt, auf die eine Zwischenmuffe (14) mit einer kor­ respondierenden Innenverzahnung (20) aufgeschoben ist und daß die Zwischenmuffe (14) einen Längsschlitz (24) aufweist, in den der Lappen (28) der Klemmschelle (16) eingreift.3. Connection according to claim 1, characterized in that the inner part ( 10 ) has an external toothing ( 18 ) on which an intermediate sleeve ( 14 ) with a cor responding internal toothing ( 20 ) is pushed and that the intermediate sleeve ( 14 ) has a longitudinal slot ( 24 ) into which the tab ( 28 ) of the clamp ( 16 ) engages. 4. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das äußere Teil (12′) aus Faserverbund­ werkstoff auf die Zwischenmuffe (14′) unmittelbar aufgewickelt und auf dieser ausgehärtet ist und somit durch Klebung und/oder Formschluß (Rändelung 44 auf Zwischenmuffe 14′, Rändelwinkel α = Wickelwinkel) mit dieser verbunden ist. 4. A compound according to claim 3, characterized in that the outer part ( 12 ') made of fiber composite material on the intermediate sleeve ( 14 ') is immediately wound and cured on this and thus by gluing and / or positive locking (knurling 44 on intermediate sleeve 14th ', Knurled angle α = winding angle) is connected to this. 5. Verbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Teil die Antriebswelle (10) eines Lenkgetriebes und das äußere Teil eine Lenksäule (12) aus Faserverbundwerkstoff ei­ nes Kraftfahrzeuges ist.5. Connection according to one or more of the preceding Ansprü surface, characterized in that the inner part of the drive shaft ( 10 ) of a steering gear and the outer part is a steering column ( 12 ) made of fiber composite egg nes motor vehicle.