DE60214260T2

DE60214260T2 - Vorrichtung zum Verbinden eines Fahrzeuglenkrads mit einer Lenkspindel

Info

Publication number: DE60214260T2
Application number: DE60214260T
Authority: DE
Inventors: II James M. Lafayette Hobaugh
Original assignee: TRW Automotive US LLC
Current assignee: ZF Active Safety and Electronics US LLC
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2022-02-20
Also published as: EP1236636B1; BR0200555A; DE60214260D1; US20020124681A1; EP1236636A3; EP1236636A2; US6546828B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbinden eines Fahrzeuglenkrads mit einer Lenkspindel bzw. Lenkwelle.
Hintergrund der Erfindung
Eine herkömmliche Vorrichtung zum Verbinden eines Lenkrads mit einer Fahrzeuglenkwelle umfasst eine Öffnung in einer Nabe des Lenkrads, die einen Endteil der Lenkwelle aufnimmt. Eine Feststellschraube wird in einer sich radial erstreckenden Bohrung in der Nabe des Lenkrads getragen. Die Feststellschraube steht mit dem Ende der Lenkwelle in Eingriff, um das Lenkrad auf der Lenkwelle zu halten.
EP 0 936 128 A offenbart eine Vorrichtung zum Verbinden eines Lenkrads mit einer Lenkwelle unter Verwendung einer Vielzahl von Keilen. Genau gesagt ist ein Lenksystem für ein Fahrzeug offenbart, das eine Säule mit einem Endteil aufweist, der mit einer Stoppoberfläche (stop surface) versehen ist; und ein Lenkrad, das eine Nabe mit einer Bohrung aufweist, die angepasst ist, um durch Gleiten in einer axialen Richtung auf dem Endteil der Säule in Eingriff gebracht zu werden mit einer Anschlagoberfläche (abutment surface), die angepasst ist, um auf der Stoppoberfläche der Säule zu lagern, um die Eindrückbewegung der Nabe gegenüber der Säule in der Axialrichtung zu stoppen, und mit einer Tragoberfläche gegenüber der Anschlagoberfläche, die angepasst ist, um einen Träger für ein axiales Verriegelungsmittel vorzusehen, das dazu dient, die Nabe zwischen der Stoppoberfläche der Säule gepackt zu halten, auf welcher dort dann die Anschlagoberfläche der Nabe lagert, und die Verriegelungsmittel lagern dann auf der Tragoberfläche während sie sich in Eingriff befindet auf der Säule; wobei der Endteil der Säule ein Einschnapp- bzw. Einrastendstück umfasst, das angepasst ist in die Bohrung der Nabe des Lenkrads hineinzugehen und mit einer Endoberfläche, die mit einer lateralen bzw. seitlichen Oberfläche verbunden ist, die in Bezug auf die Endoberfläche ausgenommen ist; und wobei die Verriegelungsmittel für die Nabe des Lenk rads drei Einrastelemente oder Keile aufweisen, die eine Verriegelungsposition zulassen, in welcher sie angepasst sind, sowohl auf der Tragoberfläche der Nabe als auch auf der lateralen Oberfläche des Einrastendstücks der Säule zu lagern, wenn die Anschlagoberfläche der Nabe auf der Stoppoberfläche der Säule lagert, wobei elastische Mittel vorgesehen sind in der Nabe, um das Einrastelement zu der Verriegelungsposition hin zu zwingen; wobei die laterale Oberfläche des Endteils der Säule in Bezug auf die axiale Richtung zu der Innenseite hin geneigt ist und zu der Stoppoberfläche, während die Tragoberfläche der Nabe des Lenkrads in Bezug auf die axiale Richtung hin geneigt ist, zum Inneren und zu der Anschlagoberfläche und kommt gegenüber der lateralen Oberfläche des Einrastendstücks der Säule, wenn die Anschlagoberfläche der Nabe auf der Stoppoberfläche der Säule lagert; und das Einrastelement ist ein starrer Keil, der zu der Tragoberfläche hin gezwungen wird durch die elastischen Mittel, wobei der Keil eine erste geneigte Oberfläche aufweist, die angepasst ist auf der Anschlagoberfläche zu lagern und der eine zweite geneigte Oberfläche aufweist, gegenüber der ersten Oberfläche, die angepasst ist, mit der lateralen Oberfläche des Endstücks zusammenzuarbeiten. Diese Konstruktion ist in Herstellung und Zusammenbau kompliziert.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine vereinfachte Vorrichtung zum Verbinden eines Lenkrads mit einer Lenkwelle vorzusehen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele können aus den abhängigen Ansprüchen entnommen werden. Die Vorrichtung umfasst eine Lenkwelle, die drehbar ist, um lenkbare Fahrzeugräder zu verschwenken. Ein Lenkrad besitzt eine Nabe zur Verbindung mit einem axialen Ende der Lenkwelle. Die Nabe besitzt eine verjüngte Oberfläche, die eine Öffnung definiert, in welche sich das axiale Ende der Lenkwelle erstreckt. Eine Hülse weist eine sich radial verjüngende Außenoberfläche auf, die mit der verjüngten Oberfläche der Nabe in Eingriff bringbar ist und eine zylindrische Innenoberfläche, die mit dem axialen Ende der Lenkwelle in Eingriff bringbar ist. Ein Befestiger verbindet das Lenkrad mit der Lenkwelle. Der Befestiger legt Kraft an die Hülse an, um die sich radial verjüngende Außenoberfläche der Hülse mit der verjüngten Oberfläche, die die Öffnung in der Nabe definiert, in Eingriff zu bringen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorangegangen und anderen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann des Gebietes, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, beim Berücksichtigen der folgenden Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, offensichtlich werden, wobei in den Zeichnungen zeigt:
1 eine Schnittansicht einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die ein Lenkrad zeigt, das mit einer Lenkwelle verbunden ist;
2 eine Schnittansicht der Vorrichtung der 1, die das Lenkrad in einem von der Lenkwelle getrennten bzw. unverbundenen Zustand zeigt; und
3 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der Vorrichtung der 1.
Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Anbringung eines Fahrzeuglenkrads an eine Lenkwelle eines Fahrzeugs. Repräsentativ für die vorliegende Erfindung stellt 1 eine Vorrichtung 10 dar, die eine Fahrzeuglenkwelle 12 und ein Lenkrad 14 umfasst.
Die Lenkwelle 12 ist Teil einer Lenksäule eines Fahrzeugs. Die Lenkwelle 12 besitzt ein axiales Ende 20 und einen Hauptteil 24. Das axiale Ende 20 besitzt einen Durchmesser, der geringer ist als ein Durchmesser des Hauptteils 24. Demgemäß besitzt die Lenkwelle 12 eine ringförmige Schulter 26, von der sich das axiale Ende 20 aus erstreckt.
Das axiale Ende 20 (1 und 2) der Lenkwelle 12 besitzt äußere Keilnuten 28, die sich von der Schulter 26 aus erstrecken. Das Ende 20 besitzt eine zylindrische Außenoberfläche 30, die auf einer Achse 32 der Lenkwelle 12 zentriert ist. Die Lenkwelle 12 wird zur Drehung um die Achse 32 getragen.
Das Lenkrad 14 umfasst eine Nabe 40, von welcher ein Teil in 1 gezeigt ist. Die Nabe 40 besitzt eine Öffnung 42, zentriert auf der Achse 32. Eine untere Oberfläche 44 der Nabe 40 steht mit der Schulter 26 auf der Lenkwelle 12 in Eingriff. Die Nabe 40 besitzt innere Keilnuten 46, die mit den Keilnuten 28 auf der Lenkwelle 12 in Eingriff stehen. Die Öffnung 42 wird durch eine verjüngte oder kegelstumpfförmige Oberfläche 50 definiert.
Eine radial spreizbare Hülse 60 (1) steht mit der zylindrischen Oberfläche 30 auf der Lenkwelle 12 und der verjüngten Oberfläche 50 auf der Nabe 40 in Eingriff, um das Lenkrad 14 mit der Lenkwelle zu verbinden. Die Hülse 60 (3) umfasst eine radiale zylindrische Innenoberfläche 62 und eine radiale verjüngte Außenoberfläche 64. Die Oberfläche 62 (1 und 2) steht mit der zylindrischen Oberfläche 30 an dem axialen Ende 20 der Lenkwelle 12 in Eingriff und die verjüngte Oberfläche 64 steht mit der verjüngten Oberfläche 50 der Nabe 40 in Eingriff.
Die Hülse 60 (3) besitzt einen sich axial erstreckenden Schlitz 66, um eine radiale Ausdehnung bzw. Spreizung der Hülse zuzulassen. Die Innenoberfläche 62 der Hülse 60 besitzt einen Durchmesser, der geringer ist als der Durchmesser der Oberfläche 30 vor der Spreizung der Hülse 60. Die Hülse 60 umfasst eine sich radial erstreckende Lippe 70. Die Lippe 70 ist teilweise definiert durch eine axiale Endoberfläche 72 der Hülse 60.
Ein Befestiger oder Bolzen 80 (1–3) zwingt die Hülse 60 in den Eingriff mit der Lenkwelle 12 und dem Lenkrad 14. Der Bolzen 80 besitzt einen mit Gewinde versehenen Schaft 82 und einen Kopf 84. Der Schaft 82 des Bolzens 80 steht in Gewindeeingriff mit einer mit Gewinde versehenen Öffnung 86 in dem axialen Ende 20 der Lenkwelle 12. Der Kopf 84 steht in Eingriff mit der Hülse 60.
Der Kopf 84 des Bolzens 80 besitzt einen sich radial erstreckenden Flansch 90. Der Flansch 90 (1 und 2) ist teilweise definiert durch eine sich radial erstreckende Oberfläche 92. Die Oberfläche 92 ist mit der Oberfläche 72 der Hülse 60 in Eingriff bringbar, um eine axiale Kraft an die Hülse anzulegen. Eine Kappe 100 hält die Hülse 60 an dem Bolzen 80 fest. Die Kappe 100 steht mit der Lippe 70 auf dem Bolzen 80 und der Lippe 70 auf der Hülse 60 in Eingriff. Demgemäß bewegt sich beim Entfernen des Bolzens 80 von der Welle 12 die Hülse 60 mit dem Bolzen relativ zu der Welle.
Die Kappe 100 besitzt einen oberen Teil 102, der sich radial nach innen erstreckt. Der obere Teil 102 steht mit dem Flansch 90 auf dem Bolzen 80 in Eingriff. Ein unterer Teil 104 der Kappe 100 erstreckt sich radial nach innen und steht mit der Lippe 70 auf der Hülse 60 in Eingriff. Der obere Teil 102 steht mit dem Flansch 90 in Eingriff und der untere Teil 104 steht mit der Lippe 70 in Eingriff, um die Hülse 70 fest auf dem Bolzen 80 zu halten.
Wenn das Lenkrad 14 mit der Lenkwelle 12 verbunden werden soll, wird die Nabe 40 über das axiale Ende 20 der Welle so platziert, dass sich das axiale Ende in die Öffnung 42 in der Nabe erstreckt. Der Bolzen 80 wird in die Öff nung 86 in der Welle 12 geschraubt, um eine axial gerichtete Kraft auf die Hülse 60 auszuüben. Die Oberfläche 62 der Hülse 60 steht mit der Oberfläche 30 der Welle 12 in Eingriff, um die Hülse radial zu spreizen bzw. auszudehnen und die verjüngte Oberfläche 64 der Hülse in den Eingriff mit der verjüngten Oberfläche 50 der Nabe 40 zu zwingen.
Wenn die Nabe 40 von der Welle 12 entfernt werden soll, wird der Bolzen 80 aus der Öffnung 86 in der Welle herausgeschraubt. Wenn der Bolzen 80 aus der Welle 12 herausgeschraubt ist, legt die Lippe 90 des Bolzens eine axial gerichtete Kraft an die Kappe 100 an. Die Kappe 100 überträgt die axial gerichtete Kraft auf die Lippe 70 der Hülse 60. Demgemäß wird beim Herausschrauben des Bolzens 80 aus der Öffnung 86 in der Welle 12 die Hülse 60 von der Öffnung 42 in der Nabe 40 entfernt. Daher kann das Lenkrad 14 bei Bedarf leicht von der Welle 12 entfernt werden.
Aus der obigen Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen entnehmen. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachkönnens sollen durch die angefügten Ansprüche abgedeckt werden.

Claims

Eine Vorrichtung (10), die Folgendes umfasst: eine Lenkwelle (12), die um eine Achse (32) drehbar ist, um lenkbare Fahrzeugräder zu verschwenken, wobei die Lenkwelle (12) ein axiales Ende (20) mit einer zylindrischen Außenoberfläche besitzt; ein Lenkrad (14) mit einer Nabe (40) zur Verbindung mit dem axialen Ende (20) der Lenkwelle (12), wobei die Nabe (40) eine verjüngte Oberfläche (50) besitzt, die eine Öffnung (42) definiert, in die sich das axiale Ende (20) der Lenkwelle (12) erstreckt; eine Hülse bzw. ein Halsteil (60) mit einer radial verjüngten Außenoberfläche (64), der mit der verjüngten Oberfläche (50) der Nabe (40) in Eingriff bringbar ist und eine zylindrische Innenoberfläche (62), die mit der zylindrischen Außenoberfläche des axialen Endes (20) der Lenkwelle (12) in Eingriff bringbar ist; und einen Befestiger (80), der das Lenkrad (14) mit der Lenkwelle (12) verbindet, wobei der Befestiger (80) eine axiale Kraft auf den Halsteil (60) ausübt, um die radial verjüngte Außenoberfläche (64) des Halsteils (60) in den Eingriff mit der verjüngten Oberfläche (50) zu bringen, die die Öffnung (42) in der Nabe (40) definiert, wobei der Befestiger (80) ferner die axiale Kraft auf den Halsteil (60) ausübt, um die zylindrischen Innenoberfläche (62) des Halsteils (60) radial in den Eingriff mit der zylindrischen Außenoberfläche des axialen Endes (20) der Lenkwelle (12) zu zwingen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Befestiger (80) in Gewindeeingriff mit der Lenkwelle (12) steht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Lenkwelle (12) einen Innengewindeteil (86) umfasst und der Befestiger (80) einen Außengewindeteil (82) umfasst, der mit dem Innengewindeteil (86) der Lenkwelle (12) in Eingriff steht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Halsteil (60) radial ausdehnbar ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Halsteil (60) einen axialen Schlitz (66) aufweist, um die radiale Ausdehnung des Halsteils (60) zuzulassen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Befestiger (80) eine axial gerichtete Kraft an eine Lippe (70) des Halsteils (60) anlegt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1; wobei die Nabe (40) erste Keilnuten (46) aufweist, die mit entsprechenden zweiten Keilnuten (28) an dem axialen Ende (20) der Lenkwelle (12) in Eingriff bringbar sind, wobei die ersten und zweiten Keilnuten (46, 28) axial zu dem Halsteil (60) und dem Befestiger (80) versetzt sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner eine Abdeckung bzw. Kappe (100) umfasst, die mit dem Halsteil (60) und dem Befestiger (80) in Eingriff steht, und zwar derart, dass sich beim Entfernen des Befestigers (80) von der Lenkwelle (12) der Halsteil (60) mit dem Befestiger (80) relativ zu der Lenkwelle (12) bewegt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei der Halsteil (60) eine sich radial erstreckende Lippe (70) umfasst, die mit der Kappe (100) in Eingriff steht und der Befestiger (80) einen sich radial erstreckenden Flansch (90) umfasst, der mit der Kappe (100) in Eingriff steht.