DE19715845A1

DE19715845A1 - Steering column for passenger motor cars

Info

Publication number: DE19715845A1
Application number: DE19715845A
Authority: DE
Inventors: Karl Sander; Oliver Rauls
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 1997-10-30

Abstract

The steering column has two telescopic sections (2,3) with longitudinally profiled surfaces, e.g. a tooth profile (4,5) for a relative movement. Spring elements on one section engage into the profiles in the other one. One section has a groove at right angles to its surface, to fix the spring element. This consists of an open friction spring ring (7). The ring circumference has a number of longitudinal curved webs (8), which engage into the profiles in the other section. The groove is formed in the overlapped part of the first steering column section.

Description

Die Erfindung betrifft eine längsverstellbare Lenksäule für die Verbindung eines Lenkrades mit einem Lenkmechanismus eines Fahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens.The invention relates to a longitudinally adjustable steering column for connecting a steering wheel with a steering mechanism of a vehicle, in particular a passenger car.

Längsverstellbare Lenksäulen mit teleskopisch zueinander angeordneten Wellen oder rohr förmigen Teilen sind bekannt. Zur Längsverstellung ist eine gleitende Relativbewegung der zusammenwirkenden Teile in Längsrichtung sicherzustellen, und zur Übertragung eines Drehmomentes ist eine weitgehend spielfreie, d. h. synchrone Drehung der beiden Teile in beiden Drehrichtungen zu ermöglichen. Ein Drehspiel zwischen den beiden Teilen ver ursacht unerwünschten Verschleiß, Vibrationen und unerwünschte Geräusche.Length-adjustable steering columns with telescopically arranged shafts or tubes shaped parts are known. For longitudinal adjustment, a sliding relative movement of the ensure cooperating parts in the longitudinal direction, and to transmit a Torque is largely free of play, i.e. H. synchronous rotation of the two parts in to enable both directions of rotation. A spin between the two parts ver causes unwanted wear, vibrations and unwanted noise.

Aus der DE 34 10 361 C2 ist eine Lösung zur Ausschaltung des Drehspiels bekannt, nach der die beiden sich überlappenden Teile im Querschnitt dreieckförmig sind und ein zwischen zwei miteinander korrespondierenden Seitenflächen angeordnetes Federelement sicher stellt, daß die beiden anderen Seitenflächen des inneren Teils an zwei entsprechenden Seitenflächen des äußeren Teils anliegen. Das Federelement kann dabei in einer Nut an der dritten Seitenfläche des inneren Teils gelagert und eine Blattfeder sein, die in die Nut ein gedrückt und gegen die korrespondierende Seitenfläche des äußeren Teils gewölbt ist. Die Blattfeder muß allerdings eine große Federkraft und eine entsprechende Ausdehnung haben, um die erwünschte Wirkung erzeugen zu können, was wiederum einen entsprechen den Platzbedarf mit sich bringt.DE 34 10 361 C2 discloses a solution for switching off the rotary play, according to of the two overlapping parts are triangular in cross-section and one between two mutually corresponding side surfaces arranged spring element safely represents that the other two side surfaces of the inner part on two corresponding Fit the side surfaces of the outer part. The spring element can be in a groove on the third side surface of the inner part and be a leaf spring that fits into the groove pressed and arched against the corresponding side surface of the outer part. The Leaf spring must have a large spring force and a corresponding expansion have in order to be able to produce the desired effect, which in turn corresponds to one takes up space.

Die DE 42 16 503 A1 hat ebenfalls eine Lenksäule aus zwei teleskopisch zueinander an geordneten Teilen zum Gegenstand, bei der das innere Teil Erhebungen oder Keile auf weist, die in entsprechende Vertiefungen oder Keilflächen des äußeren Teils passend ein greifen, um ein Drehmoment zu übertragen und gleichzeitig die axiale Einstellung zu erleich tern, und bei der ein nachgiebiges Kunststoffmaterial an oder zwischen wenigstens einigen der äußeren und inneren zusammenwirkenden Keilflächen eingeführt ist, um die Anordnung spielfrei zu halten. Dabei kann das innere Teil umfangsseitig eine oder mehrere umlaufende Nuten aufweisen, die quer zu den in Längsrichtung ausgebildeten Erhebungen und Ver tiefungen angeordnet sind und diese unterbrechen. Die Nuten sind mit dem Kunststoff material ausgefüllt, das von dort aus in die Freiräume zwischen den zusammenwirkenden Keilflächen fließen kann, wodurch das Spiel zwischen diesen und damit auch Vibrationen und Geräusche begrenzt oder gar beseitigt werden. Die Lösung ist relativ aufwendig.DE 42 16 503 A1 also has a steering column made of two telescopically to one another ordered parts to the subject, where the inner part bumps or wedges has, which fits into corresponding recesses or wedge surfaces of the outer part grip to transmit a torque and at the same time to facilitate the axial adjustment tern, and in which a compliant plastic material on or between at least some the outer and inner cooperating wedge surfaces is inserted to the assembly to keep free of play. The inner part can have one or more circumferential circumferences Have grooves that are transverse to the elevations and ver formed in the longitudinal direction depressions are arranged and interrupt them. The grooves are with the plastic filled out material from there into the spaces between the interacting Wedge surfaces can flow, causing the game between them and therefore vibrations and noise is limited or even eliminated. The solution is relatively complex.

In der EP 0 281193 B1 ist eine Lenksäule mit zwei teleskopierbar angeordneten Teilen beschrieben, die überlappende Abschnitte mit gegenseitig in Eingriff bringbaren Oberflächen aufweisen, die mit in Längsrichtung ausgebildeten Rillen versehen sind und bei der zur Ver hinderung einer relativen Drehbewegung zwischen den Teilen Federmittel angeordnet sind. Diese Federmittel sind in axialer Richtung ausgebildet und in einem von Rillen freien Bereich gehaltert und greifen in die profilierte Oberfläche des jeweils anderen Abschnitts ein. Als bevorzugte Ausführung ist eine Blattfeder angegeben, die in einer in axialer Richtung aus gebildeten länglichen Ausnehmung im inneren Teil angeordnet ist, wobei die Längswände der Ausnehmung mit den Längskanten der Blattfeder und der zentrale Bereich der Blattfeder mit den Scheiteln zwischen den Rillen des korrespondierenden Abschnitts des äußeren Teils zusammenwirken. Durch diese Federmittelanordnung wird das innere Teil gegen den der Blattfeder abgewandten profilierten Oberflächenbereich des äußeren Teils gedrückt und das Spiel zwischen den Teilen bei einer Drehbewegung stark eingeschränkt. Die Anordnung erfordert eine Blattfeder mit entsprechend großer Federkraft, mit einer entsprechenden räumlichen Ausdehnung und hat damit auch einen entsprechenden Platzbedarf. Die Andruckkräfte zwischen den Teilen sind ungleichmäßig über den Umfang verteilt.EP 0 281193 B1 describes a steering column with two telescopically arranged parts described, the overlapping sections with mutually engageable surfaces have, which are provided with grooves formed in the longitudinal direction and in the ver preventing a relative rotational movement between the parts of the spring means are arranged. These spring means are designed in the axial direction and in an area free of grooves supported and engage in the profiled surface of the other section. As preferred embodiment, a leaf spring is specified, which in an axial direction formed elongated recess is arranged in the inner part, the longitudinal walls the recess with the longitudinal edges of the leaf spring and the central area of the leaf spring with the apexes between the grooves of the corresponding portion of the outer part work together. By this spring means arrangement, the inner part against the Leaf spring facing profiled surface area of the outer part pressed and that Clearance between the parts during a rotary movement is severely restricted. The order requires a leaf spring with a correspondingly high spring force, with a corresponding spatial expansion and thus also has a corresponding space requirement. The Pressure forces between the parts are distributed unevenly over the circumference.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine längsverstellbare Lenksäule mit zwei teleskopierbar angeordneten Teilen nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 zu schaffen, bei der die teles kopisch einander zugeordneten Teile in radialer und axialer Richtung spielfrei zueinander angeordnet sind und eine relative Drehbewegung zwischen den Teilen unterbunden ist.The object of the invention is to provide a longitudinally adjustable steering column with two telescopic arranged parts to create according to the preamble of claim 1, in which the teles Copically assigned parts in the radial and axial direction without play to each other are arranged and a relative rotational movement between the parts is prevented.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Lenksäule durch die kennzeichnenden Merk male des Anspruchs 1 gelöst. Nach diesen sind in einem der sich überlappenden Abschnitte der einander zugeordneten Lenksäulenteile mindestens eine, quer zu dessen längsprofilier ter Oberfläche ausgebildete umlaufende Nut für die Fixierung des Federmittels angeordnet, wobei das Federmittel als offener Klemmfederring ausgebildet ist, der an seinem Umfang eine Vielzahl im Abstand angeordneter längsgerichteter und gegen den jeweils anderen Abschnitt gewölbter Stege aufweist. Diese Stege greifen elastisch und über den gesamten Umfang in die profilierte Oberfläche des jeweils anderen Teils ein, verhindern eine radiale Verschiebung der Lenksäulenteile untereinander und übertragen an jeder Stelle des Umfangs gleiche Andruckkräfte. Die Anordnung ist radial und axial spielfrei. Ein Drehspiel ist ebenfalls nicht vorhanden. Die Ausbildung des Federmittels als offener Klemmfederring hat den Vorteil, daß die Montage dadurch erheblich vereinfacht wird.The task is in a generic steering column by the characteristic note male of claim 1 solved. After these are in one of the overlapping sections the mutually associated steering column parts at least one, transverse to its longitudinal profile ter surface formed circumferential groove for fixing the spring means arranged, wherein the spring means is designed as an open clamping spring ring on its circumference a variety of spaced longitudinal and against each other Section of arched webs. These webs grip elastic and over the entire Circumference in the profiled surface of the other part, prevent radial Displacement of the steering column parts with each other and transmitted at every point of the Exactly equal pressure forces. The arrangement is free of radial and axial play. A spin is also not available. The design of the spring means as an open clamping spring ring the advantage that the assembly is considerably simplified.

Die Nut ist zweckmäßigerweise im überlappten Abschnitt des Lenksäulenunterteils angeord net, weil diese Anordnung technologisch und auch hinsichtlich der Montage der Klemm federringe einfacher ist.The groove is expediently arranged in the overlapped section of the lower part of the steering column net because this arrangement technologically and also with regard to the assembly of the clamp spring washers is easier.

Das jeweilige Längsprofil der Oberflächen der sich überlappenden Abschnitte kann zum Zwecke einer Verhinderung einer relativen Drehbewegung ein Zahnprofil sein.The respective longitudinal profile of the surfaces of the overlapping sections can To prevent relative rotation, be a tooth profile.

Die Stege der Klemmfederringe sind vorteilhaft durch regelmäßig angeordnete Ausnehmun gen in den Klemmfederringen gebildet, um den elastischen Eingriff derselben in das Längs profil des überlappenden Abschnitts des Lenksäulenoberteils zu erleichtern.The webs of the spring washers are advantageous due to regularly arranged recesses gene formed in the spring washers to the elastic engagement thereof in the longitudinal To facilitate profile of the overlapping portion of the steering column upper part.

Die Nut ist vorteilhafterweise zerspanungslos hergestellt, um verschleißfördernde Zer spanungsrückstände im Verzahnungsbereich zu vermeiden. Zugleich kann dadurch die Festigkeit des Lenksäulenunterteils im Bereich der Nut erhöht werden.The groove is advantageously manufactured without machining in order to prevent wear Avoid chip residues in the gear area. At the same time, the Strength of the lower part of the steering column in the area of the groove.

Eine erhöhte Stabilität wird dadurch erreicht, wenn in dem überlappten Bereich zwischen Lenksäulenoberteil und Lenksäulenunterteil zwei beabstandete Nuten mit eingelegten Klemmfederringen vorgesehen sind.An increased stability is achieved if in the overlapped area between Steering column upper part and lower part of the steering column two spaced grooves with inserted Spring washers are provided.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In der zu gehörigen Zeichnung zeigen:The invention is explained below using an exemplary embodiment. In the too show the corresponding drawing:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Lenksäule, schematisch und teilweise geschnitten, Fig. 1 a steering column according to the invention, schematically and partly in section,

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Lenksäulenunterteil mit einem Abschnitt eines umfangsseitig angeordneten Zahnprofils mit zwei beabstandeten umlau fenden Nuten, schematisch, Fig. 2 shows an inventive steering column bottom part with a portion of a circumferentially arranged tooth profile with two spaced grooves umlau fenden, schematically,

Fig. 3 ein Lenksäulenoberteil mit einem Abschnitt eines innenseitig angeordneten Zahnprofils, schematisch und teilweise geschnitten, Fig. 3, a column top with a portion of an inner-side tooth profile, schematically and partly in section,

Fig. 4a einen erfindungsgemäßen Klemmfederring in Draufsicht, FIG. 4a an inventive clamping spring washer in plan view,

Fig. 4b den Klemmfederring in Seitenansicht, FIG. 4b, the clamping spring washer in side view,

Fig. 5 das Lenksäulenunterteil mit in die Nuten eingebrachten Klemmfederringen, etwa im Maßstab 1 : 1 und gebrochen und Fig. 5, the lower part of the steering column with spring washers inserted into the grooves, approximately in the scale 1: 1 and broken and

Fig. 6 einen Schnitt VI-VI durch die Lenksäule, teilweise gebrochen. Fig. 6 shows a section VI-VI through the steering column, partially broken.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße zweiteilige längsverstellbare Lenksäule 1, die ein rohr förmiges Lenksäulenunterteil 2 und ein rohrförmiges Lenksäulenoberteil 3 aufweist. Beide Teile tragen, wie in den Fig. 2 und 3 zu sehen ist, an vorbestimmten Abschnitten ein als Zahnprofil 4 bzw. 5 ausgebildetes Längsprofil, wobei das Zahnprofil 4 am Lenksäulenunter teil 2 außen und das Zahnprofil 5 am Lenksäulenoberteil 3 innen angeordnet ist. Beide Lenksäulenteile 2 und 3 sind gemäß Fig. 1 teleskopisch zueinander angeordnet, wobei die mit dem Zahnprofil 4; 5 versehenen Abschnitte einander überlappen und die Zahnprofile 4 und 5 in Eingriff miteinander gebracht sind. Diese Anordnung ermöglicht eine axiale Relativ bewegung der beiden Teile zueinander. Fig. 1 shows a two-part longitudinally adjustable steering column according to the invention 1, comprising a tubular steering column bottom part 2 and a tubular steering column upper part 3. Both parts carry, as can be seen in FIGS . 2 and 3, at predetermined sections a longitudinal profile designed as a tooth profile 4 or 5 , the tooth profile 4 on the lower steering column part 2 being arranged on the outside and the tooth profile 5 on the upper steering column part 3 on the inside. Both steering column parts 2 and 3 are arranged telescopically to each other as shown in FIG. 1, the with the tooth profile 4 ; 5 provided sections overlap each other and the tooth profiles 4 and 5 are brought into engagement with each other. This arrangement enables an axial relative movement of the two parts to each other.

Das Lenksäulenunterteil 2 weist zwei beabstandete, quer zum Zahnprofil 4 ausgebildete und durch einen Rundknetvorgang zerspanungslos hergestellte Nuten 6 auf, in die jeweils ein offener, in den Fig. 4a und 4b dargestellter Klemmfederring 7 im wesentlichen spielfrei ein gebracht ist (Fig. 5). An den Klemmfederringen 7 ist umfangsseitig eine Vielzahl beabstan deter längsgerichteter und nach außen, d. h. gegen das Zahnprofil 5 des Lenksäulenoberteils 3 gewölbter Stege 8 angeordnet, die durch regelmäßig in den jeweiligen Klemmfederring 7 eingebrachte Ausnehmungen 9 gebildet sind.The lower part of the steering column 2 has two spaced grooves 6 , which are formed transversely to the tooth profile 4 and machined without machining by a circular kneading process, into each of which an open clamping spring ring 7 shown in FIGS . 4a and 4b is brought essentially without play ( FIG. 5). On the clamping spring rings 7 , a plurality of beabstan deter longitudinally and outwardly, that is, against the tooth profile 5 of the steering column upper part 3 arched webs 8 is arranged on the circumference, which are formed by recesses 9 made regularly in the respective clamping spring ring 7 .

Bei der Montage der beiden Teile 2 und 3 greifen einerseits die Zahnprofile 4 und 5 inein ander und andererseits werden die Zähne des Zahnprofils 5 und die Stege 8 der Klemm federringe 7 im Bereich der Nuten miteinander in Eingriff gebracht. Dabei werden die Klemmfederringe 7 in die Nuten 6 und an deren Seitenwänden und die Stege 8 unter elasti scher Verformung an die jeweiligen Zahnflanken der Verzahnung 5 angedrückt (Fig. 6), wobei auch das Zahnprofil 4 in den Bereichen außerhalb der Nuten 6 ein entsprechendes Widerlager gegenüber dem Zahnprofil 5 darstellt. Durch den Eingriff der Stege 8 der Klemm federringe 7 in das Zahnprofil 5 und die damit verbundene Verklemmung der Klemmfeder ringe 7 zwischen den beiden Lenksäulenteilen 2 und 3 wird die Verzahnung in radialer Richtung und in beiden Drehrichtungen spielfrei gestellt, so daß eine relative Drehbewegung zwischen den Lenksäulenteilen 2 und 3 bei Aufrechterhaltung der Möglichkeit einer axialen Relativbewegung (Längsverstellung) unterbunden ist.When assembling the two parts 2 and 3 , on the one hand, the tooth profiles 4 and 5 engage one another and, on the other hand, the teeth of the tooth profile 5 and the webs 8 of the clamping spring washers 7 are brought into engagement with one another in the region of the grooves. The clamping spring washers 7 are pressed into the grooves 6 and on their side walls and the webs 8 with elastic deformation on the respective tooth flanks of the toothing 5 ( FIG. 6), the tooth profile 4 in the regions outside the grooves 6 also having a corresponding abutment represents the tooth profile 5 . Through the engagement of the webs 8 of the clamping spring washers 7 in the tooth profile 5 and the associated jamming of the clamping spring rings 7 between the two steering column parts 2 and 3 , the toothing is made free of play in the radial direction and in both directions of rotation, so that a relative rotary movement between the Steering column parts 2 and 3 are prevented while maintaining the possibility of an axial relative movement (longitudinal adjustment).

Claims

1. Longitudinally adjustable steering column with a first steering column part ( 2 ) and a tubular second steering column part ( 3 ), the overlapping sections with mutually engageable and axially relative movement between these enable longitudinal profiled surfaces, and with one of the sections arranged spring means for the Intervention in the profiled surface of the other section, characterized in that in one of the sections at least one groove ( 6 ) formed transversely to its longitudinally profiled surface ( 4 ) is arranged for fixing the spring means, and in that the spring means as an open clamping spring ring ( 7 ) is formed, which has on its circumference a plurality of spaced-apart, longitudinally oriented and against the longitudinally profiled surface ( 5 ) of the other section engaging in curved webs ( 8 ).

2. Steering column according to claim 1, characterized in that the groove ( 6 ) for the clamping spring ring ( 7 ) is formed in the overlapped section of the first steering column part ( 2 ).

3. Steering column according to claim 1 or 2, characterized in that the respective longitudinal profile is a tooth profile ( 4 ; 5 ).

4. Steering column according to one of claims 1 to 3, characterized in that the webs of the clamping spring ring ( 7 ) are formed by regularly arranged recesses ( 9 ).

5. Steering column according to one of claims 1 to 4, characterized in that the groove ( 6 ) is made without machining.

6. Steering column according to one of claims 1 to 5, characterized in that two be spaced grooves ( 6 ) are provided in the overlapped section of the first steering column part ( 2 ).