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Die Erfindung betrifft ein Mantelrohr, wie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben.
In der EP 0 816 204 A1 ist ein Mantelrohr beschrieben, das aus mehreren Stanz- und Biegeteilen besteht, wobei ein oberer Teil aus einem senkrecht zur Längsrichtung gebildeten U-förmigen Querschnitt mit einer gewölbten Basis und zwei ebenen Seitenschenkeln mit einem unteren offenen Ende an der den unteren Teil bildenden ebenen Platte angebracht ist. Ein weiterer zur Versteifung an dem oberen Teil vernieteter, im wesentlichen flacher Teil ist planparallel zu dem unteren Teil angebracht. Der obere und untere Teil sind ausschliesslich durch gegenseitige Vernietung, eventuell teilweise durch Punktschweissung mittels Material der Stanz- und Biegeteile, also ohne jeglichen zusätzlichen Materialaufwand, miteinander verbunden. Die beiden Seitenschenkel weisen je ein Langloch für die längsverschiebbare Fixierung des Mantelrohres auf.
Der dem oberen Teil gegenüberliegende flach ausgebildete rechteckförmige untere Teil ist mit seitlich angebrachten Lappen zur Vernietung mit dem oberen Teil mit zwei sich an seinen Enden befindlichen fugenlosen, im Abstreckverfahren, also durch spannlose Verformung erstellten Lageraufnahmestellen mit eingesetzten Kugellagern, die direkt an den oberen Teil und unteren Teil angebracht sind, ausgebildet. Nachteilig dabei ist, dass durch die langen Schenkel des oberen Teils der Einbau von Montageteilen schwierig ist und die konstruktive Gestaltung des Mantelrohres eine hohe Komplexität aufweist, sodass es teilweise zu Schwierigkeiten in der Serienproduktion kommt.
In der DE 692 00 117 T2 ist ein weiteres Mantelrohr beschrieben, das aus einem einstückigen Zuschnittteil gefertigt ist, der über seine Längserstreckung an den beiden gegenüberliegenden Seiten Laschen angeordnet hat, die über ein Klammersystem, oder Bördel oder Schweissen miteinander vereinigt werden und ein zylindrisches Rohr bilden. Nachteilig dabei ist, dass ein relativ hoher Montageaufwand zu betreiben ist und dass eine automatisierte Fertigung nur unter schwierigen Bedingungen möglich ist.
Gemäss einem anderen veröffentlichten Dokument EP 0 928 733 A2 ist ein Mantelrohr zur Umgebung der Lenkwelle bekannt, das aus einem rohrförmigen Mantel gebildet ist, der in seiner Längserstreckung eine Ausnehmung für die längsverschiebbare Fixierung der Lenkwelle aufweist und an dessen beiden gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils eine Lageraufnahmestelle mit eingepresstem Lager angeordnet ist. Weiters ist das Mantelrohr in Richtung der Frontseite des Fahrzeuges auf einen grösseren Durchmesser aufgeweitet. Nachteilig Ist dabei, dass der zu seiner Längserstreckung senkrecht ausgebildete rohrförmige Querschnitt eine niedrigere Steifigkeit als ein mehreckiger Querschnitt besitzt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit wenigen Fertigungsschritten ein konstruktiv einfaches und unter Einhaltung engster Toleranzgrenze ein Mantelrohr mit hoher Steifigkeit zu produzieren.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Der überraschende Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass über zwei ebenflächige Zuschnitteile mehrere offene Profilquerschnitte gefertigt werden, die in einer zu deren Längserstreckung senkrecht aufnehmenden Ebene einen mehreckigen Querschnitt ausbilden und dadurch eine hohe Steifigkeit aufweisen. Der obere und untere Teil werden beispielsweise über ein Verbindungselement wie z. B. einer Schweissnaht, insbesondere einer Laser- oder Plasmaschweissnaht, miteinander verbunden, womit durch eine geringe und örtliche Wärmeentwicklung eine Vormontage von Bauteilen, Zubehör etc. bei toleranzfreier Ausgestaltung der Konstruktion möglich ist. Durch das Laserschweissen wird nun auch die Möglichkeit geschaffen, Bauteile z.
B. aus Kunststoff und dgl. vorzumontieren und nachträglich erst zu verschweissen, ohne dass diese jeglicher Verformung während des Fügeverfahrens unterliegen. Ein exaktes Aufeinandersetzen, Zentrieren und/oder Positionieren in der Schweissvorrichtung und/oder Biegevorrichtung des oberen Teiles und des unteren Teiles kann durch die über die am Mantelrohr angebrachten Bohrungen und Schlitze gewährt werden und ermöglicht des weiteren eine wirtschaftliche und effiziente Serienfertigung bei Einhaltung von eng begrenzten Toleranzen.
Vorteilhaft ist auch eine Ausführung nach Anspruch 2, wodurch der Bauteil nur einer örtlichen, minimalen Wärmeeinbringung ausgesetzt ist und dadurch eine weitestgehend toleranzfreie Konstruktion herstellbar ist
Möglich ist auch eine Fortbildung nach Anspruch 3, wobei ohne jegliche Wärmeeinbringung eine sichere und kostengünstige Verbindung herstellbar ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung wird durch Anspruch 4 erreicht, die eine durch die verstärkte
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Kapillarwirkung begünstigte Verbindungsherstellung ermöglicht und zudem durch den geringen Wärmeeinfluss eine genaue Herstellung zulässt.
Vorteilhaft ist aber auch eine Ausführungsvariante nach den Ansprüchen 5 bis 7, wodurch eine Erleichterung für die Montage, insbesondere für die Verbindungsherstellung, erreicht wird und die Schwelss- und Biegevorrichtungen einfach ausgestaltet sind.
Dabei hat sich eine Fortbildung nach Anspruch 8 als vorteilhaft erwiesen, da das Aufeinandersetzen der belden Teile mit einer weitaus geringeren Genauigkeit zu erfolgen hat und sich dadurch die Ausbildung der Zentriereinrichtung bzw. Positioniereinrichtung wesentlich vereinfacht.
Vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung nach Anspruch 9, welche die Anzahl der unterschiedlichen Arbeitsvorgange, insbesondere Schweissvorgänge, reduziert.
Durch die Ausbildung gemäss den Ansprüchen 10 bis 12, wird der für die Unterbringung der Lenkwelle erforderliche Raum zur Verfügung gestellt und die Steifigkeit der Konstruktion erhoht.
Eine weitere Ausbildungsvariante ist In den Ansprüchen 13 und 14 beschrieben, wodurch ein optimales Aufeinandersetzen des oberen Teiles auf den unteren Teil möglich ist und zu einer Beschleunigung der Montage führt.
Vorteilhaft ist aber auch eine Ausführungsvariante nach Anspruch 15, welche eine Erhöhung der Steifigkeit bewirkt.
Von Vorteil ist eine Weiterbildung nach Anspruch 16, wodurch eine Vanierung der Bedienungshöhe des Lenkrades ermöglicht wird.
Gemäss Anspruch 17 wird die eine Verstellvorrichtung aufnehmende Ausnehmung für die Führung dieser und mit einer in den Endbereichen vorgegebenen Anschlagfläche ausgeführt, wodurch der Adaptierungsaufwand der Verstelleinrichtung an das Mantelrohr reduziert wird.
Die Ausbildung nach Anspruch 18 ist von Vorteil, weil sich durch die Wahl eines geeigneten Höhenverhältnis die Steifigkeit positiv beeinflussen lässt
Eine Ausführungsvariante nach Anspruch 19 hat den Vorteil, dass durch die Anbringung einer Verstärkungsleiste selbst bei einer geringen Wandstärke eine hohe Steifigkeit erreicht wird.
Gemäss Anspruch 20 ist die Verstellung der Bedienungshöhe des Lenkrades uneingeschränkt möglich.
Vorteilhaft hat sich dabei eine Ausführungsvariante nach Anspruch 21 erwiesen, die eine einfache Adaptierung von Zubehörteile, Insbesondere Dämpfungsorganen, ermöglicht.
Von Vorteil ist eine Ausgestaltung nach Anspruch 22, womit eine In den Endlagen der Ausnehmung geräuschfreie Verstellung der Länge und gleichzeitig eine Schonung der Konstruktion erreicht wird.
Vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung nach Anspruch 23, die eine Reduzierung der erforderlichen Arbeitsgänge und somit eine kostengünstige Herstellung erlaubt.
Durch die Ausbildungen nach den Ansprüchen 24 und 25 wird eine platzsparende und kompakte Ausbildung des Mantelrohres mit einem geringen Bauteilgewicht erreicht.
Günstig ist aber auch eine Variante nach den Ansprüchen 26 und 27, welche die Herstellung der Lageraufnahmestellen wesentlich vereinfacht und die Anzahl der einzelnen Bauteile reduziert.
Gemäss Anspruch 28 wird eine zentnerte Aufnahme und exakte Führung der Hülse gewahrt.
Vorteilhaft ist auch eine Ausfuhrung nach Anspruch 29, wodurch sich keine weiteren Abweichungen von vorgegebenen Toleranzen ergeben, da die Temperatur während des Schweissvorganges relativ niedrig gehalten werden kann.
Vorteilhaft ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 30, da das bel der Herstellung durch einen Kleber gebildete Verbindungselement keinen Störeinflüssen unterliegt, wie dies beispielsweise beim Schweissen durch Sauerstoffeinschlüsse etc. auftreten kann.
Die in den Ansprüchen 31 beschriebene Ausführungsvariante ermöglicht eine durch seine geringe Wärmeeinbringung exakte Fertigung des Mantelrohres.
Vorteilhaft ist aber auch eine Ausführungsvariante nach Anspruch 32, welche die Anzahl der Einzelbauteile sowie Arbeitsgänge und somit die Herstellungskosten senkt.
Schliesslich ist aber auch eine Variante nach Anspruch 33 von Vorteil, durch welche eine exakte Positionierung und Zentrierung in den Vorrichtungen, insbesondere Biege-und Schweissvorrichtungen, gegeben ist.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen :
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Mantelrohres gemäss der Erfindung ;
Fig. 2 das Mantelrohr in Stirnansicht vergrössert und geschnitten gemäss den Linien 11 - 11 in
Fig. 1 ;
Fig. 3 ein Mantelrohr mit Lageraufnahmestellen, Lagern, Verstärkungsleiste und einer Hülse in Seitenansicht geschnitten und in vereinfachter Darstellung ;
Fig. 4 die Verstärkungsleiste in Draufsicht und in vergrösserter Darstellung,
Fig. 5 die Verstarkungsieiste, geschnitten gemäss den Linien V - V in Figur 4 ;
Fig. 6 eine andere Ausführungsvariante des Mantelrohres in Stirnansicht ;
Fig. 7 eine weitere Ausführungsvariante des Mantelrohres in Stirnansicht ;
Fig. 8 ein Mantelrohr mit an den Stirnseiten integrierten Aussenringen der Lager in Seiten- ansicht geschnitten und in stark vereinfachter Darstellung.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäss auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäss auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemässe Lösungen darstellen.
In den Fig. 1 bis 5 ist ein Mantelrohr 1 gezeigt, das aus einem mit einer Ausnehmung 2 ausgestatteten oberen Teil 3 und einem diesem gegenüberliegenden unteren Teil 4 gebildet ist. Das Mantelrohr 1, wie beispielsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt, besitzt an zwei gegenüberliegenden endseitigen Stirnflächen 5 und 6 Lageraufnahmestellen 7 und 8, die insbesondere als Lagersitzringe oder Lagerschalen ausgebildet sind und mit dem Mantelrohr 1 über ein Verbindungselement verbunden, beispielsweise verschweisst und/oder verschraubt und/oder vernietet und/oder geklebt sind. Die zur Aufnahme von Lagern 9 und 10, insbesondere Kugellagern, befindlichen fugenlosen rohrförmigen Lageraufnahmestellen 7 und 8 sind mit einem Innendurchmesser 11 und einem Aussendurchmesser 12 ausgeführt und besitzen eine an die Stirnflächen 5,6 angebundene ebenflächige Tragplatte.
Die als durchgehend kreisförmig und mit einer Breite 13 ausgeführten fugenlosen Lageraufnahmestellen 7 und 8 bilden einen Rohrabschnitt aus, der durch ein Rollverfahren oder über ein Tiefziehverfahren etc. hergestellt wird. Bevorzugt wird die in Richtung der Fahrerkabine weisende Lageraufnahmestelle 7 oder 8 mit einer grösseren Breite ausgeführt, als die dieser gegenüberliegende Lageraufnahmestelle 7 oder 8. Die Lageraufnahmestellen 7 und 8 können derart ausgeführt sein, dass die Lager 9 und 10 mit den Lageraufnahmestellen 7 und 8 fix verbunden, beispielsweise eingepresst, angeschweisst, geklebt usw. werden und/oder dass ein vom Lager 9 und 10 ausgebildeter Aussenring 14 mit der Lageraufnahmestelle 7 und 8 einen einteiligen oder zweiteiligen Bauteil bildet.
Die Verstellung und Führung der Länge einer Lenkwelle 15 in Richtung der Lenkwellenmittellinie 16 erfordert die am oberen Teil 3 des Mantelrohres 1 angebrachte Ausnehmung 2, die beispielsweise als Längsnut, Längsschlitz, Langloch ausgeführt sein kann, um eine Variierung der Bedienungsposition zu gewähren. Das Mantelrohr 1 ist an der Oberfläche 17 des oberen Teils 3 mit mehreren am Umfang verteilten Bohrungen 18 und 19 für die Verbindung einer Verstärkungsleiste 20 mit dem Mantelrohr 1 versehen. Die innenliegende, an der Basis 21 parallel zur Lenkwellenmittellinie 16 angebrachte Verstärkungsleiste 20 dient zur Versteifung der an der Oberfläche 17 angebrachten Ausnehmung 2 des oberen Teils 3 und wird von aussen oder innen, bevorzugt von aussen durch eine Schweissverbindung mit dem Mantelrohr 1 verbunden.
Für eine Schweissverbindung können alle beliebigen Schweissverfahren, insbesondere Lichtbogenschwei- ssen, Plasmaschweissen oder Laserschweissen etc. angewendet werden, die eine Verbindung mit oder ohne Zusatzwerkstoff zwischen der Verstärkungsleiste 20 mit dem Mantelgehäuse 1, insbesondere dem oberen Teil 3 und/oder zwischen dem oberen Teil 3 und dem unteren Teil 4 und/oder zwischen dem Mantelrohr 1 und einer ebenflächigen Platte der Lageraufnahmestellen 7 und 8 etc. ermöglichen.
Vom oberen Teil 3 mit einer Höhe 22 und dem unteren Teil 4 mit einer Höhe 23 ausgebildete Stirnflächen 24 und 25 bilden eine parallel zur Oberfläche 17 verlaufende imaginäre Teilungsebene
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26 aus, auf der eine senkrecht stehende Symmetrieachse 27 angeordnet ist. Bevorzugt wird die Höhe 22 des oberen Teils 3 grösser als die vom unteren Teil 4 ausgebildete Höhe 23 ausgeführt. Die Wandstärke 28 des oberen Teils 3 entspricht der Wandstärke 29 des unteren Teils 4 und bleibt zweckmässig über den gesamten Querschnitt 30 konstant. Der obere Teil 3 mit der Hohe 22 weist einen mehreckigen, beispielsweise trapezförmigen oder U-förmigen Querschnitt 30 auf, wobei ein an der Oberkante 31 der Oberfläche 17 ausgebildetes Breitenmass 32 kleiner ist, als ein parallel zum Breitenmass 32 angeordnetes Aussenmass 33.
Die zwischen der Oberkante 31 des oberen Teils 3 und der imaginaren Teilungsebene 26 ausgebildeten Teile von Seitenschenkeln 34 sind In Richtung der Höhe 22 geneigt zueinander verlaufend angeordnet und erweitern sich mit zunehmendem Abstand von der Basis 21 gemäss einem Winkel 35 bis zu einem parallel zur Symmetrieachse 27 angeordneten Zwischenteil 36 mit einem Aussenmass 37, der im anschliessenden Bereich eine leichte Verjüngung aufweist. Dem schliesst sich ein parallel zur Symmetrieachse 27 nachgeordneter Endteil 38 an, der mit den beiden Stirnflächen 24 die Kontaktstelle zum unteren Teil 4 bildet und mit einem Verbindungselement mit dem unteren Teil 4 verbunden wird.
Durch die Verwendung einer einheitlichen Wandstärke 28 und 29 wird an den Stirnflächen 24 und 25 des oberen Teils 3 und des unteren Teils 4 eine Überlappung an der imaginären Teilungsebene 26 geschaffen, die beispielsweise der halben Wandstärke 28 und 29 entsprechen kann. Die durch die Überlappung gebildete Hohlkehle 39 an einer der Symmetrieachse 27 gegenüberliegenden Aussenseite 40 oder einer der Symmetrieachse 27 zugewendeten Innenseite 41 des Mantelrohres 1 ist für die Herstellung einer Verbindung, insbesondere einer Schweissverbindung, von grossem Vorteil. Durch eine derartige Ausführung wird eine Vereinfachung der Vorbereitungsarbeiten, die im weiteren Sinne für die Verbindung des oberen Teils 3 und des unteren Teils 4 zu tätigen sind, erreicht, da die Ausführung von Montageeinrichtungen konstruktiv einfacher und wirtschaftlich gestaltet werden können.
Die Montagearbeiten werden dadurch wesentlich vereinfacht und beschleunigt.
Der untere Teil 4 mit der Höhe 23 bildet einen beispielsweise U-förmigen Querschnitt 42 aus, mit zwei parallel zur Symmetrieachse 27 verlaufenden Seitenschenkeln 43, dessen Aussenmass 44 gegenüber dem Aussenmass 33 kleiner, gleich oder grösser ausgefuhrt ist und kann mit dem Aussenmass 37 gleichgesetzt werden. Dementsprechend ergibt sich die Überlappung und eine damit verbundene Oberragung der Innenseite 41 oder der Aussenseite 40. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass sich ein deckungsgleicher Verlauf der Seitenschenkel 34 und 43 ergibt.
Die in Richtung der Lenkwellenmittellinie 16 angeordnete, mit einer Länge 45, Breite 46 und einer Stärke 47 rechteckförmige Verstärkungsleiste 20 ist direkt an der Basis 21 unterhalb der mit einer Breite 48 und einer Länge 49 positionierten Ausnehmung 2 des oberen Teils 3 angebracht.
Die Verstärkungsleiste 20 besitzt eine in Richtung der Länge 45 angebrachte Ausnehmung 50, insbesondere eine Längsnut, deren Breite 51 und Länge 52 gleich und/oder grösser als die Länge 49 und Breite 48 der Ausnehmung 2 des Mantelrohres 1 sind.
Sich über die Länge 45 erstreckende gegenüberliegende und zueinander geneigte Seitenflächen 53 gemäss einem Winkel 54 sind an den Verlauf der Seitenschenkel 34 angepasst. Zwei an gegenüberliegenden endseitigen Stirnflächen 55 und 56 in einem Abstand 57 senkrecht zur Verstärkungsleiste 20 ausgenchtete Laschen 58 weisen eine Bohrung 59 mit einem Durchmesser 60 fur die Aufnahme von Dämpfungsorganen 61, beispielsweise Elastomerdämpfer, Luftdämpfer oder Federdämpfer etc. auf. Natürlich können die Dämpfungsorgane 61 über alle möglichen Verbindungsarten, beispielsweise Kleben, Pressen, Klemmen, Nieten, etc. an die Laschen 58 angebracht werden. Die durch die Dämpfungsorgane 61 bestehende Endlagendämpfung trägt zur Schonung der Konstruktion bei und gibt zusätzlich auch einen ausreichenden Verstellweg vor.
Die Länge 52 der in der Verstärkungsleiste 20 angebrachten Ausnehmung 50 kann derart ausgeführt werden, dass die direkt unterhalb des Mantelrohres 1 angebrachten Laschen 58 unmittelbar fluchtend und/oder beabstandet am Anfang beziehungsweise Ende der im Mantelrohr 1 angebrachten Ausnehmung 2 positioniert sind. Möglich ist natürlich jede beliebige Anbringung, beispielsweise Nieten, Kleben, Schweissen etc. der Laschen 58 an der Verstärkungsleiste 20, an die die Konstruktion anzupassen ist. Die Verstärkungsleiste 20 kann auch als Zuschnittteil gefertigt werden, an dem die Laschen 58 anzubringen sind oder es werden überstehende und In Richtung der Lenkwellenmittellinie 16 weisende Laschen 58 parallel zur Symmetneachse 27 positioniert.
Eine weitere Ausführung besteht darin, dass der obere Teil 3 des Mantelrohres 1 das für die Laschen 58 erforderliche Material in Form von Ausklinkungen bei der Fertigung berücksichtigt und In
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einem anschliessenden Umformvorgang 900 zur Oberflache 17 des oberen Teils 3 ausgerichtet wird.
Der durch die Ausnehmung 2 im oberen Teil 3 geschwächte Querschnitt 30 wird durch die Anbringung der Verstärkungsleiste 20 zu einer robusten und biegesteifen Konstruktion bestehend aus dem oberen Teil 3 und dem unteren Teil 4 ausgebildet. Durch diese Ausführung ist es nicht erforderlich, die gesamte Konstruktion robuster zu gestalten, was wiederum eine Gewichts- und Materialeinsparung bedeutet. Die Verstärkungsleiste 20 kann aus verschiedensten Materialien gefertigt werden, die eine entsprechende Festigkeit aufweisen, insbesondere Materialien wie Stähle, Kunststoffe aller Art oder glasfaserverstärkte Kunststoffe etc., die in Abstimmung mit einer dafür geeigneten Verbindungsmöglichkeit angewandt werden können.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsvariante des Mantelrohres 1 gezeigt, das zweiteilig, bestehend aus dem mit der Ausnehmung 2 ausgestatteten oberen Teil 3 und dem gegenüberliegenden unteren Teil 4, die über ein Verbindungselement miteinander verbunden sind, ausgeführt ist.
Die Ausbildung des oberen Teils 3 mit der Höhe 22, die bevorzugt grösser als die Höhe 23 des unteren Teils 4 ausgeführt ist, entspricht der in der Fig. 2 dargestellten Ausführung. Der obere Teil 3 wird durch die Seitenschenkel 34 und der unterhalb der Ausnehmung 2 an der Basis 21 angeordneten Verstärkungsleiste 20 mit den Laschen 58 und Bohrungen 59 für Dämpfungsorgane 61 (in Fig. 6 nicht dargestellt) gebildet. Die im oberen Teil 3 ausgebildeten Seitenschenkel 34 mit der Wandstärke 28 weisen im Bereich der imaginären Teilungsebene 26 das Aussenmass 33 auf. Die von den Endteilen 38 der Seitenschenkel 34 ausgebildeten Stirnflächen 24 verlaufen deckungsgleich zu der senkrecht zur Symmetrieachse 27 orientierten imaginären Teilungsebene 26 und stellen die Kontaktstelle zum untergeordneten unteren Teil 4 dar.
Der untere Teil 4 mit der Höhe 23 und der Wandstärke 29 bildet einen mit dem Aussenmass 44 in etwa U-förmigen Querschnitt 42 aus, dessen Seitenschenkel 43 sich in Richtung der Teilungsebene 26 auf das Aussenmass 62 verjün- gen, was bei beispielsweise gleicher Wandstärke 28 und 29 zu einem glatten Übergang ohne Hohlkehle 39 zwischen dem oberen Teil 3 und dem unteren Teil 4 führt. Die von den Seitenschen- kei 43 in Richtung der Teilungsebene 26 ausgebildeten Zwischenteile 63 verlaufen geneigt zueinander und schliessen an einen parallel zur Symmetrieachse 27 angeordneten Endteil 64 mit seinen senkrecht zur Symmetrieachse 27 positionierten Stirnflächen 25 an.
Selbstverständlich ist es möglich, den oberen Teil 3 und/oder den unteren Teil 4 mit gleicher und/oder unterschiedlicher Wandstärke 28 und 29 auszustatten, was zu einer Überragung der Aussenseite 40 und/oder Innenseite 41 im Bereich der imaginären Teilungsebene 26 führen kann
In der Fig. 7 ist eine andere Ausführungsvariante des Mantelrohres 1 dargestellt, das zweiteilig, bestehend aus dem mit der Ausnehmung 2 ausgestatteten oberen Teil 3 und dem diesen gegenüberliegenden unteren Teil 4 ausgeführt ist. Der obere Teil 3 mit der Höhe 22 weist einen etwa trapezförmigen Querschnitt 65 auf, wobei das an der Oberkante 31 der Oberfläche 17 ausgebildete Breitenmass 32 kleiner ist, als das parallel zum Breitenmass 32 angeordnete Breitenmass 66.
Die zwischen der Oberkante 31 des oberen Teiles 3 und der imaginären Teilungsebene 26 ausgebildeten Teile von Seitenschenkeln 67 sind in Richtung der Höhe 22 geneigt zueinander angeordnet und erweitern sich mit zunehmendem Abstand von der Basis 21 gemäss dem Winkel 35 bis auf parallel zur Symmetrieachse 27 angeordnete Endteile 68 mit dem Breitenmass 66
Die von den Endteilen 68 des oberen Teils 3 ausgebildeten Stirnflächen 24 bilden eine parallel zur Oberflache 17 verlaufende imaginäre Teilungsebene 26 aus, auf der die senkrecht stehende Symmetrieachse 27 angeordnet ist.
Die zwischen der Basis 69 des unteren Teils 4 und der imagi- nären Teilungsebene 26 ausgebildeten Teile der Seitenschenkel 70 sind In Richtung der Höhe 23 im Anfangsteil 71 parallel zur Symmetrieachse 27 verlaufend angeordnet und schliessen an einen sich leicht verjüngenden Zwischenteil 72 an, dem zwei parallel zur Symmetrieachse 27 nachgeordnete Endteile 73 folgen.
Die vom oberen Teil 3 und dem unteren Teil 4 ausgebildeten Wandstarken 28 und 29 ergeben Im Bereich der imaginaren Teilungsebene 26 eine Überragung an der Aussenseite 40 und/oder an der Innenseite 41. Die Wandstärke 29 kann kleiner und/oder gleich und/oder grösser als die Wandstärke 28 des oberen Teiles 3 ausgeführt sein. Dementsprechend gilt natürlich auch eine Variierung der Wandstärke 29. Wie in Fig 7 dargestellt wird, ergibt sich bei einer unterschiedlichen Wandstärke 28 oder 29 eine Hohlkehle 39 bzw. eine Fügestelle, die eine Erleichterung der Montagearbeiten erlaubt. Durch die Abstimmung der Wandstärke 28 des mit der Ausnehmung 2
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geschwächten oberen Teils 3 ist die Verstärkungsleiste 20 nicht mehr erforderlich.
In der Fig. 8 ist eine andere Variante einer von dem oberen und unteren Teil 3,4 des Mantelrohres 1 ausgebildeten Lageraufnahmestelle 112 dargestellt. An den beiden gegenüberliegenden endseitigen Stirnflächen 5 und 6 ist eine die Lagereinrichtung 113 bildende Lageraufnahmestelle 112 ausgebildet, die aus einem Aussenring 114, einem Käfig 115 und die im Käfig 115 befindlichen Wälzkörper 116 und einem Innenring 117 besteht. Der Aussenring 114 wird direkt an der Stirnflache 5 und 6 angebracht, dessen Aussendurchmesser 118 zumindest teilweise den oberen Teil 3 und den unteren Teil 4 überragt und der mit einem Verbindungselement 119, beispielsweise Schrauben, Kleben, Nieten, Schweissen, insbesondere Laserschweissen, mit den übereinandergesetzten Teilen 3,4 verbunden wird.
Durch diese Massnahme sind erhebliche Verbesserungen der Einhaltung der Toleranzgrenze zu verzeichnen, da ein Teil und dadurch mehrere erforderliche Arbeitsgänge vermieden werden können, was zu einer Senkung der Herstellkosten führt.
Dieser Teil erhält durch partielle Härtung im Laufbereich der Wälzkörper 117 seine Härte und eine damit verbundene Erhöhung der Lebensdauer und eine ausserhalb des Laufbereiches weiche und kohlenstoffarme Materialzone, die ein technisch störungsfreies Schweissen, insbesondere Laserschweissen, ermöglicht.
Möglich ist natürlich auch die Herstellung der Lageraufnahmestellen 112 durch einen einstückigen Teil, beispielsweise einen Tiefziehteil etc., der bereits den Aussenring 114 integriert hat und der in einem anschliessenden Umformvorgang, beispielsweise Biegen, Pressen, etc. senkrecht zur Lenkwellenmittellinie 16 positioniert wird. Dazu wird ein Werkstoff verwendet, der eine für das Umformverfahren, insbesondere Tiefziehen, Abstrecken etc., ausreichende Zähigkeit sowie einen für das Schweissverfahren niedrigen Kohlenstoffgehalt aufweist und auf den sich in einem weiteren Arbeitsgang ein Härteverfahren, insbesondere Einsatzhärten, Nitrierhärten, etc., anwenden lässt.
Zusätzlich ist es bei allen angeführten Ausführungsvarianten und wie in Fig. 3 dargestellt möglich, die in Richtung der Fahrerkabine weisende endseitige Stirnfläche 5 oder 6 mit einer aus Kunststoff, Metall etc. gefertigten Hülse 120 zur Aufnahme von nicht weiters dargestellten Armaturen, insbesondere Blinkerarmaturen, Scheibenwischerarmaturen etc., auszustatten.
Es ist bei jeder beschriebenen Ausführungsvariante wahlweise moglich, die Verbindung zumindest einer der fugenlosen Lageraufnahmestelle 7 und/oder 8 mit dem Mantelrohr 1 und/oder die Verbindung des oberen Teils 3 mit dem unteren Teil 4 und/oder die Verbindung der Verstärkungsleiste 20 mit zumindest einem dieser beiden Teile 3 oder 4 beispielsweise über Nieten und/oder Pressen und/oder Kleben und/oder Löten und/oder Schweissen, insbesondere Laserschweissen, etc. herzustellen, da das Laserschweissen bzw. das Löten nur eine örtliche, minimale Wärmeeinbringung erzeugt und keine weiteren Toleranzenabweichungen ergibt. Natürlich können auch alle anderen aus dem Stand der Technik bekannten oder neuentwickelten Verbindungselemente zur Herstellung einer Verbindung herangezogen werden.
Das Löten kann ohne oder gegebenenfalls mit einem Zusatzwerkstoff durchgeführt werden.
Wie aus der Figur 3 ersichtlich, besitzt das Mantelrohr 1 mehrere Schlitze 121 und Bohrungen 122, die eine Positionierung und Zentrierung in der Schweissvorrichtung, Biegevorrichtung etc. zulassen Eine in Richtung der Fahrerkabine weisende fugenlos Lageraufnahmestelle 7 oder 8 mit dem integrierten Lager 9 oder 10 besitzt eine am Käfig adaptierte Schlangenfeder 123, über die die Toleranzen der Fertigung in axialer Richtung ausgeglichen werden und gleichzeitig die Lenkwelle 15 zwischen den beiden Lageraufnahmestellen 7 und 8 geringfügig vorgespannt wird.
Verfahren zur Herstellung und Montage :
Ein gegebenenfalls rechteckförmiger und/oder ebenflächiger Zuschnittteil wird in einem Biegevorgang bzw Abkantvorgang in einer zur Längserstreckung des Zuschnittteiles senkrechten Ebene als mehreckiges Profil ausgebildet, das den oberen Teil 3 und den unteren Teil 4 bildet. Durch die an der Basis 21 des oberen Teils 3 angebrachten Bohrungen 18,19 kann die unterhalb als Zuschnitt- und Biegeteil gefertigte Verstärkungsleiste 20 beispielsweise durch eine Laserschweissverbindung angebracht, zweckmässig durchgeschweisst werden. Für die genaue Positionierung bzw.
Zentrierung während der Montage- und Fertigungsarbeiten sind am oberen Teil 3 und am unteren Teil 4 mehreren Bohrungen 122 und Schlitze 121 angebracht. Die von der Schweissvorrichtung vorgegebene Position der oberen und unteren Teile 3 und 4 ermöglicht das exakte Aufeinandersetzen ohne nennenswerte Abweichungen von Toleranzen, wobei die von dem oberen Teil 3 ausgebildeten Seitenschenkel 34 ; 67 und die vom unteren Teil 4 ausgebildeten Seitenschenkel 43,
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70 an jeweils der Basis 21 bzw. 69 gegenüberliegenden Seiten eine zur Teilungsebene 26 planparallele Stirnfläche 24,25 ausbildet, die als Fügestelle, insbesondere für den Laserschweissvorgang, dient.
Nachdem die Verstärkungsleiste 20 bevorzugt an die Basis 21 unterhalb der Ausnehmung 2 des oberen Teiles 3 verschweisst worden ist, kann der obere Teil 3 mit dem unteren Teil 4 an der Fügestelle verbunden werden und ergibt das Mantelohr 1, an dem an den beiden gegenüberliegenden Stirnflächen 5,6 zwei Lageraufnahmestellen 7,8 adaptiert sind, die beispielsweise einstückig mit dem oberen Teil 3 als Tiefziehteil hergestellt werden und in einem anschliessenden Abkantvorgang senkrecht zu einer von der Lenkwelle 15 ausgebildeten Lenkwellenmittellinie 16 ausgerichtet und mit diesem Teil 3 verbunden wird. Die Lageraufnahmestellen 7,8 können natür- lich auch als eigenständige Drehteile, Zieh- oder Rollteile an eine Tragplatte senkrecht positioniert werden, die wiederum mit der Stirnfläche 5,6 verbunden ist.
Als nächster Montageschritt wird eine dem Lenkrad nähergelegene Lageraufnahmestelle 7 mit einem aus dem Stand der Technik bekannten, mit einer Schlangenfeder 123 ausgestatteten Lager 9 beispielsweise eingepresst, dem eine ebenfalls bereits bekannte Lenkwelle 15 eingeschoben wird und durch das nachgeordnete Einpressen des Lagers 10 in die Lageraufnahmestelle 8 die Lenkwelle 15 lagert.
Das Anpressen eines nicht in den Figuren dargestellten Befestigungselementes an die Schlangenfeder 123 wird durch das in Richtung der Längserstreckung axial auftretende Spiel der Lenkwelle 15 ausgeglichen
Wie in einer anderen Ausführungsvariante vorher beschrieben wurde, ist die Lageraufnahmesteile 7,8 bereits mit einem Aussenring 114 eines vorzugsweise zu verwendenden Kugellagers als Tiefziehteil oder als eigenständige Baueinheit gefertigt, die an das Mantelrohr 1 angeordnet ist.
Das Einschweissen des vormontierten, befetteten Kugellagers erfolgt als einer der letzten Arbeitsgänge, daher mit bereits montierter Lenkwelle 15, wodurch die Konstruktion spannungsfrei bleibt und alle Toleranzen ausgeglichen werden können. Die bei der Fertigung auftretenden Summentoleranzen und Fertigungsungenauigkeiten der beteiligten Komponenten sind dann unbedeutend.
Der Ordnung halber sei abschliessend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis das erfindungsgemasse Mantelrohr bzw. deren Bestandteile teilweise unmassstäblich und/oder vergrö- ssert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden
Vor allem konnen die einzelnen In den Fig. 1,2, 3,4, 5 ; 6 ; 7 ; 8 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemässen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen erfindungsgemässen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen zu entnehmen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mehrteiliges Mantelrohr für eine Lenkwelle mit zumindest einem oberen Teil und einem un- teren Teil, von welchem zumindest ein Teil in einer zu seiner Langserstreckung senkrech- ten Ebene einen mehreckigen Querschnitt aufweist, wobei an den beiden gegenüberlie- genden, voneinander abgewendeten Stirnflache des oberen und/oder unteren Teiles La- geraufnahmestellen angeordnet sind, die durch einen fugenlosen, geschlossenen Ring ge- bildet sind, und vom oberen Teil und/oder dem unteren Teil vorragende Stirnflächen zweier
Seitenschenkel über zumindest ein Verbindungselement miteinander verbunden sind, da- durch gekennzeichnet, dass der untere Teil (4) in einer zur Längserstreckung des Mantel- rohrs (1) senkrechten Ebene einen etwa U-förmigen oder trapezförmigen Querschnitt (42) aufweist und dass die Lageraufnahmestellen (7,8, 112)
gegebenenfalls unter Zwischen- schaltung von diese aufnehmenden Tragplatten mit den Stirnflächen (5,6) des Mantel- rohrs (1) verbunden sind.
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The invention relates to a tubular casing, as described in the preamble of claim 1.
EP 0 816 204 A1 describes a jacket tube that consists of several stamped and bent parts, an upper part consisting of a U-shaped cross section formed perpendicular to the longitudinal direction with a curved base and two flat side legs with a lower open end at the the lower part forming flat plate is attached. Another essentially flat part riveted to the upper part for stiffening is attached plane-parallel to the lower part. The upper and lower parts are exclusively connected to each other by riveting together, possibly partly by spot welding using the material of the stamped and bent parts, that is to say without any additional material expenditure. The two side legs each have an elongated hole for the longitudinally displaceable fixing of the casing tube.
The flat, rectangular lower part opposite the upper part has rags attached to the side for riveting to the upper part with two joint-free bearing receiving points with inserted ball bearings at its ends, i.e. by tensionless deformation, with inserted ball bearings that directly on the upper part and lower part are attached, trained. The disadvantage here is that the long legs of the upper part make it difficult to install assembly parts and the structural design of the casing tube is highly complex, so that series production sometimes has difficulties.
DE 692 00 117 T2 describes a further jacket tube, which is made from a one-piece blank, which has straps arranged on its two sides on the two opposite sides, which are combined with one another via a clamp system, or flanges or welding, and a cylindrical tube form. The disadvantage here is that a relatively high amount of assembly work is required and that automated production is only possible under difficult conditions.
According to another published document EP 0 928 733 A2, a jacket tube for the surroundings of the steering shaft is known, which is formed from a tubular jacket which has a recess in its longitudinal extension for the longitudinally displaceable fixing of the steering shaft and a bearing receiving point on each of its two opposite end faces pressed bearing is arranged. Furthermore, the casing tube is widened to a larger diameter in the direction of the front of the vehicle. The disadvantage here is that the tubular cross section, which is perpendicular to its longitudinal extension, has a lower rigidity than a polygonal cross section.
The present invention has for its object to produce a structurally simple and in compliance with the narrowest tolerance limit a jacket pipe with high rigidity with a few manufacturing steps.
This object of the invention is achieved by the features of claim 1. The surprising advantage of this solution lies in the fact that two open-cut blank parts are used to produce a plurality of open profile cross sections which form a polygonal cross section in a plane perpendicular to their longitudinal extent and thus have a high degree of rigidity. The upper and lower part are, for example, via a connecting element such. B. a weld, in particular a laser or plasma weld, connected to each other, whereby a pre-assembly of components, accessories etc. is possible with a tolerance-free design of the construction due to a low and local heat development. The laser welding now also creates the possibility of components such.
B. made of plastic and the like. To be preassembled and subsequently welded without these being subject to any deformation during the joining process. A precise stacking, centering and / or positioning in the welding device and / or bending device of the upper part and the lower part can be guaranteed by the holes and slots provided on the casing tube and furthermore enables economical and efficient series production while adhering to strictly limited ones tolerances.
An embodiment according to claim 2 is also advantageous, as a result of which the component is only exposed to a local, minimal heat input and as a result a construction that is largely tolerance-free can be produced
A further development according to claim 3 is also possible, a secure and inexpensive connection being able to be produced without any introduction of heat.
An advantageous further development is achieved by claim 4, which is reinforced by the
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Capillary effect facilitates the establishment of connections and also allows precise manufacture due to the low heat influence.
However, an embodiment variant according to claims 5 to 7 is also advantageous, which facilitates assembly, in particular for establishing the connection, and the smoldering and bending devices are simple in design.
A further development according to claim 8 has proven to be advantageous, since the placement of the flat parts has to be carried out with a much lower accuracy and the design of the centering device or positioning device is thereby considerably simplified.
A further development according to claim 9 is also advantageous, which reduces the number of different work processes, in particular welding processes.
Through the training according to claims 10 to 12, the space required for accommodating the steering shaft is made available and the rigidity of the construction is increased.
Another embodiment variant is described in claims 13 and 14, whereby an optimal placement of the upper part on the lower part is possible and leads to an acceleration of the assembly.
However, an embodiment variant according to claim 15 is also advantageous which increases the rigidity.
A further development according to claim 16 is advantageous, whereby a vanation of the operating height of the steering wheel is made possible.
According to claim 17, the recess accommodating an adjusting device is designed for guiding it and with a stop surface predefined in the end regions, as a result of which the adaptation effort of the adjusting device to the tubular casing is reduced.
The embodiment according to claim 18 is advantageous because the stiffness can be positively influenced by the choice of a suitable height ratio
An embodiment variant according to claim 19 has the advantage that a high rigidity is achieved by attaching a reinforcement strip even with a small wall thickness.
According to claim 20, the adjustment of the operating height of the steering wheel is possible without restriction.
An embodiment variant according to claim 21, which enables simple adaptation of accessories, in particular damping elements, has proven to be advantageous.
An embodiment according to claim 22 is advantageous, with which a noise-free adjustment of the length in the end positions of the recess and, at the same time, protection of the construction is achieved.
A further development according to claim 23 is also advantageous, which allows a reduction in the number of work steps required and thus an inexpensive production.
Through the training according to claims 24 and 25, a space-saving and compact design of the casing tube is achieved with a low component weight.
A variant according to claims 26 and 27 is also favorable, which considerably simplifies the manufacture of the bearing receiving points and reduces the number of individual components.
According to claim 28, a central recording and exact guidance of the sleeve is ensured.
An embodiment according to claim 29 is also advantageous, as a result of which there are no further deviations from predetermined tolerances, since the temperature can be kept relatively low during the welding process.
An embodiment according to claim 30 is also advantageous, since the connecting element formed by the production of an adhesive is not subject to any interfering influences, as can occur, for example, when welding due to oxygen inclusions etc.
The embodiment variant described in claims 31 enables the jacket tube to be manufactured precisely due to its low heat input.
However, an embodiment variant according to claim 32 is also advantageous, which reduces the number of individual components and work steps and thus the production costs.
Finally, a variant according to claim 33 is also advantageous, by means of which exact positioning and centering in the devices, in particular bending and welding devices, is provided.
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings.
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Show it :
Figure 1 is a perspective view of the casing tube according to the invention.
Fig. 2 enlarged the jacket tube in front view and cut along lines 11 - 11 in
Fig. 1;
Figure 3 is a jacket tube with bearing receiving points, bearings, reinforcing bar and a sleeve cut in side view and in a simplified representation.
4 the reinforcing strip in a top view and in an enlarged view,
5 shows the reinforcement strip, cut along the lines V - V in FIG. 4;
6 shows another variant of the casing tube in front view;
7 shows a further embodiment variant of the casing tube in front view;
8 shows a jacket tube with outer rings of the bearings integrated on the end faces, cut in a side view and in a greatly simplified representation.
In the introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, and the disclosures contained in the entire description can be applied analogously to the same parts with the same reference numerals or the same component names. The location information selected in the description, such as. B. above, below, laterally, etc. based on the immediately described and illustrated figure and are analogous to a new position to transfer to the new location. Furthermore, individual features or combinations of features from the different exemplary embodiments shown and described can also represent independent, inventive or inventive solutions.
1 to 5, a jacket tube 1 is shown, which is formed from an upper part 3 equipped with a recess 2 and a lower part 4 opposite this. The casing tube 1, as used, for example, in motor vehicles, has bearing receiving points 7 and 8 on two opposite end faces 5 and 6, which are designed in particular as bearing seat rings or bearing shells and are connected to the casing tube 1 via a connecting element, for example welded and / or screwed and / or riveted and / or glued. The jointless tubular bearing receiving points 7 and 8 for receiving bearings 9 and 10, in particular ball bearings, are designed with an inner diameter 11 and an outer diameter 12 and have a flat support plate connected to the end faces 5, 6.
The seamless bearing receiving points 7 and 8, which are designed to be continuously circular and with a width 13, form a tube section which is produced by a rolling process or a deep-drawing process, etc. Preferably, the bearing receiving point 7 or 8 pointing in the direction of the driver's cab is designed with a greater width than the bearing receiving point 7 or 8 opposite it. The bearing receiving points 7 and 8 can be designed such that the bearings 9 and 10 are fixed to the bearing receiving points 7 and 8 connected, for example pressed, welded, glued, etc. and / or that an outer ring 14 formed by the bearing 9 and 10 forms a one-part or two-part component with the bearing receiving point 7 and 8.
The adjustment and guidance of the length of a steering shaft 15 in the direction of the steering shaft center line 16 requires the recess 2 made in the upper part 3 of the casing tube 1, which can be designed, for example, as a longitudinal groove, longitudinal slot, elongated hole, in order to allow a variation in the operating position. The jacket tube 1 is provided on the surface 17 of the upper part 3 with a plurality of circumferentially distributed bores 18 and 19 for connecting a reinforcing strip 20 to the jacket tube 1. The internal reinforcement strip 20, which is attached to the base 21 parallel to the steering shaft center line 16, serves to stiffen the recess 2 of the upper part 3 made on the surface 17 and is connected to the casing tube 1 from outside or inside, preferably from the outside, by a welded connection.
Any welding method, in particular arc welding, plasma welding or laser welding, etc., can be used for a welding connection, which connection with or without filler material between the reinforcement strip 20 with the casing 1, in particular the upper part 3 and / or between the upper part 3 and allow the lower part 4 and / or between the casing tube 1 and a flat plate of the bearing receiving points 7 and 8 etc.
End faces 24 and 25 formed from the upper part 3 with a height 22 and the lower part 4 with a height 23 form an imaginary parting plane running parallel to the surface 17
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26 on which a perpendicular axis of symmetry 27 is arranged. The height 22 of the upper part 3 is preferably greater than the height 23 formed by the lower part 4. The wall thickness 28 of the upper part 3 corresponds to the wall thickness 29 of the lower part 4 and expediently remains constant over the entire cross section 30. The upper part 3 with the height 22 has a polygonal, for example trapezoidal or U-shaped cross-section 30, a width dimension 32 formed on the upper edge 31 of the surface 17 being smaller than an outer dimension 33 arranged parallel to the width dimension 32.
The parts of side legs 34 formed between the upper edge 31 of the upper part 3 and the imaginary parting plane 26 are arranged inclined to each other in the direction of the height 22 and widen with increasing distance from the base 21 according to an angle 35 to a parallel to the axis of symmetry 27 arranged intermediate part 36 with an outer dimension 37, which has a slight taper in the adjoining area. This is followed by an end part 38 arranged parallel to the axis of symmetry 27, which forms the contact point with the two end faces 24 to the lower part 4 and is connected to the lower part 4 with a connecting element.
By using a uniform wall thickness 28 and 29, an overlap at the imaginary parting plane 26 is created on the end faces 24 and 25 of the upper part 3 and the lower part 4, which overlap can for example correspond to half the wall thickness 28 and 29. The fillet 39 formed by the overlap on an outside 40 opposite the axis of symmetry 27 or on an inside 41 of the jacket tube 1 facing the axis of symmetry 27 is of great advantage for the production of a connection, in particular a welded connection. Such a design simplifies the preparatory work that has to be carried out in the broader sense for the connection of the upper part 3 and the lower part 4, since the execution of assembly devices can be made structurally simpler and more economical.
This considerably simplifies and speeds up assembly work.
The lower part 4 with the height 23 forms, for example, a U-shaped cross section 42, with two side legs 43 running parallel to the axis of symmetry 27, the outer dimension 44 of which is smaller, the same or larger than the outer dimension 33 and can be equated with the outer dimension 37 , Accordingly, there is the overlap and an associated protrusion of the inside 41 or the outside 40. Of course, there is also the possibility that the side legs 34 and 43 have a congruent course.
The reinforcing strip 20, which is arranged in the direction of the steering shaft center line 16 and has a length 45, width 46 and a thickness 47, is directly attached to the base 21 below the recess 2 of the upper part 3, which is positioned with a width 48 and a length 49.
The reinforcing strip 20 has a recess 50 made in the direction of the length 45, in particular a longitudinal groove, the width 51 and length 52 of which are equal and / or greater than the length 49 and width 48 of the recess 2 of the casing tube 1.
Opposing and inclined side surfaces 53 extending over the length 45 at an angle 54 are adapted to the shape of the side legs 34. Two tabs 58, which are recessed on opposite end faces 55 and 56 at a distance 57 perpendicular to the reinforcement strip 20, have a bore 59 with a diameter 60 for receiving damping elements 61, for example elastomer dampers, air dampers or spring dampers etc. Of course, the damping members 61 can be attached to the tabs 58 via all possible types of connection, for example gluing, pressing, clamping, riveting, etc. The end position damping provided by the damping members 61 contributes to the protection of the construction and additionally also specifies a sufficient adjustment path.
The length 52 of the cutout 50 made in the reinforcement strip 20 can be designed such that the tabs 58 placed directly below the casing pipe 1 are positioned directly flush and / or spaced at the beginning or end of the cutout 2 made in the casing pipe 1. Of course, any attachment, for example riveting, gluing, welding, etc., of the tabs 58 to the reinforcing strip 20 is possible, to which the construction is to be adapted. The reinforcing strip 20 can also be manufactured as a blank to which the tabs 58 are to be attached or protruding tabs 58 pointing in the direction of the steering shaft center line 16 are positioned parallel to the axis of symmetry 27.
A further embodiment consists in that the upper part 3 of the casing tube 1 takes into account the material required for the tabs 58 in the form of notches during manufacture, and In
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a subsequent forming process 900 is aligned with the surface 17 of the upper part 3.
The cross section 30 weakened by the recess 2 in the upper part 3 is formed by the attachment of the reinforcing strip 20 to a robust and rigid construction consisting of the upper part 3 and the lower part 4. With this design, it is not necessary to make the entire construction more robust, which in turn means a saving in weight and material. The reinforcement strip 20 can be made from a wide variety of materials which have a corresponding strength, in particular materials such as steels, plastics of all kinds or glass fiber reinforced plastics etc. which can be used in coordination with a suitable connection option.
6 shows a further embodiment variant of the casing tube 1, which is made in two parts, consisting of the upper part 3 equipped with the recess 2 and the opposite lower part 4, which are connected to one another via a connecting element.
The design of the upper part 3 with the height 22, which is preferably greater than the height 23 of the lower part 4, corresponds to the embodiment shown in FIG. 2. The upper part 3 is formed by the side legs 34 and the reinforcement strip 20 arranged below the recess 2 on the base 21 with the tabs 58 and bores 59 for damping members 61 (not shown in FIG. 6). The side legs 34 with the wall thickness 28 formed in the upper part 3 have the outer dimension 33 in the region of the imaginary parting plane 26. The end faces 24 formed by the end parts 38 of the side legs 34 run congruently with the imaginary parting plane 26 oriented perpendicular to the axis of symmetry 27 and represent the contact point with the lower part 4.
The lower part 4 with the height 23 and the wall thickness 29 forms an approximately U-shaped cross-section 42 with the outer dimension 44, the side legs 43 of which taper towards the outer dimension 62 in the direction of the division plane 26, which, for example, with the same wall thickness 28 and 29 leads to a smooth transition without fillet 39 between the upper part 3 and the lower part 4. The intermediate parts 63 formed by the side legs 43 in the direction of the division plane 26 run inclined to one another and adjoin an end part 64 arranged parallel to the axis of symmetry 27 with its end faces 25 positioned perpendicular to the axis of symmetry 27.
Of course, it is possible to equip the upper part 3 and / or the lower part 4 with the same and / or different wall thicknesses 28 and 29, which can lead to a projection of the outside 40 and / or inside 41 in the region of the imaginary parting plane 26
7 shows another variant of the casing tube 1, which is made in two parts, consisting of the upper part 3 equipped with the recess 2 and the lower part 4 opposite it. The upper part 3 with the height 22 has an approximately trapezoidal cross section 65, the width dimension 32 formed on the upper edge 31 of the surface 17 being smaller than the width dimension 66 arranged parallel to the width dimension 32.
The parts of side legs 67 formed between the upper edge 31 of the upper part 3 and the imaginary parting plane 26 are inclined to one another in the direction of the height 22 and expand with increasing distance from the base 21 according to the angle 35 to end parts arranged parallel to the axis of symmetry 27 68 with the width 66
The end faces 24 formed by the end parts 68 of the upper part 3 form an imaginary parting plane 26 running parallel to the surface 17, on which the perpendicular axis of symmetry 27 is arranged.
The parts of the side legs 70 formed between the base 69 of the lower part 4 and the imaginary parting plane 26 are arranged in the direction of the height 23 in the initial part 71 parallel to the axis of symmetry 27 and adjoin a slightly tapering intermediate part 72, the two parallel End parts 73 arranged downstream of the axis of symmetry 27.
The wall thicknesses 28 and 29 formed by the upper part 3 and the lower part 4 result in a protrusion in the region of the imaginary parting plane 26 on the outside 40 and / or on the inside 41. The wall thickness 29 can be smaller and / or equal and / or larger than the wall thickness 28 of the upper part 3 can be executed. Correspondingly, of course, there is also a variation in the wall thickness 29. As is shown in FIG. 7, with a different wall thickness 28 or 29 there is a fillet 39 or a joint, which facilitates the assembly work. By coordinating the wall thickness 28 of the recess 2
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weakened upper part 3, the reinforcing bar 20 is no longer required.
Another variant of a bearing receiving point 112 formed by the upper and lower parts 3, 4 of the casing tube 1 is shown in FIG. 8. On the two opposite end faces 5 and 6, a bearing receiving point 112 is formed which forms the bearing device 113 and consists of an outer ring 114, a cage 115 and the rolling elements 116 located in the cage 115 and an inner ring 117. The outer ring 114 is attached directly to the end face 5 and 6, the outer diameter 118 of which at least partially projects beyond the upper part 3 and the lower part 4 and which is connected to one another by a connecting element 119, for example screws, gluing, riveting, welding, in particular laser welding Share 3.4 is connected.
As a result of this measure, considerable improvements in compliance with the tolerance limit can be recorded, since one part and thus several required work steps can be avoided, which leads to a reduction in production costs.
This part is given its hardness by partial hardening in the running area of the rolling elements 117 and an associated increase in the service life and a soft and low-carbon material zone outside the running area, which enables technically trouble-free welding, in particular laser welding.
It is of course also possible to manufacture the bearing receiving points 112 by means of a one-piece part, for example a deep-drawn part, which has already integrated the outer ring 114 and which is positioned perpendicular to the steering shaft center line 16 in a subsequent forming process, for example bending, pressing, etc. For this purpose, a material is used which has a toughness sufficient for the forming process, in particular deep drawing, drawing etc., and a low carbon content for the welding process and to which a hardening process, in particular case hardening, nitriding, etc., can be applied in a further operation ,
In addition, it is possible in all of the design variants mentioned and, as shown in FIG. 3, the end face 5 or 6 pointing in the direction of the driver's cab with a sleeve 120 made of plastic, metal etc. for receiving fittings, in particular turn signal fittings, windshield wiper fittings etc. to equip.
In each embodiment variant described, it is optionally possible to connect at least one of the seamless bearing receiving points 7 and / or 8 to the casing tube 1 and / or to connect the upper part 3 to the lower part 4 and / or to connect the reinforcing strip 20 to at least one of these two parts 3 or 4, for example, via rivets and / or pressing and / or gluing and / or soldering and / or welding, in particular laser welding, etc., since laser welding or soldering only generates a local, minimal heat input and no further Tolerance deviations result. Of course, all other connecting elements known or newly developed from the prior art can also be used to produce a connection.
The soldering can be carried out with or without an additional material.
As can be seen from FIG. 3, the casing tube 1 has a plurality of slots 121 and bores 122 which permit positioning and centering in the welding device, bending device, etc. A joint-free bearing receiving point 7 or 8 with the integrated bearing 9 or 10 pointing in the direction of the driver's cabin a snake spring 123 adapted to the cage, via which the tolerances of the production are compensated in the axial direction and at the same time the steering shaft 15 is slightly pretensioned between the two bearing receiving points 7 and 8.
Manufacturing and assembly processes:
A possibly rectangular and / or flat blank is formed in a bending process or folding process in a plane perpendicular to the longitudinal extension of the blank as a polygonal profile, which forms the upper part 3 and the lower part 4. Through the holes 18, 19 on the base 21 of the upper part 3, the reinforcement strip 20, which is manufactured below as a cut and bent part, can be expediently welded through, for example by a laser welding connection. For exact positioning or
Centering during assembly and production work are made on the upper part 3 and on the lower part 4 a plurality of bores 122 and slots 121. The position of the upper and lower parts 3 and 4 predetermined by the welding device enables the exact placement without any significant deviations from tolerances, the side legs 34; 67 and the side legs 43 formed by the lower part 4,
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70 on each side opposite the base 21 or 69 forms an end face 24, 25 which is plane-parallel to the division plane 26 and which serves as a joint, in particular for the laser welding process.
After the reinforcement strip 20 has preferably been welded to the base 21 below the recess 2 of the upper part 3, the upper part 3 can be connected to the lower part 4 at the joint and results in the casing tube 1, on which on the two opposite end faces 5 , 6 two bearing receiving points 7, 8 are adapted, which are manufactured, for example, in one piece with the upper part 3 as a deep-drawn part and, in a subsequent folding process, are aligned perpendicular to a steering shaft center line 16 formed by the steering shaft 15 and connected to this part 3. The bearing receiving points 7, 8 can of course also be positioned vertically as independent turned parts, drawn or rolling parts on a support plate, which in turn is connected to the end face 5, 6.
As the next assembly step, a bearing receiving point 7 closer to the steering wheel is pressed in, for example, with a bearing 9 known from the prior art and equipped with a coil spring 123, into which a steering shaft 15, which is also already known, is inserted and by the subsequent pressing of the bearing 10 into the bearing receiving point 8 the steering shaft 15 is supported.
The pressing of a fastening element (not shown in the figures) onto the coil spring 123 is compensated for by the play of the steering shaft 15 which occurs axially in the direction of the longitudinal extent
As previously described in another embodiment variant, the bearing receiving parts 7, 8 are already manufactured with an outer ring 114 of a ball bearing, which is preferably to be used, as a deep-drawn part or as an independent structural unit which is arranged on the casing tube 1.
The pre-assembled, greased ball bearing is welded in as one of the last work steps, therefore with the steering shaft 15 already installed, as a result of which the construction remains tension-free and all tolerances can be compensated for. The total tolerances and manufacturing inaccuracies of the components involved during production are then insignificant.
For the sake of order, it should finally be pointed out that, for better understanding, the casing tube according to the invention or its components have been partially shown to scale and / or enlarged and / or reduced.
The object on which the independent inventive solutions are based can be found in the description
Above all, the individual In Figs. 1,2, 3,4, 5; 6; 7; 8 shown form the subject of independent, inventive solutions. The relevant tasks and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions.
PATENT CLAIMS:
1. Multi-part jacket tube for a steering shaft with at least an upper part and a lower part, at least part of which has a polygonal cross section in a plane perpendicular to its longitudinal extension, the end face of the Upper and / or lower part of the bearing receiving points are arranged, which are formed by a seamless, closed ring, and projecting end faces of two from the upper part and / or the lower part
Side legs are connected to one another via at least one connecting element, characterized in that the lower part (4) has an approximately U-shaped or trapezoidal cross-section (42) in a plane perpendicular to the longitudinal extension of the jacket tube (1) and that the bearing receiving points (7,8, 112)
if necessary, with the interposition of these supporting plates, are connected to the end faces (5, 6) of the casing tube (1).