DE3435084C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Lenkschloß für Kraft­ fahrzeuge der in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 angegebenen Art.

Ein derartiges Lenkschloß ist der DE-OS 33 39 065 bereits als bekannt zu entnehmen. Das Übertragungsmittel wird bei diesem Lenkschloß von in keilförmige Nuten eingreifenden zylindrischen Bolzen gebildet, die achsparallel zur Lenk­ spindel verlaufen, und die den Schließring durchsetzend in zugeordneten Fenstern desselben gelagert sind. Der Durchmesser der zylindrischen Bolzen ist dabei so be­ messen, daß die Bolzen formschlüssig in der zugeordneten Nut liegend etwas erhaben über den Außenumfang des Schließrings überstehen.

Alle über den Umfang des Schließrings verteilt angeordneten, zylindrischen Bolzen werden gemeinsam von einer radial ver­ formbaren Hülse umschlossen, durch die sie in ihrer Konstruk­ tionslage gehalten werden. Dabei ist als Hülse eine Schrau­ benfeder oder ein zylindrisches Rohr vorgesehen, das mittels einer wendelförmigen Schlitzung schraubenfederähnlich ge­ staltet ist.

Somit läßt sich die Lenkspindel bei gesperrtem Schließ­ ring dadurch drehen, daß die zylindrischen Bolzen auf den Keilflächen der Nuten nach außen gefördert werden, wobei ihr weiteres Austreten aus den Fenstern des Schließ­ rings gegen die Ausfederkraft der Schraubenfeder er­ folgen muß.

Die radiale Ausfederkraft der schraubenfederähnlichen Hülse bestimmt also das Grenzdrehmoment bei Überlast.

Als nachteilig ist bei diesem bekannten Lenkradschloß je­ doch die fertigungstechnisch aufwendige sowie die radial relativ viel Freiraum erfordernde Bauweise der Überlast­ kupplung anzusehen.

Demgegenüber ist aus der EP 01 29 522 bereits eine Über­ lastkupplung für ein Lenkradschloß bekannt, die kompakter in den Schließring integriert ist. Hierbei ist der Schließring in seinen Endbereichen als konische Hülse ausgebildet. Bei auf die Lenkspindel aufgeschobenem Schließring befindet sich dadurch zwischen dem Außen­ umfang der Lenkspindel und den konischen Flächen am Innen­ umfang der Endbereiche des Schließrings jeweils ein lichter Ringraum mit keilförmigem Querschnitt, der an den Stirnseiten des Schließrings seine größte lichte Breite aufweist.

Von den Stirnseiten des Schließrings ausgehend ist beid­ endig in den keilförmigen Ringraum ein Reibring mit einem gegenstückigen Keilquerschnitt einschiebbar. Beide Reib­ ringe sind im Innern des Schließrings versenkt und sollen einen durch das erforderliche Grenzdrehmoment der Über­ lastkupplung vorgegebenen Reibschluß zwischen den kegeligen Umfangsflächen der Reibringe und den konischen Umfangs­ flächen des Schließrings einerseits und zwischen jeweils einer zylindrischen Fläche am Innenumfang der Reibringe und dem Außenumfang der Lenkspindel übertragen. Hierzu sind die Reibringe in Längsrichtung mit einem durch­ gehenden Schlitz versehen, der so breit bemessen ist, daß die Reibringe radial unter elastischer Dehnung soweit einfederbar sind, daß ihr lichter Durchmesser etwas ge­ ringer ist als der Durchmesser der Lenkspindel.

Die so gestalteten Reibringe sind mit einer definierten Vorspannkraft, die in axialer Richtung wirksam ist, auf ihren konischen Sitz im Schließring gepreßt, wobei sie einfedern und den Umfang der Lenkspindel mit der ge­ wünschten Vorspannung reibschlüssig umschließen. Zur Erhaltung dieser gewünschten Vorspannung sind an den Stirnenden des Schließringes Sicherungsbleche vorge­ sehen. Diese Sicherungsbleche bestehen aus endseitig aus dem Schließring ausgeklinkten Blechlappen, die um etwa 180 Grad nach innen abgewinkelt sind und den Reib­ ring in dessen Vorschubrichtung abstützen. Eine Ab­ stützung dieser Art ist jedoch nicht instande, eine dauerhaft federbelastungsähnliche Kraft auf den zuge­ ordneten Reibring auszuüben, zumal das Sicherungsblech beim Überführen in die abstützende Stellung plastisch verformt werden muß. Für eine dauerhafte Funktions­ tüchtigkeit der Überlastkupplung ergäbe sich somit das Erfordernis, die Reibringe z.B. mit Schraubenfedern in ihrer Vorschubrichtung axial zu belasten.

Der an sich vorhandene Vorteil eines einfachen Aufbaus würde dadurch allerdings erheblich beeinträchtigt.

Schließlich ist aus der JP 59-73 349 eine Vorrichtung bekannt, mit der ein Aufbrechen des Lenkradschlosses durch Gewalteinwirkung verhindert werden kann.

Die Vorrichtung umfaßt eine längsgeschlitzte Hülse mit einem Innenmehrkant, die schließringartig auf eine Lenk­ spindel mit einem gegenstückigen Außenmehrkant aufge­ schoben ist. In den Längsschlitz der Hülse greift der Sperrbolzen des Lenkradschlosses drehsichernd ein. Wird die Lenkspindel z.B. mittels einer am Lenkrad angesetzten Brechstange gewaltsam gedreht, so kommt es nicht zum erwünschten Abscheren des Sperrbolzens, sondern die Hülse weitet sich unter Einwirkung des sich in der Hülse etwas verdrehenden lenkspindelfesten Mehrkants auf, indem sie elastisch aufgebogen wird.

Als Überlastkupplung ist diese bekannte Vorrichtung je­ doch nicht geeignet, da an Überlastkupplungen die An­ forderung gestellt wird, daß diese bereits nach einer kleinen Relativdrehung der Lenkspindel gegenüber dem Schließring wieder eine Drehhemmung bis zum Grenzdreh­ moment aufbauen müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenkschloß der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Überlastkupplung zwischen der Lenkspindel und dem zugeordneten Schließring möglichst kostengünstig herstellbar ist und zudem nur wenig Einbauraum erfordert.

Die Lösung dieser Erfindungsaufgabe ergibt sich alternativ aus den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 1 oder 2.

Aus den Merkmalen der übrigen Patentansprüche 3 bis 10 gehen vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedanken hervor.

Im folgenden sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert, wobei aus

Fig. 1 ein Lenkschloßbereich einer Lenkspindel, aus

Fig. 2 ein Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1, aus

Fig. 3 eine Variante zur Ausführungsform nach Fig. 2, aus

Fig. 4 eine weitere Variante zur Ausführungs­ form gemäß Fig. 2; und aus

Fig. 5 eine Ansicht eines modifizierten Schließ­ ringes ersichtlich ist.

In Fig. 1 ist ein lenkschloßseitiger Abschnitt einer als Hohlwelle ausgebildeten Lenkspindel 1 a konzentrisch von einem rohrförmigen Schließring 2 a umgeben, der ein Lang­ loch 3 aufweist. Der Schließring 2 a ist in nicht darge­ stellter aber üblicher Weise von einem Mantelrohr um­ geben, auf dem ein Lenkschloß befestigt ist. Mit dem Lenkschloß ist ein Sperrglied wechselweise in eine Freigabe- und Sperrstellung überführbar. Dieses Sperr­ glied rastet in der Sperrstellung bei gegenüberliegendem Langloch 3 in dieses ein und blockiert den Schließring 2 a. Hierdurch wird mittelbar auch die Lenkspindel 1 a bis zum Auftreten eines auf die Lenkspindel 1 a einwirkenden Grenzdrehmomentes blockiert. Die hierzu notwendige Über­ lastkupplung ist zwischen dem Außenumfang der Lenkspindel 1 a und dem Innenumfang des Schließringes 2 a wirksam. Als Überlastkupplung ist eine formschlüssige gemäß Fig. 2 oder eine reibschlüssige gemäß einer der Varianten nach Fig. 3 bis Fig. 5 vorgesehen.

Bei der formschlüssigen Überlastkupplung befindet sich auf dem Außenumfang einer Lenkspindel 1 a eine Vielfach­ verzahnung und auf dem Innenumfang eines Schließringes 2 a eine gegenstückige Innenverzahnung. Die Drehmoment­ übertragung kann somit nach Art einer Welle-Nabe-Ver­ bindung erfolgen. Zur Drehmomentbegrenzung ist der Schließring 2 a als längsgeschlitzte Spannhülse ausge­ führt, dessen Innenverzahnung aufgrund seines Elastizitäts­ verhaltens in radialer Richtung formschlüssig in die Vielfachverzahnung der Lenkspindel 1 a eingreift. Die Spannhülse kann hierbei so bemessen sein, daß deren in Längsrichtung verlaufenden Schlitzungsflächen ein­ ander im eingefederten Betriebszustand im Abstand der Breite des Langloches 3 gegenüberliegen, so daß eine zusätzliche Eingriffsmöglichkeit für das Sperrglied geschaffen ist. Beim Auftreten eines Überlast-Dreh­ momentes an der Lenkspindel 1 a federt der Schließ­ ring 2 a soweit aus, daß die Lenkspindel 1 a relativ zu diesem drehbar ist, rastet jedoch selbsttätig wieder ein, sobald das Überlastdrehmoment nicht mehr aufrecht­ erhalten wird.

Fig. 3 zeigt eine gleichermaßen längsgeschlitzte Spann­ hülse als Schließring 2 b, der unter Vorspannung auf einen planen Wellenabschnitt einer Lenkspindel 1 b aufgepreßt ist. Da die Überlastkupplung hierbei als Rutschkupplung ausgeführt ist, sollte der Schließring 2 b so ausgelegt sein daß das mindestens erforderliche Drehmoment von 200 Nm im Zustand der Gleitreibung übertragbar ist.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist ein Schließring 2 a als Rohrhülse ausgebildet. Von seinem Innenumfang liegen auf der Lenkspindel 1 b nur einzelne Spannseg­ mente 4 an, die durch Hinterschneiden der zwischen den Spannsegmenten 4 liegenden Umfangsabschnitte z.B. durch ein Räumverfahren erzeugt sind. Dadurch, daß die Vor­ spannkraft des Schließringes 2 c nur über die Spannseg­ mente 4 auf die Lenkspindel 1 b wirkt, kann das mögliche Toleranzfeld für die Passung zwischen dem Schließring 2 c und der Lenkspindel 1 b vergrößert werden da sich die Spannsegmente 4 elastisch verformen lassen. Gegebenen­ falls kann zwischen den Spannsegmenten 4 und dem Um­ fang der Lenkspindel 1 b eine Zwischenhülse aus Kunst­ stoff z.B. aus Teflon vorgesehen sein, die noch größereFreiräume für die Fertigung des Schließringes 2 c schafft.

Fig. 5 zeigt eine Variante, bei der aus einem Schließ­ ring 2 d zungenförmige Reibelemente ausgeklinkt sind. Diese als Zungen 5 bezeichneten Reibelemente sind ein­ wärts gerichtet so stark vorgeformt, daß sie beim Auf­ schieben auf die Lenkspindel 1 b plastisch rückverformt werden. Hierdurch läßt sich die ausreichend definierte Vorspannkraft aufbringen, die zur Funktion als Rutsch­ kupplung notwendig ist.

Da die angestrebte Überlastkupplung auch nach Jahren noch betriebsbereit sein muß und insbesondere die ein­ ander innig berührenden korrespondierenden Flächen der reibschlüssigen Ausführungsformen für Kontaktkorrosions­ erscheinungen anfällig sind, ist es vorgesehen, zwischen den Reibflächen eine Pastenschmierung aufzubringen oder alternativ mindestens eine der einander zugeordneten Reibflächen korrosionshemmend zu beschichten.

Als weiterer Vorteil ergibt sich hierdurch eine geringere Differenz zwischen dem Haftreibungs- und Gleitreibungs­ beiwert so daß die Bemessung der Bauteile zur Erzielung der geeigneten Vorspannung vereinfacht ist.

Jede der erläuterten Ausführungsformen zeichnet sich durch einen einfachen und kompakten Aufbau aus. Dieser Vorteil liegt im wesentlichen darin begründet, daß die Federvor­ spannung für die Überlastkupplung durch die Radialkräfte der Schließringe 2 a, 2 b, 2 c und 2 d selbst gegeben ist.

Claims (10)

1. Lenkschloß für Kraftfahrzeuge mit einem durch jeweils einen Schließvorgang wechselweise in eine Freigabe- und Sperrstellung überführbaren Sperrglied, das in eine Aus­ nehmung eines konzentrisch zu einer Lenkspindel angeordne­ ten Schließringes einrastet, der die Lenkspindel bei einge­ rastetem Sperrglied bis zum Auftreten eines Grenzdrehmomentes blockiert, wobei zwischen der Lenkspindel und dem Schließring eine Überlastkupplung vorgesehen ist, die zur Drehmomentüber­ tragung mit am Schließring angeordneten, unter radialer Belastung durch eine federnde Hülse stehenden, in mehrere auf den Umfang der Lenkspindel verteilte, axial verlaufende, sich radial nach außen erweiternde Nuten formschlüssig eingreifenden Übertragungsmitteln versehen ist, und die bei einer auftretenden Überlast durch radiales Austreten der Übertragungsmittel aus den Nuten eine Drehung der Lenkspindel gegenüber dem gesperrten Schließring zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Hülse vom Schließring (2 a) selbst ge­ bildet ist, der in Längsrichtung durchgehend geschlitzt ist, und der an seinem Innenumfang mit einer zum Außen­ umfang der Lenkspindel (1 a) gegenstückigen Innenverzahnung versehen ist, die das Übertragungsmittel bildet.

2. Lenkschloß für Kraftfahrzeuge mit einem durch jeweils einen Schließvorgang wechselweise in eine Freigabe- und Sperrstellung überführbaren Sperrglied, das in eine Aus­ nehmung eines konzentrisch zu einer Lenkspindel angeordne­ ten Schließringes einrastet, der die Lenkspindel bei einge­ rastetem Sperrglied bis zum Auftreten eines Grenzdrehmo­ mentes blockiert, wobei zwischen der Lenkspindel und dem Schließring eine Überlastkupplung vorgesehen ist, die zur Drehmomentübertragung zwischen dem Innenumfang des Schließ­ ringes und dem Außenumfang der Lenkspindel mit durch eine zylindrische Hülse radial federbelasteten Übertragungs­ mitteln versehen ist, die bei einer Überlast eine Drehung der Lenkspindel gegenüber dem gesperrten Schließring zu­ lassen, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Hülse vom Schließring (2 b, 2 c, 2 d) selbst gebildet ist, und daß ein zylindrischer Umfangsab­ schnitt der Lenkspindel (1 b) reibschlüssig vom Schließ­ ring (2 b, 2 c, 2 d) umschlossen ist.

3. Lenkschloß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine längsgeschlitzte Spannhülse als Schließring (2 b) auf die Lenkspindel (1 b) aufgepreßt ist.

4. Lenkschloß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schließring (2 c, 2 d) eine Rohrhülse vorgesehen ist, von der einwärts gerichtete Reibelemente abragen.

5. Lenkschloß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibelemente aus dem Schließring (2 d) ausgeklinkt sind und als Zungen (5) einwärts gerichtet verformt sind.

6. Lenkschloß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenumfang des Schließringes (2 c) in Form von Spannsegmenten (4) auf den Außenumfang der Lenkspindel (1 b) gepreßt ist, wobei die Spannsegmente (4) durch Hinterschneiden der zwischen den Spannsegmenten (4) liegenden Umfangsabschnitte erzeugt sind.

7. Lenkschloß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenumfang der Lenkspindel (1 b) und den Spannsegmenten (4) eine Zwischenhülse aus Kunststoff ange­ ordnet ist.

8. Lenkschloß nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den korrespondierenden Reibflächen eine Pastenschmierung vorgesehen ist.

9. Lenkschloß nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der korrespondierenden Reibflächen feuerverzinkt ist.

10. Lenkschloß nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der korrespondierenden Reibflächen mit einer keramischen Beschichtung versehen ist.