DE19954877A1

DE19954877A1 - Lenkwellenbefestigung

Info

Publication number: DE19954877A1
Application number: DE19954877A
Authority: DE
Inventors: Jeffrey A Harvey; James C Dunn
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2000-06-29
Anticipated expiration: 2019-11-16
Also published as: US5975561A; DE19954877C2

Abstract

Eine drehbare Lenkwelle (12) hat eine Oberfläche (93), die eine sich verjüngende Verriegelungsöffnung (92) definiert. Ein Montierglied (14), aufnehmbar auf der Welle (12), hat einen ersten Verriegelungsstiftdurchgang (70). Ein Verriegelungsstift (16) zum Sichern des Montiergliedes (14) auf der Eingangswelle (12) hat einen ersten Teil (100), der aufnehmbar ist in dem ersten Verriegelungsstiftdurchgang (70) in dem Montierglied (14). Der Verriegelungsstift (16) hat außerdem einen sich verjüngenden Endteil (104), der aufnehmbar ist in der sich verjüngenden Verriegelungsöffnung (92) in der Welle, um das Montierglied auf der Welle für eine Drehung mit der Welle zu sichern.

Description

Hintergrund der Erfindung Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Befestigung eines Fahr zeuglenkrades und/oder einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung an der Lenkeingangswelle bzw. Lenkantriebswelle eines Fahrzeuges.

Beschreibung des Standes der Technik

Die US-Patentschrift Nr. 5,615,910 mit dem Titel "Vorrichtung zum Zu rückhalten eines Fahrers eines Fahrzeugs" beschreibt ein Montierglied zum Tragen eines Lenkrades und eines Fahrerseitenairbagmoduls auf einer Fahrzeuglenkeingangswelle. Das Montierglied hat einen Stutzen bzw. Aufsatz, der einen Endteil der Lenkwelle aufnimmt. Eine Stell schraube wird in der sich radial erstreckenden Bohrung in dem Stutzen des Montierglieds getragen. Die Stellschraube greift mit dem Endteil der Lenkwelle ein um das Montierglied auf der Lenkwelle zu halten. Der Eingriff der Stellschraube mit der Lenkwelle sieht nur einen punktuellen Kontakt zwischen den zwei Teilen vor.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist eine Vorrichtung die eine drehbare Lenk welle mit einer Oberfläche, die eine sich verjüngende Verriegelungsöff nung definiert, aufweist. Ein auf der Welle aufnehmbares Montierglied hat einen ersten Verriegelungsstiftdurchgang. Ein Verriegelungsstift zum Sichern des Montierglieds auf der Eingangswelle hat einen ersten Teil der in dem ersten Verriegelungsstiftdurchgang des Montiergliedes aufnehmbar ist. Der Verriegelungsstift hat einen sich verjüngenden Endteil, der aufgenommen werden kann in der sich verjüngenden Ver riegelungsöffnung in der Welle um das Montierglied auf der Welle für eine Rotation mit der Welle zu sichern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann auf dem Gebiet auf den sich die vorliegende Erfin dung bezieht durch ein Lesen der folgenden Beschreibung unter Be zugnahme der beiliegenden Zeichnungen, die folgendes zeigen:

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrich tung gemäß der vorliegenden Erfindung, gezeigt in einem zusammengesetzten Zustand;

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Vorrichtung der Fig. 1, in einem teilweise zusammengesetzten Zustand;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht ähnlich zu der Fig. 2 und zeigt die Vorrichtung in einem zusammengesetzten Zustand;

Fig. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Teile der Fig. 3;

Fig. 5 ist eine Ansicht ähnlich zu Fig. 2 und zeigt einen ersten Schritt, in dem Auseinanderbau der Vorrichtung der Fig. 1; und

Fig. 6 ist eine Ansicht ähnlich der Fig. 5 und zeigt einen zweiten Schritt in dem Auseinanderbauen der Vorrichtung der Fig. 1.

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Befestigung eines Fahr zeuglenkrades und/oder einer Fahrzeugsicherheitsvorrichtung an der Lenkeingangswelle eines Fahrzeuges. Repräsentativ für die vorliegende Erfindung stellt Fig. 1 eine Vorrichtung 10 dar die eine Fahr zeuglenkeingangswelle 12, ein Montierglied 14 und einen Stift 16 ent hält.

Die Eingangswelle 12 ist ein Teil einer Lenksäule eines Fahrzeuges. Die Welle 12 hat eine zylindrische äußere Seitenoberfläche 20 (Fig. 2) zentriert auf einer Achse 22. Die Welle 12 hat außerdem eine flache sich radial erstreckende Endoberfläche 24. Die Welle 12 ist in dem Fahrzeug axial fixiert, wird aber getragen für eine Rotation um die Ach se 22.

Das Montierglied 14 enthält eine Nabe 30. Die Nabe 30 hat eine zylin drische innere Seitenoberfläche 32, die zentriert ist auf der Lenkachse 22. Die Nabe 30 hat außerdem eine äußere Seitenoberfläche 34. Die innere Seitenoberfläche 32 der Nabe 30 und die äußere Oberfläche 20 der Welle 12 können, wenn gewünscht, wie dargestellt, gekerbt sein und können sich außerdem verjüngen. Wenn die Nabe 30 auf der Welle 12 wie unten beschrieben montiert wird, ist das Montierglied 14 drehbar mit der Welle.

Das Montierglied 14 trägt eine Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung 50, welche in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein fahrerseitiger Air bagmodul ist. Das Modul 50 enthält eine Aufblasvorrichtung 52 und ei nen bestimmten als Airbag bekannten Typen einer aufblasbaren Fahr zeuginsassenschutzvorrichtung 54. Die Aufblasvorrichtung 52 kann ein entzündbares Material enthalten zum Erzeugen eines großen Volumens von Aufblasströmungsmittel. Die Aufblasvorrichtung 52 kann alternativ eine gespeicherte Menge eines unter Druck stehenden Aufblasströ mungsmittels oder eine Kombination von unter Druck stehendem Auf blasströmungsmittel und entzündbarem Material zum Erhitzen des Auf blasströmungsmittels enthalten. Die Aufblasvorrichtung 52 und der Air bag 54 sind umgeben von einer Abdeckung 56. Eine Vielzahl von Halte rungen 58 und ein Halterungsring 60 sichern die Aufblasvorrichtung 52, den Airbag 54 und die Abdeckung 56 an dem Montierglied 14. Das Montierglied 14 trägt außerdem ein Fahrzeuglenkrad (nicht gezeigt), welches durch Halterungen bzw. Befestiger (nicht gezeigt) mit dem Montierglied verbunden ist.

Die Nabe 30 hat einen ersten Verriegelungsstiftdurchgang 70, der sich radial zwischen der inneren und äußeren Oberfläche 32 und 34 der Na be erstreckt. Ein radial äußerster Teil 72 des ersten Stiftdurchganges 70 hat eine zylindrische Konfiguration. Ein mittlerer Teil 74 des ersten Stiftdurchgangs 70 ist definiert durch eine mit Gewinde versehene Oberfläche 75 (Fig. 4) auf der Nabe 30. Ein radial innerer Teil 76 des ersten Stiftdurchgangs 70 verläuft sich verjüngend von seinem radial äußeren Ende zu seinem radial inneren Ende (bei der inneren Oberflä che 32 der Nabe 30).

Die Nabe 30 hat außerdem einen zweiten Verriegelungsstiftdurchgang 80, diametral gegenüber dem ersten Stiftdurchgang 70. Der zweite Ver riegelungsstiftdurchgang 80 ist axial von dem ersten Verriegelungsstift durchgang 70 versetzt. Genauer gesagt befindet sich der zweite Stift durchgang 80 weiter weg von der Endoberfläche 24 der Welle 12 als der erste Stiftdurchgang 70.

Die Konfiguration des zweiten Stiftdurchgangs 80 ist generell ähnlich zu der Konfiguration des ersten Stiftdurchgangs 70. Der zweite Stiftdurch gang 80 hat einen zylindrischen radial äußeren Teil 82, einen mit Ge winde versehen mittleren Teil 84 und einen sich verjüngenden inneren Teil 86. Der innere Teil 86 des zweiten Stiftdurchganges 80 verjüngt sich radial nach innen in dem selben Winkel wie der innere Teil 76 des ersten Stiftdurchganges 70.

Die Welle 12 hat einen Durchgangsloch oder Verriegelungsöffnung 90 welche sich im Allgemeinen diametral durch die Welle erstreckt. Die Verriegelungsöffnung 90 hat einen ersten Teil 92 und einen zweiten Teil 94. Der erste Teil 92 der Verriegelungsöffnung 90 ist definiert durch ei ne gerad-konische Oberfläche 93 zentriert auf dem Radius der Welle 12. Der erste Teil 92 der Verriegelungsöffnung 90 erstreckt sich radial nach innen von einer Seite der Welle 12 und verjüngt sich mit dem sel ben Winkel wie der innere Teil 76 des ersten Stiftdurchganges 70 in der Nabe 30.

Der erste Teil 92 der Verriegelungsöffnung 90 erstreckt sich vorzugs weise über mehr als die Hälfte der Breite (Durchmesser) der Welle 12. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der erste Teil 92 der Verriegelungsöffnung 90 ungefähr über 80% der Breite der Welle 12. Der Durchmesser des ersten Teils 92 der Verriegelungsöffnung 90, an der äußeren Seitenoberfläche 20 der Welle 12, ist derselbe wie der Durchmesser des sich verjüngenden inneren Teils 76 des ersten Stift durchganges 70 bei seinem radial inneren Ende, d. h. bei der inneren Oberfläche 32 der Nabe 30.

Der zweite Teil 94 der Verriegelungsöffnung 90, definiert durch eine ge rad-konische Oberfläche 95 (Fig. 4), erstreckt sich radial nach innen von der äußeren Seitenoberfläche 20 der Welle 12 an einem Ort dia metral versetzt von dem ersten Teil 92. Der zweite Teil 94 der Verrie gelungsöffnung 90 verjüngt sich mit dem selben Winkel wie der erste Teil 92.

Der zweite Teil 94 der Verriegelungsöffnung 90 ist axial versetzt von dem ersten Teil 92 der Verriegelungsöffnung. Genauer gesagt befindet sich der zweite Teil 94 der Verriegelungsöffnung 90 weiter weg von der Endoberfläche 24 der Welle 20 als der erste Teil 92. Der zweite Teil 94 der Verriegelungsöffnung 90 schneidet den ersten Teil 92 der Verrie gelungsöffnung.

Der Stift 16 (Fig. 2 und 4) hat ein zylindrisches Kopfstück 100. Das Kopfstück 100 des Stiftes 16 hat im wesentlichen die selbe Länge wie der äußere Teil 72 des ersten Stiftdurchganges 70. Eine Antriebsbuch se 106 ist in dem Kopfstück 100 des Stiftes 16 ausgebildet. Ein nach außen mit Gewinde versehenen Schaftteil 102 des Stiftes 16 ist in Ein griff mit der mit Gewinde versehen Oberfläche 75 und definiert den mittleren Teil 74 des ersten Stiftdurchganges 70.

Ein sich verjüngender Endteil 104 des Stiftes 16 hat eine rechts konische äußere Oberfläche 105. Der Endteil 104 des Stiftes 16 ist ein wenig kürzer als der erste Teil 92 der Verriegelungsöffnung 90. Der Endteil 104 des Stiftes 16 verjüngt sich in dem selben Winkel wie der innere Teil 76 des ersten Stiftdurchganges 70 und wie der erste Teil 92 der Verriegelungsöffnung 90 in der Welle 12. Somit ist der Endteil 104 des Stiftes 16 so konfiguriert, daß er eng sitzt innerhalb der Nabe 30 und der Welle 12.

Zum Fixieren des Montierglieds 14 an der Welle 12 wird der erste Stift durchgang 70 in der Nabe 30 umfangsmäßig ausgerichtet mit dem er sten Teil 92 der Verriegelungsöffnung 90 in der Welle 12 durch eine ge eignete Führungs- bzw. Keilnutanordnung (nicht gezeigt). Die Nabe 30 wird axial auf die Welle 12 bewegt bzw. geschoben. Der innere Durch messer der Nabe 30 und der äußere Durchmesser der Welle 12 werden so gewählt daß sich die Nabe anfänglich nicht in die schlußendlich zu sammengesetzte Position (Fig. 3) auf der Welle bewegt, sondern statt dessen in einer mittleren Zusammensetzungsposition (Fig. 2) stoppt. In dieser mittleren Zusammensetzungsposition ist der erste Stiftdurch gang 70 in der Nabe 30 leicht axial versetzt von dem ersten Teil 92 der Verriegelungsöffnung 90 der Welle 12.

Der Verriegelungsstift 16 wird dann in den ersten Stiftdurchgang 70 in der Nabe 30 bewegt. Der sich verjüngende Endteil 104 des Stiftes 16 bewegt sich komplett durch den ersten Stiftdurchgang 70 und in den ersten Teil 92 der Verriegelungsöffnung 90 in der Welle 12. Der mit Gewinde versehene Schaftteil 102 des Stiftes 16 wird in den mittleren Teil 74 des ersten Stiftdurchganges 70 geschraubt. Der Kopfteil 100 des Stiftes 16 wird in dem zylindrischen äußeren Teil 72 des ersten Stift durchganges 70 aufgenommen.

Wenn der Stift 16 in die Nabe 30 geschraubt ist steht der sich verjün gende Endteil 104 des Stiftes in Eingriff mit der sich verjüngenden Oberfläche 93, welche den ersten Teil 92 der Verriegelungsöffnung 90 in der Welle 12 definiert. Dieser Eingriff zwischen dem Stift 16 und der Welle 12 ist nur ein punktueller Kontakt aufgrund der anfänglichen axialen Versetzung zwischen der Nabe 16 und der Welle 12. Eine weite re Bewegung des Stiftes 16 in die Verriegelungsöffnung 90 resultiert in einer axial gerichteten Kraft die zwischen dem Stift und der Welle wirkt. Da die Welle 12 axial in dem Fahrzeug fixiert ist, bewirkt die Kraft daß die Nabe und das Montierglied 14 als Ganzes sich nach unten gerichtet bewegt, wie in der Fig. 2 zu sehen, und zwar weiter auf die Welle her auf.

Während der Stift 16 weiter in die Nabe 30 eingeschraubt wird bewegt sich schlußendlich das Montierglied 14 zu einer Position wie in Fig. 3 gezeigt, in welcher der erste Stiftdurchgang 70 in der Nabe axial ausge richtete ist mit dem ersten Teil 92 der Verriegelungsöffnung 90 in der Welle 12. Der sich verjüngende Endteil 104 des Stiftes 16 sitzt eng an liegend in dem ersten Teil 92 der Verriegelungsöffnung 90 und in dem inneren Teil 76 des ersten Stiftdurchgangs 70. Der sich verjüngende Endteil 104 des Stiftes 16 ist in anstoßendem Eingriff mit der sich ver jüngenden inneren Oberfläche 93 der Eingangswelle 12. Die Eingriffs fläche zwischen dem Stift 16 und der Welle 12 erstreckt sich komplett um den Umfang des Stiftes 16 und erstreckt sich im wesentlichen um den gesamten Teil des Stiftes der sich innerhalb der Welle 12 befindet. Der Eingriff des Stiftes 16 in der Welle 12 verriegelt das Montierglied 14 in der Welle. Das Montierglied 14 kann nicht axial bewegt oder relativ zu der Welle 12 gedreht werden.

Wenn das Montierglied 14 von der Welle 12 entfernt wird, wird der Ver riegelungsstift 16 aus der Nabe 30 heraus geschraubt. Die Preßfassung der Nabe 30 auf der Welle 12 widersteht weiterhin einem Entfernen des Montiergliedes 14 von der Welle. Um diesen Widerstand zu überwinden wird der Stift 16 in den zweiten Stiftdurchgang 80 in die Nabe einge schraubt und zwar auf eine Art und Weise wie in der Fig. 5 und 6 be schrieben. Der sich verjüngende Endteil 104 des Stiftes 16 greift ein mit der sich verjüngenden inneren Oberfläche 95 und definiert den zweiten Teil 94 der Verriegelungsöffnung 90 in der Welle 12. Dieser Eingriff be wirkt eine axial gerichtete Kraft zwischen der Welle 12 und der Nabe 30 und tendiert dazu die Nabe und das Montierglied 14 als Ganzes dazu zu drängen sich in eine nach oben gerichtete Richtung zu bewegen, und zwar relativ zu der Welle wie in der Fig. 3 zu sehen. Während der Stift 16 weiter in den zweiten Stiftdurchgang 80 geschraubt wird, bewegt sich das Montierglied 14 schlußendlich entlang der Welle 12 in eine Position in welcher es von der Welle entfernt werden kann.

Aus der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird der Fachmann Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen der Erfindung er kennen. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen auf dem Fachgebiet werden durch die beigefügten Ansprüche als abge deckt angesehen.

Claims

1. Vorrichtung die folgendes aufweist:
eine drehbare Lenkwelle mit einer Oberfläche die eine sich ver jüngende Verriegelungsöffnung definiert;
ein Montierglied das auf der Welle aufnehmbar ist, wobei das Montierglied einen ersten Verriegelungsstiftdurchgang hat; und
einen Verriegelungsstift zum Sichern des Montiergliedes auf der Eingangswelle, wobei der Verriegelungsstift einen ersten Teil hat der in dem ersten Verriegelungsstiftdurchgang in dem Montierglied aufge nommen werden kann, und wobei der Stift einen sich verjüngenden Endteil hat, der in der sich verjüngenden Verriegelungsöffnung in der Welle aufgenommen werden kann um das Montierglied auf der Welle für eine Rotation mit der Welle zu sichern.

2. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Montierglied ei nen zweiten Verriegelungsstiftdurchgang hat der axial versetzt ist von dem ersten Verriegelungsstiftdurchgang zur Aufnahme des Verriege lungsstiftes zum Entfernen des Montiergliedes von der Welle.

3. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der erste Teil des Verriegelungsstiftes ein Gewindeteil umfaßt der in dem mit Gewinde versehenen Teil des Verriegelungsstiftdurchgang aufgenommen werden kann.

4. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das mit Gewinde ver sehene Endteil des Verriegelungsstiftes sich verjüngt mit dem selben Winkel wie die sich verjüngende Verriegelungsöffnung in der Welle.

5. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Verriegelungsöff nung einen ersten Teil hat, der sich über mehr als die Hälfte durch die Welle erstreckt zum Aufnehmen des Verriegelungsstiftes zum Sichern des Montiergliedes auf der Welle, wobei die Verriegelungsöffnung einen zweiten Teil gegenüber dem ersten Teil hat zur Aufnahme des Verrie gelungsstiftes zum Entfernen des Montiergliedes von der Welle.

6. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Verriegelungsstift einen Kopfteil zum Antrieb des Verriegelungsstiftes, einen mit Gewinde versehenen Teil zum Eingriff mit dem Montierglied, und einen sich ver jüngenden Endteil zum Eingriff mit der Welle hat.

7. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die weiterhin eine Fahrzeu ginsassenschutzvorrichtung aufweist, die verbunden ist mit dem Mon tierglied und auf der Welle durch das Montierglied für eine Rotation mit der Welle getragen ist.

8. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der erste Verriege lungsstiftdurchgang in dem Montierglied einen sich verjüngenden Teil hat der sich mit dem selben Winkel verjüngt wie der sich verjüngende Endteil des Verriegelungsstiftes, wobei der sich verjüngende Teil des ersten Verriegelungsstiftdurchgangs ausgerichtet ist mit der sich verjün genden Verriegelungsöffnung wenn der sich verjüngende Endteil des Verriegelungsstiftes aufgenommen ist in der sich verjüngenden Verrie gelungsöffnung in der Welle, wobei der sich verjüngende Endteil des Verriegelungsstiftes in dem sich verjüngenden Teil des ersten Verrie gelungsstiftdurchgangs und in der sich verjüngenden Verriegelungsöff nung sitzt, um das Montierglied auf der Welle für eine Rotation mit der Welle zu sichern.

9. Vorrichtung die folgendes aufweist:
eine drehbare Lenkwelle mit einer äußeren Umfangsoberfläche und mit einer Verriegelungsöffnung, welche sich generell diametral durch die Welle erstreckt;
wobei die Welle eine sich verjüngende innere Oberfläche hat, welche einen sich verjüngenden ersten Teil der Verriegelungsöffnung definiert, welches sich radial nach innen erstreckt von der äußeren Umfangsoberfläche der Welle, und zwar über eine Distanz die kleiner ist als der Durchmesser der Welle;
ein Montierglied das eine innere Umfangsoberfläche hat, die auf nehmbar ist, auf der äußeren Umfangsoberfläche der Welle, wobei das Montierglied einen ersten Verriegelungsstiftdurchgang hat; und
einen Verriegelungsstift zum Sichern des Montiergliedes auf der Eingangswelle, wobei der Verriegelungsstift einen sich verjüngenden Endteil hat;
wobei der sich verjüngende Endteil des Verriegelungsstiftes be weglich ist durch den ersten Stiftdurchgang in dem Montierglied und in anstoßendem Eingriff mit der sich verjüngenden inneren Oberfläche in der Welle ist, und zwar innerhalb des sich verjüngenden ersten Teils der Verriegelungsöffnung wodurch das Montierglied auf der Welle für eine Rotation mit der Welle gesichert wird.

10. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9, die weiterhin eine Fahrzeu ginsassenschutzvorrichtung aufweist die verbunden ist mit dem Mon tierglied und getragen wird auf der Welle durch das Montierglied für ei ne Rotation mit der Welle.

11. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei der erste Verriege lungsstiftdurchgang in dem Montierglied einen sich verjüngenden Teil hat, der sich mit demselben Winkel verjüngt wie der sich verjüngende Endteil des Verriegelungsstiftes, wobei der sich verjüngende Teil des ersten Verriegelungsstiftdurchgangs ausgerichtet ist mit der sich verjün genden Verriegelungsöffnung wenn der sich verjüngende Endteil des Verriegelungsstiftes aufgenommen ist in der sich verjüngenden Verrie gelungsöffnung in der Welle, wobei der sich verjüngende Endteil des Verriegelungsstiftes in dem sich verjüngenden Teil des ersten Verrie gelungsstiftdurchganges und in der sich verjüngenden Verriege lungsöffnung sitzt, um das Montierglied auf der Welle für eine Rotation mit der Welle zu sichern.

12. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei das Montierglied ei nen zweiten Verriegelungsstiftdurchgang hat, der axial versetzt ist von dem ersten Verriegelungsstiftdurchgang zur Aufnahme des Verriege lungsstiftes zum Entfernen des Montiergliedes von der Welle.