DE10142767A1

DE10142767A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden einer Lenkspindel mit einem Lenkgetriebe

Info

Publication number: DE10142767A1
Application number: DE2001142767
Authority: DE
Inventors: Marten Wittorf
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2021-09-01
Also published as: DE10142767B4

Abstract

Die Erfindung schlägt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden einer Lenkspindel (13) mit einem Lenkgetriebe (2) beim Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul eines Fahrzeuges vor. Hierbei ist die Lenkspindel in einem Trägerteil (3) gelagert. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Trägerteil vor dem Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul temporär mit der Karosserie verbunden wird und beim oder nach dem Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul die temporäre Verbindung gelöst und das Trägerteil mit dem Lenkgetriebe oder Vorderachsmodul zwecks funktionellem Zusamenwirken von Lenkspindel und Lenkgetriebe miteinander verbunden wird. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Karosserie über eine Steckverbindung mit dem Trägerteil sowie das Lenkgetriebe oder Vorderachsmodul über eine Schraubverbindung mit dem Trägerteil verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden einer Lenkspindel mit einem Lenkgetriebe beim Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul eines Fahrzeuges, wobei die Lenkspindel in einem Trägerteil gelagert ist.
Man ist bestrebt, das Verbinden der Lenkspindel und des Lenkgetriebes beim Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul des Fahrzeuges zu automatisieren. Bei einer derartigen automatischen Hochzeit wird eine erhebliche Zeit- und damit eine Kosteneinsparung erreicht. Problematisch ist, dass Karosserie und Vorderachsmodul erheblichen Toleranzen unterworfen sind, so dass ein wesentliches Kriterium für das Gelingen der automatischen Hochzeit von Karosserie und Vorderachsmodul in einer präzisen Anordnung von Lenkspindel und Lenkgetriebe vor dem Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul besteht.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE 199 53 410 A1 bekannt. Dort ist die Lenkspindel dauerhaft in einem Trägerteil gelagert, das mit einem Querträger verbunden ist, der an einer Rahmenstruktur des Fahrzeuges fixiert und befestigt ist. Diese Verbindung von Lenkspindel und Trägerteil ist dauerhaft, somit auch nachdem die Lenkspindel mit dem Lenkgetriebe nach dem Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul verbunden ist. Nachteilig ist hierbei die Schwingungs- bzw. Geräuschkopplung mit dem Cockpit aufgrund der nicht isolierten Lenkgetriebebefestigung, ferner der relativ große Toleranzbereich der Bauteile, insbesondere um die Lenkspindel und das Lenkgetriebe miteinander verbinden zu können.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass das Fahrzeug keine relevante Schwingungs- bzw. Geräuschkopplung im Bereich von Lenkung und Cockpit aufweist und ein präzises Verbinden von Lenkspindel und Lenkgetriebe bei äußerst geringer Toleranz der zu verbindenden Teile gewährleistet ist.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit folgenden weiteren Merkmalen:

- Das Trägerteil wird vor dem Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul temporär mit der Karosserie verbunden,
- beim oder nach dem Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul wird die temporäre Verbindung gelöst und das Trägerteil mit dem Lenkgetriebe oder Vorderachsmodul zwecks funktionellem Zusammenwirken von Lenkspindel und Lenkgetriebe miteinander verbunden.

Wesentlich ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, dass das Trägerteil vor dem Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul nur temporär mit der Karosserie verbunden ist. Das Trägerteil hat in diesem Fall den Zweck, die Lenkspindel, die in aller Regel mehrgelenkig ist, bezüglich der Karosserie genau zu positionieren. Dies ist notwendig, um bei der Hochzeit die Lenkspindel präzise in das Lenkgetriebe einfahren zu können. Ist dieser Zustand erreicht, und infolge dessen die Verbindung zwischen dem Trägerteil und der Karosserie nicht mehr notwendig, wird die temporäre Verbindung gelöst und das Trägerteil mit dem Lenkgetriebe oder Vorderachsmodul zwecks funktionellem Zusammenwirken von Lenkspindel und Lenkgetriebe miteinander verbunden. Das Lösen der temporären Verbindung kann bereits beim Zusammenfahren von Karosserie und Vorderachsmodul erfolgen. Nach dem Verbinden des Trägerteiles mit dem Lenkgetriebe oder Vorderachsmodul wirken die Lenkspindel und das Lenkgetriebe funktionell zusammen. In dieser Stellung stellt sich somit die Verbindung dauerhaft dar, die nur dann gelöst werden braucht, wenn Reparaturarbeiten dies erforderlich machen.

Da nach dem Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul das Trägerteil mit dem Lenkgetriebe oder Vorderachsmodul fest verbunden ist, ist eine Schwingungs- bzw. Geräuschkopplung mit dem Cockpit des Fahrzeuges unterbunden und damit eine isolierte Lenkgetriebebefestigung möglich. Im Servicefall kann das Trägerteil wieder an der Karosserie, konkret dem Cockpit oder der Schließplatte, auch als Modular Plate bezeichnet, befestigt werden, um eine erneute Montage der Lenkspindel, insbesondere einer Lenkzwischenspindel zu gewährleisten.

Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn das Trägerteil beim Verbinden des Trägerteils mit dem Lenkgetriebe oder Vorderachsmodul von der Karosserie, insbesondere dem Cockpit oder der Schließplatte abgezogen wird. Diese Verbindung, die sich durch Abziehen des Trägerteils einfach lösen läßt, ist beispielsweise als Rast- oder Klemmverbindung ausgebildet, wobei vorzugsweise Fixierstifte oder Fixierelemente Verwendung finden. Es handelt sich somit bei der temporären Verbindung um eine Steckverbindung.

Die Verbindung von Trägerteil und Lenkgetriebe, bzw. Vorderachsmodul erfolgt insbesondere durch Verschrauben. Die Schraube dient einerseits der Trennung des Trägerteils von der Karosserie, insbesondere dem Cockpit oder der Schließplatte. Ferner dient die Schraube der Fixierung bzw. Ausrichtung des Trägerteils zum Lenkgetriebe, beispielsweise durch eine entsprechende Passung. Die Schraube bringt die Aufschub- und Auszugskräfte beim Verbinden, bzw. Lösen von Lenkspindel und Lenkgetriebe auf. Sie stellt die sichere Befestigung des Trägerteiles und damit des darin fixierten Bereiches der Lenkspindel zum Lenkgetriebe dar. Die Verschraubung sollte idealerweise in Richtung der Verbindung der Lenkspindel zum Lenkgetriebe liegen. Diese Verbindung ist insbesondere als Vielzahnverbindung ausgebildet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verbinden der Lenkspindel mit dem Lenkgetriebe beim Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul des Fahrzeuges, mit einem Trägerteil, in dem die Lenkspindel gelagert ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Karosserie über eine Steckverbindung mit dem Trägerteil sowie das Lenkgetriebe oder Vorderachsmodul über eine Schraubverbindung mit dem Trägerteil verbindbar ist. Um ein gleichmäßiges Anziehen des Trägerteils zu ermöglichen, sollten zwei Schrauben vorgesehen sein.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung der Figuren sowie den Figuren selbst dargestellt.

In den Figuren ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt, ohne hierauf beschränkt zu sein. Es zeigt:
Fig. 1 in einer stark vereinfachten Ansicht den erfindungsgemäßen Verfahrensschritt der temporären Befestigung des Trägerteils an der Karosserie,
Fig. 2 das Lösen des Trägerteils von der Karosserie und Verbinden mit dem Lenkgetriebe bzw. Vorderachsmodul,
Fig. 3 das mit dem Lenkgetriebe bzw. Vorderachsmodul befestigte Trägerteil,
Fig. 4 die Lagerung der Lenkspindel im Trägerteil,
Fig. 5 eine Anordnung von Lenkgetriebe, Trägerteil und Lenkspindel, bei noch temporär mit der Karosserie verbundenem Trägerteil,
Fig. 6 die in Fig. 5 gezeigte Anordnung nach dem Verbinden des Trägerteiles mit dem Lenkgetriebe.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen karosserieseitig das Cockpit-Modul bzw. eine Stirnwandschließplatte, die mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet sind, ferner ein unterhalb des Cockpit-Moduls 1 angeordnetes Lenkgetriebe bzw. Vorderachsmodul, die mit der Bezugsziffer 2 bezeichnet sind, sowie ein dazwischen befindliches Trägerteil 3. Nachfolgend werden die Bauteile zu den Bezugsziffern 1 bzw. 2 kurz als Cockpit-Modul bzw. Lenkgetriebe bezeichnet.
Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, liegt das Trägerteil 3 an der Unterseite des Cockpit-Moduls 1 an und ist mittels eines Fixierstiftes bzw. Fixierelementes 4 mit dem Trägerteil 3 verbunden. Der Fixierstift 4 greift dabei reibschlüssig in eine Bohrung des Trägerteils 3 ein. Die Mittellängsachse der Gewindebohrung 5 ist parallel zur Einsteckrichtung des Fixierstiftes 4 in das Trägerteil 3 positioniert.
In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand befindet sich das Lenkgetriebe 2 in Abstand zum Trägerteil 3. Das Lenkgetriebe 2 ist mit einer Bohrung versehen, die eine Schraube 6 durchsetzt. Der Gewindeabschnitt 7 der Schraube ragt oben über das Lenkgetriebe 2 hinaus. Die Mittellängsachse der Schraube 6 fällt mit der Längsachse der Bohrung 5 zusammen.
Beim Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul des Fahrzeuges, konkret beim Bewegen des Lenkgetriebes 2 in Richtung des Pfeiles 8 auf das Cockpit-Modul 1 hin, wie es bei der Hochzeit der genannten Komponenten der Fall ist, kontaktiert der Gewindeabschnitt 7 der Schraube 6 die Gewindebohrung 5 im Trägerteil 3. Ein automatischer Schrauber 9 dreht die Schraube 6 in die Gewindebohrung 5 und zieht, aufgrund der vorgegebenen Endposition des Lenkgetriebes 2 auf dem Niveau 10 gemäß Fig. 2 das Trägerteil 3 in Richtung des Pfeiles 11 vom Fixierstift 4 und damit vom Cockpit-Modul 1 ab. Beim weiteren Anziehen der Schraube 6 wird das Trägerteil 3 gegen die Oberfläche 12 des Lenkgetriebes 2 gezogen und ist damit mit diesem verbunden. Diese Position ist in Fig. 3 veranschaulicht.
Durch das Lösen der temporären Verbindung des Trägerteils 3 vom Cockpit-Modul 1 und das dauerhafte Verbinden des Trägerteils 3 mit dem Lenkgetriebe 2 wird erreicht, dass eine im Trägerteil 3 gelagerte Lenkspindel 13 statt im Cockpit-Modul 1 nunmehr im Lenkgetriebe 2 gelagert ist. Das Trägerteil 3 ist hierbei vom Cockpit-Modul 1 entkoppelt, auch der Fixierstift 4 ist in Abstand zum Trägerteil 3 angeordnet.
Die Lagerung der Lenkspindel 13 im Trägerteil 3 ist in Fig. 4 näher veranschaulicht: Es ist ein dem Lenkrad des Fahrzeuges zugewandter Lenkspindelabschnitt 14 über ein Gelenk 15 mit einer Gelenkzwischenspindel 16 verbunden, die einen erweiterten zylindrischen Endabschnitt 17 aufweist, der mit einer Axialbohrung mit Verzahnung 18 versehen ist. Diese dient der Aufnahme eines verzahnten Wellenansatzes 19 des Lenkgetriebes 2. Das Trägerteil 3 dient dem Fixieren der Lenkzwischenspindel 16 im Trägerteil 3. Hierzu weist das Trägerteil 3 eine Ausbuchtung zur Aufnahme des Endabschnittes 17 auf. Zwischen diesem und dem dem Gelenk 15 zugewandten Bereich des Trägerteils 3 ist beispielsweise ein Gleitlager 20 zur Reibungs- und Verschleißminimierung und zum Toleranzausgleich sowie ggf. zur Isolierung, insbesondere unter dem Aspekt der Feuchtigkeit, vorgesehen. Auf der dem Gleitlager 20 abgewandten Seite nimmt das Trägerteil 3 vorzugsweise einen Sicherungsring 21 auf, um die Position bzw. Lage der Lenkzwischenspindel 16 im Trägerteil 3 sicherzustellen. Zum Toleranzausgleich ist eine Spielpassung zwischen der Lenkzwischenspindel 16 und dem diese radial umgebenden Abschnitt des Trägerteils 3 vorgesehen. Der Bereich der Spielpassung ist mit der Bezugsziffer 22 bezeichnet.
Fig. 5 zeigt die in Fig. 4 veranschaulichten Bauteile und zusätzlich das Lenkgetriebe 2 mit zwei, im Sinne der Darstellung der Fig. 1, dieses durchsetzenden Schrauben 6. Die Schrauben sind ausschließlich aus Gründen der Funktionsdarstellung in unterschiedlichen Schraubstellungen gezeigt. Sinnvollerweise erfolgt das Anziehen dieser Schrauben 6 gleichzeitig. Beim Anziehen der Schrauben 6 wird die Trägerplatte 3 gegen das Lenkgetriebe 2 gezogen und es taucht der verzahnte Wellenansatz 19 des Lenkgetriebes 2 in die verzahnte Bohrung 18 der Lenkzwischenspindel 16 ein. Gleichzeitig wird das Trägerteil 3, konkret eine seitliche Platte 23 des Trägerteils 3, die mit einer Bohrung 24 versehen ist, vom Fixierstift 4 abgezogen, der mit der Karosserie, insbesondere mit dem Cockpit-Modul 1 verbunden ist. Selbstverständlich können mehrere Fixierstifte 4 zum temporären Positionieren und Halten der Trägerplatte 3 vorgesehen sein. Auch ist es möglich, die Fixierstifte als Bestandteil der Trägerplatte auszuführen und somit die korrelierende Bohrungen im Cockpit-Modul vorzusehen.
Fig. 6 veranschaulicht den Zustand nach dem Verbinden von Trägerteil 3 und Lenkgetriebe 2. Mit der Bezugsziffer 25 ist eine Gummimanschette bezeichnet, die in eine Ringnut des Trägerteils 3 eingreift und im Bereich des Gelenkes 15 positioniert ist. Die Gummimanschette 25 dient der Geräusch- und Schmutzisolierung zum Innenraum des Fahrzeuges. Bezugszeichenliste 1 Cockpit-Modul
2 Lenkgetriebe
3 Trägerteil
4 Fixierstift
5 Gewindebohrung
6 Schraube
7 Gewindeabschnitt
8 Pfeil
9 Schrauber
10 Niveau
11 Pfeil
12 Fläche
13 Lenkspindel
14 Lenkspindelabschnitt
15 Gelenk
16 Lenkzwischenspindel
17 Endabschnitt
18 Verzahnung
19 Verzahnter Wellenansatz
20 Gleitlager
21 Sicherungsring
22 Spielpassung
23 Platte
24 Bohrung
25 Gummimanschette

Claims

1. Verfahren zum Verbinden einer Lenkspindel (13) mit einem Lenkgetriebe (2) beim Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul eines Fahrzeuges, wobei die Lenkspindel (13) in einem Trägerteil (3) gelagert ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
das Trägerteil (3) wird vor dem Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul temporär mit der Karosserie verbunden,
beim oder nach dem Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul wird die temporäre Verbindung gelöst und das Trägerteil (3) mit dem Lenkgetriebe (2) oder Vorderachsmodul zwecks funktionellem Zusammenwirken von Lenkspindel (13) und Lenkgetriebe (2) miteinander verbunden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (3) beim Verbinden des Trägerteils (3) mit dem Lenkgetriebe (2) oder Vorderachsenmodul von der Karosserie, insbesondere dem Cockpit-Modul (1) oder der Stirnwandschließplatte abgezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (3) zum Lenkgetriebe (2) oder Vorderachsmodul ausgerichtet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die temporäre Verbindung durch Stecken erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung von Trägerteil (3) und Lenkgetriebe (2) bzw. Vorderachsmodul durch Verschrauben erfolgt.

6. Vorrichtung zum Verbinden einer Lenkspindel (13) mit einem Lenkgetriebe (2) zum Zusammenführen von Karosserie und Vorderachsmodul (2) eines Fahrzeuges, mit einem Trägerteil (3), in dem die Lenkspindel (13) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosserie über eine Steckverbindung (23, 24) mit dem Trägerteil (3), sowie das Lenkgetriebe (2) oder Vorderachsmodul über eine Schraubverbindung (5, 6) mit dem Trägerteil (3) verbindbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung (5, 6) durch mindestens zwei Schrauben (6) und Gewindebohrungen (5) zur Aufnahme der Schrauben (6) gebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkspindel (13), insbesondere eine Lenkzwischenspindel (16), mit Toleranzausgleich (22) im Trägerteil (3) gelagert ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung (5, 6) in Richtung der Verbindung von Lenkspindel (13) und Lenkgetriebe (2) angeordnet ist.