DE102004043238A1

DE102004043238A1 - Lenksäulenanordnung eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102004043238A1
Application number: DE102004043238A
Authority: DE
Inventors: Philip R. Gatley; Jon C. Chapelfields Deighton
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2024-09-08
Also published as: GB2407544B; US7204517B2; US20050116458A1; GB0325070D0; DE102004043238B4; GB2407544A

Abstract

Trennwandkragen (18) für die Verwendung in Verbindung mit einem Lagergehäuse (19) einer Lenksäule eines Kraftfahrzeuges, wo die Lenksäule durch eine Öffnung in einer Trennwand in dem Fahrzeug hindurchtritt, wobei das Lagergehäuse (19) an einer Lenksäulenwelle (16) frei drehbar ist und einen Flansch zum Befestigen des Lagergehäuses (19) an dem Kragen (18) aufweist, wobei der Flansch zumindest eine sich radial erstreckende Lasche (31, 32) mit einem Befestigungsmittel für das Zusammenwirken mit einem komplementären Befestigungsmittel an dem Kragen (18) aufweist, wobei der Kragen (18) ein Selbstausrichtungsmittel aufweist, mittels welchem eine Axialbewegung des Lagergehäuses (19) relativ zu der Lenksäule während der Montage der Lenksäule in dem Fahrzeug des Lagergehäuses (19) drehen kann, um die Befestigungsmittel automatisch auszurichten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenksäulenanordnung eines Kraftfahrzeuges, und insbesondere einen Trennwandkragen für die Verwendung in Verbindung mit einem Lagergehäuse der Lenksäule, wo die Lenksäule durch eine Öffnung in einer Trennwand des Fahrzeuges hindurch tritt.

Bei der Montage von Kraftfahrzeugen in einer Fertigungslinie muss die Lenksäule von dem Insassenraum durch eine Öffnung in der den Insassenraum von dem Motorraum teilenden Trennwand hindurch eingeführt werden.

Bei einem bekannten Lenksäulentyp muss das Lagergehäuse an einem Trennwandkragen mittels eines Flansches an dem Lagergehäuse durch Schrauben befestigt werden. Dies erfordert, dass das Lagergehäuse und der Kragen in einer festgelegten Winkelbeziehung zueinander sind, um mit den Schrauben in Eingriff zu gelangen, und es ist üblicherweise notwendig, dass ein Arbeiter in den Fußbereich des Insassenraums langt, um das Lagergehäuse auszurichten und die Schrauben zu befestigen. Dieser Vorgang erfordert eine bestimmte Fertigkeit und Flexibilität des Arbeiters und kann echte ergonomische Probleme für den Arbeiter mit sich bringen.

Mit der Erfindung wird eine verbesserte Anordnung des Trennwandkragens für eine Kraftfahrzeuglenksäule geschaffen.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Trennwandkragen für die Verwendung in Verbindung mit einem Lagergehäuse einer Lenksäule eines Kraftfahrzeuges vorgesehen, wo die Lenksäule durch eine Öffnung in einer Trennwand in dem Fahrzeug hindurch tritt, wobei das Lagergehäuse an einer Lenksäulenwelle frei drehbar ist und einen Flansch zum Befestigen des Lagergehäuses an dem Kragen aufweist, wobei der Flansch zumindest eine sich radial erstreckende Lasche mit einem Befestigungsmittel für das Zusammenwirken mit einem komplementären Befestigungsmittel an dem Kragen aufweist, wobei der Kragen ein Selbstausrichtungsmittel aufweist, mittels welchem eine Axialbewegung des Lagergehäuses relativ zu der Lenksäule während der Montage der Lenksäule in dem Fahrzeug das Lagergehäuse drehen kann, um die Befestigungsmittel automatisch auszurichten. Der hier verwendete Begriff „Befestigungsmittel" umfasst Löcher zum Aufnehmen von Befestigungselementen, wie Schrauben, Bolzen oder Nieten, sowie Zapfen, Gewindelöcher, Kontermuttern und dergleichen.

Der Flansch kann zwei sich radial erstreckende und symmetrisch angeordnete Laschen aufweisen.

Vorzugsweise weist das Selbstausrichtungsmittel eine Zweiwegewendelrampe auf, welche an dem Kragen angeordnet ist, um zumindest eine der Laschen während der Montage der Lenksäule zu kontaktieren, so dass ein Überdrehen des Lagergehäuses durch die gegenüberliegende Seite der Rampe verhindert wird.

Nach einer Ausführungsform umfassen die Befestigungsmittel an dem Kragen und dem Lagergehäuse Löcher zum Aufnehmen von Befestigungselementen, z.B. Muttern und Bolzen.

Nach einer anderen Ausführungsform umfassen die Befestigungsmittel an dem Kragen und dem Lagergehäuse jeweils ein Zapfen und ein Loch oder umgekehrt.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Montage eines Lagergehäuses einer Lenksäule eines Kraftfahrzeuges vorgesehen, wobei das Lagergehäuse an der Lenksäulenwelle frei drehbar ist und einen Flansch zum Befestigen des Lagergehäuses an einem Kragen aufweist, der an einer Trennwand in dem Fahrzeug befestigt ist, wobei der Flansch zumindest eine sich radial erstreckende Lasche mit einem Befestigungsmittel für das Zusammenwirken mit einem komplementären Befestigungsmittel an dem Kragen aufweist, wobei das Verfahren die Verwendung eines Trennwandkragens nach dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst.

Vorzugsweise weist das Verfahren zur Montage die Schritte Einfädeln der Lenksäule von dem Insassenraum durch die Öffnung in der Trennwand in dem Fahrzeug hindurch zu dem Motorraum hin, um das Lagergehäuse in Kontakt mit dem Selbstausrichtungsmittel zu bringen, und Axialbewegen der Lenksäule derart auf, dass das Lagergehäuse mittels des Selbstausrichtungsmittels gedreht wird, um die Befestigungsmittel auszurichten.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Lenksäulenanordnung eines Kraftfahrzeuges mit einem darin aufgenommenen Trennwandkragen gemäß der Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht eines unteren Teils der Lenksäulenanordnung aus 1;
3 eine Seitenansicht des Trennwandkragens in Richtung des Pfeils Z in 2 gesehen;
4 eine Seitenansicht des Trennwandkragens in Richtung des Pfeils X in 2 gesehen; und
5 bis 7 perspektivische Ansichten wie in 2, die verschiedene Stufen der Montage der Lenksäule an dem Kraftfahrzeug zeigen.
1 bis 7 zeigen eine Lenksäulenanordnung 11 eines Kraftfahrzeuges, die einen ortsfesten Rahmen 12 aufweist, mittels welchem die Lenksäulenanordnung 11 an einem vorderen Querträger des Fahrzeuginsassenraums montiert ist. Eine obere Lenksäulenwelle 13 ist in einem Gehäuse 14 drehbar angeordnet, das von dem feststehenden Rahmen 12 getragen wird, und weist ein verzahntes Ende 15 zum Aufnehmen eines Lenkrades (nicht gezeigt) auf. Das Gehäuse 14 und die obere Lenksäulenwelle 13 sind mit Verstellmechanismen versehen, um für eine schräge Lage zu sorgen und eine Einstellung des Lenkrades zu erreichen. Eine untere Lenksäulenwelle 16 ist axial zu der oberen Lenksäulenwelle 13 ausgerichtet und mit dieser durch eine flexible Kupplung 17 gekuppelt. Ein Kragen 18 ist an einer Trennwand angebracht, die einen Motorraum von dem Insassenraum trennt, und trägt ein Lagergehäuse 19 mit einem Lager 21, das die untere Lenksäulenwelle 16 in der Nähe dessen unteren Endes abstützt, wo diese durch ein Universalgelenk 22 mit einer Teleskopkupplungswelle 23 verbunden ist. Ein anderes Universalgelenk 24 ist zum Kuppeln der Teleskopkupplungswelle 23 mit einer Zahnstangenanordnung (nicht gezeigt) vorgesehen.
Der Kragen 18 weist einen äußeren Flansch 25, mittels welchem dieser an der Trennwand angebracht ist, und einen inneren Flansch 26 auf, der eine umrandete mittlere Öffnung 27 und zwei Befestigungslöcher 28, 29 (5) aufweist.
Es wird angemerkt, dass der Kragen 18 zum Beispiel mittels eines Satzes von Schrauben und Muttern an der Trennwand montiert und fixiert werden kann, um Probleme beim Entfernen der Lenksäule bei der Wartung zu vermeiden. Der Kragen kann auch mit der Trennwand verschweißt oder einstückig mit dieser ausgebildet sein.
Das Lagergehäuse 19 weist einen Flansch zum Befestigen an dem Kragen 18 auf. Der Flansch weist zwei sich radial erstreckende und symmetrisch angeordnete Laschen 31, 32 auf, die jeweils im Wesentlichen V-förmig mit abgerundeten Enden ausgebildet sind. Jede Lasche 31, 32 weist ein Befestigungsloch 33, 34 auf, welches mit dem jeweiligen Befestigungsloch 28, 29 in dem Kragen zusammenwirkt, um das Einsetzen einer Befestigungsschraube zum Befestigen des Lagergehäuses 19 an dem Kragen 18 zu ermöglichen. An der oberen Fläche jeder Lasche 31, 32, d.h. an der Seite des Insassenraums, ist eine Kontermutter 35 befestigt, so dass die Kontermutter 35 axial zu dem entsprechenden Befestigungsloch 28, 29 ausgerichtet ist.
Der Kragen 18 weist ein Selbstausrichtungsmittel auf, um die Befestigungslöcher 33, 34 an dem Lagergehäuse 19 zu dessen eigenen Befestigungslöchern 28, 29 auszurichten. Das Selbstausrichtungsmittel weist eine bogenförmige Wand 36 auf, die sich relativ zu dem Kragen 18 senkrecht in der Richtung zu dem Insassenraum erstreckt. Die Wand 36 ist zwischen dem Paar Befestigungslöchern 28, 29 an dem Kragen 18, d.h. an dem Umfang der mittleren Öffnung 27 des Kragens 18 positioniert. Der obere Rand der Wand 36 bildet zwei Schrägen oder Rampen 37, 38, die jeweils zu dem inneren Flansch 26 hin geneigt sind und auf einer Symmetrieachse W der Wand 36 in einem Scheitelpunkt 39 zusammentreffen. Somit bilden die Schrägen 37, 38 eine Zweiwegewendelrampe, wie in 3 und 4 gezeigt ist.
Es wird angemerkt, dass in der in 2 gezeigten Montageposition des Lagergehäuses 19 an dem Kragen 18 die beiden Laschen 31, 32 des Lagergehäuses 19 mit einem ihrer Ränder in Kontakt mit der Basis der Wand 36 stehen.
Mit Bezug auf 5 bis 7 werden verschiedene Stufen der Montage der Lenksäulenanordnung 11 in das Kraftfahrzeug beschrieben.
Der Kragen 18 wird zuerst in der Öffnung der Trennwand montiert. Dann wird die Lenksäulenanordnung 11 mit dem an der Lenksäulenwelle 16 frei drehbaren Lagergehäuse 19 von dem Insassenraum zu dem Motorraum hin durch die mittlere Öffnung 27 des Kragens 18 hindurch eingefädelt, wie in 5 gezeigt ist. Wenn die Befestigungslöcher 33, 34 in dem Lagergehäuse 19 nicht bereits zu den Befestigungslöchern 28, 29 in dem Kragen 18 ausgerichtet sind, kontaktiert dann eine der Laschen 31, 32 des Lagergehäuses 19 eine der Schrägen 37, 38 der Wand 36 (6). Eine weitere Axialbewegung der Lenksäulenanordnung 11 wird dann in eine Drehbewegung des Lagergehäuses 19 übertragen, da die eine oder andere der Laschen 31, 32 an der Schräge oder Rampe 37, 38 nach unten läuft (7), bis das Lagergehäuse 19 an dem inneren Flansch 26 des Kragens 18 anliegt. Ein Überdrehen wird durch die gegenüberliegende Lasche verhindert, die mit der anderen Rampe 37, 38 in Kontakt gelangt. An der Basis der Rampen sind dann automatisch die Längsachsen der Befestigungslöcher 33, 34 des Lagergehäuses 19 in axialer Ausrichtung zu den Längsachsen der Befestigungslöcher 28, 29 an dem Kragen 18. Dann kann ein Arbeiter von der Seite des Motorraumes die Schrauben in die Kontermuttern 35 an dem Lagergehäuse 19 durch die Trennwand hindurch einfädeln und einschrauben, um das Lagergehäuse 19 zu befestigen. Somit wird die Montage der Lenksäule durch die Trennwand hindurch vereinfacht, und der Arbeiter muss sich nicht in den Fußbereich des Insassenraumes beugen oder legen.
Es wird angemerkt, dass anstelle der beschriebenen Befestigungslöcher und Schrauben auch eine Zapfenverbindung zwischen dem Lagergehäuse 19 und dem Kragen 18 vorgesehen sein kann.

Claims

Trennwandkragen (18) für die Verwendung in Verbindung mit einem Lagergehäuse (19) einer Lenksäule (11) eines Kraftfahrzeuges, wo die Lenksäule durch eine Öffnung in einer Trennwand in dem Fahrzeug hindurch tritt, wobei das Lagergehäuse (19) an einer Lenksäulenwelle (16) frei drehbar ist und einen Flansch zum Befestigen des Lagergehäuses (19) an dem Kragen (18) aufweist, wobei der Flansch zumindest eine sich radial erstreckende Lasche (31, 32) mit einem Befestigungsmittel (33, 34) für das Zusammenwirken mit einem komplementären Befestigungsmittel (28, 29) an dem Kragen (18) aufweist, wobei der Kragen (18) ein Selbstausrichtungsmittel (36) aufweist, mittels welchem eine Axialbewegung des Lagergehäuses (19) relativ zu der Lenksäule (11) während der Montage der Lenksäule (11) in dem Fahrzeug das Lagergehäuse (19) drehen kann, um die Befestigungsmittel (33, 34; 28, 29) automatisch auszurichten.
Trennwandkragen nach Anspruch 1, wobei der Flansch zwei sich radial erstreckende und symmetrisch angeordnete Laschen (31, 32) aufweist.
Trennwandkragen nach Anspruch 2, wobei das Selbstausrichtungsmittel (36) eine Zweiwegewendelrampe (37, 38) aufweist, welche an dem Kragen (18) angeordnet ist, um zumindest eine der Laschen (31, 32) während der Montage der Lenksäule (11) zu kontaktieren, so dass ein Überdrehen des Lagergehäuses (19) durch die gegenüberliegende Seite der Rampe (37, 38) verhindert wird.
Trennwandkragen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Befestigungsmittel an dem Kragen (18) und dem Lagergehäuse (19) Befestigungslöcher (28, 29; 33, 34) zum Aufnehmen von Befestigungselementen sind.
Trennwandkragen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Befestigungsmittel an dem Kragen (18) und dem Lagergehäuse (19) jeweils ein Zapfen und ein Loch oder umgekehrt sind.
Verfahren zur Montage eines Lagergehäuses (19) einer Lenksäule (11) eines Kraftfahrzeuges, wobei das Lagergehäuse (19) an einer Lenksäulenwelle (16) frei drehbar ist und einen Flansch zum Befestigen des Lagergehäuses (19) an einem Trennwandkragen (18) aufweist, der an einer Trennwand in dem Fahrzeug befestigt ist, wobei der Flansch zumindest eine sich radial erstreckende Lasche (31, 32) mit einem Befestigungsmittel (33, 34) für das Zusammenwirken mit einem komplementären Befestigungsmittel (28, 29) an dem Kragen (18) aufweist, wobei das Verfahren die Verwendung eines Trennwandkragens (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, aufweisend die Schritte Einfädeln der Lenksäule (11) von dem Insassenraum durch die Öffnung in der Trennwand in dem Fahrzeug hindurch zu dem Motorraum hin, um das Lagergehäuse (19) in Kontakt mit dem Selbstausrichtungsmittel (36) zu bringen, und Axialbewegen der Lenksäule (11) derart, dass das Lagergehäuse (19) mittels des Selbstausrichtungsmittels (36) gedreht wird, um die Befestigungsmittel (33, 34; 28, 29) auszurichten.