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Die Erfindung betrifft eine Lenkungswelle, eine Lenkgetriebeeingangswelle sowie ein Lenksystem mit einer Lenkungswelle und einer Lenkgetriebeeingangswelle, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
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Bei der Herstellung von Automobilen ist eine Vielzahl von Montageschritten durchzuführen. Viele dieser Montageschritte werden im Rahmen einer Fließfertigung durchgeführt, so dass für jeden dieser Montageschritte nur ein zuvor festgelegtes Zeitfenster als Taktzeit zur Verfügung steht. Um einen reibungslosen Ablauf der Montagelinie zu gewährleisten, ist es erforderlich, bei der Montage die vorgegebene Taktzeit einzuhalten. Ein Überschreiten der vorgegebenen Taktzeiten kann schlimmstenfalls zu einem zeitweiligen Stillstand einer Montagelinie führen, da Folgeprozesse oftmals erst nach Abschluss des säumigen Prozesses durchführbar sind.
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Zur Senkung von Herstellungskosten sind Taktzeiten zu wählen, die unter realistischen Bedingungen eine korrekte Montage zulassen, die keine Nacharbeiten erfordert. Nacharbeiten innerhalb eines Takts, z. B. wegen eines falsch durchgeführten Montageprozesses, führen i.d.R. zu einer Abweichung von der vorgegebenen Taktzeit und somit zu einer Verlangsamung des gesamten Montageprozesses. Gründe, die zu Nacharbeiten führen können, sind demnach nach Möglichkeit bereits bei der Montageplanung zu beseitigen. Insbesondere systembedingte Gründe, die zu regelmäßig wiederkehrenden Nacharbeiten führen, sind zu eliminieren, möglichst ohne dabei einzelne Montageprozesse wesentlich zeitaufwändiger zu gestalten.
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Ein Montageschritt, der oftmals zu Montagefehlern führt, ist das Zusammenfügen von vorgefertigten Baugruppen, wenn eine genaue Positionierung sowie Ausrichtung der Baugruppen zueinander während der Montage erforderlich ist, insbesondere wenn die zusammenzufügenden Teile relativ große Dimensionen bzw. ein großes Gewicht oder ungeeignete Formen aufweisen oder schwer zugänglich sind. Erfolgt eine solche Positionierung bzw. Ausrichtung nicht korrekt, kann hieraus ein falsches Zusammenfügen der Baugruppen erfolgen.
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Die Montage von Lenkungswellen auf Lenkgetriebeeingangswellen stellt hierbei eine besondere Herausforderung dar. Lenkungsgelenkwellen weisen eine innenverzahnte Aufnahme mit einer Aufnahmelängsachse auf, die oftmals gabelförmig ausgebildet und die auf eine Außenverzahnung eines Endstücks einer Lenkgetriebeeingangswelle mit einer Endstücklängsachse zu montieren ist. Bei herkömmlichen Montageverfahren wird die Aufnahme der Lenkungswelle zunächst an das Endstück der Lenkgetriebeeingangswelle herangeführt sowie mit diesem derart ausgerichtet, dass eine Aufnahmelängsachse mit der Endstücklängsachse auf einer gemeinsamen Längsachse liegt und dass die jeweiligen Verzahnungen korrekt zueinander ausgerichtet sind. Diese Ausrichtung wird auch als Montageausrichtung bezeichnet. Anschließend werden Aufnahme und Endstück durch eine axiale Relativbewegung zusammengefügt. Hierbei kommt es häufig vor, dass beim Zusammenfügen eine relative Rotation von Aufnahme und Endstück um die Längsachse erfolgt, so dass die Verzahnungen von Aufnahme und Endstück nicht mehr korrekt zueinander ausgerichtet sind.
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Wenn diese relative Rotation mindestens etwa eine Teilung der Verzahnung beträgt, besteht die Gefahr, dass die Verzahnungen von Aufnahme und Endstück beim Zusammenfügen rotatorisch versetzt miteinander in Eingriff geraten. Somit ist ein korrektes Zusammenstecken der Bauteile nicht möglich. In diesem Fall müssen die Bauteile wieder außer Eingriff gebracht und die korrekte Position in Drehrichtung zwischen den Bauteilen gefunden werden.
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Die Montage findet im Fußraum des Fahrzeugs statt. Dieser ist schwer zugänglich und bedingt einsehbar. Zum Ertasten und Finden der korrekten Position (Zahn in Zahn) ist ein Verdrehen der Gelenkwelle erforderlich. Bei der C-EPS (Lenksäule mit elektrischem Motor zur Lenkunterstützung) ist das Durchdrehmoment der Lenkspindel hoch. Das Drehen der Gelenkwelle mit Handkraft und das Erfühlen der kleinen Zähne zum Finden der korrekten Position sind schwierig. Diese Bedingungen erschweren das Fügen der Bauteile erheblich. Hierdurch wird die für den Zusammenfügeprozess von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle vorgegebene Taktzeit i.d.R. überschritten, was oftmals eine erhebliche Steigerung der Montagekosten zur Folge hat.
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lenkungswelle, eine Lenkgetriebeeingangswelle sowie ein System mit einer Lenkungswelle und einer Lenkgetriebeeingangswelle bereitzustellen, die eine sichere Montage von Lenkungswellen auf Lenkgetriebeeingangswellen gewährleisten, so dass die Lenkungswelle nach dem Montageprozess zur Lenkgetriebeeingangswelle korrekt ausgerichtet ist und die Teile nicht falsch zusammengefügt werden können.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lenkungswelle nach Anspruch 1, eine Lenkgetriebeeingangswelle nach Anspruch 6 sowie ein Lenksystem nach Anspruch 10 gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 5 sowie 7 bis 9 stellen dabei vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dar.
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Demnach wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Lenkungswelle zum koaxialen Koppeln mit einer Lenkgetriebeeingangswelle eines Lenkgetriebes gelöst, wobei die Lenkungswelle einen ersten Kopplungsabschnitt mit einer ersten Längsachse und einem ersten Formschlussabschnitt aufweist und der erste Formschlussabschnitt eine Mehrzahl von ersten Formschlusselementen aufweist, die sich jeweils parallel oder im Wesentlichen parallel zur ersten Längsachse erstrecken und mit einer konstanten oder im Wesentlichen konstanten Teilung um die erste Längsachse herum verteilt sind. Der erste Formschlussabschnitt ist mit einem zweiten Formschlussabschnitt einer Lenkgetriebeeingangswelle bei einer Montageausrichtung koppelbar. Der zweite Formschlussabschnitt entspricht dabei vorzugsweise einem invertierten ersten Formschlussabschnitt. Vorzugsweise ist der erste Formschlussabschnitt bei einer relativen Verdrehung von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle um die erste Längsachse aus der Montageausrichtung um einen ersten Verdrehwinkel sowie ein ganzzahliges Vielfaches des ersten Verdrehwinkel mit dem zweiten Formschlussabschnitt koppelbar, wobei der erste Verdrehwinkel der Teilung der ersten Formschlusselemente des ersten Formschlussabschnitts entspricht. Der erste Kopplungsabschnitt weist einen ersten Führungsabschnitt auf, der mit einem zweiten Führungsabschnitt einer Lenkgetriebeeingangswelle in der Montageausrichtung koppelbar ist und bei einer relativen Verdrehung von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle um die erste Längsachse aus der Montageausrichtung um den ersten Verdrehwinkel eine Kopplung blockiert. Der zweite Führungsabschnitt entspricht vorzugsweise einem invertierten ersten Führungsabschnitt. Der erste Führungsabschnitt ist derart ausgebildet, dass beim Koppeln von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle der erste Führungsabschnitt mit dem zweiten Führungsabschnitt vor dem ersten Formschlussabschnitt mit dem zweiten Formschlussabschnitt in Eingriff gerät.
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Der erste Kopplungsabschnitt ist zum Koppeln der Lenkungswelle mit einem zweiten Kopplungsabschnitt einer Lenkgetriebeeingangswelle ausgebildet. Um nach dem Koppeln ein relatives Verdrehen von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle um die erste Längsachse zu verhindern, weist die Lenkungswelle einen ersten Formschlussabschnitt auf, der mit einem zweiten Formschlussabschnitt der Lenkgetriebeeingangswelle in Eingriff bringbar ist. Der erste Formschlussabschnitt weist hierfür eine Mehrzahl von ersten Formschlusselementen auf. Die ersten Formschlusselemente sind ist derart ausgebildet und angeordnet, dass sie eine Verzahnung bilden.
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Die Verzahnung weist eine Teilung auf, wobei eine Teilung einer Verzahnung im Sinne der Erfindung der Abstand eines Punktes eines Zahnes zu einem entsprechenden Punkt eines benachbarten Zahnes ist. Die Teilung einer Verzahnung ist über den gesamten Umfang der Lenkungswelle konstant oder im Wesentlichen konstant.
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Es kann im Sinne der Erfindung vorgesehen sein, dass der erste Formschlussabschnitt in einem Bereich durch den ersten Führungsabschnitt ersetzt bzw. überlagert wird.
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Der erste Führungsabschnitt ist derart ausgebildet, mit einem zweiten Führungsabschnitt bzw. einem invertierten ersten Führungsabschnitt einer Lenkgetriebeeingangswelle in der Montageausrichtung koppelbar zu sein und bei einer relativen Verdrehung von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle um die erste Längsachse aus der Montageausrichtung um den ersten Verdrehwinkel eine Kopplung zu blockieren. Besonders bevorzugt blockiert der erste Führungsabschnitt eine Kopplung in einem Verdrehbereich, der vorzugsweise in beide Verdrehrichtungen um die Montageausrichtung größer als der erste Verdrehwinkel ist. Der Verdrehbereich ist vorzugsweise mindestens so groß, dass es für einen Arbeiter innerhalb des Verdrehbereichs leicht erkennbar ist, wenn die Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle nicht in Montageausrichtung relativ zueinander angeordnet sind. Somit wird ein versehentliches Zusammenfügen der Bauteile verhindert. Ein bevorzugter Verdrehbereich weist daher eine Größe von mindestens 10°, vorzugsweise von mind. 20°, besonders bevorzugt von mind. 50° auf. Besonders bevorzugt ist der erste Führungsabschnitt derart ausgebildet, dass der Verdrehbereich sämtliche Verdrehwinkel, die von der Montageausrichtung abweichen, umfasst.
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Ferner ist der erste Führungsabschnitt derart ausgebildet, dass bei einem Fügevorgang von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle der erste Führungsabschnitt der Lenkungswelle mit dem zweiten Führungsabschnitt der Lenkgetriebeeingangswelle vor dem ersten Formschlussabschnitt mit dem zweiten Formschlussabschnitt in Eingriff gerät. Vorzugsweise steht der erste Führungsabschnitt Richtung der ersten Längsachse hervor, so dass bei einer relativen Verdrehung von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle aus der Montageausrichtung der erste Führungsabschnitt mit der Lenkgetriebeeingangswelle in Kontakt gerät und somit ein weiteres Fügen von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle blockiert. Somit sind der erste Formschlussabschnitt und der zweite Formschlussabschnitt nur in Montageausrichtung miteinander in Eingriff bringbar.
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Die erfindungsgemäße Lenkungswelle hat den Vorteil, dass sie zum Koppeln mit einer entsprechenden Lenkgetriebeeingangswelle besonders leicht relativ zu dieser ausrichtbar und ein fehlerhaftes Koppeln somit mit einfachen Mitteln verhinderbar ist. Hierbei erlaubt die Lenkungswelle ein Zusammenfügen des ersten Kopplungsabschnitts der Lenkungswelle mit einem zweiten Kopplungsabschnitt der Lenkgetriebeeingangswelle, wenn Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle in einer Montageausrichtung relativ zueinander ausgerichtet sind. Ein Zusammenfügen vom ersten Kopplungsabschnitt und zweiten Kopplungsabschnitt wird hingegen blockiert, wenn die Lenkungswelle um die erste Achse relativ zur Lenkgetriebeeingangswelle um den ersten Verdrehwinkel verdreht ist. Somit wird durch die erfindungsgemäße Lenkungswelle ein fehlerhaftes Anschnäbeln der Verzahnungen von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle verhindert und somit entsprechende Nacharbeiten vermieden sowie ein Einhalten der vorgegebenen Taktzeiten begünstigt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Kopplungsabschnitt an einer Gabel der Lenkungswelle angeordnet bzw. ausgebildet und weist eine Ausnehmung zum Einführen eines Endstücks einer Lenkgetriebeeingangswelle auf. Zusätzlich oder alternativ ist der erste Formschlussabschnitt als Innenverzahnung ausgebildet. Eine derartige Lenkungswelle ist mit herkömmlichen Fertigungsmitteln leicht herstellbar und bei entsprechender Ausbildung des ersten Führungsabschnitts mit einer herkömmlichen Lenkgetriebeeingangswelle koppelbar. Eine Innenverzahnung hat den Vorteil, dass Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle im Wesentlichen spielfrei miteinander koppelbar sind.
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Es kann vorgesehen sein, dass der erste Führungsabschnitt ein erstes Ausrichtmittel aufweist, dass derart ausgebildet ist, durch ein Zusammenführen von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle eine Ausrichtung von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle in die Montageausrichtung zu bewirken. Das erste Ausrichtmittel weist vorzugsweise eine schräge und/oder eine gekrümmte Fläche auf. Ein solches erstes Ausrichtmittel hat den Vorteil, dass zum Zusammenfügen von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle diese nicht genau in Montageausrichtung angeordnet sein müssen und während des Zusammenfügens in Montageausrichtung bewegbar sind.
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Vorzugsweise weist der erste Führungsabschnitt eine Erhebung in radialer Richtung relativ zur ersten Längsachse auf. Alternativ hierzu weist der erste Führungsabschnitt eine Erhebung in radialer Richtung zur ersten Längsachse auf, die sich zumindest teilweise parallel oder im Wesentlichen parallel zur ersten Längsachse erstreckt. Die radiale Richtung bezieht sich auf die erste Längsachse und verläuft somit quer bzw. rechtwinklig zu dieser. Eine Erhebung in radialer Richtung relativ zur ersten Längsachse ist demnach quer zur ersten Längsachse ausgebildet. Bei einem ersten Kopplungsabschnitt, der eine Ausnehmung zur Aufnahme des zweiten Kopplungsabschnitts aufweist, erstreckt sich eine Höhe der Erhebung der Ausnehmung zur Längsachse hin und eine Länge der Erhebung parallel zur Längsachse. Ein derartiger Führungsabschnitt hat den Vorteil, dass dieser leicht herstellbar ist. Darüber hinaus ist der Führungsabschnitt leicht von einem Monteur erkennbar. Hierdurch wird ein Ausrichten von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle erleichtert.
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Weiter bevorzugt weist der erste Führungsabschnitt eine flache oder im Wesentlichen flache erste Führungsfläche auf. Dies erleichtert ein relatives Abgleiten von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle beim Zusammenfügen sowie beim Demontieren dieser Bauteile.
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Des Weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Lenkgetriebeeingangswelle eines Lenkgetriebes zum koaxialen Koppeln mit einer Lenkungswelle gelöst. Die Lenkgetriebeeingangswelle weist einen zweiten Kopplungsabschnitt mit einer zweiten Längsachse und einem zweiten Formschlussabschnitt auf, wobei der zweite Formschlussabschnitt eine Mehrzahl von zweiten Formschlusselementen aufweist, die sich jeweils parallel oder im Wesentlichen parallel zur zweiten Längsachse erstrecken und mit einer konstanten oder im Wesentlichen konstanten Teilung um die zweite Längsachse herum verteilt sind. Der zweite Formschlussabschnitt ist mit einem ersten Formschlussabschnitt einer Lenkungswelle bei einer Montageausrichtung koppelbar. Der erste Formschlussabschnitt entspricht dabei vorzugsweise einem invertierten zweiten Formschlussabschnitt. Vorzugsweise ist der zweite Formschlussabschnitt bei einer relativen Verdrehung von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle um die zweite Längsachse aus der Montageausrichtung um einen ersten Verdrehwinkel koppelbar, wobei der erste Verdrehwinkel der Teilung der zweiten Formschlusselemente des zweiten Formschlussabschnitts entspricht. Der zweite Kopplungsabschnitt weist einen zweiten Führungsabschnitt auf, der mit einem ersten Führungsabschnitt der Lenkungswelle in Montageausrichtung koppelbar ist und bei einer relativen Verdrehung von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle um die zweite Längsachse aus der Montageausrichtung um den ersten Verdrehwinkel eine Kopplung blockiert. Der erste Führungsabschnitt entspricht vorzugsweise einem invertierten zweiten Führungsabschnitt. Der zweite Führungsabschnitt ist derart ausgebildet, dass beim Koppeln von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle der erste Führungsabschnitt mit dem zweiten Führungsabschnitt vor dem ersten Formschlussabschnitt mit dem zweiten Formschlussabschnitt in Eingriff gerät.
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Der zweite Führungsabschnitt ist derart ausgebildet, dass bei einem Fügevorgang von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle der erste Führungsabschnitt der Lenkungswelle mit dem zweiten Führungsabschnitt der Lenkgetriebeeingangswelle vor dem ersten Formschlussabschnitt mit dem zweiten Formschlussabschnitt in Eingriff gerät. Vorzugsweise steht der zweite Führungsabschnitt Richtung der ersten Längsachse hervor, so dass bei einer relativen Verdrehung von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle aus der Montageausrichtung der zweite Führungsabschnitt mit der Lenkungswelle in Kontakt gerät und somit ein weiteres Fügen von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle blockiert. Somit sind der erste Formschlussabschnitt und der zweite Formschlussabschnitt nur in Montageausrichtung miteinander in Eingriff bringbar.
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Die erfindungsgemäße Lenkgetriebeeingangswelle hat den Vorteil, dass sie zum Koppeln mit einer entsprechenden Lenkungswelle besonders leicht relativ zu dieser ausrichtbar und ein fehlerhaftes Koppeln somit mit einfachen Mitteln verhinderbar ist. Hierbei erlaubt die Lenkgetriebeeingangswelle ein Zusammenfügen des zweiten Kopplungsabschnitts der Lenkgetriebeeingangswelle mit einem ersten Kopplungsabschnitt der Lenkungswelle, wenn Lenkgetriebeeingangswelle und Lenkungswelle in einer Montageausrichtung relativ zueinander ausgerichtet sind. Ein Zusammenfügen vom zweiten Kopplungsabschnitt und ersten Kopplungsabschnitt wird hingegen blockiert, wenn die Lenkgetriebeeingangswelle um die zweite Achse relativ zur Lenkungswelle um den ersten Verdrehwinkel verdreht ist. Die Lenkgetriebeeingangswelle weist die gleichen Vorteile wie die erfindungsgemäße Lenkungswelle auf.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der zweite Formschlussabschnitt als Außenverzahnung ausgebildet. Eine Außenverzahnung hat den Vorteil, dass Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle im Wesentlichen spielfrei miteinander koppelbar sind.
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Vorzugsweise weist der zweite Führungsabschnitt eine Aussparung in radialer Richtung relativ zur ersten Längsachse auf. Alternativ weist der zweite Führungsabschnitt eine Aussparung in radialer Richtung zur zweiten Längsachse auf, die sich zumindest teilweise parallel oder im Wesentlichen parallel zur zweiten Längsachse erstreckt. Eine derartige Aussparung ist leicht sowie kostengünstig herstellbar und mit einer entsprechenden Erhebung einer Lenkungswelle in Eingriff bringbar.
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Es ist bevorzugt, dass der zweite Führungsabschnitt ein zweites Ausrichtmittel aufweist, das derart ausgebildet ist, durch ein Zusammenführen von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle eine Ausrichtung von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle in die Montageausrichtung zu bewirken. Das zweite Ausrichtmittel weist vorzugsweise eine schräge und/oder eine gekrümmte Fläche auf. Ein solches zweites Ausrichtmittel hat den Vorteil, dass zum Zusammenfügen von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle diese nicht genau in Montageausrichtung angeordnet sein müssen und während des Zusammenfügens in Montageausrichtung bewegbar sind.
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Darüber hinaus wird die Aufgabe durch ein Lenksystem mit einer Lenkungswelle und einer Lenkgetriebeeingangswelle gelöst, wobei das Lenksystem eine erfindungsgemäße Lenkungswelle sowie eine erfindungsgemäße Lenkgetriebeeingangswelle aufweist. Dabei entspricht die Teilung der ersten Formschlusselemente der Teilung der zweiten Formschlusselemente. Der erste Führungsabschnitt ist zum Koppeln mit dem zweiten Führungsabschnitt ausgebildet ist. Demnach entspricht der zweite Führungsabschnitt zumindest teilweise dem invertierten ersten Führungsabschnitt bzw. der erste Führungsabschnitt dem invertierten zweiten Führungsabschnitt. Der erstes Führungsabschnitt oder der zweite Führungsabschnitt ist dabei derart in Achsrichtung hervorstehend, dass beim Koppeln von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle zunächst der erste Führungsabschnitt mit der Lenkgetriebeeingangswelle oder der zweite Führungsabschnitt mit der Lenkungswelle in Eingriff gerät. Bei nicht korrekt zueinander ausgerichteter Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle bewirkt der erste Führungsabschnitt oder der zweite Führungsabschnitt eine relative Verschiebung von erster Längsachse und zweiter Längsachse, so dass ein in Eingriff Geraten von erstem Formschlussabschnitt und zweiten Formschlussabschnitt nicht möglich ist.
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Das Lenksystem hat somit den Vorteil, dass eine Montage von Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle verbessert ist, da ein frühzeitiges Eingreifen des ersten Formschlussabschnitts mit dem zweiten Formschlussabschnitt durch den ersten Führungsabschnitt und den zweiten Führungsabschnitt derart verhindert wird, dass ein solches Eingreifen nur möglich ist, wenn die Lenkungswelle korrekt zur Lenkgetriebeeingangswelle ausgerichtet ist.
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Im Folgenden soll die erfindungsgemäße Zentriervorrichtung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt jeweils schematisch:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkungswelle,
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2 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkgetriebeeingangswelle,
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3 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lenksystems,
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4 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkungswelle,
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5 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkgetriebeeingangswelle,
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6 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lenksystems, und
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7 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkgetriebeeingangswelle.
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Die in 1 in einem Ausschnitt gezeigte erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkungswelle 1 weist eine Gabel 8 mit einen ersten Kopplungsabschnitt 3 auf. Der erste Kopplungsabschnitt 3 weist eine Ausnehmung 9 mit einer ersten Längsachse 4 auf. Die Ausnehmung ist an einem Ende 22 der Lenkungswelle 1 zur Aufnahme einer Lenkgetriebeeingangswelle 2 offen. Ein erster Formschlussabschnitt 5 des ersten Kopplungsabschnitts 3 ist als Innenverzahnung ausgebildet. Die Innenverzahnung weist eine Mehrzahl von ersten Formschlusselementen 6 auf, die mit einer Teilung gleichmäßig in der Ausnehmung 9 um die Längsachse 4 herum verteilt sind. Die ersten Formschlusselemente 6 erstrecken sich zur ersten Längsachse 4 hin sowie parallel zu dieser.
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In einem Bereich der Ausnehmung 9 ist der erste Formschlussabschnitt 5 unterbrochen. In diesem Bereich ist ein erster Führungsabschnitt 7 angeordnet, der als Erhebung 11 ausgebildet ist. Die Erhebung 11 erstreckt sich in Richtung der ersten Längsachse 4 sowie parallel zu dieser. In diesem ersten Ausführungsbeispiel erstrecken sich der erste Führungsabschnitt 7 und der erste Formschlussabschnitt 5 parallel zur ersten Längsachse 4, wobei sich der erste Führungsabschnitt 7 bis zu dem Ende 22 der Lenkungswelle 1 erstreckt, während der erste Formschlussabschnitt 5 zum Ende 22 hin durch eine umlaufende bzw. im Wesentlichen umlaufende Fase 23 unterbrochen ist. Durch diesen relativ zum ersten Formschlussabschnitt 5 Hervorstehen des ersten Führungsabschnitt 7 wird gewährleistet, dass beim Zusammenführen von Lenkungswelle 1 mit Lenkgetriebeeingangswelle 2 zunächst der erste Führungsabschnitt 7 mit der Lenkgetriebeeingangswelle 2 in Eingriff gerät. Bei einer Montageausrichtung ist ein weiteres Zusammenfügen möglich, bei jeder anderen Ausrichtung bewirkt der erste Führungsabschnitt 7 ein relatives von Lenkungswelle 1 und Lenkgetriebeeingangswelle 2 quer zur ersten Längsachse 4, so dass ein in Eingriff Bringen des ersten Formschlussabschnitts 5 mit einem zweiten Formschlussabschnitt 15, insbesondere ein Anschnäbeln, blockiert wird. Der erste Führungsabschnitt 7 weist auf der Erhebung 11 eine erste Führungsfläche 12 auf, die platt ausgebildet ist. Die erste Führungsfläche 12 ist zum relativen Abgleiten mit einer zweiten Führungsfläche 19 der Lenkgetriebeeingangswelle 2 ausgebildet.
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Die in 2 gezeigte erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkgetriebeeingangswelle 2 weist ein Endstück 10 mit einem zweiten Kopplungsabschnitt 13 und einer zweiten Längsachse 14 auf. Der zweite Kopplungsabschnitt 13 weist einen zweiten Formschlussabschnitt 15 mit einer Mehrzahl zweiter Formschlusselemente 16 auf, der als Außenverzahnung ausgebildet ist. Die zweiten Formschlusselemente 16 erstrecken sich von der zweiten Längsachse 14 weg sowie parallel zu dieser.
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In einem Bereich ist der zweite Formschlussabschnitt 15 unterbrochen. In diesem Bereich ist ein zweiter Führungsabschnitt 17 angeordnet, der als Aussparung 18 ausgebildet ist. Der zweite Führungsabschnitt 17 erstreckt sich gemeinsam mit dem zweiten Formschlussabschnitt 15 parallel zur zweiten Längsachse 14, wobei sich der zweite Formschlussabschnitt 15 weiter in Richtung eines nicht dargestellten Lenkgetriebes erstreckt als der zweite Führungsabschnitt 17.
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Somit weist der zweite Kopplungsabschnitt 13 an einem Ende des zweiten Führungsabschnitts 17 verkürzte zweite Formschlusselemente 16a auf. Diese verkürzten zweiten Formschlusselemente 16a dienen als Endanschlag für einen ersten Führungsabschnitt 7 einer Lenkungswelle 1. Der zweite Führungsabschnitt 17 weist auf der Aussparung 18 eine zweite Führungsfläche 19 auf, die platt ausgebildet ist. Die zweite Führungsfläche 19 ist zum Abgleiten einer ersten Führungsfläche 12 einer Lenkungswelle 1 ausgebildet.
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In 3 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lenksystems 20 dargestellt. Das Lenksystem 20 weist eine Lenkungswelle 1 gemäß 1 und eine Lenkgetriebeeingangswelle 2 gemäß 2 auf. Die Lenkungswelle 1 und Lenkgetriebeeingangswelle 2 sind in einem montierten Zustand dargestellt. In diesem Zustand sind die erste Längsachse 4 und die zweite Längsachse 14 koaxial zueinander angeordnet. Die Lenkungswelle 1 und Lenkgetriebeeingangswelle 2 sind in einer Montageausrichtung zueinander angeordnet. Ein weiteres Einschieben der Lenkgetriebeeingangswelle 2 in die Ausnehmung 9 der Lenkungswelle 1 wird durch die verkürzten zweiten Formschlusselemente 16a im Zusammenspiel mit dem ersten Führungsabschnitt 7 blockiert. Aus 3 wird deutlich, dass die Lenkungswelle 1 und Lenkgetriebeeingangswelle 2 nur in Montageausrichtung miteinander montierbar sind. Bei einem relativen Verdrehen um einen beliebigen Verdrehwinkel um die erste Längsachse 4 wird ein Zusammenfügen dieser Bauteile durch den ersten Führungsabschnitt 7 im Zusammenspiel mit dem zweiten Formschlussabschnitt 15 blockiert.
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Die in 4 gezeigte zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkungswelle 1 weist eine Gabel 8 mit einem ersten Kopplungsabschnitt 3 auf. Der erste Kopplungsabschnitt 3 weist eine Ausnehmung 9 mit einer ersten Längsachse 4 auf. Ein erster Formschlussabschnitt 5 des ersten Kopplungsabschnitts 3 ist als Innenverzahnung ausgebildet. Die Innenverzahnung weist eine Mehrzahl von ersten Formschlusselementen 6 auf, die mit einer Teilung gleichmäßig in der Ausnehmung 9 um die Längsachse 4 herum verteilt sind. Die ersten Formschlusselemente 6 erstrecken sich zur ersten Längsachse 4 hin sowie parallel zu dieser.
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In einem Bereich der Ausnehmung 9 ist der erste Formschlussabschnitt 5 unterbrochen. In diesem Bereich ist ein erster Führungsabschnitt 7 angeordnet, der als Aussparung 18 ausgebildet ist. Die Aussparung 18 erstreckt sich von der ersten Längsachse 4 weg sowie parallel zu dieser. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht eine Erstreckung des ersten Führungsabschnitts 7 einer Erstreckung des ersten Formschlussabschnitts parallel zur ersten Längsachse 4. Der erste Führungsabschnitt 7 weist in der Aussparung 18 eine erste Führungsfläche 12 auf, die eine Krümmung um die erste Längsachse 4 aufweist. Der Krümmungsradius entspricht in diesem Beispiel dem Abstand der ersten Führungsfläche 12 zur ersten Längsachse 4. Die erste Führungsfläche 12 ist zum relativen Abgleiten mit einer zweiten Führungsfläche 19 einer Lenkgetriebeeingangswelle 2 ausgebildet.
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Die in 5 gezeigte zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkgetriebeeingangswelle 2 weist ein Endstück 10 mit einem zweiten Kopplungsabschnitt 13 und einer zweiten Längsachse 14 auf. Der zweite Kopplungsabschnitt 13 weist einen zweiten Formschlussabschnitt 15 mit einer Mehrzahl zweiter Formschlusselemente 16 auf, der als Außenverzahnung ausgebildet ist. Die zweiten Formschlusselemente 16 erstrecken sich von der zweiten Längsachse 14 weg sowie parallel zu dieser.
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In einem Bereich ist der zweite Formschlussabschnitt 15 unterbrochen. In diesem Bereich ist ein zweiter Führungsabschnitt 17 angeordnet, der als Erhebung 11 ausgebildet ist. Der zweite Führungsabschnitt 17 erstreckt sich gleichermaßen mit dem zweiten Formschlussabschnitt 15 parallel zur zweiten Längsachse 14. Der zweite Führungsabschnitt 17 weist auf der Erhebung 11 eine zweite Führungsfläche 19 auf, die eine Krümmung um die zweite Längsachse 14 aufweist. Der Krümmungsradius entspricht in diesem Beispiel dem Abstand der zweiten Führungsfläche 19 zur zweiten Längsachse 14. Die zweite Führungsfläche 19 ist zum Abgleiten einer ersten Führungsfläche 12 einer Lenkungswelle 1 ausgebildet.
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In 6 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lenksystems 20 dargestellt. Das Lenksystem 20 weist eine Lenkungswelle 1 gemäß 4 und eine Lenkgetriebeeingangswelle 2 gemäß 5 auf. Die Lenkungswelle 1 und Lenkgetriebeeingangswelle 2 sind in einem montierten Zustand dargestellt. In diesem Zustand sind die erste Längsachse 4 und die zweite Längsachse 14 koaxial zueinander angeordnet. Die Lenkungswelle 1 und Lenkgetriebeeingangswelle 2 sind in einer Montageausrichtung zueinander angeordnet. Aus 6 wird deutlich, dass die Lenkungswelle 1 und Lenkgetriebeeingangswelle 2 nur in Montageausrichtung miteinander montierbar sind. Bei einem relativen Verdrehen um einen beliebigen Verdrehwinkel um die erste Längsachse 4 wird ein Zusammenfügen dieser Bauteile durch den zweiten Führungsabschnitt 17 im Zusammenspiel mit dem ersten Formschlussabschnitt 5 blockiert.
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7 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkgetriebeeingangswelle 2. Die Lenkgetriebeeingangswelle 2 weist ein Endstück 10 mit einem zweiten Kopplungsabschnitt 13 und einer zweiten Längsachse 14 auf. Der zweite Kopplungsabschnitt 13 weist einen zweiten Formschlussabschnitt 15 mit einer Mehrzahl zweiter Formschlusselemente 16 auf, der als Außenverzahnung ausgebildet ist. Die zweiten Formschlusselemente 16 erstrecken sich von der zweiten Längsachse 14 weg sowie parallel zu dieser.
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In einem Bereich ist der zweite Formschlussabschnitt 15 unterbrochen. In diesem Bereich ist ein zweiter Führungsabschnitt 17 angeordnet, der als Erhebung 11 ausgebildet ist. Der zweite Führungsabschnitt 17 erstreckt sich mit dem zweiten Formschlussabschnitt 15 parallel zur zweiten Längsachse 14, wobei sich der zweite Formschlussabschnitt 15 weiter in Richtung eines nicht dargestellten Lenkgetriebes erstreckt als der zweite Führungsabschnitt 17. Somit weist der zweite Kopplungsabschnitt 13 an einem Ende des zweiten Führungsabschnitts 17 verkürzte zweite Formschlusselemente 16a auf. Diese verkürzten zweiten Formschlusselemente 16a dienen als Endanschlag für einen ersten Führungsabschnitt 7 einer Lenkungswelle 1.
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Der zweite Führungsabschnitt 17 weist auf der Erhebung 11 eine zweite Führungsfläche 19 auf, die eine Krümmung um die zweite Längsachse 14 aufweist. Der Krümmungsradius entspricht in diesem Beispiel dem Abstand der zweiten Führungsfläche 19 zur zweiten Längsachse 14. Die zweite Führungsfläche 19 ist zum Abgleiten einer ersten Führungsfläche 12 einer Lenkungswelle 1 ausgebildet. Zwischen der Erhebung 11 und den verkürzten zweiten Formschlusselementen 16a weist der zweite Koppelabschnitt 13 eine Freimachung 21 mit einer gekrümmten Innenfläche auf, die sich quer zur zweiten Längsachse 14 erstreckt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lenkungswelle
- 2
- Lenkgetriebeeingangswelle
- 3
- erster Kopplungsabschnitt
- 4
- erste Längsachse
- 5
- erster Formschlussabschnitt
- 6
- erstes Formschlusselement
- 7
- erster Führungsabschnitt
- 8
- Gabel
- 9
- Ausnehmung
- 10
- Endstück
- 11
- Erhebung
- 12
- erste Führungsfläche
- 13
- zweiter Kopplungsabschnitt
- 14
- zweite Längsachse
- 15
- zweiter Formschlussabschnitt
- 16
- zweites Formschlusselement
- 16a
- verkürztes zweites Formschlusselement
- 17
- zweiter Führungsabschnitt
- 18
- Aussparung
- 19
- zweite Führungsfläche
- 20
- Lenksystem
- 21
- Freimachung
- 22
- Ende
- 23
- Fase
