DE102016004559B4

DE102016004559B4 - Anordnung zur Halterung einer Lenksäule an einem Querträger eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102016004559B4
Application number: DE102016004559.0A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schmalzhaf; Aloisius Fleckenstein; Sebastian Greulich
Original assignee: Audi AG; Volkswagen AG
Current assignee: Audi AG; Volkswagen AG
Priority date: 2016-04-15
Filing date: 2016-04-15
Publication date: 2021-01-07
Anticipated expiration: 2036-04-16
Also published as: DE102016004559A1

Abstract

Anordnung (10) zur Halterung einer Lenksäule (12) an einem Querträger (14) eines Kraftfahrzeugs, wobei der Querträger (14) einen der Lenksäule (12) zugeordneten Befestigungsabschnitt (16) aufweist, und wobei an der Lenksäule (12) lenksäulenseitige und am Befestigungsabschnitt (16) befestigungsabschnittseitige Haltemittel (22a, 22b) ausgebildet sind, mittels derer die Lenksäule (12) in einem Vormontagezustand am Befestigungsabschnitt (16) des Querträgers (14) gehalten ist, wobei die lenksäulenseitigen und die befestigungsabschnittseitigen Haltemittel (22a, 22b) derart ausgebildet und zueinander angeordnet sind, dass bereits im Vormontagezustand die lenksäulenseitigen und die befestigungsseitigen Haltemittel (22a, 22b) derart miteinander in Eingriff stehen, dass die Lenksäule (12) in einer für eine nachfolgende Befestigung endgültigen Lage positioniert ist, wobei die Lenksäule (12) mittels einer in Fahrzeugquerrichtung (FQ) ausgerichteten Schraubverbindung am Befestigungsabschnitt (16) des Querträgers (14) befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die befestigungsabschnittseitigen Haltemittel (22a) in Form einer einen definierten Anschlag für die lenksäulenseitigen Haltemittel (22b) dienenden Materialverdickung ausgebildet und konzentrisch zur Achse der Schraubverbindung angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Halterung einer Lenksäule an einem Querträger eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
Derartige Anordnungen zur Halterung einer Lenksäule an einem Querträger eines Kraftfahrzeugs sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, vgl. DE 196 38 316 C1 , US 5 584 211 A .
Die DE 10 2010 036 296 A1 offenbart eine Anordnung, bei der die Lenksäule in Vorbereitung der Montage fahrzeugfrontseitig mittels eines Schwenklagers an der Fahrzeugkarosserie in einer vertikalen Ebene schwenkbar angelenkt ist. Zudem ist an der Lenksäule ein die lenksäulenseitigen Haltemittel aufweisendes Formschluss-element und am Querträger ein die befestigungsabschnittseitigen Haltemittel aufweisender Lenksäulenhalter angeordnet, wobei die lenksäulenseitigen und die befestigungsabschnittseitigen Haltemittel derart zueinander angeordnet sind, dass bei einer durch den Werker während der Montage durchzuführenden Schwenkbewegung die Haltemittel miteinander in Eingriff gelangen, sodass die Lenksäule in einem Vormontagezustand zentriert am Querträger aufgehängt ist. Als nachteilig erweist sich hierbei, dass für die Befestigung der Lenksäule ein zusätzlicher Arbeitsschritt (Verschwenken der Lenksäule) erforderlich ist, was zum einen die Montage erschwert und verlangsamt und zudem für den Werker ergonomisch ungünstig ist.
Eine gattungsgemäße, sämtliche Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 aufweisende Anordnung zur Halterung einer Lenksäule an einem Querträger eines Kraftfahrzeugs ist aus der DE 601 02 312 T2 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine Anordnung zur Halterung einer Lenksäule an einem Querträger eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass eine einfachere, schneller durchzuführende und für einen Werker ergonomisch günstige Montage der Lenksäule ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
In bekannter Art und Weise ist bei der Anordnung zur Halterung einer Lenksäule an einem Querträger eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, dass der Querträger einen der Lenksäule zugeordneten Befestigungsabschnitt aufweist, wobei an der Lenksäule lenksäulenseitige und am Befestigungsabschnitt befestigungsabschnittseitige Haltemittel ausgebildet sind, mittels der die Lenksäule in einem Vormontagezustand am Befestigungsabschnitt des Querträgers gehalten ist. Weiterhin sind die lenkersäulenseitigen und die befestigungsabschnittseitigen Haltemittel derart ausgebildet und zueinander angeordnet, dass bereits im Vormontagezustand die lenksäulenseitigen und die befestigungsabschnittseitigen Haltemittel derart miteinander in Eingriff stehen, dass mittels der Haltemittel die Lenksäule bereits in einer für eine nachfolgende Befestigung, beispielsweise für eine nachfolgende Verschraubung, endgültigen, d.h. passgenauen Lage, positioniert ist. Miteinander in Eingriff stehen ist nachfolgend so zu verstehen, dass die lenksäulenseitigen Haltemittel auf den befestigungsabschnittseitigen Haltemitteln aufliegen, d.h. die Lenksäule lagert über ihre lenkerseitigen Haltemittel auf den befestigungsabschnittseitigen Haltemittel. Diese Anordnung erweist sich als vorteilhalft, da aufgrund der für die nachfolgende weitere Montage passgenauen Positionierung der Lenksäule, eine Verschwenkung bzw. Verkippung oder dergleichen, der Lenksäule für die Herstellung der Befestigung nicht mehr erforderlich ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine schnell und einfach durchzuführende Befestigung ermöglicht, was eine Reduzierung der Fertigungszeit zur Folge hat. Durch den Wegfall der nach dem Stand der Technik üblichen Schwenkbewegung wird zudem für den Werker eine ergonomisch günstigere Montage gewährleistet. Um zudem eine besonders leichtbauende und damit konstruktiv besonders bevorzugte Ausgestaltung zu gewährleisten, ist der Befestigungsabschnitt derart ausgebildet, dass die Lenksäule mittels einer in Fahrzeugquerrichtung ausgerichteten Schraubverbindung am Befestigungsabschnitt des Querträgers befestigbar ist
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die befestigungsabschnittseitigen Haltemittel in Form einer einen definierten Anschlag/Auflage für die lenksäulenseitigen Haltemittel dienenden Materialverdickung ausgebildet und konzentrisch zur Achse der Schraubverbindung angeordnet sind. Durch die Ausbildung der Haltemittel als Materialverdickung wird ein besonders einfacher und damit kostengünstiger Herstellungsprozess ermöglicht.
Vorzugsweise ist dabei die die befestigungsabschnittseitigen Haltemittel bildende Materialverdickung in Form mehrerer punktförmiger Warzen ausgebildet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, ist der Befestigungsabschnitt als ein am Querträger angeordneter, in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteter, eine Lagerkonsole aufweisender Tragarm ausgebildet, wobei die Lagerkonsole zwei in Fahrzeugquerrichtung betrachtet gegenüberliegend angeordnete, jeweils eine Bohrung für die Herstellung der Schraubverbindung aufweisende Lagerschenkel aufweist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass der Tragarm und die Lagerkonsole für einen Werker einfacher zugänglich sind und damit für den Werker der Arbeitslauf der Lenksäulenbefestigung ergonomischer gestaltet ist.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Lagerkonsole und der Tragarm einteilig ausgebildet sind. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine besonders steife, vibrationsarme Befestigung der Lenksäule am Querträger sichergestellt.
Alternativ sind die Lagerkonsole und der Tragarm mehrteilig ausgebildet. Insbesondere im Hinblick auf Leichtbaugewichtspunkte erweist sich dies als vorteilhaft, da entsprechend der konkreten Bauteilbeanspruchung unterschiedliche Materialen, z.B. Tragarm aus einer Aluminiumlegierung, Lagerkonsole aus Stahl, für die Bauteile verwendet werden können.
Vorzugsweise ist der Tragarm in Bezug zum Querträger als ein separates Bauteil ausgebildet, welches mit dem Querträger stoff- und oder kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Querträger aus Stahl ausgebildet. Durch eine entsprechend gewichtsoptimierte Konstruktion in Verbindung mit der Ausbildung aus Stahl zeichnet sich der Querträger dann insbesondere durch hohe Festigkeit bei geringem Bauteilgewicht aus.
Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass der Querträger aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.
In der Zeichnung bedeutet:

1 eine isometrische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Halterung einer Lenksäule an einem Querträger eines Kraftfahrzeugs;
2 eine vergrößerte Darstellung der Lagerkonsole des Tragarms aus 1 ohne Lenksäule, und
3 die Lagerkonsole aus 2 in einer Schnittdarstellung.

1 zeigt eine insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Anordnung zur Halterung einer Lenksäule 12 an einem Modulquerträger 14 eines Kraftfahrzeugs.
Hierbei weist, wie 1 zu entnehmen ist, der Modulquerträger 14 einen in Fahrzeuglängsrichtung FL ausgerichteten Tragarm 16 auf. An seinem in Fahrzeuglängsrichtung FL betrachtet vorderen Ende umfasst der Tragarm 16 eine Lagerkonsole 18, an der die Lenksäule 12 mittels einer in Fahrzeugquerrichtung FQ ausgerichteten Schraubverbindung kraftschlüssig gehalten ist.
Wie 2 und 3 weiter zu entnehmen ist, umfasst dabei die Lagerkonsole 18 in Fahrzeugquerrichtung FQ betrachtet zwei gegenüberliegend angeordnete Lagerschenkel 18-1,18-2. In die beiden Lagerschenkel 18-1 und 18-2 ist jeweils eine Bohrung 20 für die in Fahrzeugquerrichtung FQ ausgerichtete Schraubverbindung eingebracht.
Zudem sind, wie 2 und 3 weiter zeigen, an beiden Lagerschenkeln 18-1 und 18-2 befestigungsabschnittseitige Haltemittel 22a angeordnet.
Wie insbesondere 3 zu entnehmen ist, sind vorliegend an den Lagerschenkeln 18-1, 18-2 drei punktförmige Warzen 22a als befestigungsseitige Haltemittel ausgebildet. Die punktförmigen Warzen 22a sind dabei konzentrisch zur Schraubachse bzw. Bohrung in den Lagerschenkeln 18-1, 18-2 angeordnet und bilden einen definierten Anschlag/Auflage für die lenksäulenseitigen Haltemittel 22b.
Die als befestigungsabschnittseitige Haltemittel fungierenden punktförmigen Warzen 22a sind dabei derart angeordnet, dass die Lenksäule 12 zentriert und in einer für die nachfolgende Verschraubung endgültigen Lage positioniert ist.
Durch diese Ausgestaltung ist in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass für die Herstellung der Verschraubung die Lenkersäule 12 exakt positioniert ist, sodass für einen Werker eine ergonomisch günstige, schnell und einfach durchzuführende Befestigung der Lenksäule 12 am Querträger 14 ermöglicht ist.

Claims

Anordnung (10) zur Halterung einer Lenksäule (12) an einem Querträger (14) eines Kraftfahrzeugs, wobei der Querträger (14) einen der Lenksäule (12) zugeordneten Befestigungsabschnitt (16) aufweist, und wobei an der Lenksäule (12) lenksäulenseitige und am Befestigungsabschnitt (16) befestigungsabschnittseitige Haltemittel (22a, 22b) ausgebildet sind, mittels derer die Lenksäule (12) in einem Vormontagezustand am Befestigungsabschnitt (16) des Querträgers (14) gehalten ist, wobei die lenksäulenseitigen und die befestigungsabschnittseitigen Haltemittel (22a, 22b) derart ausgebildet und zueinander angeordnet sind, dass bereits im Vormontagezustand die lenksäulenseitigen und die befestigungsseitigen Haltemittel (22a, 22b) derart miteinander in Eingriff stehen, dass die Lenksäule (12) in einer für eine nachfolgende Befestigung endgültigen Lage positioniert ist, wobei die Lenksäule (12) mittels einer in Fahrzeugquerrichtung (FQ) ausgerichteten Schraubverbindung am Befestigungsabschnitt (16) des Querträgers (14) befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die befestigungsabschnittseitigen Haltemittel (22a) in Form einer einen definierten Anschlag für die lenksäulenseitigen Haltemittel (22b) dienenden Materialverdickung ausgebildet und konzentrisch zur Achse der Schraubverbindung angeordnet sind.
Anordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die befestigungsabschnittseitigen Haltemittel bildende Materialverdickung in Form mehrerer punktförmiger Warzen (22a) ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt als ein am Querträger (14) angeordneter, in Fahrzeuglängsrichtung (FL) ausgerichteter, eine Lagerkonsole (18) aufweisender Tragarm (16) ausgebildet ist, wobei die Lagerkonsole (18) zwei in Fahrzeugquerrichtung (FQ) betrachtet gegenüberliegend angeordnete, jeweils eine Bohrung (20) für die Herstellung der Schraubverbindung aufweisende Lagerschenkel (18-1, 18-2) aufweist.
Anordnung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkonsole (18) und der Tragarm (16) einteilig ausgebildet sind.
Anordnung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkonsole (18) und der Tragarm (16) mehrteilig ausgebildet sind.
Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragarm (16) in Bezug zum Querträger (14) als ein separates Bauteil ausgebildet ist, welches mit dem Querträger (14) stoff- und/oder kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist.
Anordnung (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (14) aus Stahl ausgebildet ist.
Anordnung (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (14) aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist.
Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkonsole (18) aus Stahl ausgebildet ist.