DE102019129538A1

DE102019129538A1 - Fehlersichere vorrichtung und verfahren für ein klemmjoch

Info

Publication number: DE102019129538A1
Application number: DE102019129538.6A
Authority: DE
Inventors: Michael E. Partyka; Sergio R. Molinar; Carl R. Castanier; David G Matousek
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2018-11-01
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2020-05-07
Also published as: US20200140001A1; US11739794B2

Abstract

Eine Lenkungsanordnung beinhaltet eine Ritzelwelle. Die Lenkungsanordnung beinhaltet auch ein Joch, das einen Raum zur axialen Aufnahme der Ritzelwelle und einen Zugangsweg zur Aufnahme eines Befestigungselements definiert, das die Ritzelwelle mit dem Joch koppelt. Die Lenkungsanordnung beinhaltet ferner eine am Joch befestigte, fehlersichere Vorrichtung mit einem auslenkbaren Abschnitt, der den Zugangsweg in einer Ausgangsposition blockiert und bei Kontakt mit der Ritzelwelle auslenkbar ist, um den Zugangsweg in einer Endmontageposition freizuhalten, um sicherzustellen, dass die Ritzelwelle an dem Joch an einer vorbestimmten axialen Position montiert wird.

Description

QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANWENDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 1. November 2018 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Nummer 62/754,132, deren Offenbarung durch Bezugnahme hierin vollständig aufgenommen ist.
GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen eine Anordnung aus einer oder mehreren Komponenten, insbesondere eine Anordnung einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs und eines Fahrwerks, sowie damit verbundene Verfahren.
HINTERGRUND
Ein typischer Montagevorgang für ein Kraftfahrzeug beinhaltet die Montage einer Fahrzeugkarosserie und eines Fahrwerks an verschiedenen Stellen. An einer oder mehreren Stellen werden die Fahrzeugkarosserie und das Fahrwerk verbunden und die Fahrzeugkarosserie wird auf das Fahrwerk montiert. Eines der Systeme, das nach der Montage von Fahrzeugkarosserie und Fahrwerk verbunden werden muss, ist eine Zwischenwelle, die mit einem Lenksystem, beispielsweise mit einem Lenkgetriebe oder mit einer Zahnstange und einem Ritzel, gekoppelt ist.
Zur Kopplung der Zwischenwelle und des Lenksystems wird ein Klemmjoch in der Zwischenwelle an dem Lenksystem befestigt, z.B. an einer Ritzelwelle mit einer Klemmschraube. Eine ähnliche Montage wird für andere Arten von Lenksystemen durchgeführt.
Aufgrund der Schwierigkeit, auf die Klemmschraube zuzugreifen, und der für diesen Vorgang vorgesehenen Zeit ist es für einen Monteur eine technische Herausforderung, die Verbindung zwischen der Zwischenwelle und dem Lenksystem robust auszuführen. Es gab mehrere Fälle, in denen der Monteur die Klemmschraube angezogen hat, um die Ritzelwelle mit der Zwischenwelle an einer bestimmten Stelle zu koppeln, nur um später festzustellen, dass die Zwischenwelle und die Ritzelwelle nicht richtig montiert sind. Dies wiederum führt zu einer Erhöhung des Zeitaufwands für die Prüfung der Verbindungen von Zwischenwelle und Lenksystem. Weiterhin wurden auch nach solchen zusätzlichen Messungen, die während der Prüfung durchgeführt wurden, Fälle gemeldet, in denen die beiden Teile (Lenkwelle und Ritzelwelle) nach der Montage getrennt wurden.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Aspekt der Offenbarung beinhaltet eine Lenkungsanordnung eine Ritzelwelle. Die Lenkungsanordnung beinhaltet auch ein Joch, das einen Raum zur axialen Aufnahme der Ritzelwelle definiert, und das einen Zugangsweg zur Aufnahme eines Befestigungselements definiert, das die Ritzelwelle mit dem Joch koppelt. Die Lenkungsanordnung beinhaltet ferner eine am Joch befestigte fehlersichere Vorrichtung mit einem auslenkbaren Abschnitt, der den Zugangsweg in einer Ausgangsposition blockiert und bei Kontakt mit der Ritzelwelle auslenkbar ist, um den Zugangsweg in einer Endmontageposition freizuhalten, um sicherzustellen, dass die Ritzelwelle an dem Joch an einer vorbestimmten axialen Position montiert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung beinhaltet eine Maschine ein Joch. Die Maschine beinhaltet auch eine Welle, die an einer vorbestimmten axialen Position mit dem Joch gekoppelt ist, wobei das Joch einen Zugangsweg zur Aufnahme eines Befestigungselements definiert, das die Welle mit dem Joch koppelt. Die Maschine beinhaltet ferner eine am Joch befestigte fehlersichere Vorrichtung mit einem auslenkbaren Abschnitt, der den Zugangsweg in einer Ausgangsposition blockiert und bei Kontakt mit der Welle auslenkbar ist, um den Zugangsweg in einer Endmontageposition freizuhalten, um sicherzustellen, dass die Welle an der vorbestimmten axialen Position am Joch montiert wird.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Verfahren zur Montage einer Lenkungsanordnung bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet das Positionieren eines Abschnitts einer fehlersicheren Vorrichtung in einem durch ein Joch definierten Zugangsweg. Das Verfahren beinhaltet auch das Einsetzen einer Ritzelwelle in das Joch. Das Verfahren beinhaltet ferner das Kontaktieren des Abschnitts der fehlersicheren Vorrichtung im Zugangsweg. Das Verfahren beinhaltet ferner das Auslenken des Abschnitts der fehlersicheren Vorrichtung so, dass er sich außerhalb des Zugangsweges befindet. Das Verfahren beinhaltet auch das Einsetzen eines Befestigungselements durch den Zugangsweg, um die axiale Position der Ritzelwelle in Bezug auf das Joch zu fixieren.
Diese und andere Vorteile und Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser ersichtlich.
Figurenliste
Der Gegenstand, der als Erfindung angesehen wird, wird speziell offengelegt und in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung separat beansprucht. Das Vorstehende und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den dazugehörigen Zeichnungen, in denen:

1A-1D eine Ritzelwelle veranschaulichen, die die fehlersichere Vorrichtung des Klemmjochs gemäß einem Aspekt der Offenbarung verschiebt;
2 eine fehlersichere Vorrichtung für ein Klemmjoch gemäß einem Aspekt der Offenbarung veranschaulicht;
3 die fehlersichere Vorrichtung des Klemmjochs veranschaulicht, die sich in einem Joch befindet;
4 die im Joch verschobene fehlersichere Vorrichtung des Klemmjochs veranschaulicht;
5 die fehlersichere Vorrichtung des Klemmjochs gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung veranschaulicht;
6 die fehlersichere Vorrichtung des Klemmjochs gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung veranschaulicht;
7 die im Joch angeordnete fehlersichere Vorrichtung des Klemmjochs von 5 veranschaulicht; und
8 eine Schnittansicht der Ritzelwelle ist, die die fehlersichere Vorrichtung des Klemmjochs von 5 verschiebt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nun unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wird, ist zu verstehen, dass die offenbarten Ausführungsformen nur zur Veranschaulichung der vorliegenden Offenbarung dienen, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann. Verschiedene Elemente der offenbarten Ausführungsformen können kombiniert oder weggelassen werden, um weitere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu bilden. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können hervorgehoben oder minimiert sein, um Details zu bestimmten Komponenten anzuzeigen. Spezielle strukturelle und funktionale Details, die hier offenbart werden, sind daher nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als repräsentative Grundlage für die Unterrichtung des Fachmanns darüber, wie die vorliegende Offenbarung unterschiedlich angewendet werden kann.
1A-1D zeigen verschiedene Ansichten einer Anordnung 10, die eine fehlersichere Vorrichtung 100 beinhaltet. Die fehlersichere Vorrichtung 100 kann, wie hierin beschrieben, zur Unterstützung der Kopplung einer Lenkwelle und einer Zahnstangenanordnung eines Lenksystems verwendet werden. Die Anordnung 10 beinhaltet ein Joch 120, das funktionsfähig mit einer Lenkwelle gekoppelt ist (nicht dargestellt) und an eine Ritzelwelle 130 montiert werden soll, die Teil einer Zahnstangenanordnung ist.
Das Joch 120 definiert einen Raum für die einzusetzende Ritzelwelle 130 zur Kopplung mit dem Joch 120 und damit mit der Lenkwelle. Es ist wünschenswert, die Ritzelwelle 130 und das Joch 120 an einer bestimmten axialen Position der Ritzelwelle 130 zu koppeln. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen eine präzise und zuverlässige Kopplung an einer solchen gewünschten Position.
1A-1D veranschaulichen einen Verlauf des axialen Einsetzens der Ritzelwelle 130 in Richtung auf eine gewünschte axiale Position in Bezug auf das Joch 120. Insbesondere beim axialen Vorrücken der Ritzelwelle 130 (von 1A auf 1D und darüber hinaus) wird die fehlersichere Vorrichtung 100 so verschoben, dass ein Befestigungselement, wie beispielsweise eine Schraube (z.B. eine Klemmschraube), durch einen Zugangsweg 125 zum Joch 120 geführt werden kann. Sobald sich die Ritzelwelle 130 an der richtigen Stelle, d.h. in einem vorgegebenen Abstand innerhalb des Jochs 120 befindet, ist der Zugangsweg 125 für das Befestigungselement hindernisfrei, was zu einer Verbindung in einer gewünschten Position führt. Das Befestigungselement (z.B. eine Schraube) kann nur dann zum Koppeln der Ritzelwelle 130 und des Jochs 120 angezogen werden, wenn sich die fehlersichere Vorrichtung 100 bewegt hat, um einen freien Weg durch den Zugangsweg 125 bereitzustellen und eine fehlerfreie Montage zu gewährleisten.
2 veranschaulicht eine Ausführungsform der fehlersicheren Vorrichtung 100 im Detail. Die fehlersichere Vorrichtung 100 ist ein elastisches Element, wie beispielsweise eine Druckfeder, die aus verschiedenen in Betracht gezogenen Materialien gebildet werden kann. In einigen Ausführungsformen ist die fehlersichere Vorrichtung 100 aus Federstahl gebildet. Wie dargestellt, beinhaltet die fehlersichere Vorrichtung 100 einen Ringabschnitt 102 und einen auslenkbaren Abschnitt 104.
3 zeigt die fehlersichere Vorrichtung 100, die in einem Abschnitt des Jochs 120 installiert ist. Der Ringabschnitt 102 der fehlersicheren Vorrichtung 100 befindet sich in einer Aussparung 106, die in Bezug auf den Jochraum für die Ritzelwelle 130 im Wesentlichen ringförmig ist. Der Zugangsweg 125 wird durch den auslenkbaren Abschnitt 104 der fehlersicheren Vorrichtung 100 blockiert, wenn die Vorrichtung 100 zunächst im Joch 120 installiert wird. Wie in 1A-1D dargestellt, wird der auslenkbare Abschnitt 104 während der axialen Montage der Ritzelwelle 130 vorgespannt. 4 veranschaulicht die fehlersichere Vorrichtung 100, die vollständig bewegt wurde, um einen freien Weg durch den Zugangsweg 125 für eine zu montierende und anzuziehende Schraube zur Kopplung des Jochs 120 und der Ritzelwelle 130 zu schaffen.
Wie vorstehend beschrieben und in 3 dargestellt, wird die fehlersichere Vorrichtung 100 durch den Ringabschnitt 102, der in der Aussparung 106 des Jochs 120 gehalten wird, am Joch 120 gehalten. Die Aussparung 106 kann jede Art von Raum sein, der zumindest teilweise den Ringabschnitt 102 darin aufnimmt, wie beispielsweise eine Nut oder dergleichen. Der Ringabschnitt 102 kann sich über jeden Winkelabstand erstrecken, der für das gewünschte Festhalten ausreichend ist. In einem oder mehreren Beispielen befindet sich die Aussparung 106 im Wesentlichen an der vorbestimmten Stelle, an der die Ritzelwelle 130 mit dem Joch 120 gekoppelt werden soll. In einem oder mehreren Beispielen ist die Geometrie des Ringabschnitts axial so festgelegt, dass die Schraubmontage verhindert wird. Während die Ritzelwelle 130 in das Joch 120 hinein vorrückt, drückt die Ritzelwelle 130 den auslenkbaren Abschnitt 104 weg, wodurch sie wiederum den Raum 125 für die Schraube freiräumt.
Obwohl die fehlersichere Vorrichtung 100 in 1-4 so dargestellt ist, dass sie eine spezielle Geometrie aufweist, ist festzustellen, dass viele andere Geometrien in Betracht gezogen werden. Als nicht einschränkendes Beispiel veranschaulichen 5 und 6 zwei weitere Ausführungsformen der fehlersicheren Vorrichtung 100. Wie dargestellt, beinhalten auch diese Beispiele den Ringabschnitt 102 und den auslenkbaren Abschnitt 104, um in der gleichen grundlegenden Weise wie die vorstehend beschriebene zu funktionieren. 7 und 8 zeigen die Ausführungsform von 5, die am Joch 120 montiert ist. Wie dargestellt, ist eine Ringebene, in der sich der Ringabschnitt 102 befindet, im Wesentlichen senkrecht zu der auslenkbaren Ebene ausgerichtet, in der sich der auslenkbare Abschnitt 104 befindet.
Die eine oder die mehreren Ausführungsformen der hierin beschriebenen technischen Lösungen ermöglichen eine Vorrichtung, die einen Schraubenweg einschränkt, es sei denn, eine Ritzelwelle befindet sich in einer vorbestimmten Position („richtige“ Position). Die Vorrichtung bewegt sich weg, während sich die Ritzelwelle 130 axial in die vorgegebene Position bewegt. Neben der Sicherstellung, dass die Ritzelwelle 130 an der richtigen Position montiert wird, ermöglicht die Vorrichtung 100 die Reduzierung des Aufwands beim Montagevorgang der Ritzelwelle 130 und des Jochs 120.
In einem oder mehreren Beispielen muss die Vorrichtung 100 nach der Montage nicht entfernt werden, und die Vorrichtung 100 hat keinen Einfluss auf die Jochklemmeigenschaften. Dementsprechend sind keine zusätzlichen Aufwände, Änderungen oder Anpassungen erforderlich, und dennoch sprechen die hierin beschriebenen technischen Lösungen die hierin beschriebenen technischen Herausforderungen an.
Die eine oder die mehreren Ausführungsformen der hierin beschriebenen technischen Lösungen sprechen diese technischen Herausforderungen bei der Montage der Zwischenwelle (Lenkwelle) und der Ritzelwelle 130 an. Die hierin beschriebenen technischen Lösungen ermöglichen, dass eine derartige Anordnung oder Kopplung auf eine robuste und zeitsparende Weise ausgeführt wird, nicht nur bei der Montage, sondern auch bei der Prüfung der Anordnung.
Obwohl die Erfindung nur im Zusammenhang mit einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen ausführlich beschrieben wurde, sollte leicht verständlich sein, dass die Erfindung nicht auf diese offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist.
Vielmehr kann die Erfindung dahingehend modifiziert werden, dass sie eine beliebige Anzahl von Variationen, Änderungen, Substitutionen oder gleichwertigen Anordnungen beinhaltet, die bisher nicht beschrieben wurden, die aber dem Geist und dem Umfang der Erfindung angemessen sind. Auch wenn verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, ist es verständlich, dass Aspekte der Erfindung nur einen Teil der beschriebenen Ausführungsformen beinhalten können. Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung eingeschränkt anzusehen.

Claims

Lenkungsanordnung, umfassend: eine Ritzelwelle; ein Joch, das einen Raum zur axialen Aufnahme der Ritzelwelle definiert und einen Zugangsweg zur Aufnahme eines Befestigungselements definiert, das die Ritzelwelle mit dem Joch koppelt; und eine fehlersichere Vorrichtung, die am Joch befestigt ist und einen auslenkbaren Abschnitt aufweist, der den Zugangsweg in einer Ausgangsposition blockiert und bei Kontakt mit der Ritzelwelle auslenkbar ist, um den Zugangsweg in einer Endmontageposition freizuhalten, um sicherzustellen, dass die Ritzelwelle an dem Joch an einer vorbestimmten axialen Position montiert wird.
Lenkungsanordnung nach Anspruch 1, wobei sich die fehlersichere Vorrichtung in einer Aussparung im Joch befindet.
Lenkungsanordnung nach Anspruch 2, wobei die fehlersichere Vorrichtung einen Ringabschnitt beinhaltet, der sich in der Aussparung des Jochs befindet.
Lenkungsanordnung nach Anspruch 3, wobei sich der Ringabschnitt innerhalb einer Ringebene befindet, die rechtwinklig zu einer Ebene steht, in der sich der auslenkbare Abschnitt befindet.
Lenkungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die fehlersichere Vorrichtung zumindest teilweise in Federstahl ausgebildet ist.
Lenkungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das Befestigungselement eine Klemmschraube ist.
Maschine, umfassend: ein Joch; eine Welle, die mit dem Joch an einer vorbestimmten axialen Position gekoppelt ist, wobei das Joch einen Zugangsweg zur Aufnahme eines Befestigungselements definiert, das die Welle mit dem Joch koppelt; und eine fehlersichere Vorrichtung, die am Joch befestigt ist und einen auslenkbaren Abschnitt aufweist, der den Zugangsweg in einer Ausgangsposition blockiert und bei Kontakt mit der Welle auslenkbar ist, um den Zugangsweg in einer Endmontageposition freizuhalten, um sicherzustellen, dass die Welle am Joch an der vorbestimmten axialen Position montiert wird.
Lenkungsanordnung nach Anspruch 7, wobei sich die fehlersichere Vorrichtung in einer Aussparung im Joch befindet.
Lenkungsanordnung nach Anspruch 8, wobei die fehlersichere Vorrichtung einen Ringabschnitt beinhaltet, der sich in der Aussparung des Jochs befindet.
Lenkungsanordnung nach Anspruch 9, wobei sich der Ringabschnitt innerhalb einer Ringebene befindet, die rechtwinklig zu einer Ebene steht, in der sich der auslenkbare Abschnitt befindet.
Lenkungsanordnung nach Anspruch 7, wobei die fehlersichere Vorrichtung zumindest teilweise in Federstahl ausgebildet ist.
Lenkungsanordnung nach Anspruch 7, wobei das Befestigungselement eine Klemmschraube ist.
Verfahren zum Zusammenbau einer Lenkungsanordnung, umfassend: Positionieren eines Abschnitts einer fehlersicheren Vorrichtung in einem durch ein Joch definierten Zugangsweg; Einsetzen einer Ritzelwelle in das Joch; Kontaktieren des Abschnitts der fehlersicheren Vorrichtung im Zugangsweg; Auslenken des Abschnitts der fehlersicheren Vorrichtung, so dass er sich außerhalb des Zugangsweges befindet; und Einsetzen eines Befestigungselements durch den Zugangsweg, um die axiale Position der Ritzelwelle in Bezug auf das Joch zu fixieren.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend das Befestigen der fehlersicheren Vorrichtung am Joch.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die fehlersichere Vorrichtung am Joch befestigt wird, indem ein Ringabschnitt der fehlersicheren Vorrichtung in einer Aussparung des Jochs angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Abschnitt der fehlersicheren Vorrichtung, der ausgelenkt wird, ein Auslenkabschnitt ist, der sich vom Ringabschnitt weg erstreckt.