DE102021115350A1 - Lenkwellen-Klemmjoch mit Komponente zur Bolzenblockierung - Google Patents
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Abstract
Eine Lenkungsanordnung umfasst eine Ritzelwelle. Die Lenkungsanordnung umfasst auch ein Klemmjoch, das eine Zentralöffnung zum axialen Aufnehmen der Ritzelwelle definiert und eine Ansenkung zum Aufnehmen eines Befestigungselements, das die Ritzelwelle mit dem Joch koppelt, definiert. Die Lenkungsanordnung umfasst ferner eine Blockieranordnung, die an dem Klemmjoch fixiert ist. Die Blockieranordnung umfasst ein elastisches Element, das einen ersten Schenkel, einen zweiten Schenkel und ein Verbindungsende aufweist. Die Blockieranordnung umfasst auch ein Blockierelement, das mit dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel des elastischen Elements gekoppelt ist, wobei das Blockierelement zwischen einer blockierenden Position und einer nicht blockierenden Position drehbar ist, wobei die blockierende Position die Ansenkung in einer Ausgangsposition blockiert, und in der nicht blockierenden Position bei Kontakt mit der Ritzelwelle drehbar ist, um von der Ansenkung frei zu kommen.
Description
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Diese Offenbarung betrifft allgemein Lenksäulenanordnungen und konkreter eine Komponente zur Bolzenblockierung für ein Lenkwellen-Klemmjoch.
- HINTERGRUND
- Ein typischer Zusammenbauvorgang für ein Automobil umfasst das Zusammenbauen einer Fahrzeugkarosserie und eines Fahrgestells an unterschiedlichen Stellen. An einer oder mehreren Stellen werden die Fahrzeugkarosserie und das Fahrgestell zusammengefügt und die Fahrzeugkarosserie wird auf dem Fahrgestell montiert. Eines der Systeme, die verbunden werden müssen, nachdem die Fahrzeugkarosserie und das Fahrgestell zusammengebaut wurden, ist eine Zwischenwelle, die mit einem Lenkungssystem gekoppelt wird, etwa mit einem Lenkgetriebe oder mit einem Zahnstangen-/Ritzel-Mechanismus.
- Um die Zwischenwelle und das Lenkungssystem zu koppeln, wird ein Klemmjoch in der Zwischenwelle mit einem Klemmbolzen an dem Lenkungssystem, zum Beispiel an einer Ritzelwelle, befestigt. Aufgrund des schwierigen Zugangs zu dem Klemmbolzen und der Menge an Zeit, die für diesen Vorgang zugeteilt ist, ist es eine technische Herausforderung für einen Monteur, die Verbindung der Zwischenwelle und des Lenkungssystems auf robuste Weise zu erreichen.
- Es sind mehrere Fälle aufgetreten, in denen die Bedienperson den Klemmbolzen festgezogen hat, um die Ritzelwelle mit der Zwischenwelle an einer konkreten Stelle zu koppeln, nur um danach festzustellen, dass die Zwischenwelle und die Ritzelwelle nicht korrekt zusammengebaut wurden. Dies führt wiederum zu einer Zunahme der Zeit, die der Überprüfung der Verbindungen der Zwischenwelle und des Lenkungssystems gewidmet wird. Außerdem wurden, sogar nach solchen zusätzlichen Messungen, die während der Überprüfung durchgeführt wurden, Fälle berichtet, in denen die zwei Teile (Lenkwelle und Ritzelwelle) nach dem Zusammenbau getrennt wurden.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Gemäß einem Aspekt der Offenbarung umfasst eine Lenkungsanordnung eine Ritzelwelle. Die Lenkungsanordnung umfasst auch ein Klemmjoch, das eine Zentralöffnung zum axialen Aufnehmen der Ritzelwelle definiert und eine Ansenkung zum Aufnehmen eines Befestigungselements, das die Ritzelwelle mit dem Joch koppelt, definiert. Die Lenkungsanordnung umfasst ferner eine Blockieranordnung, die an dem Klemmjoch fixiert ist. Die Blockieranordnung umfasst ein elastisches Element, das einen ersten Schenkel, einen zweiten Schenkel und ein Verbindungsende aufweist. Die Blockieranordnung umfasst auch ein Blockierelement, das mit dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel des elastischen Elements gekoppelt ist, wobei das Blockierelement zwischen einer blockierenden Position und einer nicht blockierenden Position drehbar ist, wobei die blockierende Position die Ansenkung in einer Ausgangsposition blockiert, und in der nicht blockierenden Position bei Kontakt mit der Ritzelwelle drehbar ist, um von der Ansenkung frei zu kommen.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Verfahren zum Zusammenbauen einer Lenkungsanordnung bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Positionieren eines Blockierelements innerhalb eines Schlitzes eines Klemmjochs, um eine Ansenkung, die durch das Klemmjoch definiert wird, zu blockieren. Das Verfahren umfasst auch das Einführen einer Ritzelwelle in eine Zentralöffnung, die durch das Klemmjoch definiert wird. Das Verfahren umfasst ferner das Inkontaktbringen des Blockierelements mit der Ritzelwelle. Das Verfahren umfasst ferner noch das Drehen des Blockierelements durch Einführen der Ritzelwelle, so dass es außerhalb der Ansenkung liegt. Das Verfahren umfasst auch das Einführen eines Befestigungselements durch die Ansenkung, um die axiale Position der Ritzelwelle relativ zu dem Klemmjoch zu fixieren.
- Diese und weitere Vorteile und Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen deutlicher werden.
- Figurenliste
- Der Gegenstand, der als die Erfindung betrachtet wird, ist insbesondere in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung dargelegt und konkret beansprucht. Die vorstehenden und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlich, in welchen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Klemmjochs einer Zwischen-Lenkwelle ist; -
2 eine perspektivische zerlegte Ansicht einer Bolzen-Blockieranordnung für das Klemmjoch ist; -
3 eine Querschnittsansicht des Klemmjochs ist, wobei die Bolzen-Blockieranordnung in einer blockierenden Position ist; -
4 eine Querschnittsansicht des Klemmjochs ist, wobei die Bolzen-Blockieranordnung in einer nicht blockierenden Position ist; -
5 eine perspektivische Ansicht eines Klemmjochs ist, die das Metallmaterial veranschaulicht, das an Stellen für die Bolzen-Blockieranordnung geformt oder verstemmt ist; -
6 eine Aufrissansicht des Klemmjochs ist, die das Metallmaterial veranschaulicht, das an Stellen für die Bolzen-Blockieranordnung geformt oder verstemmt ist; -
7 eine perspektivische Ansicht der Bolzen-Blockieranordnung gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung ist; und -
8 eine weitere perspektivische Ansicht der Bolzen-Blockieranordnung von7 ist. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- Nun bezugnehmend auf die Figuren wird die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen beschrieben. Es sollte klar sein, dass die offenbarten Ausführungsformen rein zur Veranschaulichung der vorliegenden Offenbarung dienen und in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden können. Verschiedene Elemente der offenbarten Ausführungsformen können kombiniert oder weggelassen werden, um weitere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu bilden. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabgetreu; einige Merkmale können überskaliert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind die hierin offenbarten spezifischen strukturellen und funktionellen Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern rein als repräsentative Grundlage, um einen Fachmann in die Lage zu versetzen, die vorliegende Offenbarung auf verschiedene Arten umzusetzen.
-
1 veranschaulicht ein Klemmjoch10 , das eine Bolzen-Blockieranordnung20 umfasst. Das Klemmjoch10 kann verwendet werden, um die Kopplung einer Lenkwelle und einer Zahnstangen-/Ritzel-Anordnung eines Lenkungssystems zu unterstützen, wie hierin beschrieben wird. In einer solchen Ausführungsform ist das Klemmjoch10 wirkmäßig mit einer Lenkwelle (nicht dargestellt) gekoppelt und soll mit einer Ritzelwelle30 (in den3 und4 teilweise dargestellt) zusammengebaut werden, die Teil einer Zahnstangen-/Ritzel-Anordnung ist. - Das Klemmjoch
10 definiert einen Raum, in welchen die Ritzelwelle30 eingeführt werden soll, um mit dem Klemmjoch10 und somit auf indirekte Weise mit der Lenkwelle gekoppelt zu werden Es ist wünschenswert, die Ritzelwelle30 und das Klemmjoch10 an einer spezifischen axialen Position der Ritzelwelle30 zu koppeln. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen erleichtern eine präzise und zuverlässige Kopplung an einer solchen gewünschten Position. - Unter Bezugnahme auf
1 und2 wird dort die Bolzen-Blockieranordnung20 für das Klemmjoch10 veranschaulicht. Die Bolzen-Blockieranordnung20 umfasst ein elastisches Element42 , das in einer im Wesentlichen U-förmigen Gestalt ausgebildet ist. Die U-förmige Gestalt des elastischen Elements42 wird durch einen ersten Schenkel44 , einen zweiten Schenkel46 und ein Verbindungsende48 definiert. Das Verbindungsende48 fügt den ersten Schenkel44 und den zweiten Schenkel46 zusammen. Die Bolzen-Blockieranordnung20 umfasst auch einen Klipp50 . Der Klipp50 ist im Wesentlichen U-förmig, mit einer ersten Wand52 , einer zweiten Wand54 und einer Verbindungswand56 , wobei die Verbindungswand56 die erste Wand52 und die zweite Wand54 zusammenfügt. - Das elastische Element
42 ist an dem Klipp50 angebracht. Insbesondere umfasst der Klipp50 ein Paar von Einführlöchern58 , die innerhalb der ersten Wand52 definiert sind. Jedes der Einführlöcher58 ist dimensioniert, um einen von dem ersten und zweiten Schenkel44 ,46 des elastischen Elements42 aufzunehmen. In2 ist nur eines der Einführlöcher58 dargestellt, doch1 ist transparent dargestellt, um beide Einführlöcher58 zu veranschaulichen. Der erste Schenkel44 und der zweite Schenkel46 erstrecken sich durch die Einführlöcher58 zu der zweiten Wand54 des Klipps50 hin und darüber hinaus. Der erste Schenkel44 erstreckt sich durch ein Austrittsloch60 , das in der zweiten Wand54 des Klipps definiert ist. Der zweite Schenkel46 erstreckt sich durch einen ausgeschnittenen Abschnitt62 des Klipps50 . Der ausgeschnittene Abschnitt62 ist eine Öffnung, die größer ist als das Austrittsloch60 , und ist ein Ausschnitt von Material aus der zweiten Wand54 und der Verbindungswand56 . Mit anderen Worten ist der ausgeschnittene Abschnitt62 eine durchgehende Öffnung, wobei ein Abschnitt davon in der zweiten Wand54 liegt und der andere Abschnitt in der Verbindungswand56 liegt. Der ausgeschnittene Abschnitt62 erlaubt es dem zweiten Schenkel46 , sich während der Betätigung der Bolzen-Blockieranordnung20 aufwärts zu bewegen, wie aus der Beschreibung hierin noch deutlich wird. - Ein Blockierelement
70 umfasst ein Paar von Öffnungen72 , wobei jede der Öffnungen dimensioniert ist, um einen von dem ersten und zweiten Schenkel44 ,46 des elastischen Elements42 aufzunehmen. Das Blockierelement70 befindet sich benachbart zu der zweiten Wand54 des Klipps50 - oder geringfügig davon beabstandet. Wie in1 dargestellt, koppelt der Klipp50 die Bolzen-Blockieranordnung20 mit dem Klemmjoch10 . - Wie in den
1 und5 dargestellt, definiert das Klemmjoch10 eine Zentralöffnung32 , die dazu ausgestaltet ist, die Ritzelwelle30 aufzunehmen. Die1 ,5 und6 veranschaulichen einen Schlitz34 , der sich von der Zentralöffnung32 durch eine Wand des Klemmjochs10 erstreckt. Die Zentralöffnung32 und der Schlitz34 definieren eine durchgehende Öffnung. Wie in1 dargestellt, erstreckt sich eine Ansenkung36 durch das Klemmjoch10 . Die Ansenkung36 erstreckt sich um eine Achse, die senkrecht auf eine Achse der Zentralöffnung32 steht. Die Ansenkung36 ist dimensioniert, um einen Bolzen oder ein ähnliches mechanisches Befestigungselement aufzunehmen, um die Ritzelwelle30 in einer gewünschten axialen Position zu verriegeln, sobald sie in die Zentralöffnung32 eingeführt ist. Wie hierin beschrieben stellt die Bolzen-Blockieranordnung20 sicher, dass die Ritzelwelle30 in einer solchen gewünschten Position ist. -
3 und4 veranschaulichen ein Fortschreiten der axialen Einführung der Ritzelwelle30 zu einer gewünschten axialen Position relativ zu dem Klemmjoch10 hin. Aufgrund der Verbindung des Blockierelements70 mit dem elastischen Element42 ist das Blockierelement70 innerhalb des Schlitzes34 des Klemmjochs10 drehbar. Der erste Schenkel44 des elastischen Elements42 ist eine Drehachse des elastischen Elements42 und des Blockierelements70 . Die Verbindung des zweiten Schenkels46 mit dem Blockierelement70 spannt das Blockierelement vor, so dass es sich zu einer blockierenden Position (3 ) innerhalb des Schlitzes34 hin dreht, wodurch die Einführung eines Befestigungselements durch die Ansenkung36 verhindert wird. Wenn die Ritzelwelle30 mit dem Blockierelement70 in Kontakt gelangt und axial vorrückt (von3 zu 4), wird die Federkraft des elastischen Elements70 überwunden und das Blockierelement70 wird in eine nicht blockierende Position gedreht (4 ). Die nicht blockierende Position erlaubt es, dass ein Befestigungselement, etwa ein Bolzen (z. B. ein Klemmbolzen), durch die Ansenkung36 hindurch und in den Schlitz34 des Klemmjochs10 geführt wird. Der ausgeschnittene Abschnitt62 des Klipps50 schafft Bewegungsfreiheit für den zweiten Schenkel46 und das Blockierelement70 . Unterdessen führen die Löcher des Klipps50 , innerhalb derer der erste Schenkel44 gesichert wird, dazu, dass der erste Schenkel44 als eine Achse wirkt, wie vorstehend beschrieben wurde. -
5 und6 zeigen eine Ausführungsform der Bolzen-Blockieranordnung20 , die den vorstehend beschriebenen Klipp50 nicht umfasst. In den1 ,5 und6 sind die Schenkel44 ,46 des elastischen Elements42 innerhalb von Nuten angeordnet, die in der Oberfläche des Klemmjochs10 ausgebildet sind. Das elastische Element42 weist Sicherungsmerkmale auf, die durch Metallmaterial oder verstemmtes Metall an dem Klemmjoch10 an den Stellen, die mit der Bezugszahl90 versehen sind, gebildet sind, um das elastische Element42 an dem Klemmjoch10 zu sichern. Während die genauen Stellen90 der Wärmeverstemmung in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung variieren können, liegen die Stellen90 nahe dem Verbindungsende48 des elastischen Elements42 . - Unter Bezugnahme auf
7 und8 sind der erste Schenkel44 und der zweite Schenkel46 des elastischen Elements42 so dargestellt, dass sie auf einer ebenen Oberfläche49 des Klemmjochs10 ruhen. Dies unterscheidet sich vom Ruhen innerhalb der Nuten, wie es in den1 ,5 und6 dargestellt ist. - In jeder der offenbarten Ausführungsformen befindet sich die Ritzelwelle
30 an der korrekten Stelle, das heißt, in einem vorbestimmten Abstand im Inneren des Klemmjochs10 , die Ansenkung36 für das Befestigungselement ist nicht eingeschränkt, was zu einer Verbindung in einer gewünschten Position führt. Das Befestigungselement (z. B. ein Bolzen) kann nur dann festgezogen werden, um die Ritzelwelle30 und das Klemmjoch10 zu koppeln, wenn das Blockierelement70 sich bewegt hat, um einen freien Pfad durch die Ansenkung36 hindurch bereitzustellen, was eine fehlerfreie Anordnung sicherstellt. - Die Ansenkung
36 wird durch das Blockierelement70 der Bolzen-Blockieranordnung20 über einen Bereich von blockierenden Positionen verstellt. Das Blockierelement70 wird während des axialen Einbaus der Ritzelwelle30 schließlich in einem ausreichend großen Ausmaß gedreht, um einen freien Pfad durch die Ansenkung36 hindurch bereitzustellen, so dass ein Bolzen eingebaut und festgezogen werden kann, um das Klemmjoch10 und die Ritzelwelle30 zu koppeln. - In einigen Ausführungsformen muss die Bolzen-Blockieranordnung
20 nach dem Zusammenbau nicht entfernt werden, und die Anordnung20 beeinträchtigt die Klemmeigenschaften des Jochs nicht. - Während die Erfindung in Verbindung mit einer nur begrenzten Anzahl von Ausführungsformen im Detail beschrieben wurde, ist ohne weiteres klar, dass die Erfindung nicht auf diese offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von Varianten, Abwandlungen, Substitutionen oder äquivalenten Anordnungen einzubeziehen, die vorstehend nicht beschrieben wurden, die jedoch ebenfalls dem Geist und Umfang der Erfindung entsprechen. Während verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, sollte außerdem klar sein, dass Aspekte der Erfindung nur einige der beschriebenen Ausführungsformen umfassen können. Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung eingeschränkt anzusehen.
Claims (16)
- Lenkungsanordnung, umfassend: eine Ritzelwelle; ein Klemmjoch, das eine Zentralöffnung zum axialen Aufnehmen der Ritzelwelle definiert und eine Ansenkung zum Aufnehmen eines Befestigungselements, das die Ritzelwelle mit dem Joch koppelt, definiert; und eine Blockieranordnung, die an dem Klemmjoch fixiert ist, wobei die Blockieranordnung umfasst: ein elastisches Element, das einen ersten Schenkel, einen zweiten Schenkel und ein Verbindungsende aufweist; und ein Blockierelement, das mit dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel des elastischen Elements gekoppelt ist, wobei das Blockierelement zwischen einer blockierenden Position und einer nicht blockierenden Position drehbar ist, wobei die blockierende Position die Ansenkung in einer Ausgangsposition blockiert, und in der nicht blockierenden Position bei Kontakt mit der Ritzelwelle drehbar ist, um von der Ansenkung frei zu kommen.
- Lenkungsanordnung nach
Anspruch 1 , wobei das Blockierelement sich in einem Schlitz befindet, der durch das Klemmjoch definiert wird. - Lenkungsanordnung nach
Anspruch 1 , wobei das elastische Element zumindest zum Teil aus Federstahl gebildet ist. - Lenkungsanordnung nach
Anspruch 1 , wobei das elastische Element in einer U-förmigen Gestalt ausgebildet ist. - Lenkungsanordnung nach
Anspruch 1 , wobei das elastische Element direkt mit dem Klemmjoch gekoppelt ist. - Lenkungsanordnung nach
Anspruch 5 , wobei der erste Schenkel und der zweite Schenkel des elastischen Elements innerhalb jeweiliger Nuten angeordnet sind, die durch das Klemmjoch definiert werden. - Lenkungsanordnung nach
Anspruch 5 , wobei das elastische Element zumindest ein Sicherungsmerkmal aufweist, das durch Metallmaterial oder verstemmtes Metall an dem Klemmjoch an dem Klemmjoch gebildet ist. - Lenkungsanordnung nach
Anspruch 7 , wobei das elastische Element Sicherungsmerkmale aufweist, die durch Metallmaterial oder verstemmtes Metall an dem Klemmjoch nahe dem Verbindungsende des elastischen Elements gebildet sind. - Lenkungsanordnung nach
Anspruch 1 , ferner umfassend einen Klipp, der mit dem Klemmjoch gekoppelt ist, wobei das elastische Element mit dem Klipp gekoppelt ist. - Lenkungsanordnung nach
Anspruch 9 , wobei der Klipp eine erste Wand, eine zweite Wand und eine Verbindungswand umfasst, wobei die erste Wand ein Paar von Einführlöchern definiert, die zweite Wand ein Austrittsloch definiert, und die zweite Wand und die Verbindungswand einen ausgeschnittenen Abschnitt definieren. - Lenkungsanordnung nach
Anspruch 10 , wobei der erste Schenkel des elastischen Elements sich durch eines der Einführlöcher und das Austrittsloch erstreckt, wobei der zweite Schenkel des elastischen Elements sich durch eines der Einführlöcher und den ausgeschnittenen Abschnitt erstreckt. - Lenkungsanordnung nach
Anspruch 1 , wobei das Befestigungselement ein Klemmbolzen ist. - Lenkungsanordnung nach
Anspruch 1 , wobei die Ansenkung sich entlang einer Bohrungsachse erstreckt und die Zentralöffnung sich entlang einer Öffnungsachse erstreckt, wobei die Bohrungsachse senkrecht auf die Öffnungsachse orientiert ist. - Verfahren zum Zusammenbauen einer Lenkungsanordnung, umfassend: Positionieren eines Blockierelements innerhalb eines Schlitzes eines Klemmjochs, um eine Ansenkung, die durch das Klemmjoch definiert wird, zu blockieren; Einführen einer Ritzelwelle in eine Zentralöffnung, die durch das Klemmjoch definiert wird; Inkontaktbringen des Blockierelements mit der Ritzelwelle; Drehen des Blockierelements durch Einführen der Ritzelwelle, so dass es außerhalb der Ansenkung liegt; und Einführen eines Befestigungselements durch die Ansenkung, um die axiale Position der Ritzelwelle relativ zu dem Klemmjoch zu fixieren.
- Verfahren nach
Anspruch 14 , ferner umfassend das Koppeln des Blockierelements mit einem ersten Schenkel und einem zweiten Schenkel eines elastischen Elements, wobei das elastische Element direkt mit dem Klemmjoch gekoppelt ist. - Verfahren nach
Anspruch 14 , ferner umfassend das Koppeln des Blockierelements mit einem ersten Schenkel und einem zweiten Schenkel eines elastischen Elements, wobei das elastische Element indirekt mit einem Klipp, der an dem Klemmjoch gesichert ist, mit dem Klemmjoch gekoppelt ist.
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