DE10239202B4

DE10239202B4 - Verbindung zwischen einer Lenkwelle und einem Lenkgetriebe

Info

Publication number: DE10239202B4
Application number: DE2002139202
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dau; Dirk Schachtsiek; Thomas Lömker; Günter Itzen; Ralf-Gerhard Willner
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-08-21
Filing date: 2002-08-21
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: DE10239202A1

Abstract

Verbindung zwischen einer Lenkwelle (3) und einem Lenkgetriebe (1) in einem Kraftfahrzeug mit einem teilbaren Gelenk (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (2) einen mit Vorsprüngen ausgestatteten, zur Montage durch eine Öffnung (8) im Fußraum (7) des Kraftfahrzeuges hindurchführbaren Fortsatz (9) aufweist, welcher in eine außerhalb des Fußraumes (7) relativ zu dem Fortsatz (9) bewegliche, in Richtung des Fußraumes (7) erweiterte Aufnahme (12) drehfest einführbar ist.

Description

Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen einer Lenkwelle und einem Lenkgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Verbindung ist beispielsweise durch die DE 41 34 802 C1 bekannt, die bereits eine teilbare Verbindung zwischen einer Lenkwelle und einem Lenkgetriebe zeigt. Ein Wellenstumpf ist dabei mit einem Querschnittsprofil in einer Nabe drehfest fixiert. Ein Sicherungselement, welches quer zur Längsachse sowohl in eine Ausnehmung der Nabe, als auch in eine Ausnehmung des Wellenstumpfes eingesetzt ist, verhindert dabei die axiale Verschiebung. Das Sicherungselement ist hierzu mittels eines Federelementes gegen den Wellenstumpf vorgespannt, wodurch die Verbindung beim Aufschieben der Nabe auf den Wellenstumpf in der vorbestimmten Montageposition selbsttätig einrastet. Eine entsprechende Ausbildung des Sicherungselementes ermöglicht das Lösen der Verbindung, für die ein Werkzeug nicht benötigt wird.
Die DE 41 29 042 C2 betrifft eine Sicherungsvorrichtung zur lagegenauen Verbindung einer Klemmhülse mit einer Getriebewelle eines Lenkgetriebes. Ein Fortsatz der Getriebewelle weist dabei einen Fortsatz mit einem Ringelement auf, welches zur Montage lediglich auf die Getriebewelle aufgeschoben und auf dieser durch eine Klemm- oder Schnappverbindung schubfest festgelegt wird. Das Ringelement kann dabei mit einer Fixiernase in einer Umfangsnut der Getriebewelle einrasten, wodurch sich eine drehfeste Verbindung ergibt.
Durch die EP 07 61 524 B1 ist es auch bekannt, eine Sicherheitslenksäule für ein Kraftfahrzeug mit einer elastischen Gelenkkupplung zur Verbindung eines Lenkwellentellers mit einem Ritzel eines Lenkgetriebes auszustatten. Zur Übertragung der Lenkbewegung dienen unter Vorspannung stehende Bolzen, die bei Überschreiten einer Belastungsgrenze reißen und dadurch bei einem Crashfall ein Trennen der Teile bewirken.
Weiterhin offenbart die US 58 42 536 A auch bereits den Einsatz eines Tripodengelenkes bei Servolenkungen, um so einen axialen Versatz gegenüber der Mittellängsachse auszugleichen.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass dabei sowohl der Montageprozess, als auch die Demontage zu Servicezwecken wesentlich vereinfacht wird. Weiterhin soll durch diese Verbindung eine automatisierte Montage realisierbar sein.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Verbindung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also eine Verbindung vorgesehen, bei der das Gelenk einen mit Vorsprüngen ausgestatteten, zur Montage durch eine Öffnung im Fußraum des Kraftfahrzeuges hindurchführbaren Fortsatz aufweist, welcher in eine außerhalb des Fußraumes relativ zu dem Fortsatz bewegliche, in Richtung des Fußraumes erweiterte Aufnahme drehfest einführbar ist. Hierdurch entfällt das in der Praxis mühevolle Montieren des Gelenkes im Fußraum des Kraftfahrzeuges, weil der Fortsatz zunächst frei durch die Öffnung hindurchgeführt wird. Durch die Relativbewegung der kelch- oder tulpenförmigen Aufnahme gleitet der Fortsatz in die Endposition der Aufnahme, die dann auf der dem Fußraum abgewandten Seite eines Karosserieelementes oder eines Hilfsrahmens fixiert wird. Eine zusätzliche Fixierung des Fortsatzes im Inneren der Aufnahme ist dabei nicht erforderlich. Zudem ermöglicht die erweiterte Aufnahme auch bei einer stark toleranzbehafteten Relativbewegung eine zuverlässige Fixierung, so dass die manuelle Montage wesentlich erleichtert und zugleich eine automatisierte Montage erstmals ermöglicht wird.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dadurch erreicht, dass die Aufnahme eine trichterförmige Erweiterung für eine eingeschränkte Schwenkbeweglichkeit des Fortsatzes aufweist. Hierdurch wird durch die trichterförmige Erweiterung auch während des späteren Betriebes eine begrenzte Relativbewegung ermöglicht, durch die eine homogene Übertragung der Lenkkräfte und damit ein für den Fahrer verbessertes Lenkgefühl erreicht wird. Dabei ist neben einer axialen Verschiebung auch ein begrenzter Neigungswinkel zwischen den jeweiligen Längsachsen des Fortsatzes und der Aufnahme realisierbar.
Weiterhin erweist es sich als besonders erfolgversprechend, wenn die Erweiterung derart bemessen ist, dass der Fortsatz in allen möglichen Winkelstellungen zuverlässig in die Aufnahme einführbar ist. Hierdurch erfolgt eine Abstimmung der in der Praxis auftretenden Winkelstellungen, die insbesondere durch die Freiheitsgrade des Gelenkes sowie die Einbausituation beschränkt sind, gegenüber der Erweiterung der Aufnahme, um so ein Verklemmen oder Verkanten beim Einführen des Fortsatzes in die Aufnahme zu vermeiden.
Besonders praxisnah ist auch eine Abwandlung der vorliegenden Erfindung, bei der die Aufnahme einen den Fortsatz in seiner Gebrauchsstellung axial fixierenden Anschlag hat. Hierdurch können auch mögliche Schubkräfte in axialer Richtung des Gelenkes übertragen werden. Zudem wird dadurch eine axiale Gebrauchsstellung festgelegt, die zu einem vorbestimmten und beliebig reproduzierbaren Übertragungsverhalten führt.
Eine weitere, besonders einfache Weiterbildung wird dadurch erreicht, dass die Aufnahme an einem Lenkritzel fixierbar ist. Hierdurch gestattet das erfindungsgemäße Lenkgetriebe eine problemlose Nachrüstung ohne wesentliche konstruktive Änderung an dem Kraftfahrzeug, indem die Aufnahme in einfacher Weise an dem an sich bekannten und in der Praxis eingesetzten unveränderten Lenkritzel fixiert wird.
Dabei hat es sich als besonders erfolgversprechend erwiesen, wenn das Gelenk als ein Tripodengelenk ausgeführt ist, welches durch sein Übertragungsverhalten ein hohes Maß an Praxistauglichkeit aufweist. Der Fortsatz trägt zu diesem Zweck den Tripodenkopf, der in die Aufnahme eingeführt wird. Zumindest im Grund der Aufnahme greift der Tripodenkopf in drei entsprechende Aussparungen drehfest ein, so dass eine sichere Übertragung der Drehbewegung bei einem zugleich möglichen Ausgleich von Fertigungstoleranzen erreicht wird.
Als besonders einfach erweist sich in der Praxis auch eine Abwandlung, bei der die Öffnung einen die Orientierung des Fortsatzes derart beschränkenden Randbereich aufweist, dass bei einer vorbestimmten Relativbewegung eine zuverlässige Verbindung sichergestellt ist, um so die Montage unabhängig von den Freiheitsgraden des Gelenkes zusätzlich in sinnvoller Weise zu beschränken. Hierdurch wird die Orientierung des Fortsatzes auf einen definierten Bereich begrenzt, in dem die Aufnahme ein problemloses Einführen des Fortsatzes gestattet.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Verbindung;
2 eine entlang der Linie II-II geschnittene Darstellung eines in 1 gezeigten Fortsatzes der Verbindung;
3 eine entlang der Linie III-III geschnittene Darstellung einer in 1 gezeigten Aufnahme der Verbindung.
1 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht eine erfindungsgemäße Verbindung zwischen einer Lenkwelle und einem Lenkgetriebe 1 mit einem in der dargestellten Montagestellung zunächst noch geteilten Gelenk 2. Im oberen Bereich ist eine Gelenkwelle 3 mit einem Kreuzgelenk 4 abschnittsweise dargestellt. Die Gelenkwelle 3 ist durch einen an einer nicht gezeigten Querwand angeordneten Halter 5 fixiert, so dass der kardanische Drehpunkt gegenüber dem Kreuzgelenk 4 eine möglichst genaue und unverrückbare Position einnimmt. Dieser Drehpunkt befindet sich dabei insbesondere in einer nasenförmigen Ausnehmung 6 eines Fußraumes 7 des nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeuges. Eine in dem Fußraum 7 angeordnete Öffnung 8 ist als Langloch ausgeführt und weist einen die Orientierung eines durch die Öffnung 8 nach unten herausstehenden Fortsatzes 9 des Gelenkes 2 beschränkenden Randbereich 10 auf, um eine vorbestimmte Lage bzw. Orientierung für die nachfolgende Montage zu erreichen. Der Fortsatz 9 ist als ein Tripodengelenk ausgeführt, dessen Aufbau in einer in 2 gezeigten Schnittdarstellung ersichtlich ist. Der Fortsatz 9 weist hierzu einen Tripodenkopf 11 auf, der nach Abschluss des Montageprozesses in einer tulpenförmigen Aufnahme 12, die mit drei Nuten 13 ausgestattet ist, aufliegt. Die ergänzend in 3 in einem Querschnitt dargestellte Aufnahme 12 ist mit einem Lenkritzel 14 verbunden. Die Montage des Gelenkes 2 erfolgt dabei durch eine Relativbewegung in insbesondere vertikaler Richtung, wobei die mit einer Erweiterung 15 versehene Aufnahme 12 den Fortsatz 9 aufnimmt. In der lediglich gestrichelt dargestellten Gebrauchsstellung liegt der Tripodenkopf 11 im unteren, engeren Grund der nach oben mit der Erweiterung 15 versehenen Aufnahme 12 auf. Die Nuten 13 sind dabei derart bemessen, dass der Tripodenkopf 11 weitgehend spielfrei darin eingreift. Durch die Erweiterung 15 der Aufnahme 12 ist es zudem nicht erforderlich, dass die Längsachse 16 des Fortsatzes 9 mit der Längsachse 17 der Aufnahme 12 fluchtet, weil durch den zusätzlichen Freiheitsgrad auch bei einer Winkelstellung eine einwandfreie Funktion sichergestellt ist.
Bezugszeichenliste

1: Lenkgetriebe
2: Gelenk
3: Gelenkwelle
4: Kreuzgelenk
5: Halter
6: Ausnehmung
7: Fußraum
8: Öffnung
9: Fortsatz
10: Randbereich
11: Tripodenkopf
12: Aufnahme
13: Nut
14: Lenkritzel
15: Erweiterung
16: Längsachse
17: Längsachse

Claims

Verbindung zwischen einer Lenkwelle (3) und einem Lenkgetriebe (1) in einem Kraftfahrzeug mit einem teilbaren Gelenk (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (2) einen mit Vorsprüngen ausgestatteten, zur Montage durch eine Öffnung (8) im Fußraum (7) des Kraftfahrzeuges hindurchführbaren Fortsatz (9) aufweist, welcher in eine außerhalb des Fußraumes (7) relativ zu dem Fortsatz (9) bewegliche, in Richtung des Fußraumes (7) erweiterte Aufnahme (12) drehfest einführbar ist.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (12) eine trichterförmige Erweiterung (15) für eine eingeschränkte Schwenkbeweglichkeit des Fortsatzes (9) aufweist.
Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung (15) derart bemessen ist, dass der Fortsatz (9) in allen möglichen Winkelstellungen zuverlässig in die Aufnahme (12) einführbar ist.
Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (12) einen den Fortsatz (9) in seiner Gebrauchsstellung axial fixierenden Anschlag hat.
Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (12) an einem Lenkritzel (14) fixierbar ist.
Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (2) als ein Tripodengelenk ausgeführt ist.
Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (8) einen die Orientierung des Fortsatzes (9) derart beschränkenden Randbereich (10) aufweist, dass bei einer vorbestimmten Relativbewegung eine zuverlässige Verbindung sichergestellt ist.