DE10258028B3 - Verbindung zwischen einem Lenkgetriebe und einer Lenksäule einer Kraftfahrzeuglenkung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen einem Lenkgetriebe und einer Lenksäule (1) einer Kraftfahrzeuglenkung. Die Verbindung umfasst eine diese beiden Bauteile verbindende Lenkungskupplung (2), die am Lenkgetriebe oder an der Lenksäule (1) mit einem Ende (3) angebracht ist und an dem anderen Ende (4) ein Kupplungsstück (5) gelenkig trägt. Dieses bildet mit dem jeweils anderen Bauteil (1) Verbindungspartner und weist zwei Klemmbacken (6, 7) auf, die nach einer Verschwenkung des Kupplungsstücks (5) um die Gelenkachse (8) einen Abschnitt (9) des anderen Bauteils (1) umgreifen. Des Weiteren umfasst die Verbindung eine Spannschraube, die in zwei in den Klemmbacken (6, 7) ausgebildete und miteinander fluchtende Öffnungen (19) eingesteckt und in ein Gewinde (20) derart eingeschraubt ist, dass der umgriffene Abschnitt (9) durch die Klemmbacken (6, 7) festgeklemmt ist. Um in einfacher Weise die Herstellung der Verbindung mit einer axialen Ausrichtung der Verbindungspartner (1, 5) zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass am Kupplungsstück (5) oder an dem Verbindungspartner (1), mit dem das Kupplungsstück (5) klemmend verbunden ist, zumindest ein Bolzen (14) angeordnet ist, der in Verbindungslage in eine Nut (15) des jeweils anderen Verbindungspartners (1, 5) eingreift, wobei die Nut (15) einen bezüglich der axialen Erstreckung des zu tragenden Verbindungspartners (1, 5) senkrecht in Höhenrichtung verlaufenden Endabschnitt (17) aufweist, in dem der Bolzen (14) seine ...
Description
- Die Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen Lenkgetriebe und einer Lenksäule einer Kraftfahrzeuglenkung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Eine gattungsgemäße Verbindung ist aus der
EP 0445 591 B1 bekannt. Dabei wird zur Herstellung der Verbindung ein an einer Lenksäule schwenkbar angeordnetes Kupplungsstück mit zwei Klemmbacken über einen Wellenzapfen eines in einem Kraftfahrzeug festmontierten Lenkgetriebes geschwenkt. Das Kupplungsstück ist zwischen seinen Klemmbacken mit einer federbelasteten Verriegelungseinrichtung ausgerüstet, dessen Riegelbolzen während der Verschwenkbewegung von dem Wellenzapfen in eine Entriegelungsstellung gedrückt wird. Nach Beendigung der Verschwenkbewegung und somit bei Anlage der Oberseite des Wellenzapfens am Grund der U-Form des Kupplungsstückes wird der Riegelbolzen, der durch den Wellenzapfen in dieser Stellung nicht mehr überdeckt wird, freigegeben, so dass der Riegelbolzen getrieben durch die auf ihn ausgeübte Federkraft unter dem Wellenzapfen hindurchtaucht und diesen gegenüber einer etwaigen Zurückschwenkung des Kupplungsstückes und der damit verbundenen Loslösung vom Wellenzapfen sperrt. Aufgrund der bekannten Verbindung soll in einfacher Weise eine einhändige Montage erreicht werden mit der Möglichkeit ohne Blickkontakt die Verbindung herzustellen, was die Montage erheblich erleichtern würde. Der Wellenzapfen weist des weiteren noch an seiner Unterseite einen Einzug, der in Verbindung mit der Spannschraube eine mechanische Sicherung erbringen soll. Der Riegelbolzen ist im übrigen hohl ausgebildet und ist so angeordnet, dass beim Durchstecken der Spannschraube durch die Bohrungen der Klemmbacken den Riegelbolzen koaxial durchdringt. In Verbindungslage liegen Bolzen und Schraube mit einem Abschnitt im Einzug der Unterseite des Wellenzapfens. Bei der bekannten Einrichtung müssen dabei jedoch Lenksäule und Kupplungsstück axial exakt aufeinander ausgerichtet sein, da anderenfalls der Riegelbolzen und die Spannschraube neben dem Einzug zu liegen kommen und dadurch zum einen der Riegelbolzen seine Verriegelungsfunktion verliert und zum anderen die Spannschraube nicht durch die Bohrungen hindurch gesteckt werden kann. Dies erfordert einen erhöhten Aufwand an Justage, die dabei nur beidhändig ausgeführt werden kann. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Verbindung dahingehend weiterzubilden, dass deren Herstellung mit einer axialen Ausrichtung der Verbindungspartner in einfacher Weise ermöglicht wird.
- Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
- Aufgrund der Ausbildung eines Bolzens einerseits und einer Nut andererseits an den Verbindungspartnern Kupplungsstück und Lenksäule oder Lenkgetriebe, und aufgrund der speziellen Gestaltung des Nutverlaufes werden die Verbindungspartner beim Verschwenken des Kupplungsstückes nach dem Eingriff des Bolzens in die Nut in einer Zwangsführung relativ zueinander bewegt und selbsttätig axial zueinander ausgerichtet. Voraussetzung ist natürlich, dass einer der beiden Verbindungspartner sich axial verstellen lässt, so dass dieser aufgrund seiner axialen Beweglichkeit ausrichtbar ist. Des weiteren muss die Eintauchöffnung der Nut groß genug sein, um den Bolzen auch bei größeren axialen Abweichungen von der gewünschten Verbindungsrelativlage der Verbindungspartner leicht aufnehmen zu können. Durch den erfindungsgemäßen Verlauf des Endabschnittes der Nut erhält der Bolzen einen axial unverrückba ren Halt am anderen mit der Nut ausgebildeten Verbindungspartner. Damit ist mit der Erfindung möglich, auch bei kleinen Bauräumen und schlechter Zugänglichkeit für eine manuelle Montage einhändig die Montage ohne besonderen Aufwand und schnell durchzuführen, da immer die richtige Relativposition der Verbindungspartner in Verbindungslage durch die Selbstausrichtung erzielt wird. Dadurch kann die Spannschraube durch die in Klemmbacken des Kupplungsteiles gegenüberliegenden Öffnungen ungehindert hindurch in das Gewinde eingeschraubt werden. Nicht-ordnungsgemäße Drehlagen der Lenksäule oder nicht richtig aufgeklappte Kupplungsstücke werden aufgrund der speziellen Geometrie der Nut sofort erkannt, so dass Falschmontagen von vorneherein ausgeschlossen werden können.
- Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt:
-
1 in einer seitlichen Ansicht ein Kupplungsstück einer Lenkungskupplung und einen Lenksäulenzapfen in Montagestellung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbindung, -
2 in einer perspektivischen Ansicht die Lenkungskupplung aus1 mit einem Kupplungsstück mit Klemmbacken und einem innenseitigen Bolzen, -
3 in einem Querschnitt eine erfindungsgemäße Verbindung mit dem Kupplungsstück und dem Lenksäulenzapfen aus -
1 . - In
1 ist eine Verbindung zwischen einer Lenksäule1 eines Kraftfahrzeuges und einem Lenkgetriebe dargestellt. Diese beiden Bauteile, Lenksäule1 und Lenkgetriebe, sind durch eine Lenkungskupplung2 verbunden, welche an einem Ende3 am Lenkgetriebe befestigt ist und am anderen Ende4 ein Kupplungsstück5 gelenkig trägt. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Lenkungskupplung2 mit dem Ende3 an der Lenksäule1 starr fixiert ist, so dass die Herstellung der Verbindung umgekehrt zum beschriebenen Ausführungsbeispiel abfolgt. Das Kupplungsstück5 und das Bauteil, an dem die Lenkungskupplung2 nach der Vormontage nicht fixiert ist, das ist also im ersten Fall die Lenksäule1 , und mit dem das Kupplungsstück5 zu verbinden ist, bilden Verbindungspartner. - Das Kupplungsstück
5 weist zwei Klemmbacken6 ,7 auf, die einander gegenüberliegen und die nach einer Verschwenkung des Kupplungsstücks5 um die Gelenkachse8 einen Abschnitt der Lenksäule1 umgreifen, der durch einen Lenkspindelzapfen9 gebildet wird. Obwohl die Klemmbacken6 ,7 auch V-förmig zueinander angeordnet sein können, sind diese im vorliegenden Ausführungsbeispiel parallel zueinander gelegen, wozu in fertigungstechnisch einfacher Weise dem Kupplungsstück5 im Querschnitt eine U-Form beispielsweise durch Gießen gegeben wird (2 und3 ). Die Schenkel der U-Form bilden die Klemmbacken6 ,7 , während der Grund10 der U-Form in Verbindungslage des Kupplungsstückes5 an der ihm zugewandten Umfangsbereich11 des umgriffenen Abschnittes der Lenksäule1 , – des Lenkspindelzapfens9 – anliegt. Um eine möglichst großflächige Anlage zu erhalten, sind die den Klemmbacken6 ,7 gegenüberliegenden Seiten 12 des umgriffenen Abschnittes9 entsprechend der zueinander parallelen und vertikal verlaufenden Form der Klemmbacken6 ,7 abgeflacht geformt, so dass die spätere Klemmung für einen besonders guten Halt des Abschnittes9 und des Kupplungsstückes5 aneinander sorgt. - An der Innenseite
13 des Klemmbackens6 ist ein Bolzen14 angeordnet, der an dieser senkrecht und zum anderen Klemmbacken7 weisend absteht. An der abgeflachten Seite 12 des Abschnittes9 ist eine Nut15 ausgebildet, die einen bezüglich der axialen Erstreckung des Abschnittes9 senkrecht in Höhenrichtung verlaufenden Endabschnitt17 aufweist. Am anderen Ende18 ist die Nut15 in Höhenrichtung offen. Beim Verschwenken des Kupplungsstückes5 greift der Bolzen14 in die Nut15 ein und läuft solange in diese hinein, bis ein am Grund10 des Kupplungsstückes5 abragender als Anschlag dienender Wulst16 in der endgültig eingenommenen Verbindungslage oberseitig am Lenkspindelzapfen9 anliegt (3 ). Die Nut15 kann auch an der Innenseite13 der Klemmbacken6 ,7 und der Bolzen14 an den abgeflachten Seiten 12 des Abschnittes9 angeordnet sein. Ebenso ist es denkbar, beide Klemmbacken6 ,7 mit gegenüberliegenden Bolzen14 und beide Seiten 12 des Abschnittes9 mit parallel verlaufenden gegenüberliegenden Nuten15 auszustatten, was die axiale Ausrichtung des Abschnittes9 und des Kupplungsstückes5 aufeinander aufgrund der dabei erreichten Reduzierung der Verkantungsgefahr erleichtert. Des weiteren kann sowohl das Kupplungsstück5 als auch der Abschnitt9 wechselweise jeweils mit einer Nut15 und mit einem Bolzen14 – jeweils in passender Lage zueinander angeordnet – ausgebildet sein. - Um ein Verkanten des Bolzens
14 beim Eintauchen in die Nut15 weiter zu verhindern und die axiale Ausrichtung zu erleichtern ist die Nut15 kreisbogenförmig ausgebildet, wobei der zugehörige gedachte Kreis zumindest nahezu konzentrisch zu dem gedachten Kreis der Verschwenkbewegung ist. Der vertikale Endabschnitt17 der Nut15 kann dabei das Kreisbogenende bilden. Die Nut15 erweitert sich im Anschluss an den Endabschnitt17 zum Ende18 hin trichterförmig, was die Einfädelung des Bolzens14 in die Nut15 beim Einschwenken des Kupplungsstückes5 verbessert und auch bei größeren axialen Abweichungen von der optimalen Relativlage zwischen Lenksäule1 und Lenkungskupplung2 eine Aufnahme des Bolzens14 in der Nut15 ermöglicht und damit eine exakte Ausrichtung der beiden Bauteile sichert. Um die Einfädelung des Bolzens14 in die Nut15 möglichst reibungslos und verschleißfrei zu gestalten, kann der Bolzen14 am Klemmbacken6 nach Art einer Walze drehbar gelagert sein, so dass der Bolzen14 quasi in die Nut15 hineinrollt. - Nach Erreichen der Endstellung des Bolzens
14 bei der Anlage des Wulstes16 an der Oberseite des Lenkspindelzapfens9 , zu dem lediglich eine Hand beim Verschwenken des Kupplungsstückes5 erforderlich ist, wird das Kupplungsstück5 mittels einer Spannschraube am Abschnitt9 endgültig fixiert. Diese wird in einfacher Weise ebenfalls einhändig in zwei in den Klemmbacken6 ,7 ausgebildete und miteinander fluchtende Öffnungen19 eingesteckt und in ein Gewinde20 derart eingeschraubt, dass der umgriffene Abschnitt9 durch die Klemmbacken6 ,7 festgeklemmt wird. Das Gewinde20 kann direkt in die Öffnung19 des schraubenkopffernen Klemmbacken6 hineingeschnitten sein. In fertigungstechnisch einfacher Weise ist das Gewinde20 jedoch in einer Anschweißmutter21 (3 ) ausgebildet, die an der Außenseite22 des Klemmbackens6 des Kupplungsstücks5 befestigt, vorzugsweise angeschweißt ist. Der umgriffene Abschnitt9 weist an seiner Unterseite23 eine Querrinne24 mit halbkreisförmigem Querschnitt auf (1 ), an der die Spannschraube, die sich unterhalb des Abschnittes9 erstreckt, zur mechanischen Sicherung anliegt. In dieser Position besitzt die Spannschraube die größte Klemmkraft auf den Abschnitt9 . Hat der Bolzen14 seine Endlage in der Nut15 erreicht, so sind die Öffnungen19 der Klemmbacken6 ,7 mit der Mittelachse der Querrinne24 zentriert, so dass die Spannschraube unbehindert durch die Öffnungen19 hindurchgeschoben werden können. Alternativ zur Querrinne24 kann im umgriffenen Abschnitt9 eine quer verlaufende Schraubendurchgangsbohrung vorgesehen sein, wodurch der Spannschraube ein besonders guter Halt und eine besonders gute Führung beim Hindurchstecken durch die Öffnungen19 und Hineinschrauben in das Gewinde20 gegeben ist. - Zur Position des wulstförmigen Anschlages
16 und der Öffnung der Nut15 sind zwei Varianten denkbar. Zum einen kann der Anschlag16 wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt die Oberseite des Lenkspindelzapfens9 beaufschlagen, wobei der Grund10 der U-Form des Kupplungsstückes5 aufgrund deren auf dem Kopf stehenden Anordnung oben liegt. Hierdurch wird eine Verschwenkbewegung des Kupplungsstückes5 ermöglicht, die von oben auf den Lenkspindelzapfen9 führt. Hierbei bleibt das Kupplungsstück5 in vorteilhafter Weise ohne weiteres auf dem Lenkspindelzapfen9 liegen, so dass die Spannschraube ohne den Zapfen9 oder/und das Kupplungsstück manuell zu halten von dem Monteur eingeschraubt werden kann. - In einer zweiten Variante kann der Anschlag
16 jedoch auch so angeordnet sein, dass er an der Unterseite23 des Zapfens9 zur Anlage kommt. Hierzu muss zum einen das Kupplungsstück5 mit der Öffnung der U-Form nach oben weisen, so dass der Grund10 unten liegt. Zum anderen sollte am Lenkspindelzapfen9 die Form der Nut15 um 180° um die Horizontale gedreht sein, so dass deren trichterförmige Einführungsöffnung unten liegt. Dies ermöglicht eine Verschwenkung des Kupplungsstückes5 von unten an den Lenkspindelzapfen9 . Da das Kupplungsstück5 schwenkbeweglich ist, kann dieses jedoch aufgrund der Schwerkraft – im Falle der Monteur dies zum Montieren der Spannschraube loslässt – aus seiner Verbindungslage wieder herausschwenken. Um dies zu verhindern kann in der Nähe der Endstellung des Bolzens14 an der Nut15 eine Verriegelungseinrichtung angeordnet sein, die bei Anlage des Anschlages16 an der Unterseite23 des Zapfens9 die Nut15 so sperrt, dass der Bolzen14 von der Verriegelungseinrichtung gehalten ist. Zur Gestaltung der Verriegelungseinrichtung ist beispielsweise ein druckfedergestützter Schieber denkbar, der in einer quer zum Endabschnitt17 der Nut15 verlaufenden und in diesen einmündenden Führungsnut angeordnet ist und aufgrund der Druckfeder in die Nut15 hineinsteht. Die in die Nut15 hineinstehende Stirnseite des Schiebers ist derart angeschrägt, dass der Bolzen14 vor dem Erreichen der Endlage den Schieber in die Führungsnut zurückdrücken kann. In der Endlage des Bolzens14 ist der Schieber aufgrund seinem Anordnungsabstand zur Endlage des Bolzens14 nicht mehr druckbeaufschlagt, so dass er hinter dem Bolzen14 in die Nut15 geschoben wird, der dann an der Außenseite des Schiebers anliegt und den Schieber aufgrund des Fehlens einer geeigneten Schräge am Schieber aus seiner Endstellung heraus nicht selbsttätig öffnen kann. - Alternativ zur Verriegelungseinrichtung kann in der Nähe der Endlage des Bolzens
14 auch eine Verrastungseinrichtung angeordnet sein, in die der Bolzen14 bei Erreichen der Endlage einrastet. Die Verrastungseinrichtung kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, dass die Nut15 in Endlagennähe einen nach innen stehenden Wulst oder Noppen aufweist und dass hinter dem Bereich dieses Wulstes oder Noppens in dem Lenkspindelzapfen9 ein Langloch ausgebildet ist, das sich über den Wulst- bzw. Noppenbereich hinweg parallel zur Nut15 erstreckt, wobei das Langloch derart von dem Wulst oder Noppen beabstandet ist, dass die Nutwandung elastisch nachgiebig ist und somit die Rasteigenschaften gewährleisten kann. Alternativ kann auch in die Nut15 ein Rastelement eingelassen sein, das eine in die Nut15 ragende Sicke aufweist, die durch in der Schwenkbewegung des Kupplungsstückes5 vom Bolzen14 zusammengedrückt werden kann. Die Verrastungseinrichtung hat den Vorteil, dass die Verbindung zwischen Kupplungsstück5 und Lenkspindelzapfen9 in dieser vorfixierten Lage einhändig durch einfaches Ziehen wieder lösbar ist, falls dies erforderlich sein sollte.
Claims (13)
- Verbindung zwischen einem Lenkgetriebe und einer Lenksäule einer Kraftfahrzeuglenkung, mit einer diese beiden Bauteile verbindenden Lenkungskupplung, die an einem der beiden Bauteile mit einem Ende angebracht ist und an dem anderen Ende ein Kupplungsstück gelenkig trägt, das mit dem jeweils anderen Bauteil Verbindungspartner bildet und welches zwei Klemmbacken aufweist, die nach einer Verschwenkung des Kupplungsstücks um die Gelenkachse einen Abschnitt des anderen Bauteils umgreifen, und mit einer Spannschraube, die in zwei in den Klemmbacken ausgebildete und miteinander fluchtende Öffnungen eingesteckt und in ein Gewinde derart eingeschraubt ist, dass der umgriffene Abschnitt durch die Klemmbacken festgeklemmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Kupplungsstück (
5 ) oder an dessen Verbindungspartner (1 ), mit dem das Kupplungsstück (5 ) klemmend verbunden ist, zumindest ein Bolzen (14 ) angeordnet ist, der in Verbindungslage in eine Nut (15 ) des jeweils anderen Verbindungspartners (1 ,5 ) eingreift, wobei die Nut (15 ) einen bezüglich der axialen Erstreckung des sie tragenden Verbindungspartners (1 ,5 ) senkrecht in Höhenrichtung verlaufenden Endabschnitt (17 ) aufweist, in dem der Bolzen (14 ) seine Endlage aufweist, und dass die Nut (15 ) am endlagenfernen Ende (18 ) in Höhenrichtung offen ist. - Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (
15 ) kreisbogenförmig ist, wobei der zugehörige gedachte Kreis zumindest in etwa konzentrisch zu dem gedachten Kreis der Verschwenkbewegung des Kupplungsstückes (5 ) ist. - Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (
15 ) sich im Anschluss an den Endabschnitt (17 ) zum endlagenfernen Ende (18 ) hin trichterförmig erweitert. - Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsstück (
5 ) einen Anschlag (16 ) aufweist, der in Verbindungslage an der Oberseite des Lenkspindelzapfens (9 ) anliegt, und dass die Nut (15 ) nach oben offen ist. - Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsstück (
5 ) einen Anschlag (16 ) aufweist, der in Verbindungslage an der Unterseite (23 ) des Lenkspindelzapfens (9 ) anliegt, und dass die Nut (15 ) nach unten offen ist. - Verbindung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Endlagennähe eine Verriegelungseinrichtung angeordnet ist, und dass der Bolzen (
14 ) nach der Endlage von der Verriegelungseinrichtung gehalten ist. - Verbindung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Endlagennähe eine Verrastungseinrichtung angeordnet ist, in die der Bolzen (
14 ) bei Erreichen der Endlage einrastet. - Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem der Verbindungspartner (
1 ,5 ) zwei parallele Nuten (15 ) auf gegenüberliegenden Seiten (12 ) des Verbindungspartners (1 ,5 ) angeordnet sind. - Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (
14 ) am zugehörigen Verbindungspartner (1 ,5 ) nach Art einer Walze drehbar gelagert ist. - Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (
20 ) in einer Anschweißmutter (21 ) ausgebildet ist, die an der Außenseite (22 ) eines Klemmbackens (6 ) des Kupplungsstücks (5 ) befestigt ist. - Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der umgriffene Abschnitt (
9 ) des Verbindungspartners (1 ) an seiner Unterseite (23 ) eine Querrinne (24 ) mit halbkreisförmigem Querschnitt aufweist. - Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der umgriffene Abschnitt (
9 ) des Verbindungspartners (1 ) eine quer verlaufende Schraubendurchgangsbohrung aufweist. - Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsstück (
5 ) im Querschnitt eine U-Form besitzt, wobei die Schenkel der U-Form die Klemmbacken (6 ,7 ) bilden und der Grund der U-Form in Verbindungslage an dem ihm zugewandten Umfangsbereich (11 ) des umgriffenen Abschnittes (9 ) des Verbindungspartners (1 ) anliegt, und dass die den Klemmbacken (6 ,7 ) gegenüberliegenden Seiten (12 ) des umgriffenen Abschnittes (9 ) des Verbindungspartners (1 ) abgeflacht sind.
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