DE19953410A1 - Vorrichtung zum Verbinden von zwei Teilen einer schräg im Raum angeordneten Welle einer Lenkspindel, einer Lenkzwischenspindel und/oder eines Lenkgetriebes - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Verbinden von zwei Teilen einer schräg im Raum angeordneten Welle einer Lenkspindel, einer Lenkzwischenspindel und/oder eines Lenkgetriebes, wobei die Vorrichtung eine horizontal oder eine annähernd horizontal angeordnete Schnittstelle aufweist. Die beiden Teile der Vorrichtung sind jeweils an einem Teil der Welle angeordnet. Die Vorrichtung weist wenigstens eine Zentriervorrichtung sowie wenigstens ein Element zur Fixierung der Teile der Vorrichtung auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von zwei Teilen einer schräg im Raum angeordne­ ten Welle einer Lenkspindel, einer Lenkzwischenspindel und/oder eines Lenkgetriebes.

Bei Fahrzeugneuentwicklungen ist die Anordnung der Lenkspindel, welche das Verbindungselement zwischen Lenksäule und Lenkgetriebe darstellt, hinsichtlich der Montagefreundlichkeit sehr kritisch. Gemäß dem Stand der Technik wird die Montage der Lenkspindel zum Lenkgetriebe manuell über eine Steckverbindung und anschließende Ver­ schraubung ausgeführt.

In der Regel ist diese Verbindung sehr stark durch die Lenkungsgeometrie bestimmt, und die gemäß dem Stand der Technik verwendeten, manuell aufgesteckten Welle/Nabeverbindungen sind konzentrisch zur Drehachse und damit schräg im Raum angeordnet.

Diese schräge Anordnung der Schnittstellen ist insbesondere bei der Automatisierung kritisch, da zum ei­ nen die zu verbindenden Teile mit einer gewissen Lageto­ leranz aufeinander zubewegt werden müssen. Diese Lageto­ leranz ist vorgegeben, damit die Teile passgenau zusam­ mengefügt werden können. Dieses Zusammenführen der Teile muss zum anderen relativ schnell in einer vorgegebenen Zeitspanne erfolgen.

Zum Stand der Technik (EP 0 300 854 B1) gehört eine Verbindungsvorrichtung für ein Lenkgetriebe. Diese Verbindungsvorrichtung weist ein Eingriffsteil auf, wel­ ches in ein Teil der Verbindungsvorrichtung greift, wobei dieses Teil konzentrisch zu einer Muffe angeordnet ist und die Muffe durchsetzt. Die Muffe ist an einem Kraft­ fahrzeugteil befestigt. Hieran wiederum ist die Lenkspin­ del befestigt, derer Ende ein angelenktes Teil einer Kraftübertragung trägt.

Diese zum Stand der Technik gehörende Vorrich­ tung hat den Nachteil, dass sie sehr aufwendig ist. Es ist erforderlich, dass die Welle (1), die mit der Lenk­ spindel verbunden werden soll, eine Anordnung zur Selbst­ verriegelung trägt. Diese Anordnung zur Selbstverriege­ lung ist als Spannring (22) ausgebildet. Dadurch, dass der Verbindungsfortsatz der Welle (1) in einer Muffe (9) und einem in der Muffe (9) angeordneten Aufnahmeteil für den Fortsatz der Welle angeordnet ist, ist dieser nicht zugänglich, so dass von außen kein Einfluss auf die Selbstzentrierung möglich ist.

Zum Stand der Technik gehört weiterhin eine Lenksäulenverbindung zur Verbindung mit einer nichtgerun­ deten Welle (EP 0 319 149 B1). Diese zum Stand der Tech­ nik gehörende Verbindung ist durch die Lenkungsgeometrie bestimmt. Da die Lenkwelle (10) schräg im Raum angeordnet ist, ist auch die Verbindung schräg im Raum ausgerichtet, was im Zuge der Automatisierung problematisch ist.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, eine Vorrichtung zum Verbinden von zwei Teilen einer schräg im Raum angeordneten Welle anzu­ geben, die eine Automatisierung, das heißt eine Integra­ tion in der automatischen Hochzeit der Vorderachse/An­ triebseinheit erlaubt, wodurch eine Zeit- und damit eine Kosteneinsparung erreicht wird.

Dieses technische Problem wird durch die Merk­ male der Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 gelöst.

Dadurch, dass die Vorrichtung zum Verbinden von zwei Teilen einer schräg im Raum angeordneten Welle einer Lenkspindel, einer Lenkzwischenspindel oder eines Lenkge­ triebes eine horizontal oder annähernd horizontal ange­ ordnete Schnittstelle aufweist, ist die Verbindung der beiden Teile der Welle sehr einfach und dadurch eine Au­ tomatisierung des Verbindungsvorganges möglich.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung verfügt über eine horizontale Schnittstelle mit Formschluss. Die form­ schlüssige Verbindung wird zwischen den horizontalen Flanschflächen mit einer Verzahnung, beispielsweise einer Verbindung aus Nut und Feder erreicht.

Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Vor­ richtung Mittel zur passgenauen Ausrichtung dieser zu verbindenden Schnittstelle während des Fügevorganges auf. Bei der Montage ist nämlich lenkgetriebeseitig die Ver­ bindungsstelle bereits einigermaßen passgenau dadurch fi­ xiert, dass das Lenkgetriebe auf einem Vorderachsenträger vormontiert ist. Der Vorderachsträger wird während der automatischen Hochzeit relativ passgenau eingefahren. Lenkzwischenspindelseitig muss die Verbindung in einem Hilfselement zur Stirnwand oder Schließplatte und somit zum Fahrzeug (Vorderachsträger) fixiert werden. Prinzipi­ ell kann dies durch ein eingeklippstes Hilfswerkzeug, welches später entfernt wird, erfolgen.

Vorzugsweise wird jedoch eine permanente und im Fahrzeug integrierte Vorrichtung vorgesehen, die bei­ spielsweise Bestandteil der Schließplatte ist oder Be­ standteil eines separaten Hilfsträgers, der später mit dem Vorderachsträger und der Stirnwand verbunden wird.

Eine derartige Grobausrichtung mittels dieser Vorrichtung (auf circa plus/minus fünf Millimeter Lageto­ leranz) erfolgt vor der Hochzeit der Verbindungsopera­ tion. Zur Feinausrichtung der Verbindungselemente (von circa plus/minus fünf Millimeter auf plus/minus null Mil­ limeter) ist in dem Flansch wenigstens eine Zentriervor­ richtung vorgesehen. Vorteilhaft besteht die Zentriervor­ richtung aus einem in eine Bohrung greifenden Kegel­ stumpf. Sie kann auch aus einer selbstzentrierenden Nut/Federverbindung bestehen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verbinden wird während oder im Anschluss an den Fügevorgang gesi­ chert. Die Sicherung kann beispielsweise mittels einer Schraube erfolgen. Die Schraube ist vorzugsweise vertikal von unten zugänglich, um eine mögliche automatische Ver­ schraubung zu ermöglichen. Es ist aber auch möglich, die Schrauboperation manuell vorzunehmen. In diesem Fall kann die Schraube auch unter einem Winkel angeordnet sein.

Um eine Überschneidung des Schraubwerkzeuges mit dem Vorderachsträger oder mit dem Lenkgetriebe zu vermeiden, ist die Schraube vorteilhaft exzentrisch am Flansch angeordnet.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach der Montage in Ansicht;

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung vor der Montage in Ansicht;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1;

Fig. 4 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung teilweise aufgebrochen;

Fig. 5 die erfindungsgemäße Vorrichtung vor dem Zusammenfügen mit einem Halter in Ansicht;

Fig. 6 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Gummiabdich­ tung;

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung ei- ner erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Hilfsplatte;

Fig. 8 ein geändertes Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung;

Fig. 9 ein geändertes Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung (1) mit einem oberen Flansch (2) und einem unteren Flansch (3), welche formschlüssig ineinander greifend ausgebildet sind. Der obere Flansch (2) ist an einer Welle (4) und der untere Flansch (3) ist an einer Welle (5) angeordnet.

Der obere Flansch (3) trägt einen Kegelstumpf (6), der in eine Bohrung (7) des unteren Flansches (3) greift.

Gemäß Fig. 2 dient der Kegelstumpf (6) zur Selbstzentrierung der Vorrichtung (1) bei der Montage. Bei der Montage werden der Flansch (2) und der Flansch (3) in Richtung des Pfeiles (A) aufeinander zubewegt, wo­ bei der Kegelstumpf (6) in die Bohrung (7) eingeführt wird. Die Bohrung (7) ist hierzu im oberen Bereich (10) sich konisch verjüngend ausgebildet, damit gewisse Lage­ toleranzen bei der Montage nicht hinderlich sind.

Gemäß den Fig. 1 und Fig. 3 weist der obere Flansch (2) eine Nut (8) auf, in die eine Feder (9) des unteren Flansches (3) greift.

Gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung (1) eine ho­ rizontale Schnittlinie (11) auf. Hierdurch ist es mög­ lich, dass trotz schräg ausgerichteter Rotationsachse (12) eine vertikale Montage, wie sie in Fig. 2 darge­ stellt ist, möglich ist.

Fig. 4 zeigt die Vorrichtung (1) mit den Flan­ schen (2, 3). Nach dem Zusammenfügen der Flansche (2, 3) werden diese mittels einer Schraube (13) fixiert. Die Schraube (13) ist vertikal angeordnet. Dies ist vorteil­ haft, da hierdurch eine automatische Verschraubung mög­ lich ist. Die Schraube (13) ist exzentrisch angeordnet, um eine Überschneidung eines Schraubwerkzeuges (nicht dargestellt) mit einem Vorderachsträger oder einem Lenk­ getriebe (nicht dargestellt) zu vermeiden.

Gemäß Fig. 5 ist der Zustand des Fahrzeuges vor der Hochzeit dargestellt. Ein Halter (14) ist an einer Stirnwand (16) befestigt. Der Halter (14) dient zur Fi­ xierung der Lage einer Lenkzwischenspindel (15), an der der obere Flansch (2) der Vorrichtung (1) angeordnet ist. Der untere Flansch (3) wird bei der Montage vertikal nach oben geführt, wie in Fig. 2 dargestellt.

Fig. 6 zeigt die Vorrichtung (1) mit den Flan­ schen (2, 3) und den Wellen (4, 5).

Eine relativ steif ausgeführte Gummiabdichtung (17), die an der Stirnwand (16) angeordnet ist, dient zur Lagefixierung der Lenkzwischenspindel. Zwischen der Gum­ miabdichtung (17) und dem Flansch (2) ist eine Rotations­ abdichtung (18) vorgesehen.

Die Flansche (2, 3) der Vorrichtung (1) sind mit der Schraube (13) zueinander fixiert.

Fig. 7 zeigt die Flansche (2, 3) der Vorrich­ tung (1). Eine in sich steife, jedoch elastisch aufge­ hängte Hilfsplatte (19) übernimmt die Führung. Diese Hilfsplatte (19) ist mittels einer Dichtung (20) an der Stirnwand (16) beziehungsweise Schließplatte befestigt.

Fig. 8 zeigt eine Vereinfachung gegenüber Fig. 7. Die Dichtung (20) der Fig. 7 ist entfallen. An­ stelle der Dichtung (20) ist ein Blech (21) vorgesehen. Das Blech (21) ist im vorliegenden Fall integraler Be­ standteil der Schließplatte oder Stirnwand (hier nicht dargestellt).

Fig. 9 zeigt die Anordnung eines separaten Hilfsträgers (22), der parallel zu einem hinteren Vorder­ achsträger (23) beziehungsweise zu einem Querträger (24) angeordnet ist. Der separate Hilfsträger (22) sowie der Querträger (24) beziehungsweise der hintere Vorderachs­ träger (23) sind an einer Rahmenstruktur (25) fixiert und befestigt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vor­ teil, dass sie zu einer Automatisierung einer sehr kriti­ schen und manuellen Verbindungsoperation führt. Dies er­ möglicht eine Zeit- und damit eine Kosteneinsparung. Dar­ über hinaus kann durch den Entfall des manuellen Zugrif­ fes auf die Verbindungsstelle eine Verbesserung der Package-Situation für andere Komponenten, beispielsweise Pedalarie beziehungsweise Struktur erreicht werden.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Verbinden von zwei Teilen einer schräg im Raum angeordneten Welle einer Lenkspindel, einer Lenkzwischenspindel und/oder eines Lenkgetrie­ bes, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine horizontal oder annähernd horizontal ange­ ordnete Schnittstelle (11) aufweist, wobei ein Teil (4) der Welle an einem oberen Teil (2) der Vorrich­ tung (1) und ein Teil (5) der Welle an einem unteren Teil (3) der Vorrichtung (1) angeordnet ist, dass die Vorrichtung (1) wenigstens eine Zentriervorrich­ tung (6, 7) aufweist, und dass wenigstens ein Ele­ ment (13) zur Fixierung des oberen und des unteren Teiles (2, 3) der Vorrichtung (1) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) aus einem horizontal oder annähernd horizontal trennbarem Flansch besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Teil (2) und das untere Teil (3) der Vorrichtung (1) formschlüssig miteinander verbindbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Teil (2) und das untere Teil (3) eine Verzahnung aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriervorrichtung (6, 7) in und/oder an den Teilen (2, 3) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriervorrichtung aus einem in eine Boh­ rung (7) greifenden Kegelstumpf (6) besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung aus wenigstens einer Nut/Federverbindung (8, 9) besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fixierung der Teile (2, 3) der Vorrichtung (1) wenigstens eine Schraube (13) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (13) zur Fixierung vertikal oder annähernd vertikal von unten zugänglich angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (13) zur Fixierung exzentrisch in oder an der Vorrichtung (1) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) Bestandteil der Lenkzwi­ schenspindel und/oder des Lenkgetriebes ist.