WO2007124838A1

WO2007124838A1 - Lenkvorrichtung für fahrzeuge und verfahren zur montage einer lageranordnung

Info

Publication number: WO2007124838A1
Application number: PCT/EP2007/003044
Authority: WO
Inventors: Michael Grimm; Axel Hebenstreit
Original assignee: Daimler Ag
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2007-11-08
Also published as: DE102006019576A1; DE102006019576B4

Abstract

Es wird eine Lenkvorrichtung (1) für Fahrzeuge (5), mit einer durch einen Durchgang in einer zwischen einem Fahrgastraum (11) und einem Motorraum (13) angeordneten Trennwand (9, 7) geführten Lenkspindel (17), und mit einer Lageranordnung (25), umfassend ein im Bereich des Durchgangs an der Trennwand (9) befestigtes Halteteil (27) zum Halten eines ein zur drehbeweglichen Lagerung der Lenkspindel (17) dienendes Lager (67) aufweisenden Adapterteils (37) und Befestigungsmittel zur Fixierung des Adapterteils (37) am Halteteil (27), vorgeschlagen. Die Lenkvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Befestigungsmittel so ausgebildet sind, dass die Fixierung des Adapterteils (37) am Halteteil (27) durch eine Dreh-Bewegung, Steck-Dreh-Bewegung oder Steck-Bewegung erfolgt. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Montage der Lageranordnung (25) angegeben.

Description

Lenkvorrichtung für Fahrzeuge und Verfahren zur Montage einer Lageranordnung

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, und ein Verfahren zur Montage einer Lageranordnung, gemäß Anspruch 25.

Aus der DE 195 17 105 C2 geht eine Lenkvorrichtung der hier angesprochenen Art hervor, die eine durch einen Durchgang in einer zwischen einem Fahrgastraum und einem Motorraum angeordneten Trennwand geführte Lenkspindel aufweist, welche mehrteilig ausgebildet ist, wobei die Lenkspindelteile mittels Kreuzgelenken miteinander gekoppelt sind. Zur Lagerung eines mittleren Lenkspindelteils an der Trennwand ist eine Lageranordnung vorgesehen, welche ein Halteteil und ein Adapterteil umfasst. Das Halteteil ist im Bereich des Durchgangs an der Trennwand mittels Schraubverbindungen befestigt und dient zum Halten des Adapterteils. Das Adapterteil ist mit einem zur drehbeweglichen Lagerung der Lenkspindel dienenden Lager versehen. Ferner sind Befestigungsmittel zur Fixierung des Adapterteils am Halteteil vorgesehen. Zwischen dem Adapterteil und dem Halteteil ist eine das Adapterteil umgebende, aus elastischem Material bestehende Abdeckung angeordnet, die zugleich den übrigen Teil des Trennwanddurchgangs abdeckt und somit ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in den Fahrgastinnenraum verhindert. Das Lager ist als Festlager ausgebildet, das heißt, die Lenkspindel ist in axialer und radialer Richtung lagefixiert. Das Halteteil besteht aus mehreren Teilen die so ausgebildet sind, dass im Crashfall das Adapterteil mit Lager freigegeben wird, um ein Eindringen der Lenkspindel in den Fahrzeuginnenraum zu verhindern. Das Halteteil ist auf der dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite der Trennwand angeordnet und weist zwei halbbogenförmige Halterungen auf, von denen eine an der Trennwand befestigt und die andere relativ dazu verstellbar ist. Die Halterungen sind mittels einer Stiftverbindung miteinander koppelbar. Im montierten Zustand der Lageranordnung umschließen die Halterungen das Adapterteil. Auf Grund der konstruktiven Ausgestaltung der Lageranordnung ist vor dem Einbringen der Lenkspindel in das Fahrzeug erforderlich, dass zunächst das das Lager aufweisende Adapterteil auf die Lenkspindel aufgepresst sowie das Halteteil am Adapterteil fixiert werden, so dass beim Einbringen der Lenkspindel in das Fahrzeug nur noch eine Befestigung des Halteteils an der Trennwand mittels Schrauben erforderlich ist, was jedoch auf Grund der beengten Platzverhältnisse innerhalb des Fahrgastraumes im Bereich der Trennwand äußerst schwierig ist und unter Umständen den Einsatz mehrerer Monteure erfordert, da hierzu zunächst das Halteteil gegenüber der Trennwand exakt ausgerichtet und gehalten werden muss, während die Schrauben angesetzt und mittels eines Schraubwerkzeugs angezogen werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lenkvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Montage im Fahrzeug in einfacher Weise möglich ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Montage der Lageranordnung anzugeben, welches eine Einhandmontage ermöglicht . Zur Lösung der Aufgabe wird eine Lenkvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die Befestigungsmittel zur Fixierung des Adapterteils am Halteteil so ausgebildet sind, dass die Fixierung des Adapterteils am Halteteil durch eine Dreh- Bewegung, Steck-Dreh-Bewegung oder Steck-Bewegung erfolgt. Hierzu können die Befestigungsmittel eine Schraubverbindung, eine Renk- oder Bajonettverbindung und/oder eine Schnappverbindung umfassen oder von dieser/diesen gebildet sein. Wichtig ist, dass die Befestigungsmittel beziehungsweise jeweils Teile davon am Adapterteil und am Halteteil vorgesehen und derart ausgebildet sind, dass letztlich nur durch eine Relativbewegung des Adapterteils gegenüber dem Halteteil eine lagefeste Fixierung des Adapterteils am Halteteil realisierbar ist. Diese Ausgestaltung der Befestigungsmittel ermöglicht es, das Halteteil in einem Vormontageschritt bereits an der Trennwand zu befestigen und zwar bevor die Lenkspindel durch den Durchgang der Trennwand geführt ist. Dadurch ist die Zugänglichkeit des Montagebereichs verbessert.

In besonders bevorzugter Ausführungsform der Lenkvorrichtung ist vorgesehen, dass die Befestigungsmittel keine einzelnen, separierbare Teile umfassen, sondern am Halteteil und Adapterteil angebracht beziehungsweise gehalten oder ausgebildet sind. Das heißt, ein erster Teil der Befestigungsmittel ist am Halteteil und ein zweiter Teil am Adapterteil vorgesehen. Die Befestigungsmittel können beispielsweise bei der Herstellung der Halte- und Adapterteile an diesen angeformt, beispielsweise angespritzt werden. Aufgrund dieser Ausgestaltung sind die Kosten für die Lageranordnung reduzierbar. Darüber hinaus ist die Montage der Lageranordnung im Fahrzeug vereinfacht, da der Monteur lediglich das Adapterteil zu halten und führen hat.

Bei einem besonders bevorzugtem Ausführungsbeispiel der Lenkvorrichtung ist vorgesehen, dass das Halteteil eine Aufnahme für das Adapterteil aufweist und dass die Aufnahme bei an der Trennwand befestigtem Halteteil zum Einbringen des Adapterteils motorraumseitig zugänglich ist. Dies vereinfacht sowohl die Montage als auch im Servicefall die Demontage der Lageranordnung, da bei fertiggestelltem Fahrzeug der Trennwanddurchgang vom Fahrzeuginnenraum her vom Armaturenbrett und dergleichen abgedeckt und daher nicht frei zugänglich ist.

Um eine verdeckte Handmontage des Adapterteils zu ermöglichen, das heißt, der Monteur hat keinen direkten Sichtkontakt zum an der Trennwand angebrachten Halteteil, umfassen die Befestigungsmittel eine Schnappverbindung, die durch Rasten mit vorzugsweise definiertem Endanschlag dem Monteur eine haptische Rückmeldung hinsichtlich einer ordnungsgemäßen Anordnung und Fixierung des Adapterteils am Halteteil gibt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Lenkvorrichtung ergeben sich aus Kombinationen der in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie in den Zeichnungen offenbarten Merkmale.

Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Verfahren zur Montage einer Lageranordnung mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 23 in einem Fahrzeug vorgeschlagen. Das Verfahren sieht vor, dass in einem ersten Montageschritt das Halteteil im Bereich des Durchgangs der Trennwand angebracht, das heißt lagefest fixiert wird. In einem zweiten Montageschritt wird das in der Aufnahme des Adapterteils fixierte Lager auf der durch den Durchgang in der Trennwand geführten Lenkspindel in Richtung auf das Halteteil verschoben. In einem dritten Montageschritt wird nun das Adapterteil am Halteteil durch eine Dreh-Bewegung, Steck- Dreh-Bewegung oder Steck-Bewegung des Adapterteils relativ gegenüber dem lagefest an der Trennwand angeordnetem Halteteil fixiert.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels der Lenkvorrichtung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Lenksäulenanordnung für Kraftfahrzeuge;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines

Ausführungsbeispiels einer zusammengebauten Trennwand-Lageranordnung für die Lenkvorrichtung gemäß Figur 1 im Längsschnitt;

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung ein Halteteil der Lageranordnung gemäß Figur 2;

Fig. 4 in perspektivischer Darstellung ein Adapterteil der Lageranordnung gemäß Figur 2;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Adapterteils gemäß Figur 4 und

Fig. 6 das Adapterteil gemäß der Figuren 4 und 5, teilweise im Längsschnitt. Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Ausschnitt einer Lenkvorrichtung 1, welche eine Lenksaulenanordnung 3 umfasst, die in einem Kraftfahrzeug 5 eingebaut ist. Von dem Kraftfahrzeug 5 sind lediglich erste und zweite Trennwände 7 und 9 erkennbar, welche einen Fahrzeuginnenraum 11 von einem Motorraum 13 trennen. Die Trennwände 7 und 9, welche mit dem Karosserierohbau verbunden oder Teil desselben sein können, sind in einem Abstand voneinander angeordnet, wodurch zwischen den Trennwanden 7,9 ein Freiraum 15 gebildet ist.

Die Lenksaulenanordnung 3 umfasst in bekannter Weise eine Lenksäule mit einer Lenkspindel 17, an deren einen Ende ein Lenkrad 19 angebracht ist. Das andere Ende der Lenkspindel 17 ist mit einem Lenkgetriebe 21 gekoppelt. Die Lenkspindel dient dabei zum Umsetzen einer Lenkbewegung vom Lenkrad auf das am anderen Ende der Lenkspindel vorgesehene Lenkgetriebe. Die Lenkspindel 17 ist über drei Kreuzgelenke 23A, 23B sowie 23C oder Kardangelenke in vier Lenkspindelabschnitte 17A, 17B, 17C und 17D unterteilt. Die Trennwände 7,9 weisen jeweils einen Durchgang für die Lenkspindel 17 auf, wobei der Lenkspindelabschnitt 17C mittels einer Lageranordnung 25 an zumindest einer der beiden Trennwände 7,9 drehbeweglich gelagert ist. Zumindest einer der Lenkspindelabschnitte 17A bis 17D ist zum axialen Langenausgleich als Teleskopwelle ausgebildet. Der Aufbau und die Funktion der Lenksaulenanordnung 3 ist allgemein bekannt, so dass hier nicht naher darauf eingegangen wird.

Im Folgenden wird anhand der Figuren 2 bis 6 ein vorteilhaftes Ausfuhrungsbeispiel der Lageranordnung 25 naher erläutert . Die Lageranordnung 25 weist ein in den Figuren 2 und 3 dargestelltes Halteteil 27 auf, welches als einteiliges, Mehrkomponenten-Kunststoffteil ausgebildet ist. Das Halteteil 27 weist einen aus einem formstabilen Kunststoff bestehenden, rohrförmigen Grundkörper 29 mit einem Befestigungsflansch 31 auf. Am Befestigungsflansch 31 ist eine erste Weichdichtung 33A und am freien Ende des domartig vom Befestigungsflansch 31 hervorstehenden Teils des Grundkörpers 29 eine zweite Weichdichtung 33B angespritzt. Die Weichdichtungen bestehen aus einem elastischen, vorzugsweise gummielastischen Material, wobei an der zweiten Weichdichtung 33B eine umlaufende, flexible Dichtlippe 34 vorgesehen ist. Die erste Weichdichtung 33A deckt die der zweiten Weichdichtung 33B zugewandte Flachseite des Befestigungsflansches 31 praktisch vollständig ab. Der Befestigungsflansch 31 ist mit Durchgangsöffnungen 35 zur Durchführung von Befestigungselementen, beispielsweise Schrauben versehen, mittels derer das Halteteil 27 an der Trennwand 7 befestigbar ist.

Das Anbringen des Halteteils 27 an der Trennwand erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel vom Fahrzeuginnenraum 11 her, indem das Halteteil 27 mit seinem die Weichdichtung 33B aufweisenden Ende voraus in den Durchgang in der Trennwand 7 eingeführt und soweit in Richtung auf die Trennwand 9 verlagert wird, bis die erste Weichdichtung 33A auf der dem Fahrzeuginnenraum 11 zugewandten Seite der Trennwand 7 und die zweite Weichdichtung 33B auf der dem Freiraum 15 zugewandten Seite der Trennwand 9 dichtend anliegen. Die zweite Weichdichtung 33B überdeckt dabei den Rand dieses Durchgangs in der Trennwand 9 vollständig. Die lagefeste Fixierung des Halteteils 27 an der Trennwand 7 erfolgt -wie vorstehend beschrieben- mittels Befestigungselementen, die in die Durchgangsöffnungen 35 im Befestigungsflansch 31 durchgreifen. Mittels der Weichdichtungen 33A und 33B, welche vorzugsweise aus einem elastische Eigenschaften aufweisenden Kunststoff bestehen, wird sichergestellt, dass die Spalte zwischen dem Halteteil 27 und den Trennwänden 7 und 9 vollständig abgeschottet sind, so dass weder Schmutz noch Feuchtigkeit vom Motorraum 13 in den Fahrgastinnenraum 11 eindringen kann. Darüber hinaus wird mittels der Weichdichtungen 33A,33B auch eine gewisse Schallschutzwirkung erzielt .

Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsvariante ist es möglich, das Halteteil 27 so entsprechend auszulegen, dass dessen Montage an der Trennwand vom beziehungsweise auch vom Motorraum her möglich ist.

Das Halteteil 27 wird vorzugsweise vor dem Einbringen der Lenksäulenanordnung 3 beziehungsweise dem Durchführen der Lenkspindel 17 durch die Durchgänge in den Trennwänden an diesen befestigt. Das Halteteil 27, welches im montierten Zustand den Durchgang in der Trennwand 7 durchgreift, kann auch in Fahrzeugen eingesetzt werden, die lediglich eine derartige, auch als Stirnwand bezeichnete Trennwand aufweisen. In diesen Fall könnte auf die zweite Weichdichtung 33B verzichtet werden. Die Kosten für das Halteteil 27 sind relativ gering, da dieses in einem an sich bekannten Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren hergestellt werden kann. Auf Grund des Kunststoffmaterials ist das Gewicht des Halteteils 27 entsprechend klein.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, weist das Halteteil 27 eine Durchgangsöffnung 39 auf, welche der mit einem Wellrohrabschnitt versehene Lenkspindelabschnitt 17C durchgreift. Je nach Anforderung kann der Lenkspindelabschnitt 17C alternativ zum Wellrohrabschnitt auch vergleichbare Crashelemente oder auch kein Crashelement aufweisen. Die Durchgangsoffnung 39 weist auf ihrer dem Fahrzeuginnenraum 11 zugewandten Seite einen konischen, sich in Richtung auf den Motorraum 13 hin verjungenden, trichterförmigen Einfuhrabschnitt auf, der dazu dient, das Einfädeln der Lenkspindel 17 in die Durchgangsoffnung 39 sowohl bei einer automatisierten als auch manuellen Montage der Lenksaulenanordnung 3 zu erleichtern. Die das Halteteil 27 durchdringende Öffnung 39 weist an xhrem im montierten Zustand dem Motorraum 13 zugewandten Endbereich eine Aufnahme

36 für ein in den Figuren 4 bis 6 als Einzelteil dargestelltes Adapterteil 37 auf. Die Abmessungen des Durchgangs in der Trennwand 9 für die Lenkspindel 17 sind so gewählt, dass das Adapterteil 37 vom Motorraum 13 her hindurch gefuhrt und in die Aufnahme 36 des Halteteils 27 eingebracht werden kann.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist die Aufnahme 36 so groß beziehungsweise tief, dass das Adapterteil 37 vollständig darin aufgenommen ist. Ein Teil der Aufnahme 36 ist von einem ersten Langsabschnitt 39A der das Halteteil 27 durchdringenden Durchgangsoffnung 39 gebildet, an den sich -in Montagerichtung des Adapterteils 37 gesehen- ein von einem durchmesserkleineren zweiten Langsabschnitt 39B gebildeter Teil anschließt. Aufgrund des

Durchmesserunterschieds ist eine ringförmige Schulter 41 gebildet, die als End- und/oder Dichtanschlag für das Adapterteil 37 dient, worauf noch naher eingegangen wird. An den zweiten Langsabschnitt 39B schließt sich ein durchmesserkleinerer dritter Langsabschnitt 39C an, wobei der Durchmesserunterschied hier zur Ausbildung einer zweiten, ringförmigen Schulter 43 fuhrt, die ebenfalls als Dicht- und/oder Endanschlag mit Montagesicherung für das Adapterteil

37 dient. An den dritten Langsabschnitt 39C schließt sich der trichterförmige Einführabschnitt an. Die Längsabschnitte 39A bis 39C der Durchgangsöffnung 39 sind vorzugsweise von kreisrunden Bohrungen gebildet, die zumindest im Wesentlichen konzentrisch angeordnet sind.

Das Adapterteil 37 ist ähnlich oder gleich dem Halteteil 27 als einteiliges Mehrkomponenten-Kunststoffteil ausgebildet, welches einen aus einem formstabilen Kunststoff bestehenden, hohlzylindrischen Grundkörper aufweist. Der Grundkörper weist auf seiner Außenseite einen Durchmessersprung auf, wodurch ein umlaufender Flansch 45 gebildet ist, an den eine kreisringförmige Weichdichtung 47 angespritzt ist. Die Weichdichtung 47 besteht aus einem elastischen, vorzugsweise gummielastischen Material. Alternativ zur vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist es möglich, dass die Weichdichtung 47 als separates Teil ausgebildet ist, das lediglich auf das Adapterteil aufgeschoben ist. Diese Ausführungsvariante kann gegebenenfalls kostengünstiger sein.

Im am Halteteil fixierten Zustand des Adapterteils 37 ist die Weichdichtung 47 zwischen dem Flansch 45 und der Schulter 41 der Aufnahme 36 im Halteteil 27 eingespannt, wodurch der Spalt zwischen Adapterteil 37 und Halteteil 27 soweit abgeschottet ist, dass ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit aus dem Motorraum 13 in den Fahrzeuginnenraum 11 verhindert wird.

Zur lagefesten Fixierung des Adapterteils 37 in der Aufnahme 36 des Halteteils 27 sind Befestigungsmittel vorgesehen, die bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel der Lageranordnung 25 eine Schraubverbindung 49 und eine Schnappverbindung 51 umfassen. Ein erster Teil der Schraubverbindung 49 ist von auf der Außenseite des Adapterteils 37 in radialer Richtung hervorstehenden, entlang einer gedachten Schraubenlinie verlaufenden, leistenförmigen Erhebungen 53 gebildet, die in das Adapterteil 37 eingeformt sind. Die Erhebungen 53 bilden quasi ein Außengewinde. Ein zweiter Teil der Schraubverbindung 49 in von zumindest einer in der Aufnahme 36 vorgesehenen, profilierten Einkerbung 55 gebildet, die längs einer um einen Zylinder gewundenen Schraubenlinie verläuft. Die Einkerbung 55, welche im Bereich des Längsabschnitts 39B der Durchgangsöffnung 39 in das Adapterteil 37 eingeformt ist, bildet das Innengewinde, mit welchem das Adapterteil 37 verschraubt ist beziehungsweise eingeschraubt werden kann.

Ein erster Teil der Schnappverbindung 51 ist an der im montierten Zustand der Schulter 43 gegenüberliegend angeordneten Stirnfläche 57 des Adapterteils 37 vorgesehen, der bei diesem Ausführungsbeispiel von insgesamt drei, über den Umfang der kreisringförmigen Stirnfläche 57 gleichmäßig verteilt angeordneten, federelastischen Rasthaken 59A, 59B und 59C gebildet ist. Die Rasthaken 59 sind einstückig mit dem Adapterteil 37 ausgebildet und stehen über die Stirnfläche 57 vor. Im Überdeckungsbereich mit den Rasthaken können Öffnungen in der Stirnfläche 57 vorgesehen sein, in welche die Rasthaken bei Montage des Adapterteils am Halteteil hineindrängbar sind. Ein zweiter Teil der Schnappverbindung 51 ist an der Schulter 43 der Durchgangsöffnung 39 vorgesehen und von fächerförmig in der Schulter 43 angeordneten Rastgegenelementen 61 gebildet (Figur 2) . Die Rastgegenelemente 61 sind gleichmäßig über den Umfang der Schulter 43 verteilt angeordnet und rampenförmig ausgebildet, derart, dass bei der Montage des Adapterteils im Halteteil die Rasthaken 59 ab einer gewissen Relativposition des Adapterteils 37 gegenüber dem Halteteil 27 gegen die Rastgegenelemente 61 laufen und durch diese in Richtung der Stirnfläche des Adapterteils 37 zurückgedrängt werden, wobei die Rasthaken nach Passieren eines Rastgegenelements selbsttätig in eine Raststellung zurückfedern. Je größer die Anzahl der vorzugsweise ohne Abstand aneinander gereihten Rastgegenelemente ist, umso feiner ist das realisierbare Anzugsdrehmoment des Adapterteils.

Das Adapterteil 37 weist auf seiner gegenüberliegenden Stirnfläche 63 Mittel zum Ansetzen eines Montagwerkzeugs auf, die von randoffenen EingreifÖffnungen 65 gebildet sind, in welche entsprechend ausgebildeten Klauen eines Montagewerkzeugs einsteckbar sind. Damit kann mittels des Montagewerkzeugs ein erforderliches Montagedrehmoment auf das Adapterteil 37 aufgebracht werden.

Das Adapterteil 37 dient zum Halten eines ein zur drehbeweglichen Lagerung der Lenkspindel 17 dienenden Lagers 67, welches vorzugsweise als Standardlager, insbesondere als Standard-Wälzlager ausgebildet ist. Das Lager 67 weist -wie in Figur 6 mit gestrichelter Linie angedeutet- einen Außenring 69, einen Innenring 71 sowie dazwischen angeordnete Wälzkörper 73 auf.

Der Innenring 71 ist mit einer vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Adapterhülse 75 für die Lenkspindel 17 versehen, deren Durchgangsöffnung so ausgebildet ist, dass bei einer Drehbewegung der Lenkspindel eine Drehmitnahme der Adapterhülse 75 erfolgt. Die Durchgangsöffnung kann beispielsweise eine Zweiflachkontur aufweisen. Der die Durchgangsöffnung durchgreifende Lenkspindelabschnitt weist eine korrespondierende Kontur auf. Die Größe der Durchgangsöffnung und des diese durchgreifenden Lenkspindelabschnitts sind so aufeinander abgestimmt, dass eine Verschiebbarkeit des Lagers 67 auf der Lenkspindel 17 in axialer Richtung, vorzugsweise mittels Handkraft, gewährleistet ist.

Zwischen dem Innenring 71 und der den Innenring 71 durchgreifenden Adapterhülse 75 ist ein hülsenförmiges Toleranzausgleichselement 88B vorgesehen, welches dazu dient, die Adapterhülse 75 elastisch im Lager 67 beziehungsweise am Innenring 71 zu lagern. Dabei dichtet das

Toleranzausgleichselement 88B auch den Spalt zwischen der Adapterhülse 75 und dem Innenring 71 ab. Das Toleranzausgleichselement 88B ermöglicht bei einer Schrägstellung der Lenkspindel 17 gegenüber der karosseriefest angeordneten Lageranordnung 25 einen Winkelausgleich, worauf nachfolgend noch näher eingegangen wird. Eine derartige Schrägstellung kann durch Bauteil- und Lagetoleranzen auftreten. Das Toleranzausgleichselement 88B besteht vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff, beispielsweise einem Elastomer, oder einem sonstigen geeigneten Material, welches gummielastische Eigenschaften aufweisen kann.

Das aus einem elastischen Material bestehende Toleranzausgleichselement 88B kann von einem hülsenförmigen, separaten Teil gebildet sein. Denkbar ist auch, das Toleranzausgleichselement 88B am Lager 67 fest anzubringen, beispielsweise anzuspritzen. Bei einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, das Toleranzausgleichselement 88B an der Adapterhülse 75 anzubringen, vorzugsweise anzuspritzen, und damit einstückig mit der Adapterhülse 75 auszubilden. Die Adapterhulse 75 ist vorzugsweise mittels Kraftschluss am beziehungsweise im Innenring 71 fixiert. Bei einer Drehbewegung der Lenkspindel drehen sich somit die Adapterhulse 75, das Toleranzausgleichselement 88B sowie der Lagerinnenring 71 mit. Das Lager 67, die Adapterhulse 75 sowie das Toleranzausgleichselement 88B bilden eine vormontierbare Baueinheit.

Aufgrund der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung der Adapterhulse 75 ist das Lager 67 also als Loslager ausgebildet, das heißt, es lasst eine Drehbewegung und Verlagerung der Lenkspindel 17 in axialer Richtung zu, wahrend es die Lenkspindel 17 in radialer Richtung gegenüber dem Halteteil abstutzt.

Das hulsenformige Adapterteil 37 weist eine kreisrunde, gestufte Durchgangsoffnung 77 auf, die einen ersten Langsabschnitt 79 und einen sich daran anschließenden, durchmesserkleineren Langsabschnitt 81 aufweist. Aufgrund des Durchmesserunterschieds ist eine umlaufende Ringschulter 82 gebildet, die als Anschlag für das Lager 67 dient. Der erste Langsabschnitt 79 bildet eine Aufnahme für das Lager 67. Im Bereich des ersten Langsabschnitts 79 der Durchgangsoffnung 77 ist ein weiteres Toleranzausgleichselement 88A vorgesehen, welches dazu dient, das Lager 67 elastisch im Adapterteil 37 zu lagern und dadurch ein Winkelausgleich von vorzugsweise zumindest +/- 3° bei einer Schragstellung der Lenkspindel 17 gegenüber der karosseriefest angeordneten Lageranordnung 25 zu ermöglichen. Das Toleranzausgleichselement 88A besteht aus einem elastischen Material, vorzugsweise aus dem gleichen Material wie das Toleranzausgleichselement 88B, und ist vorzugsweise an der Wandung der Durchgangsoffnung 77 angebracht, vorzugsweise angespritzt und damit einstuckig mit dem Adapterteil 37 ausgebildet sein. Das Toleranzausgleichselement 88A überspannt dabei ähnlich einem Überzug die Wandung der Durchgangsöffnung 77 beziehungsweise einen Teillängsabschnitt derselben sowie die Ringschulter 82. Alternativ ist es möglich, dass das Toleranzausgleichselement 88A von einem hülsenförmigen, separaten Teil gebildet ist, welches nach Herstellung des Adapterteils in deren Durchgangsöffnung 77 eingebracht und beispielsweise mittels Kraftschluss darin gehalten wird.

Wichtig ist, dass aufgrund der Toleranzausgleichselemente 88A,88B das Lager 67 als ein in sich steifes Standardlager ausgebildet sein kann, dessen Innenring und Außenring keine Schrägstellung zueinander zulassen. Ein derartiges Lager ist gegenüber Speziallagern, die eine solche Schrägstellung der Lagerringe ermöglichen, erheblich kostengünstiger. Die elastische Eigenschaften aufweisenden Toleranzausgleichselemente 88A,88B sorgen bei einer Schrägstellung der Lenkspindel dafür, dass das darin quasi eingebettete Lager 67 eine Schrägstellung gegenüber dem lagefesten Halteteil 27 einnimmt. Das heißt, das Lager 67 kann im Halteteil 27 verkippen. Dabei werden die Toleranzausgleichselemente partiell gestaucht, vorzugsweise im elastischen Bereich, wobei auch plastische Verformungen auftreten können. Festzuhalten bleibt noch, dass mittels der Toleranzausgleichselemente 88A,88B auch eine Schallschott- und Schmutz- sowie Feuchtigkeitssperrwirkung erzielt wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist zur Realisierung des Winkelausgleichs bei einer Lenkspindelschrägstellung an sich nur das äußere Toleranzausgleichselement 88A zwingend erforderlich, während das innere Toleranzausgleichselement 88B optional ist, das heißt, es kann grundsätzlich weggelassen werden. Der Vorteil des zweiten Toleranzausgleichselements 88B besteht darin, dass ein vergrößerter Winkelausgleich möglich ist.

Zur lösbaren und gleichzeitig lagefesten Fixierung des Lagers 67 in der Aufnahme des Adapterteils 37, also im ersten Längsabschnitt 79 der Durchgangsöffnung 77, sind Befestigungsmittel vorgesehen, die bei diesem

Ausführungsbeispiel am Toleranzausgleichselement 88A, welches fest mit dem Adapterteil 37 verbunden ist, ausgebildet sind. Die Befestigungsmittel sind hier von einer Schnappverbindung 91 gebildet, die einen am Toleranzausgleichselement 88A ausgebildeten, in radialer Richtung in Richtung Lagermitte vorstehenden, umlaufenden und -im Querschnitt gesehen- hakenähnlichen Wulst 93 aufweist, der beim Einbringen des Lagers 67 in das Adapterteil 37, was gemäß der Darstellung der Figur 6 von links nach rechts erfolgt, vom Lager 67 elastisch zusammengestaucht und/oder ausgelenkt wird. Nachdem das Lager 67 unter Passierung des Wulstes 93 seine vorbestimmte Position erreicht hat, welche durch die durch den Durchmessersprung im Toleranzausgleichselement 88A gebildete, kreisringförmige Anschlagschulter definiert ist, federt der Wulst 93 selbsttätig zurück und hintergreift dabei unter Ausbildung einer Formschlussverbindung einen Rand des Lagers, hier den Rand des Außenrings 69. Andere Ausführungsvarianten der Schnappverbindung sind möglich.

Wichtig ist, dass die Schnappverbindung 91 ein zerstörungsfreies Trennen des Lagers 67 vom Adapterteil 37 und vorzugsweise ein manuelles Verbinden von Lager 67 und Adapterteil 37, insbesondere durch manuelles Eindrücken des Lagers 67 in die Aufnahme des Adapterteils 37 ermöglicht. Die am Adapterteil beziehungsweise an dem am Adapterteil vorgesehenen Toleranzausgleichselement 88A ausgebildete Schnappverbindung weist den Vorteil auf, dass zur Befestigung des Lagers im Adapterteil keine separaten

Befestigungselemente benötigt werden und darüber hinaus eine Handmontage des Lagers realisierbar ist, da zwischen Lager und Adapterteil -wenn überhaupt- nur eine geringe Reibschlussverbindung erforderlich ist.

Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass die vorstehend beschriebene Lageranordnung 25 zur Montage am Fahrzeug vorzugsweise nur drei einzelne Bauteile, nämlich Adapterteil, Lager (vormontiert) und Halteteil und damit einen besonders einfachen, kostengünstigen Aufbau aufweist. Das Halteteil und das Adapterteil sind vorzugsweise einstückig ausgebildet, insbesondere als Mehrkomponenten-Kunststoffteile mit scharf getrennten Komponenten, insbesondere Kunststoffkomponenten .

Im Folgenden wird eine besonders vorteilhafte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Montageverfahrens anhand des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels der Lageranordnung 25 näher erläutert: Vor dem Einbringen der Lenksäulenanordnung in das Fahrzeug wird zunächst das Halteteil 27 vom Fahrzeuginnenraum 11 aus in den Durchgang der Trennwand 7 eingesteckt und an dieser befestigt, wie oben beschrieben. Nachfolgend wird die Lenkspindel 17 ebenfalls vom Fahrzeuginnenraum 11 aus durch das Halteteil 27 hindurchgeführt, bis es das Halteteil 27 vollständig durchgreift. Nun wird vom Motorraum 13 aus das Adapterteil 37 mit dem darin bereits in einem Vormontageschritt fixierten Lager 67 auf der Lenkspindel 17 in Richtung auf das Halteteil 27 verschoben und in die Aufnahme des Halteteils 27 eingeführt. Schließlich wird durch eine Drehbewegung des Adapterteils 37 relativ gegenüber dem Halteteil 27 das Adapterteil 37 in das Halteteil 27 eingeschraubt und zwar soweit, bis die Rasthaken 59 an der Stirnfläche 57 des Adapterteils 37 mit den Rastgegenelementen 61 in der Schulter 43 im Halteteil 27 verrasten. Diese Rastverbindung sorgt dafür, dass das Anzugsdrehmoment gehalten/gesichert wird. Durch das Verrasten der Rasthaken mit den Rastgegenelementen erhält der Monteur sowohl eine akustische als auch haptische Rückmeldung über die ordnungsgemäße Fixierung des Adapterteils am Halteteil. Das hierzu erforderliche Montagedrehmoment wird -wie vorstehend beschrieben- mittels des Montagewerkzeugs aufgebracht. Eine Demontage dieser Lageranordnung 25 vom Motorraum 13 her, beispielsweise zum Ersatz des Lagers 67 im Servicefall, erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, das heißt, das Adapterteil wird aus dem Halteteil herausgeschraubt. Dabei werden die mit den Rastgegenelementen 61 verrasteten Rasthaken 59 möglicherweise beschädigt, so dass das Adapterteil ersetzt werden muss. Wichtig ist jedoch, dass die Lageranordnung vom Motorraum her montiert und demontiert werden kann.

Festzuhalten bleibt noch, dass die Schnappverbindung 51 neben ihrer Funktion als Anzeigemittel für den Monteur insbesondere auch dazu dient, ein nicht gewolltes Lösen des Adapterteils vom Halteteil während des Fahrzeugbetriebs zu verhindern.

Alternativ zu dem anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass die Befestigungsmittel zur Fixierung des Adapterteils 37 nur eine Schraubverbindung oder nur eine selbsttätig wirkende Schnappverbindung umfassen, so dass die Fixierung des Adapterteils am Halteteil entweder durch eine Drehbewegung oder Steck-Bewegung des Adapterteil relativ gegenüber dem Halteteil erfolgt. Denkbar ist auch, eine Renk- oder Bajonettverbindung als Befestigungsmittel für das Adapterteil am Halteteil vorzusehen, so dass zur Befestigung des Adapterteils am Halteteil eine Steck-Dreh-Bewegung des Adapterteils durchzuführen ist. Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass die erfindungsgemäße Lageranordnung 25 sich durch eine prozesssichere und einfache Montage auszeichnet. Des Weiteren ist einen Minimierung der radialen Toleranzkette sichergestellt. Dadurch, dass sowohl das Lager 67 im Adapterteil 37 und das Adapterteil 37 im Halteteil 27 praktisch spielfrei gehalten sind, können Klappergeräusche in der Lageranordnung vorzugsweise ausgeschlossen, zumindest auf ein unschädliches Maß reduziert werden.

Claims

Patentansprüche

1. Lenkvorrichtung (1) für Fahrzeuge (5), mit einer durch einen Durchgang in einer zwischen einem Fahrgastraum (11) und einem Motorraum (13) angeordneten Trennwand (9,7) geführten Lenkspindel (17), und mit einer Lageranordnung (25), umfassend ein im Bereich des Durchgangs an der

Trennwand (9) befestigtes Halteteil (27) zum Halten eines ein zur drehbeweglichen Lagerung der Lenkspindel (17) dienendes Lager (67) aufweisenden Adapterteils (37) und

Befestigungsmittel zur Fixierung des Adapterteils (37) am

Halteteil (27), dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel so ausgebildet sind, dass die

Fixierung des Adapterteils (37) am Halteteil (27) durch eine Dreh-Bewegung, Steck-Dreh-Bewegung oder Steck-

Bewegung erfolgt.

2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel eine Schraubverbindung (49), eine Renk- oder Bajonettverbindung und/oder eine Schnappverbindung (51) umfassen oder von dieser/diesen gebildet ist.

3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (27) eine Aufnahme (36) für das Adapterteil (37) aufweist und dass die Aufnahme (36) bei an der Trennwand (7) befestigtem Halteteil (27) zum Einbringen des Adapterteils (37) motorraumseitig zugänglich ist.

4. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (36) so ausgebildet ist, dass das Adapterteil (37) vollständig darin aufgenommen ist.

5. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (36) von Längsabschnitten (39A,39B) einer stufenförmig ausgebildeten, das Halteteil (27) durchdringenden Durchgangsöffnung (39) gebildet ist.

6. Lenkvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Montagerichtung des Adapterteils (37) gesehen, sich an einen Längsabschnitt der Durchgangsöffnung (39) unter Ausbildung einer ringförmigen Schulter (41,43) ein durchmesserkleinerer Längsabschnitt anschließt und die Schulter (41,43) einen End- und/oder Dichtanschlag für das Adapterteil (37) bildet.

7. Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teil der Schnappverbindung (51) an der im montierten Zustand der Schulter (41) gegenüberliegend angeordneten Stirnfläche (57) des Adapterteils (37) und ein zweiter Teil an der Schulter (43) vorgesehen sind.

8. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterteil (37) Mittel zum Ansetzen eines Montagewerkzeugs aufweist.

9. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (27) und/oder das Adapterteil (37) einteilig ausgebildet sind/ist.

10. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (27) und/oder das Adapterteil (37) ein Mehrkomponenten-Kunststoffteil, insbesondere ein mittels eines Mehrkomponenten-Spritzgießverfahrens hergestelltes Kunststoffspritzgießteil, ist.

11. Lenkvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (27) und/oder das Adapterteil (37) einen aus einem formstabilen Kunststoff bestehenden Grundkörper aufweisen/aufweist, an denen/dem mindestens eine, vorzugsweise angespritzte, Weichdichtung (33A,33B) und/oder mindestens ein Dicht- und/oder Toleranzausgleichselement (88A, 88B; 47 ) vorgesehen ist.

12. Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung des Spalts zwischen dem Halteteil (27) und dem Adapterteil (37) ein Dichtelement vorgesehen ist.

13. Lenkvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement von einer Weichdichtung oder von einem Dicht- und/oder Toleranzausgleichselement (88A) nach Anspruch 11 gebildet ist.

14. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterteil (37) eine Aufnahme für das Lager (67) aufweist und dass das Lager (67) mittels

Befestigungsmittel in der Aufnahme, vorzugsweise lösbar, fixierbar ist.

15. Lenkvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel eine Schnappverbindung (91) umfassen .

16. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (67) ein Standardlager ist.

17. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (67) als Loslager ausgebildet ist.

18. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (67) von einem einen Außenring (69) und einen Innenring (71) sowie dazwischen angeordnete Wälzkörper (73) aufweisenden Wälzlager gebildet ist, und dass der Innenring (71) mit einer Adapterhülse (75) für die Lenksäule, insbesondere Lenkspindel (17), versehen ist, deren Durchgangsöffnung so groß ist, dass eine Verschiebbarkeit des Lagers (67) auf der Lenksäule in axialer Richtung, insbesondere mittels Handkraft, gewährleistet ist.

19. Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (67) mittels eines Toleranzausgleichselements (88A) in der Aufnahme des Adapterteils (37) elastisch gelagert ist.

20. Lenkvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass

Toleranzausgleichselement (88A) zwischen dem Lageraußenring (69) und der gegenüberliegend angeordneten Wand der Adapterteilaufnahme angeordnet ist.

21. Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Adapterhülse (75) und dem Innenring (71) des Lagers (67) ein zweites Toleranzausgleichselement (88B) zur elastischen Lagerung der Adapterhülse (75) vorgesehen ist.

22. Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Toleranzausgleichselement (88A,88B) ringförmig ausgebildet ist.

23. Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Toleranzausgleichselement (88A,88B) nach Anspruch 11 ausgestaltet ist.

24. Lageranordnung für eine Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, mit einem im Bereich des Durchgangs einer zwischen einem Fahrgastraum und einem Motorraum angeordneten Trennwand befestigbaren Halteteil (27) zum Halten eines Adapterteils (37), welches ein zur drehbeweglichen Lagerung einer Lenkspindel der Lenkvorrichtung dienendes Lager (67) aufweist, und mit Befestigungsmitteln zur Fixierung des Adapterteils (37) am Halteteil (27), dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (27), das Adapterteil (37) und die Befestigungsmittel jeweils nach einem der Ansprüche 1 bis 23 ausgebildet sind.

25. Verfahren zur Montage eine Lageranordnung nach einem Ansprüche 1 bis 23 an einer zwischen einem Fahrgastraum und einem Motorraum eines Fahrzeugs angeordneten, einen Durchgang zur Durchführung einer Lenkspindel einer Lenkvorrichtung aufweisenden Trennwand, mit folgenden Schritten :

- Anbringen des Halteteils (27) im Bereich des Durchgangs der Trennwand,

- Fixierung des Lagers (67) in der Aufnahme des Adapterteils und Verschieben des Adapterteils auf der Lenkspindel in Richtung auf das Halteteil (27), und Fixierung des Adapterteils am Halteteil (27) durch eine Dreh-Bewegung, Steck-Dreh-Bewegung oder Steck- Bewegung des Adapterteils.