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Die
Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge, gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1, und ein Verfahren zur Montage einer Lageranordnung,
gemäß Anspruch
25.
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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.
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Aus
der
DE 10 2004
043 238 A1 geht eine Lenkvorrichtung hervor, bei der eine
Anordnung zur Abdichtung des Durchgangs einer Lenksäule durch eine
Trennwand zwischen Motorraum und Fahrgastraum vorgesehen ist. Die
Lenkvorrichtung umfasst ein an der Trennwand angebrachtes Halteteil,
an dem ein ein zur drehbeweglichen Lagerung einer Lenkspindel dienendes
Lager aufweisendes Adapterteil mittels Befestigungsschrauben befestigbar
ist. Das Halteteil weist zudem ein Selbstausrichtungsmittel auf,
welches das Adapterteil bei Annährung
an das Halteteil so gegenüber
diesem ausrichtet, dass in diesen Teilen vorgesehene Befestigungslöcher miteinander
fluchten, so dass die Befestigungsschrauben eingesetzt werden können. Auch
die Montage dieser Lenkvorrichtung gestaltet sich aufgrund der beengten
Platzverhältnisse
im Fahrzeuginnenraum als schwierig.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsbeispiele der
Lenkvorrichtung ergeben sich aus Kombinationen der in den Unteransprüchen, der
Beschreibung sowie in den Zeichnungen offenbarten Merkmale.
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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.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels
der Lenkvorrichtung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 in
schematischer Darstellung einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels
einer Lenksäulenanordnung
für Kraftfahrzeuge;
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2 eine
perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer zusammengebauten Trennwand-Lageranordnung
für die
Lenkvorrichtung gemäß 1 im
Längsschnitt;
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3 in
perspektivischer Darstellung ein Halteteil der Lageranordnung gemäß 2;
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4 in
perspektivischer Darstellung ein Adapterteil der Lageranordnung
gemäß 2;
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5 eine
Seitenansicht des Adapterteils gemäß 4 und
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6 das
Adapterteil gemäß der 4 und 5,
teilweise im Längsschnitt.
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1 zeigt
in schematischer Darstellung einen Ausschnitt einer Lenkvorrichtung 1,
welche eine Lenksäulenanordnung 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 Trennwänden 7, 9 ein
Freiraum 15 gebildet ist.
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Die
Lenksäulenanordnung 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 Längenausgleich
als Teleskopwelle ausgebildet. Der Aufbau und die Funktion der Lenksäulenanordnung 3 ist
allgemein bekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen wird.
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Im
Folgenden wird anhand der 2 bis 6 ein
vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
der Lageranordnung 25 näher
erläutert.
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Die
Lageranordnung 25 weist ein in den 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.
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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.
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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.
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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.
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Wie
aus 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 Durchgangsöffnung 39 weist auf
ihrer dem Fahrzeuginnenraum 11 zugewandten Seite einen
konischen, sich in Richtung auf den Motorraum 13 hin verjüngenden, trichterförmigen Einfuhrabschnitt
auf, der dazu dient, das Einfädeln
der Lenkspindel 17 in die Durchgangsöffnung 39 sowohl bei
einer automatisierten als auch manuellen Montage der Lenksäulenanordnung 3 zu erleichtern.
Die das Halteteil 27 durchdringende Öffnung 39 weist an
ihrem im montierten Zustand dem Motorraum 13 zugewandten
Endbereich eine Aufnahme 36 für ein in den 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
geführt
und in die Aufnahme 36 des Halteteils 27 eingebracht
werden kann.
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Wie
aus 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 Längsabschnitt 39A der
das Halteteil 27 durchdringenden Durchgangsöffnung 39 gebildet,
an den sich -in Montagerichtung des Adapterteils 37 gesehen-
ein von einem durchmesserkleineren zweiten Längsabschnitt 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 näher
eingegangen wird. An den zweiten Längsabschnitt 39B schließt sich
ein durchmesserkleinerer dritter Längsabschnitt 39C an,
wobei der Durchmesserunterschied hier zur Ausbildung einer zweiten,
ringförmigen
Schulter 43 führt,
die ebenfalls als Dicht- und/oder
Endanschlag mit Montagesicherung für das Adapterteil 37 dient. An
den dritten Längsabschnitt 39C schließt sich
der trichterförmige
Einfuhrabschnitt an. Die Längsabschnitte 39A bis 39C der
Durchgangsöffnung 39 sind vorzugsweise
von kreisrunden Bohrungen gebildet, die zumindest im Wesentlichen
konzentrisch angeordnet sind.
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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.
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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 Motorrauen 13 in den Fahrzeuginnenraum 11 verhindert
wird.
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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.
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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.
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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
(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.
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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.
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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 6 mit gestrichelter
Linie angedeutet- einen Außenring 69, einen
Innenring 71 sowie dazwischen angeordnete Wälzkörper 73 auf.
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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.
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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.
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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.
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Die
Adapterhülse 75 ist
vorzugsweise mittels Kraftschluss am beziehungsweise im Innenring 71 fixiert.
Bei einer Drehbewegung der Lenkspindel drehen sich somit die Adapterhülse 75,
das Toleranzausgleichselement 88B sowie der Lagerinnenring 71 mit. Das
Lager 67, die Adapterhülse 75 sowie
das Toleranzausgleichselement 88B bilden eine vormontierbare
Baueinheit.
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Aufgrund
der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung der Adapterhülse 75 ist
das Lager 67 also als Loslager ausgebildet, das heißt, es lässt eine Drehbewegung
und Verlagerung der Lenkspindel 17 in axialer Richtung
zu, während
es die Lenkspindel 17 in radialer Richtung gegenüber dem
Halteteil abstützt.
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Das
hülsenförmige Adapterteil 37 weist
eine kreisrunde, gestufte Durchgangsöffnung 77 auf, die einen
ersten Längsabschnitt 79 und
einen sich daran anschließenden,
durchmesserkleineren Längsabschnitt 81 aufweist.
Aufgrund des Durchmesserunterschieds ist eine umlaufende Ringschulter 82 gebildet, die
als Anschlag für
das Lager 67 dient. Der erste Längsabschnitt 79 bildet
eine Aufnahme für
das Lager 67. Im Bereich des ersten Längsabschnitts 79 der Durchgangsöffnung 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 Schrägstellung
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 Durchgangsöffnung 77 angebracht,
vorzugsweise angespritzt und damit einstückig 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.
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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.
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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.
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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 gesehenhakenähnlichen
Wulst 93 aufweist, der beim Einbringen des Lagers 67 in das
Adapterteil 37, was gemäß der Darstellung
der 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.