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Title:
METHOD FOR PRODUCING AN ARRANGEMENT FOR A STEERING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/104885
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing an arrangement (1) for a steering device, said arrangement (1) comprising an input shaft (2) and an output shaft (3) and a torsion element (12) coupling the input shaft (2) and the output shaft (3), wherein, in the assembly of the arrangement (1), a coupling status is adopted in which the input shaft (2) is rotationally fixed to the output shaft (3) in an orientation defined by a coupling device (5), and the coupling status is released before the fixing of the torsion element (12) on the input shaft (2) and/or the output shaft (3).

Inventors:
BECKER INGO (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/084789
Publication Date:
June 15, 2023
Filing Date:
December 07, 2022
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
G01L3/14; B62D6/10; G01L5/22
Domestic Patent References:
WO2011009169A12011-01-27
Foreign References:
US20150274205A12015-10-01
JP2002211422A2002-07-31
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Claims:
Patentansprüche Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe (1 ) für eine Lenkvorrichtung, welche Baugruppe (1 ) eine Eingangswelle (2) und eine Ausgangswelle (3) und ein die Eingangswelle (2) mit der Ausgangswelle (3) koppelndes Torsionselement (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Montage der Baugruppe (1 ) ein Kopplungszustand eingenommen wird, in dem die Eingangswelle (2) in einer durch eine Kopplungseinrichtung (5) definierten Orientierung drehfest mit der Ausgangswelle (3) gekoppelt ist und dass der Kopplungszustand vor der Fixierung des Torsionselements (12) an der Eingangswelle (2) und/oder der Ausgangswelle (3) aufgelöst wird. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungszustand nach der Fixierung des Torsionselements (12) an der Eingangswelle (2) oder der Ausgangswelle (3) und vor der Fixierung des Torsionselements (12) an der Ausgangswelle (3) oder der Eingangswelle (2) aufgelöst wird oder dass der Kopplungszustand vor der Fixierung des Torsionselements (12) an der Eingangswelle (2) und der Ausgangswelle (3) aufgelöst wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungszustand durch eine Relativbewegung zwischen Eingangswelle (2) und Ausgangswelle (3) hergestellt und aufgelöst wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (1 ) eine Kopplungseinrichtung (5) aufweist, wobei der Kopplungszustand mittels eines ersten Kopplungselements (6) der Eingangswelle (2) und eines zweiten Kopplungselements (7) der Ausgangswelle (3) hergestellt wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (1 ) eine Sicherungseinrichtung (19) aufweist, die eine Drehbewegung zwischen Eingangswelle (2) und Ausgangswelle (3) um einen Sicherheitswinkel (21 ) zulässt, wobei der Kopplungszustand derart eingestellt wird, dass die Eingangswelle (2) und die Ausgangswelle (3) in der Mitte des Sicherheitswinkels (21 ) zueinander positioniert sind. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Eingangswelle (2) und die Ausgangswelle (3) ein Lager (1 1 ), insbesondere ein Nadellager, eingebracht wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (2) und die Ausgangswelle (3) mit dem Torsionselement (12) verbunden werden, insbesondere stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Torsionselement (12) in Axialrichtung in einer zweistufigen Ausnehmung (16) in der Eingangswelle (2) oder Ausgangswelle (3) fixiert wird. Baugruppe (1 ) für eine Lenkvorrichtung, welche Baugruppe (1 ) eine Eingangswelle (2) und eine Ausgangswelle (3) und ein die Eingangswelle (2) mit der Ausgangswelle (3) koppelndes Torsionselement (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei die Baugruppe (1 ) eine Kopplungseinrichtung (5) aufweist, die dazu ausgebildet ist, bei der Montage einen Kopplungszustand zwischen der Eingangswelle (2) und der Ausgangswelle (3) herzustellen, in dem die Eingangswelle (2) in einer definierten Orientierung drehfest mit der Ausgangswelle (3) gekoppelt ist und dass die Kopplungseinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, den Kopplungszustand vor der Fixierung des Torsionselements (12) an der Eingangswelle (2) und/oder der Ausgangswelle (3) aufzulösen. Kraftfahrzeug, umfassend eine Lenkvorrichtung mit einer Baugruppe (1 ) nach dem vorangehenden Anspruch.
Description:
Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe für eine Lenkvorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe für eine Lenkvorrichtung, welche Baugruppe eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle und ein die Eingangswelle mit der Ausgangswelle koppelndes Torsionselement aufweist.

Lenkvorrichtungen für Kraftfahrzeuge, die zuvor beschriebene Baugruppen, umfassend eine Eingangswelle, eine Ausgangswelle und ein Torsionselement aufweisen, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Lenkvorrichtungen sollen insbesondere eine Bestimmung eines Drehmoments ermöglichen, welches Drehmoment ein Fahrer auf ein Lenkelement bewirkt, das mit der Eingangswelle gekoppelt ist. Dadurch lässt sich die Eingangswelle gegenüber der Ausgangswelle verdrehen, wobei das Torsionselement verformt wird. Die Verformung des Torsionselements, beispielsweise um einen bestimmten Winkel, kann anschließend als Grundlage dafür verwendet werden, das Drehmoment zu bestimmen.

Ferner ist bekannt, dass die Eingangswelle und die Ausgangswelle nicht beliebig zueinander verdreht werden können, da dies, beispielsweise mechanisch, blockiert ist. Durch die Blockierung der Verdrehbarkeit zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle wird zum einen erreicht, dass bei einem auftretenden Fehler die Lenkbarkeit des Kraftfahrzeugs erhalten bleibt, zum Beispiel bei einem Bruch des Torsionselements, und zum anderen wird sichergestellt, dass das Torsionselement nur in einem bestimmten Winkelbereich verformt werden kann.

Dies erfordert, dass bei der Montage der Baugruppe die Eingangswelle exakt zu der Ausgangswelle positioniert werden muss. Da die Eingangswelle über das Torsionselement mit der Ausgangswelle gekoppelt ist, ist es somit erforderlich, eine präzise Messung der Ausrichtungen der einzelnen Bauteile vorzunehmen, um diese zentrieren zu können. Hierbei ist ferner erforderlich, dass bei der Kopplung der Bauteile aneinander, die gemessene und eingestellte Zentrierung nicht verloren geht.

Beispielsweise wird das Torsionselement in die Ausgangswelle gepresst und die Eingangswelle anschließend über das Torsionselement geschoben. Die vormontierte Baugruppe muss anschließend vermessen und ausgerichtet werden, sodass die exakte Orientierung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle hergestellt werden kann. Hierbei sind selbst kleine Abweichungen in einer der beiden Drehrichtungen zu vermeiden. Das beschriebene Montageverfahren erfordert somit aufwändige Einrichtungen für die Vermessung der Baugruppe sowie für die präzise Ausrichtung der Teile relativ zueinander. Ferner ist die Durchführung der Vermessung und Zentrierung aufwändig und zeitintensiv und die erreichbare Präzision ist verbesserungswürdig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein demgegenüber verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe für eine Lenkvorrichtung anzugeben.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Wie beschrieben, betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe für eine Lenkvorrichtung, insbesondere eine Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Die Baugruppe weist eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle auf, wobei Eingangswelle mit der Ausgangswelle über ein Torsionselement gekoppelt ist. Die Kopplung der Eingangswelle über das Torsionselement an der Ausgangswelle ist in der montierten Stellung, d.h. dem hergestellten Zustand der Baugruppe, realisiert.

Zur Herstellung der Baugruppe können die einzelnen Bauteile, insbesondere die Eingangswelle, die Ausgangswelle und das Torsionselement einzeln vorliegen und werden durch Ausführung des Verfahrens miteinander gekoppelt.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei der Montage der Baugruppe ein Kopplungszustand eingenommen wird, in dem die Eingangswelle in einer durch eine Kopplungseinrichtung definierten Orientierung verdrehtest und zentriert mit der Ausgangswelle gekoppelt ist und dass der Kopplungszustand vor der Fixierung des Torsionselements an der Eingangswelle und/oder der Ausgangswelle aufgelöst wird. Die beschriebene Kopplungseinrichtung bewirkt somit, dass die Eingangswelle und die Ausgangswelle definiert zueinander orientiert sind und drehtest miteinander gekoppelt sind. Mit anderen Worten ist die Kopplungseinrichtung dazu in der Lage, die gewünschte Orientierung oder Ausrichtung zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle herzustellen und diese im Kopplungszustand aufrechtzuerhalten.

Die Kopplungseinrichtung bewirkt somit, dass auf eine aufwändige Messung und Zentrierung der Eingangswelle und der Ausgangswelle verzichtet werden kann, da über die Kopplungseinrichtung der Kopplungszustand hergestellt werden kann, in dem die Eingangswelle und die Ausgangswelle die gewünschte Orientierung zueinander aufweisen. Mit anderen Worten wird zur Montage der Baugruppe die Eingangswelle und die Ausgangswelle über die Kopplungseinrichtung miteinander gekoppelt bzw. in den Kopplungszustand versetzt. In dem Kopplungszustand sind die Eingangswelle und die Ausgangswelle somit nicht relativ zueinander drehbar, sondern drehfest gekoppelt. Der Kopplungszustand wird hierbei temporär, d.h. vorübergehend, für wenigstens einen Prozessschritt in der Montage eingenommen und anschließend wieder aufgelöst. Insbesondere wird der Kopplungszustand vor der Fixierung des Torsionselements an der Eingangswelle und/oder der Ausgangswelle aufgelöst. Somit ist in dem montierten entkoppelten Zustand sichergestellt, dass die Eingangswelle relativ zu der Ausgangswelle drehbar ist, nämlich unter Vorspannung bzw. Verformung des Torsionselements.

Vorteilhafterweise ermöglicht die Kopplungseinrichtung somit, dass die Eingangswelle über die Kopplungseinrichtung mit der Ausgangswelle gekoppelt werden kann und so die gewünschte Orientierung erreicht wird. Ein aufwändiges Messen der Orientierung, Zentrieren von Eingangswelle und Ausgangswelle und Sicherstellen, dass die eingestellte Orientierung nicht wieder verloren geht, kann daher entfallen. Die Kopplungseinrichtung kann insbesondere als integraler Bestandteil der Eingangswelle und/oder Ausgangswelle hergestellt werden und somit mit der erforderlichen Präzision gefertigt werden. Aufwändige externe Einrichtungen für die Messung, die Einstellung und dergleichen sind daher nicht erforderlich. Das Durchführen der Orientierung und Montage der Baugruppe kann des Weiteren deutlich schneller durchgeführt werden.

Nach einer Variante des beschriebenen Verfahrens kann der Kopplungszustand nach der Fixierung des Torsionselements an der Eingangswelle oder der Ausgangswelle und vor der Fixierung des Torsionselements an der Ausgangswelle oder der Eingangswelle aufgelöst werden oder der Kopplungszustand kann vor der Fixierung des Torsionselements an der Eingangswelle und der Ausgangswelle aufgelöst werden. Mit anderen Worten ist es entweder möglich, den Kopplungszustand einzunehmen und das Torsionselement entweder an der Eingangswelle oder der Ausgangswelle zu fixieren. Je nachdem, an welchem der beiden Bauteile das Torsionselement zuerst fixiert wird, wird der Kopplungszustand aufgelöst, bevor das Torsionselement mit dem jeweils anderen Bauteil verbunden wird.

Zum Beispiel kann der Kopplungszustand eingenommen werden und das Torsionselement mit der Eingangswelle verbunden werden. In diesem Fall wird der Kopplungszustand aufgelöst und das Torsionselement anschließend mit der Ausgangswelle fixiert. Alternativ ist es möglich, den Kopplungszustand einzunehmen und das Torsionselement mit der Ausgangswelle zu verbinden, den Kopplungszustand aufzulösen und anschließend eine Verbindung zwischen dem Torsionselement und der Eingangswelle herzustellen.

Eine weitere Variante besteht darin, den Kopplungszustand einzunehmen, um die Orientierung zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle festzulegen. Anschließend kann der Kopplungszustand aufgelöst werden, wobei sichergestellt werden muss, dass Eingangswelle und Ausgangswelle in der festgelegten Orientierung verbleiben. Anschließend kann das Torsionselement sowohl an der Eingangswelle als auch an der Ausgangswelle angebunden werden. Für die Verbindung zwischen dem Torsionselement, der Eingangswelle und der Ausgangswelle sind grundsätzlich alle gängigen Verbindungsarten möglich. Beispielsweise kann die Verbindung zwischen dem Torsionselement und der Eingangswelle und Ausgangswelle durch Verstiften, eine Rändelung, Verschrauben, Verkleben, Verschweißen oder andere Arten der Verbindung hergestellt werden. Im verbundenen Zustand muss stets sichergestellt bleiben, dass die Eingangswelle noch unter Verformung des Torsionselements zu der Ausgangswelle verdreht werden kann.

Wie beschrieben, ist die Kopplungseinrichtung grundsätzlich dazu ausgebildet, den Kopplungszustand herzustellen, in dem die Eingangswelle und die Ausgangswelle die definierte Orientierung zueinander aufweisen und eine Drehbewegung zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle relativ zueinander nicht möglich ist bzw. unterbunden ist. Der Kopplungszustand kann insbesondere durch eine Relativbewegung zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle hergestellt und wieder aufgelöst werden. Die Relativbewegung kann insbesondere eine Axialbewegung sein. Als Bewegung in Axialrichtung bzw. Axialbewegung wird eine Bewegung parallel zur Drehachse der Eingangswelle und Ausgangswelle verstanden. Im montierten Zustand besitzen Eingangswelle und Ausgangswelle dieselbe Drehachse bzw. Zentralachse. Die Kopplungseinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass der Kopplungszustand durch eine Axialbewegung der Eingangswelle und Ausgangswelle aufeinander zu hergestellt wird und durch eine Axialbewegung voneinander weg wieder aufgelöst wird. Die Bewegung in Axialrichtung ermöglicht der Kopplungseinrichtung somit eine Kopplung zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle herzustellen und diese Kopplung bei einer Bewegung entgegen der Axialrichtung wieder aufzulösen.

Das Verfahren kann ferner vorsehen, dass die Baugruppe eine Kopplungseinrichtung aufweist, wobei der Kopplungszustand mittels eins ersten Kopplungselements der Eingangswelle und eines zweiten Kopplungselements der Ausgangswelle hergestellt wird. In der beschriebenen Ausgestaltung kann die Kopplungseinrichtung ein erstes Kopplungselement und ein zweites Kopplungselement umfassen, die wechselseitig an der Eingangswelle und der Ausgangswelle ausgebildet sind. Die Kopplungseinrichtung kann dadurch sicherstellen, dass bei Eingriff des ersten Kopplungselements in dem zweiten Kopplungselement oder umgekehrt, die gewünschte Zentrierung zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle vorliegt. Mit anderen Worten wird die Eingangswelle mit der Ausgangswelle gekoppelt und in den Kopplungszustand versetzt, indem das erste Kopplungselement mit dem zweiten Kopplungselement gekoppelt wird.

Ist das erste Kopplungselement mit dem zweiten Kopplungselement gekoppelt, ist der Kopplungszustand hergestellt und die Eingangswelle und die Ausgangswelle liegen in der gewünschten Orientierung vor. Die beiden Kopplungselemente besitzen daher an der Eingangswelle bzw. Ausgangswelle eine definierte Positionierung. Die Kopplungselemente stellen insbesondere einen formschlüssigen Kopplungszustand her. Beispielsweise ist eines der Kopplungselemente als Zapfen und das andere Kopplungselement als dazu korrespondierende Ausnehmung ausgebildet. Der Zapfen kann somit in die Ausnehmung eingebracht werden, und zwar nur dann, wenn die Orientierung der Eingangswelle und der Ausgangswelle um die Drehachse der gewünschten Orientierung entspricht. Die Kopplung zwischen den beiden Kopplungselementen wird, wie bereits beschrieben, bevorzugt über eine Axialbewegung hergestellt und eine gegenläufige Axialbewegung wieder getrennt.

Die Baugruppe kann ferner eine Sicherungseinrichtung, welche als ein mechanischer Anschlag des Torsionswinkels ausgebildet werden kann aufweisen, die eine Drehbewegung zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle um einen Sicherheitswinkel, welcher einen maximal zulässigen Verdrehwinkel darstellt, zulässt, wobei der Kopplungszustand derart eingestellt wird, dass die Eingangswelle und die Ausgangswelle in der Mitte des Sicherheitswinkels zueinander positioniert sind. Der Kopplungszustand legt die Eingangswelle und die Ausgangswelle somit drehfest in einer Orientierung fest, die der Mitte des Sicherheitswinkels entspricht. Mit anderen Worten kann von der festgelegten Orientierung aus die Eingangswelle gegenüber der Ausgangswelle oder umgekehrt um den halben Sicherheitswinkel verdreht werden. Die Sicherungseinrichtung kann beispielsweise mechanische Anschläge bereitstellen, die an der Eingangswelle und/oder der Ausgangswelle vorgesehen sind und eine Drehung der Eingangswelle und der Ausgangswelle im entkoppelten Zustand von der Mitte aus nur bis zur Hälfte des maximalen Sicherheitswinkels in jede Richtung zulässt.

Die Kopplungseinrichtung sorgt dafür, dass die gewünschte Orientierung, nämlich in der Mitte des Sicherheitswinkels, eingenommen wird. Dazu wird die Eingangswelle mit der Ausgangswelle über die Kopplungseinrichtung gekoppelt. In dem Kopplungszustand ist die gewünschte Orientierung somit erreicht, sodass beispielsweise das Torsionselement an einem der beiden Bauteile angeordnet werden kann, der Kopplungszustand aufgelöst werden kann und in der gewünschten Orientierung verbleibend, dass jeweils andere Bauteile ebenfalls mit dem Torsionselement verbunden werden können. Die Sicherungseinrichtung kann dabei insbesondere das Torsionselement schützen, indem der Sicherheitswinkel so gewählt wird, dass selbst bei maximalem Sicherheitswinkel das Torsionselement keinen Schaden nimmt, beispielsweise nicht überdreht wird. Ferner kann die Sicherungseinrichtung sicherstellen, dass das Drehmoment von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle übertragen werden kann, auch wenn das Torsionselement beschädigt wird. Bricht beispielsweise das Torsionselement, kann die Eingangswelle über den Anschlag der Sicherungseinrichtung Drehmoment auf die Ausgangswelle übertragen, sodass das Kraftfahrzeug trotz des zerstörten oder beschädigten Torsionselements lenkbar bleibt.

Das Verfahren kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle ein Lager, insbesondere ein Nadellager, eingebracht wird. Das Nadellager hat beispielsweise die Aufgabe, eine Verkippung zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle zu verhindern. Ferner kann die Reibung zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle bei der Ausführung einer Lenkbewegung reduziert werden. Bezogen auf die Montagereihenfolge kann es sich anbieten, zuerst das Lager einzubringen, beispielsweise in die Ausgangswelle und anschließend die Kopplung zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle über die Kopplungseinrichtung herzustellen. Ist das Torsionselement, beispielsweise mit der Eingangswelle oder Ausgangswelle, montiert, kann der Kopplungszustand aufgelöst und die Verbindung mit dem jeweils anderen Bauteil mit dem Torsionselement hergestellt werden.

Wie bereits beschrieben, ist die Verbindung zwischen Eingangswelle und Torsionselement sowie die Verbindung zwischen Ausgangswelle und Torsionselement beliebig wählbar. Im montierten Zustand sind die Eingangswelle und die Ausgangswelle jeweils mit dem Torsionselement verbunden, insbesondere stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig. Die Verbindung kann letztlich beliebig gewählt werden, beispielsweise durch Kleben, Schweißen, über eine Rändelung oder einen Pin, durch Einpressen oder Verschrauben.

Bei der Montage des Torsionselements kann das Torsionselement in Axialrichtung in einer zweistufigen Ausnehmung in der Eingangswelle oder der Ausgangswelle fixiert werden. Grundsätzlich ist die Montagereihenfolge und die Montagerichtung bezogen auf die Eingangswelle und die Ausgangswelle umkehrbar. Bei der Ausführung der Eingangswelle und der Ausgangswelle ist die Verdrehbarkeit zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle im montierten Zustand sicherzustellen. Die Eingangswelle oder Ausgangswelle können somit eine zweistufige Ausnehmung aufweisen, d.h. eine Ausnehmung, die in Axialrichtung aneinander angeordnete Ausnehmungsabschnitte aufweist, welche verschiedene Durchmesser besitzen.

Insbesondere ist ein erster Durchmesser so gewählt, dass ein entsprechender Verbindungsabschnitt des Torsionselements in die Eingangswelle oder Ausgangswelle, also in die Ausnehmung, eingebracht werden kann. Der Verbindungsabschnitt des Torsionselements kann in Anlage mit der zweiten Stufe der Ausnehmung gebracht werden. Die Anlage zwischen dem Verbindungsabschnitt des Torsionselements und der zweiten Stufe der Ausnehmung wird insbesondere in dem Kopplungszustand hergestellt, in dem die Eingangswelle mit der Ausgangswelle gekoppelt ist. Anschließend kann eine Verbindung zwischen dem Torsionselement und dem jeweils anderen Bauteil, also der Ausgangswelle oder der Eingangswelle, das die zweistufige Ausnehmung nicht aufweist, hergestellt werden, beispielsweise durch Verstiften.

Der Kopplungszustand kann dann gelöst werden, wobei der Verbindungsabschnitt des Torsionselements in die zweite Stufe der Ausnehmung eingebracht wird, beispielsweise eingepresst wird. Der Verbindungsabschnitt des Torsionselements kann insbesondere eine Rändelung oder eine anderweitige Oberflächenstrukturierung aufweisen.

Der Torsionselement fixiert dabei die Mittellage der Baugruppe im Einpressvorgang während die Kopplungseinrichtung gleichzeitig gelöst wird.

Daneben betrifft die Erfindung eine Baugruppe für eine Lenkvorrichtung, welche Baugruppe eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle und ein die Eingangswelle mit der Ausgangswelle koppelndes Torsionselement aufweist, wobei die Baugruppe eine Kopplungseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, bei der Montage einen Kopplungszustand zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle herzustellen, in dem die Eingangswelle in einer definierten Orientierung drehfest mit der Ausgangswelle gekoppelt ist und dass die Kopplungseinrichtung dazu ausgebildet ist, den Kopplungszustand vor der Fixierung des Torsionselements an der Eingangswelle und/oder der Ausgangswelle aufzulösen. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Lenkvorrichtung mit einer solchen Baugruppe.

Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf das Verfahren beschrieben wurden, sind vollständig auf die Baugruppe und das Kraftfahrzeug übertragbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:

Fig. 1 -4 je einen Längsschnitt einer Baugruppe für eine Lenkvorrichtung in verschiedenen Schritten in einem Herstellungsverfahren; und

Fig. 5a, 5b je einen Ausschnitt der Baugruppe in einer Querschnittsdarstellung.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Baugruppe 1 für eine nicht näher dargestellte Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei in der Darstellung von Fig. 1 lediglich eine Eingangswelle 2 und eine Ausgangswelle 3 dargestellt sind. In der nachfolgenden Beschreibung sind die Bezeichnungen „Eingangswelle“ und „Ausgangswelle“ grundsätzlich austauschbar, da dies lediglich die Einleitung und Ausleitung des Drehmoments betrifft. Die beiden Bauteile sind entsprechend austauschbar bzw. umkehrbar, sodass auch die Ausgangswelle als Eingangswelle und die Eingangswelle als Ausgangswelle bezeichnet werden könnte bzw. die Bauteile im Drehmomentfluss umgekehrt angeordnet werden könnten.

Die Eingangswelle 2 und die Ausgangswelle 3 sind auf einer gemeinsamen Drehachse 4 angeordnet bzw. bezogen auf die gemeinsame Drehachse 4 grundsätzlich drehbar angeordnet. Die Baugruppe 1 weist eine Kopplungseinrichtung 5 auf, die ein erstes Kopplungselement 6 und ein zweites Kopplungselement 7 bereitstellt. Ist die Kopplungseinrichtung 5 in Eingriff, ist ein Kopplungszustand hergestellt, in dem die Eingangswelle 2 und die Ausgangswelle 3 in Umfangsrichtung aneinander gekoppelt sind, d.h., dass eine relative Drehung zwischen Eingangswelle 2 und Ausgangswelle 3 durch die Kopplungseinrichtung 5 blockiert ist. Grundsätzlich ist die Art der Kopplung, die die Kopplungseinrichtung 5 realisiert, beliebig wählbar. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine formschlüssige Kopplung hergestellt, bei der das erste Kopplungselement 6 als in Axialrichtung von der Eingangswelle 2 abstehender Zapfen und das Kopplungselement 7 als Ausnehmung in der Ausgangswelle 3 ausgebildet ist. Wie bereits beschrieben, kann die Kopplungseinrichtung 5 auch umgekehrt angeordnet sein, d.h., dass das erste Kopplungselement 6 an der Ausgangswelle 3 und das zweite Kopplungselement 7 an der Eingangswelle 2 angeordnet ist.

In diesem Ausführungsbeispiel weist die Ausgangswelle 3 eine zweistufige Aufnahme 8 auf, die eine erste Aufnahmestufe 9 und eine zweite Aufnahmestufe 10 umfasst. Die Durchmesser der zweistufigen Aufnahme 8 sind auf die Geometrie der Eingangswelle 2 abgestimmt. Eine umgekehrte Anordnung, bei der die Ausgangswelle 3 in die Eingangswelle 2 eingebracht wird, ist ebenfalls realisierbar.

Fig. 2 zeigt die Baugruppe 1 in einem weiteren Prozessschritt eines Montageverfahrens. In Fig. 2 ist ein Lager 1 1 , insbesondere ein Nadellager, in die zweite Aufnahmestufe 10 der zweistufigen Aufnahme 8 eingebracht. Ferner ist zwischen der Eingangswelle 2 und der Ausgangswelle 3 durch die Kopplungseinrichtung 5 der Kopplungszustand hergestellt. Das bedeutet, dass das erste Kopplungselement 6 in das zweite Kopplungselement 7 eingreift und somit eine drehfeste Kopplung zwischen der Eingangswelle 2 und der Ausgangswelle 3 vorliegt. Die Anordnung der beiden Kopplungselemente 6, 7 an der Eingangswelle 2 und Ausgangswelle 3 ist hierbei derart gewählt, dass eine Orientierung bezogen auf einen Drehwinkel im Kopplungszustand einer gewünschten Orientierung beider Elemente zueinander entspricht.

Es ist somit nicht erforderlich, die Eingangswelle 2 und die Ausgangswelle 3 relativ zueinander aufwendig zu vermessen und zu zentrieren. Stattdessen kann die Kopplungseinrichtung 5 in Eingriff gebracht werden, sodass automatisch die gewünschte Orientierung erreicht wird. Anschließend wird , wie in Fig. 3 dargestellt, ein Torsionselement 12 in die Baugruppe 1 eingebracht , insbesondere in die Öffnungen des Eingangsschafts 2 und Ausgangsschafts 3 . Das Einbringen des Torsionselements 12 kann insbesondere im Kopplungszustand ausgeführt werden. Ebenso ist es möglich, den Kopplungszustand nach Einbringen des Torsionselements 12 einzunehmen. Anschließend kann das Torsionselement 12 mit der Eingangswelle 2 oder der Ausgangswelle 3 verbunden werden. Lediglich beispielhaft wird in Fig. 3 dargestellt, dass das Torsionselement 12 zuerst mit der Ausgangswelle 3 verbunden wird, nämlich mittels Verstiften durch einen Pin 13, der in eine Bohrung 14 in der Ausgangswelle 3 eingebracht wird und das Torsionselement 12 mit der Ausgangswelle 3 koppelt.

Hierbei liegt ein Verbindungsabschnitt 15 des Torsionselements 12 in einer Ausnehmung 16 der Eingangswelle 2 angeordnet vor, welche Ausnehmung 16 ebenfalls zweistufig ausgebildet ist und eine erste Stufe 17 und eine zweite Stufe 18 mit verschiedenen Durchmessern aufweist. Wie dargestellt, liegt das Torsionselement 12 mit einem Verbindungsabschnitt 15 an der zweiten Stufe 18 an. Zur Verbindung des Torsionselements 12 mit der Eingangswelle 2 wird die Eingangswelle 2 in Axialrichtung relativ zu der Ausgangswelle 3 bewegt, sodass der Kopplungszustand aufgelöst wird. Bei Auflösen des Kopplungszustands greift der Verbindungsabschnitt 15 in die zweite Stufe 18 ein. Die Durchmesser der zweiten Stufe 18 und des Verbindungsabschnitts 15 des Torsionselements 12 sind in diesem Ausführungsbeispiel so gewählt, dass der Verbindungsabschnitt 15 des Torsionselements 12 in die zweite Stufe 18 der Ausnehmung 16 eingepresst wird. Der Verbindungsabschnitt 15 weist hierzu insbesondere eine Rändelung auf. Bei Auflösen des Kopplungszustands wird von der Darstellung in Fig. 3 in die Darstellung in Fig. 4 übergegangen, bei der der Kopplungszustand aufgelöst ist und das Torsionselements 12 sowohl mit der Eingangswelle 2 als auch der Ausgangswelle 3 gekoppelt ist. Hierbei kann die Eingangswelle 2 wieder relativ zu der Ausgangswelle 3 gekoppelt werden, wobei das Torsionselement 12 mit beiden Bauteilen gekoppelt ist.

Fig. 5a, 5b zeigen jeweils einen Querschnitt der Eingangswelle 2 (Fig. 5a) und der Ausgangswelle 3 (Fig. 5b) im Bereich der Kopplungseinrichtung 5. Ersichtlich ist das erste Kopplungselement 6 an der Eingangswelle 2 ausgebildet und das zweite Kopplungselement 7 dazu korrespondierend in der Ausgangswelle 3 ausgebildet. Die Baugruppe 1 weist ferner eine Sicherungseinrichtung 19 auf, die eine Kontur 20 bereitstellt, um einen mechanischen Anschlag auszubilden. Die Sicherungseinrichtung 19 verhindert somit, dass das Torsionselement 12 überbeansprucht wird, beispielsweise kann eine übermäßige Verdrehung zwischen Eingangswelle 2 und Ausgangswelle 3 verhindert werden.

Ferner stellt die Sicherungseinrichtung 19 sicher, dass die Baugruppe 1 die Lenkbarkeit aufrecht erhält, auch wenn das Torsionselement 12 beschädigt wird, beispielsweise bricht. Letztlich definiert die Sicherungseinrichtung 19 einen Sicherheitswinkel 21 , um den die Eingangswelle 2 und die Ausgangswelle 3 maximal gegeneinander verdreht werden können. Die Sicherungseinrichtung 5 stellt dabei sicher, dass in der gewünschten Orientierung die Eingangswelle 2 und die Ausgangswelle 3 in der Mitte des Sicherheitswinkels 21 vorliegen, d.h. nach Auflösen des Kopplungszustands in beide Richtungen um den halben Sicherheitswinkel 21 verdreht werden können.

Die gezeigte Montagereihenfolge ist beliebig änderbar. Insbesondere ist es möglich, das Torsionselement 12 zuerst mit der Eingangswelle 2 zu verbinden, bevor die Verbindung mit der Ausgangswelle 3 hergestellt wird. Ebenso ist es möglich, den Kopplungszustand aufzulösen, bevor eine Kopplung mit dem Torsionselement 12 hergestellt wird.

Die in den einzelnen Fig. gezeigten Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind beliebig miteinander kombinierbar, aufeinander übertragbar und untereinander austauschbar. Die Baugruppe 1 kann Bestandteil einer nicht näher dargestellten Lenkvorrichtung für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug sein. Ein solches Kraftfahrzeug kann somit eine Lenkvorrichtung mit einer gezeigten Baugruppe 1 aufweisen.

Bezuqszeichen

Baugruppe

Eingangswelle

Ausgangswelle

Drehachse

Kopplungseinrichtung erstes Kopplungselement zweites Kopplungselement

Aufnahme erste Aufnahmestufe zweite Aufnahmestufe

Lager

Torsionselement

Pin

Bohrung

Verbindungsabschnitt

Ausnehmung erste Stufe zweite Stufe

Sicherungseinrichtung

Kontur

Sicherheitswinkel