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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Lenkvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zudem betrifft die Erfindung ein Lenksystem mit einer solchen Lenkvorrichtung, eine Steckverbindereinheit einer solchen Lenkvorrichtung sowie ein Verfahren zur Montage einer solchen Lenkvorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik sind Lenksysteme für Kraftfahrzeuge mit Lenksensoren zur Bestimmung eines Lenkwinkels und/oder eines auf eine Lenkwelle ausgeübten Lenkmoments bekannt. Derartige Lenksensoren sind in der Regel in einem Sensorgehäuseabschnitt eines Lenkgetriebegehäuses angeordnet und umfassen ein mit der Lenkwelle verbundenes Sensorgehäuse sowie ein in dem Sensorgehäuse angeordnetes Sensorelement. Zur elektrischen Kontaktierung des Lenksensors wird normalerweise ein Steckverbinder eingesetzt, welcher beispielsweise von außen in eine Kontaktierungsausnehmung des Lenkgetriebegehäuses eingeführt werden kann. Zur Sicherung und/oder Befestigung des Steckverbinders an dem Lenkgetriebegehäuse kann der Steckverbinder zudem ein Sicherungselement in Form einer Abzugssicherung umfassen.
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Eine derartige Lenkvorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 10 2018 216 449 A1 bekannt. In diesem Fall erlaubt eine Ausgestaltung des Steckverbinders jedoch lediglich eine Montage in einer definierten Ausrichtung und keine Verdrehung in einem montierten Zustand.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine Lenkvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Montage bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 11, 12 und 13 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Lenkvorrichtung mit einer von außen in eine Kontaktierungsausnehmung eines Lenkgetriebegehäuses einbringbaren Steckverbindereinheit, insbesondere zur elektrischen Kontaktierung einer in dem Lenkgetriebegehäuse angeordneten Lenksensoreinheit, wobei die Steckverbindereinheit einen Steckverbindergrundkörper zum, vorteilhaft fluiddichten, Verschließen der Kontaktierungsausnehmung, insbesondere in einem montierten Zustand, und zumindest ein an dem Steckverbindergrundkörper angeordnetes und als Abzugssicherung ausgebildetes Sicherungselement zur Sicherung und/oder Befestigung des Steckverbindergrundkörpers an dem Lenkgetriebegehäuse umfasst.
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Es wird vorgeschlagen, dass das Sicherungselement zumindest abschnittsweise rotationssymmetrisch zu einer parallel zu einer Steckrichtung der Steckverbindereinheit ausgerichteten Steckachse ausgebildet ist und dazu vorgesehen ist, in einem montierten Zustand, in welchem der Steckverbindergrundkörper an dem Lenkgetriebegehäuse gesichert und/oder befestigt ist, eine Verdrehung des Steckverbindergrundkörpers um die Steckachse zu ermöglichen. Durch diese Ausgestaltung kann eine Montage verbessert und eine besonders hohe Flexibilität, insbesondere im Hinblick auf eine Ausrichtung eines Steckerabgangs der Steckverbindereinheit und folglich eine Kabelführung bzw. einen Biegeradius erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine Effizienz, insbesondere eine Bauraumeffizienz, eine Montageeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden.
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Unter einer „Lenkvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang zumindest ein Teil, beispielsweise eine Unterbaugruppe, eines Lenksystems, insbesondere eines Fahrzeugs und vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs, verstanden werden. Die Lenkvorrichtung kann insbesondere auch das Lenkgetriebegehäuse, welches einen Sensoraufnahmebereich für die Lenksensoreinheit bereitstellt, die Lenksensoreinheit zur Erfassung wenigstens einer Lenkinformation, insbesondere von einer um eine Lenkachse drehbar gelagerte Lenkwelle und/oder die Lenkwelle umfassen. Das Lenkgetriebegehäuse ist vorzugsweise mehrteilig ausgebildet und umfasst wenigstens einen Sensorgehäuseabschnitt zur Aufnahme der Lenksensoreinheit und einen Gehäusedeckel, welcher dazu vorgesehen ist, in einem montierten Zustand den Sensorgehäuseabschnitt in axialer Richtung abzudecken und/oder zu verschließen. Zudem kann der Gehäusedeckel eine, beispielsweise mittels eines eingespritzten Dichtelements, abgedichtete Durchtrittsöffnung für die Lenkwelle aufweisen. Die Kontaktierungsausnehmung ist dabei vorzugsweise in dem Sensorgehäuseabschnitt angeordnet und vorteilhaft als in Umfangsrichtung geschlossene Öffnung ausgebildet. Die Lenkwelle ist bevorzugt mehrteilig ausgebildet und umfasst zumindest eine Eingangswelle, vorzugsweise eine Lenkspindel, und zumindest eine von der Eingangswelle getrennt ausgebildete Ausgangswelle, vorzugsweise ein Lenkritzel. Eine Längserstreckung der Lenkwelle definiert insbesondere die axiale Richtung. Ferner soll unter einer „Lenksensoreinheit“ eine, insbesondere die Lenkwelle in Umfangsrichtung umgreifende, Sensoreinheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, anhand einer Verdrehung der Lenkwelle und vorteilhaft einer Verdrehung der Eingangswelle relativ zu der Ausgangswelle, wenigstens eine, insbesondere mit einer Betätigung einer Lenkhandhabe korrelierte, Lenkinformation zu erfassen. Die Lenkinformation ist vorzugsweise ein Lenkwinkel und/oder ein, insbesondere mittels der Lenkhandhabe auf die Lenkwelle aufgebrachtes, Lenkmoment. Zur Erfassung der Lenkinformation kann die Lenksensoreinheit ferner wenigstens ein Sensorelement umfassen. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
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Des Weiteren soll unter einer „Steckverbindereinheit“ eine im montierten Zustand mit dem Lenkgetriebegehäuse in Wirkverbindung stehende und insbesondere separat und/oder getrennt von dem Lenkgetriebegehäuse ausgebildete Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, eine Kontaktierungsmöglichkeit zur elektrischen Kontaktierung der Lenksensoreinheit bereitzustellen. Dazu umfasst die Steckverbindereinheit wenigstens eine Steckeinheit, welche insbesondere zur Kopplung mit einer zu der Steckeinheit korrespondierenden weiteren Steckeinheit der Lenksensoreinheit vorgesehen ist, und bevorzugt ein mit der Steckeinheit verbundenes elektrisches Leitungselement, vorteilhaft ein Kabel. Ferner ist eine Steckrichtung zur Einführung der Steckverbindereinheit in die Kontaktierungsausnehmung und/oder zur Kopplung der Steckeinheit und der weiteren Steckeinheit vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Montagerichtung des Gehäusedeckels und/oder zur axialen Richtung ausgerichtet. Die Steckrichtung definiert dabei insbesondere die Steckachse. Der Ausdruck „zumindest im Wesentlichen senkrecht“ soll eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene betrachtet, einen Winkel zwischen 82° und 98°, vorteilhaft zwischen 85° und 95° und besonders bevorzugt zwischen 88° und 92° einschlie-ßen. Des Weiteren soll unter einem „Steckverbindergrundkörper“ ein Teil der Steckverbindereinheit verstanden werden, welcher zur Handhabung und/oder Führung der Steckverbindereinheit, insbesondere bei einer Montage und/oder einem Steckvorgang, vorgesehen ist. Der Steckverbindergrundkörper ist separat und/oder getrennt von dem Lenkgetriebegehäuse ausgebildet und im montierten Zustand fest mit dem Lenkgetriebegehäuse verbunden. Insbesondere ist der Steckverbindergrundkörper dabei derart an die Kontaktierungsausnehmung angepasst, dass der Steckverbindergrundkörper im montierten Zustand, in welchem der Steckverbindergrundkörper an dem Lenkgetriebegehäuse gesichert und/oder befestigt ist, drehbar um die Steckachse ist und/oder um die Steckachse verdreht werden kann. Ferner umfasst der Steckverbindergrundkörper insbesondere einen der Lenksensoreinheit und/oder einer Innenseite des Lenkgetriebegehäuses zugewandten Kontaktierungsabschnitt und einen auf einer Außenseite des Lenkgetriebegehäuses angeordneten Steckerabgang, vorteilhaft für das elektrische Leitungselement. Bevorzugt ist der Steckverbindergrundkörper zudem zumindest in einem vormontierten Zustand der Steckverbindereinheit mechanisch mit der Steckeinheit gekoppelt, insbesondere über den Kontaktierungsabschnitt, und dazu vorgesehen, wenigstens einen Teil einer Gewichtskraft der Steckeinheit aufzunehmen und die Steckeinheit zumindest beim Montagevorgang der Steckverbindereinheit mechanisch zu stabilisieren, um eine Kopplung zwischen der Steckeinheit und der weiteren Steckeinheit zu ermöglichen. Darüber hinaus soll unter einem „Sicherungselement“ ein mit dem Steckverbindergrundkörper in Wirkverbindung stehendes Element verstanden werden, welches dazu vorgesehen ist, den Steckverbindergrundkörper, insbesondere im montierten Zustand, derart an dem Lenkgetriebegehäuse zu sichern und/oder zu befestigen, dass dieser zumindest gegen ein unbeabsichtigtes Abziehen gesichert ist. Insbesondere umfasst das Lenkgetriebegehäuse zumindest ein zu dem Sicherungselement korrespondierendes weiteres Sicherungselement, welches zur Sicherung und/oder Befestigung des Steckverbindergrundkörpers an dem Lenkgetriebegehäuse mit dem Sicherungselement zusammenwirkt. Darunter, dass das „Sicherungselement zumindest abschnittsweise rotationssymmetrisch ausgebildet ist“, soll vorliegend insbesondere verstanden werden, dass das Sicherungselement wenigstens einen Teil eines rotationssymmetrischen Objekts umfasst oder zumindest als Teil eines rotationssymmetrischen Objekts ausgebildet ist. Insbesondere umfasst das Sicherungselement in diesem Zusammenhang wenigstens einen kreisbogenförmigen Abschnitt und/oder ist zumindest teilweise kreisbogenförmig ausgebildet.
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Bevorzugt ist das Sicherungselement derart ausgebildet, dass der Steckverbindergrundkörper im montierten Zustand, in welchem der Steckverbindergrundkörper an dem Lenkgetriebegehäuse gesichert und/oder befestigt ist, um zumindest 30°, vorteilhaft um zumindest 60° und besonders bevorzugt um zumindest 120°, um die Steckachse drehbar ist. Insbesondere sind das Sicherungselement und das weitere Sicherungselement dabei derart aneinander angepasst, dass der Steckverbindergrundkörper im montierten Zustand, in welchem der Steckverbindergrundkörper an dem Lenkgetriebegehäuse gesichert und/oder befestigt ist, um zumindest 30°, vorteilhaft um zumindest 60° und besonders bevorzugt um zumindest 120°, um die Steckachse drehbar ist. Hierdurch kann eine besonders hohe Flexibilität erreicht werden.
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Das Sicherungselement könnte dabei derart ausgebildet sein, dass der Steckverbindergrundkörper im montierten Zustand, in welchem der Steckverbindergrundkörper an dem Lenkgetriebegehäuse gesichert und/oder befestigt ist, nur in eine Drehrichtung, also insbesondere nach links oder nach rechts, um die Steckachse drehbar ist. Eine weitere Verbesserung der Montage kann jedoch insbesondere erreicht werden, wenn das Sicherungselement derart ausgebildet ist, dass der Steckverbindergrundkörper im montierten Zustand, in welchem der Steckverbindergrundkörper an dem Lenkgetriebegehäuse gesichert und/oder befestigt ist, in eine erste Drehrichtung und in eine zweite Drehrichtung, also insbesondere in beide Richtungen, um die Steckachse drehbar ist. Insbesondere sind das Sicherungselement und das weitere Sicherungselement dabei derart aneinander angepasst, dass der Steckverbindergrundkörper im montierten Zustand, in welchem der Steckverbindergrundkörper an dem Lenkgetriebegehäuse gesichert und/oder befestigt ist, in die erste Drehrichtung und in die zweite Drehrichtung um die Steckachse drehbar ist. Bevorzugt ist der Steckverbindergrundkörper dabei ausgehend von einer Steckposition und/oder einer Ausrichtung bei einem Steckvorgang gleich weit in die erste Drehrichtung und in die zweite Drehrichtung drehbar und/oder auslenkbar. Besonders bevorzugt ist der Steckverbindergrundkörper in diesem Fall ausgehend von der Steckposition und/oder der Ausrichtung bei dem Steckvorgang um zumindest ±15°, vorteilhaft um zumindest ±30° und besonders bevorzugt um zumindest ±60°, um die Steckachse drehbar.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass das Sicherungselement als ebener, kreisringsektorförmiger oder als ebener, kreisringförmiger Kragen ausgebildet ist. Insbesondere weist der Kragen in diesem Fall eine Haupterstreckungsfläche auf, welche senkrecht zur Steckrichtung und/oder zur Steckachse angeordnet ist. Ist das Sicherungselement als ebener, kreisringsektorförmiger Kragen ausgebildet, so weist das Sicherungselement vorteilhaft einen Mittelpunktswinkel von zumindest 30°, vorteilhaft von zumindest 60° und besonders bevorzugt von zumindest 120°, auf, insbesondere derart, dass der Steckverbindergrundkörper im montierten Zustand, in welchem der Steckverbindergrundkörper an dem Lenkgetriebegehäuse gesichert und/oder befestigt ist, um zumindest 30°, vorteilhaft um zumindest 60° und besonders bevorzugt um zumindest 120°, um die Steckachse drehbar ist. Ist das Sicherungselement als ebener, kreisringförmiger Kragen ausgebildet, kann der Steckverbindergrundkörper im montierten Zustand, in welchem der Steckverbindergrundkörper an dem Lenkgetriebegehäuse gesichert und/oder befestigt ist, grundsätzlich auch um zumindest 360° um die Steckachse drehbar sein. Hierdurch kann eine konstruktiv besonders einfache und kostengünstige Ausführungsform eines Sicherungselements und/oder einer Steckverbindereinheit bereitgestellt werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass das Sicherungselement einstückig mit dem Steckverbindergrundkörper ausgebildet ist. Insbesondere ist das Sicherungselement in diesem Fall direkt an den Steckverbindergrundkörper angeformt. Unter „einstückig“ soll in diesem Zusammenhang zumindest stoffschlüssig verbunden und/oder miteinander ausgebildet verstanden werden. Der Stoffschluss kann beispielsweise durch einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess, einen Schweißprozess, einen Lötprozess und/oder einen anderen Prozess hergestellt werden. Vorteilhaft soll unter einstückig jedoch aus einem Stück und/oder in einem Stück geformt verstanden werden. Vorzugsweise wird dieses eine Stück aus einem einzelnen Rohling, einer Masse und/oder einem Guss, wie beispielsweise in einem Spritzgussverfahren, hergestellt. Hierdurch kann eine vorteilhaft kompakte und/oder robuste Ausgestaltung erreicht werden.
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Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der Steckverbindergrundkörper als Kabeldurchführung, insbesondere für das Leitungselement der Steckverbindereinheit und/oder ein Sensorkabel, ausgebildet ist und dazu vorgesehen ist, eine elektrische Verbindung zwischen einer Innenseite des Lenkgetriebegehäuses, insbesondere dem Sensoraufnahmebereich, und einer Außenseite des Lenkgetriebegehäuses bereitzustellen, wodurch insbesondere eine besonders einfache elektrische Kontaktierung der Lenksensoreinheit erreicht werden kann. insbesondere umfasst der Steckverbindergrundkörper in diesem Fall eine, insbesondere bezogen auf das Lenkgetriebegehäuse, innenliegende Kabelöffnung, insbesondere für das Leitungselement der Steckverbindereinheit und/oder das Sensorkabel, und eine, insbesondere bezogen auf das Lenkgetriebegehäuse, außenliegende Kabelöffnung, insbesondere für das Leitungselement der Steckverbindereinheit und/oder das Sensorkabel. Besonders vorteilhaft sind die innenliegende Kabelöffnung und die außenliegende Kabelöffnung, insbesondere eine Öffnungsfläche der innenliegenden Kabelöffnung und eine weitere Öffnungsfläche der außenliegenden Kabelöffnung, dabei rechtwinklig relativ zueinander angeordnet, wobei die innenliegende Kabelöffnung, insbesondere die Öffnungsfläche der innenliegenden Kabelöffnung, senkrecht zur Steckrichtung und/oder zur Steckachse angeordnet ist. Das Leitungselement und/oder das Sensorkabel können in diesem Zusammenhang beispielsweise dazu vorgesehen sein, eine elektrische Verbindung mit einem Steuergerät der Lenkvorrichtung und/oder des Lenksystems herzustellen und/oder bereitzustellen.
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Bevorzugt wird ferner vorgeschlagen, dass das weitere Sicherungselement des Lenkgetriebegehäuses als Sicherungskante und/oder bevorzugt als Sicherungsnut ausgebildet ist. Vorteilhaft erstreckt sich die Sicherungskante und/oder die Sicherungsnut dabei senkrecht zur Steckrichtung. Hierdurch kann eine besonders wirkungsvolle und/oder robuste Abzugssicherung bereitgestellt werden.
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Eine besonders einfache Montage der Lenkvorrichtung kann insbesondere erreicht werden, wenn das weitere Sicherungselement an dem Gehäusedeckel angeordnet ist. Bevorzugt ist das weitere Sicherungselement dabei einstückig mit dem Gehäusedeckel ausgebildet und insbesondere direkt an den Gehäusedeckel angeformt.
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Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage der zuvor genannten Lenkvorrichtung, wobei die Steckverbindereinheit, insbesondere zur elektrischen Kontaktierung der in dem Lenkgetriebegehäuse angeordneten Lenksensoreinheit, von außen in die Kontaktierungsausnehmung des Lenkgetriebegehäuses eingebracht wird, und mittels des Sicherungselements derart an dem Lenkgetriebegehäuse gesichert und/oder befestigt wird, dass eine Verdrehung des Steckverbindergrundkörpers um die Steckachse ermöglicht wird. Hierdurch können insbesondere die bereits zuvor genannten Vorteile erreicht werden.
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Vorzugsweise wird dabei in einem ersten Montageschritt die Steckverbindereinheit in die Kontaktierungsausnehmung des Lenkgetriebegehäuses eingebracht, sodass eine direkte elektrische Kontaktierung der Lenksensoreinheit erreicht wird, und in einem zweiten Montageschritt der Sensorgehäuseabschnitt, in welchem insbesondere die Lenksensoreinheit angeordnet ist, mittels des Gehäusedeckels verschlossen, wobei der Gehäusedeckel derart auf den Sensorgehäuseabschnitt aufgesetzt und insbesondere an diesem befestigt wird, dass das Sicherungselement und das weitere Sicherungselement ineinandergreifen. Das Sicherungselement und das weitere Sicherungselement greifen in diesem Fall derart ineinander, dass der Steckverbindergrundkörper an dem Lenkgetriebegehäuse gesichert und/oder befestigt ist und dennoch eine Verdrehung des Steckverbindergrundkörpers um die Steckachse ermöglicht wird.
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Die Lenkvorrichtung, das Lenksystem, die Steckverbindereinheit und das Verfahren zur Montage der Lenkvorrichtung sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können die Lenkvorrichtung, das Lenksystem, die Steckverbindereinheit und das Verfahren zur Montage der Lenkvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Es zeigen:
- 1 ein beispielhaftes Lenksystem mit einer Lenkvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
- 2a-b ein Teil eines Lenkgetriebegehäuses der Lenkvorrichtung und eine daran montierte Steckverbindereinheit der Lenkvorrichtung in verschiedenen perspektivischen Darstellungen,
- 3 ein Steckverbindergrundkörper der Steckverbindereinheit mit einem daran angeordneten Sicherungselement in einer perspektivischen Darstellung,
- 4 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Montage der Lenkvorrichtung und
- 5a-b ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Steckverbindereinheit einer weiteren Lenkvorrichtung in verschiedenen perspektivischen Darstellungen.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt ein rein beispielhaftes Lenksystem 40a in einer schematischen Darstellung. Das Lenksystem 40a ist als elektrisch unterstütztes Lenksystem ausgebildet und weist demnach eine elektrische Hilfskraftunterstützung auf. Ferner ist das Lenksystem 40a zu einem Einsatz in einem Fahrzeug (nicht dargestellt), insbesondere einem Kraftfahrzeug, vorgesehen. Das Lenksystem 40a weist in einem eingebauten Zustand eine Wirkverbindung mit Fahrzeugrädern des Fahrzeugs auf und ist zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorgesehen. Prinzipiell ist natürlich auch denkbar, ein Lenksystem als hydraulisch unterstütztes Lenksystem, insbesondere mit einer hydraulischen Hilfskraftunterstützung, auszubilden.
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Das Lenksystem 40a weist eine Lenkvorrichtung auf. Die Lenkvorrichtung umfasst eine, im vorliegenden Fall beispielhaft als Lenkrad ausgebildete, Lenkhandhabe 42a zum Aufbringen eines manuellen Lenkmoments sowie ein an sich bekanntes Lenkgetriebe 44a, welches dazu vorgesehen ist, eine Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe 42a in eine Lenkbewegung der Fahrzeugräder umzusetzen. Dazu umfasst das Lenkgetriebe 44a ein Lenkungsstellelement 46a sowie ein Lenkgetriebegehäuse 12a. Das Lenkgetriebegehäuse 12a umfasst einen Stellgehäuseabschnitt 48a für das Lenkungsstellelement 46a und einen Sensorgehäuseabschnitt 36a, welcher einen Sensoraufnahmebereich 50a bereitstellt (vgl. insbesondere auch 2a). Des Weiteren umfasst das Lenkgetriebegehäuse 12a einen Gehäusedeckel 38a, welcher dazu vorgesehen ist, in einem montierten Zustand den Sensorgehäuseabschnitt 36a und somit den Sensoraufnahmebereich 50a in axialer Richtung abzudecken und insbesondere fluiddicht zu verschließen.
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Darüber hinaus umfasst die Lenkvorrichtung eine an sich bekannte Lenkwelle 52a. Die Lenkwelle 52a verbindet die Lenkhandhabe 42a mit dem Lenkgetriebe 44a, insbesondere dem Lenkungsstellelement 46a, und ist dazu in einem montierten Zustand zumindest teilweise in eine, insbesondere den Sensoraufnahmebereich 50a begrenzende, Montageöffnung des Sensorgehäuseabschnitts 36a eingesetzt. Eine Längserstreckung der Lenkwelle 52a definiert dabei die axiale Richtung. Die Lenkwelle 52a ist drehbar um eine parallel zu der axialen Richtung ausgerichtete Lenkachse gelagert. Ferner ist die Lenkwelle 52a mehrteilig ausgebildet und umfasst eine der Lenkhandhabe 42a zugeordnete Eingangswelle in Form einer Lenkspindel, eine dem Lenkgetriebe 44a zugeordnete und von der Eingangswelle getrennt ausgebildete Ausgangswelle in Form eines Lenkritzels sowie ein, vorteilhaft als Drehstab ausgebildetes, Torsionselement, welches die Eingangswelle mit der Ausgangswelle verbindet. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, eine Lenkwelle einstückig auszubilden.
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Ferner weist die Lenkvorrichtung eine Lenksensoreinheit 16a auf (vgl. insbesondere 2a). Die Lenksensoreinheit 16a ist im montierten Zustand in dem Sensorgehäuseabschnitt 36a, insbesondere dem Sensoraufnahmebereich 50a, angeordnet und umgreift dabei die Lenkwelle 52a in Umfangsrichtung. Im vorliegenden Fall ist die Lenksensoreinheit 16a dazu vorgesehen, anhand einer Verdrehung der Lenkwelle 52a wenigstens eine, insbesondere mit einer Betätigung der Lenkhandhabe 42a korrelierte, Lenkinformation, insbesondere einen Lenkwinkel und/oder ein Lenkmoment, zu erfassen. Dazu kann die Lenksensoreinheit 16a beispielsweise ein, insbesondere als Aufnahmegehäuse ausgebildetes, Sensorgehäuse (nicht dargestellt) sowie wenigstens ein in dem Sensorgehäuse angeordnetes Sensorelement (nicht dargestellt) zur Erfassung der Lenkinformation umfassen. Grundsätzlich könnte auf ein, insbesondere zusätzliches, Sensorgehäuse jedoch auch verzichtet werden. Zudem umfasst die Lenksensoreinheit 16a eine erste Steckeinheit 54a, beispielsweise in Form einer Kupplung und/oder Buchse. Die erste Steckeinheit 54a ist dabei in einem montierten Zustand der Lenksensoreinheit 16a fest und/oder unbeweglich relativ zu dem Lenkgetriebegehäuse 12a angeordnet und elektrisch mit dem Sensorelement oder einem mit dem Sensorelement verbundenen Stanzgitter der Lenksensoreinheit 16a verbunden.
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Zur elektrischen Kontaktierung der Lenksensoreinheit 16a umfasst die Lenkvorrichtung zudem eine Steckverbindereinheit 14a (vgl. 2a und 2b). Die Steckverbindereinheit 14a ist separat von dem Lenkgetriebegehäuse 12a ausgebildet und im montierten Zustand fest mit dem Lenkgetriebegehäuse 12a und insbesondere dem Sensorgehäuseabschnitt 36a verbunden. Die Steckverbindereinheit 14a ist dabei im montierten Zustand in einer Kontaktierungsausnehmung 10a des Lenkgetriebegehäuses 12a, genauer gesagt des Sensorgehäuseabschnitts 36a, insbesondere in Form einer Bohrung und/oder einer Durchbrechung, angeordnet. Die Steckverbindereinheit 14a kann folglich bei einem Montagevorgang, beispielsweise von einem Monteur und/oder maschinell, mit dem Lenkgetriebegehäuse 12a verbunden werden, insbesondere indem die Steckverbindereinheit 14a in einer linearen Bewegung in die Kontaktierungsausnehmung 10a eingebracht wird. Die Steckverbindereinheit 14a ist ferner zur Bereitstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einer Innenseite des Lenkgetriebegehäuses 12a, insbesondere dem Sensoraufnahmebereich 50a, und einer Außenseite des Lenkgetriebegehäuses 12a vorgesehen.
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Zur elektrischen Verbindung mit der Lenksensoreinheit 16a umfasst die Steckverbindereinheit 14a eine zweite Steckeinheit 56a, welche beispielhaft als Stecker ausgebildet ist und mit der ersten Steckeinheit 54a koppelbar ist. Die zweite Steckeinheit 56a ist korrespondierend zu der ersten Steckeinheit 54a ausgebildet. Ferner ist die zweite Steckeinheit 56a in einer zu der axialen Richtung senkrecht ausgerichteten Steckrichtung 22a mit der ersten Steckeinheit 54a koppelbar. Die zweite Steckeinheit 56a ist dazu vorgesehen, in Steckrichtung 22a mit der ersten Steckeinheit 54a verbunden zu werden und hierdurch eine elektrische Kontaktierung der Lenksensoreinheit 16a zu ermöglichen. Alternativ könnte eine zweite Steckeinheit jedoch auch als Kupplung und/oder Buchse ausgebildet sein.
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Zudem umfasst die Steckverbindereinheit 14a wenigstens ein elektrisches Leitungselement 58a. Das elektrische Leitungselement 58a ist flexibel und im vorliegenden Fall insbesondere als Kabel ausgebildet. Das elektrische Leitungselement 58a ist als Sensorkabel ausgebildet und zur flexiblen Verbindung der zweiten Steckeinheit 56a und/oder der Lenksensoreinheit 16a mit einem Steuergerät 60a der Lenkvorrichtung vorgesehen. Alternativ könnte eine Steckverbindereinheit jedoch auch wenigstens einen, insbesondere im Bereich einer Außenseite eines Lenkgetriebegehäuses angeordneten, Sensorkabelsteckverbinder aufweisen, welcher zur Kopplung eines, insbesondere zusätzlichen, Sensorkabels vorgesehen ist.
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Des Weiteren umfasst die Steckverbindereinheit 14a einen Steckverbindergrundkörper 18a (vgl. insbesondere auch 3). Der Steckverbindergrundkörper 18a dient zur Handhabung und/oder Führung der Steckverbindereinheit 14a, insbesondere bei einer Montage und/oder einem Steckvorgang. Der Steckverbindergrundkörper 18a ist im montierten Zustand am Lenkgetriebegehäuse 12a, insbesondere dem Sensorgehäuseabschnitt 36a, befestigt und verschließt die Kontaktierungsausnehmung 10a fluiddicht. Der Steckverbindergrundkörper 18a umfasst einen der Lenksensoreinheit 16a und/oder der Innenseite des Lenkgetriebegehäuses 12a zugewandten Kontaktierungsabschnitt 62a und einen auf der Außenseite des Lenkgetriebegehäuses 12a angeordneten Steckerabgang 64a für das elektrische Leitungselement 58a. Vorliegend ist der Steckverbindergrundkörper 18a dabei als Kabeldurchführung ausgebildet und begrenzt demnach einen Kabeldurchführungskanal für das elektrische Leitungselement 58a. Der Steckverbindergrundkörper 18a umfasst in diesem Zusammenhang eine bezogen auf das Lenkgetriebegehäuse 12a innenliegende Kabelöffnung 30a für das elektrische Leitungselement 58a und eine bezogen auf das Lenkgetriebegehäuse 12a außenliegende Kabelöffnung 32a für das elektrische Leitungselement 58a. Die innenliegende Kabelöffnung 30a und die außenliegende Kabelöffnung 32a bzw. eine Öffnungsfläche der innenliegenden Kabelöffnung 30a und eine weitere Öffnungsfläche der außenliegenden Kabelöffnung 32a sind dabei rechtwinklig relativ zueinander angeordnet, wobei die innenliegende Kabelöffnung 30a bzw. die Öffnungsfläche der innenliegenden Kabelöffnung 32a senkrecht zur Steckrichtung 22a ausgerichtet ist. Ferner ist der Steckverbindergrundkörper 18a zumindest in einem vormontierten Zustand der Steckverbindereinheit 14a mechanisch mit der zweiten Steckeinheit 56a gekoppelt. Der Steckverbindergrundkörper 18a ist dabei dazu vorgesehen, wenigstens einen Teil einer Gewichtskraft der zweiten Steckeinheit 56a aufzunehmen und die zweite Steckeinheit 56a zumindest beim Steckvorgang der Steckverbindereinheit 14a mechanisch zu stabilisieren. Grundsätzlich könnten eine innenliegende Kabelöffnung und eine außenliegende Kabelöffnung jedoch auch parallel zueinander angeordnet sein.
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Zudem umfasst die Steckverbindereinheit 14a ein Sicherungselement 20a. Das Sicherungselement 20a ist an dem Steckverbindergrundkörper 18a angeordnet. Im vorliegenden Fall ist das Sicherungselement 20a einstückig mit dem Steckverbindergrundkörper 18a ausgebildet. Das Sicherungselement 20a dient zur Sicherung und/oder Befestigung des Steckverbindergrundkörpers 18a an dem Lenkgetriebegehäuse 12a, insbesondere dem Sensorgehäuseabschnitt 36a. Vorliegend ist das Sicherungselement 20a dabei als Abzugssicherung ausgebildet und dazu vorgesehen, den Steckverbindergrundkörper 18a derart an dem Lenkgetriebegehäuse 12a zu befestigen, dass dieser zumindest gegen ein unbeabsichtigtes Abziehen gesichert ist. Zudem umfasst das Lenkgetriebegehäuse 12a ein zu dem Sicherungselement 20a korrespondierendes weiteres Sicherungselement 34a, welches zur Sicherung und/oder Befestigung des Steckverbindergrundkörpers 18a an dem Lenkgetriebegehäuse 12a mit dem Sicherungselement 20a zusammenwirkt. Im vorliegenden Fall greifen die Sicherungselemente 20a, 34a dazu ineinander. Grundsätzlich könnte eine Steckverbindereinheit und/oder ein Lenkgetriebegehäuse auch mehrere, beispielsweise in Steckrichtung versetzt zueinander angeordnete, Sicherungselemente umfassen. Zudem können eine Steckverbindereinheit und/oder ein Lenkgetriebegehäuse auch zusätzliche Befestigungselemente zur Befestigung eines Steckverbindergrundkörpers an einem Lenkgetriebegehäuse umfassen. In diesem Fall könnte ein Sicherungselement ausschließlich zur Sicherung des Steckverbindergrundkörpers gegen ein unbeabsichtigtes Abziehen vorgesehen sein, während eine mechanische Fixierung mittels der Befestigungselemente erfolgt. Darüber hinaus ist denkbar, ein Sicherungselement getrennt und/oder separat von einem Steckverbindergrundkörper auszubilden. In diesem Fall könnte das Sicherungselement beispielsweise mittels einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung an dem Steckverbindergrundkörper befestigt sein.
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Zur Verbesserung einer Montage und insbesondere einer Kabelführung ist das Sicherungselement 20a im vorliegenden Fall rotationssymmetrisch zu einer parallel zur Steckrichtung 22a ausgerichteten Steckachse 24a ausgebildet. Beispielhaft ist das Sicherungselement 20a als ebener, kreisringförmiger Kragen ausgebildet und erstreckt sich in Umfangsrichtung vollständig um den Steckverbindergrundkörper 18a herum. Das Sicherungselement 20a ist dabei derart ausgebildet, dass in einem montierten Zustand, in welchem der Steckverbindergrundkörper 18a an dem Lenkgetriebegehäuse 12a, insbesondere dem Sensorgehäuseabschnitt 36a, gesichert und/oder befestigt ist, eine Verdrehung des Steckverbindergrundkörpers 18a um die Steckachse 24a möglich ist und zwar insbesondere um zumindest 120°. Das Sicherungselement 20a ist zudem derart ausgebildet, dass der Steckverbindergrundkörper 18a im montierten Zustand, in eine erste Drehrichtung 26a und in eine zweite Drehrichtung 28a, also insbesondere in beide Richtungen, um die Steckachse 24a drehbar ist. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, ein Sicherungselement derart auszubilden, dass ein Steckverbindergrundkörper im montierten Zustand, in welchem der Steckverbindergrundkörper an einem Lenkgetriebegehäuse gesichert und/oder befestigt ist, nur in eine Drehrichtung, also insbesondere nach links oder nach rechts, um eine Steckachse drehbar ist. Ferner könnte ein Sicherungselement derart ausgebildet sein, dass ein Steckverbindergrundkörper im montierten Zustand, in welchem der Steckverbindergrundkörper an einem Lenkgetriebegehäuse gesichert und/oder befestigt ist, um höchstens 100° um eine Steckachse drehbar ist. In diesem Zusammenhang könnte das Sicherungselement auch lediglich abschnittsweise rotationssymmetrisch ausgebildet sein bzw. lediglich einen Teil eines rotationssymmetrischen Objekts umfassen.
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Das weitere Sicherungselement 34a ist im vorliegenden Fall als Sicherungsnut ausgebildet und erstreckt sich senkrecht zur Steckrichtung 22a. Das weitere Sicherungselement 34a ist dabei an dem Gehäusedeckel 38a angeordnet. Im vorliegenden Fall ist das weitere Sicherungselement 34a einstückig mit dem Gehäusedeckel 38a ausgebildet. Alternativ könnte ein weiteres Sicherungselement jedoch auch als Sicherungskante ausgebildet sein. Darüber hinaus ist denkbar, ein weiteres Sicherungselement an einem Sensorgehäuseabschnitt anzuordnen oder getrennt und/oder separat von einem Gehäusedeckel auszubilden und beispielsweise mittels einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung an dem Gehäusedeckel oder dem Sensorgehäuseabschnitt zu befestigen.
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Im Folgenden wird unter Verweis auf 4 ein beispielhaftes Verfahren zur Montage der Lenkvorrichtung beschrieben.
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In einem ersten Montageschritt 70a wird zumindest aus der Lenksensoreinheit 16a und der Lenkwelle 52a eine vormontierte Lenksensorbaugruppe hergestellt.
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In einem zweiten Montageschritt 72a wird die vormontierte Lenksensorbaugruppe in die Montageöffnung des Lenkgetriebegehäuses 12a und insbesondere den Sensorgehäuseabschnitt 36a eingesetzt.
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In einem dritten Montageschritt 74a wird die Steckverbindereinheit 14a in die Kontaktierungsausnehmung 10a eingebracht, sodass eine direkte elektrische Kontaktierung der Lenksensoreinheit 16a erreicht wird.
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In einem vierten Montageschritt 76a wird der Sensorgehäuseabschnitt 36a, in welchem die Lenksensoreinheit 16a angeordnet ist, mittels des Gehäusedeckels 38a verschlossen, indem der Gehäusedeckel 38a auf die Lenkwelle 52a aufgeschoben wird. Dabei wird der Gehäusedeckel 38a derart auf den Sensorgehäuseabschnitt 36a aufgesetzt und insbesondere an diesem befestigt, dass das Sicherungselement 20a und das weitere Sicherungselement 34a ineinandergreifen. Das Sicherungselement 20a und das weitere Sicherungselement 34a greifen in diesem Fall derart ineinander, dass der Steckverbindergrundkörper 18a an dem Lenkgetriebegehäuse 12a, insbesondere dem Sensorgehäuseabschnitt 36a, gesichert und/oder befestigt ist und dennoch eine Verdrehung des Steckverbindergrundkörpers 18a um die Steckachse 24a ermöglicht wird.
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Das beispielhafte Ablaufdiagramm in 4 soll dabei lediglich beispielhaft ein Verfahren zur Montage der Lenkvorrichtung beschreiben. Insbesondere können einzelne Montageschritte und/oder eine Abfolge der Montageschritte variieren. Dabei könnte prinzipiell auf den ersten Montageschritt 70a und/oder den zweiten Montageschritt 72a auch verzichtet werden.
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In den 5a und 5b ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels, insbesondere der 1 bis 4, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 4 nachgestellt. In dem Ausführungsbeispiel der 5a und 5b ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.
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Das weitere Ausführungsbeispiel der 5a und 5b unterscheidet sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel zumindest im Wesentlichen durch eine Ausgestaltung eines an einem Steckverbindergrundkörper 18b angeordneten Sicherungselements 20b einer Steckverbindereinheit 14b einer Lenkvorrichtung.
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In diesem Fall ist das Sicherungselement 20b zumindest abschnittsweise rotationssymmetrisch bzw. genauer gesagt teilweise rotationssymmetrisch zu einer parallel zu einer Steckrichtung 22b der Steckverbindereinheit 14b ausgerichteten Steckachse 24b ausgebildet. Beispielhaft ist das Sicherungselement 20b dabei als ebener, kreisringsektorförmiger Kragen ausgebildet und erstreckt sich in Umfangsrichtung um zumindest 100° und höchstens 160°, vorliegend insbesondere 120°, um den Steckverbindergrundkörper 18b herum. Das Sicherungselement 20b ist dabei derart ausgebildet, dass in einem montierten Zustand, in welchem der Steckverbindergrundkörper 18b an einem Lenkgetriebegehäuse (nicht dargestellt) gesichert und/oder befestigt ist, eine Verdrehung des Steckverbindergrundkörpers 18b um die Steckachse 24b möglich ist und zwar insbesondere um zumindest 100° und höchstens 120°. Das Sicherungselement 20b ist zudem derart ausgebildet, dass der Steckverbindergrundkörper 18b im montierten Zustand, in beide Richtungen um die Steckachse 24b drehbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018216449 A1 [0003]
