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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Zahnstangenlenkgetriebe
von Kraftfahrzeugen. Im Spezielleren befasst sich diese Erfindung
mit dem Element einer solchen Lenkung, das „Andruckteil" genannt wird, und
bezieht sich im noch Spezielleren auf ein Andruckteil mit einer
Kompensationseinrichtung für
das radiale Spiel.
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In
einem Zahnstangenlenksystem ist ein Lenkritzel mit der Lenksäule drehschlüssig verbunden,
die mittels des Lenkrads des Fahrzeugs betätigt wird, wobei das Ritzel
in eine Zahnstange eingreift, die in einem Lenkgehäuse gleitbeweglich
angebracht ist. Die beiden, außerhalb
des Gehäuses
gelegenen Enden der Zahnstange sind mit Lenkspurstangenhebeln gekoppelt,
die dem rechten bzw. linken Rad des Fahrzeugs zugeordnet sind. Auf
diese Weise wird die Drehung des Lenkrads in der einen oder anderen Richtung,
und somit die entsprechende Drehung des Lenkritzels, in eine entsprechende
Translation der Zahnstange umgewandelt, die mittels der Spurstangenhebel
wiederum für
einen Rechts- oder Linkseinschlag die Ausrichtung der Räder des
Fahrzeugs hervorruft.
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In
der Regel wird bei dieser Art von Lenkung die Zahnstange am Ritzel
mittels eines mechanischen Teils, dem „Andruckteil", in Dauereingriffskontakt gehalten.
Dieses Andruckteil ist gleitbeweglich in einem Teil des Gehäuses oder
in einem anderen Hilfsgehäuse
mit zylindrischer Innenwand entlang einer senkrecht zur Längsachse
der Zahnstange liegenden Achse angebracht und wird federnd beaufschlagt,
so dass es an der Rückseite
der Zahnstange mit einem Endteil mit angepasster Form, insbesondere
mit konkavem Profil, dem Lenkritzel entgegengesetzt anliegt. Dank
einem solchen Andruckteil werden Eingriffsfehler der Zahnstange
mit dem Ritzel kompensiert, und dieses Andruckteil stellt auch die Führung der
Zahnstange sicher.
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Um
die Gleitbewegung des Andruckteils in der Richtung der Rückseite
der Zahnstange zu ermöglichen,
muss ein radiales Spiel zwischen dem Umfang dieses Andruckteils
einerseits und der Innenwand des zylindrischen Teils des Gehäuses oder Hilfsgehäuses anderseits
vorgesehen werden.
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Während des
Betriebs der Lenkung gleitet die Zahnstange in dem angepasst geformten
Endteil des Andruckteils, indem sie sich in der einen oder anderen
Richtung je nach Drehrichtung des Lenkrads verlagert. Bei einem
Richtungswechsel der Drehung des Lenkrads, also der Gleitrichtung
der Zahnstange, und in Anbetracht des vorstehend erwähnten radialen
Spiels, wird das Andruckteil von der Zahnstange seitlich mitgenommen,
bis es auf der einen oder anderen Seite an der zylindrischen Innenwand
des entsprechenden Teils des Gehäuses
oder Hilfsgehäuses
in Anlage kommt. Dieser Vorgang erzeugt Geräusche.
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Darüber hinaus
kann das radiale Spiel zwischen dem Andruckteil und diesem Teil
des Gehäuses,
oder dem Hilfsgehäuse,
Vibrationen hervorrufen, die entlang der Lenksäule bis zum Lenkrad übertragen
werden.
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Es
wurden bereits Lösungen
ins Auge gefasst, um das radiale Spiel des Andruckteils und seine
störenden
Auswirkungen zu unterdrücken.
Insbesondere wurde nach der
EP
1 084 933 A1 vorgeschlagen, das Andruckteil ohne radiales
Spiel in seiner zylindrischen Aufnahme des Gehäuses mittels einer wulstförmigen Verbindung
zu haltern, die in einer ringförmigen
Nut des Andruckteils vorgesehen ist, wobei diese ringförmige Nut
im Verhältnis
zur Achse des Andruckteils exzentrisch ist, derart, dass das Andruckteil
an einer Seite seiner zylindrischen Aufnahme anliegt.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine verbesserte Kompensationsvorrichtung
für das Spiel
bereitzustellen, die die Herstellung und Montage des Anruckteils
erleichtert und einen besseren Andruck des Andruckteils an der zylindrischen
Innenwand des Gehäuses
ermöglicht.
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Dazu
hat die Erfindung ein Andruckteil mit Kompensation des radialen
Spiels für
ein Zahnstangenlenkgetriebe für
Kraftfahrzeuge zum Gegenstand, welches auf seiner Oberfläche auf
seiner Seitenfläche
eine auf die Achse des Andruckteils zentrierte Nut besitzt, die
sich zumindest über
einen Bruchteil des Umfangs des Andruckteils erstreckt und einen
Schlitz des Andruckteils schneidet, der sich in einer Ebene erstreckt,
die im Wesentlichen parallel zur Achse des Andruckteils ist oder
diese Achse enthält,
und ein elastisch verformbarer Dichtring derart in die Nut und den
Schlitz eingesetzt ist, daß der
Dichtring auf nur einer Seite des Andruckteils vorsteht.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung erstreckt sich die auf die Achse des Andruckteils
zentrierte Nut im Wesentlichen über
den halben Umfang des Andruckteils, während der Schlitz eine diametrale
Richtung besitzt und in die beiden Enden der Nut übergeht,
wobei die Dichtung die gesamte Länge
der Nut einnimmt. Ein solcher diametraler Schlitz kann in dem Andruckteil
entlang einer zur Achse der Zahnstange parallelen Ebene ausgebildet
sein, oder entlang einer zur Achse der Zahnstange senkrechten Ebene.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung erstreckt sich die auf die Achse des Andruckteils
zentrierte Nut über
den ganzen Umfang des Andruckteils, während der Schlitz eine diametrale
Richtung besitzt und zwei diametral entgegengesetzte Punkte der
Nut verbindet, wobei der Dichtring nur eine Hälfte der Gesamtlänge der
Auskehlung zwischen den beiden vorgenannten Punkten einnimmt.
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Somit
besteht der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke darin, am Andruckteil
eine auf die Achse des Andruckteils zentrierte Nut aber mit einem Schlitz
kombiniert so auszubilden, dass der Dichtring in einer asymmetrischen
Anordnung mit dem Teil des Dichtrings, der in der Nut angebracht
ist, vom Andruckteil vorsteht, um an der zylindrischen Innenwand
des Gehäuses
anzuliegen, während
der gegenüberliegende
Teil des Dichtrings den Schlitz durchquert, wobei die Form, die
der Dichtring annimmt, derjenigen des Buchstabens „D" nahe kommt. Die
Nachgiebigkeit des Dichtrings ermöglicht es, dass er problemlos
in der Werkstatt im Schlitz in die „D"-Form gebracht werden kann, wobei hier
ein herkömmlicher
O-Ring verwendet werden kann. Das asymmetrische äußere Erscheinungsbild des Andruckteils
ermöglich
eine einfache „Unverwechselbarkeit" bei der Montage
des Andruckteils, im Gegensatz zu einer exzentrischen Nut, deren
Exzentrizität visuell
schwierig zu erkennen ist. Im übrigen
stellt die vollkommene Abwesenheit der Dichtung auf einer Seite
des Andruckteils, die davon herrührt,
dass die Dichtung im Schlitz verläuft, auf dieser Seite einen besseren
Halt des Andruckteils an der zylindrischen Gehäuseinnenwand und somit eine
wirksamere Kompensation des radialen Spiels des Andruckteils sicher.
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Auf
alle Fälle
wird die Erfindung mittels der folgenden Beschreibung mit Bezug
auf die beigefügte
Schemazeichnung verständlicher,
die beispielhaft einige Ausführungsformen
dieses Andruckteils mit einer Kompensation des radialen Spiels für ein Zahnstangenlenkgetriebe
darstellt.
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Es
zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Andruckteils nach der vorliegenden
Erfindung, wobei der Dichtring als aus dem Andruckteil „herausgenommen" dargestellt ist;
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2 eine
Seitenansicht des Andruckteils von 1, das im
Lenkgehäuse
eingebaut ist;
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3 eine
Schnittansicht entlang der Linie III-III von 2;
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4 eine
Variante des erfindungsgegenständlichen
Andruckteils.
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Das
Andruckteil 2, das in 1 einzeln
dargestellt ist, besitzt eine zylindrische Form mit einer zylindrischen
Seitenfläche 3,
wobei die Mittelachse des Andruckteils 2 bei A angegeben
ist. Ein Ende des Andruckteils 2 stellt sich als eine Fläche 4 mit
konkavem Profil dar, das der Rückseite
der Zahnstange der Lenkung angepasst ist (siehe auch 2).
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2 stellt
den Teil eines Zahnstangenlenkgetriebes für Kraftfahrzeuge dar, der das
Andruckteil 2 aufnimmt. Diese Figur zeigt das Gehäuse 5,
das das (nicht dargestellte) mit der Lenksäule gekoppelte Lenkritzel und
die Zahnstange 6 enthält,
deren Zähne mit
dem Lenkritzel in Eingriff gelangen.
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Das
Gehäuse 5 der
Lenkung besitzt ein nach außen
offenes rohrförmiges
Teil 5a, dessen Mittelachse A sich orthogonal zu Längsachse
B der Zahnstange 6 erstreckt. Das rohrförmige Teil 5a besitzt eine
glatte, zylindrische Innenwand 5b.
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Das
Andruckteil 2 ist im Inneren des rohrförmigen Teils 5a des
Gehäuses 5 eingebaut
und wird entlang der Achse A dieses rohrförmigen Teils 5a gleitend
geführt.
Die Endfläche 4 mit
konkavem Profil des Andruckteils 2 wird durch (nicht dargestellte)
Federeinrichtungen, die entlang des Pfeils F auf das entgegengesetzte
Ende des Andruckteils 2 eine Druckwirkung ausüben, an
die Rückseite 6b der Zahnstange 6 gedrückt.
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Die
zylindrische Seitenfläche 3 des
Andruckteils 2 hat einen Durchmesser, der etwas kleiner
ist als der Innendurchmesser des rohrförmigen Teils 5a des
Gehäuses 5.
Somit ist anfangs ein radiales Spiel zwischen dem Andruckteil 2 einerseits
und der Innenwand 5b des rohrförmigen Teils 5a des
Gehäuses 5 vorhanden.
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Die
nachstehend beschriebene Vorrichtung, die aus einer Anordnung des
Andruckteils 2 besteht, zielt darauf ab, das radiale Spiel
dieses Andruckteils 2 zu kompensieren. Eine erste Ausführungsform
dieser Vorrichtung ist in den 1 bis 3 dargestellt.
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Das
Andruckteil 2 weist in seiner zylindrischen Seitenfläche 3 eine
Nut 7 auf, die einer herkömmlichen ringförmigen Nut
entspricht, aber sich nur über
den halben Umfang des Andruckteils 2 zwischen zwei diametral
entgegengesetzten Punkten auf der Seitenfläche 3 erstreckt. Die
Nut 7 ist auf die Mittelachse A des Andruckteils 2 zentriert,
d.h. die Tiefe dieser Nut ist über
ihre ganze Länge
konstant.
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Im
Andruckteil 2 ist auch ein diametraler Schlitz 8 ausgebildet,
der sich in einer Ebene P erstreckt, die die Mittelachse A des Andruckteils 2 enthält, wobei
die Ebene P auch über
die beiden diametral entgegengesetzten Endpunkte der Nut 7 verläuft. In
dem hier in Betracht gezogenen Beispiel erstreckt sich die Ebene
P des Schlitzes 8 senkrecht zur Achse B der Zahnstange 6,
d.h., dass der Schlitz 8 an den Flanken des Teils mit dem
konkaven Profil (Fläche 4) des
Andruckteils 2 mündet.
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Ein
elastisch verformbarer Dichtring 9, der ein O-Ring sein
kann, wird in die Nut 7 und den Schlitz 8 eingesetzt,
wobei die Form, die von dem Dichtring 9 eingenommen wird,
sich somit dem Buchstaben „D" angleicht, wie die
Zeichnung zeigt. Daraus folgt, dass der eingesetzte Dichtring 9 nur
auf einer Seite des Andruckteils 2 vorsteht, nämlich der Seite
der Nut 7, und auf der der Nut entgegengesetzten Seite
des Andruckteils 2 nicht vorhanden ist.
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Wenn
das Andruckteil 2 im rohrförmigen Teil 5a des
Gehäuses 5 eingebaut
ist, wird das Außenteil des
Dichtrings 9 in der Nut 7 gehalten, und an die
Innenwand 5b dieses rohrförmigen Teils 5a gedrückt. Durch
eine Reaktionswirkung wird das Andruckteil 2, an die dem
Andruckbereich des Dichtrings 9 entgegengesetzte, Wand 5b gedrückt. Somit
ist das radiale Spiel des Andruckteils 2 dauerhaft kompensiert,
wodurch die Geräusche
und Vibrationen verhindert werden, die die gewöhnliche Folge dieses Spiels
sind.
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Darüber hinaus
ist infolge des Andrückens des
Dichtrings 9 an die Wand 5b die Verlagerung des Andruckteils 2 entlang
seiner Achse A mehr oder weniger gebremst, was ebenfalls die Geräusche reduziert,
die von einer solchen axialen Bewegung hervorgerufen werden können.
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4 stellt
eine andere Ausführungsform des
Andruckteils 2 dar, bei der der diametrale Schlitz 8' entlang einer
Ebene P' ausgebildet
ist, die sich parallel zur Achse B der Zahnstange 6 erstreckt,
d.h., dass dieser Schlitz 8' am
Grunde des Teils mit dem konkaven Profil (Fläche 4) des Andruckteils 2 mündet. Selbstverständlich ist
die Position der Nut 7' am Umfang
des Andruckteils 2 hier übereinstimmend mit der Ausrichtung
des Schlitzes 8' bestimmt.
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Die
Erfindung beschränkt
sich selbstverständlich
nicht auf die einzigen hier beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen
dieses Andruckteils mit Kompensation des radialen Spiels für Zahnstangenlenkgetriebe;
vielmehr umfasst sie alle Ausführungs-
und Anwendungsvarianten, die demselben Prinzip folgen.