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Die
Erfindung betrifft eine Lagerung einer Zahnstange in einem Lenkgehäuse der
im Oberbegriff des Patenanspruchs 1 angegebenen Art.
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Eine
derartige Lagerung einer Zahnstange eines Lenkgetriebes in einem
Lenkgehäuse
ist beispielsweise bereits aus der
DE 36 41 374 A1 als bekannt zu entnehmen.
Dabei sind innerhalb des Lenkgehäuses
zwei im Abstand zueinander angeordnete Lagerbuchsen vorgesehen,
durch welche die Zahnstange verschiebebeweglich innerhalb des Lenkgehäuses gelagert
ist. Derartige Lagerbuchsen haben jedoch üblicherweise das Problem, dass
sie relativ große
Toleranzen bzw. ein relativ großes
Lagerspiel zur Zahnstange hin aufweisen. Dieses Lagerspiel kann
zu einem erhöhten
Verschleiß und
damit zur Geräuschbildung
führen,
welche vom Fahrzeuglenker bzw. den übrigen Fahrzeuginsassen als
störend empfunden
wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Lagerung einer Zahnstange
in einem Lenkgehäuse
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher das Lagerspiel
zwischen der Zahnstange und der Lagerbuchse deutlich zu reduzieren ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Lagerung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und
nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um
eine Lagerung zu schaffen, bei welcher das Lagerspiel zwischen der
Lagerbuchse und der Zahnstange deutlich zu reduzieren ist, ist es
erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die Lagerbuchse einen Ringscheibenbereich und einen Buchsenbereich aufweist,
wobei der Ringscheibenbereich mit einer Mehrzahl von Schlitzen versehen
ist, welche sich bis in den Buchsenbereich erstrecken. Somit ist
insgesamt eine Lagerbuchse geschaffen, welche einerseits auf besonders
vorteilhafte Weise durch den Ringscheibenbereich in axialer Richtung
gesichert ist und einen Buchsenbereich aufweist, welcher ein äußerst geringes
Lagerspiel zur Zahnstange gewährleistet.
Dies wird dadurch realisiert, dass die den Ringscheibenbereich durchsetzenden
Schlitze nicht an dem Buchsenbereich enden, sondern vielmehr sich
bis in den Buchsenbereich erstrecken. Mit anderen Worten verlaufen
die Schlitze des Ringscheibenbereichs insbesondere so, dass sich
diese über
einen Eckbereich bzw. einen Übergangsbereich
zwischen dem Ringscheibenbereich und dem Buchsenbereich hinaus bis
in den Buchsenbereich selbst erstrecken. Somit wird insbesondere
erreicht, dass der besagte Übergangs-
bzw. Eckbereich zwischen dem Ringscheibenbereich und dem Buchsenbereich
entsprechend nachgiebig gestaltet ist, um sich zur Gewährleistung
des geringen Lagerspiels eng an die Lagerbuchse anlegen zu können. Somit
ist die Lagerbuchse insbesondere auch im Übergangs- bzw. Eckbereich zwischen
dem Ringscheibenbereich und dem Buchsenbereich auf besonders vorteilhafte
Weise geeignet, entsprechende Toleranzen des Durchmessers der Zahnstange
bzw. des Durchmessers an der Außenumfangsseite
des Buchsenbereichs auszugleichen.
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Im
Ergebnis wird somit eine Lagerung geschaffen, welche bedingt durch
das geringe Lagerspiel einen äußerst geringen
Verschleiß aufweist
und deshalb nicht zur Geräuschbildung neigt,
welche von den Fahrzeuginsassen als äußerst störend empfunden wird.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft
gezeigt, wenn auch der Buchsenbereich mit einer Mehrzahl von weiteren Schlitzen
versehen ist. Hierdurch ist der Buchsenbereich auf besonders vorteilhafte
Weise zum Ausgleich von Toleranzen bzw. zum Ausgleich des Lagerspiels
geeignet. Die weiteren Schlitze, welche sich im Buchsenbereich erstrecken,
grenzen dabei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung bevorzugterweise
an den Ringscheibenbereich an, so dass sich über die gesamte Länge des
Buchsenbereichs ein sehr guter Toleranzausgleich bzw. eine Verminderung
eines Lagerspiels realisieren lässt.
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Schließlich hat
es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die im Ringscheibenbereich
und im Buchsenbereich eingebrachten Schlitze bzw. weiteren Schlitze
in gleichen Winkeln verteilt zueinander angeordnet sind. Somit lässt sich über den
gesamten Umfang bzw. Querschnitt insbesondere des Buchsenbereichs ein
gleichmäßiger Toleranzausgleich
bzw. eine gleichmäßige Überbrückung des
Lagerspiels realisieren.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine
ausschnittsweise Schnittansicht einer Lagerung einer Zahnstange
in einem Lenkgehäuse
eines Personenkraftwagens, wobei eine Lagerbuchse vorgesehen ist,
welche von einer zwischen dieser und dem Lenkgehäuse angeordneten Führungsbuchse
aufgenommen bzw. getragen ist; und in
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2 jeweils
eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Perspektivansicht auf
die zwischen der Führungsbuchse
und der Zahnstange angeordnete Lagerbuchse gemäß 1, welche
einen Ringscheibenbereich und einen einstückig damit verbundenen Buchsenbereich
aufweist, wobei der Ringscheibenbereich mit einer Mehrzahl von Schlitzen
versehen ist, welche sich bis in den Buchsenbereich erstrecken,
und wobei der Buchsenbereich mit einer Mehrzahl von weiteren Schlitzen
versehen ist, welche bis an den Ringscheibenbereich angrenzend verlaufen.
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In 1 ist
in einer ausschnittsweisen Schnittansicht von einer Zahnstangenlenkung
ein Lenkgehäuse 10 eines
Personenkraftwagens dargestellt. Koaxial innerhalb des Lenkgehäuses 10 verläuft dabei
eine Zahnstange 12, und zwar gelagert mittels von zwei
Lagerungen, von welchen vorliegend eine im Weiteren noch näher erläuterte Lagerung
erkennbar ist. Die Zahnstange 12 ist dabei in 1 in
einem Bereich zwischen einem inneren Zahnstangengelenk 14 und
einem Arbeitskolben 16 dargestellt, welcher einen Arbeitsraum 18 stirnseitig begrenzt.
Des Weiteren schließt
sich in 1 an das rechte Ende des Lenkgehäuses 10 ein
Faltenbalg 20 an.
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Innerhalb
des im Querschnitt im Wesentlichen ringförmigen Lenkgehäuses 10 ist
eine Führungsbuchse 22 aufgenommen,
welche vorliegend aus einer Aluminiumlegierung besteht. Diese kann natürlich auch
aus anderen Materialien beschaffen sein. Die Führungsbuchse 22 ist
dabei mittels eines Sprengrings 24 axial gesichert innerhalb
des Lenkgehäuses 10 gehalten.
Eine Abdichtung des Arbeitsraums 18 bzw. der Führungsbuchse 22 gegenüber dem
Lenkgehäuse 10 erfolgt
dabei über
einen Dichtungsring 26, welcher vorliegend als O-Ring gestaltet ist
und innerhalb einer korrespondierenden Aufnahmenut 28,
welche um den Außenumfang
der Führungsbuchse 22 umläuft, aufgenommen
ist.
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An
ihrem dem Arbeitsraum 18 zugewandten Ende umfasst die Führungsbuchse 22 eine
Einsenkung 30, innerhalb welcher eine Lagerbuchse 32 zur Bildung
einer Lagerung der Zahnstange 12 an einer ersten Lagerstelle
aufgenommen ist. Die Zahnstange 12 kann an einer weiteren,
nicht dargestellten zweiten Lagerstelle über eine weitere Lagerbuchse 32 am Lenkgehäuse 10 gelagert
sein. An der zweiten Lagerstelle ist die Lagerbuchse 32 ohne
Zwischenschaltung einer umgebenden Führungsbuchse unmittelbar in
einer entsprechenden Ausnehmung des Lenkgehäuses 10 angeordnet.
Die Lagerbuchsen 32 an der ersten und zweiten Lagerstelle
sind identisch aufgebaut und werden im Weiteren unter Bezugnahme
auf 2 noch näher
erläutert
werden.
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Zum
Arbeitsraum 18 hin erschließt sich an die Lagerbuchse 32 ein
Radialwellendichtring 34 an, welcher die Zahnstange 12 außenumfangsseitig
zum Arbeitraum 18 hin abdichtet. Schließlich ist aus 1 eine Ölzuführungsöffnung 36 für den Arbeitsraum 18 erkennbar,
um diesen entsprechend mit Hydrauliköl zu versorgen.
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Anhand
von 2 soll nun die spezielle Lagerung der Zahnstange 12 innerhalb
des Lenkgehäuses 10 näher erläutert werden:
Hierzu
ist in 2 die Lagerbuchse 32 in einer Draufsicht,
einer Seitenansicht und einer Perspektivansicht erkennbar. Insbesondere
wird dabei erkennbar, dass die Lagerbuchse 32 einen Ringscheibenbereich 38 und
einen Buchsenbereich 40 umfasst, welche einstückig miteinander
ausgebildet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die
Lagerbuchse 32 aus einem Kunststoff. Als im Rahmen der
Erfindung mitumfasst ist es zu betrachten, dass natürlich auch
andere gängige
Materialien eingesetzt werden können.
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Aus 2 ist
nun erkennbar, dass in den Ringscheibenbereich 38 eine
Mehrzahl von vorliegend vier Schlitzen 42 eingebracht sind,
welche sich radial erstrecken, und zwar in einem gegenseitigen Winkel
von jeweils 90° zueinander.
Die Besonderheit der vorliegenden Schlitze 42 ist es, dass
sich diese nicht nur im Ringscheibenbereich 38 erstrecken,
sondern über
einen Eckbereich 44 zwischen dem Ringscheibenbereich 38 und
dem Buchsenbereich 40 hinaus bis in den Buchsenbereich 40 hinein.
Die Länge l
desjenigen Längenbereichs,
um welchen sich die Schlitze 42 bis in den Buchsenbereich 40 hinein
erstrecken, ist in 2 entsprechend dargestellt.
Diese kann beispielsweise etwa ein Zehntel bis die Hälfte der
Länge des
Buchsenbereichs 40 betragen. Die Breite b des Schlitzes 42 entspricht
vorliegend knapp der Wanddicke des Ringscheibenbereichs 38 bzw. des
Buchsenbereichs 40. Diese Wanddicke beträgt vorliegend
etwa 2 mm. Als im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es jedoch
zu betrachten, dass die Schlitze 42 auch schmaler oder
breiter ausgebildet sein können.
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Des
Weiteren ist aus 2 erkennbar, dass der Buchsenbereich 40 mit
einer Mehrzahl von vorliegend ebenfalls vier weiteren Schlitzen 46 versehen ist,
welche sich vorliegend über
die komplette Länge des
Buchsenbereichs 40, also bis in den Ringscheibenbereich 38 angrenzend,
erstrecken. Die weiteren Schlitze 46, welche axial in der
Lagerbuchse 32 verlaufen, sind dabei ebenfalls in einem
gegenseitigen Winkel von jeweils 90° zueinander angeordnet. Insbesondere
aus der Perspektivansicht gemäß 2 ist
dabei erkennbar, dass die Schlitze 42 im Ringscheibenbereich 38 und
die Schlitze 46 im Buchsenbereich 40 wiederum
in gleichen Winkeln von jeweils 45° verteilt zueinander angeordnet
sind. Mit anderen Worten alternieren somit die Schlitze 42 des
Ringscheibenbereichs 38 und die Schlitze 46 des
Buchsenbereichs 40 in gleichmäßigen gegenseitigen Winkeln
von 45° zueinander.
Als im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es zu betrachten, dass
natürlich auch
eine andere Anzahl der jeweiligen Schlitze 42 bzw. 46 gewählt werden
könnte,
welche auch in unregelmäßigen Winkeln
zueinander angeordnet sein könnten.
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Da
sich die Schlitze 42 im Ringscheibenbereich 38 über den
Eckbereich 44 hinaus bis in den Buchsenbereich 40 erstrecken,
ergibt sich vorliegend eine Lagerbuchse 32, welche insbesondere
in ihrem an die Zahnstange 12 angepassten Durchmesser d besonders
gut und gleichmäßig an der
Zahnstange 12 anliegt. Dies insbesondere aufgrund der Tatsache,
dass der Eckbereich 44 zwischen dem Ringscheibenbereich 38 und
dem Buchsenbereich 40 durch die Schlitze 42 entsprechend
dem Durchmesser anpassbar gestaltet ist. Hierdurch lässt sich
das entstehende Lagerspiel zwischen der Zahnstange 12 und
der lenkgehäuseseitigen
Führungsbuchse 22 erheblich
reduzieren, was schlussendlich zu einem geringen Verschleiß der Lagerbuchse 32 und
damit zur Vermeidung von Geräuschen,
welche von den Fahrzeuginsassen als störend empfunden werden, führt. Insgesamt
kann somit durch die Lagerbuchse 32 ein Toleranzausgleich
aller Toleranzen der Zahnstange 12, des Buchsenbereichs 40 und
des Lenkgehäuses 10 bzw.
der Führungsbuchse 22 geschaffen
werden, wodurch die Gesamttoleranz deutlich verkleinert werden kann.
Die Zahnstange 12 ist somit auf bedeutend bessere Weise
verschiebebeweglich innerhalb des Lenkgehäuses 10 gelagert.