DE102007058402A1

DE102007058402A1 - Rohrförmiges Turmrohrverlängerungselement

Info

Publication number: DE102007058402A1
Application number: DE102007058402A
Authority: DE
Inventors: Stephan Krinke; Oliver Braun
Original assignee: Tedrive Holding BV
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2009-06-04
Also published as: US20090139597A1; US8240424B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein rohrförmiges Turmrohrverlängerungselement (30) zur Verbindung mit einem freien Ende eines Turmrohres (22) einer Fahrzeuglenkung. Das Turmrohrverlängerungselement (30) kann mit einem Verbindungsende (42) mit einem Turmrohr (22) verbunden werden und weist ein dem Verbindungsende (42) gegenüberliegendes Lager (32) im Bereich einer Öffnung (34) auf (Fig. 1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein rohrförmiges Turmrohrverlängerungselement zur Verbindung mit einem freien Ende eines Turmrohres einer Fahrzeuglenkung.
Insbesondere eignet sich die Erfindung für Zahnstangenlenkungen, die sehr häufig bei Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Eine über das Lenkrad aufgebrachte drehende Lenkbewegung wird in eine geradlinige Bewegung zum Verschwenken der zur lenkenden Fahrzeugräder umgewandelt. Zu diesem Zweck ist das Ende einer Lenksäule des Fahrzeugs mit einem Ritzel verbunden, welches in die Zahnstange eingreift und diese beim Drehen der Lenkung seitlich verschiebt. An beiden Ende der Zahnstangen ist jeweils eine Spurrstange über ein Kugelgelenk angeschlossen. Das mit der Lenksäule verbundene Ritzel ist innerhalb eines Turmrohres angeordnet, welcher wiederum fest mit einem Zahnstangengehäuse verbunden, das die Zahnstange umgibt. Das Zahnstangengehäuse und das Turmrohr weisen Öffnungen auf, die im montierten Zustand in Deckung gebracht sind und einen Ritzeleingriffsbereich ausbilden.
Bei üblichen Servolenkungen sind Drehservoventile bekannt, die den Hydraulikdruck und damit die Lenkunterstützung auf einen Unterstützungszylinder abhängig vom anliegenden Lenkmoment des Fahrers regeln. Es kommen meist Drehservoventile zum Einsatz, bei denen sich eine Eingangswelle, die über die Lenksäule mit dem Lenkrad verbunden sind, relativ zu einer Steuerhülse verdreht, die mit der Ausgangswelle und bei Zahnstangenlenkungen mit dem Ritzel verbunden ist. Durch ein Torsionssystem zwischen Eingangswelle und Steuerhülse wird ein vom Drehmoment abhängiger Drehwinkel des Ventils und damit eine drehmo mentabhängige Ventilcharakteristik realisiert. Die Verdrehung der Eingangswelle relativ zur Steuerhülse dient also der Festlegung der für die Lenkung benötigten Hilfskraft.
Die Eingangswelle ist also mit einem ersten Ventilelement verbunden, dass als radial innenliegender Drehschieber ausgebildet ist. Die Steuerhülse umgibt dieses erste Ventilelement, sie ist radial außenliegend angeordnet. Beide Ventilelemente weisen Steuernuten auf die zur Steuerung des Druckmittels von oder zu Arbeitsräumen des Servomotors dienen. Die Steuernuten können aber auch unmittelbar auf der Eingangswelle angeordnet sein. Die Herstellung dieser Komponenten ist höchsten Qualitätsanforderungen hinsichtlich Materialauswahl und Fertigungsgenauigkeit unterworfen. Insofern werden derartige Bauteile mit möglichst geringen Maßen kurz ausgelegt und im Fahrzeug mit Komponenten der Lenksäule verbunden, an die geringere Anforderungen gestellt werden.
Aufgrund des großen Abstands zwischen dem Ende des Turmrohres und dem Lenkrad ist die Verwendung relativ langer und oftmals über Gelenke abgewinkelter Lenksäulen notwendig. Um Lagerschäden im Bereich des Turmrohres zu vermeiden sind Lenksäulen oftmals an mehreren Stellen drehbar gelagert. Die Lager sind dabei üblicherweise im Bereich der Karosserie angeordnet und die Lenksäule erstreckt sich durch diese hindurch. Insofern ist die Anordnung und Positionierung der Lager wesentlich für die Qualität der Lenkung und einen geringen Verschleiß der Vorrichtung über die Lebensdauer. Die Lager müssen exakt positioniert werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Herstellung und die Wartung von Lenksystemen positiv beeinflussbar ist. Die Vorrichtung soll einen Beitrag zu einer Kostenminimierung im Bereich der Lenksäule leisten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein rohrförmiges Turmrohrverlängerungselement mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
Das rohrförmige Turmrohrverlängerungselement kann mit einfachen Mitteln mit seinem Verbindungsende mit dem freien Ende eines Turmrohrs verbunden werden und dieses somit in Richtung des Lenkrades des Fahrzeugs verlängern. Die Verbindung mit dem Turmrohr kann in einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante über eine Schraubverbindung erfolgen, denkbar sind aber auch sämtliche anderen geeigneten Verbindungsformen wie Einpressen, Verstemmen, Schweißen, Löten oder Kleben.
Das Turmrohrverlängerungselement weist an seinem anderen Ende eine Öffnung auf, durch die sich die Eingangswelle hindurch erstreckt. Im Bereich dieser Öffnung ist ein Lager vorgesehen, das die Eingangswelle drehbar lagert. Je nach Ausführung kann sich statt der Eingangswelle auch die Lenksäule durch die Öffnung erstrecken, wobei dann innerhalb des Turmrohrverlängerungselementes eine Verbindung mit der Eingangswelle gegeben sein muss.
Ein wesentlicher Vorteil besteht nun darin, das eine Fahrzeuglenkung mit einem für das Turmrohrverlängerungselement geeigneten Turmrohr, in verschiedene Fahrzeuge eingebaut werden kann, wenn unterschiedliche lange Lenksäulen verwendet werden müssen. Durch die Schaffung eines zusätzlichen Lagers durch das Turmrohrverlängerungselement kann der Verschleiß einer Lenkung deutlich minimiert werden. Die Lenksäule ist besser geführt und die empfindlichen Servolenkungselemente im Bereich des Turmrohrs sind nur geringeren Belastungen ausgesetzt.
Das Turmrohrverlängerungselement eignet sich insbesondere auch für eine Verwendung mit Verlängerungselementen, die zwischen die Eingangswelle und die Lenksäule eingebracht werden. Derartige Verlängerungselemente erlauben es, die Länge der Lenksäule an bestimmte Anforderungen im Fahrzeugbau anzupassen. Dadurch, dass das zusätzliche Lager im Bereich des Turmrohrverlängerungselementes untergebracht ist, kann ein weiteres Lager für die Lenksäule im Bereich des Fahrzeuges eingespart werden.
Das Turmrohrverlängerungselement kann aus jedem geeigneten Material bestehen, insbesondere eignen sich widerstandsfähige Kunststoffe oder auch herkömmliche Metalle. Das Lager kann durch bekannte Dreh- oder Gleitlager gebildet sein, denkbar sind Nagellager oder Kugellager. Die Öffnung kann außenseitig weiterhin mit einer umlaufenden Dichtlippe versehen sein, die ein Eindringen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit durch Anlage an die Eingangswelle minimiert.
Anhand der nachfolgenden Figuren wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
1: Ein Turmrohr, angeordnet an einer Zahnstange und ein Turmrohrverlängerungselement,
2: das Turmrohr und das Turmrohrverlängerungselement aus 1 im verbundenen Zustand,
3: ein Turmrohrverlängerungselement im Schnitt
Die 1 und 2 zeigen einen Endbereich eines Zahnstangengehäuses 20, dass mit einem Turmrohr 22 verbunden ist. Das Turmrohr 22 weist Versorgungsanschlüsse 24 für Druckleitungen 26 auf. Weiterhin ist ein Druckstückrohr 28 zur Aufnahme eines Druckstückes auf der dem Turmrohr 22 gegenüberliegenden Seite im geöffneten Zustand gezeigt.
An das Turmrohr 22 ist ein Turmrohrverlängerungselement 30 anschließbar. Zu diesem Zweck kann das Turmrohrverlängerungselement 30 an seinem Endbereich ein Außengewinde, das in ein Innengewinde des Turmrohrs 22 eindrehbar ist aufweisen. Alternativ kann auch jede andere geeignete, Art der Verbindung vorgesehen sein.
2 verdeutlicht den zusammengesetzten Zustand des Turmrohrs 22 mit dem Turmrohrverlängerungselement 30.
Wie 3 verdeutlicht, ist vorteilhafterweise innerhalb des Turmrohrverlängerungselement 30 ein Lager 32 vorgesehen, das im Bereich einer Öffnung 34 angeordnet ist. Durch die Öffnung 34 erstreckt sich im montierten Zustand die Eingangswelle oder die Lenksäule des Fahrzeugs. Das Lager 32 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Haltering 36, ausgeführt als Sprengung gehalten.
Weiterhin ist eine Dichtlippe 38 erkennbar, die die Öffnung 34 umgibt und das Eindringen von Feuchtigkeit oder Schmutz verhindert oder minimiert.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist weiterhin ein Anschlagring 40 erkennbar, der einen Anschlag am stirnseitigen Ende des Turmrohrs 22 bewirkt. Auf einen solchen Anschlagsring 40 kann verzichtet werden, wenn die beiden Bauteile beispielsweise miteinander verschweißt oder verschraubt werden. Der Anschlagring 40 befindet sich also im Bereich eines Verbindungsendes 42 des Turmrohrverbindungselementes 30. Dieses freie Verbindungsende 42 kann in Abhängigkeit des Turmrohres 22 verschiedene Formen aufweisen.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst sämtlich weiteren Ausführungsformen, die durch die Ansprüche gedeckt sind.

Claims

Rohrförmiges Turmrohrverlängerungselement 30 zur Verbindung mit einem freien Ende eines Turmrohres 22 einer Fahrzeuglenkung, mit einem Verbindungsende zur Verbindung mit dem Turmrohr 22, einer dem Verbindungsende gegenüber angeordneten Öffnung 34, und einem im Bereich der Öffnung 34 angeordneten Lager 32.
Rohrförmiges Turmrohrverlängerungselement (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung 34 von einer Dichtlippe 38 umgeben ist.
Rohrförmiges Turmrohrverlängerungselement (30) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager 32 durch einen Haltering 36 gehalten ist.
Rohrförmiges Turmrohrverlängerungselement (30) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager 32 und der Haltering 36 innerhalb des Turmrohrverlängerungselements 30 angeordnet sind.
Rohrförmiges Turmrohrverlängerungselement (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verbindungsende 42 ein Gewinde zur Verschraubung mit dem Turmrohr 22 vorgesehen ist.