-
Die
Erfindung betrifft eine Servolenkung, insbesondere eine Hilfskraftlenkung
für ein Fahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Die
DE 103 10 492 A1 beschreibt
eine elektrische Servolenkung, die als elektrische Hilfskraftlenkung
ausgebildet ist, mit einem Lenkgetriebegehäuse und einem
elektrischen Servomotor, der über ein Zugmittelgetriebe
unter Bildung einer Bewegungsschraube mit einem Spindelabschnitt
eines als Zahnstange gebildeten, axial verlagerbaren Bauteils wirkverbunden
ist. Die Zahnstange ragt zu beiden Enden des Lenkgetriebegehäuses
aus diesem und trägt Spurstangenköpfe zur gelenkigen
Verbindung mit Spurstangen und Radlenkhebeln. Mit Hilfe von Faltenbälgen
ist die Zahnstange zu beiden Enden mit dem Lenkgetriebegehäuse
verbunden und gegen die Umgebung abgedichtet. Ein Problem dieser
meist aus einem elastomeren Werkstoff gebildeten Faltenbälge
ist, dass sie beispielsweise durch Tierverbiß, Steinschläge,
Werkzeuge oder durch andere mechanische Einflüsse beschädigt
werden können. Trotz Verwendung hochwertiger Werkstoffe
bei den Faltenbälgen, ist dieses Beschädigungsrisiko
nicht ganz auszuschließen.
-
Sind
einer oder beide der Faltenbälge beschädigt, so
ist die gesamte Servolenkung nicht mehr dicht und es kann Flüssigkeit,
wie Betriebstoffe, insbesondere aber Feuchtigkeit in Form von Spritzwasser
in das Lenkgetriebegehäuse eintreten. Das Wasser sammelt
sich innerhalb des Lenkgetriebegehäuses. Besonders problematisch
ist die Situation, wenn das Fahrzeug mit dem eingedrungenen Wasser
in dem Lenkgetriebegehäuse in einer Garage abgestellt wird
und nach Fahrtantritt das Wasser aufgrund Minustemperaturen gefriert.
Ein Fahrer des Fahrzeugs bemerkt dann zunächst keine Beeinträchtigung
des Lenkverhaltens, wenn jedoch das Wasser gefriert und insbesondere
einen Eiskeil zwischen dem Zugmittel und dem Rad oder den Rädern
des Zugmittegetriebes bildet, kann dies unter Umständen
zu einer Beeinträchtigung der Lenkfähigkeit des
Fahrzeugs führen.
-
Zur
Vermeidung solcher Situationen schlägt die
DE 10 2006 036 213 A1 vor,
Raumabschnitte innerhalb des Lenkgetriebegehäuses aus einem
nicht wasseraufnehmenden Material zumindest teilweise zu füllen.
Diese technische Maßnahme kann jedoch nicht verhindern,
dass insbesondere eindringendes Wasser in einen keilförmigen
Bereich zwischen dem Zugmittel, beispielsweise einem Zahnriemen,
und einem Rad oder Scheibe des Zugmittelgetriebes zu gelangen und
dort einen Keil aus Eis zu bilden oder Eisablagerungen in Zahnlücken
des Zahnriemens zu bilden und eine Betriebesbeeinträchtigung
der Servolenkung zu bewirken.
-
Die
DE 10 2006 051 799
A1 zeigt und beschreibt eine Sensoreinrichtung zur Wassererkennung.
Diese Maßnahme verhindert jedoch nicht, dass bis zur Behebung
des Wassereintritts in ein Lenkgetriebegehäuse dennoch
eindringendes Wasser in einen keilförmigen Bereich zwischen
Zugmittel und Scheibe gelangen kann um dort beispielsweise einen
Eiskeil zu bilden und/oder die Zahnzwischenräume des Zahnriemens
mit Eis anzufüllen und zu einer Betriebsstörung
der Servolenkung unter Umständen beizutragen.
-
Die
WO 2007/093235 A1 zeigt
und beschreibt ein Bauteil, das bei Kontakt mit Wasser seine Eigenschaften
so ändert, dass es in Zusammenwirken mit einem Verschlußelement
eine Öffnung in einem Lenkgetriebegehäuse freigibt.
Solche Systeme weisen jedoch eine relativ lange Reaktionszeit auf, sodaß eindringendes
Wasser dennoch den Betrieb der Servolenkung beeinträchtigen
kann. Zudem ist das offenbarte Verschlußelement aufwändig
in der Herstellung und schließt nach erfolgter Öffnung
nicht mehr, sodaß der Lenkgetriebeinnenraum ein Leck nach
außen aufweist.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Servolenkung anzugeben,
deren Betrieb sicher ist.
-
Die
Aufgabe wird mit einer Servolenkung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
-
Dadurch
dass zumindest eine Scheibe oder ein Rad und das Zugmittel des Zugmittelgetriebes
mit Hilfe eines diese Teile zumindest teilweise umschließenden
Bauelements vor Zutritt von in das Lenkgetriebegehäuse
eingedrungener Flüssigkeit, insbesondere Wasser geschützt
ist, kann keine Funktionsbeeinträchtigung der Servolenkung
durch Eisbildung in dem Lenkgetriebegehäuse oder in dem
Zugmittelgetriebe erfolgen.
-
Bevorzugte
Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
In
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Servolenkung
ist das gegen Wasser das Zugmittelgetriebe schützende Bauelement aus
einem Kunststoff, etwa als Spritzgussbauteil gebildet und bevorzugt
einteilig gebildet. Es kann auch zweckmäßig sein,
das Bauelement mehrteilig zu bilden. Bevorzugt ist das Bauelement
als Wanne oder wannenartig gebildet in dem das Zugmittel und ein oder
mehrere Scheiben oder Räder des Zugmittelgetriebes sich
bewegen. Die Wanne wird bevorzugt bei der Montage der Servolenkung
im Bereich des Gehäuses des Zugmittelgetriebes eingelegt
und vormontiert, wobei es zweckmäßig ist, an dem
Bauelement, insbesondere an der Wannenaußenseite Befestigungselemente,
wie etwa Nasen oder Rippen vorzusehen, mit denen sich das Bauelement
an umliegenden Teilen des Lenkgetriebegehäuses abstützt oder
formschlüssig lösbar festgelegt werden kann.
-
Rippen
oder Nasen an dem Bauelement oder der Wanne ermöglichen
ein Umfließen der Wanne oder des Bauelements von dem eingedrungen Wasser.
Sind an geeigneter Stelle in dem Lenkgetriebegehäuse Bohrungen
oder Kanäle angeordnet, so kann Wasser an eine elektrische
Sensoreinrichtung, die bevorzugt Teil einer Steuer- und/oder Regelungseinrichtung
der Servolenkung ist, gelangen. Dadurch ist die Ausgabe eines Signals
an einen Fahrer des Fahrzeugs ermöglicht.
-
Die
Erfindung wird nun näher anhand eines Ausführungsbeispiels
beschrieben und anhand der beiliegende Zeichnung wiedergegeben.
In der Zeichnung zeigt:
-
1 eine
schematische Ansicht einer Servolenkung,
-
2 einen
teilweisen Längsschnitt durch einen Servomotor und ein
Zugmittelgetriebe der Servolenkung in 1,
-
3 einen
Querschnitt III-III durch die Servolenkung in 2,
-
4 einen
teilweisen Längsschnitt durch eine weitere Servolenkung,
-
5 einen
Querschnitt V-V durch die Servolenkung in 4,
-
6 einen
weiteren Querschnitt V-V durch die Servolenkung in 4 mit
gekipptem Lenkgetriebegehäuse.
-
In 1 ist
in einer Ansicht eine als elektrische Zahnstangen-Hilfskraftlenkung 14 gebildete Servolenkung 1 gezeigt.
Wie auch 2 in einem teilweisen Längsschnitt
durch die Servolenkung 1 zeigt, sind wesentliche Komponenten
ein zylinderförmiges Lenkgetriebegehäuse 3 in
dem ein als Zahnstange 15 gebildetes, axial verlagerbares
Bauteil 6 gelagert ist. Ein elektrischer Servomotor 2 ist
an einem Radialflansch 16 des Lenkgetriebegehäuses 3 festgelegt.
Er ist von einer Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 13 angesteuert
und pulsweitenmoduliert in Abhängigkeit von einem Drehmomentsensor 17,
welcher im Bereich eines Lenkwellenstummels 18 in dem Lenkgetriebegehäuse 3 angeordnet ist.
Ein Getriebegehäusedeckel 19 schließt
das Lenkgetriebegehäuse 3 axial ab. Die Zahnstange 15 kämmt
an einem nicht gezeigten Verzahnungsabschnitt mit einem Ritzel an
dem Lenkwellenstummel 18 und weist ein Gewinde 20 an
einem Spindelabschnitt 21 (vgl. auch 4)
auf, welches in Eingriff mit einem Kugelumlaufgewinde 22 einer
Mutter 23 ist. Die Mutter 23 ist drehfest mit
einer ersten Scheibe 24 oder Rad 7 verbunden und über
ein Radiallager 25 in dem Gehäusedeckel 19 gelagert.
Somit ist eine Bewegungsschraube 5 gebildet. Auf einer
Abtriebswelle 26 des elektrischen Servomotors 2 ist
eine zweite, im Durchmesser kleinere Scheibe 27 festgelegt.
Ein als Zahnriemen 28 gebildetes Zugmittel 8 ist über
die erste und zweite Scheibe gespannt und bildet zusammen mit diesen
ein im Dehnungsbetrieb ohne Spannmittel betriebenes Zugmittelgetriebe 4.
-
An
axialen Enden 30, 30' der Zahnstange 15 sind
Faltenbälge 29 aus einem elastomeren Material zur
Abdichtung des Lenkgetriebegehäuses 3 nach außen
angeordnet. Bei einer Beschädigung der Faltenbälge 29 kann
Wasser in das Innere des Lenkgetriebegehäuses 3,
so auch in dessen Raum 31 in unmittelbare Nähe
des Zugmittelgetriebes 4 gelangen und bis zu der Durchtrittsöffnung
der Zahnstange 15 an dem Gehäusedeckel 19 gelangen
und dann über eine axial verlaufende Nut 32 und
einen Kanal 33 auf die andere Seite des Lenkgetriebegehäuses 3 gelangen.
-
Der
Wasserstand bleibt dabei wie auch in de 5 gezeigt,
unterhalb einer gedachten Wasserlinie 34. Ein kritischer
Bereich 35 zwischen Zahnriemen 28 und Scheibe 24 und
die Zahnlücken in dem Zahnriemen 28 bleiben dabei
außerhalb der Wasserlinie 34.
-
Wie 6 zeigt,
kann die Servolenkung 1 bis zu einem Einbauwinkel α geschwenkt
im Fahrzeug eingebaut werden, bis der kritische Bereich 35 in
den Bereich der Wasserlinie 34 gelangt.
-
Die 2 und 3 zeigen
einen weiteren Längsschnitt bzw. Querschnitt der Servolenkung 1 entlang
der Zahnstangen- und Servomotorachse bei einem Einbauwinkel > α. In den
Raum 31 eindringendes Wasser kann auch hier ansteigen und
dann über einen Kanal 33 und eine Nut 32 in
den Raum 36 des Servomotors 2 und von dort in
die Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 13 fließen.
In der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 13 ist eine
elektrische Sensoreinrichtung 12 angeordnet, die beispielsweise
eine Widerstandsänderung an elektrischen Polen misst und
eine Fehlermeldung an einem Armaturenbrett eines Fahrers des Fahrzeugs
anzeigt. Wie die 2 und 3 zeigen,
ist um den Zahnriemen 28 und die Scheiben 24 und 27 ein
als Wanne 37 gebildetes Bauelement 9 zum Schutz
vor Wasser gelegt. Die Wanne 37 wird bei der Montage um
die Scheibe 24 des Kugelgewindetriebs gelegt und dann zusammen
mit dem Kugelgewindetrieb in das Lenkgetriebegehäuse 3 geschoben.
Mindestens drei der seitlich Rippenen 38 an der Außenseite
der Wanne 37 fixieren die Wanne 37 zwischen dem
Lenkgetriebegehäuse 3 und dem Gehäusedeckel 19.
Die Rippen 38 lassen Bohrungen 11 und Kanäle 10 zu
der Wannenaußenseite frei, sodaß eingedrungenes Wasser
diese umströmen kann und zu der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 13 gelangen
kann. Die Rippen 38 sind so gestaltet, dass die Gesamtbreite
der Wanne 37 etwas größer ist als der
Raum zwischen Lenkgetriebegehäuse 3 und Gehäusedeckel 19.
Bei der Montage werden die Rippen 38 dann geringfügig
verformt und garantieren so einen festen Halft der Wanne 37.
Um anschließend den elektrischen Servomotor 2 montieren
zu können, weist die Wanne 37 eine entsprechende
Aussparung auf, durch die die Abtriebswelle 26 geschoben
werden kann. Die Wanne 37 ist aus einem Thermoplasten in Spritzgießverfahren
hergestellt.
-
- 1
- Servolenkung
- 2
- Servomotor
- 3
- Lenkgetriebegehäuse
- 4
- Zugmittelgetriebe
- 5
- Bewegungsschraube
- 6
- Bauteil,
axial verlagerbar
- 7
- Rad
- 8
- Zugmittel
- 9
- Bauelement
- 10
- Kanal
- 11
- Bohrung
- 12
- Sensoreinrichtung,
elektrisch
- 13
- Steuer-
und/oder Regelungseinrichtung
- 14
- Zahnstangen-Hilfskraftlenkung
- 15
- Zahnstange
- 16
- Radialflansch
- 17
- Drehmomentsensor
- 18
- Lenkwellenstummel
- 19
- Gehäusedeckel
- 20
- Gewinde
- 21
- Spindelabschnitt
- 22
- Kugelumlaufgewinde
- 23
- Mutter
- 24
- Scheibe
- 25
- Radiallager
- 26
- Abtriebswelle
- 27
- Scheibe
- 28
- Zahnriemen
- 29
- Faltenbalg
- 30,
30'
- Ende,
axial v. 15
- 31
- Raum
- 32
- Nut
- 33
- Kanal
- 34
- Wasserlinie
- 35
- Bereich
- 36
- Raum
- 37
- Wanne
- 38
- Rippe
- α
- Einbauwinkel,
v. 1
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10310492
A1 [0002]
- - DE 102006036213 A1 [0004]
- - DE 102006051799 A1 [0005]
- - WO 2007/093235 A1 [0006]