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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zur Befestigung
eines Führungslagers am
Ende eines rohrförmigen
Elements. Im Spezielleren befasst sich diese Erfindung mit der Befestigung eines
Führungslagers
der Zahnstange am Ende eines ein Gehäuse bildenden Rohrs, das zu
einer Kraftfahrzeuglenkung gehört.
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Das
hier in Betracht gezogene Befestigungsverfahren ist von der Art
derjenigen, bei denen die Ausklinkungen am Umfang des Rohrs zu dessen Ende
hin vorgesehen sind, während
das zu befestigende Lager an seiner Peripherie radial vorstehende Halteansätze aufweist,
die in die Ausklinkungen des Rohrs eingesteckt werden.
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Die 1 und 2 der
beigefügten
Schemazeichnung stellen im Rahmen eines Verbindungsverfahrens dieser
Art eine aktuelle Lösung
zum Einbau eines Lagers 2 in das Ende eines Rohrs 3 dar. Dieses
Rohrende weist zum Beispiel drei länglich geformte Ausklinkungen 4 auf,
die entlang seines Umfangs verteilt sind. Das hülsenförmige Lager 2 ist
zu seinem (in Bezug auf das Rohr 3) äußersten Ende hin mit drei Halteansätzen 5 versehen.
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1 zeigt
das Lager 2 vor seinem Einbau in das Ende des Rohrs 3.
Nachdem nun das Lager 2 entlang der Achse A des Rohrs 3 diesem
Ende zugewandt angeordnet ist, wird auf das so vorzentrierte Lager
eine axiale Kraft F ausgeübt,
die es in das Ende des Rohrs 3 einsteckt. In der endgültigen,
in 2 gezeigten Position befindet sich das Lager 2 vollständig in
das Innere des Rohrs 3 eingesteckt, wobei die Halteansätze 5 des
Lagers 2 in den entsprechenden Ausklinkungen 4 des
Rohrs 3 zu liegen kommen und somit die Blockierung einer
Translationsbewegung (entlang der Achse A) des Lagers 2 sicherstellen.
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Bei
diesem bekannten Verfahren kommen die Halteansätze 5 direkt in den
Ausklinkungen 4 zu liegen. Obwohl diese Lösung einfach
erscheint, eignet sie sich nicht für den Fall eines Lagers 2,
das eine oder mehrere Ringdichtung/en umfasst, die an seinem Umfang
vor den Ansätzen 5 angebracht
ist bzw. sind. Im Verlauf des Einsteckens des Lagers 2 in
das Ende des Rohrs 3 läuft
bzw. laufen die vom Lager getragene/n Ringdichtung/en nämlich Gefahr,
bei ihrem Übergang über die
scharfen Kanten der Ausklinkungen 4 des Rohrs durch Abschneiden
oder Einreißen Schaden
zu nehmen. Die Beschädigung
der Dichtungen bringt ihrerseits einen Mangel bei der Führungsfunktion
in Bezug auf die Steifigkeit des Lagers im Falle einer manuellen
Lenkung oder in Bezug auf die Dichtigkeit im Falle einer hydraulischen
Servolenkung mit sich und führt
in der Folge zu einem fehlerhaften Funktionsablauf der Zahnstangenlenkung.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diese Nachteile zu vermeiden
und hat es demnach zur Aufgabe, ein Verfahren von der hier in Betracht gezogenen
Art zur Befestigung eines Führungslagers
am Ende eines Rohrs bereitzustellen, das sich für ein mit einer oder mehreren
Ringdichtung/en ausgestattetes Lager eignet und insbesondere die
Beschädigung
der Dichtungen beim Einbau des Lagers vermeidet, um die Qualität der hergestellten
Befestigung zu gewährleisten
und vor allem die Führungsfunktion
der Zahnstange in einer Kraftfahrzeuglenkung richtig sicherzustellen.
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Zu
diesem Zweck hat die Erfindung ein Verfahren zur Befestigung eines
Führungslagers
am Ende eines rohrförmigen
Elements, insbesondere ein Verfahren zur Befestigung eines Führungslagers
der Zahnstange am Ende eines ein Gehäuse bildenden Rohrs zur Aufgabe,
das zu einer Kraftfahrzeuglenkung gehört, wobei das Verfahren von
der Art derjenigen ist, bei denen die Ausklinkungen am Umfang des
Rohrs zu dessen Ende hin vorgesehen sind, während das Lager an seiner Peripherie
radial vorstehende Halteansätze
aufweist, die beim Einführen des
Lagers in das Rohr in Ausklinkungen des Rohrs eingesteckt werden,
wobei sich dieses Verfahren im Wesentlichen durch die Tatsache auszeichnet,
dass für
die Befestigung eines Führungslagers,
das mit einer oder mehreren Ringdichtung/en ausgestattet ist, die
sich vor den Halteansätzen
befindet bzw. befinden, die Ausklinkungen des Rohrs beim Einführen des
Lagers in das Rohr verschlossen sind, wobei die Ringdichtung/en
dann vor den verschlossenen Ausklinkungen verlaufen, woraufhin der
Verschluss der Ausklinkungen aufgehoben wird, so dass die Halteansätze des
Lagers in den Ausklinkungen des Rohrs zu liegen kommen.
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Vorzugsweise
sind die Ausklinkungen des Rohrs während des Einführens des
Lagers in das Rohr durch ein die Innenwand dieses Rohrs glatt abschließendes Mittel
verschlossen, so dass die Ringdichtung/en des Lagers entlang einer
vollkommen glatten Zylinderfläche
gleiten kann bzw. können.
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Auf
diese Weise schafft das Verfahren der Erfindung die Gefahr einer
Beschädigung
der Ringdichtungen bei der Befestigung des mit solchen Dichtungen
ausgestatteten Lagers ab.
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Die
Erfindung hat auch eine Vorrichtung zum Durchführen des vorstehend definierten
Befestigungsverfahrens zur Aufgabe. Diese Vorrichtung umfasst im
Wesentlichen einen allgemein ringförmigen Befestigungsblock, der
dazu vorgesehen ist, um das Ende des Rohrs, welches das Lager aufnehmen
soll, zentriert angeordnet zu werden, wobei der Befestigungsblock
in Übereinstimmung
mit den Ausklinkungen des Rohrs mit radial beweglichen und zur Mittelachse
des Rohrs hin beaufschlagten Einrichtungen versehen ist, die dazu
fähig sind,
die Ausklinkungen beim Einführen
des Lagers mit Ringdichtungen in das Rohr zu verschließen, wobei
diese Einrichtungen auch versenkbar sind, indem sie von der Mittelachse des
Rohrs entfernt werden, um die Ausklinkungen freizugeben und das
Einstecken der Halteansätze des
Lagers in die Ausklinkungen des Rohrs zuzulassen.
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In
einer Ausführungsform
dieser Vorrichtung sind die beweglichen Einrichtungen, die dazu
fähig sind,
die Ausklinkungen des Rohrs zu verschließen, zurückziehbare Stifte, die durch
Federn zur Mittelachse des Rohrs hin beaufschlagt werden und auch zurückgeschoben
werden können,
indem sie entgegen der Kraft der Federn beim Ankommen der Halteansätze des
Lagers im Bereich der Ausklinkungen des Rohrs von der Mittelachse
des Rohrs entfernt werden. In diesem Fall kann die Vorrichtung noch durch eine
Feder beaufschlagte Rückhaltefinger
aufweisen, die dazu fähig
sind, seitlich auf die vorgenannten Stifte einzuwirken, um sie vorübergehend
in ihrer versenkten Stellung zu halten. Diese Rückhaltefinger können durch
manuelles Einwirken unwirksam gemacht werden, in einer weiter entwickelten
Ausführung
könnte
diese Funktion jedoch automatisiert sein.
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Jedenfalls
wird die Erfindung anhand der folgenden Beschreibung mit Bezug auf
die beigefügte Schemazeichnung
besser verständlich,
die beispielhaft eine Ausführungsform
dieser Vorrichtung darstellt und das Befestigungsverfahren der Erfindung veranschaulicht:
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die
(bereits erwähnte) 1 veranschaulicht das
Verfahren nach dem Stand der Technik, wobei das Lager vor seinem
Einbau in das Ende des Rohrs dargestellt ist;
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die
(bereits erwähnte) 2 stellt
ebenfalls das Verfahren nach dem Stand der Technik dar, wobei das
Lager in das Ende des Rohrs eingebaut dargestellt ist;
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4 zeigt
ein Detail der Vorrichtung von 3 in vergrößertem Maßstab;
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5 ist
eine 3 ähnliche
Ansicht, stellt aber das Lager in einer Zwischenposition im Verlauf seines
Einführens
in das Ende des Rohrs dar;
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6 ist
eine Detailansicht ähnlich 4, entspricht
aber der Zwischenposition von 5;
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7 ist
eine Ansicht ähnlich
den 3 und 5 und stellt das Lager in der
endgültigen,
vollständig
in das Ende des Rohrs eingebauten Position dar;
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8 ist
eine Detailansicht ähnlich
den 4 und 6 und entspricht der endgültigen Position
der 7.
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Das
Befestigungsverfahren und die Befestigungsvorrichtung der Erfindung
werden nachstehend mit Bezug auf die 3 bis 8 beschrieben,
in denen die mit den 1 und 2 gemeinsamen
Elemente durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind und nicht
noch einmal beschrieben werden.
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Indem
zunächst
auf 3 Bezug genommen wird, betrifft die Erfindung
die Befestigung, und zwar am Ende eines Rohrs 3, eines
Führungslagers 2,
das vor den Halteansätzen 5 mit
Ringdichtungen 6 und 7 (zwei Dichtungen im dargestellten
Beispiel) versehen sind, die in entsprechenden Ringkehlen des Lagers 2 angebracht
sind und somit an der Peripherie dieses Lagers 2 sichtbar
sind. Die Ringdichtungen 6 und 7 sind dazu vorgesehen,
mit der inneren Zylinderfläche 8 des
Rohrs 3 zusammenzuwirken und somit je nach der Art von
Lenkung eine Dichtigkeit zwischen dem Lager 2 und dem Rohr 3,
oder eine richtige Steifigkeit des Lagers 2 sicherzustellen.
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Um
die Befestigung eines solchen Lagers 2 am Ende des Rohrs 3 herzustellen,
ist eine Vorrichtung vorgesehen, die in ihrer Gänze durch die Bezugszahl 9 bezeichnet
ist und einen allgemein ringförmigen
Befestigungsblock 10 aufweist, der um das betreffende Ende
des Rohrs 3 zentriert angeordnet ist, wobei er vor allem
den ringförmigen
Bereich umschließt,
der die Ausklinkungen 4 aufweist.
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Wie
auch 4 auf erkennbarere Weise zeigt, weist der Befestigungsblock 10 drei
radiale Bohrungen 11 auf, die durch Winkelabstände von 120° voneinander
getrennt sind, in denen jeweils ein zurückziehbarer Stift 12 gleitbeweglich
angebracht ist, der mit einem Ende versehen ist, dessen Kontur derjenigen
einer Ausklinkung 4 des Rohrs 3 entspricht.
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Jeder
der drei Stifte 12 wird durch eine in der entsprechenden
Bohrung 11 untergebrachte Spiraldruckfeder 13 in
Richtung zur Mittelachse des Befestigungsblocks 10, also
auch (in der Gebrauchskonfiguration) zur Mittelachse A des Rohrs 3 hin
beaufschlagt. Die Feder 13 liegt dem Stift 12 entgegengesetzt
an einer Verschlussvorrichtung 14 an, welche die Bohrung 11 auf
der Seite der Peripherie des Befestigungsblocks 10 schließt.
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Für jeden
versenkbaren Stift 12 weist die Vorrichtung 9 einen
Rückhaltefinger 15 auf,
der in einer sekundären,
zur Mittelachse des Befestigungsblocks 10 parallelen Bohrung
gleitbeweglich angebracht ist und seitlich in die entsprechende
radiale Bohrung 11 mündet.
Der Rückhaltefinger 15 wird durch
eine Feder 16 zu dieser radialen Bohrung 11 hin
so beaufschlagt, dass er seitlich mit dem Stift 12 zusammenwirken
kann, insbesondere, um ihn vorübergehend
in der versenkten Position zu halten (siehe auch 8).
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In
der anfänglichen
Position (siehe 3 und 4), d. h.
vor dem Einbau des Lagers 2 in das Ende des Rohrs 3,
wird die Vorrichtung 9 um dieses Rohrende herum angesetzt,
und die zurückziehbaren Stifte 12 werden
so freigesetzt, dass sie, durch die Federn 13 zurückgedrückt, zur
Mittelachse A des Rohrs 3 hin beaufschlagt werden und jeweils
die Ausklinkungen 4 dieses Rohrs 3 verschließen.
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Im
Spezielleren ist der Verschluss der Ausklinkungen 4 durch
die Enden der Stifte 12 dergestalt, dass man anstelle der
Ausklinkungen 4 eine vollkommen glatte Oberfläche erhält, die
sich im stetigen Verlauf der inneren Zylinderfläche 8 des Rohrs 3 befindet.
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In
dieser Auslegung wird das zu befestigende Lager 2 in der
Achse A des Rohrs 3, dessen Ende zugewandt, angeordnet,
und wird dann mit einer axialen Kraft F vorgeschoben, die es mit
seiner die Ringdichtungen 6 und 7 aufweisenden
Seite voran in das Ende des Rohrs 3 einsetzt.
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Die 5 und 6 stellen
eine Zwischenposition des Lagers 2 während seines Einführens in das
Ende des Rohrs 3 dar, wobei vor allem der Durchtritt der
ersten Ringdichtung 6 an der Stelle der Ausklinkungen 4 gezeigt
ist. Da diese nun durch die Stifte 12 verschlossen sind,
gleitet die Ringdichtung 6 entlang einer vollkommen glatten
Oberfläche,
ohne Gefahr zu laufen, dass diese Dichtung 6 in dieser Phase
Schaden nimmt. Zu einem etwas späteren Zeitpunkt
durchläuft
auch die zweite Ringdichtung 7 unter denselben Bedingungen,
also ohne Beschädigungsgefahr,
den Bereich der Ausklinkungen 4 des Rohrs 3.
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Beim
weiteren Einführen
des Lagers 2 in das Rohr 3 gelangt das Lager 2 in
die endgültige
Position, die in den 7 und 8 dargestellt
ist. Bei der Annäherung
an diese Position kommen die Halteansätze 5 des Lagers 2 in
Gegenüberstellung
zu den Ausklinkungen 4 des Rohrs 3, und die Ansätze 5 schieben
dann die zurückziehbaren
Stifte 12 in das Innere des Befestigungsblocks 10 zurück, wobei
die Federn 13 zusammengedrückt werden. Die Ansätze 5 kommen
dann an Ort und Stelle der Stifte 12 in den entsprechenden
Ausklinkungen 4 des Rohrs 3 zu liegen und stellen
somit die Blockierung einer Translationsbewegung (in der Richtung
der Mittelachse A) des Lagers 2 sicher. Die beiden Ringdichtungen 6 und 7 befinden
sich schließlich
beide in Kontakt mit der inneren Zylinderfläche 8 des Rohrs 3.
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Wie 8 im
Spezielleren darstellt, gelangen diese Stifte 11 bei ihrem
Zurückweichen
unter dem Schub der Ansätze 5 in
eine versenkte Position, in der sie vorübergehend von den entsprechenden, durch
die Federn 16 beaufschlagten Fingern 15 zurückgehalten
werden.
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Das
Verfahren und die Vorrichtung, die vorstehend beschrieben wurden,
lassen sich auf die Befestigung von Lagern in manuellen Kraftfahrzeuglenkungen
wie auch in hydraulischen oder elektrischen Servolenkungen anwenden.
Im Falle einer manuellen oder elektrischen Lenkung ist das Rohr 3 ein Rohr,
das ein Gehäuse
der Lenkung bildet. Im Falle einer hydraulischen Lenkung ist das
Rohr 3 das Zylinderrohr der Lenkung.
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Selbstverständlich beschränkt sich
die Erfindung nicht auf die einzige Ausführungsform dieser Befestigungsvorrichtung,
die vorstehend beispielhaft beschrieben wurde; vielmehr umfasst
sie alle Ausführungs-
und Anwendungsvarianten, die demselben Prinzip gehorchen. So würde man
insbesondere den Rahmen der Erfindung nicht verlassen:
- – wenn
die durch Federn beaufschlagten Stifte durch irgendwelche äquivalente,
bewegliche Einrichtungen zum Verschließen der Ausklinkungen des Rohrs
ersetzt würden,
wobei die Einrichtungen durch irgendwelche mechanische, pneumatische,
hydraulische oder sonstige Mittel betätigt werden können;
- – wenn
diese Vorrichtung und das entsprechende Befestigungsverfahren auf
den Einbau jedes Lagers angewendet würde, das mit beliebig vielen Ringdichtungen
versehen ist;
- – wenn
diese Befestigungsvorrichtung für
andere industrielle Gebiete als das Automobil bestimmt würde, für welche
sich ähnliche
Auslegungen oder Funktionen böten.