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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Herstellen eines
Hubes einer Zahnstange einer Kraftfahrzeuglenkung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In
heutigen Zahnstangenlenkungen wird ein Hub einer Zahnstange durch
einen Anschlag eines Zahnstangenkopfes in einem Gehäuse
oder an einem gehäusefesten Anschlagring realisiert, wobei dieser
Hub nicht variabel und üblicherweise auch toleranzbehaftet
ist. Bei der Festlegung des notwendigen Zahnstangenhubes müssen
einerseits die Maximaltoleranzen (Fertigungs- und Montagetoleranzen der
Zahnstangenlenkung), und andererseits auch eine maximal mögliche
Reifengröße berücksichtigt werden, wodurch
ein maximal möglicher Wendekreis eines Kraftfahrzeuges
oftmals nicht optimal ausgenutzt werden kann. Um die angesprochenen
Randbedingungen berücksichtigen zu können, werden Einrichtungen
zum Einstellen eines Zahnstangenhubes eingesetzt.
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Eine
gattungsgemäße Einrichtung ist bspw. aus der
EP 1 182 115 A2 bekannt,
bei welcher mittels eines Elektromotors ein maximal möglicher
Hub einer Zahnstange variiert und damit auch begrenzt werden kann.
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Eine
weitere gattungsgemäße Einrichtung ist bspw. aus
der
US 7,445,080 B2 bekannt.
Auch hier wird üblicherweise ein Elektromotor zum Einstellen des
maximal gewünschten Zahnstangenhubes eingesetzt.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für eine Einrichtung der gattungsgemäßen
Art, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform
anzugeben, welche insbesondere konstruktiv einfach aufgebaut ist
und darüber hinaus eine manuelle Einstellung eines Zahnstangenhubs
von außen ermöglicht.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand
des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine
an sich bekannte Einrichtung zum Einstellen eines Hubes einer Zahnstange
einer Kraftfahrzeuglenkung mit einem von außen manuell
verdrehbaren Zahnrad auszustatten, über welches ein innerhalb
einem Gehäuse der Einrichtung axial und radial geführtes
erstes Hülsenelement sowohl verdreht als auch axial verstellt
und dadurch der Hub der Zahnstange variiert werden kann. Die erfindungsgemäße
Einrichtung weist dabei folgende Komponenten auf: Ein Gehäuse,
in welchem das erste Hülsenelement axial und radial geführt
ist, wobei dieses Hülsenelement von der Zahnstange der
Kraftfahrzeuglenkung durchgriffen ist und eine schraubengangartige
Stirnseite sowie an einer Außenseite eine Zahnkontur aufweist.
Das erste Hülsenelement stützt sich dabei mit
seiner schraubengangartigen Stirnseite an einer schraubengangartigen
Kontur ab, während es mit seiner davon abgewandten Stirnseite einen
Anschlag für einen Zahnstangenkopf der Zahnstange bildet.
Das von außerhalb des Gehäuses manuell verdrehbare
Zahnrad ist dabei derart angeordnet, dass es mit der außen
liegenden Zahnkontur des ersten Hülsenelement kämmt,
sodass ein Verdrehen des Zahnrades ein gleichzeitiges Verdrehen
und axiales Verstellen des Hülsenelementes und damit ein Verstellen
des Hubes der Zahnstange bewirkt. Die axiale Verstellbewegung des
ersten Hülsenelementes innerhalb des Gehäuses
der Einrichtung wird dabei über die zwei miteinander in
Wirkverbindung stehenden schraubengangartigen Stirnseiten bzw. Konturen
bewirkt. Die mit der schraubengangartigen Stirnseite zusammenwirkende
schraubengangartige Kontur kann dabei wahlweise am Gehäuse
oder an einem zweiten innerhalb des Gehäuses angeordneten
Hülsenelementes angeordnet sein. Mittels der erfindungsgemäßen
Einrichtung kann nun der Hub der Zahnstange sowohl im Herstellungswerk
als auch bspw. in einer Kundendienstwerkstatt mit einfachsten Mitteln
modifiziert und z. B. auf eine montierte Reifengröße
angepasst werden. Darüber hinaus ermöglicht die
erfindungsgemäße Einrichtung auch eine Reduzierung
der Anzahl der Varianten bei einem Lenkgetriebehersteller.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Lösung, ist zumindest das erste Hülsenelement
aus Kunststoff ausgebildet. Die Ausbildung des ersten Hülsenelementes
aus Kunststoff bietet dabei die Möglichkeit einer kostengünstigen Geräuschdämmung
des Anschlaggeräusches der Zahnstangenlenkung. Zugleich
ermöglicht eine Fertigung des ersten Hülsenelementes
aus Kunststoff eine nahezu frei wählbare Formgebung desselben sowie
eine Herstellung des ersten Hülsenelementes mit vergleichsweise
geringen Stückkosten.
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Zweckmäßig
ist eine Verdrehsicherung, insbesondere eine Kontermutter, vorgesehen,
welche das Zahnrad gegen ein ungewolltes Verdrehen sichert. Eine
Verdrehung des Zahnrades und damit eine Variation des Zahnstangenhubes
soll üblicherweise lediglich zu Einstellzwecken gestattet
sein, während es im normalen Betrieb auf jeden Fall unterbunden
werden muss, um ein ungewolltes und zum Teil auch unkontrollierbares
Verstellen des Zahnstangenhubes sicher vermeiden zu können.
Dazu ist das Zahnrad bspw. drehfest mit einer Welle verbunden, welche
in einem mit dem Gehäuse der Einrichtung verbundenen Deckel
drehbar gelagert ist. Die Welle kann dabei mit zumindest einem Ende
den Deckel durchstoßen und an diesem durchstoßenden
Bereich ein Gewinde aufweisen, auf welches bspw. eine Kontermutter
aufgeschraubt werden kann. Durch ein Festziehen der Kontermutter
wird somit ein ungewolltes Verdrehen des Zahnrades und damit eine
ungewollte Variation des Zahnstangenhubes sicher vermieden. Zugleich
stellt eine derartige Kontermutter eine einerseits konstruktiv äußerst
einfach aufgebaute und andererseits äußerst kostengünstige
Verdrehsicherung dar. Die Kontermutter, aber auch jede andere gewählte
Verdrehsicherung, ist dabei vorzugsweise von außen leicht
zugänglich und dadurch sowohl im Herstellungswerk als auch
in einer Reparaturwerkstatt leicht zu fixieren bzw. zu lösen.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße
Einrichtung zum Einstellen eines Hubes einer Zahnstange einer Kraftfahrzeuglenkung,
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2 ein
erstes und zweites Hülsenelement der erfindungsgemäßen
Einrichtung.
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Entsprechend
der 1, weist eine erfindungsgemäße
Einrichtung 1 zum Einstellen eines Zahnstangenhubes einer
Kraftfahrzeuglenkung ein Gehäuse 2 auf, in welchem
axial und radial geführt ein erstes Hülsenelement 3 angeordnet
ist. Gleichzeitig bzw. zusätzlich ist gemäß der 1 ein
zweites Hülsenelement 4 innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet,
wobei die beiden Hülsenelemente 3 und 4 nochmals
größer in 2 dargestellt
sind. Beide Hülsenelemente 3 und 4 sind
von einer Zahnstange 5 durchgriffen und weisen eine schraubengangartige Stirnseite 6 bzw. 6' auf.
Selbstverständlich ist dabei auch denkbar, dass im Gehäuse 2 der
Einrichtung 1 lediglich ein erstes Hülsenelement 3 mit
einer entsprechenden schraubengangartig ausgestalteten Stirnseite 6 angeordnet
ist, während die vorzugsweise komplementär dazu
ausgebildete und gegenüberliegende schraubengangartige
Stirnseite 6' als schraubengangartige Kontur am Gehäuse 2 ausgebildet
ist, sodass in diesem Fall das zweite Hülsenelement 4 nicht
unbedingt erforderlich ist. Auf der von der schraubengangartigen
Stirnseite 6 abgewandten Stirnseite 7 des ersten
Hülsenelementes 3 bildet dieses einen Anschlag
für einen Zahnstangenkopf 8 bzw. einen Spurstangenkopf.
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Erfindungsgemäß weist
nun die Einrichtung 1 ein von außerhalb des Gehäuses 2 manuell
verdrehbares Zahnrad 9 auf, welches mit einer an einer Außenseite
des ersten Hülsenelementes 3 angeordneten Zahnkontur
kämmt. Durch ein Verdrehen des Zahnrades 9 wird
somit das erste Hülsenelement 3 verdreht und aufgrund
der schraubengangartig ausgebildeten Stirnseite 6 zugleich
in Axialrichtung, d. h. in Längsrichtung der Zahnstange 5,
verstellt. Durch die Verstellung des ersten Hülsenelementes 3 wird auch
die als Anschlag ausgebildete Stirnseite 7 des ersten Hülsenelementes 3 in
Axialrichtung verstellt, wodurch der Hub der Zahnstange 5 variiert
bzw. begrenzt werden kann.
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Betrachtet
man die 1, so kann man erkennen, dass das Zahnrad 9 in
einem mit dem Gehäuse 2 verbundenen Deckel 10 drehbar
gelagert ist und zwar über eine Welle 11. Das
zweite Hülsenelement 4 stützt sich gemäß der 1 einen
Ends an einem Radialvorsprung des Gehäuses 2 und
anderen Ends über seine schraubengangartige Stirnseite 6' an
der schraubengangartigen Stirnseite 6 des ersten Hülsenelementes 3 ab
und wirkt somit mit diesem zusammen. Vorzugsweise ist dabei zumindest
das erste Hülsenelement 3 aus Kunststoff ausgebildet,
wobei selbstverständlich denkbar ist, dass beide Hülsenelemente 3, 4 aus
Kunststoff und insbesondere als Gleichteile ausgebildet sind. Alternativ
ist auch vorstellbar, dass das zweite Hülsenelement 4 bspw. aus
Metall ausgebildet ist.
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Im
Gehäuse 2 ist zur Begrenzung einer Axialverstellung
des ersten Hülsenelements 3 und damit eines Hubes
der Zahnstange 5 ein Sicherungselement 12 vorgesehen,
welches in diesem Fall als Sicherungsring ausgebildet und in einer
gehäuseseitigen Nut gehalten ist. Der Sicherungsring, d.
h. das Sicherungselement 12, ist dabei von der Zahnstange 5 durchgriffen
und weist eine so große Durchgriffsöffnung auf,
dass selbst der Zahnstangenkopf 8 hindurch geführt
werden kann.
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Um
das Einstellen des Hubes der Zahnstange 5 sowohl in einem
Herstellungswerk als auch bspw. in einer Reparaturwerkstatt äußerst
einfach gestalten zu können, weist die Welle 11 an
einer Stirnseite eine Eingriffskontur 13 für einen
Schraubendreher auf. Die Eingriffskontur 13 kann dabei bspw.
in der Form eines Kreuzschlitzes oder eines einfachen Schlitzes
ausgebildet sein, wobei selbstverständlich auch denkbar
ist, dass an der axialen Stirnseite der Welle 11 eine irgendwie
anders geformte Haltekontur, bspw. ein Sechskantkopf, vorgesehen
ist. Jede dieser Konturen ermöglicht es, die Welle 11 und
damit das Zahnrad 9 von außerhalb des Gehäuses 2 einfach
verdrehen und damit den Hub der Zahnstange 5 einfach variieren
bzw. einstellen zu können. Um ein ungewolltes, insbesondere
ein selbsttätiges, Verdrehen des Zahnrades 9 und
damit ein ungewolltes und insbesondere selbsttätiges Verstellen
des Zahnstangenhubes verhindern zu können, kann eine Verdrehsicherung 14,
welche bspw. als Kontermutter ausgebildet sein kann, vorgesehen werden.
In diesem Fall ragt die Welle 11 zumindest einen Ends deutlich
aus dem Deckel 10 heraus und weist in ihrem herausragenden
Bereich ein Außengewinde auf, auf welches die Kontermutter
aufgeschraubt werden kann. Durch ein Festziehen der Kontermutter
wird ein Verdrehen des Zahnrades 9 und damit ein ungewolltes
Verstellen des Zahnstangenhubes sicher vermieden.
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Mit
der erfindungsgemäßen Einrichtung 1 kann
somit der Hub der Zahnstange 5 auf konstruktiv einfachste
Weise angepasst und damit bspw. ein Wendekreis eines Fahrzeuges
variabel angepasst werden. Dies ist insbesondere auch bei der Benutzung
unterschiedlich großer Reifen von großem Vorteil.
Durch die leicht von außerhalb zugängliche und zu
bedienende Einrichtung 1 kann der Zahnstangenhub sowohl
im Herstellungswerk als bspw. auch in einer Reparaturwerkstatt leicht
eingestellt werden.
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Der
Deckel 10 dient gemäß der 1 zwar auch
der Lagerung der Welle 11 des Zahnrades 9, besitzt
jedoch hauptsächlich die Aufgabe, das Gehäuse 2 nach
außerhalb abzudichten und dadurch die Verstellmechanik
innerhalb der Einrichtung 1 vor einem ungewollten Schmutzzutritt
zu bewahren. Das Sicherungselement 12 hat zusätzlich
die Aufgabe, das oder die Hülsenelemente 3, 4 verliersicher
innerhalb des Gehäuses 2 anzuordnen. Mit der erfindungsgemäßen
Einrichtung 1 lässt sich somit ein erforderlicher
Zahnstangenhub auf konstruktiv äußerst einfache
und zugleich kostengünstige Weise einstellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1182115
A2 [0003]
- - US 7445080 B2 [0004]