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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Zahnstangenlenkungen von
Kraftfahrzeugen. Im Spezielleren hat diese Erfindung ein Verfahren
zum Sichern der Einstellschraube eines Andruckteils durch Formschluss
an einem Kraftfahrzeuglenkungssystem zum Gegenstand.
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In
den meisten gegenwärtigen Lenkungssystemen von Kraftfahrzeugen
ist die Lenksäule drehfest mit einem Ritzel verbunden,
das mit einer Zahnstange in Eingriff ist, die in der Längsrichtung
gleitend in einem Lenkgehäuse eingebaut ist. Die außerhalb des
Gehäuses liegenden beiden Enden der Zahnstange sind jeweils
mit zwei Lenkungspleuelstangen verbunden, die ihrerseits jeweils
den rechten und linken Leiträdern des Fahrzeugs zugeordnet
sind. Somit wird die Drehung des Lenkrads in der einen oder anderen
Richtung, die über die Lenksäule auf das Ritzel übertragen
wird, in eine entsprechende Translation der Zahnstange umgesetzt,
die mittels der Pleuelstangen die Ausrichtung der Leiträder
für einen Einschlag nach rechts oder einen Einschlag nach links
bewirkt.
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In
einem solchen Lenkungssystem besitzt der Eingriffsmechanismus Ritzel-Zahnstange
ein Eingriffsspiel, das für gewöhnlich bei der
Montage der Lenkung mittels einer ”Andruckteil” genannten Vorrichtung
eingestellt wird, die im Bereich des Ritzels auf die Rückseite
der Zahnstange wirkt, um die Zahnung der Zahnstange mit einer Kraft,
die zu Anfang eingestellt wird, gegen diejenige des Ritzels zu drücken.
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Im
Spezielleren weist diese Vorrichtung ein eigentliches Andruckteil
in Form eines zylindrischen Körpers auf, das gleitend in
einem entsprechenden zylindrischen Teil des Lenkgehäuses
eingebaut ist, wobei die Achse des zylindrischen Teils im Wesentlichen
senkrecht zur Längsrichtung der Zahnstange ist. Das vordere
Ende des Andruckteils hat eine konkave Form und liegt an der Rückseite
der Zahnstange an. Das zylindrische Teil des Gehäuses ist
an seinem äußeren Ende durch eine Einstellschraube
verschlossen, die mehr oder weniger tief in ein Innengewinde dieses
zylindrischen Teils eingeschraubt werden kann. Eine Schraubenfeder
oder andere äquivalente elastische Einrichtungen, wie eine
oder mehrere Federscheiben, wird bzw. werden zwischen dem hinteren
Ende des Andruckteils und der Einstellschraube angebracht und zusammengedrückt,
womit sich die Schubwirkung dieser Federeinrichtungen somit auf
das Andruckteil auswirkt, um dieses an die Rückseite der
Zahnstange zu drücken.
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Als
Beispiele für solche Andruckteilvorrichtungen wird hier
auf die Patentschriften
EP 0758605 ,
EP 0860345 und
FR 2 107 780 Bezug genommen.
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Beim
anfänglichen Einstellvorgang wird die Schraube der Andruckteilvorrichtung
mehr oder weniger tief in das zylindrische Teil des Gehäuses
eingetrieben, wonach diese Einstellschraube drehblockiert werden
muss, um während der gesamten Nutzungsdauer des Fahrzeugs
jede Möglichkeit zu vermeiden, dass sich diese Schraube
löst. Zu diesem Zweck besteht die am meisten verbreitete
Lösung darin, eine Sicherungsverbindung durch Formschluss
zwischen den Gewindegängen der Einstellschraube einerseits
und den Gewindegängen des Innengewindes des zylindrischen
Teils des Gehäuses andererseits herzustellen.
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Bei
bestimmten bestehenden Andruckteilvorrichtungen ist die Einstellschraube
eine Schraube aus Kunststoff. In diesem Fall ist die Sicherungsverbindung
durch Formschluss, die darauf abzielt, eine derartige Schraube unbeweglich
festzusetzen, aufgrund des großen Härteunterschieds,
der zwischen dem Material, im Allgemeinen Aluminium, aus dem das
Gehäuse und sein zylindrisches Teil einerseits besteht,
und dem Kunststoff der Einstellschraube andererseits schwierig auf
gesteuerte Weise herzustellen.
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Außerdem
machen die Temperaturschwankungen, denen das Lenkungssystem ausgesetzt
ist, das durch die Sicherungsverbindung durch Formschluss erhaltene
Reibungsmoment zwischen dem zylindrischen Teil und der Schraube
ungewiss. Es ist auch festzustellen, dass die Sicherungsverbindung durch
Formschluss dazu neigt, das Eingriffsspiel zwischen dem Ritzel und
der Zahnstange zu verändern, also die zuvor durchgeführte
Einstellung dieses Spiels auf ungeordnete Weise zu verändern.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, dieses Problem zur Arretierung
der Einstellschraube vor allem Im Fall einer Schraube aus Kunststoff
zu lösen und hat es somit zur Aufgabe, eine Lösung
zu bieten, die es ermöglicht, sobald die Einstellung erfolgt
ist, die Schraube ohne Gefahr einer Veränderung der Einstellung,
also präzise und zuverlässig, unbeweglich festzusetzen,
um die anfängliche Einstellung des Andruckteils während
der gesamten Nutzungsdauer des betreffenden Fahrzeugs beizubehalten.
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Dazu
hat die Erfindung ein Verfahren zum Sichern der Einstellschraube
eines Andruckteils durch Formschluss, insbesondere einer Schraube
aus Kunststoff, an einer Zahnstangenlenkung eines Kraftfahrzeugs
zum Gegenstand, wobei die Einstellschraube in ein Innengewinde eines
zylindrischen Teils eines Lenkgehäuses eingeschraubt wird,
bevor sie in der ausgewählten Position drehblockiert wird, wobei
sich dieses Verfahren dadurch kennzeichnet, dass am Umfang der Einstellschraube
ein axial am Äußeren dieser Schraube vorstehender
Flansch vorgesehen ist, dass nach dem Einschrauben der Einstellschraube
in eine geeignete Tiefe der umfängliche Flansch dieser
Schraube stellenweise ausgestanzt wird, um mindestens eine Lasche
zu bilden, und dass die oder jede Lasche durch Biegen verformt und
in eine entsprechende Ausklinkung eingesteckt wird, die im zylindrischen
Teil des Gehäuses vorgesehen ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung
werden zwei diametral entgegengesetzte Laschen am umfänglichen
Flansch der Einstellschraube ausgestanzt, wobei die beiden Laschen
gleichzeitig durch Biegen verformt und in zwei entsprechende, diametral
entgegengesetzte Ausklinkungen des zylindrischen Teils des Gehäuses eingesteckt
werden.
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Somit
wird bzw. werden, indem die Eigenschaften des Materials genutzt
werden, aus dem die Einstellschraube des Andruckteils besteht, aus
einem Teil dieser Schraube eine Lasche oder mehrere Laschen ausgestanzt,
die gebogen und unmittelbar in feststehende, da im zylindrischen
Teil des Gehäuses ausgebildete Ausklinkungen eingesteckt
wird bzw. werden, was die Schraube, ohne Gefahr, die zuvor erfolgte
Einstellung zu verändern, drehblockiert.
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Da
außerdem der Arbeitsvorgang in einem Bereich erfolgt, der
von den Gewindegängen der Schraube getrennt und von außen
her zugänglich ist, ermöglicht das Verfahren der
Erfindung im Gegensatz zu einem herkömmlichen Sicherungsvorgang durch
Formschluss, der im Bereich der Gewindegänge der Schrauben
und des Innengewindes des zylindrischen Teils des Gehäuses
erfolgt, eine eventuelle Demontage/Neumontage des Lenkungssystems ohne
Zerstörung des Gehäuses oder Andruckteils.
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Es
ist auch festzustellen, dass die Umsetzung des Verfahrens der Erfindung
einfach und wirtschaftlich ist, wobei einzig und allein ein Werkzeug von
der Art eines Stanzstempels das Ausstanzen der Lasche oder Laschen
an der Einstellschraube und dann deren Biegen in das Innere der
entsprechenden Ausklinkung oder Ausklinkungen des zylindrischen Teils
des Gehäuses ermöglicht.
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Die
Erfindung wird anhand der Beschreibung besser verständlich,
die mit Bezug auf die beigefügte Schemazeichnung folgt
und beispielhaft eine Ausführungsform dieses Verfahrens
zum Sichern der Einstellschraube eines Andruckteils durch Formschluss an
einer Kraftfahrzeuglenkung darstellt:
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1 ist
eine sehr schematische Schnittansicht, die durch die Achse des Andruckteils
einer Zahnstangenlenkung verläuft und den örtlichen Stanzvorgang
des Flanschs der Einstellschraube darstellt, wobei das verwendete
Werkzeug in groben Zügen angegeben ist;
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2 ist
ein Ansicht ähnlich 1, worin aber
der größeren Klarheit halber das Werkzeug weggelassen
ist;
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3 ist
eine Draufsicht von oben, die den 1 und 2 entspricht;
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4 stellt
im Axialschnitt die Einstellschraube allein vor dem Sichern (linke
Seite der Figur) und nach dem Sichern (rechte Seite der Figur) durch
Formschluss dar.
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Mit
Bezug auf die 1 und 2 wird noch einmal
in Erinnerung gerufen, dass in einem Zahnstangenlenkungssystem ein
mit einer Lenksäule verbundenes Ritzel 2 mit einer
Zahnstange 3 in Eingriff ist, die entlang ihrer Längsachse
A gleitend in einem Lenkgehäuse eingebaut ist (nicht dargestellt).
Das Ritzel 2 ist über die Lenksäule mit
dem Lenkrad des betreffenden Fahrzeugs verbunden, während
die beiden Enden der Zahnstange 3 jeweils mit zwei Lenkungspleuelstangen
gekoppelt sind, die wiederum jeweils mit den linken und rechten
Leiträdern des Fahrzeugs verbunden sind.
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Im
Hinblick auf das Ritzel 2 ist ein Andruckteil 4 mit
allgemein zylindrischer Form gleitbeweglich in einem zylindrischen
Teil 5 eingebaut, das an das Lenkgehäuse angefügt
ist oder direkt einen Teil dieses Gehäuses bildet. Ein
Ende des Andruckteils 4 hat eine konkave Form und liegt
an der Rückseite der Zahnstange 3 an, um die Zahnung
der Zahnstange 3 gegen die Zähne des Ritzels 2 zu
drücken.
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Das
zylindrische Teil 5 ist an seinem der Zahnstange 3 fernen
Ende mit einer Einstellschraube 6 aus Kunststoff verschlossen,
die mehr oder weniger tief in ein Innengewinde 7 des zylindrischen
Teils 5 eingeschraubt ist. Eine Schraubenfeder 8 ist
zwischen dem hinteren Teil des Andruckteils 4 und der Einstellschraube 6 eingebaut
und zusammengedrückt, um das Andruckteil 4 gegen
die Rückseite der Zahnstange 3 zu drücken.
Beim Zusammenbau des Lenkungssystems ermöglicht es die
mehr oder weniger tief in das zylindrische Teil 5 versenkte
Einstellschraube 6, das Eingriffsspiel der Zahnungen des Ritzels 2 und
der Zahnstange 3 einzustellen.
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Sobald
diese Einstellung erfolgt ist, wird die Einstellschraube mit dem
in der Zeichnung dargestellten Sicherungsverfahren durch Formschluss drehblockiert.
Zu diesem Zweck ist die Einstellschraube 6 an ihrem Umfang
mit einem ringförmigen Flansch 9 versehen, der
axial außen an dieser Schraube 6 vorsteht. Angesichts
der Ausführung der Einstellschraube 6 aus Kunststoff
wird der umfängliche Flansch 9 direkt durch Formguss
mit der Schraube 6 selbst erhalten.
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Für
die Umsetzung dieses Verfahrens sind in dem zylindrischen Teil 5 auch,
zum äußeren Ende des Innengewindes 7 hin,
zwei diametral entgegengesetzte, nach außen offene Ausklinkungen 10 vorgesehen.
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Das
Verfahren wird mittels eines Werkzeugs 11 von der Art eines
Stanzstempels mit zwei parallelen Schenkeln durchgeführt.
Wie 1 (rechts) zeigt, ist jeder Schenkel des Werkzeugs 11 mit
zwei Stanzmessern 12 und einem Bereich 13 zum
Biegen versehen.
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Um
den Sicherungsvorgang durch Formschluss durchzuführen,
werden die beiden Schenkel des Werkzeugs 11 in Übereinstimmung
mit den beiden Ausklinkungen 10 des zylindrischen Teils 5 positioniert.
Dieses Werkzeug 11 wird dann vorgeschoben, um dann Folgendes
vorzunehmen:
- – zuerst das gleichzeitige
Ausstanzen von zwei diametral entgegengesetzten Laschen 14 aus
dem umfänglichen Flansch 9 der Einstellschraube 6;
- – dann die Verformung durch Biegen der beiden Laschen 14,
wobei dieses Biegen dadurch erfolgt, dass die beiden Laschen 14 auseinandergespreizt
werden, um sie jeweils in die beiden Ausklinkungen 10 des
zylindrischen Teils 5 einzustecken.
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Die
Pfeile F der 2 symbolisieren den Biegevorgang
der beiden zuvor aus dem Flansch 9 der Einstellschraube 6 ausgestanzten
Laschen 14. Genauer ausgedrückt zeigt 3 in
ihrem linken Teil die ursprüngliche Gestaltung des Flansches 9 und
in ihrem rechten Teil das Aussehen einer ausgestanzten und gebogenen
Lasche 14.
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Wie 3 auch
nahelegt, sind die beiden Laschen 14 nach dem Ausstanzen
und Biegen jeweils strebebogenartig in den beiden entsprechenden
Ausklinkungen 10 des zylindrischen Teils 5 derart
abgestützt, dass die Einstellschraube 6 in ihrer
zuvor eingestellten Position an einer Drehung und damit auch an
einer axialen Translation gehindert ist.
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Selbstverständlich
beschränkt sich die Erfindung nicht auf die einzige vorstehend
beispielhaft beschriebene Ausführungsform dieses Verfahrens
zum Sichern einer Einstellschraube eines Andruckteils einer Lenkung
durch Formschluss, vielmehr umfasst sie alle Ausführungs-
und Anwendungsvarianten, die demselben Prinzip gehorchen.
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Somit
würde man den Rahmen der Erfindung nicht verlassen:
- – wenn vorgesehen würde,
eine andere Anzahl von Laschen auszustanzen und zu biegen, zum Beispiel
eine einzige Lasche oder mehr als zwei Laschen, wobei dann eine
entsprechende Anzahl von Ausklinkungen im zylindrischen Teil des
Gehäuses vorgesehen würde;
- – wenn die Arbeitsabläufe zum Ausstanzen und Biegen
der Laschen mit Hilfe irgendeiner geeigneten Werkzeugausrüstung
durchgeführt würden;
- – wenn die Ausklinkungen in einem zylindrischen Teil
beliebiger Gestaltung, das entweder ein integraler Bestandteil des
Lenkgehäuses sein oder an dieses Gehäuse angefügt
sein kann, gebildet würden;
- – wenn das Verfahren auf eine beliebige Art von Lenkungssystemen
angewendet würde: manuelle Lenkung, hydraulische Servolenkung,
elektrische Servolenkung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0758605 [0005]
- - EP 0860345 [0005]
- - FR 2107780 [0005]