DE102010030941A1

DE102010030941A1 - Gehäuse für ein Lenksystem

Info

Publication number: DE102010030941A1
Application number: DE102010030941A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Bieber; Rainer Schänzel
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-07-05
Filing date: 2010-07-05
Publication date: 2012-01-05
Also published as: WO2012004171A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse (1) für ein Lenksystem, insbesondere ein Lenkgetriebegehäuse für eine Servolenkung eines Fahrzeugs, mit einem ersten Gehäuseteil (2) und einem zweiten Gehäuseteil (3), wobei das erste Gehäuseteil (2) eine erste Flanschfläche (4) aufweist, die bei einer axialen Montage des Gehäuses (1) einer zweiten Flanschfläche (5) des zweiten Gehäuseteils (3) unter Zwischenlage eines Dichtmittels (6) gegenüberliegt. Um ein Gehäuse für ein Lenksystem, insbesondere ein Lenkgetriebegehäuse für eine Servolenkung eines Fahrzeugs anzugeben, dessen Herstellungs- und Montageaufwand verringert ist, ist vorgesehen, dass zumindest eine Flanschfläche (4, 5) unbearbeitet oder gußrauh ist und dass das Dichtmittel (6) ein flüssiges Dichtmittel (6) ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein Lenksystem, insbesondere ein Lenkgetriebegehäuse für eine Servolenkung eines Fahrzeugs, mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die EP 0800 981 B1 beschreibt ein Gehäuse für eine Servolenkung, das als Lenkgetriebegehäuse für eine Zahnstangen-Hydrolenkung eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Das Lenkgetriebegehäuse umschließt in an sich bekannter Weise eine axialverschieblich gelagert Zahnstange, die in Reihe mit einer Kolbenstange und einem Kolben eines Servozylinders geschaltet ist. Das Lenkgetriebegehäuse weist einen Flansch zur Anbindung eines Getriebeeingangsgliedes in Form eines schrägverzahnten, mit der Zahnstange kämmenden Ritzels auf. Der Flansch ist hohlzylindrisch gebildet und nimmt ein Drehschieberventil auf. Der Flansch weist Zentriermittel und ein festes Dichtmittel auf.
Die DE 101 29 450 A1 zeigt und beschreibt eine Überlagerungslenkung mit einem Überlagerungsgetriebe, das als Planetenradgetriebe ausgebildet ist. Eine Lenkwelle ist dabei vor deren Eintritt in ein Lenkgetriebegehäuse unterbrochen. Ihre Wellenteile sind über einen Stufenplaneten, der um Sonnenräder, die an den jeweiligen, sich zugewandten Enden der Wellenteile festgelegt sind, verbunden. Die Stufenplaneten sind in einem Planetenradträger gelagert. Der Planetenradträger ist wiederum mit einem Schraub- oder Schneckengetriebe um die Lenkwelle und die Sonnenräder bewegbar, wobei die Drehbewegung des Planetenradträgers mit Hilfe einer Schraube oder Schnecke an einer zweiten Getriebeeingangswelle des Überlagerungsgetriebes ausgeführt wird.
Die DE 103 10 492 A1 beschreibt eine elektrische Hilfskraftlenkung mit einer, von einem Servomotor angetriebenen Bewegungsschraube aus einer axial unverschieblich in einem Gestell gelagerten Mutter und einem axial verschiebbaren Bauteil, dessen Gewinde mit einem Muttergewinde der Mutter in Eingriff ist, wobei die Mutter mit einem Wälzlager in dem als Lenkgetriebegehäuse gebildeten Gehäuse gelagert ist. Ein Aussenring des Wälzlagers stützt sich direkt an einem Getriebedeckel des Lenkgetriebegehäuses ab.
Die dargestellten Gehäuse von Servolenkungen weisen ein erstes Gehäuseteil auf, das das Haupt-Lenkgetriebegehäuse bildet, insbesondere ein zylindrisch geformtes Lenkgetriebegehäuse. An dem ersten Gehäuseteil ist ein zweites Gehäuseteil, das einen Deckel des Lenkgetriebegehäuses bilden kann oder ein Gehäuse eines Sensors oder eines Servomotors oder dergleichen bilden kann, an einem Flansch dichtend festgelegt. Die Flanschflächen an den betreffenden Gehäuseteilen sind dabei meist in ein oder mehreren Verfahrensschritten spanabhebend bearbeitet um eine exakte Zentrierung und winkelgerechte Lage der Gehäuseteile zueinander zu gewährleisten. Zudem sind an einer oder beiden Flanschflächen Nuten vorgesehen, in die Dichtmittel, wie O-Ringe eingelegt sind um eine Abdichtung des Gehäuses insgesamt zu bewirken. Die Nuten sind ebenso in einem spanabhebenden Bearbeitungsschritt herzustellen, sodaß zur Gewährleistung der Positionier- und Dichtfunktion an derartigen Flanschen ein nicht minimierter Herstellungs- und Montageaufwand erforderlich ist.
Für unbearbeitete Flanschflächen, die etwa gußrauh sind, wie dies nach dem Entformen von Druckguß- oder Kokillenguß-Aluminiumteilen der Fall ist, sind die bekannten Abdichtungsmaßnahmen von Gehäuseteilen ungeeignet.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für ein Lenksystem, insbesondere ein Lenkgetriebegehäuse für eine Servolenkung eines Fahrzeugs anzugeben, dessen Herstellungs- und Montageaufwand auch bei gußrauhen Flanschflächen der Gehäuseteile minimiert ist.
Die Aufgabe wird mit einem Gehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Gehäuse für ein Lenksystem sieht vor, dass selbst wenn eine Flanschfläche gußrauh ist, durch den Auftrag eines flüssigen Dichtmittels auf eine der beiden Flanschflächen der Gehäuseteile und der nachfolgenden Montage der Gehäuseteile dennoch eine dichtende Verbindung der Gehäuseteile ermöglicht ist. Zu diesem Zweck ist die Viskosität des flüssigen Dichtmittels und damit dessen Fähigkeit, Oberflächenrauhheit zu kompensieren, an den entsprechenden Einsatzzweck angepasst.
Bevorzugte Ausführungsbeispiel ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Um eine rationelle Fließbandproduktion von derartigen Gehäusen, wie etwa Lenkgetriebegehäusen zu ermöglichen, ist es zweckmäßig vor der Montage des Gehäuses auf zumindest eine Flanschfläche das flüssige Dichtmittel aufzutragen. Das Dichtmittel wird hierbei als Endlosstrang auf zumindest eine Flanschfläche aufgetragen und bei dem Zusammenfahren der Gehäuseteile auf den beiden gesamten Flanschflächen verteilt, bevor es sich verfestigt. Die dosierte Menge an flüssigem Dichtmittel wird dabei so gewählt, dass möglichst kein Überschuß an Dichtmittel entsteht.
Das flüssige Dichtmittel kann auch erst nach der Montage auf die Flanschflächen aufgebracht werden, indem das flüssige Dichtmittel durch einen Kanal von außerhalb des Gehäuses in eine Umfangsnut an den Flanschflächen eingepresst wird, wo sich das flüssige Dichtmittel dann um den gesamten, von den Flanschflächen beschriebenen Umfang des Gehäuses verteilt und die Gehäuseteile nach der Verfestigung des Dichtmittels abdichtet.
Um die Herstellungskosten und die Montagekosten der Gehäuseteile zu dem Gehäuse noch weiter zu verringern, kann es zweckmäßig sein, die erste und die zweite Flanschfläche so in ihrem Querschnittsverlauf auszubilden, dass diese im montierten, aneinanderliegenden Zustand eine Umfangsnut gemeinsam zur Aufnahme von flüssigem Dichtmittel bilden.
Das flüssige Dichtmittel wird bevorzugt von einer automatisierten Dosiereinheit bereitgestellt und an die Flanschflächen angetragen oder in die betreffende Nut eingespritzt. Das Dichtmittel selbst kann aerob oder anaerob verfestigend sein. Es kann zweckmäßig sein, ein Zwei- oder Einkomponenten-Dichtmittel zu wählen. Ein Zweikomponenten-Dichtmittel kann sinnvoll dann angewandt werden, wenn die erreichbare Haftwirkung zwischen den Flanschflächen der Gehäuseteile erhöht sein soll. Die Gehäuseteile lassen sich so allein durch die Haftwirkung oder auch durch einen, mit Hilfe des in die Nut eingetragenen und sich verfestigt habenden Dichtmittels gebildeten Formschluß der Gehäuseteile, mit einander verbinden. Dabei kann es besonders zweckmäßig sein, zur Erhöhung der Haftwirkung oder der Wirkung des Formschlusses, beide Flanschflächen der Gehäuseteile gußrauh zu belassen. Eine optimale Verzahnung des Dichtmittels mit den Flanschflächen ist so bewirkt.
In der dargestellten Weise können verschiedene Arten von Gehäuseteilen in einem Lenksystem kostengünstig produziert werden und ebenso kostengünstig montiert und dauerhaft dichtend miteinander verbunden werden.
So kann es beispielsweise zweckmäßig sein, ein Sensorgehäuse eines Drehmomentsensors oder eines Sensors zur Messung der Drehrichtung einer Welle oder zur Bestimmung der axialen Position eines Getriebebauteils, wie etwa einer Zahnstange in einem Lenkgetriebegehäuse in der erfindungsgemäßen Weise an einem Gehäuseteil festzulegen.
Ferner ist eine kostengünstige Herstellung und Montage eines Lenksystems gegeben, wenn beispielsweise ein Gehäuse eines Servomotors oder dessen Steuergerät in der erfindungsgemäßen Weise an ein Lenkgetriebegehäuse, beispielsweise an dem Lenkgetriebegehäuse einer elektrischen Servolenkung mit achsparalleler Anordnung des Servomotors zu einer Zahnstange erfolgt. Ein Gehäuseteil kann dabei auch ein Deckel eines Lenkgetriebegehäuses für eine derartige Servolenkung sein.
Die Erfindung wird nun näher anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und anhand der beiliegenden Zeichnung wiedergegeben.
In der Zeichnung zeigt:
1 einen teilweisen, schematischen Längsschnitt durch ein als Sensorgehäuse gebildetes Gehäuse eines Lenksystems,
2 eine perspektivische, schematische Ansicht des Sensorgehäuses in 1 und dessen abzudichtender Flanschfläche,
3 eine perspektivische Ansicht des Sensorgehäuses in 2 von unten,
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines teilweisen, schematischen Längsschnittes durch ein Sensorgehäuse eines Lenksystems,
5 eine perspektivische, schematische Ansicht des Sensorgehäuses in 4 von oben.
In 1 ist in einem Verschneidungsbereich in einem schematischen Längsschnitt ein Gehäuse 1 eines Lenksystems für einen Personenkraftwagen gezeigt. Das Gehäuse 1 ist aus einem ersten Gehäuseteil 2 und einem zweiten Gehäuseteil 3 gebildet, die lediglich in Ansätzen ausschnittsweise gezeigt sind. Das erste Gehäuseteil 2 ist ein Lenkgetriebegehäuse 10 einer Zahnstangen-Hilfskraftlenkung. Das zweite Gehäuseteil 3 ist ein Sensorgehäuse 9 wie es in den 2 und 3 gezeigt ist. Das Sensorgehäuse 9 ist zur Unterbringung eines Drehwinkelsensors 11 vorgesehen, kann aber auch zur Umhüllung eines Drehmomentsensors oder eines kombinierten Drehwinkel-Drehmomentsensors dienen. Der im folgenden als „Sensor” 11 bezeichnete Drehwinkelsensor ist ein Multiturn-Sensor zur Messung des absoluten Drehwinkels einer Lenkwelle 12. Die Lenkwelle 12 ist unterbrochen dargestellt, sodaß lediglich ein Stummel in 2 ersichtlich ist. Sie dient der drehfesten Verbindung einer als Lenkrad gebildeten Lenkhandhabe mit einem Ritzel in dem Lenkgetriebegehäuse 10 oder ersten Gehäuseteil 2. Die Lenkhandhabe und das Ritzel sind nicht dargestellt. Das Ritzel kämmt mit einer Verzahnung an einer Zahnstange oder eines im Übrigen als Spindel gebildeten, axial verschiebbaren Bauteils in dem Lenkgetriebegehäuse. Die Spindel kann im Übrigen mit Hilfe eines Kugelmutterumlauftriebes mit einem elektrischen Servomotor über ein Zugmittelgetriebe verbunden sein. Der Servomotor stellt eine Lenkhilfskraft bereit.
Das erste Gehäuseteil 2 weist eine erste Flanschfläche 4 entlang einer Trennebene 13 auf, die sich quer zu einer Längsachse 14 der Lenkwelle 12 erstreckt. Die Flanschfläche 4 ist mit einer Umfangsnut 8 versehen, die einen u-förmigen Querschnitt hat und sich von der Flanschfläche 4 aus axial erstreckt. Auf der ersten Flanschfläche 4 kommt mit radialem Überstand eine zweite Flanschfläche 5, die eben und parallel zu der Trennebene 13 ausgebildet ist, zu liegen.
3 zeigt eine Schrägansicht von unten an die zweite Flanschfläche 5, die im Übrigen einstückig mit einem Unterteil 15 des Sensorgehäuses 9 gebildet ist. Beide Flanschflächen 4, 5 sind gußrauh gebildet ohne wesentliche, insbesondere spanabhebenden Bearbeitungsschritte nach dem Entformen aus einem Druckgußwerkzeug. Zur Zentrierung des Unterteils 15 des Sensorgehäuses 9 dienen zwei diametral sich an der kreisförmigen Flanschfläche 5 des Sensorgehäuses 9 gegenüberliegende, axial gerichtete Zungen 16. Mit Hilfe der Zungen 16, die eine rechteckförmig Seitenprojektionsfläche haben, kann das Unterteil 15 des Sensorgehäuses 9 in das Lenkgetriebegehäuse 10 eingreifen.
Vor der Montage des ersten Gehäuseteils 2 mit dem zweiten Gehäuseteil 3 wird ein flüssiges Dichtmittel 6 (vgl. 3) mit Hilfe einer nicht gezeigten Dosiereinrichtung vollautomatisch auf die zweite Flanschfläche 5 des Unterteils 15 des Sensorgehäuses 9 aufgebracht. Nach dem Zusammenführen der beiden Gehäuseteile 2, 3 verfestigt sich das Dichtmittel 6 unter Luftabschluß. Das Dichtmittel 6 dient hierbei auch als Klebstoff zur dauerhaften Verbindung des ersten und zweiten Gehäuseteils 6.
Wie 2 verdeutlicht, kann es auch aus prozesstechnischen Gründen sinnvoll sein, das flüssige Dichtmittel 6 an oder in die Umfangsnut 8 des Unterteils 15 des Sensorgehäuses 9 einzubringen, wobei danach der in 5 in einer schrägen Draufsicht gezeigte Deckel 17 des Sensorgehäuses 9 aufgesetzt werden kann. Der Deckel 17 ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen mittels zweier Schrauben 18 mit Imbuskopf an dem Sensorgehäuse 9 festgelegt.
Wie 4 verdeutlicht, kann auch anstatt eines Einbringens des flüssigen Dichtmittels 6 in die Umfangsnut 8 vor dem Zusammenfügen der Sensorgehäuseteile 15 und 17 das Dichtmittel 6 erst nach dem Zusammenfügen der Sensorgehäuseteile in die Umfangsnut 8 eingebracht werden.
Zu diesem Zweck ist eine, den Deckel 17 im Bereich in dem der Deckel 17 auf der Umfangsnut 8 zu liegen kommt durchragende Öffnung 19 (vgl. 5) vorgesehen, die zu einem Kanal 7 geführt ist. Der Kanal 7 ist als Durchgangskanal oder Bohrung durch den Deckel 17 von außen nach innen geführt. Durch den Kanal 7 kann flüssiges Dichtmittel 6 direkt in die Umfangsnut 8 eingespritzt werden. Das Dichtmittel 6 verteilt sich in der Umfangsnut 8 und bildet eine dichtende Verbindung des Deckels 17 mit dem Unterteil 15 des Sensorgehäuses 9.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Gehäuseteil, erstes
3: Gehäuseteil, zweites
4: Flanschfläche, erste
5: Flanschfläche, zweite
6: Dichtmittel
7: Kanal
8: Umfangsnut
9: Sensorgehäuse
10: Lenkgetriebegehäuse
11: Drehwinkelsensor
12: Lenkwelle
13: Trennebene
14: Längsachse
15: Unterteil
16: Zunge
17: Deckel
18: Schraube
19: Öffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0800981 B1 [0002]
DE 10129450 A1 [0003]
DE 10310492 A1 [0004]

Claims

Gehäuse für ein Lenksystem, insbesondere Lenkgetriebegehäuse für eine Servolenkung eines Fahrzeugs, mit einem ersten Gehäuseteil (2) und einem zweiten Gehäuseteil (3), wobei das erste Gehäuseteil (2) eine erste Flanschfläche (4) aufweist, die bei einer axialen Montage des Gehäuses (1) einerzweiten Flanschfläche (5) des zweiten Gehäuseteiles (3) unter Zwischenlage eines Dichtmittels (6) gegenüberliegend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Flanschfläche (4, 5) unbearbeitet oder gußrauh ist und dass das Dichtmittel (6) ein flüssiges Dichtmittel (6) ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Dichtmittel (6) vor der Montage des Gehäuses (1) auf zumindest eine Flanschfläche (4, 5) aufgebracht ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Dichtmittel (6) nach der Montage des Gehäuses (1) zwischen die Flanschflächen (4, 5) über zumindest einen Kanal (7), der vom Äußeren des Gehäuses (1) an die Flanschflächen (4, 5) geführt ist, eingebracht ist,
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Flanschfläche (4, 5) eine Umfangsnut (8) zur umfangsseitigen Verteilung des flüssigen Dichtmittels (6) um die Flanschflächen (4, 5) aufweist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Flanschfläche (4, 5) im montierten Zustand des Gehäuses (1) zusammen eine Umfangsnut (8) zur Aufnahme flüssigen Dichtmittels (6) bilden.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel (6) von einer Dosiereinrichtung an die Flanschflächen (4, 5) geführt ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung des Dichtmittels (6) zwischen den Gehäuseteilen (2, 3) eine Haftwirkung ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung des Dichtmittels (6) ein Formschluß zwischen den Gehäuseteilen (2, 3) ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (2, 3) ausschließlich durch die Wirkung des flüssigen und sich verfestigenden Dichtmittels (6) aneinander festgelegt sind.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Flanschfläche (4, 5) gußrauh sind.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuseteil (2, 3) Teil eines Sensorgehäuses (9) für einen Drehwinkelsensor (11) zur Messung der Drehrichtung oder einen Sensor zur Messung des Drehmomentes oder der axialen Position oder sonstiger Parameter an Bauteilen eines Lenksystems ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuseteil (2, 3) Teil eines Steuergerätes für einen Servomotor des Lenksystems ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuseteil (2, 3) Teil eines Gehäuses eines Servomotors des Lenksystems ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (2, 3) Lenkgetriebegehäuseteile für eine elektrische Servolenkung sind, oder für eine hydraulische Servolenkung oder für eine mechanische Lenkung sind.