DE102010040367A1

DE102010040367A1 - Vorrichtung zur Beseitigung von Wasseransammlung in einem Gehäuse

Info

Publication number: DE102010040367A1
Application number: DE201010040367
Authority: DE
Inventors: Raphael Pittner
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2012-03-08

Abstract

Vorrichtung zur Beseitigung von Flüssigkeitsansammlung in einem Gehäuse einer Servolenkung eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sammelbereich (14) für Flüssigkeiten vorgesehen ist, sowie ein Heizelement (15), welches dafür vorgesehen ist, eine sich im Sammelbereich (14) befindliche Flüssigkeit zu verdampfen, und ein Verschlusselement (13), welches ein unter Druck entstehendes Dampf/-Flüssigkeitsgemisch nach Außen entlässt, wobei der Sammelbereich (14) mittels einer teildurchlässigen Schicht (16) oder eines 1-Wege-Ventils (18) vom verbleibenden inneren Bereich des Gehäuses (6) separiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beseitigung von unerwünschten Feuchtigkeitsansammlungen in einem Gehäuse eines Lenkgetriebes einer elektrischen Servolenkung.
Zu diesem Zweck sind verschiedene Lösungen aus dem Stand der Technik bekannt. So wird beispielsweise in der DE 10 2006 006 679 A1 eine Vorrichtung offenbart, die zum Freigeben einer Öffnung eines Lenkgetriebes mit einem die Öffnung verschließenden Verschlusselements dient. Hierbei ist es vorgesehen, dass ein Bauteil, wenn es in Kontakt mit einer Flüssigkeit kommt, seine Eigenschaften derart ändert, dass das Verschlusselement die Öffnung freigibt.
Eine andere Lösung schlägt vor, ein auswechselbares Quellmaterial zum Sammeln von Feuchtigkeit einzusetzen und dieses von Zeit zu Zeit auszutauschen.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine alternative Lösung zu denen aus dem Stand der Technik bekannten vorzuschlagen, die darüber hinaus gut beherrschbar und wiederholbar ist.
Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Beseitigung von Flüssigkeitsansammlung in einem Gehäuse einer Servolenkung eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, bei der ein Sammelbereich für eindringenden Flüssigkeit vorgesehen ist, sowie ein Heizelement, welches dafür vorgesehen ist, eine sich im Sammelbereich befindliche Flüssigkeit zu verdampfen, und ein Verschlusselement, welches ein unter Druck entstehendes Dampf/-Flüssigkeitsgemisch nach Außen entlässt, wobei der Sammelbereich mittels einer teildurchlässigen Schicht oder eines 1-Wege-Ventils vom verbleibenden inneren Bereich des Lenkgetriebe-Gehäuses separiert ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Heizelement als eine aus ein- oder mehreren Segmenten bestehende elektrisch Heizwendel ausgeführt ist, welche neben der Heizfunktion auch die Funktion eines Feuchtigkeitssensors zur Detektion von Feuchtigkeit und/oder angesammelter Flüssigkeit Inne hat. Je nach Betriebszustand ist es vorgesehen, die einzelnen Windungen der Heizspirale elektrisch zu bestromen oder sie nach dem Widerstands-Messprinzip zu betrieben.
Von Vorteil ist es dabei, ein Segment oder Teilbereich der Heizwendel oder einen dedizierten Feuchtigkeitssensor im einem festgelegten Abstand zum tiefst gelegenen Punkt des Sammelbereichs (Boden des Sammelbereichs) derart anzubringen, dass ein Erreichen eines bestimmten, somit festgelegten Flüssigkeitsvolumens detektierbar ist.
Des weiteren sieht die Erfindung vor, wenigstens zwei Wendeln des Heizelements oder zwei Feuchtigkeitssensoren zu einer Messbrückenschaltung zu verschalten.
Die daraus abfühlbare Brückenspannung wird als Messignal einer der Servolenkung zugeordneten Steuer- und Regelungseinheit zugeführt und zur Bestimmung einer binären Entscheidung zur Bestromung der Heizwendel durch ein auf der Steuer- und Regeleinheit durchgeführtes Rechenverfahren herangezogen.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass dass die Bestromung der Heizwendel zeitabhängig, beispielsweise zyklisch oder sporadisch und/oder unter Berücksichtigung von Betriebs- oder Umweltparameter erfolgt. Hierbei kann eine erfasste Außentemperatur und/oder Luftfeuchtigkeit, oder eine innerer Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit des Steuergeräte- oder Gehäusetemperatur berücksichtigt sein. Insbesondere Kombinationen hiervon, die auf eine erhöhte Kondensation von Luftfeuchtigkeit im Inneren des Lenkgetriebes hindeuten, können hierbei Berücksichtigung finden.
Eine in 1 schematisch dargestellte Fahrzeuglenkung 1 für ein nicht dargestelltes Kraftfahrzeug weist in an sich bekannter Weise ein Lenkgetriebe 2 auf, auf dessen Eingangsseite sich ein Ritzel 3, eine Lenksäule 4 und eine Lenkhandhabe 5 befinden. Auf der Ausgangsseite des Lenkgetriebes 2 befindet sich eine in einem Gehäuseteil 6 des Lenkgetriebes 2 in Längsrichtung derselben verschieblichen Zahnstange 7. Als Gehäuseteil 6 wird dabei das gesamte Gehäuse, jedoch auch ein einzelnes Bauteil des Gehäuses, wie z. B. ein Gehäusedeckel oder dergleichen, angesehen.
Die Zahnstange 7 ist an ihren beiden Enden mit jeweiligen Spurstangen 8 verbunden. Der Verbindungsbereich zwischen der Zahnstange 7 und den Spurstangen 8 ist von einem jeweiligen Faltenbalg 9 umgeben. In an sich bekannter Weise sind an den Spurstangen 8 jeweilige Räder 10 des Kraftfahrzeugs angebracht.
Da bei einer Beschädigung eines der Faltenbälge 9 eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, in das Lenkgetriebe 2 eintreten kann, ist an dem Gehäuseteil 6 eine Vorrichtung 11 zum Freigeben einer Öffnung 12 in dem Gehäuseteil 6 angeordnet. Die Öffnung 12 ist mit einem Verschlusselement 13 verschlossen, so dass in diesem Bereich keine Flüssigkeit von außen in das Lenkgetriebe 2 eindringen kann.
2 zeigt schematisch die bevorzugte Ausgestaltung gemäß der Erfindung.
In einem Lenkgetriebegehäuse 6 einer elektrischen Servolenkung ist ein Sammelbereich 14 vorgesehen, in dem sich eindringende Feuchtigkeit oder Kondenswasser sammelt. Ein als elektrische Heizwendel ausgeführtes Heizelement 15 ist im Sammelbereich 14 angeordnet oder mit diesem wirkverbunden. Wird die Heizwendel 8 bestromt, erfolgt eine Verdampfung der angesammelten Flüssigkeit. Der daraus entstehende Dampfdruck des Dampf-/Flüssigkeitsgemisch erzeugt eine Kraft, die ein als Ventil ausgebildetes Verschlusselement 13 öffnet und den Dampf oder die angesammelte Flüssigkeit nach Außen durch eine Öffnung 12 im Gehäuse 6 entlässt. Damit sich zum einen ein Druck im Sammelbereich 14 aufbauen kann und zum anderen das Einlaufen von Flüssigkeit in dem Sammelbereich zu ermöglichen, ist es vorgesehen, den Sammelbereich 14 gegenüber dem Gehäuseinneren des Lenkgetriebegehäuses zu separieren. Dies Erfolgt mittels einer teildurchlässigen Schicht 16. Erfolgt beim Verdampfen der Flüssigkeit die Dampfentwicklung schnell genug und sind die Öffnungen der teildurchlässigen Schicht 16 hinreichend klein, ist es möglich, einen ausreichend hohen Druck aufzubauen, um die Öffnung 12 mittels des Verschlusselements 13 freizugeben, wodurch eine Entleerung der Dampf-Flüssigkeitsgemisches nach Außen erfolgt. Der Dampfdruck muss hierbei die Federkraft der Feder 17 überwinden, um die Öffnung 12 freizugeben.
3 zeigt schematisch eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Anstelle der in 2 dargestellten Lösung mittels einer teildurchlässigen Schicht ist in dieser Ausführungsvariante ein 1-Wegeventil 18 vorgesehen (Sperrventil). Das Sperrventil entfaltet dabei eine Sperrwirkung vom Sammelbereich 14 in Richtung des Gehäuseinneren des Lenkgetriebegehäuses 2, hingegen weist es eine Durchlassrichtung für Flüssigkeiten von Gehäuseinneren zum Sammelbereich 14 hin auf. Hierzu weist das 1-Wegeventil 18 einen Dichtring 20 und Bohrungen 19 auf. Entstehender Dampfdruck drückt dabei den Dichtring gegen die Bohrungen und ermöglicht somit einen Druckaufbau im Sammelbereich 14, der ein Öffnen des Auslass-Ventils (beinhaltend die Komponenten 12, 13, und 17) bewirkt, wobei das Dampf-Flüssigkeitsgemisch nach Außen entlassen wird. Im Drucklosen Zustand des Sammelbereichs ist der Dichtring 20 aufgrund seiner Schwerkraft von den Bohrungen 19 beabstandet, was ein Einlaufen von Flüssigkeit (Wasser, kondensiertes Wasser) vom Inneren des Lenkgetriebegehäuses durch die Bohrungen 19 in den Sammelbereich 14 ermöglicht.
In beiden Ausführungsvarianten kann das Verschlusselement gehäuse-innenseitig angeordnet sein oder alternativ hierzu, wir in 3 dargestellt, gehäuse-außenseitig. Das Ventil ist dabei mittels der Feder 17 vorgespannt oder vorbelastet, um die Öffnung 12 des Lenkgetriebegehäuses im Normalfall geschlossen zu halten.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeuglenkung
2: Lenkgetriebe
3: Ritzel
4: Lenksäule
5: Lenkhandhabe
6: Gehäuseteil
7: Zahnstange
8: Spurstange
9: Faltenbelag
10: Räder
11: Vorrichtung
12: Öffnung
13: Verschlusselement
14: Sammelbereich
15: Heizelement/Sensorelemet
16: teildurchlässige Schicht
17: Feder
18: 1-Wege-Ventil
19: Durchbrüche/Bohrung
20: Dichtring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006006679 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Beseitigung von Flüssigkeitsansammlung in einem Gehäuse einer Servolenkung eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sammelbereich (14) für Flüssigkeiten vorgesehen ist, sowie ein Heizelement (15), welches dafür vorgesehen ist, eine sich im Sammelbereich (14) befindliche Flüssigkeit zu verdampfen, und ein Verschlusselement (13), welches ein unter Druck entstehendes Dampf/-Flüssigkeitsgemisch nach Außen entlässt, wobei der Sammelbereich (14) mittels einer teildurchlässigen Schicht (16) oder eines 1-Wege-Ventils (18) vom verbleibenden inneren Bereich des Gehäuses (6) separiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (15) als eine aus ein- oder mehreren Segmenten bestehende elektrisch Heizwendel ausgeführt ist, welche neben der Heizfunktion auch die Funktion eines Feuchtigkeitssensors zur Detektion von Feuchtigkeit und/oder angesammelter Flüssigkeit Inne hat.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Segment oder Teilbereich der Heizwendel oder der Feuchtigkeitssensor im einem festlegbaren Abstand zum tiefst gelegenen Punkt des Sammelbereichs derart angebracht ist, sodass das das Erreichen eines bestimmten Flüssigkeitsvolumens detektierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Wendeln des Heizelements oder zwei resistive Feuchtigkeitssensoren in einer Messbrückenschaltung verschaltet sind und deren Brückenspannung als Messignal einer der Servolenkung zugeordneten Steuer- und Regelungseinheit zugeführt ist und dieses Messignal zu Bestimmung einer binären Entscheidung zur Bestromung der Heizwendel herangezogen wird.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromung der Heizwendel zeitabhängig und/oder unter Berücksichtigung von Betriebs- oder Umweltparameter, oder der innerer Steuergeräte- oder Gehäusetemperatur erfolgt.