-
Die Erfindung betrifft ein Druckstück für eine Vorrichtung zum Andrücken eines ersten Elements an ein zweites Element einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Druckstück für eine Vorrichtung zum Andrücken einer Zahnstange an ein Ritzel einer Zahnstangenlenkung. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung mit einem solchen Druckstück sowie ein Verfahren zur Überprüfung einer Verbindung zwischen einem Druckstück und einem mit dem Druckstück verbundenen Gleitelement.
-
Aus
DE 102 47 332 A1 ist eine Zahnstangenlenkung mit einer als Druckstückeinheit bezeichneten Vorrichtung zum Andrücken der Zahnstange der Zahnstangenlenkung an das Ritzel der Zahnstangenlenkung bekannt. Die Druckstückeinheit besteht im Wesentlichen aus einem Druckstück und einer das Druckstück aufnehmenden Gehäusebuchse. Das Druckstück ist aus Kunststoff hergestellt und im Querschnitt im Wesentlichen v-förmig ausgebildet. Die sich gegenüberliegenden, v-förmigen Flächen sind durch einen ebenen Mittelabschnitt zueinander beabstandet. In dem Mittelabschnitt befindet sich eine Vertiefung zur klemmenden Befestigung des Druckstücks in einer Bohrung der Gehäusebuchse.
-
Aus
DE 10 2008 040 508 A1 ist eine Vorrichtung zum Andrücken einer Zahnstange bekannt, die ein bogenförmiges Druckstück umfasst. Das Druckstück weist auf einer ersten Seite eine bogenförmige, an die Kontur der Zahnstange angepasste Kontur auf. Auf einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite ist eine Kammer zur Aufnahme von körnerartigen Partikeln vorgesehen.
-
Aus
DE 10 2009 044 754 A1 ist eine Andruckvorrichtung für Kraftfahrzeuglenkungen mit Druckstück bekannt, die zusammen mit einem nachgiebigen Teil verwendet werden soll. Das nachgiebige Teil soll im eingebauten Zustand eine an die Rückseite der Zahnstange angepasste Form erhalten und es ermöglichen, die Geometrie des Druckstücks einfacher zu gestalten, da diese nicht angepasst werden muss.
-
Aus
DE 10 2010 002 193 A1 ist eine Vorrichtung zum Andrücken einer Zahnstange mit einem Druckstück bekannt, das eine an die Rückseite der Zahnstange angepasste, bogenförmige Kontur aufweist und aus Kunststoff hergestellt ist.
-
Aus
DE 20 2010 013 663 U1 ist ein Druckstück zum Andrücken einer Zahnstange bekannt, das in seiner Geometrie im Wesentlichen dem in
DE 102 47 332 A1 beschriebenen Druckstück entspricht. Dieses Druckstück besteht aus einem Druckgusskörper und einer Abdeckkappe, wobei in die Abdeckkappe eine Auflage aus einem hochbeständigen Kunststoff integriert ist.
-
Statt der in
DE 20 2010 013 663 U1 beschriebenen Auflage werden viele der in den anderen Druckschriften beschriebenen Druckstücke zusammen mit Gleitelementen (meist Gleitfolien) verwendet. Diese werden üblicherweise auf der zur Zahnstange gerichteten Seite des Druckstücks zur Reduzierung der Reibung zwischen Druckstück und Zahnstange angeordnet. Zur Verbindung eines Gleitelements mit einem Druckstück ist im mittleren Bereich des Druckstücks meist eine Sacklochbohrung oder eine Vertiefung vorgesehen, in welche ein an dem Gleitelement vorgesehener Dom eingeschoben wird.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckstück für eine Vorrichtung zum Andrücken eines ersten Elements an ein zweites Element einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges sowie eine Vorrichtung mit einem solchen Druckstück zur Verfügung zu stellen, deren Herstellungskosten reduziert sind. Ferner soll die Funktionssicherheit einer solchen Vorrichtung sowie ein für eine solche Vorrichtung vorgesehenes Druckstück verbessert werden.
-
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 9 bzw. 10.
-
Ein erfindungsgemäßes Druckstück für eine Vorrichtung zum Andrücken eines ersten Elements einer Lenkung an ein zweites, Element einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges umfasst
- a) eine an einer ersten Seite ausgebildete Kontaktfläche zum mindestens teilweisen Umschließen eines ersten Elements der Vorrichtung und
- b) eine im Bereich der Kontaktfläche ausgebildete, von einer zweiten Seite des Druckstücks zugängliche Durchgangsöffnung.
-
Mit einem erfindungsgemäßen Druckstück kann im Bereich der Durchgangsöffnung Material eingespart werden, wodurch sich die Herstellungskosten reduzieren. Die Herstellungskosten werden auch dadurch reduziert, dass die Ausbildung von Sacklöchern oder Vertiefungen entfällt. Ein erfindungsgemäßes Druckstück ermöglicht ferner eine einfache und sichere Verwendung von Gleitelementen aller Art. Die Ausbildung einer Durchgangsöffnung im Bereich der Kontaktfläche hat den Vorteil, dass ein im Bereich der Kontaktfläche mit dem Druckstück verbundenes Gleitelement von der Rückseite aus zugänglich ist. Dies wiederum ermöglicht es, das erfindungsgemäße Verfahren zum Überprüfen einer Verbindung zwischen einem Druckstück nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche und einem mit diesem Druckstück verbundenen Gleitelement durchzuführen. Gleitelemente werden meist über eine Steckverbindung kraftschlüssig mit dem Druckstück verbunden. Dazu weisen viele Gleitelemente auf der dem Druckstück zugewandten Seite einen Dom oder eine sonstige, hervorragende Struktur auf, die in eine im Bereich der Kontaktfläche komplementär ausgebildete Vertiefung des Druckstücks eingepresst wird. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird über die Durchgangsöffnung eine vorgegebenen Druckkraft auf das Gleitelement ausgeübt, um zu überprüfen, ob die Verbindung zwischen dem Druckstück und dem Gleitelement eine bestimmte Festigkeit (z. B. 10 N, 20 N etc) aufweist. So kann sichergestellt werden, dass ein in einem Druckstück eingesetztes Gleitelement, das innerhalb einer Fertigungsstraße oder von einem Zulieferer zu einem Automobilhersteller transportiert werden muss, sich nicht von dem Druckstück löst.
-
In einer praktischen Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Seite der ersten Seite gegenüberliegend angeordnet, d. h. die Kontaktfläche liegt beispielsweise im Bereich eines ersten Endes des Druckstücks, und die Durchgangsöffnung führt in Längsrichtung durch das Druckstück hindurch zu dem zweiten, gegenüberliegenden Ende des Druckstücks.
-
In einer weiteren praktischen Ausführungsform weist das Druckstück eine zylindrische Grundform auf, d. h. es ist im Querschnitt kreisförmig. Diese Gestaltungsform hat den Vorteil, dass das Druckstück in einer kreisförmigen Führung drehbar ist und somit jede Winkellage einnehmen werden kann. Die Kontaktfläche bzw. ein auf der Kontaktfläche angeordnetes Gleitelement kann sich dadurch sehr gut an die Position des ersten Elements anpassen, insbesondere an die Position einer Zahnstangenrückseite.
-
Wenn die Durchgangsöffnung im mittleren Bereich angeordnet ist, insbesondere entlang der Längsachse des Druckstücks, kann ein Gleitelement in seinem mittleren Bereich mit Hilfe eines an diesem ausgebildeten Dom oder einer sonstigen hervorragenden Struktur in das Druckstück eingepresst und somit in dieses hineingesteckt werden.
-
Bevorzugt wird das Druckstück einstückig hergestellt, insbesondere als Gusselement aus einem metallischen Werkstoff, wie z. B. Aluminium. Es kann zwar auch aus Kunststoff hergestellt werden. In diesem Fall muss jedoch beachtet werden, dass das Druckstück üblicherweise in einer Führung eines Gehäuses gelagert wird, das aus einem metallischen Werkstoff besteht, typischerweise Aluminium. Da es während des Betriebes einer Lenkvorrichtung auch im Bereich des Druckstücks und des Gehäuses regelmäßig zu Temperaturschwankungen kommt, ist daher die Auswahl eines Kunststoffs erforderlich, welcher einen möglichst identischen oder zumindest sehr ähnlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweist.
-
In einer weiteren praktischen Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Druckstück eine umlaufende Vertiefung zur Anordnung eines Dämpfungselements auf, um die Bewegung des Druckstücks zu dämpfen und das Radialspiel zu minimieren.
-
Es hat ferner Vorteile, auf der zweiten Seite des Druckstücks eine Vertiefung zur Aufnahme eines Antriebselements und/oder ein dornartiges Element zur Zentrierung eines Antriebselements auszubilden. Eine Vertiefung kann als Außenführung für ein beliebiges Antriebselement, beispielsweise für ein Federelement oder eine Druckstange, dienen. Ein dornartiges Element kann als zentrales Führungselement für Federelemente dienen, insbesondere für eine Schraubenfeder. Dornartige Elemente werden vorzugsweise mittig im Bereich der Längsachse eines Druckstücks angeordnet.
-
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Andrücken einer Zahnstange an ein Ritzel eines Lenkgetriebes mit einem wie vorstehend beschriebenen Druckstück. Diese Vorrichtungen können, abgesehen von den erfindungswesentlichen Merkmalen, so aufgebaut sein, wie in den eingangs genannten Druckschriften zum Stand der Technik beschrieben ist. Auf diese Druckschriften und deren Inhalte wird hiermit noch einmal ausdrücklich verwiesen. Die Erfindung bezieht sich somit auch auf Zahnstangenlenkungen mit erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtungen bzw. mit erfindungsgemäß ausgebildeten Druckstücken.
-
Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
-
1 ein in einer Führung eines Gehäuse gelagertes Druckstück zusammen mit weiteren Elementen gemäß dem Stand der Technik in einer Längsschnittdarstellung,
-
2 ein in einer Führung eines Gehäuses gelagertes erfindungsgemäßes Druckstück mit weiteren Elementen in einer Längsschnittdarstellung analog zu der Darstellung in 1.
-
1 zeigt ein Druckstück 10 gemäß Stand der Technik. Es ist in einem Gehäuse 12 einer Vorrichtung 14 eingesetzt, die dazu dient, ein erstes Element 16 einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges (hier dargestellt: eine Zahnstange 18) an ein zweites Element (nicht dargestellt) einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges anzudrücken. In der gezeigten Ausführungsform ist das zweite, nicht dargestellte Element ein Ritzel.
-
Das dargestellte Druckstück 10 weist eine zylindrische Grundform und damit einen kreisförmigen Querschnitt auf. Es ist in einer in dem Gehäuse 12 ausgebildeten, und auf die zylindrische Form des Druckstücks 10 angepassten Öffnung 20 eingesetzt und wird insofern durch das Gehäuse 12 in Richtung der gestrichelt dargestellten Längsachse 22 geführt, wenn es bewegt wird.
-
An einer ersten Seite 23 des Druckstücks 10 ist eine Kontaktfläche 24 ausgebildet. Die Kontaktfläche 24 der gezeigten Ausführungsform hat die Form eines Zylindermantelausschnitts. Im mittleren Bereich der Kontaktfläche 24, d. h. dort wo die Längsachse 22 einen virtuell vervollständigten Zylindermantel der Kontaktfläche 24 schneiden würde, ist an den Druckstück 10 ein Sackloch 26 ausgebildet. In dieses Sackloch 26 ist domartiges Ende 32 eines Gleitelements 28 eingepresst. Das Gleitelement 28 ist in der gezeigten Ausführungsform eine Einlegefolie 30, die als dünne, reibungsvermindernde Schicht auf der Kontaktfläche 24 aufsitzt. Sie besteht aus einer PTFE-beschichteten Gleitbronze. Die Anordnung des Gleitelements 28 kann über einen nicht dargestellten Verdrehschutz vorgegeben sein.
-
In bekannter Art und Weise weist das Druckstück 10 auf einer zweiten Seite 34, welche der ersten Seite 23 gegenüberliegt, eine Vertiefung 36 sowie ein dornartiges Element 38 auf. Diese dienen dem Sitz einer Schraubenfeder 40, die als Antriebselement 42 vorgesehen ist. Über eine Stellschraube 44 und ein mit dieser positionierbares Stellelement 46 kann der Druck zwischen Einlegefolie 30 und Zahnstange 18 in der Neutralstellung voreingestellt bzw. nachgestellt werden.
-
In Längsrichtung weist das Druckstück 10 im mittleren Bereich eine Vertiefung 48 zur Aufnahme eines Dämpfungselements 50 (hier: ein O-ring) auf. Dieses Dämpfungselement 50 dient neben der Dämpfung der Bewegung auch der Minimierung des radialen Spiels.
-
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 2 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckstück 10 beschrieben. Dabei werden für identische oder funktionsgleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet.
-
Ein wichtiger Unterschied des erfindungsgemäßen Druckstücks 10 besteht darin, dass im Bereich der Kontaktfläche 24 eine Durchgangsöffnung 52 von der ersten Seite des Druckstücks 10 zur zweiten Seite 34 des Druckstücks 10 führt. Ferner ist der Durchmesser der Durchgangsöffnung größer als der Durchmesser des Sacklochs 26. Das in 2 gezeigte, erfindungsgemäße Druckstück 10 weist somit eine geringe Masse auf und erfordert weniger Materialeinsatz bei der Herstellung.
-
Die Durchgangsöffnung 52 ermöglicht ferner eine rückseitige Zugänglichkeit zu dem domartigen Ende 32 des Gleitelements 28. So kann insbesondere die Verbindung zwischen Gleitelement 28 und Druckstück 10 vor einem etwaigen Transport des Druckstücks, vor dem Einbau in die Vorrichtung 14 und/oder zu einem beliebigen Zeitpunkt später überprüft werden. Eine Überprüfung der Verbindung nach der Montage der Vorrichtung erfordert in der gezeigten Ausführungsform ein Herausschrauben der Stellschraube 44. Um die Überprüfbarkeit der Verbindung ohne diesen Arbeitsschritt durchführen zu können, kann die Stellschraube 44 mit einer Durchgangsöffnung (nicht gezeigt) versehen sein, durch welche ein Prüfwerkzeug zu der Rückseite des domartigen Endes 32 geführt werden kann, um eine Prüfkraft aufzubringen. Eine solche Durchgangsöffnung ist im normalen Betrieb der Vorrichtung vorzugsweise mit Hilfe eines Stopfens oder sonstigen Elements verschlossen, um das Eindringen von Staub, Schmutz und sonstigen Partikeln in den Bereich der Feder 40 zu vermeiden.
-
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden. Explizit verwiesen wird an dieser Stelle noch auf die Möglichkeit, die Durchgangsöffnung 52 statt für das beschriebene, zerstörungsfreie Prüfungsverfahren für ein Prüfungsverfahren zu nutzen, bei dem die Verbindung zwischen den Druckstück 10 und dem Gleitelement 28 gelöst und das Gleitelement beschädigt oder zerstört werden könnte. Ein solches Prüfungsverfahren kann für die Auslegung der Verbindung und für stichprobenartige Überprüfungen der Verbindungsqualität eingesetzt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Druckstück
- 12
- Gehäuse
- 14
- Vorrichtung
- 16
- erstes Element
- 18
- Zahnstange
- 20
- Öffnung
- 22
- Längsachse
- 23
- erste Seite
- 24
- Kontaktfläche
- 26
- Sackloch
- 28
- Gleitelement
- 30
- Einlegefolie
- 32
- domartiges Ende
- 34
- zweite Seite
- 36
- Vertiefung
- 38
- dornartiges Element
- 40
- Schraubenfeder
- 42
- Antriebselement
- 44
- Stellschraube
- 46
- Stellelement
- 48
- Vertiefung
- 50
- Dämpfungselement
- 52
- Durchgangsöffnung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10247332 A1 [0002, 0006]
- DE 102008040508 A1 [0003]
- DE 102009044754 A1 [0004]
- DE 102010002193 A1 [0005]
- DE 202010013663 U1 [0006, 0007]
