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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe eines Fahrzeugs mit einem Gehäuse mit einer Öffnung und einem die Öffnung verschließenden Deckel, insbesondere betrifft die Erfindung einen Gleitsteindeckel oder/und einen Ritzeldeckel in einem Lenkgetriebe.
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Lenkgetriebe dienen bei Kraftfahrzeugen dazu, eine über das Lenkrad aufgebrachte drehende Lenkbewegung in eine geradlinige Bewegung zum Verschwenken der zu lenkenden Fahrzeugräder umzuwandeln. Zur Lenkkraftunterstützung kann hierbei ein Servoantrieb zum Einsatz kommen, der an geeigneten Stellen innerhalb des Lenkkraftflusses angeordnet werden kann.
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Das Lenkgetriebe umfasst bei der Zahnstangenlenkung üblicherweise ein Ritzelgehäuse mit einer darin angeordneten Lenkwelle und ein daran angeordnetes Ritzel. Ein Ritzellager ist zur drehbeweglichen Lagerung der Lenkwelle innerhalb des Ritzelgehäuses angeordnet und wird dort durch einen Ritzeldeckel gehalten. Im Allgemein wird ein Lenkdrehmoment ausgehend vom Lenkrad über die Lenkwelle, und das damit verbundene Ritzel, in die Lenkung eingeleitet. Das Ritzel steht dabei im Eingriff mit einem gezahnten Abschnitt (Verzahnungsabschnitt) einer Lenkstange und wandelt die Drehbewegung des Lenkrads in eine üblicherweise horizontale Linearbewegung zum Verschwenken der zu lenkenden Räder um. Weiter weist das Lenkgetriebe in der Regel ein Gleitsteingehäuse mit einem darin angeordneten Gleitstein, einem Vorspannelement und einem Gleitsteindeckel auf.
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Zur Gewährleistung des Eingriffs zwischen dem Ritzel und dem Verzahnungsabschnitt der Lenkstange ist der Gleitstein mittels des Vorspannmittels gegen die Lenkstange vorgespannt. Der Gleitstein und das zugehörige Vorspannelement sind in dem Gleitsteingehäuse angeordnet, das sich auf der dem Verzahnungsabschnitt abgewandten Seite der Lenkstange befindet. Der Gleitsteindeckel dient dazu einen festen Anschlag für das Vorspannelement zu bilden.
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Im heutigen Stand der Technik werden der Gleitsteindeckel und auch der Ritzeldeckel in der Regel über ein Gewinde verschraubt und gegen Lösen gesichert. Diese Art der Herstellung und der Montage ist vergleichsweise aufwändig.
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Gegebenenfalls sind zur zusätzlichen Sicherung auch weitere Komponenten nötig.
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Aus der
DE 10 2012 101 306 A1 ist ein Verfahren zur Montage eines Ritzellagers bekannt, welches mittels eines Einsetzrings entgegen der Montagerichtung festgelegt wird. Dieser Einsetzring stellt zum Beispiel eine solche zusätzliche Komponente in dem Lenkgetriebe dar, der Kosten und Aufwand der Herstellung erhöht.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde ein verbessertes Lenkgetriebe bereitzustellen, das schneller und einfacher montierbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Lenkgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe umfasst ein Gehäuse mit wenigstens einer Öffnung, die einen Kanal in den Innenraum des Gehäuses freigibt. Ein Deckel ist mit einer im Wesentlichen linearen Bewegung in einer Montagerichtung, die entlang einer Längsachse verläuft, montierbar. Eine Fläche des Deckels und eine Fläche des Gehäuses wirken in einem Bereich so zusammen, dass der Deckel im Rastsitz gehalten ist und dabei die Öffnung verschließt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei dem Gehäuse um das Ritzelgehäuse des Lenkgetriebes, bei dem erfindungsgemäßen Deckel entsprechend um den Ritzeldeckel, der einen Anschlag für und das im Innenraum gehaltene Ritzellager ausbildet. Der Ritzeldeckel ist ringförmig ausgebildet und dazu geeignet die Lenkwelle des Lenkgetriebes in einer Öffnung aufzunehmen.
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Die Erfindung betrifft alternativ oder zusätzlich das Gleitsteingehäuse des Lenkgetriebes, der erfindungsgemäße Deckel ist entsprechend durch den Gleitsteindeckel gebildet, der eine Öffnung des Gleitsteingehäuses verschließt. Im Innenraum des Gleitsteingehäuses befinden sich ein Gleitstein und ein Vorspannmittel. Das Vorspannmittel ist entlang einer Richtung elastisch verformbar, insbesondere handelt es sich dabei um eine Feder. Der Gleitsteindeckel bildet einen Anschlag für ein Ende des Vorspannmittels, so dass eine Ausdehnung des Vorspannmittels in Richtung einer Lenkstange wirkt und den Gleitstein gegen das Ritzel vorspannt.
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Der untere Deckel zur Aufnahme des Nadellagers, welches das Ritzel fixiert, kann ebenfalls nach genanntem Prinzip genutzt werden.
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Der Begriff Rastsitz ist weit auszulegen und umfasst sämtliche Verbindungen, bei der zwei Teile formschlüssig ineinandergreifen, wie Klemm-, Steck-, Schnapp- und Pressverbindungen. Um Toleranzen ausgleichen zu können ist bevorzugt das Prinzip des Kabelbinders zu wählen. Insbesondere ist ein Außenumfang, bis auf ein für das Einbringen notwendige Toleranzmaß, an einen Innenumfang angepasst. Das bedeutet, dass sich der Deckel bestimmungsgemäß während des Betriebs des Lenkgetriebes zumindest entgegen der Montagerichtung nicht bewegen kann.
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In einer bevorzugt Ausgestaltung ist der Deckel innerhalb eines Kanal angeordnet und eine Außenfläche des Deckels bildet mit einer Innenfläche des Kanals einen Formschluss aus, der den Deckel im Rastsitz hält. Es ist aber auch denkbar, dass der Deckel nach Art eines Flaschendeckels über die Öffnung gestülpt ist und mit einer Innenwandung eine Außenwandung des Gehäuses kontaktiert, wobei dann die Außenwandung des Gehäuses und die Innenwandung des Deckels die Kontaktflächen und den Rastsitz ausbilden.
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Bevorzugt weist der Deckel eine Art Widerhaken, ähnlich denen eines Dübels auf, welche den Deckel entgegengesetzt zur Montagerichtung fixieren. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante können die Widerhaken bei entsprechender Materialwahl auch gleichzeitig eine dichtende Wirkung haben, sie sind dann insbesondere umlaufend angeordnet. Die Kontaktfläche des Gehäuses weist entsprechend Konturen auf, in die die Widerhaken eingreifen können. Beispielsweise kann wenigstens eine Nut ausgebildet sein in die eine korrespondierende Feder des Deckels eingreift. Vorteilhafterweise sind mehrere Nuten und Federn entlang der Längsachse vorgesehen. Je nach Anwendungsfall kann es vorteilhaft sein, entlang der Längsachs mehrere Nuten vorzusehen, wobei der Deckel jedoch nur eine korrespondierende Feder aufweist, die je nach Position des Deckels in eine der Nuten eingreift. Auch der umgekehrte Fall ist denkbar, dass nur eine Nut, aber mehrere Federn vorgesehen sind. Grundsätzlich kann auch der Deckel die eine oder mehrere Nuten und das Gehäuse die eine oder mehrere Federn aufweisen. Erfindungsgemäß können die Anzahl und Anordnung der Widerhaken auch derart ausgeführt sein, dass der Reibschluß groß genug ist, um auf eine Kontur am Lenkgehäuse verzichten zu können. Damit weniger werden Bearbeitung und Kosten gesenkt.
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In Fällen kann vorgesehen sein, dass der Deckel nur in einer bestimmten Position entlang der Längsachse festlegbar ist. Vorteilhafterweise sind die Kontaktflächen und der Rastsitz aber derart ausgeführt, dass die Position des Deckels entlang der Längsachse variabel ist. Dies hat den Vorteil, dass der Deckel während der Montage lediglich in Montagerichtung entlang der Längsachse in die gewünschte Position gebracht werden muss und dort automatisch verrastet. Dies erleichtert die Montage deutlich, da aufgrund verschiedener weiterer Bauteile oder wegen Fertigungstoleranzen die optimale endgültige Position des Deckels variieren kann. Aus diesem Grund ist es besonders vorteilhaft, wenn der Deckel in möglichst vielen Positionen verrasten kann, also möglichst viele bzw. feine Raststufen vorgesehen sind. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist der Gleitsteindeckel oder der Ritzeldeckel entlang der Längsachse in Positionen verrastbar, die jeweils 0,2 bis 3 mm, vorzugsweise 0,5 bis 1 mm voneinander beabstandet sind. Anders ausgedrückt kann der Deckel in Montagerichtung jeweils alle 0,2 bis 3 mm, vorzugsweise 0,5 bis 1 mm verrastet werden. Selbstverständlich sind auch größere Raststufen bis hin zu mehreren Zentimetern realisierbar.
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In einer Ausgestaltung ist das Gehäuse aus Kunststoff ausgebildet wodurch gegenüber Gehäusen aus Stahl Gewicht eingespart wird. Besonders bevorzugt ist das Gehäuse aus einem flexiblen Kunststoff ausgebildet, was das Einführen und gegebenenfalls das Loslösen des Deckels erleichtert.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Deckel eine angespritzte Dichtlippe, beispielsweise aus Silikon, wodurch der Innenraum des Gehäuses vor äußeren Einflüssen wie Nässe und Schmutz geschützt ist. Die Dichtlippe ist vorzugsweise umfänglich an dem Deckel angeordnet. Beispielsweise ist die Dichtlippe an dem Innenumfang des Ritzeldeckels angeordnet und dichtet gegen eine Lenkstange ab, oder sie befindet sich am Außenumfang des Gleitsteindeckels und dichtet gegen das Gehäuse bzw. den Kanal ab.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Deckel reversibel in der Öffnung angeordnet, wodurch bei einer Reparatur Kosten gespart werden können. Besonders bevorzugt lässt sich der Deckel zerstörungsfrei aus dem Rastsitz entnehmen. Dies kann beispielsweise durch eine Ausgestaltung der Kontaktflächen bzw. des Rastsitzes dadurch erreicht werden, dass kein Formschluss, sondern ein ausreichend starker Reib- bzw. Kraftschluss oder Kraftformschluss gegeben ist.
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Bevorzugt sind das Gehäuse oder der Kanal des Gehäuses konisch ausgebildet, wobei er sich in Montagerichtung des Rastsitzes des Deckels, also in von der Öffnung wegweisende Richtung verjüngt. Durch die konische Form entspricht ein Außenumfang des Deckels nur im Bereich des Rastsitz einem Innenumfang des Kanals. Wird der Deckel auch nur leicht aus seinem Rastsitz entgegen der Montagerichtung gelöst, beispielsweise durch ein entsprechendes Greifwerkzeug, so ist der Innenumfang des Kanals größer als der Außenumfang des Deckels. Alternativ oder ergänzend zu der konischen Ausbildung des Kanals ist das Gehäuse wenigstens in dem Bereich des Kanals flexibel ausgestaltet, insbesondere lässt sich das Gehäuse in einer Richtung senkrecht zu der Montagerichtung des Deckels spreizen. Das Spreizen bewirkt, dass die Öffnung vergrößert wird, wodurch ein Entnehmen des Deckels erleichtert wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels, das im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigen schematisch:
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1: einen Querschnitt eines Lenkgetriebes;
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2: einen vergrößerten Ausschnitt des aus 1 bekannten Lenkgetriebes;
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3 eine schematische Darstellung mehrerer Raststufen in einem Kanal eines Lenkgetriebes.
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In den Figuren sind hinsichtlich ihrer Funktion gleichwertige Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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Die 1 zeigt einen Schnitt durch ein Lenkgetriebe 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Lenkgetriebe 10 umfasst einen ersten rohrförmigen Abschnitt 14, in dem eine Lenkstange 16, mit einem Verzahnungsabschnitt 18, verschiebbar gelagert ist. Eine drehbar gelagerte Lenkwelle 12 steht über ein Ritzel 13 in kämmenden Eingriff mit dem Verzahnungsabschnitt 18 der Lenkstange 16 und bewirkt eine horizontale Verschiebung der Lenkstange 16 zum Verschwenken der zu lenkenden Fahrzeugräder (nicht gezeigt). Die Rotation der Lenkwelle 12 wird üblicherweise durch ein Lenkrad (hier nicht gezeigt) bewirkt.
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Das Lenkgetriebe 10 umfasst ferner ein Ritzelgehäuse 32, dessen Innenraum 24 an seinem einen Ende einen tulpenförmigen Querschnitt mit einer Öffnung 20 aufweist, in dem ein Kanal 22 mit einer Längsachse x-x zur Aufnahme eines Ritzellagers 34 und eines Ritzeldeckels 30 ausgebildet ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Ritzellager 34 ein Rillenkugellager und es dient der drehbeweglichen Lagerung der Lenkwelle 12.
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Der Ritzeldeckel 30 ist ringförmig mit einer im Wesentlichen kreisringförmigen Grundfläche ausgebildet. Er ist zwischen der Lenkwelle 12 und einer Innenfläche 52 des Ritzelgehäuses 32 angeordnet, wobei die Außenfläche 50 des Ritzeldeckels 30 mit der Innenfläche 52 des Ritzelgehäuses 32 derart zusammenwirkt, dass der Ritzeldeckel 30 im Rastsitz in dem Kanal 22 gehalten ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Innenfläche 52 des Ritzelgehäuses 32 im Bereich des Kanals 22 eine umlaufende Nut 60 auf. Eine entsprechende Feder 62 an der Außenfläche 50 des Ritzeldeckels 30 greift formschlüssig in die Nut 60 ein und bewirkt die Rastverbindung. Dadurch, dass der Ritzeldeckel 30 einen Anschlag für das Ritzellager 34 bildet, sind der Ritzeldeckel 30 selbst und das Ritzellager 34 entgegen der Montagerichtung 26, in Axialrichtung der Lenkwelle 12 festgelegt. Die Innenfläche 52 des Ritzeldeckels 30 grenzt an die Lenkwelle 12 und umfasst eine umfänglich an diese angeordnete Dichtlippe 35.
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Weiter umfasst das Lenkgetriebe 10 im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Gleitsteingehäuse 42. Das Gleitsteingehäuse 42 weist eine Öffnung 20 und einen Kanal 22 mit einer Längsachse x-x auf, und ist dazu geeignet einen Gleitstein 44 und ein Vorspannmittel 46 in seinem Innenraum 24 aufzunehmen. Die Öffnung 20 des Gleitsteingehäuses 42 ist mittels eines Gleitsteindeckels 40 verschlossen. Das Gleitsteingehäuse 42 inklusive Vorspannmittel 46, Gleitsteindeckel 40 und Gleitstein 44, ist auf der dem Verzahnungsabschnitt 18 abgewandten Seite der Lenkstange 16 angeordnet. Zur Gewährleistung des Eingriffs zwischen dem Ritzel 13 und dem Verzahnungsabschnitt 18 wird der Gleitstein 40 durch das Vorspannmittels 46, hier ein Federelement, elastisch gegen die Lenkstange 16 vorgespannt. Das Vorspannen erfolgt durch Anordnung eines erstes Ende des Vorspannmittels 46 an dem Gleitsteindeckels 40, der ein Anschlag bildet, und durch Anordnung eines zweites Ende des Vorspannmittels 46 an dem Gleitstein 44.
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Der Außenumfang 51 des Gleitsteindeckels 40 entspricht, bis auf ein für das Einbringen notwendiges Toleranzmaß dem Innenumfang 53 des Kanals 22. Entsprechend bildet die Außenfläche 50 des Gleitsteindeckels 40 mit der Innenfläche 52 des Kanals 22 einen Formschluss aus, der den Gleitsteindeckel 40 im Rastsitz entgegen der Montagerichtung 26 festlegt.
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Zur Verdeutlichung ist die Montagerichtung 26 in der Figur für den Gleitsteindeckel 40 und den Ritzeldeckel 30 jeweils als Pfeil 26 dargestellt.
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Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist in 2 ein Ausschnitt des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels gezeigt, wobei sich um einen Ausschnitt aus dem Bereich des Ritzeldeckels 30 handelt.
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Obwohl die 1 und 2 eher auf ein einmaliges Einrasten hinweisen, ist erfindungsgemäß auch die Möglichkeit gegeben, eine kontinuierliche Einstellbarkeit zu ermöglichen, beispielsweise durch eine Vielzahl an Raststufen.
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In 3 ist schematisch ein Kanal 22 gezeigt, der mehrere Raststufen 64 aufweist. Die Raststufen 64 sind als Nuten 60, die Längsachse x-x im Abstand A voneinander angeordnet sind, ausgebildet. Weiter ist ein Deckel 30, 40 gezeigt, dessen sich entlang der Längsachse x-x erstreckende Außenfläche 50 die korrespondierenden Federn 62 aufweist, die in die Nuten 60 eingreifen und den Deckel 30, 40 im Rastsitz halten. Anhand der Darstellung wird deutlich, dass der Deckel 30, 40 in verschiedenen Raststufen entlang der Längsachse x-x entgegen der Montagerichtung 26 gehalten werden kann. Über die Anzahl und den Abstand A der Raststufen 64 ist einstellbar, in welchen Positionen der Deckel 30, 40 entlang der Längsachse x-x variabel anordbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lenkgetriebe
- 12
- Lenkwelle
- 13
- Ritzel
- 14
- rohrförmiger Abschnitt
- 16
- Lenkstange
- 18
- Verzahnungsabschnitt
- 20
- Öffnung
- 22
- Kanal
- 24
- Innenraum
- 26
- Montagerichtung
- 30
- Ritzeldeckel
- 32
- Ritzelgehäuse
- 34
- Ritzellager
- 35
- Dichtlippe
- 40
- Gleitsteindeckel
- 42
- Gleitsteingehäuse
- 44
- Gleitstein
- 46
- Vorspannmittel
- 50
- Außenfläche
- 51
- Außenumfang
- 52
- Innenfläche
- 53
- Innenumfang
- 60
- Nut
- 62
- Feder
- 64
- Raststufe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012101306 A1 [0007]
