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Die Erfindung betrifft eine Deckelanordnung für ein Lenkungsgehäuse einer Kraftfahrzeuglenkung.
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In zunehmendem Maße werden in Kraftfahrzeugen Lenkungen mit einer elektromechanischen Unterstützung mittels eines Elektromotors vorgesehen. Um das von dem Fahrer aufgebrachte Handlenkmoment zu ermitteln, ist ein Lenkmomentsensor vorgesehen, der beispielsweise die Verdrehung eines zwischen zwei Abschnitten der Lenkwelle angeordneten Torsionsstabes erfasst und daraus auf das vom Fahrer aufgebrachte Handlenkmoment schließt. Im Bereich des Lenkmomentsensors ist es erforderlich, eine von der Lenkwelle durchragte Deckelanordnung zum Abdichten des Lenkungsgehäuses anzuordnen. Eine solche Lenkung ist beispielsweise aus der ATZ elektronik, 7. Jahrgang, 01/2012, Seiten 40 ff. bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Deckelanordnung zur abdichtenden Anordnung an einem Lenkungsgehäuse zur Verfügung zu stellen, die auf einfache Art und Weise eine Abschirmung elektromagnetischer Felder ermöglicht.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.
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Eine erfindungsgemäße Deckelanordnung weist einen sich über eine abzuschließende Fläche erstreckenden Deckelgrundkörper zur abdichtenden Anordnung an einem Lenkungsgehäuse auf, das von einer Lenkwelle der Kraftfahrzeuglenkung durchragt wird. Dabei weist der Deckelgrundkörper eine Durchgangsöffnung für den Durchtritt der Lenkwelle auf. Der Deckelgrundkörper ist mindestens über einen Großteil seiner Außenfläche von einem separaten Abschirmelement zur Abschirmung elektromagnetischer Felder umschlossen.
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Dies ist insbesondere für Kraftfahrzeugen mit elektrischem Antriebsenergiespeicher, also Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge mit elektrischem Antrieb von Bedeutung, um unerwünschte Wechselwirkungen der elektromagnetischen Felder mit in dem Gehäuse eingesetzten elektronischen Bauteilen wie dem Lenkmomentsensor zu vermeiden.
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Für eine besonders einfache Ausgestaltung und Montage des separaten Abschirmelementes ist es von Vorteil, wenn das Abschirmelement einteilig ausgebildet ist.
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Vorteilhaft ist es, wenn das Abschirmelement aus einem Metallblech ausgebildet ist. Ein solches Abschirmelement lässt sich besonders einfach und kostengünstig beispielsweise durch Tiefziehen herstellen. Alternativ kann das Abschirmelement z. B. auch als Guss- oder Schmiedeteil ausgebildet sein. Dies bietet sich insbesondere in solchen Fällen an, in denen aufgrund des Stärke des elektromagnetischen Störeinflusses eine dickwandigere Variante von Vorteil ist.
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Denkbar ist es ebenfalls, ein gitter- oder geflechtartiges Abschirmelement zu verwenden, dass ein besonders geringes Gewicht aufweisen kann.
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Das Abschirmelement ist vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff hergestellt. Stahl eignet sich besonders gut, um vor der Einwirkung von elektromagnetischen Feldern abzuschirmen und ist relativ kostengünstig verfügbar. Auch mechanischen Einwirkungen hält ein Abschirmelement aus einem Stahlwerkstoff aufgrund der Formstabilität dieses Werkstoffs besser Stand als der üblicherweise aus einem Kunststoff bestehende Deckelgrundkörper der Deckelanordnung.
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Um das separate Abschirmelement besonders einfach befestigen zu können, ist es von Vorteil, wenn das Abschirmelement Befestigungsstellen zur Befestigung an dem Lenkungsgehäuse aufweist.
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Aus dem gleichen Grund ist es besonders vorteilhaft, wenn das Abschirmelement zusammen mit dem Deckelgrundkörper der Deckelanordnung an dem Lenkungsgehäuse befestigt ist.
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Um das Abschirmelement der Deckelanordnung vor äußeren Einflüssen wie Korrosion zu schützen, ist es von Vorteil, wenn das Abschirmelement aus einem verzinkten Blech ausgebildet ist. Aus dem gleichen Grund ist es alternativ oder auch zusätzlich von Vorteil, wenn das Abschirmelement z.B. mit einem Lack oder Elastomerwerkstoff als Oberflächenschutz versehen ist.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist nachfolgend beispielhaft in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine elektromechanische Kraftfahrzeuglenkung mit einem Lenkungsgehäuse und einer Deckelanordnung,
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2 eine vergrößerte Ansicht einer erfindungsgemäßen Deckelanordnung im an das Lenkungsgehäuse montiertem Zustand,
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3 eine vergrößerte Ansicht des Deckelgrundkörpers der erfindungsgemäßen Deckelanordnung,
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4 eine vergrößerte Ansicht des Abschirmelements der erfindungsgemäßen Deckelanordnung.
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1 zeigt eine elektromechanische Kraftfahrzeuglenkung 1 mit einem Lenkungsgehäuse 3, einer mittels eines Hauptlagers 4 gelagerten Zahnstange 5 und einer Lenkwelle 7. Über einen Elektromotor 9 und eine Kugelgewindemutter 11 kann ein Unterstützungsmoment auf die Zahnstange 5 aufgebracht werden. Im Bereich der Lenkwelle 7 ist ein Lenkmomentsensor 13 vorgesehen, um das von dem Fahrer aufgebrachten Handlenkmoment zu ermitteln. Der Lenkmomentsensor erfasst beispielsweise die Verdrehung eines zwischen zwei Abschnitten der Lenkwelle 7 angeordneten, in der 1 nicht dargestellten Torsionsstabes und schließt daraus auf das vom Fahrer aufgebrachte Handlenkmoment. Mittels eines Lenkungssteuergeräts 14 wird dann aus dem ermittelten Handlenkmoment des Fahrers und weiterer Größen ein von dem Elektromotor 9 mittels der Kugelgewindemutter 11 auf die Zahnstange 5 aufzubringendes Unterstützungsmoment berechnet und der Elektromotor 9 entsprechend angesteuert.
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Im montierten Zustand wird der Lenkmomentsensor 13 von einer Deckelanordnung 15 zumindest teilweise umschlossen, wobei in der 1 der Übersicht halber lediglich ein Deckelgrundkörper 17 der Deckelanordnung 15 dargestellt ist. Die Deckelanordnung 15 dient dazu, dass Lenkungsgehäuse 3 im Bereich der Lenkwelle 7 dichtend abzuschließen und auch an der Durchführung der die Deckelanordnung 15 durchragenden Lenkwelle 7 abzudichten. Zu diesem Zweck weist der im wesentlichen rohrförmige Deckelgrundkörper 17 eine Durchgangsöffnung 19 für den Durchtritt der Lenkwelle 7 auf, die eine dynamische Abdichtung erfordert. Dabei ist die Deckelanordnung 15 mit dem Deckelgrundkörper 17 derart an einem Gehäuseflansch 21 des Lenkungsgehäuses 3 angeordnet, dass ein sich in axialer Richtung erstreckender Dichtabschnitt 22 des Deckelgrundkörpers 17 parallel zu dem komplementär gestalteten, sich ebenfalls in axialer Richtung erstreckenden Gehäuseflansch 21 angeordnet ist.
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In 2 ist eine erfindungsgemäße Deckelanordnung 15 dargestellt, die einen Deckelgrundkörper 17 und ein dieses im Wesentlichen umschließendes separates Abschirmelement 23 aufweist. Das Abschirmelement 23 dient dazu, unerwünschte Wechselwirkungen von elektromagnetischen Feldern mit in dem Lenkungsgehäuse 3 angeordneten elektronischen Bauteilen wie dem Lenkmomentsensor 13 zu vermeiden.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Abschirmelement 23 einteilig aus einem Metallblech, vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff, beispielsweise durch Tiefziehen ausgebildet. Stahl eignet sich besonders gut, um vor der Einwirkung von elektromagnetischen Feldern abzuschirmen. Zudem schützt das so ausgebildete, formstabile Abschirmelement 23 auf diese Weise den üblicherweise aus einem Kunststoff bestehenden Deckelgrundkörper 17 vor mechanischen Beschädigungen. Um das Abschirmelement 23 vor äußeren Einflüssen wie Korrosion zu schützen, ist das Abschirmelement 23 aus einem verzinkten Blech ausgebildet. Ein solches Abschirmelement 23 ist einfach und kostengünstig z.B. durch Tiefziehen und Beschneiden eines verzinkten Blechs herstellbar.
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Um das separate Abschirmelement 23 besonders einfach befestigen zu können, weist dieses beispielsweise zwei Befestigungslaschen 25 und 27 auf, die beispielsweise jeweils eine Durchgangsbohrung 29 bzw. 31 besitzen.
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Wie die 3 zeigt, sind an dem Deckelgrundkörper 17 der Deckelanordnung 15 ebenfalls entsprechende Befestigungsstellen 33 und 35 in Form von Befestigungslaschen mit einer Durchgangsbohrung 37 bzw. 39 vorgesehen, die beispielsweise mittels in dem Deckelgrundkörper 17 angeordneter Metallbuchsen ausgebildet sind.
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Wie in 2 dargestellt ist, sind der Deckelgrundkörper 17 und das Abschirmelement 23 mittels zweier Schrauben 41 und 43, die durch die Durchgangsbohrungen 29 und 31 des Abschirmelements 23 sowie durch die Durchgangsbohrungen 37 und 39 des Deckelgrundkörpers 17 hindurchragen, gemeinsam mit dem Lenkungsgehäuse 3 verschraubt. Alternativ ist es ebenfalls möglich, das Abschirmelement 23 mittels einer Klemm- oder Rastverbindung an dem Deckelgrundkörper zu befestigen. Zu diesem Zweck können geeignete Klammern, Haltenasen, Vorsprünge oder Ähnliches an dem Abschirmelement 23 und/oder dem Deckelgrundkörper 17 angeordnet und/oder ausgebildet sein.
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Zur Abdichtung des Deckelgrundkörpers 17 gegenüber dem Lenkungsgehäuse 3 ist, wie die 3 beispielhaft zeigt, an einem im montierten Zustand in das Lenkungsgehäuse 3 hineinragenden Dichtabschnitts 22 des Deckelgrundkörpers 17 beispielsweise ein ringförmiges Dichtelement 45 vorgesehen, das z.B. in einer ringförmigen Nut 47 am Umfang des Dichtabschnitts 22 gehalten ist.
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Um eine dynamische Abdichtung zwischen der Lenkwelle 7 und der Durchgangsöffnung 19 des Deckelgrundkörpers 17 zu gewährleisten, ist beispielsweise an der Durchgangsöffnung 19 ein ringförmiges Dichtelement 49 vorgesehen, das z.B. in einem in der Wandung der Durchgangsöffnung 19 vorgesehenen Dichtungsaufnahmebereich 51 gehalten ist.
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Die 4 zeigt das Abschirmelement 23 mit seinen jeweils eine Durchgangsbohrung 29 bzw. 31 aufweisenden Befestigungslaschen 25 und 27 in einer weiteren Ansicht. Das vorzugsweise aus einem Metallblech ausgebildete Abschirmelement 23 weist einen im montiertem Zustand dem Lenkungsgehäuse 3 zugewandten zylindrischen Abschnitt 53, an dem auch die Befestigungslaschen 25 und 27 vorgesehen und aus diesem nach außen weisend abgestellt sind, und einen sich daran anschließenden, im montiertem Zustand dem Lenkungsgehäuse 3 abgewandten kegelstumpfförmigen Abschnitt 55 auf.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst alle von den Ansprüchen umfassten Ausgestaltungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeuglenkung
- 3
- Lenkungsgehäuse
- 4
- Hauptlager
- 5
- Zahnstange
- 7
- Lenkwelle
- 9
- Elektromotor
- 11
- Kugelgewindemutter
- 13
- Lenkmomentsensor
- 14
- Lenkungssteuergerät
- 15
- Deckelanordnung
- 17
- Deckelgrundkörper
- 19
- Durchgangsöffnung
- 21
- Gehäuseflansch
- 22
- Dichtabschnitt
- 23
- Abschirmelement
- 25
- Befestigungslasche
- 27
- Befestigungslasche
- 29
- Durchgangsbohrung
- 31
- Durchgangsbohrung
- 33
- Befestigungsstelle
- 35
- Befestigungsstelle
- 37
- Durchgangsbohrung
- 39
- Durchgangsbohrung
- 41
- Schraube
- 43
- Schraube
- 45
- Dichtelement
- 47
- Nut
- 49
- Dichtelement
- 51
- Dichtungsaufnahmebereich
- 53
- zylindrischer Abschnitt
- 55
- kegelstumpfförmiger Abschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ATZ elektronik, 7. Jahrgang, 01/2012, Seiten 40 ff. [0002]
