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Die Erfindung betrifft einen Deckel für ein Lenkgehäuse und ein solches Lenkgehäuse, das zur Aufnahme einer Lenkung, insbesondere eines Lenkgetriebes, eines Fahrzeugs vorgesehen ist.
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Stand der Technik
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Als Lenkung bzw. Lenkeinrichtung wird eine Vorrichtung bezeichnet, die bspw. bei Kraftfahrzeugen dazu dient, die Fahrtrichtung zu beeinflussen. Dabei wird eine vom Fahrer an einem Lenkrad eingeleitete Lenkbewegung u. a. über ein Lenkgetriebe auf angelenkte Räder übertragen. Diese Lenkgetriebe sind regelmäßig von einem Gehäuse, dem Lenkgehäuse, umgeben.
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Als Lenkgehäuse werden zu einem großen Teil Aluminiumdruckgussgehäuse als Lenkgehäuse verwendet, die durch Kunststoffgehäuse ergänzt werden. Die Verbindung zwischen den Aluminiumgehäusen und den Kunststoffgehäusen erfolgt in vielen Fällen mit Schrauben. Dabei werden üblicherweise die Bohrungen im Kunststoffgehäuse durch Metallhülsen verstärkt, um ein Kriechen des Kunststoffes und damit ein Lockern der Schrauben zu verhindern. Zur Abdichtung des Kunststoffgehäuses zum Aluminiumgehäuse wird oftmals ein O-Ring eingesetzt, der eine technisch ausgereifte Abdichtung darstellt. O-Ringe sind ringförmige Dichtungselemente mit einem runden bzw. O-förmigen Querschnitt.
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Die Druckschrift
DE 10 2010 030 941 A1 beschreibt ein Gehäuse für ein Lenksystem einer Servolenkung eines Fahrzeugs, das ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil umfasst, wobei das erste Gehäuseteil eine erste Flanschfläche aufweist, die bei einer axialen Montage des Gehäuses einer zweiten Flanschfläche des zweiten Gehäuseteils unter Zwischenlage eines Dichtmittels gegenüberliegt. Es ist vorgesehen, dass zumindest eine Flanschflächen unbearbeitet oder gussrauh ist und dass das Dichtmittel flüssig ist.
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Die Druckschrift
DE 10 2014 103 576 A1 beschreibt ein Gehäuse für ein Lenkgetriebe mit einem Lenkgehäuse und einem Kunststoffgehäuse. Das Kunststoffgehäuse weist einen Grundkörper aus einem Kunststoff auf, auf dem eine Elastomerschicht aufgebracht ist, auf der wiederum mindestens ein Verschlusselement aufgebracht ist, wobei ein Druckausgleichselement eine Öffnung im Kunsstoffgehäuse verschließt.
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Bei Lenkgehäusen sind in vielen Fällen Hohlräume vorgesehen, in denen Komponenten der Lenkung aufgenommen sind. Ein solcher Hohlraum dient bspw. zur Aufnahme eines Lenksensors. Dieser Hohlraum ist dann bspw. von einem Sensorgehäuse als Teil des Lenkgehäuses umgeben. Zum Verschließen dieses Hohlraums wird dann üblicherweise ein Deckel verwendet. Um den Hohlraum des Sensorgehäuses dauerhaft zu verschließen, ist es bekannt, den Deckel mit dem Sensorgehäuse zu verschrauben.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2015 110 599 A1 ist eine Lenkungsbaugruppe einer Kraftfahrzeuglenkung bekannt, die ein Sensorgehäuse mit einem Hohlraum zur Aufnahme eines Lenksensors, eine um eine Längsachse verdrehbare Lenksäule, die sich durch das Sensorgehäuse erstreckt, und einen Gehäusedeckel zum Verschließen des Hohlraums aufweist. Die Lenksäule erstreckt sich in axialer Richtung durch eine Deckelöffnung im Gehäusedeckel, der wiederum in axialer Richtung durch eine Rastverbindung am Sensorgehäuse fixiert ist. Auf diese Weise ist es möglich, den Deckel einfach und schnell am Sensorgehäuse zu montieren und auch wieder zu demontieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden ein Deckel für ein Lenkgehäuse gemäß Anspruch 1 und eine Lenkeinrichtung für ein solches Lenkgehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgestellt. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.
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Der beschriebene Deckel weist einen Grundkörper auf, der bspw. in Draufsicht einen runden Querschnitt aufweist. An dem Grundkörper ist typischerweise außen bzw. am Umfang mindestens ein Schnapphaken vorgesehen, der einen schwenkbaren Zapfen und eine Rastnase aufweist. Dieser Schnapp- bzw. Rasthaken dient zum Verrasten des Deckels am Lenkgehäuse, wozu im Rahmen der Montage der Rasthaken bzw. ein Abschnitt des Rasthakens in eine dafür vorgesehene Ausnehmung im Lenkgehäuse einschnappt bzw. einrastet. Dieser Abschnitt wird hierin als Rastnase bezeichnet, die typischerweise einen vorspringenden Abschnitt des Schnapphakens darstellt und bei einer Montage des Deckels in eine Ausnehmung des Lenkgehäuses einrastet. Bei der Montage wird der Deckel bspw. entlang einer Spindel geführt, die bspw. durch eine Öffnung in dem Deckel ragt. Bei diesem Entlangführen schwenkt der Zapfen des Schnapphakens in eine Richtung, solange bis die Rastnase in Bereich der Ausnehmung in dem Lenkgehäuse gelangt, so dass der Schnapphaken bzw. der Zapfen des Schnapphakens zurückschwenkt und die Rastnase in die Ausnehmung, bspw. eine Nut, eingerastet ist.
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Es ist weiterhin vorgesehen, dass der schwenkbare Zapfen über mindestens einen Verbindungsbereich mit dem Grundköper verbunden ist, und der mindestens eine Verbindungsbereich derart eingerichtet ist, dass ein während der Montage bewirktes Schwenken des Schnapphakens eine Torsion des mindestens einen Verbindungsbereichs bewirkt. Es findet somit kein reines Verbiegen des Verbindungsbereichs statt, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, vielmehr erfährt der mindestens eine Verbindungsbereich eine Torsion.
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Der vorgestellte Deckel für ein Lenkgehäuse einer Lenkeinrichtung ist somit dafür vorgesehen, bei der Montage mittels einer Rastverbindung mit dem Lenkgehäuse derart verbunden zu werden, dass ein Lösen des Deckels nur noch sehr schwierig, ggf. sogar nur zerstörungsbehaftet, möglich ist.
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Unter Torsion ist die Verdrehung eines Körpers zu verstehen, die durch die Wirkung eines Torsionsmoments entsteht. Dieses Torsionsmoment wirkt typischerweise parallel zur Grundfläche und tangential zur Seitenfläche. Die Torsion bewirkt somit ein schraubenförmiges Verformen.
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Auf diese Weise ist es möglich, den Hohlraum zuverlässig und dicht zu verschließen. Dabei steht die sichere Montage in Vordergrund. Eine mögliche einfache Demontage ist nicht von Bedeutung.
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Mit dem erfindungsgemäßen Deckel ist es nunmehr möglich, die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen und aufgrund des Wegfalls der Schrauben eine Kostenreduzierung zu erreichen. Weiterhin ist von Bedeutung, dass der Deckel unter Einbeziehung einer durchgehenden Welle, der Lenkspindel, montiert bzw. befestigt werden kann, welche wiederum Kräfte auf den Deckel übertragen kann. Die Befestigung wird durch Schnapp- bzw. Rasthaken erreicht, die im montierten Zustand typischerweise spielfrei sind. Es kann weiterhin eine Vergussmasse verwendet werden, deren Hauptaufgabe im Abdichten besteht. Diese ist jedoch in Ausgestaltung so beschaffen, dass diese auch Kräfte aus der Welle, bspw. einer Lenkspindel, die einen Anschluss zur Lenksäule bereitstellt, aufnehmen kann.
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In Ausgestaltung sind mehrere Schnapphaken vorgesehen, die bspw. umfänglich am Deckel voneinander beabstandet angeordnet sind. Dabei können die Schnapphaken in gleichen Abständen voneinander entfernt gleichmäßig umfänglich angeordnet sein. Diese können aber auch immer in Gruppen angeordnet sein.
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Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der mindestens eine Schnapphaken über zwei Verbindungsbereiche an dem Grundkörper angebunden ist. Beide Verbindungsbereiche erfahren dann bei der Montage eine Torsion.
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Der Deckel ist typischerweise aus einem Kunststoff gefertigt, dessen Oberfläche plasmaaktiviert sein kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung des Deckels, die hierin auch unabhängig von den zuvor betrachteten Ausführungen des Deckels aber auch in Kombination mit diesen Ausführungen betrachtet werden kann, weist der Deckel an seiner Unterseite mindestens einen Niederhalter auf. Die Unterseite ist dabei die Seite des Deckels, zu der hin der Deckel bei der Montage bewegt wird, die somit nach Abschließen des Hohlraums innen liegt und somit zu diesem hin gerichtet ist. Der Niederhalter kann bspw. dazu dienen, einen Sensor zu entriegeln, d. h. zu aktivieren.
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Der mindestens eine Niederhalter kann durch einen federnden Steg gebildet sein, der wiederum am Grundkörper angeformt sein kann.
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Der vorgestellte Deckel kann bei dieser Ausführung sowohl als geschraubter Deckel als auch als Schnappdeckel ausgebildet sein. Er gilt für Sensorelemente mit jeglichen Dichtelementen.
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Der vorgestellte Deckel hat, zumindest in einigen der Ausführungen, eine Reihe von Vorteilen. So kann über den mindestens einen Niederhalter bei der Montage eine Entriegelung eines Sensors bewirkt werden. Weiterhin stellt sich der Deckel als robuster hinsichtlich axialer Toleranzen dar. Darüber hinaus kann, insbesondere wenn eine Flüssigdichtung eingesetzt wird, über den mindestens einen Niederhalter durch Anheben des Deckels ein definierter Spalt für Dichtmittel eingestellt werden. Weiterhin kann der axiale Niederhalter für eine axiale Spielfreiheit der Gesamtanordnung sorgen.
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Es wird weiterhin eine Lenkeinrichtung vorgestellt, die ein Lenkgehäuse aufweist, das mit einem Deckel der vorstehend beschriebenen Art kombiniert ist. Die beschriebene Lenkeinrichtung weist somit ein Lenkgehäuse auf, das mindestens einen Hohlraum mit einer Öffnung hat, die mit einem Deckel der hierin beschriebenen Art abgedeckt ist. Der Deckel ist dabei über eine Rastverbindung mit dem Lenkgehäuse verbunden. Insbesondere ist der Deckel in axialer Richtung durch die Rastverbindung am Lenkgehäuse fixiert. Zusätzlich kann der Deckel mindestens einen Niederhalter der beschriebenen Art aufweisen.
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Wie bereits ausgeführt wurde, kann das Lenkgehäuse eine Nut aufweisen, in die zumindest ein Abschnitt des Schnapphakens des Deckels eingerastet ist. Diese sichert ein definiertes Einrasten des Schnapphakens und einen sicheren Halt.
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Der Hohlraum kann dazu dienen, zumindest eine der folgenden Komponenten aufzunehmen. Nimmt der Hohlraum ein Getriebe auf, so wird der Deckel auch als Getriebedeckel bezeichnet. Nimmt der Hohlraum einen Sensor auf, so spricht man auch von einem Sensordeckel. Von einem Servodeckel wird gesprochen, wenn der Hohlraum ein Schraubrad einer Servolenkung aufnimmt.
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Weiterhin wird hierin ein Lenkgehäuse vorgestellt, das mindestens einen Hohlraum mit einer Öffnung aufweist die durch einen Deckel der hierin beschriebenen Art abgedeckt, abgeschlossen bzw. verschlossen ist.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Ausführung einer Lenkeinrichtung.
- 2 zeigt eine Ausführung eines Rasthakens nach dem Stand der Technik.
- 3 zeigt einen Ausschnitt einer Ausführung des vorgestellten Deckels.
- 4 zeigt eine Ausführung eines Deckels nach dem Stand der Technik.
- 5 zeigt eine Ausführung des vorgestellten Deckels.
- 6 zeigt eine Entriegelung eines Sensors.
- 7 zeigt einen Ausschnitt aus 5.
- 8 zeigt den Ausschnitt aus 7.
- 9 zeigt eine weitere Ausführung des beschriebenen Sensordeckels.
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Ausführungen der Erfindung
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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1 zeigt eine Ausführung einer Lenkeinrichtung, die insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Die Darstellung zeigt ein Lenkgehäuse 12, einen Lenkungsabtrieb 14, eine Lenkspindel 16 und einen Sensordeckel 18 als Ausführung des hierin vorgestellten Deckels. Mit diesem Sensordeckel 18 wird ein Sensorbereich 20 als Teil des Lenkgehäuses 12 abgeschlossen. Bei der Montage wird der Sensordeckel 18 enlang der Lenkspindel 16 geführt, wobei diese durch eine Öffnung in dem Sensordeckel 18 ragt.
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2 zeigt eine Ausführung eines Rasthakens nach dem Stand der Technik, der insgesamt mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet ist. Dieser Rasthaken umfasst einen Grundkörper 52, der über eine Biegestelle 54 mit einem Zapfen 56 verbunden ist, der wiederum an seinem der Biegestelle 54 gegenüberliegenden Ende eine Rastnase 58 trägt, die dazu dient in eine dafür vorgesehene Ausnehmung, bspw. eine Nut, eines weiteren Körpers einzurasten, so dass eine Verbindung zwischen dem Rasthaken 50 bzw. einer mit diesem verbundenen Komponente und dem weiteren Körper mittels Rastverbindung formschlüssig erreicht wird.
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Bei der Montage wird die Biegestelle 54 gebogen, d. h. auf einer Seite gestaucht und auf der gegenüberliegenden Seite gedehnt, ein Doppelpfeil 60 verdeutlicht die Biegelänge. Bei Belastung des Schnapphakens 50 nach der Montage in Richtung entgegen der Montagerichtung kommt es verhältnismäßig einfach zu einem Verbiegen des Rasthakens 50 im Bereich der Biegestelle 54, so dass der Rasthaken 50 bzw. die mit diesem bewirkte Rastverbindung leicht wieder gelöst werden kann bzw. sich bei Belastung leicht wieder löst.
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3 zeigt einen Ausschnitt eines Deckels, der insgesamt mit der Bezugsziffer 100 bezeichnet ist. Die Darstellung zeigt einen Grundkörper 102 des Deckels mit einem oberen Streifen 104 und einem unteren Streifen 106. Der gesamte Deckel 100 weist eine im wesentlichen runde Grundform auf, d. h. der untere Streifen 106 und der obere Streifen 104 bilden in sich geschlossene Ringe, die über Stege 110 miteinander verbunden sind. In dem hier gezeigten Ausschnitt sind zwei Stege 110 zu erkennen, zwischen denen ein Schnapphaken 120 ausgebildet ist. Dieser Schnapphaken 120 ist über zwei Verbindungsbereiche bzw. Verbindungsstellen 122 und 124 mit dem unteren Streifen 106 des Grundkörpers 102 und damit mit diesem Grundkörper 102 verbunden. In diesem Fall sind der Grundkörper 102, die Verbindungsstellen 122, 124 und der Schnapphaken 120 einteilig ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Rasthaken 120 über die Verbindungsstellen 122 und 124 an dem Grundkörper 102 bzw. an dem unteren Streifen 106 des Grundkörpers 102 angeformt ist.
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Der Schnapphaken 120 umfasst einen von dem Grundkörper 102 abstehenden Zapfen 130, der in den Bereich zwischen den beiden Stegen 110 ragt. An dem freien Ende des Zapfens 130 ist eine Rastnase 132 und damit ein vorspringender Abschnitt vorgesehen, die dazu dient, in eine Ausnehmung in einem anderen Körper, bspw. eine Nut, einzuschnappen bzw. einzurasten, um auf diese Weise eine Verbindung bereitzustellen. Weiterhin ist an dem Zapfen 130 ein länglicher Vorsprung 134 angeformt, der jedoch typischerweise weniger weit als die Rastnase 132 vorsteht bzw. vorspringt.
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Bei der Montage wird der Deckel 100 typischerweise in Richtung eines Pfeils 140 bewegt, es kommt dabei zu einem Schwenken des Zapfens 130 in Richtung in die Zeichenebene hinein. Im Bereich der Ausnehmung des anderen Körpers bewegt sich der Zapfen 130 zurück und es kommt zu der Schnappwirkung bzw. Rastwirkung. Das Schwenken des Zapfens 130 bewirkt im Bereich der beiden Verbindungsstellen 122 und 124 eine Torsion. Wird nach der Montage der Deckel 100 entgegen der Richtung des Pfeils 140 bewegt, so muss, um den Zapfen 130 wiederum zu schwenken, in beiden Verbindungsstellen 122 und 124 eine Torsion bewirkt werden. Dies erfordert jedoch eine so hohe Kraft, dass die durch den Schapphaken 120 bewirkte Verbindung kaum und wenn ja typischerweise nicht zerstörungsfrei gelöst werden kann. Auf diese Weise ist der Deckel 100 fest und sicher mit dem anderen Körper verbunden.
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Es wird nachfolgend auf weitere mögliche Ausführungen eingegangen, die in Kombination mit den voranstehend erläuteretn Ausführungsformen, aber auch für sich alleine betrachtet werden können. Diese weitere Ausführungen betreffen Niederhalter des Deckels.
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4 zeigt einen Deckel nach dem Stand der Technik, der insgesamt mit der Bezugsziffer 200 bezeichnet ist. Dieser Deckel 200 dient als Sensordeckel und ist als geschraubter Deckel ausgeführt. An seiner unteren Seite weist der Deckel 200 zwei Niederhalter 202 auf, die als feste Stege ausgebildet sind. Diese Stege dienen zum Entriegeln eines Sensors, der sich in dem Hohlraum befindet, der mit dem Deckel 200 verschlossen wird.
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5 zeigt eine Ausführung des beschriebenen Deckels, die hierin insgesamt mit der Bezugsziffer 250 versehen ist. Der Deckel 250 ist hier als Sensordeckel ausgebildet und kann sowohl ein geschraubter als auch ein geschnappter Sensordeckel sein, der somit zumindest einen Schnapphaken aufweist, wie dieser hierin noch näher erläutert ist. Der Deckel 250 kann zudem in Verbindung mit jeglichen Dichtmitteln, wie bspw. Flüssigdichtung, O-Ring usw., verwendet werden.
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Der Deckel 250 ist hier in montiertem Zustand auf einem Sensor 252 gezeigt. An der unteren Seite des Deckels 250 bzw. an dessen Grundkörper ist ein Niederhalter 254 vorgesehen. Die untere Seite des Deckels 250 ist die Seite, die dem Sensor 252 im montierten Zustand zugewandt ist. Dieser Niederhalter 254 umfasst ein Federelement bzw. ist als solches ausgebildet. Zu beachten ist, dass selbstverständlich auch zwei oder mehr Niederhalter 254 vorgesehen sein können. Weiterhin zeigt die Darstellung eine Lenkspindel 260, die durch eine Öffnung im Deckel 250 geführt ist.
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Der Niederhalter 254 dient zur Entriegelung des Sensors. Die Entriegelung erfolgt somit über den oder die Niederhalter 254 und nicht über eine Montageanlage. Von Vorteil dabei ist, dass die Gesamtanordnung robuster hinsichtlich axialer Toleranzen ist, was eine Kostenreduktion durch Toleranzaufweitung ermöglicht. Weiterhin bewirkt der federnde bzw. elastische Niederhalter 254 eine Rückstellkraft bei bzw. nach der Montage, wodurch sich ein definerter Spalt durch Anheben des Deckels 250 ergibt. Dies ist insbesondere bei Verwendung einer Flüssigdichtung von Vorteil.
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6 zeigt zur Vedeutlichung der Entriegelung des Sensors 252 auf der linken Seite die Darstellung aus 3 und auf der rechten Seite den Sensor 252 ohne Deckel 250. Pfeile 270 und 272 verdeutlichen die Entriegelung des Sensors 252 über den Niederhalter 254 und nicht über die Montageanlage. Der Deckel 250 übt während des Montageprozesses eine Axialkraft (Pfeil 270) auf den federnden Niederhalter 254 aus. Die Axialkraft wird über den oder die Niederhalter 254 an den Kontaktpunkten (Pfeile 272) des Sensors 252 eingeleitet.
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7 zeigt einen Ausschnitt aus 5. Zu erkennen ist der Deckel 250 und der Sensor 252 und ein Lenkgehäuse 270. Zu beachten ist, dass durch die federnden Niederhalter 254 axiale Toleranzen in der gesamten Toleranzkette, nämlich dem Sensor 252, dem Deckel 250 und dem Lenkgehäuse 270 ausgeglichen werden. Die Toleranzen können sogar vergrößert werden, was eine Reduzierung der Fertigungskosten ermöglicht.
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In 8 ist ein Ausschnitt vergleichbar dem Ausschnitt aus 7 gezeigt. Diese Darstellung verdeutlicht die Federkraft bzw. Rückstellkraft (Pfeil 280) der Niederhalter. Diese schiebt nach der Montage, bei einem Deckel mit Schnapphaken nach dem Einrasten der Schnapphaken, den Deckel 200 nach ober und stellt einen definerten Spalt 284 an Flüssigdichtung ein.
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9 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines montierten Deckels 300. Die Darstellung zeigt ein Federelement 302, das als Niederhalter dient, einen Drehmomentsensor 304 und eine Lenkspindel 306, die durch eine Öffnung 308 in dem Deckel 300 ragt.
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Der vorgestellte Deckel wurde voranstehend als Sensordeckel erläutert. Grundsätzlich kann der Deckel bei allen Verschlussdeckeln eingesetzt werden, die eine Toleranzkompensation, Spalteinstellung und/oder einen Entriegelungsvorgang benötigen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010030941 A1 [0004]
- DE 102014103576 A1 [0005]
- DE 102015110599 A1 [0007]
