DE3635020C2 - Formschlüssige Befestigung einer axialkraftbeaufschlagten kreiszylindrischen Anschlagscheibe in einem Zylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine formschlüssige Befestigung eine axialkraftbeaufschlagten kreiszylindrischen Anschlag­ scheibe in einem Zylinder der im Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 genannten Art.

Axialkraftbeaufschlagte Anschlagscheiben dieser Art werden auf sehr unterschiedlichen technischen Gebieten benötigt.

Unter anderem ist es üblich, den Lenkeinschlag der Räder eines Kraftfahrzeuges mit Zahnstangenlenkung durch eine Hubbegren­ zung der Zahnstange zu begrenzen, indem im zylindrischen Ge­ häuse der Zahnstangenlenkung - für jede Richtung - ein Axi­ alanschlag angeordnet wird, gegen den z. B. das Axialgelenk der an der Zahnstange angelenkten Spurstangen gegenfährt. Bei Anordnungen mit einer hydraulischen Servounterstützung dienen diese ringförmig gestalteten Anschläge mit ihrer vom Axialge­ lenk abgewandten Seite gleichzeitig als axiale Abstützung für eine Labyrinthdichtung o. ä.

Bei einem bekannten hydraulischen Stellzylinder (US 3 421 786) wird eine kreiszylindrische Anschlagscheibe im Zylindergehäuse axial mit Hilfe eines radial federnden ringförmigen Siche­ rungselements rechteckigen Querschnitts gesichert. Dieses Si­ cherungselement liegt einerseits in einer vergleichsweise tie­ fen scharfflankigen Umfangsnut der Anschlagscheibe und greift andererseits mit mehreren sich radial nach außen erstreckenden ohrenförmigen Lappen in mit der Umfangsnut korrespondierende Teilumfangsschlitze des Zylindergehäuses ein. Scharfflankige Nuten sind wegen der damit verbundenen Kerbwirkung im allge­ meinen problematisch. Auch sind mit solchen Sicherungselemen­ ten in radialer Richtung nur beschränkte Abmessungen möglich, so daß z. B. bei einer hydraulischen Servolenkeinrichtung die axiale Abstützung einer Labyrinthdichtung o. ä. auf der Zahn­ stange dieser Lenkeinrichtung gar nicht oder nur unzulänglich möglich ist.

Durch Vorbenutzung in Fahrzeugen von z. B. Ford und Fiat all­ gemein bekannt sind auch servounterstützte Zahnstangenlenkun­ gen der Firma TRW, bei denen eine ringförmige Anschlagscheibe axial mit Hilfe eines Federdrahtes gesichert wird, der einer­ seits in einer Umfangsnut der Anschlagscheibe und andererseits in einer damit korrespondierenden Umfangsnut des zylindrischen Zahnstangengehäuses liegt. Dieser Federdraht wird bei der Mon­ tage durch ein in der Gehäusewandung befindliches Langloch in die Nuten eingelegt, indem er von außen durch das Langloch in die Nuten eingeführt und die Anschlagscheibe anschließend mit­ tels eines Spezialschlüssels so lange gedreht wird, bis der Draht gänzlich in die Nuten eingezogen ist. Der Montageaufwand ist hierbei beträchtlich und eine spätere Demontage recht schwierig. Hinzu kommt, daß eine radiale Öffnung im Gehäuse generell eine gewisse Schwächung des an sich hochbeanspruchten Gehäuseteils darstellt und andererseits auch eine zusätzliche Verschmutzungsgefahr bedeutet. Da im übrigen bei servounter­ stützten Zahnstangenlenkungen i. a. sowieso bereits besondere Vorkehrungen gegen das Eintreten von Luftfeuchtigkeit getrof­ fen werden müssen, bedeuten solche Gehäuseöffnungen zusätzli­ che Komplikationen.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun­ de, eine formschlüssige Befestigung einer axialkraftbeauf­ schlagten kreiszylindrischen Anschlagscheibe in einem Zylinder anzugeben, die geeignet ist, u. a. in einer Kfz-Zahnstangen­ lenkung mit hydraulischer Servounterstützung als axiale Hub­ begrenzung zu dienen und die nicht nur in einfacher Weise zu montieren, sondern in gleich einfacher Weise zu demontieren ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs gelöst.

Erfindungsgemäß wird also in Kombination das mit der axial­ kraftbeaufschlagten kreiszylindrischen Anschlagscheibe und mit der Zylinderwandung zusammenwirkende Sicherungselement als ra­ dial nach außen vorgespannter Sicherungsring aus Draht mit nach innen abgewinkelten Enden ausgebildet und die Umfangsnut der Anschlagscheibe zur Aufnahme der abgewinkelten Enden des Sicherungsringes entlang eines Teils ihres Umfanges radial vertieft ausgebildet, wobei in diesem Bereich die Anschlag­ scheibe auf ihrer einen Stirnseite mit einer axialen Ausspa­ rung versehen ist, die sich axial bis in die Umfangsnut und von außen sektorförmig radial so weit nach innen erstreckt, daß für ein Spannwerkzeug freie axiale Zugänglichkeit zu den abgewinkelten Enden des Sicherungsringes gegeben ist.

Durch diese Ausbildung ist es unter Verwendung einer abgerundeten Umfangs­ nut in der zylindrischen Gehäusewandung und ohne Schwächung dieser Gehäuse­ wandung möglich, eine sich radial von der zylindrischen Gehäusewandung bis zur Zahnstange erstreckende ringförmige Anschlagscheibe sehr leicht zu mon­ tieren und wieder zu demontieren, wobei nicht nur ein zuverlässiger axial­ kraftbeaufschlagbarer Anschlag hergestellt wird, sondern gleichzeitig auch eine zuverlässige Axialabstützung für eine benachbarte Labyrinthdichtung o. ä. geschaffen ist.

Anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch einen Teil einer hy­ draulisch unterstützten Kfz-Zahnstangenlenkung,

Fig. 2 die Draufsicht einer erfindungsgemäß verwendeten Anschlagscheibe,

Fig. 3 eine entlang der Schnittführung III teilgeschnittene Seitenansicht dieser Anschlagscheibe und

Fig. 4 die Draufsicht eines erfindungsgemäß verwendeten Sicherungsringes.

In Fig. 1 ist das eine Ende einer servounterstützten Kfz-Zahnstangenlenkung dargestellt, dessen Gehäuse mit 1 und dessen Zahnstange mit 2 beziffert ist. Am freien Ende der Zahnstange 2 ist das Axialgelenk 7 einer mit dem gelenkten Rad in Verbindung stehenden nicht weiter dargestellten Spurstange angeschraubt.

Der hydraulische Arbeitsraum 10 ist axial durch ein ringförmiges Arbeitsraum­ abschlußstück 3 abgeschlossen, welches gegen die Gehäusewandung 1 mittels eines O-Ringes und gegen die Zahnstange 2 durch eine Stangendichtung 4 abge­ dichtet ist. Arbeitsraumabschlußstück 3 und Stangendichtung 4 liegen axial an einer ringförmigen Anschlagscheibe 6 an, welche mittels eines radial nach außen vorgespannten Sicherungsringes 9 formschlüssig im zylindrischen Gehäuse 1 der Zahnstangenlenkung befestigt ist. Durch eine gummielastische Manschette 8, die einenends am Gehäuse 1 und - nicht dargestellt - anderen­ ends am Axialgelenk 7 oder der anschließenden Spurstange befestigt ist, ist die Zahnstangenlenkung gegen Verschmutzung etc. geschützt.

Der aus Federdraht gefertigte Sicherungsring 9 besitzt nach innen abgewinkelte Enden 91. Sein Außendurchmesser ist wie bei Sicherungsringen üblich im nicht­ eingebauten Zustand größer als der Außendurchmesser der Anschlagscheibe 6 und sein Drahtdurchmesser ist geringer als die Tiefe der in der Anschlagscheibe 6 vorgesehenen Umfangsnut 61.

Wie die Fig. 2 und 3 erkennen lassen, ist die Umfangsnut 61 der Anschlag­ scheibe 6 entlang eines Teils ihres Umfanges radial so vertieft ausgebildet, daß in ihr die nach innen abgewinkelten Enden 91 des Sicherungsringes Platz finden. In diesem Bereich ist die Anschlagscheibe 6 darüber hinaus auf ihrer einen Stirnseite mit einer axialen Aussparung 62 versehen. Diese erstreckt sich axial bis in die Umfangsnut 61 und außerdem von außen sektorförmig radial so weit nach innen, daß die nach innen abgewinkelten Enden 91 des in die Umfangsnut 61 eingelegten Sicherungsringes 9 für ein Spannwerkzeug, z. B. eine Spitzzange, axial frei zugänglich sind.

Der Sicherungsring 9 wird durch Überstreifen im gespreizten Zustand in die Nut 61 der Anschlagscheibe 6 so eingelegt, daß seine abgewinkelten Enden 91 in die axiale Aussparung 62 der Anschlagscheibe zu liegen kommen. Die derart vormontierte Baueinheit aus Anschlagscheibe 6 und Sicherungsring 9 wird bei der Montage der Zahnstangenlenkung über die Zahnstange 2 in das zylindrische Gehäuse 1 eingeschoben, wobei der Sicherungsring 9 mittels eines an den abgewinkelten Enden 91 angreifenden Spannwerkzeuges radial so weit zusammengespannt wird, daß er während des Einschiebevorganges völlig in der Umfangsnut 61 der Anschlagscheibe 6 verschwindet. Nach axialer Posi­ tionierung dieser vormontierten Baueinheit spreizt sich der Sicherungsring 9 radial wieder auf, so daß er teils in der Umfangsnut 61 der Anschlagscheibe und teils in der nicht weiter bezifferten Umfangsnut des zylindrischen Ge­ häuses 1 zu liegen kommt und die Anschlagscheibe 6 in gewünschter Weise axial fixiert. Sie bietet damit einen sicheren axialen Anschlag für das Axialgelenk 7 der Spurstange, d. h. zur Hubbegrenzung der Zahnstangenlenkung.

Da die Umfangsnut im zylindrischen Gehäuse 1 nicht scharfflankig, sondern halbkreisförmig ausgebildet ist, treten nachteilige Kerbwirkungen nicht auf.

Im Ausführungsbeispiel sind zwei konstruktive Details noch besonders beacht­ lich. So ist die im Vergleich zur Umfangsnut des Zylindergehäuses 1 tief­ grundige Umfangsnut 61 der Anschlagscheibe 6 an ihrer einen Nutflanke mit einer etwa kreisförmigen leichten Anfasung 65 versehen, durch welche die axiale Standfestigkeit der Axialscheibenbefestigung beim Anschlagen des Axialgelenks 7 an der Anschlagscheibe 6 erhöht wird. Die etwa viertelkreis­ förmige Anfasung 65 legt sich dabei nämlich am kreisförmigen Querschnitt des Sicherungsringes 9 an und unterfängt diesen wie eine Art Widerlager, wodurch die Sicherheit gegen ein radiales Nachinnendrücken des Sicherungs­ ringes 9 erhöht wird.

Außerdem ist die radiale Abmessung der sektorförmigen axialen Aussparung 62 der Anschlagscheibe geringer bemessen als die Länge der nach innen abge­ winkelten Enden 91 des Sicherungsringes 9. Dafür ist die Umfangsnut 61 in diesem Bereich aber schlitzförmig bis zum Innenumfang der Anschlagscheibe hindurchgeführt. In Fig. 3 ist dieser Schlitz mit 63 beziffert. Die abge­ winkelten Enden 91 des in die Umfangsnut 61 eingelegten Sicherungsringes erstrecken sich somit radial in diesen Schlitz 63 hinein. Diese Ausbildung besitzt den Vorteil, daß die abgewinkelten Enden 91 axial in beiden Rich­ tungen geführt sind, wobei die eine axiale Führung durch den kreisförmigen Steg 64 gewährt wird.

Claims (2)

1. Formschlüssige Befestigung einer axialkraftbeaufschlagten kreiszylindrischen Anschlagscheibe in einem Zylinder mit­ tels eines einerseits in eine Umfangsnut der Anschlagschei­ be und andererseits in eine Umfangsnut des Zylinders ein­ greifenden ringförmigen Sicherungselements, gekennzeichnet durch folgende zum Teil bekannte Merkmale:

• a) Das Sicherungselement ist als radial nach außen vorge­ spannter Sicherungsring (9) aus Draht mit nach innen ab­ gewinkelten Enden (91) ausgebildet, dessen Außendurch­ messer im nichteingebauten Zustand größer ist als der der Anschlagscheibe (6) und dessen Drahtdurchmesser ge­ ringer ist als die Tiefe der Umfangsnut (61) der An­ schlagscheibe (6).
• b) Die Umfangsnut (61) der Anschlagscheibe (6) ist zur Auf­ nahme der abgewinkelten Enden (91) des Sicherungsringes (9) entlang eines Teils ihres Umfangs radial vertieft ausgebildet und in diesem Bereich ist die Anschlagschei­ be (6) auf ihrer einen Stirnseite mit einer axialen Aus­ sparung (62) versehen, die sich axial bis in die Um­ fangsnut (61) und von außen sektorförmig radial so weit nach innen erstreckt, daß für ein Spannwerkzeug freie axiale Zugänglichkeit zu den abgewinkelten Enden (91) des Sicherungsrings (9) gegeben ist.

2. Formschlüssige Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut (61) der An­ schlagscheibe (6) zumindest an einer Nutflanke eine etwa viertelkreisförmige Anfasung (65) aufweist.