DE4126897A1 - Hydraulisches klemmsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Klemmsystem sowie einen Klemmkäfig und eine Klemmhülse für ein derartiges System. Das erfindungsgemäße Klemmsystem ist insbesondere für die Hinterradlenkung bei Kraftfahrzeugen geeignet.

Aus der DE-OS 38 11 225 ist bereits eine hydraulische Stützvorrichtung bekannt. Diese hydraulische Stützvorrichtung dient insbesondere zur Abstützung von Fahrzeugen und verwendet eine als Kolbenstange -eines Arbeitszylinders ausgebildete ver­ schiebbare Tragestange sowie eine die Bewegung der Kolben­ stange blockierende Klemmvorrichtung. Die Klemmvorrichtung weist mehrere axial verschiebbare Klemmbacken auf, die auf gehäusefesten zur Längsachse der Kolbenstange schräg liegenden Führungsbahnen durch ein Federelement zur Blockierlage an den Umfang der Kolbenstange anpreßbar sind. Ein zylindergeführter Servokolben dient zum Verschieben der Klemmbacken entgegen einer Federkraft in die Öffnungslage. Die Klemmbacken sind gegen einen Anschlag begrenzt unter achsparalleler Zustellbe­ wegung in die Öffnungslage verschiebbar, und zwar derart, daß die Klemmbacken ein Gleitlager mit definiertem Lagerspalt zur Längsführung der Kolbenstange bilden.

Bei einer Lenkbetätigungsanordnung mit einem hydraulischen Klemmsystem für die Hinterradlenkung bei einem Kraftfahrzeug ergeben sich Probleme hinsichtlich einer nicht ausreichenden Höhe der Haftkraft zwischen einer Kolbenstange und dem Klemmkäfig. Ferner soll eine im wesentlichen konstante Haltekraft über lange Zeiträume hinweg verfügbar sein. Ein weiteres Problem ist die Vermeidung von Betriebsstörungen durch den Aufbau eines Druckpotentials im Klemmsystem. Zudem ist ein sicherer Schutz gegenüber Undichtigkeit an den Dichtungen im Klemmsystem nötig.

Die vorliegende Erfindung bezweckt ein hydraulisches Klemm­ system, insbesondere für eine Kraftfahrzeughinterradlenkung sowie einen Klemmkäfig und eine Klemmhülse für ein solches System derart vorzusehen, daß die Haltekraft zwischen dem Klemmkäfig und der Stange erhöht und eine sichere Klemm­ verbindung zwischen diesen Teilen bei hoher Betriebs­ lebensdauer erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß das Klemmsystem bzw. der Klemmkäfig auf seiner der Stange zugekehrten Fläche mit Rillen versehen ist. Dies bewirkt die Erhöhung der Haltekraft. Die Rillen können gewindeförmig und gegenläufig vorgesehen sein. Sie weisen vorzugsweise nur eine geringe Tiefe von ca. 0,2 mm auf. Ihr Abstand (Steigung) beträgt ca. 1 bis 1,5 mm. Auch die Rillenbreite ist eng ausgeführt. Sie beträgt vorzugsweise ebenfalls wie die Rillentiefe ca. 0,2 mm. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Klemmkäfig zur Erhöhung seiner Haltbarkeit aus Feder­ stahl ausgeführt. Damit sich der Klemmkäfig fest mit der Stange verbinden läßt, ist dieser in an sich bekannter Weise mit Längsschlitzen versehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Klemmkäfig mit vorzugsweise 8 Schlitzen - oder mit einem Schlitz - ausge­ bildet, er ist ferner an seiner Außenoberfläche mit einem Kegelwinkel von etwa 5 Grad ausgebildet, und er ist an seiner Innenoberfläche (der Käfiginnenseite) mit Gewinderillen versehen und sandgestrahlt. Das an seiner Innenfläche vorgesehene Gewinde hat eine Steigung von 1 bis 1,5 mm.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind an der Innenoberfläche des Klemmkäfig sogenannte Kreuzrillen ausge­ bildet und es ist nur ein Längsschlitz vorhanden. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung sind wiederum mehrere vorzugsweise 8 Längsschlitze vorgesehen und zwar zusammen mit nur einer einzigen Gewinderille.

Vorzugsweise ist eine den Klemmkäfig umgebende Klemmhülse mit einer Tankentlastung ausgestattet, d. h. an der zur Feder hinweisenden Stirnseite des Klemmkäfigs sind im Bereich der Anlage der Feder beispielsweise zwei diametral angeordnete Entlastungssenkungen (z. B. Bohrungen) vorgesehen, die im Federraum durch Verbindung mit dem Tank einen Druckaufbau verhindern.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Klemmsystems sieht vor, daß der Klemmkäfig mit seiner Außenoberfläche einen Kegelwinkel von etwa 5° bildet, daß der Klemmkäfig als achtschlitziger Käfig mit Gewinderillen und sandgestrahlt an der Käfiginnenseite vorgesehen ist, daß ferner die die Klemmhülse vorspannende Feder warm vorgesetzt ist und die Klemmhülse vorkalibriert und mit Tankentlastung versehen ist.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung sowie den Ansprüchen.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Lenkbetätigungsanordnung mit einem erfindungsgemäßen, hydraulischen Klemmsystem im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine bekannte Schützvor­ richtung gemäß DE-OS 38 11 225;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Klemmkäfig des erfindungsgemäßen hydraulischen Klemmsystems;

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Klemmkäfig gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine Einzelheit der Ausbildung einer erfindungs­ gemäßen Rille, wie sie in Fig. 3 und auch in Fig. 6 verwendet wird;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungs­ beispiel eines erfindungsgemäßen Klemmkäfigs;

Fig. 7 eine Draufsicht auf den Klemmkäfig der Fig. 6

Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Klemmhülse, wobei im linken und rechten Teil unter­ schiedliche Vorschläge realisiert sind;

Fig. 9 eine Draufsicht auf die Klemmhülse gemäß Fig. 8;

Fig. 10 eine Teilschnittansicht einer anderen Ausbildung einer Klemmhülse;

Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausbildung einer erfindungsgemäßen Klemmhülse;

Fig. 12 einen Teillängsschnitt ähnlich Fig. 1, aber entlang einer anderen Schnittebene durch das hydraulische Klemmsystem der Fig. 1.

Kurzer Überblick

Fig. 1 zeigt eine gemäß der Erfindung ausgebildete Lenkbe­ tätigungsanordnung 1, die insbesondere für eine Hinterrad­ lenkung bei Kraftfahrzeugen geeignet ist. Die Lenkbetäti­ gungsanordnung 1 weist ein erfindungsgemäßes, hydraulisches Klemmsystem 2 auf, welches dazu dient im Bedarfsfall (z. B. bei Auftreten eines Fehlers), eine Kolbenstange 3 in irgendeiner Lenk-Position festzuklemmen. Die Kolbenstange 3 ist in einem Gehäuse 4, einem Deckel 5 und beispielsweise einem weiteren, nicht näher bezeichneten Gehäuseteil hin- und herbewegbar gelagert, wobei mehrere Dichtungen 6 Druckmittelabdichtungen vorsehen. Die Kolbenstange 3 trägt einen Kolben 7, der in einem Kolbenraum angeordnet ist. Der Kolben 7 kann einem Druckmittel ausgesetzt werden, um die Bewegung der Stange 3 in der einen oder anderen Richtung zum Zwecke des Auslenkens der Hinterräder zu bewirken.

Eine Klemmhülse 8 ist durch eine auf einer Traghülse 110 sitzende Feder 9 vorgespannt, und drückt einen Klemmkäfig 20 gegen die Welle 3, um diese festzuklemmen (Klemmzustand). Durch Druckmittelzufuhr über einen Verbindungskanal 85 kann die Klemmhülse 8 entgegen der Kraft der vorzugsweise als Tellerfeder ausgebildeten Feder 9 um einen geringen Hub verschoben werden, so daß der Klemmzustand gelöst (Frei­ gabezustand) wird.

Stand der Technik gemäß DE-OS 38 11 225

Bevor auf das hydraulische Klemmsystem 2 näher eingegangen wird, sei zunächst auf Fig. 2 hingewiesen, die eine hydrau­ lische Stützvorrichtung 10 gemäß DE-OS 38 11 225 zeigt. Die Stützvorrichtung 10 weist ein dreiteiliges Gehäuse 11 auf, in dem eine Kolbenstange 12 mittels eines Klemmkäfigs 13 fest­ klemmbar ist. Dieses Festklemmen erfolgt durch die Kraft einer Feder 15, während das Lösen durch einen druckmittelbetätigten Servokolben 14 erfolgt, der entgegen der Kraft der Feder 15 wirken kann.

Der Klemmkäfig

Die Fig. 3 bis 5 zeigen einen gemäß der Erfindung ausgebil­ deten Klemmkäfig 20, wie er in einem Klemmsystem 2 der Fig. 1 eingesetzt werden kann, und zwar bei der Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeugs. Bei der Hinterradlenkung eines Kraft­ fahrzeugs treten andere Probleme auf als bei einer hy­ draulischen Stützvorrichtung, die insbesondere zur Abstützung von Fahrzeugen dient. Bei der Hinterradlenkung kommt es darauf an, daß ein den erfindungsgemäßen Klemmkäfig 20 verwendendes hydraulisches Klemmsystem 2 die bei der Hinterradlenkung vor­ handene bewegliche Welle oder Stange 3 sicher auch bei häufi­ ger Betätigung festlegt, und zwar mit hoher, insbesondere gleichbleibender Klemm- oder Haftkraft an beliebigen Stellen des Gesamthubes von Kolben 7.

Der erfindungsgemäße Klemmkäfig 20 besitzt eine axial ver­ laufende Wand 21, die eine im Querschnitt vorzugsweise kreis­ zylindrische Längsbohrung 24 definiert. Der Klemmkäfig 20 weist ferner eine mit 22 bezeichnete Innenoberfläche und eine mit 23 bezeichnete Außenoberfläche auf. Ein Längsschlitz 26 erstreckt sich vorzugsweise parallel zur Mittelachse des Klemmkäfigs 20 nahezu über die gesamte Länge L des Klemm­ käfigs. Der Schlitz 26 geht von einer ersten oder Federstirn­ seite 31 des Klemmkäfigs aus und endet nahe einer zweiten oder Kolbenstirnseite 32 des Klemmkäfigs in einer zylinderförmigen Erweiterung (Loch, Bohrung) 27.

Wie in Fig. 3 angedeutet sind die Kanten des Klemmkäfig 20 abgerundet und die Innenoberfläche und die Außenoberfläche sind in der angedeuteten Weise bearbeitet. Vorzugsweise ver­ läuft die Außenoberfläche unter einem kleinen Kegelwinkel alpha von vorzugsweise 50 geneigt gegenüber einer Parallelen zur Mittelachse 33.

Erfindungsgemäß ist die Innenoberfläche 24 mit Rillen 30 aus­ gestattet. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um Gewinderil­ len. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 werden Kreuzrillen 30 vorgesehen, die vorzugsweise dadurch erzeugt werden, daß man zwei gegenläufige, schraubenlinienförmige Gewindegänge in die Innenoberfläche 24 einschneidet. Die Gewindegänge erstrek­ ken sich vorzugsweise über die gesamte Länge L des Klemm­ käfigs 20, der wiederum vorzugsweise eine Länge L in der Größenordnung von 26 mm besitzt. Der Innendurchmesser ID des Klemmkäfigs liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 22 mm. Der Durchmesser D der kugelförmigen Erweiterung liegt vorzugs­ weise in der Größenordnung von 4 mm. Der Abstand A des Mittel­ punktes der kugelförmigen Erweiterung 27 gegenüber der Kolben­ stirnseite 32 liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 4 mm, d. h. die kugelförmige Erweiterung 27 ist verhältnismäßig nahe zur Kolbenstirnseite 32 angeordnet.

Die vorzugsweise gewindeförmig ausgebildeten Rillen können auch als Nuten bezeichnet werden und haben eine verhältnis­ mäßig geringe Tiefe T von 0,2 mm und eine ebenfalls verhält­ nismäßig geringe (vgl. Fig. 5) Breite P von ca. 0,2 mm. Der Abstand der Rillen oder deren Steigung S beträgt etwa 1 bis 1,5 mm.

In den Fig. 6 bis 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Klemmkäfigs 40 gezeigt. Der Klemmkäfig 40 weist eine Wand 41 auf, die wiederum eine Innenoberfläche 22 und eine Außenober­ fläche 23 besitzt. Die durch die Wand 41 definierte vorzugs­ weise kreiszylindrische Längsbohrung ist mit 24 bezeichnet. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 werden mehrere Schlitze 46 und zwar vorzugsweise - wie gezeigt - A Schlitze 46 verwendet, von denen - vgl. insbesondere auch Fig. 7 - die Hälfte zur er­ sten oder Federstirnseite 51 hin offen sind, während die ande­ re Hälfte zur zweiten oder Kolbenstirnseite 52 hin offen ist. Vorzugsweise wechseln sich von der einen Stirnseite her gese­ hen die offenen und "geschlossenen" Schlitze ab. Im Falle von 8 Schlitzen sind diese mit einem Winkelabstand W von 45° an­ geordnet. Die Längsschlitze 46 sind wiederum an ihren ge­ schlossenen Enden mit zylinderförmigen Erweiterungen (Bohrung­ en) 47 bzw. 48 ausgestattet. Die zylinderförmigen Erweiterung­ en 47, 48 liegen dicht zu den entsprechenden Stirnseiten 52 bzw. 51. Die Mittelpunkte der zylinderförmigen Erweiterung 47 haben einen Abstand A in der Größenordnung von 4 mm gegenüber der Stirnseite 52. Die Mittelpunkte der zylinderförmigen Erweiterungen 48 haben einen Abstand Z gegenüber der Stirn­ seite 51, der ebenfalls in der Größenordnung von 4 mm liegt. Das heißt A ist vorzugsweise gleich Z. Wie beim vorausgegan­ genen Ausführungsbeispiel liegt die Länge L des Klemmkäfigs 40 in der Größenordnung von 26 mm und die konische Außenober­ fläche 23 verläuft wiederum unter einem Kegelwinkel alpha von ungefähr 5° gegenüber einer Parallelen zur Längsachse 33.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 6 bis 7 sind die Rillen 50 sozusagen in der Form einer einzigen Gewinderille ausgebildet. Die Gewinderille 50 hat ähnlich wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels - vgl. Fig. 5 - vorzugsweise eine Tiefe T von in etwa 0,2 mm und eine Breite P in der Größen­ ordnung von 0,2 mm. Die Steigung oder der Rillenabstand S ist vorzugsweise 1 bis 1,5 mm.

Für beide Ausführungsbeispiele wird bevorzugt, den Klemmkäfig zur Erhöhung von dessen Haltbarkeit aus Federstahl herzu­ stellen. Die bereits erläuterten Längsschlitze 26, 46 sind vorzugsweise vorgesehen und ermöglichen eine feste Klemm­ verbindung zwischen Klemmkäfig 20, 40 und Stange 3.

Was die Form der Rille oder der Rillen anlangt, so kann diese wie in Fig. 5 gezeigt vorzugsweise dreieckförmig sein, d. h. wie bei einem scharfgängigen Gewinde. Es ist aber auch denkbar, die Rillen nach Art eines flachgängigen Gewindes auszubilden. Auch Rundgewinde, Trapezgewinde und Sägegewinde sind denkbar.

Man erkennt, daß sich die Rillen vorzugsweise über die ge­ samte Länge L des Klemmkäfig erstrecken. Es ist aber auch denkbar, daß sich die Rillen nur über einen Teil der Länge L hinweg erstrecken. Ferner ist ersichtlich, daß sich die Rillen nicht nur in Längsrichtung und auch nicht nur in Querrichtung erstrecken, sondern vorzugsweise in einer "Resultierenden" aus diesen beiden Richtungen.

Wie bereits angedeutet ist die Käfiginnenseite, d. h. die Innenoberfläche 22 sandgestrahlt.

Die Klemmhülse

Die einleitend bereits erwähnte Klemmhülse 8 (vgl. Fig. 1) um­ greift den Klemmkäfig 20, um die Federkraft auf diesen zum Zwecke des Festklemmens der Stange 3 zu übertragen. Die Figu­ ren 8 und 9 zeigen eine gemäß der Erfindung ausgebildete Klemmhülse 60. Die Klemmhülse 60 weist eine zylindrische Wand 61 auf, die einen Klemmteil 62 mit konischer Innenoberfläche 63, einen Dichtungsaufnahmeteil 64 mit Nut 65 sowie einen Federumfassungsteil 67 bildet. Der Dichtungsaufnahmeteil 64 weist eine Anlagefläche 66 für die hier nicht gezeigte Feder 9 auf und an seinem Innenumfang ist eine kreiszylindrische Aus­ nehmung 68 vorgesehen, von der aus sich dann die - einen kleinen Kegelwinkel von etwa 50 bildende - konische Innenober­ fläche 63 aus erstreckt, mit der der Klemmkäfig 20 umgriffen wird. Benachbart zur Nut 65 ist eine Abschrägung 70 vorgesehen und in der Anlagefläche 66 ist erfindungsgemäß eine Entlast­ ungssenkung 71 (allgemein als Entlastungsmittel bezeichnet) ausgebildet. Die Breite 72 dieser Entlastungssenkung liegt in der Größenordnung von 4 bis 6 mm. Die verbleibende Anlage­ fläche ist mit 73 bezeichnet und liegt vorzugsweise in der Größenordnung von einem Drittel der Gesamtbreite der Anlage­ fläche 66. Die Radialstärke 74 des Federumfassungsteils 67 ist verhältnismäßig gering und liegt in der Größenordnung von 0,6 bis 0,8 mm. An der (unteren) Stirnseite der Klemmhülse 60 ist - vgl. Fig. 8 - eine Abschrägung 76 vorgesehen.

In den Fig. 8 und 9 erkennt man, daß in den linken Darstel­ lungen dieser Figuren die Entlastungssenkung 71 noch mit einer nutartigen Axialverlängung 75 ausgestattet ist, die an Klemmhülse 60 befestigt ist oder lose sein kann. Dies ist bei der Entlastungssenkung 71 im rechten Teil der Fig. 8 und 9 nicht der Fall. Vorzugsweise sind, wie gezeigt, zwei diametral angeordnete Entlastungssenkungen 71 vorgesehen. Es reicht aber prinzipiell auch nur eine derartige Entlastungssenkung. Die Entlastungssenkung ist derart angebracht, daß sich keine druckmitteldichte Anordnung zwischen Feder 9 und der Anlage­ fläche 76 ergibt. Es könnte nämlich der Fall sein, daß bei Nichtvorhandensein dieser Entlastungssenkungen 71 sich im Federrahmen 101 (Fig. 12) Druck ansammelt, der einen ordnungs­ gemäßen Betrieb des Systems 2 unmöglich macht. Dies wird weiter unten noch näher erläutert.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Klemm­ hülse 77, bei der eine Entlastung 78 von ähnlicher Gestalt wie in Fig. 8 und 9 vorgesehen ist, wobei hier eine radial verlau­ fende Bohrung 79 eine Verbindung zur Außenoberfläche der Klemmhülse 77 herstellt.

Fig. 11 zeigt eine weitere Ausbildung der Klemmhülse 80, wobei hier die Entlastung 81 durch z. B. zwei um 180° versetzte Einfräsungen gebildet ist.

Die weitere Ausbildung des Klemmsystems 2 und die Anordnung der Feder 9.

Fig. 12 zeigt eine Einzelheit des in Fig. 1 dargestellten hydraulischen Klemmsystems 2, allerdings in einer anderen Schnittdarstellung. Fig. 12 zeigt insbesondere (ähnlich wie Fig. 1 nur schematisch) den Verbindungskanal 85, der im Gehäuse 4 ausgebildet ist und der dazu dient, um einen Steuer­ druck zur Klemmhülse 8 zu leiten. Ferner ist ebenfalls schematisch ein Tankkanal 86 vorgesehen, der den Tank mit der Klemmhülse 8 in Verbindung bringt.

Im einzelnen ist dabei im Gehäuse 4 eine Längsbohrung 87 vorgesehen, die mehrere Bohrungsabschnitte mit unterschied­ lichem Durchmesser aufweist: ein erster nicht näher bezeichneter Bohrungsabschnitt, in dem zwei Dichtungen 88 in Berührung mit der Kolbenstange 3 angeordnet sind; ein zweiter, einen größeren Durchmesser aufweisender Bohrungsabschnitt 89, in dem eine Dichtung 90 vorgesehen ist, die mit der Außen­ oberfläche der Klemmhülse 8 in Berührung steht; ein dritter Bohrungsabschnitt 91, der einen etwas größeren Durchmesser besitzt als der Bohrungsabschnitt 89; ein sich an den dritten Bohrungsabschnitt anschließender, wiederum einen größeren Durchmesser als dieser aufweisender vierter Bohrungsabschnitt 92; und der sich dann anschließende, einen etwas kleineren Bohrungsdurchmesser besitzende fünfte Bohrungsabschnitt 93. Zwischen dem ersten und zweiten Bohrungsabschnitt bildet das Gehäuse eine Anschlagfläche 94.

Eine im Dichtungsaufnahmeteil 64 der Klemmhülse 8 sitzende Dichtung ist mit 95 bezeichnet. In dem bereits erwähnten und in Fig. 1 gezeigten Deckel 5 ist eine Anschlagfläche 96 vorge­ sehen, so daß der Klemmkäfig 20 an der Anschlagfläche 94 und ein Federträger 110 (Fig. 1) an der Anschlagfläche 96 in Axialrichtung unverschiebbar gehalten sind.

Auf der Oberfläche 97 der Stange 3 sitzt der Klemmkäfig 20. An der Innenoberfläche der Klemmhülse 8 sind Lagermittel in der Form einer Kunststofflagerhülse 111, vorzugsweise ein sogenanntes DU-Lager, vorgesehen und vorzugsweise durch Aufdrücken befestigt. Das DU-Lager 111 wird vor seiner Montage durch Aufdrücken auf die Klemmhülse mit hoher Kraft gepreßt, so daß es sich hinterher nicht mehr hub­ mäßig (Dicke) verändern kann. Würde man dies nicht tun, so könnte es passieren, daß nach mehrmaligem Festklemmen durch das Setzen des Kunststoffs des DU-Lagers 111 die Klemmkräfte nachlassen würden. Vorzugsweise wird das DU-Lager 111 mittels eines Prägedorns mit hoher vorgegebener Kraft gepreßt (kalibriert). Insgesamt kann man sagen, daß auf diese Weise die Klemmhülse 8 kraftmäßig vorkalibriert wird.

Im Bereich des zweiten Bohrungsabschnitts 89 wird durch die erwähnte Abschrägung 76 ein Raum 98 gebildet, mit dem der Tankkanal 86 verbunden ist.

Ferner werden vorzugsweise miteinander in Verbindung stehende Räume 99 und 100 gebildet, und zwar im Bereich des dritten Bohrungsabschnittes 91 bzw. im Bereich des vierten Bohrungs­ abschnittes 92. Die Bildung des Raums 99 wird durch eine Ausdrehung im Außenumfang der Klemmhülse 8 unterstützt, während die Bildung des Raums 100 durch die Abschrägung 70 der Klemmhülse 8 unterstützt wird.

Der die Feder 9 aufnehmende Raum ist als Federraum 101 be­ zeichnet. Der bereits erwähnte Federträger 110 bildet eine die Feder umgebende Verlängerung 104 und einen eine Dichtung 105 aufnehmenden Anlageteil 106. Der Federanlagefläche des Anlageteils 106 ist vorzugsweise eine Scheibe 103 vorgesetzt, um so die Feder 9 weiter vorzuspannen. Erfindungsgemäß ist die Feder 8 warm vorgesetzt. Mit dem Ausdruck "warm vorgesetzt" soll ausgedrückt werden, daß die Feder 9 vor dem Einbau in das Klemmsystem vorgealtert wird und sich nach Belastung und Lebensdauer nicht mehr verändert. Dies geschieht durch ein Erhitzen und Pressen der Feder. Auf diese Weise wird die Feder 9 in einen Zustand gebracht, in dem sie sich anschließend nicht mehr verändert. Wie bereits erwähnt, wird die Feder über das Maß der Vorspannung, erreicht durch die Bauteile 10, 8, 20, vorzugsweise noch weiter vorgespannt, und zwar durch Ein­ setzen der Scheibe 103 zwischen der Feder 9 und der Anlage­ fläche 112, gebildet vom Anlageteil 106. Vorzugsweise ist die Feder um z. B. 2/10 mm durch Verwendung der Scheibe 103 weiter vorgespannt und hub- und kräftemäßig eingestellt.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung ist dem Fachmann aufgrund obiger Beschreibung klar. Lediglich ergänzend sei bemerkt, daß im Verlauf eines Lenkvorgangs die Kolbenstange 3 in der Längsbohrung 87 hin und her bewegt wird, und diese Hin- und Herbewegung wird dadurch ermöglicht, daß über den Verbindungskanal 85 ein Steuerdruck Pst den Kammern 99, 100 zugeführt wird, wodurch die Klemmhülse 8 entgegen der Kraft der Feder 9 um eine kleine Hubstrecke in Fig. 12 nach rechts bewegt wird. Dabei sieht die Dichtung 95 eine Trennung zwischen dem Raum 100 und dem Federraum 101 vor. Das Klemm­ system befindet sich dann in seinem gelösten Klemmzustand. Der Klemmzustand wird immer dann eingenommen, wenn der Steuerdruck im Verbindungskanal 85 nicht ausreicht, um die Kraft der Feder 9 zu überwinden, so daß diese über die Klemmhülse 8 den Klemm­ käfig 20 auf die Stange 3 drückt und diese dadurch festklemmt.

Die im Bereich der linken Stirnseite der Klemmhülse 8 vorge­ sehene Tankbohrung 86 stellt eine Verbindung zu dem Betriebs­ tank T her, der etwa auf 0 bis 5 Bar liegt. Auf diese Weise wird der Klemmsystemraum immer mit Öl gefüllt sein, so daß sich kein Verschleiß an der Stange 3 ergibt. Mit Klemm­ systemraum ist dabei insbesondere auch der Zwischenraum zwischen der Stange 3 und der Innenoberfläche 22 des Klemm­ käfigs 12 bezeichnet.

Weiterhin ist der Tankkanal 86 im Zusammenhang mit der bzw. den Entlastungssenkungen 71 von Bedeutung. Die Entlastungssen­ kungen 71 verhindern, daß sich ein Druck in der Federkammer 101 aufbaut. Dieser Druck kann sich infolge möglicher Leckage und Kompression aufbauen, da laufend in den verschiedenen Positionen geklemmt wird. Ohne die Entlastungsmittel 71 könnte sich eine Abdichtung zwischen der Feder 9 und der die Entlas­ tungsmittel 71 aufweisenden Anlagefläche ergeben, und zwar insbesondere bei Betrieb bei tiefen Temperaturen. Eine andere Möglichkeit eines Druckaufbaus in der Federkammer 101 wäre der Ausfall der Dichtung 95, so daß der Steuerdruck in den Federraum 101 gelangen kann. In jedem Fall wird durch die Entlastungsmittel 71 dieser Druckaufbau im Federraum 101 verhindert, da das Strömungsmittel zu der Tankleitung 86 abfließen kann, und zwar insbesondere über den Zwischenraum zwischen der Stangenoberfläche 97 und der Innenoberfläche 22 der Stange 3, wie auch über den Zwischenraum zwischen der Außenoberfläche der Kunststofflagerhülse 111 und der Innenoberfläche der Klemmhülse 8. Durch die Tankverbindung 86 wird das System besser geschmiert und erhält höhere Lebensdauer.

Claims (32)

1. Hydraulisches Klemmsystem bei dem folgendes vorgesehen ist:
eine hin- und herbewegbare - im Querschnitt vorzugsweise kreiszylindrische - Stange, die vorzugsweise eine Welle oder eine Kolbenstange ist,
ein Gehäuse,
eine im Gehäuse angeordnete Klemmhülse, die im Gehäuse zwischen einem Stangenklemmzustand und einem Stangen­ freigabezustand - vorzugsweise durch eine hydraulische der Kraft einer die Klemmhülse vorspannenden Feder entgegenwirkende Kraft hin und her bewegbar ist, und die an ihrer Innenoberfläche Lagermittel trägt,
ein zwischen Klemmhülse und Stange angeordneter Klemmkäfig, der eine eine Längsöffnung bildende - mit Längsschlitzen versehene - Wand aufweist, die eine der Klemmehülse bzw. den Lagermitteln zugewandte Außenoberfläche und eine der Stange zugewandte Innenoberfläche bildet, die ihrerseits mit der Außenoberfläche der Stange einen Lagerluftspalt definiert, wobei die Innenoberfläche des Klemmkäfigs mit einer oder mehreren Gewinderillen versehen ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenoberfläche des Klemmkäfigs und vorzugsweise auch die Innenoberfläche der Klemmhülse einen kleinen Kegelwinkel bilden, der vorzugsweise in der Größenordnung von 5° liegt.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfiginnenoberfläche sandgestrahlt ist.

4. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder warm vorgesetzt ist.

5. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse kraftmäßig vorkalibriert ist.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagermittel ein DU-Lager sind, welches auf die Innenober­ fläche der Klemmhülse aufgepreßt und dadurch befestigt ist, nachdem es zuvor einer derart großen vorgegebenen Preßkraft ausgesetzt wurde, daß es sich hinterher nicht mehr verändern kann.

7. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse mit einer Tankentlastung 86 ausgestattet ist.

8. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse eine Anlagefläche (66) für die Feder (9) bildet, und daß in dieser Anlagefläche vorzugsweise dort, wo die Feder (9) anliegt, mindestens eine Entlastungssenkung (71) ausgebildet ist.

9. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tankverbindungsbohrung (86) einen die Feder (9) umgebenden Federraum über die mindestens eine Entlastung (71) mit Tank verbindet.

10. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tankent­ lastungsbohrung (86) im Gehäuse an der zur Anlagefläche (66) der Klemmhülse entgegengesetzt liegenden Ende ausgebildet ist.

11. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (9) durch Vorsehen einer zusätzlichen Scheibe (112) weiter vorgespannt ist.

12. Klemmkäfig-System insbesondere für ein hydraulisches Klemmsystem zur Festlegung eines im Käfig angeordneten Elements, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkäfig auf seiner dem Element zugewandten Innenoberfläche mit einer oder mehreren Rillen versehen ist.

13. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel alpha zwischen 2° und 10° liegt.

14. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen(n) auf der Außenoberfläche des Elements vorzugsweise einer Stange vorgesehen sind.

15. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille bzw. jede Rille teils in Quer- teils in Längsrichtung verläuft.

16. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille (N) sich über die ganze Länge des Klemmkäfig erstreckt bzw. erstrecken.

17. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rille vorgesehen ist, die sich schraubenlinienförmig erstreckt (Fig. 4).

18. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rillen vorgesehen sind, die gegenläufig vorgesehen sind.

19. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille(n) gewinde­ förmig ausgebildet ist bzw. sind.

20. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkäfig einen bzw. mehrere Längsschlitze aufweist.

21. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkäfig einen einzigen Längsschlitz aufweist, und daß die Innenoberfläche (24) mit Kreuzrillen (30) versehen ist (Fig. 1).

22. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkäfig mit acht Längsschlitzen (46) ausgestattet ist, die abwechselnd von unterschiedlichen Stirnseiten des Klemmkäfig aus verlaufen, und daß die Innenoberfläche mit Gewinderillen ausgestattet ist.

23. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (26, 46) an ihren geschlossenen Enden kugelförmige Erweiterungen (27 bzw. 47, 48) aufweisen.

24. Klemmhülsen-System insbesondere für ein hydraulisches Klemmsystem zur Festlegung eines in einem Klemmkäfig angeordneten Elements, insbesondere einer Stange einer Hinterradlenken, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse auf ihrer Innenoberfläche Lagermittel (111) trägt, die vorkalibriert sind.

25. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagermittel (111) ein Kunststofflager, vorzugsweise ein DU-Lager sind, welches auf die Innenoberfläche in vorkalibriertem Zustand aufgepreßt.

26. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (8, 60, 77, 80) ein Klemmteil (62), ein Dichtungsaufnahmeteil (64) und ein Federumfassungsteil (67) aufweist.

27. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Innen­ oberfläche (63) einen kleinen Kegelwinkel vorzugsweise von ungefähr 5° besitzt.

28. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse eine Ausnehmung (68) aufweist, in der die auf der Innenoberfläche (63) befestigten Lagermittel (111) enden.

29. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse eine Anlagefläche (66) für die Feder bildet, in der mindestens eine Entlastungssenkung (71) ausgebildet ist.

30. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Entlastungslenkung (71) über mehr als die halbe Radialbreite der Anlagefläche (66) erstreckt.

31. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungssenkung (71) durch eine Bohrung (79) mit der Außenoberfläche des Federumfassungsteils (67) verbunden ist.

32. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Dichtungsaufnahmeteil (64) eine Abschrägung (70) und am Klemmteil (62) eine Abschrägung (76) ausgebildet sind.