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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein Konstruktionen einer Lenkung für Kraftfahrzeuge. Diese Erfindung
ist insbesondere für
Konstruktionen einer Kraftfahrzeuglenkung von Bedeutung, die wie ein "radseitiges Gehäuse" gestaltet sind,
und die in einer solchen Lenkung die gelenkige Verbindung zwischen
einem Verbindungsschwingarm, der selbst an einem Ende einer Zahnstange
befestigt ist, und einem Gelenkzapfen, der selbst an einem Lenkhebel befestigt
ist, der dem entsprechenden rechten oder linken Rad zugeordnet ist,
sicherstellen.
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Ein radseitiges Gehäuse bildet
also eine Aufnahme, die einen Gelenkzapfen mit einem sphärischen
Teil aufnimmt und eine Funktion eines Kugelgelenks realisiert. Bei
den gegenwärtigen
Ausführungsformen
ist das Gehäuse 1 in
seinem unteren Teil bearbeitet, um eine Aufnahme 2 zu bilden,
die nach unten offen ist und den Gelenkzapfen 3 aufnimmt,
wie 1 zeigt. Insbesondere
enthält
die Aufnahme 2 einen Käfig 4,
der den sphärischen
Teil 3a des Gelenkzapfens 3 einschließt, wobei
der Käfig eine
sphärische
Oberfläche
aufweist, die zu dem sphärischen
Teil 3a komplementär
ist. Der untere Teil der Aufnahme 2 ist durch einen Teller 5 verschlossen, der
durch eine Einfassung 6 an der Stelle gehalten wird. Eine
schraubenförmige
Feder 7, die zwischen dem Boden des Tellers 5 und
dem Käfig 4 zusammengedrückt ist,
sichert die Einstellung des Reibmoments des Kugelgelenks und die
Nachstellung von eventuellen Spielen, die gleichermaßen durch
die Tatsache sichergestellt sind, dass der Käfig geschlitzt ist und sich
in das Innere der Aufnahme 2 des Gehäuses verschiebt. Ein Balg 8,
der auf dem oberen Teil des Gehäuses 1 montiert
und durch den Gelenkzapfen 3 durchdrungen ist, schützt die
vorgenannten Elemente, indem er eine Dichtigkeit sicherstellt und eine
vorhandene Fettreserve sowohl in 9 als auch auf dem Niveau
der Feder 7 einschließt.
Beispielhaft kann hier auf die französische Patentanmeldung Nr. 2597176
Bezug genommen werden.
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Die gegenwärtige Lösung, die gerade beschrieben
wurde, weist verschiedene Nach teile auf, insbesondere soweit sie
sich auf die Herstellungs- und Zusammenbautätigkeiten bezieht.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Zahnstangenlenkgehäuse
für Kraftfahrzeuge;
und im Spezielleren bezieht sie sich auf ein Bauteil, Andrückvorrichtung
genannt, das im Gehäuse
einer solchen Lenkung angebracht ist und die Aufgabe hat, die Zahnstange
elastisch gegen den Gelenkzapfen, der mit der Lenksäule verbunden
ist, zu drücken,
mit der die Zahnstange mit einer gesteuerten Kraft in Eingriff gehalten
werden soll.
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Um eine zufriedenstellende Wirkungsweise eines
Zahnstangenlenkmechanismus zu erzielen, muss der Gelenkzapfen mit
der Zahnstange in Eingriff gehalten werden. Dazu wird in der gegenwärtigen Technik
auf ein bewegliches Teil, Andrückvorrichtung
genannt, zurückgegriffen,
das mit elastischen Einrichtungen wie einer elastischen oder Federscheibe
kombiniert ist, wobei die europäische
Patentanmeldung Nr. 0860345 ein Beispiel dafür liefert. Diese Vorrichtung
ermöglicht
eine Bewegung der Zahnstange und eine ge steuerte Verschiebekraft von
dieser, indem gleichzeitig eventuell vorhandenes Spiel ausgeglichen
wird.
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Die französische Patentanmeldung Nr. 2.663.284,
von der ausgehend der Oberbegriff von Anspruch 1 festgelegt ist,
beschreibt und stellt eine besondere Ausführungsform dar, bei der das
herkömmliche
Andrückteil
durch mit dem Gehäuse
einstückig
geformte elastische Finger aus Kunststoff ersetzt ist. Die elastischen
Finger, die somit ein integraler Bestandteil des Gehäuses sind,
kommen an der Zahnstange an der der Verzahnung gegenüberliegenden
Seite in Anlage. Ein auf das Gehäuse
aufgeschraubter Stopfen umfasst flexible Verlängerungen, die zum Inneren
des Gehäuses
hin gerichtet sind und die vorgenannten Finger auf die Zahnstange
drücken,
wobei die Druckkraft durch die Verschraubung des Stopfens einstellbar
ist.
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Eine solche Ausführungsform ist in funktionaler
Hinsicht zufriedenstellend, nimmt aber in der Richtung, die der
Mittelachse des angeschraubten Stopfens entspricht, relativ viel
Platz ein.
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf
ab, diesen Nachteil zu umgehen, indem sie eine verbesserte Andrückvorrichtung
bereitstellt, die für
einen merklichen Platzgewinn sorgt und gleichzeitig die Einstellmöglichkeit
sowie die and eren funktionalen Eigenschaften beibehält.
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Dazu hat die Erfindung eine Andrückvorrichtung
für ein
Zahnstangen – lenkgehäuse zum
Gegenstand, die darauf hinwirkt, die Zahnstange in Eingriff mit
dem Gelenkzapfen zu halten, wobei die Vorrichtung elastische Finger
umfasst, die integraler Bestandteil des Gehäuses sind und an der Zahnstange an
der der Verzahnung gegenüberliegenden
Seite in Anlage kommen, sowie mindestens ein lageverstellbares Teil,
das an den vorgenannten Fingern in Anlage kommt, wobei die Vorrichtung
dadurch gekennzeichnet ist, dass das Teil mit Federwirkung eine Scheibe
oder ein Plättchen
ist, die/das in einem am Gehäuse
anschraubbaren Stopfen untergebracht oder integriert und direkt
an die vorgenannten Finger gedrückt
ist, wobei die Scheibe oder das Plättchen aus einem federnden
Material hergestellt ist und/oder dem Druck eines federnden Glieds
unterliegt.
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Somit nimmt der Stopfen, der als
Einstellschraube dient, ein Teil in der Form einer Scheibe und von
daher wenig dickes Teil auf oder integriert es, das mit den an die
Zahnstange angelegten Fingern zusammenwirkt und als Dämpfer für die Bewegungen
dieser Finger dient, indem es gleichzeitig ermöglicht, dass ein variabler
Druck auf diese Finger und somit auf die Zahnstange ausgeübt werden kann.
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In einer ersten Ausführungsform
der Erfindung ist die Scheibe aus einem federnden Material hergestellt,
um ihrerseits die Druck – und
Dämpfungsfunktionen
sicherzustellen, wobei die Scheibe direkt in einer entsprechenden
Aufnahme des Stopfens, insbesondere durch Verklebung, durch eine mechanische
Befestigung oder durch ein Zweikomponen tenspritzgussverfahren befestigt
ist.
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In einer Variante der Erfindung besteht
die Scheibe aus einem steifen Material und ist in einer entsprechenden
Aufnahme des Stopfens beweglich angebracht, wobei ein federndes
Glied wie eine Ringfeder in diese Aufnahme zwischen der Scheibe
und der Wand des Stopfens, die den Boden der Aufnahme bildet, eingesetzt
ist.
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In einer weiteren Variante der Erfindung
ist der Stopfen selbst aus einem federnden Material hergestellt
und stellt sowohl das plättchenförmige Glied, das
auf die Finger drückt,
als auch das federnde Glied dar.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist
die Scheibe oder das Plättchen
oder der Teil des Stopfens, der dieselbe Funktion erfüllt, an
ihrer/seiner der Zahnstange zugewandten Fläche eine zentrale Ausnehmung
auf, deren Form komplementär
zum freien Ende der vorgenannten Finger ist, so dass die Scheibe
oder das Plättchen
mit diesen Fingern genau zusammenpasst.
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Die Erfindung wird jedenfalls mittels
der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügte Schemazeichnung
deutlicher, die beispielhaft drei Ausführungsformen dieser Andrückvorrichtung
für Zahn
stangenlenkgehäuse
darstellt:
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1 ist
eine Gesamtansicht einer Zahnstangenlenkung, deren Gehäuse mit
einer erfindungsgemäßen Andrückvorrichtung
ausgestattet ist;
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2 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie II–II von 1 in vergrößertem Maßstab, die die Einzelheiten
des Gehäuses
und seiner Andrückvorrichtung
in einer ersten Ausführungsform
zeigt;
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3 ist
eine Schnittansicht ähnlich 2, die sich auf eine Variante
der erfindungsgemäßen Andrückvorrichtung
bezieht;
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4 ist
eine Schnittansicht ähnlich
den beiden vorhergehenden, die sich auf eine weitere Variante der
erfindungsgemäßen Andrückvorrichtung
bezieht. 1 stellt eine
Kraftfahrzeugzahnstangenlenkung von außen dar, von der sie das rohrförmige Zentralgehäuse 2,
die Balgen 3 und die (radseitigen) Anlenkstangen 4 zeigt.
Hier ist insbesondere der Teil 2A des Gehäuses 2 von
Interesse, der einen Drehgelenkzapfen 5 in Eingriff mit
einer verschiebbaren Zahnstange 6 hält (siehe auch Figuren 2ff.),
wobei die Welle 7 des Gelenkzapfens aus diesem Gehäuseteil 2A austritt
und an die nicht dargestellte Lenksäule angeschlossen ist.
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Das Gehäuse 2 besteht aus
einem vorzugsweise verstärkten
Kunststoff, der von sich aus eine gewisse Elastizität aufweist,
wobei die Teile des Gehäuses 2,
die versteift werden sollen, zu diesem Zweck äußere Versteifungsrippen 2B umfassen.
Im Teil 2A des Gehäuses
ist der Drehzapfen 5 mittels eines Wälzlagers 8 und eines
Endlagers 9 drehbar gelagert. Eine Ringdichtung 10 stellt
die Dichtigkeit um die Welle 7 des Gelenkzapfens 5 an
der Stelle sicher, an der die Welle 7 aus dem Gehäuse 2 austritt.
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Der Teil 2A des Gehäuses 2 umfasst
eine Queraufnahme mit allgemein halbzylindrischer Form, die die
Zahnstange 6 aufnimmt und deren Längsverschiebung ermöglicht,
wobei die Verzahnung 6A der Zahnstange mit dem Gelenkzapfen 5 in
Eingriff ist. Die Aufnahme der Zahnstange 6 ist durch zwei
symmetrische elastische Finger 11 und 12 mit abgerundetem
Profil begrenzt, die mit dem Gehäuse 2 einstückig geformt
sind. Zwischen den angenäherten
freien Enden der beiden elastischen Finger 11 und 12 ist
ein Zwischenraum ausgebildet. Diese beiden elastischen Finger 11 und 12 greifen
auf der Rückseite
der Zahnstange 6 an der der Verzahnung 6A von
dieser gegenüberliegenden
Seite an.
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In seinem Bereich um die elastischen
Finger 11 und 12 herum, umfasst der Gehäuseteil 2A eine kreisförmige Öffnung 13,
deren Rand mit einem Außengewinde 14 versehen
ist. Die Öffnung 13 ist durch
einen Stopfen 15 verschlossen, der mit einem Innengewinde
versehen ist, das so angepasst ist, dass es auf das Außengewinde
des Gehäuseteils 2A aufgeschraubt
werden kann. Der verschraubbare Stopfen 15 umfasst außen eine
Ausnehmung mit einem Innensechskant 15A, die seine Betätigung mittels
eines Schlüssels
ermöglicht.
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In der Ausführungsform von 2 weist der verschraubbare Stopfen 15 innen
eine Aufnahme 15B auf, die eine Scheibe 16 aufnimmt,
die aus einem federnden Material, beispielsweise Elastomer, hergestellt
ist, wobei die Achse der Scheibe 16 mit derjenigen des
Stopfens 15 zusammenfällt.
Die elastische Scheibe 16 ist am Boden der Aufnahme 15B des
Stopfens 15 beispielsweise durch Verklebung, durch eine mechanische
Befestigung oder durch ein Zweikomponentenspritzgussverfahren befestigt.
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An ihrer dem Boden der Aufnahme 15B entgegengesetzten
Seite weist die elastische Scheibe 16 eine zentrale Ausnehmung 16A auf,
deren Form komplementär
zu derjenigen der freien Enden der elastischen Finger 11 und 12 ist.
Die Scheibe 16 passt somit genau mit diesen Fingern 11 und 12 zusammen,
wobei es die Verschraubung des Stopfens 15 am Gewinde 14 ermöglicht,
die axiale Position der Scheibe 16 einzustellen und die
Scheibe 16 mehr oder weniger stark an die Finger 11 und 12 zu
drücken.
Auf diese Weise werden die Finger 11 und 12 selbst
mehr oder weniger stark gegen die Zahnstange 6 gedrückt, wodurch
die Widerstandskraft gegen die Verschiebung der Zahnstange 6 eingestellt
werden kann und gleichzeitig Verschleißspiel ausgeglichen wird und
Schwingungen gedämpft
werden.
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3,
in der entsprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen
sind, zeigt eine erste Variante, bei der die Scheibe 16 ein
Teil aus steifem Material ist, das axial beweglich in der entsprechenden
Aufnahme 15B des verschraubbaren Stopfens 15 gelagert
ist. Eine Ringfeder 17 ist am Boden der Aufnahme 15B unter
der Scheibe 16 eingesetzt und zusammengedrückt und
dient hier als federndes Glied, das die Scheibe 16 mit
einer Druckkraft beaufschlagt, die diese Scheibe 16 federnd
an die Finger 11 und 12 drückt.
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4 zeigt
eine weitere Variante, bei der der verschraubbare Stopfen 15 selbst
aus einem federnden Material hergestellt ist und einen kreisförmigen Innenteil 15C umfasst,
der direkt auf die Finger 11 und 12 gedrückt wird.
In diesem Fall ist es der ganze Stopfen 15, der das federnde
Glied darstellt, das einen Druck auf die Finger 11 und 12 ausübt und Spiel ausgleicht
und Schwingungen dämpft.
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Die vorstehend beschriebene Andrückvorrichtung
betrifft ins besondere manuelle Lenkungen, aber ihr Anwendungsbereich
kann auch auf Kraftfahrzeugservolenkungen ausgeweitet werden.
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Der Rahmen der Erfindung, wie sie
in den beigefügten
Ansprüchen
beschrieben ist, würde
nicht durch Formveränderungen
des Gehäuses 2 und
seines Stopfens 15 oder das Zurückgreifen auf irgendwelche
geeignete Materialien zur Herstellung der federnden Scheibe 16 verlassen
werden, und auch nicht, wenn im Falle einer Scheibe 16 aus
steifem Material, die Ringfeder 17 durch irgendein gleichwertiges
federndes Glied ersetzt würde.