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Die
vorliegende Erfindung umfasst allgemein Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge.
Im Spezielleren bezieht sie sich auf mechanische Zahnstangenlenksysteme
von der Art, die im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert und beispielsweise
aus der
EP 1 136 342
A bekannt ist, die mit einer „Andruckleitung" genannten Vorrichtung
versehen sind, die einen Dauerkontakt der Zahnstange mit dem Lenkungsritzel
sicherstellt, indem das Spiel ausgeglichen wird. Noch spezieller wendet
sich die Erfindung einer Vorrichtung zu, die für diese Art von Lenkung einen
Ausgleich zwischen den Luftdrücken
im Inneren und deren Äußeren sicherstellt.
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Ein
Kraftfahrzeugzahnstangenlenkgetriebe ist für gewöhnlich vollkommen dicht ausgeführt, um jegliches
unerwünschtes
Eindringen von Wasser oder Feuchtigkeit ins Innere der Lenkung zu
verhindern. Dies wirft jedoch in Abhängigkeit vom Anstieg oder Abfall
der Umgebungstemperatur Über-
oder Unterdruckprobleme in der Lenkung auf, wobei der Über- oder
Unterdruck eine übermäßige Verformung der
Balge der Lenkung mit sich bringt, was eine Beschädigung oder
Zerstörung
dieser Balgen zur Folge haben kann.
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Sicherlich,
es wurde bereits angedacht, Lenkungen mit „atmenden" Balgen herzustellen, die den Ein- oder
Austritt von Luft zulassen. Diese Lösung erfordert jedoch eine
spezielle und somit komplexe und kostspielige Herstellung der Balgen
selbst.
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Im Übrigen umfasst
die „Andruckleitung" einer Zahnstangenlenkung
in einer ziemlich häufigen Ausführung:
- – ein
eigentliches Andruckteil mit einer Form, die für den Kontakt mit der Zahnstange
ausgelegt ist, die in einem rohrförmigen, mit dem Lenkungsgehäuse einstückigen Teil
geführt
ist;
- – Federeinrichtungen
in Form einer Spiralfeder und/oder einer oder mehrerer runder Scheiben, die
eine axiale Kraft direkt oder mittels einer Auflagescheibe auf das
Andruckteil übertragen;
- – ein
im rohrförmigen,
mit dem Gehäuse
einstückigen
Teil verschraubbares Element, oder ein in diesem rohrförmigen Teil
anders positionsverstellbares Element (das beispielsweise durch
einen elastischen Ring oder irgendeine andere Rückhalteeinrichtung in der Position
festgesetzt werden kann), wobei das Element das Zusammendrücken der
Federeinrichtungen sicherstellt, indem gleichzeitig die Einstellung
der Vorrichtung zugelassen wird.
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In
einer besonderen, bekannten Ausführungsform,
die von 1 der beigefügten Zeichnung dargestellt
ist, ist dieses verschraubbare Element eine Einstellschraube 2,
deren eine Außenfläche eine
hohle Gestaltung 3 beispielsweise mit Sechskant für ihre Betätigung mittels
eines Werkzeugs besitzt, und deren entgegengesetzte Fläche eine
elastische runde Scheibe 4 und eine Auflagescheibe 5 trägt. Die
Auflagescheibe 5 stellt auch den Halt für eine O-Ringdichtung 6 sicher,
die in einer ringförmigen
Auskehlung des Körpers
der Einstellschraube 2 untergebracht ist. Die beiden Scheiben 4 und 5 werden
durch den Einsatz eines zentralen, durch sie hindurchgehenden Stifts
zusammengehalten, der einen integralen Bestandteil des Körpers der
Einstellschraube 2 darstellt. Wie leicht zu verstehen ist,
stellt eine solche Ausführung
eine vollkommen dichte Abtrennung zwischen dem Äußeren und dem Inneren der „Andruckleitung" und somit zwischen
dem Äußeren und
dem Inneren der betreffenden Zahnstangenlenkung sicher.
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Die
vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine Zahnstangenlenkung mit
einer einfachen und wirtschaftlichen Vorrichtung zum Ausgleich der
Drücke
zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Lenkung
im Hinblick darauf bereitzustellen, die Verformung und Beschädigung der
Balge zu verhindern, wobei diese Vorrichtung den Aufbau der „Andruckleitung" nutzt, die mit Bezug
auf 1 noch einmal in Erinnerung gerufen wird.
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Dazu
hat die Erfindung ein Zahnstangenlenkgetriebe für ein Kraftfahrzeug zum Gegenstand, das
mit einer „Andruckleitung" ausgestattet ist,
die einen Dauerkontakt der Zahnstange mit dem Lenkungsritzel sicherstellt,
wobei die „Andruckleitung" in einem rohrförmigen,
mit dem Lenkgehäuse
einstückigen
Teil angebracht, ein eigentliches, mit der Rückseite der Zahnstange in Kontakt
kommendes Andruckteil, ein hinter dem Andruckteil angebrachtes verschraubbares
oder positionsverstellbares Element und Federeinrichtungen umfasst,
die zwischen dem Andruckteil und dem verschraubbaren oder verstellbaren
Element angeordnet sind, wobei dieses verschraubbare oder verstellbare
Element, wie etwa eine Einstellschraube, an seiner, dem Andruckteil
zugewandten Seite mindestens eine elastische runde Scheibe und/oder
eine Auflagescheibe trägt,
die mit ihrer Mitte am verschraubbaren oder verstellbaren Element
gehalten sind, wobei dieses Zahnstangenlenkgetriebe im Wesentlichen
dadurch gekennzeichnet ist, dass:
- – das verschraubbare
oder verstellbare Element, wie etwa die Einstellschraube, eine zentrale Durchgangsöffnung besitzt,
und
- – für den Halt
der elastischen runden Scheibe und/oder der runden Auflagescheibe
ein zentrales Glied von der Art eines Stopfens vorgesehen ist, der
zumindest teilweise aus einem luftdurchlässigen aber wasserabweisenden
Material hergestellt ist, das durch diese runden Scheiben hindurchgeht
und in die zentrale Durchgangsöffnung
des verschraubbaren oder verstellbaren Elements, wie etwa der Einstellschraube,
so eingeführt
ist,
dass der Ausgleich der Drücke zwischen dem Inneren und
dem Äußeren der
Lenkung ermöglicht
und somit die Verformung der Balge dieser Lenkung verhindert ist.
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Somit
besteht das Prinzip der Erfindung darin, einfach nur ein bestehendes
Element der für
gewöhnlich
wasser- und luftdichten „Andruckleitung" durch ein Element
mit derselben Abmessung und Grundfunktion zu ersetzen, das aber
so eingerichtet ist, dass es einen Luftdurchgang zulässt, gleichzeitig aber
gegen Flüssigkeiten
dicht ist, wodurch ein dauerhafter Ausgleich der Luftdrücke zwischen
dem Inneren und dem Äußeren der
Lenkung sichergestellt wird (indem auch die für gewöhnlich zwischen den beiden
Balgen der Lenkung bestehende Verbindung genutzt wird). Die von
der Erfindung vorgeschlagene Lösung
ist somit besonders einfach und wirtschaftlich.
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Nach
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung ist das Glied von der Axt eines Stopfens, das in der
zentralen Durchgangsöffnung
des verschraubbaren oder verstellbaren E lements der „Andruckleitung", wie etwa der Einstellschraube
aufgenommen ist, vollständig
aus einem luftdurchlässigen
aber wasserabweisenden Material hergestellt.
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Nach
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung besitzt das Glied von der Art eines Stopfens, das
in der zentralen Durchgangsöffnung
des verschraubbaren oder verstellbaren Elements der „Andruckleitung", wie etwa der Einstellschraube
aufgenommen ist, einen rohrförmigen
Körper
aus einem wasser- und luftdichten Material, wobei der rohrförmige Körper dieses
Stopfens einen zentralen Durchgangseinsatz aus einem luftdurchlässigen aber
wasserabweisenden Material aufnimmt.
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Nach
einer dritten Ausführungsform
der Erfindung besitzt das Glied von der Art eines Stopfens, das
in der zentralen Durchgangsöffnung
des verschraubbaren oder verstellbaren Elements der „Andruckleitung", wie etwa der Einstellschraube
aufgenommen ist, einen rohrförmigen
Körper
aus einem wasser- und luftdichten Material, wobei der rohrförmige Körper dieses
Stopfens in seinem zentralen Durchgang eine querliegende Membran
aus einem luftdurchlässigen
aber wasserabweisenden Material aufnimmt.
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In
allen diesen Fällen
besitzt das Glied nach Art eines Stopfens einen ersten vergrößerten Kopf, der
vorgesehen ist, um die elastische runde Scheibe und/oder die runde
Auflagescheibe zurückzuhalten, einen
mittleren Abschnitt von der Art eines Stabs, der vorgesehen ist,
um die zentrale Öffnung
des verschraubbaren oder verstellbaren Elements, wie etwa der Einstellschraube,
vollständig
zu durchqueren, und einen zweiten, dem ersten entgegengesetzten Kopf;
der vorgesehen ist, um das Glied von der Art eines Stopfens am verschraubbaren
oder verstellbaren Element zurückzuhalten.
Nach einer besonderen Ausführungsform
mündet
die zentrale Öffnung
des verschraubbaren oder verstellbaren Elements, wie etwa der Einstellschraube,
am Grunde einer vertieften bzw. hohlen Gestaltung, die beispielsweise
den Mehrkant des verschraubbaren oder verstellbaren Elements aufweist,
wobei der zweite Kopf des Glieds von der Art eines Stopfens zum
Grunde dieser vertieften bzw. hohlen Gestaltung hin zu liegen kommt. Die
Montage eines solchen Glieds von der Art eines Stopfens, insbesondere
seine Einführung
in die zentrale Öffnung
der Einstellschraube, findet durch Einschieben statt, indem die
Elastizität
des Materials genutzt wird, aus dem dieses Glied von der Art eines Stopfens
besteht.
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Die
Erfindung wird mittels der folgenden Beschreibung mit Bezug auf
die beigefügte
Schemazeichnung verständlicher,
die beispielhaft einige Ausführungsformen
dieses Zahnstangenlenkgetriebes für Kraftfahrzeuge darstellt.
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1 (die
vorstehend bereits erwähnt
wurde) ist eine Schnittansicht einer bekannten Einstellschraube
für eine „Andruckleitung".
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2 ist
eine Außenteilansicht
eines erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkgetriebes;
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3 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von 2,
die durch die „Andruckleitung" der Lenkung verläuft;
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4 ist
eine andere Teilschnittansicht in vergrößertem Maßstab der „Andruckleitung" von 3,
wobei diese Ansicht 1 entspricht und eine erste
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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5 ist
eine Schnittansicht des Stopfens allein, die eine Variante der Erfindung
darstellt;
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6 ist
eine Schnittansicht des Stopfens allein, die eine andere Variante
der Erfindung darstellt.
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2 stellt
ein Zahnstangenlenkgetriebe von außen dar, welches in dem veranschaulichten Beispiel
eine hydraulische Servolenkung ist. Diese Figur zeigt im Spezielleren
das zentrale, rohrförmige Gehäuse 12 der
Servolenkung, worin die Zahnstange 13 gleitbeweglich gelagert
ist. Mit Bezug auch auf 3 ist die Zahnstange 13 mit
einem drehbeweglichen Ritzel 14 in Eingriff, das mit der
(nicht dargestellten Lenksäule)
mittels eines Servoventils 15 drehfest verbunden ist, welches
Hydraulikleitungen 16 und 17 mit dem „Zylinderteil" des Gehäuses 12 verbindet.
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Die
außerhalb
des Gehäuses 12 liegenden rechten
und linken Enden der Zahnstange 13 sind mit (nicht dargestellten
Pleuelstangen) verbunden. Zwei jeweils an die beiden Enden des Gehäuses 12 angefügte Balge 18 bedecken
und schützen
die Endbereiche der Zahnstange 13.
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Das
Lenkungsgehäuse 12 besitzt
einen nach außen
offenen rohrförmigen
Teil 12a, dessen Mittelachse A sich orthogonal zu den jeweiligen
Achsen der Zahnstange 13 und des Ritzels 14 erstreckt.
Der rohrförmige
Teil 12a birgt die Bestandteile der „Andruckleitung", die in 3 gut
zu sehen sind.
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Diese
Bestandteile umfassen ein eigentliches Andruckteil 19,
das entlang der Achse A im rohrförmigen
Teil 12a gleitend geführt
ist. Das Andruckteil 19 besitzt eine Form, die dem Profil
der Rückseite
der Zahnstange 13 angepasst ist und mit dieser gegebenenfalls
mittels einer Auflageschiene in Kontakt kommt.
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Unter
Wiederaufnahme der Nummerierung von 1 ist eine
Einstellschraube 2 hinter dem Andruckteil 19 angebracht,
wobei die Einstellschraube 2 in ein Gewinde des rohrförmigen Teils 12a geschraubt
ist. Eine elastische runde Scheibe 4 ist zwischen dem Andruckteil 19 und
der Einstellschraube 2 eingesetzt; die elastische runde
Scheibe 4 übt
auf das Andruckteil 19 eine axiale Kraft aus, welche das Andruckteil 19 auf
die Zahnstange 13 überträgt, um sie
gegen das Ritzel 14 zu drücken. Diese Andruckkraft kann
dadurch eingestellt werden, dass die Einstellschraube 2 mehr
oder weniger tief in das rohrförmige
Teil 12a eingeschraubt wird.
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Mit
Bezug auch auf 4 befindet sich eine Auflagescheibe 5 hier
zwischen die elastische runde Scheibe 4 und eine Endfläche der
Einstellschraube 2 eingesetzt, und diese Auflagescheibe 5 hält hier
noch eine O-Ringdichtung 6 zurück, die sich am Umfang der
Einstellschraube 2, also in Kontakt mit dem rohrförmigen Teil 12a befindet.
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Die
Einstellschraube 2 besitzt hier eine zentrale Durchgangsöffnung 20.
Die zentrale Öffnung 20 erstreckt
sich von der Endfläche
der Schraube 2, die von der Auflagescheibe 5 abgedeckt
wird, bis zum Grund der vertieften bzw. hohlen Gestaltung 3,
die für die
Betätigung
der Schraube 2 vorgesehen ist.
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Die
elastische runde Scheibe 4 und die Auflagescheibe 5,
die in ihrem mittleren Bereich aneinandergefügt sind, werden an der Einstellschraube 2 mittels
eines Stopfens 21 gehalten, welcher in die zentrale Durchgangsöffnung 20 der
Einstellschraube 2 eingeführt ist.
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In
diesem Detail besitzt der Stopfen 21: einen ersten vergrößerten Kopf 21a,
der die beiden Scheiben 4 und 5 hält; einen
mittleren Teil 21b in Form eines Stabs, welcher die zentrale Öffnung 20 der
Einstellschraube 2 durchquert; einen dem Kopf 21a entgegengesetzten
zweiten Kopf 21c, der am Grunde der vertieften bzw. hohlen
Gestaltung 3 mit Mehrkant zu liegen kommt und somit den
Stopfen 21 auf der Einstellschraube 2 zurückhält.
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In
der Ausführungsform
von 4 ist der Stopfen 21 aus einem einzigen
luftdurchlässigen aber
wasserabweisenden Material hergestellt. Auf diese Weise ist der
Luftdurchtritt zwischen dem Inneren der Lenkung, insbesondere dem
Inneren des Gehäuses 2 einerseits,
und dem Äußeren andererseits ermöglicht.
Je nach den Temperaturschwankungen kann also Luft aus der Lenkung
aus- oder in diese eintreten, um den Druck zwischen dem Inneren
dieser Lenkung und dem Äußeren auszugleichen,
damit die Verformung der Balge 18 und ihre Beschädigung verhindert
wird, insbesondere, wenn die Umgebungstemperatur stark ansteigt
oder abfällt,
wobei jedoch der Durchtritt von Wasser und Feuchtigkeit durch das
Material des Stopfens 21 immer noch verhindert wird.
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5 stellt
eine erste Variante der Erfindung dar. Der Stopfen 21,
der in der zentralen Durchgangsöffnung 2a der
Einstellschraube 2 der „Andruckleitung" zu liegen kommt,
besitzt hier einen rohrförmigen
Körper 22 aus
einem wasser- und luftdichten Material, beispielsweise Kautschuk.
Der rohrförmige
Körper 22 nimmt
einen zentralen Durchgangseinsatz 23 aus luftdurchlässigem aber
wasserabweisendem Material auf. Der gesamte Stopfen 21 kann
durch Umspritzen hergestellt werden.
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6 stellt
eine andere Variante der Erfindung dar. Der Stopfen 21,
der in der zentralen Durchgangsöffnung 2a der
Einstellschraube 2 der „Andruckleitung" zu liegen kommt,
besitzt hier einen rohrförmigen
Körper 22 aus
einem wasser- und luftdichten Material, beispielsweise Kautschuk.
Der rohrförmige
Körper 22 nimmt
in seinem zentralen Durchgang eine querliegende Membran 24 aus
luftdurchlässigem
aber wasserabweisendem Material auf. Auch hier kann der gesamte
Stopfen 21 durch Umspritzen hergestellt werden.
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Das
luftdurchlässige
aber wasserabweisende Material, aus dem der ganze Stopfen 21,
der Einsatz 23 oder die Membran 24 je nachdem
bestehen, kann insbesondere ein poröses, fluoriertes Polymerharz,
wie dasjenige, das unter der Bezeichnung „PERMEON" (eingetragene Marke) im Handel erhältlich ist,
oder aus irgendeinem anderen gleichwertigen Material sein. Die Wahl
dieses Materials und/oder des Materials, aus dem der Körper 22 des
Stopfens 21 besteht, erfolgt auch so, dass eine einfache
Montage durch Einschieben des Stopfens 21 in die Einstellschraube
und der gute Rückhalt
dieses Stopfens 21 in der Einstellschraube 2 möglich ist.
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Man
würde den
Rahmen der Erfindung, so wie sie in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist, nicht
verlassen, wenn die Einzelheiten der Einstellschraube, der vertieften
bzw. hohlen Gestaltung (mit Mehrkant oder dergleichen) dieser Schraube, des
Stopfens und der anderen Bestandteile der „Andruckleitung", wie der Scheiben,
abgeändert
oder andere geeignete Materialien gewählt würden, oder auch dieselbe Vorrichtung
für eine
Lenkung mit anderen Eigenschaften bestimmt würde, ob es sich nun um eine
hydraulische oder elektrische Servolenkung oder eine manuelle Lenkung
handelt.