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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Lenkungssysteme für Kraftfahrzeuge.
Im Spezielleren bezieht sie sich auf Zahnstangenlenkungen, die mit
einer Hilfseinrichtung ausgestattet sind oder nicht. Noch spezieller
befasst sich die Erfindung mit einer Vorrichtung, die für diese
Art von Lenkung einen Ausgleich zwischen den Luftdrücken im
Inneren der Lenkung und deren Äußerem sicherstellt.
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Eine
Kraftfahrzeugzahnstangenlenkung ist für gewöhnlich vollkommen dicht ausgeführt, um
jegliches unerwünschtes
Eindringen von Wasser oder Feuchtigkeit ins Innere der Lenkung zu
vermeiden. Dies wirft jedoch in Abhängigkeit vom Anstieg oder Sinken
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 Schädigung oder
Zerstörung
dieser Balge zur Folge hat.
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Sicherlich
wurde bereits ins Auge gefasst, Lenkungen mit "atmenden" Balgen herzustellen, die den Ein- oder
Austritt von Luft ermöglichen.
Diese Lösung
erfordert jedoch eine spezielle und somit komplexe und kostspielige
Fertigung der Balge (siehe beispielsweise das Dokument
DE 199 17 392 A ,
1 und
3).
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Wenn
man im Übrigen
den Aufbau einer Zahnstangenlenkung betrachtet, so umfasst sie für gewöhnlich ein
Hauptlenkgehäuse
oder Rohr, das die Zahnstange aufnimmt, die gleitbeweglich darin angebracht
ist. Dieses Gehäuse
oder Rohr, das selbst dicht ist, stellt eine innere Verbindung zwischen
den Bereichen des rechten und linken Balgs bereit, so dass Luft über das
Innere der Lenkung je nach den Bewegungen dieser Lenkung, die der
Ausrichtungsveränderung
der Leiträder
des Fahrzeugs entsprechen, von einem Balg zum anderen zirkulieren
kann.
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Die
vorliegende Erfindung hat es zur Aufgabe, eine Zahnstangenlenkung
mit einer einfachen und wirtschaftlichen Vorrichtung zum Ausgleichen der
Drücke
zwischen dem Inneren und Äußeren der Lenkung
im Hinblick darauf bereitzustellen, die Verformung und Beschädigung der
Balge zu verhindern, wobei sich diese Vorrichtung den Aufbau des
Lenkgehäuses
zunutze macht.
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Dazu
hat die Erfindung eine Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge zum Gegenstand,
die ein Hauptgehäuse
oder Rohr besitzt, in dem die Zahnstange untergebracht ist und gleiten
kann, wobei diese Lenkung im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet
ist, dass an einem zur Mitte seines Hauptgehäuses oder Rohrs hin gelegenen
Punkt eine einzige, nach außen
mündende Öffnung vorgesehen
ist, die durch ein Element verschlossen ist, das zumindest teilweise
aus einem luftdurchlässigen
aber hydrophoben Material hergestellt ist, um den Ausgleich der Drücke zwischen
dem Inneren und Äußeren der
Lenkung zu ermöglichen
und somit die Verformung der Balge dieser Lenkung zu verhindern,
wobei auch die bestehende Verbindung zwischen den beiden Balgen genutzt
wird.
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Somit
besteht der Grundgedanke der Erfindung darin, im Lenkgehäuse oder
-rohr eine Öffnung vorzusehen,
die zum grundsätzlichen
Betrieb der Zahnstangenlenkung nicht notwendig ist, wobei diese Öffnung ein
Verschlusselement aufnimmt, das den Durchtritt von Wasser und Feuchtigkeit
durch diese Öffnung
verhindert, gleichzeitig aber den Durchtritt von Luft zulässt. Auf
diese Weise wird ein permanenter Ausgleich der Luftdrücke zwischen
dem Inneren und Äußeren der
Lenkung sichergestellt, wobei auch die für gewöhnlich zwischen den beiden
Balgen der Lenkung bestehende Verbindung genutzt wird. Die von der
Erfindung vorgeschlagene Lösung
ist somit also besonders einfach und wirtschaftlich: es muss eine
einzige Öffnung
mit geringer Abmessung beispielsweise durch Stanzen oder direkt
beim Gießen im
Gehäuse
oder Rohr hergestellt werden, wobei diese Öffnung ein luftdurchlässiges und
hydrophobes Element aufnimmt, das selbst auch von geringer, für den Luftdurchtritt
ausreichender Abmessung ist, während
der Aufbau der Balge selbst der gewöhnliche bleibt und keinerlei
besonderer Anpassung bedarf.
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Das
luftdurchlässige
aber hydrophobe Verschlusselement, das in oder auf die Öffnung des
Gehäuses
oder Rohrs ein- bzw. aufgesetzt ist, kann sich als Membran, Filterplättchen,
Stopfen oder Stöpsel oder
dergleichen darstellen, das durch jedes geeignete Mittel wie Kleben,
Schweißen,
Aufquetschen, Einrasten oder einfaches Anbringen durch Druck befestigt
sein kann. Man verfügt
auch über
eine große Auswahl
für die
Position der Öffnung
und dieses Verschlusselements über
die Länge
des Gehäuses
oder Rohrs der Lenkung.
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Das
Verschlusselement aus luftdurchlässigem
aber hydrophobem Material kann aus porösem Polytetrafluorethylen oder
irgendeinem anderen gleichwertigen Material hergestellt sein, das
sich auch als textiler Werkstoff darstellen kann.
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Die
Erfindung wird mittels der folgenden Beschreibung mit Bezug auf
die beigefügte
Schemazeichnung besser verständlich,
die beispielhaft zwei Ausführungsformen
dieser Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge
darstellt.
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1 ist
eine Teilaußenansicht
einer erfindungsgemäßen Zahnstangenservolenkung;
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2 ist
eine Detailansicht im Schnitt, der durch die Öffnung des Rohrs und das Verschlusselement
dieser Öffnung
verläuft;
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3 ist
eine Ansicht ähnlich 2,
die eine Ausführungsvariante
mit Gehäuse
zeigt;
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4 ist
eine Querschnittsvariante des Lenkgehäuses, das eine andere Variante
veranschaulicht.
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1 stellt
eine Zahnstangenlenkung von außen
dar, die im gezeigten Beispiel eine manuelle Lenkung ist. Diese
Figur zeigt im Spezielleren das Rohr oder rohrförmige Zentralgehäuse 2 der
Lenkung, in dem die Zahnstange 3 gleitbeweglich angebracht
ist. Die Zahnstange 3 ist mit einem drehenden Ritzel in
Eingriff, das drehfest mit der (nicht dargestellten) Lenksäule verbunden
ist, wobei der Bewegungseintritt bei 4 stattfindet.
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Die
Enden der Zahnstange 3, das rechte und linke Ende, die
außerhalb
des Rohrs oder Gehäuses 2 liegen,
sind mit Pleuelstangen 5 gekoppelt. Zwei Balge 6,
die jeweils an die beiden Enden des Rohrs oder Gehäuses 2 angefügt sind,
bedecken und schützen
die Endbereiche der Zahnstange 3 sowie teilweise die Pleuelstangen 5.
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Auch
mit Bezug auf die 2 und 3 ist an einem
zur Mitte der Länge
des Rohrs oder Gehäuses 2 hin
gelegenen Punkt eine beispielsweise kreisförmige Öffnung 7 vorgesehen.
In oder auf die Öffnung 7 ist
ein Verschlusselement 8 ein- bzw. aufgesetzt, das aus einem
luftdurchlässigen
aber hydrophoben Material hergestellt ist, das den Luftdurchtritt zwischen
dem Inneren der Lenkung, vor allem dem Inneren des Rohrs oder Gehäuses 2 einerseits
und dem Äußeren andererseits
möglich
macht. Je nach den Temperaturschwankungen kann Luft somit aus der
Lenkung aus- bzw. in diese eintreten, um den Druck zwischen dem
Inneren dieser Lenkung und dem Äußeren auszugleichen,
damit die Verformung der Balge 6 und ihre Beschädigung insbesondere dann
verhindert wird, wenn die Umgebungstemperatur stark ansteigt oder
sinkt, wobei jedoch der Durchtritt von Wasser und Feuchtigkeit durch
das Vorhandensein und die Beschaffenheit des Elements 8 verhindert
wird.
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Im
Einzelnen kann dieses luftdurchlässige aber
hydrophobe Element 8 das Verhalten eines Filterplättchens
oder einer Membran aufweisen, das bzw. die am kreisförmigen Rand
der Öffnung 7 befestigt
ist. Im Falle von 2, die teilweise ein Rohr 2 mit einer
Wand relativ geringer Dicke e zeigt, nimmt die Öffnung 7 beispielsweise
einen Ring 9 auf, der durch beidseitiges Aufquetschen auf
die Dicke des Rohrs 2 gehalten ist, wobei der Ring 9 selbst
als Auflage für das
luftdurchlässige
aber hydrophobe Verschlusselement 8 dient, das hier von
der Art einer Membran ist.
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3 stellt
eine Variante dar, bei der das rohrförmige Gehäuse 2, das beispielsweise
aus Aluminium besteht, eine relativ große Dicke E besitzt. Die Öffnung 7 kann
nun in eben dieser Dicke der Wand des Gehäuses 2 eine Aufnahme 10 bilden,
die einen Ring 11 aufnimmt, der wiederum als Auflage für das luftdurchlässige aber
hydrophobe Element 8 dient, das zum Beispiel von der Art
einer Membran ist.
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4 stellt
eine andere Variante, auch wieder mit einem rohrförmigen Gehäuse 2 mit
relativ großer
Dicke dar, bei dem die Öffnung 7 eine
tangentiale Ausrichtung besitzt und ein luftdurchlässiges aber hydrophobes
Element 8 von der Art eines Stöpsels oder Stopfens aufnimmt.
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Das
Material, aus dem das luftdurchlässige aber
hydrophobe Element 8 besteht, kann ein poröses fluoriertes
Polymerharz, wie das unter der Bezeichnung "PERMEON" (eingetragene Marke) erhältliche,
oder irgendein anderes gleichwertiges Material sein.
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Die
Erfindung lässt
sich im Spezielleren auf eine manuelle Lenkung oder eine elektrische
Servolenkung anwenden, deren Rohr oder Gehäuse 2 "auf natürliche Weise" eine Verbindung
zwischen den Bereichen der beiden Balge 6 sicherstellt,
wodurch die Öffnung 7 und
das Verschlusselement 8 an einem beliebigen Punkt an der
Länge des
Rohrs oder Gehäuses 2 oder
im Inneren des Gehäuses
im Falle einer Servolenkung angebracht werden kann.
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Man
würde den
Rahmen der Erfindung, so wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, nicht verlassen:
- – wenn
die Öffnung 7,
somit auch das Verschlusselement 8, an irgendeinem Punkt
an der Länge des
Rohrs angeordnet würde;
- – wenn
dieses Verschlusselement 8 mit beliebigen geeigneten Formen
und Werkstoffen hergestellt wäre
und es durch jedes beliebige Mittel befestigt würde;
- – wenn
die Vorrichtung für
alle Arten von Lenkungen, manuelle oder Servolenkungen, mit einem Rohr
oder Gehäuse
bestimmt wäre,
das aus einem Teil oder mehreren Teile hergestellt ist.