WO2021223800A1

WO2021223800A1 - Lenkgestänge für eine hinterachslenkung

Info

Publication number: WO2021223800A1
Application number: PCT/DE2021/100362
Authority: WO
Inventors: Christian Doerner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2020-05-08
Filing date: 2021-04-20
Publication date: 2021-11-11
Also published as: DE102020112529A1

Abstract

Ein Lenkgestänge, insbesondere als Teil einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs, umfasst eine in einem Gehäuse (2) mit Hilfe eines Lagers (4), insbesondere Gleitlagers, geführte Schubstange (3), welche gegenüber dem Gehäuse (2) abgedichtet ist, wobei zur Abdichtung des Gehäuses (2) eine Dichtungsanordnung (5) vorgesehen ist, welche mindestens eine berührende Dichtung (15, 16) sowie einen dieser Dichtung (15, 16) vorgeschalteten, außerhalb des Gehäuses (2) wirksamen kegeligen Abstreifer (7) umfasst.

Description

Lenkaestänae für eine Hinterachslenkuna

Die Erfindung betrifft ein für die Verwendung in einer Hinterachslenkung eines Kraft fahrzeugs geeignetes Lenkgestänge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Ein gattungsgemäßes Lenkgestänge ist beispielsweise aus der DE 10 2013 107 827 A1 bekannt. Das bekannte Lenkgestänge umfasst eine Schubstange, welche in einem Gehäuse verdrehgesichert gelagert ist, wobei Dichtmit tel zur abgedichteten Führung der Schubstange vorgesehen sind. Die Schubstange der Vorrichtung nach der DE 102013 107 827 A1 weist zumindest im Lagerbereich ein Polygonprofil auf. Ein als Dichtmittel vorgesehener Dichtungsring ist diesem Poly gonprofil angepasst. Zusätzlich zum Dichtungsring umfasst die bekannte Vorrichtung einen Faltenbalg.

Ein in der DE 10 2015219 198 B4 beschriebener Aktuator für eine Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs weist ebenfalls eine verdrehgesichert geführte Spindel, das heißt Schubstange, auf, wobei die Verdrehsicherung mit Hilfe eines Polygonprofils realisiert ist. Hierbei ist ein als Polygonprofil gestalteter Abschnitt der Spindel in einem Gleitla ger geführt, wobei durch das Gleitlager eine erste Kammer des Aktuators von einer zweiten Kammer getrennt ist. Die beiden Kammern sind durch einen Lüftungskanal miteinander verbunden.

Ein in der DE 10 2016206 576 B3 offenbarter Spindelantrieb für eine Hinterachslen kung umfasst eine in einem Gleitlager geführte Spindel, wobei zu deren Verdrehsiche rung ein Lagerabschnitt als Exzenter ausgebildet ist.

Ein aus der WO 2015/074 782 A1 bekanntes Lenksystem für ein Kraftfahrzeug weist ein aus zwei Gehäuseteilen gebildetes Gehäuse auf, wobei eine Abdichtung zwischen den Gehäuseteilen vorgesehen ist. Um die Menge von in den Kontaktbereich eindrin- gender Feuchtigkeit möglichst weit zu reduzieren, soll ein gezieltes Sammeln und Ab führen von Feuchtigkeit mit Hilfe einer Drainagenut erfolgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lenkungen von Kraftfahrzeugen, insbeson dere in Form von Hinterachslenkungen, gegenüber dem genannten Stand der Technik dichtungstechnisch weiterzuentwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein abgedichtetes Lenkgestänge mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 1.

Das Lenkgestänge umfasst eine in einem Gehäuse mit Hilfe eines Lagers, insbeson dere Gleitlagers, geführte Schubstange, welche gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist, wobei zur Abdichtung des Gehäuses eine Dichtungsanordnung vorgesehen ist, welche mindestens eine berührende Dichtung sowie einen dieser Dichtung vorge schalteten, außerhalb des Gehäuses wirksamen kegeligen Abstreifer umfasst.

Im Unterschied zu bekannten Vorrichtungen, beispielsweise nach den genannten Do kumenten DE 10 2013 107 827 A1 und DE 10 2015 219 198 B4, ist kein Faltenbalg zur Abdichtung der Schubstange vorgesehen. Von daher ist die Thematik variabler Volumina, welche durch Faltenbälge abgeschlossen sind, prinzipiell nicht gegeben. Zudem hat die kegelige Form des Abstreifers den Vorteil, dass bei Verstellbewegun gen der Schubstange ein Einklemmen von Fremdkörpern, beispielsweise Steinchen, praktisch nicht möglich ist. Dieser Vorteil ist umso ausgeprägter, je spitzer die kegeli ge Form des Abstreifers ist. Insbesondere beschreibt der Abstreifer, welcher die Schubstangs konzentrisch umgibt und am Gehäuse befestigt ist, einen Kegelstumpf mit einem Öffnungswinkel von nicht mehr als 90^°.

Der kegelige Abstreifer kann im Austausch gegen eine Abdeckkappe an einem Ge häuse einer Komponente, insbesondere eines Aktuators, einer Hinterachslenkung zum Einsatz kommen. Ebenso ist es möglich, die Form einer Abdeckkappe derart zu modifizieren, dass sie durch einen kegeligen Abschnitt die Funktion des Abstreifers übernimmt und damit durch den Begriff „Abstreifer“ zutreffend bezeichnet ist. Grund sätzlich kann der Abstreifer einteilig oder mehrteilig aufgebaut sein.

Zusätzlich zum kegeligen Abstreifer umfasst die Dichtungsanordnung beispielsweise zwei berührende Dichtungen. Solche Dichtungen können in an sich bekannter Ausfüh rung jeweils ein Dichtlippe oder eine Mehrzahl an Dichtlippen aus einem Polymerma terial aufweisen. Die Dichtlippen sind typischerweise mit einem metallischen Träger ring verbunden.

Eine der beiden berührenden Dichtungen, welche die Schubstange gegenüber dem Gehäuse abdichten, ist beispielsweise unmittelbar im Gehäuse befestigt. Die zweite berührende Dichtung ist entweder ebenfalls im Gehäuse oder in dem mit dem Gehäu se verbundenen kegeligen Abstreifer angeordnet. Auch die Befestigung beider Dich tungen im Abstreifer ist möglich. In allen Fällen kann eine der Dichtungen oder die Anordnung aus beiden Dichtungen in dem durch den kegeligen Abstreifer gebildeten Innenraum angeordnet sein, womit sich insgesamt ein besonders kompakter Aufbau der Dichtungsanordnung ergibt.

Der kegelige Abstreifer kann auf beliebige Weise mit dem Gehäuse verbunden sein. Beispielsweise ist der Abstreifer auf das Gehäuse aufgepresst, auf das Gehäuse auf geschraubt oder mittels einer Schnappverbindung mit dem Gehäuse verbunden. Ebenso sind Bauformen realisierbar, bei welchen der Abstreifer in das Gehäuse ein geschoben ist, so dass eine Außenumfangsfläche des Abstreifers in einer Innenum fangsfläche des Gehäuses gehalten ist. In diesem Fall ist die Außenumfangsfläche des Abstreifers gegen die Innenumfangsfläche des Gehäuses abzudichten. Allgemein sind verschiedenste Arten der Abdichtung zwischen Abstreifer und Gehäuse, auch in Form einer Flüssigdichtung, wählbar.

Gemäß einer möglichen Weiterbildung weist eine mit der Schubstange verbundene Gabel ein der Dichtungsanordnung des Lenkgestänges zugewandtes konisches Ab schlussstück auf. Durch die konische Form des Abschlussstücks ist die Wahrschein- lichkeit, dass sich Gegenstände zwischen dem Abstreifer und der Gabel verklemmen, weiter reduziert. Der Öffnungswinkel des konischen Abschlussstücks weicht vom Öff nungswinkel des kegelstumpfförmigen Abstreifers beispielsweise um nicht mehr als 30^° ab. Insbesondere stimmen die beiden Öffnungswinkel überein.

Insgesamt ist die Lenkung, welcher das Lenkgestänge zuzurechnen ist, beispielswei se als elektromechanisch betriebene Hinterachslenkung ausgebildet. In diesem Fall kann die Dichtungsanordnung, die ein Gehäuse gegenüber einer Schubstange ab dichtet, an einem elektromechanischen Aktuator der Lenkung angeordnet sein.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeich nung näher erläutert. Hierin zeigen, jeweils in einer vereinfachten Schnittdarstellung:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines abgedichteten Lenkgestänges ei ner Hinterachslenkung,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines abgedichteten Lenkgestänges.

Die folgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf beide Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Ein Lenkgestängel umfasst eine Schubstange 3, welche mit Hilfe eines Lagers, näm lich Gleitlagers 4, in einem Gehäuse 2 geführt ist. Das Lenkgestänge 1 ist Teil einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs. In den Ausführungsbeispielen wird die Hin terachslenkung elektromechanisch betätigt. Das Gehäuse 2 ist Teil eines elektrome chanischen Aktuators. Die mit MA bezeichnete Mittelachse der Schubstange 3 ist in Querrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet. Die Schubstange 3 ist mit Hilfe einer dem Lenkgestänge 1 zuzurechnenden Dich tungsanordnung 5 gegenüber dem Gehäuse 2 abgedichtet. Zum Antrieb der Schubstange 3 ist ein nicht dargestelltes Rotativ-Linear-Getriebe, beispielsweise in Form eines Kugelgewindetriebs oder eines Planetenwälzgetriebes, vorgesehen, wel ches im Gehäuse 2 angeordnet ist. Eine als Antriebselement des Rotativ-Linear- Getriebes vorgesehene Spindelmutter wir zum Beispiel über ein Umschlingungsge- triebe, insbesondere einen Riementrieb, elektrisch angetrieben.

Die Schubstange 3 ist mit dem Abtriebselement des Rotativ-Linear-Getriebes fest ver bunden oder stellt selbst das Abtriebselement des Rotativ-Linear-Getriebes dar. Mit Hilfe nicht dargestellter Verdrehsicherungskonturen ist die Schubstange 3 verdrehge sichert im Gehäuse 2 geführt. An dem aus dem Gehäuse 2 herausragenden Ende der Schubstange 3 ist an dieser mit Hilfe einer Schraube 9 eine Gabel 8 befestigt, welche in an sich bekannter Weise mit weiteren Fahrwerkselementen gekoppelt ist, die die Verstellung eines Lenkeinschlags an der Hinterachse des Fahrzeugs ermöglichen.

Zwischen der Dichtungsanordnung 5, die die Schubstange 3 gegenüber dem Gehäu se 2 abdichtet, und der Gabel 8 ist, wie aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht, ein Frei raum 6 gebildet. Der Freiraum 6 weist eine variable, von der Stellung der Schubstan ge abhängige Breite auf, welche niemals Null wird.

Der Dichtungsanordnung 5 ist ein metallischer Abstreifer 7 zuzurechnen. Der Abstrei fer 7, welcher auch als Abdeckkappe bezeichnet wird, weist einen konischen Ab schnitt 10 auf, der sich bis zur Mantelfläche der Schubstange 3 erstreckt. Durch den konischen Abschnitt 10 ist ein Kegel beschrieben, dessen halber Öffnungswinkel mit cp bezeichnet ist. Der Öffnungswinkel (2cp) beträgt in den Ausführungsbeispielen ca. 90^°.

Der konische Abschnitt 10 geht in einen mit 11 bezeichneten zylindrischen Abschnitt über, der auf einer mit 13 bezeichneten Außenfläche des Gehäuses 2 befestigt ist. An der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 11 ist eine Nut 12 erkennbar, welche zur Aufnahme einer Dichtung, beispielsweise eines O-Rings, vorgesehen ist. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist der zylindrische Abschnitt 11 des Abstreifers 7 mittels eines Pressverbandes 14 am Gehäuse 2 befestigt. Im Unterschied hierzu ist in der Variante nach Figur 2 eine Verschraubung 17 zwischen dem Abstreifer 7 und dem Gehäuse 2 vorgesehen.

In beiden Ausführungsformen umfasst die Dichtungsanordnung 5 zusätzlich zum Ab streifer 7 zwei berührende Dichtungen 15, 16. Hierbei ist eine innere Dichtung 15 in eine stirnseitige Aufnahme des Gehäuses 2 eingesetzt, wogegen eine äußere Dich tung 16 in eine durch den Abstreifer 7 bereitgestellte Aufnahme eingesetzt ist. Jede Dichtung 15, 16 weist mehrere Dichtlippen auf. Beide Dichtungen 15, 16 befinden sich innerhalb des Flohlraums, welcher durch den konischen Abstreifer 7 gebildet ist.

In der Ausführungsform nach Figur 2 weist nicht nur der Abstreifer 7, sondern auch ein Abschlussstück 18, welches integraler Bestandteil der Gabel 8 ist, eine konische Form auf. Im Querschnitt ergibt sich damit, wie aus Figur 2 hervorgeht, eine V-Form des Freiraums 6. Wird die Schubstange 3 eingefahren, das heißt die Gabel 8 durch den im Gehäuse 2 angeordneten Aktuator in Richtung zum Gehäuse 2 gezogen, so werden eventuelle Fremdkörper, die sich zwischen dem Gehäuse 2 und der Gabel 8 auf der Schubstange 3 befinden, aus dem Freiraum 6 verdrängt. Dies gilt auch für die Ausführungsform nach Figur 1. Ein Faltenbalg zur Abdichtung der Baugruppe aus Schubstange 3 und Gabel 8 gegenüber dem Gehäuse 2 ist weder in der Bauform nach Figur 1 noch in der Bauform nach Figur 2 vorgesehen.

Bezuqszeichenliste

1 Lenkgestänge

2 Gehäuse

3 Schubstange

4 Lager, Gleitlager

5 Dichtungsanordnung

6 Freiraum

7 Abstreifer, Abdeckkappe

8 Gabel

9 Schraube

10 konischer Abschnitt

11 zylindrischer Abschnitt

12 Nut im zylindrischen Abschnitt

13 Außenfläche des Gehäuses

14 Pressverband

15 innere berührende Dichtung

16 äußere berührende Dichtung

17 Verschraubung

18 konisches Abschlussstück der Gabel cp halber Öffnungswinkel MA Mittelachse

Claims

Patentansprüche

1. Lenkgestänge, mit einer in einem Gehäuse (2) mit Hilfe eines Lagers (4) ge führten Schubstange (3), welche gegenüber dem Gehäuse (2) abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung des Gehäuses (2) eine Dich tungsanordnung (5) vorgesehen ist, welche mindestens eine berührende Dich tung (15, 16) sowie einen dieser Dichtung (15, 16) vorgeschalteten, außerhalb des Gehäuses (2) wirksamen kegeligen Abstreifer (7) umfasst.

2. Lenkgestänge nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abstrei fer (7) einen Kegelstumpf mit einem Öffnungswinkel (2 x cp) von maximal 90° beschreibt.

3. Lenkgestänge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (5) zwei berührende Dichtungen (15, 16) umfasst.

4. Lenkgestänge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der bei den Dichtungen (15) im Gehäuse (2) befestigt ist.

5. Lenkgestänge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Dichtung (16) im Abstreifer (7) angeordnet ist.

6. Lenkgestänge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (7) auf das Gehäuse (2) aufgepresst ist.

7. Lenkgestänge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (7) auf das Gehäuse (2) aufgeschraubt ist.

8. Lenkgestänge nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der berührenden Dichtungen (15, 16) innerhalb eines durch den Abstreifer (7) umschlossenen Raumes angeordnet ist.

9. Lenkgestänge nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Schubstange (3) verbundene Gabel (8) ein der Dichtungsan- Ordnung (5) zugewandtes konisches Abschlussstück (18) aufweist.

10. Lenkgestänge nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Teil einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs ist.