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Dokumentenidentifikation DE102004024051B4 24.08.2006
Titel Andruckteil mit Kompensation des radialen Spiels für Zahnstangenlenkgetriebe
Anmelder JTEKT Europe S.A.S., Irigny, FR
Erfinder Reynard, Bruno, Francheville, FR;
Pantale, David, Brindas, FR
Vertreter Meissner, Bolte & Partner GbR, 80538 München
DE-Anmeldedatum 14.05.2004
DE-Aktenzeichen 102004024051
Offenlegungstag 05.01.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse B62D 3/12(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Zahnstangenlenkgetriebe von Kraftfahrzeugen. Im Spezielleren befasst sich diese Erfindung mit dem Element einer solchen Lenkung, das „Andruckteil" genannt wird, und bezieht sich im noch Spezielleren auf ein Andruckteil mit einer Kompensationseinrichtung für das radiale Spiel.

In einem Zahnstangenlenksystem ist ein Lenkritzel mit der Lenksäule drehschlüssig verbunden, die mittels des Lenkrads des Fahrzeugs betätigt wird, wobei das Ritzel in eine Zahnstange eingreift, die in einem Lenkgehäuse gleitbeweglich angebracht ist. Die beiden, außerhalb des Gehäuses gelegenen Enden der Zahnstange sind mit Lenkspurstangenhebeln gekoppelt, die dem rechten bzw. linken Rad des Fahrzeugs zugeordnet sind. Auf diese Weise wird die Drehung des Lenkrads in der einen oder anderen Richtung, und somit die entsprechende Drehung des Lenkritzels, in eine entsprechende Translation der Zahnstange umgewandelt, die mittels der Spurstangenhebel wiederum für einen Rechts- oder Linkseinschlag die Ausrichtung der Räder des Fahrzeugs hervorruft.

In der Regel wird bei dieser Art von Lenkung die Zahnstange am Ritzel mittels eines mechanischen Teils, dem „Andruckteil", in Dauereingriffskontakt gehalten. Dieses Andruckteil ist gleitbeweglich in einem Teil des Gehäuses oder in einem anderen Hilfsgehäuse mit zylindrischer Innenwand entlang einer senkrecht zur Längsachse der Zahnstange liegenden Achse angebracht und wird federnd beaufschlagt, so dass es an der Rückseite der Zahnstange mit einem Endteil mit angepasster Form, insbesondere mit konkavem Profil, dem Lenkritzel entgegengesetzt anliegt. Dank einem solchen Andruckteil werden Eingriffsfehler der Zahnstange mit dem Ritzel kompensiert, und dieses Andruckteil stellt auch die Führung der Zahnstange sicher.

Um die Gleitbewegung des Andruckteils in der Richtung der Rückseite der Zahnstange zu ermöglichen, muss ein radiales Spiel zwischen dem Umfang dieses Andruckteils einerseits und der Innenwand des zylindrischen Teils des Gehäuses oder Hilfsgehäuses anderseits vorgesehen werden.

Während des Betriebs der Lenkung gleitet die Zahnstange in dem angepasst geformten Endteil des Andruckteils, indem sie sich in der einen oder anderen Richtung je nach Drehrichtung des Lenkrads verlagert. Bei einem Richtungswechsel der Drehung des Lenkrads, also der Gleitrichtung der Zahnstange, und in Anbetracht des vorstehend erwähnten radialen Spiels, wird das Andruckteil von der Zahnstange seitlich mitgenommen, bis es auf der einen oder anderen Seite an der zylindrischen Innenwand des entsprechenden Teils des Gehäuses oder Hilfsgehäuses in Anlage kommt. Dieser Vorgang erzeugt Geräusche.

Darüber hinaus kann das radiale Spiel zwischen dem Andruckteil und diesem Teil des Gehäuses, oder dem Hilfsgehäuse, Vibrationen hervorrufen, die entlang der Lenksäule bis zum Lenkrad übertragen werden.

Es wurden bereits Lösungen ins Auge gefasst, um das radiale Spiel des Andruckteils und seine störenden Auswirkungen zu unterdrücken. Insbesondere wurde nach der EP 1 084 933 A1 vorgeschlagen, das Andruckteil ohne radiales Spiel in seiner zylindrischen Aufnahme des Gehäuses mittels einer wulstförmigen Verbindung zu haltern, die in einer ringförmigen Nut des Andruckteils vorgesehen ist, wobei diese ringförmige Nut im Verhältnis zur Achse des Andruckteils exzentrisch ist, derart, dass das Andruckteil an einer Seite seiner zylindrischen Aufnahme anliegt.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine verbesserte Kompensationsvorrichtung für das Spiel bereitzustellen, die die Herstellung und Montage des Anruckteils erleichtert und einen besseren Andruck des Andruckteils an der zylindrischen Innenwand des Gehäuses ermöglicht.

Dazu hat die Erfindung ein Andruckteil mit Kompensation des radialen Spiels für ein Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge zum Gegenstand, welches auf seiner Oberfläche auf seiner Seitenfläche eine auf die Achse des Andruckteils zentrierte Nut besitzt, die sich zumindest über einen Bruchteil des Umfangs des Andruckteils erstreckt und einen Schlitz des Andruckteils schneidet, der sich in einer Ebene erstreckt, die im Wesentlichen parallel zur Achse des Andruckteils ist oder diese Achse enthält, und ein elastisch verformbarer Dichtring derart in die Nut und den Schlitz eingesetzt ist, daß der Dichtring auf nur einer Seite des Andruckteils vorsteht.

In einer Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die auf die Achse des Andruckteils zentrierte Nut im Wesentlichen über den halben Umfang des Andruckteils, während der Schlitz eine diametrale Richtung besitzt und in die beiden Enden der Nut übergeht, wobei die Dichtung die gesamte Länge der Nut einnimmt. Ein solcher diametraler Schlitz kann in dem Andruckteil entlang einer zur Achse der Zahnstange parallelen Ebene ausgebildet sein, oder entlang einer zur Achse der Zahnstange senkrechten Ebene.

In einer Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die auf die Achse des Andruckteils zentrierte Nut über den ganzen Umfang des Andruckteils, während der Schlitz eine diametrale Richtung besitzt und zwei diametral entgegengesetzte Punkte der Nut verbindet, wobei der Dichtring nur eine Hälfte der Gesamtlänge der Auskehlung zwischen den beiden vorgenannten Punkten einnimmt.

Somit besteht der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke darin, am Andruckteil eine auf die Achse des Andruckteils zentrierte Nut aber mit einem Schlitz kombiniert so auszubilden, dass der Dichtring in einer asymmetrischen Anordnung mit dem Teil des Dichtrings, der in der Nut angebracht ist, vom Andruckteil vorsteht, um an der zylindrischen Innenwand des Gehäuses anzuliegen, während der gegenüberliegende Teil des Dichtrings den Schlitz durchquert, wobei die Form, die der Dichtring annimmt, derjenigen des Buchstabens „D" nahe kommt. Die Nachgiebigkeit des Dichtrings ermöglicht es, dass er problemlos in der Werkstatt im Schlitz in die „D"-Form gebracht werden kann, wobei hier ein herkömmlicher O-Ring verwendet werden kann. Das asymmetrische äußere Erscheinungsbild des Andruckteils ermöglich eine einfache „Unverwechselbarkeit" bei der Montage des Andruckteils, im Gegensatz zu einer exzentrischen Nut, deren Exzentrizität visuell schwierig zu erkennen ist. Im übrigen stellt die vollkommene Abwesenheit der Dichtung auf einer Seite des Andruckteils, die davon herrührt, dass die Dichtung im Schlitz verläuft, auf dieser Seite einen besseren Halt des Andruckteils an der zylindrischen Gehäuseinnenwand und somit eine wirksamere Kompensation des radialen Spiels des Andruckteils sicher.

Auf alle Fälle wird die Erfindung mittels der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügte Schemazeichnung verständlicher, die beispielhaft einige Ausführungsformen dieses Andruckteils mit einer Kompensation des radialen Spiels für ein Zahnstangenlenkgetriebe darstellt.

Es zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht eines Andruckteils nach der vorliegenden Erfindung, wobei der Dichtring als aus dem Andruckteil „herausgenommen" dargestellt ist;

2 eine Seitenansicht des Andruckteils von 1, das im Lenkgehäuse eingebaut ist;

3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von 2;

4 eine Variante des erfindungsgegenständlichen Andruckteils.

Das Andruckteil 2, das in 1 einzeln dargestellt ist, besitzt eine zylindrische Form mit einer zylindrischen Seitenfläche 3, wobei die Mittelachse des Andruckteils 2 bei A angegeben ist. Ein Ende des Andruckteils 2 stellt sich als eine Fläche 4 mit konkavem Profil dar, das der Rückseite der Zahnstange der Lenkung angepasst ist (siehe auch 2).

2 stellt den Teil eines Zahnstangenlenkgetriebes für Kraftfahrzeuge dar, der das Andruckteil 2 aufnimmt. Diese Figur zeigt das Gehäuse 5, das das (nicht dargestellte) mit der Lenksäule gekoppelte Lenkritzel und die Zahnstange 6 enthält, deren Zähne mit dem Lenkritzel in Eingriff gelangen.

Das Gehäuse 5 der Lenkung besitzt ein nach außen offenes rohrförmiges Teil 5a, dessen Mittelachse A sich orthogonal zu Längsachse B der Zahnstange 6 erstreckt. Das rohrförmige Teil 5a besitzt eine glatte, zylindrische Innenwand 5b.

Das Andruckteil 2 ist im Inneren des rohrförmigen Teils 5a des Gehäuses 5 eingebaut und wird entlang der Achse A dieses rohrförmigen Teils 5a gleitend geführt. Die Endfläche 4 mit konkavem Profil des Andruckteils 2 wird durch (nicht dargestellte) Federeinrichtungen, die entlang des Pfeils F auf das entgegengesetzte Ende des Andruckteils 2 eine Druckwirkung ausüben, an die Rückseite 6b der Zahnstange 6 gedrückt.

Die zylindrische Seitenfläche 3 des Andruckteils 2 hat einen Durchmesser, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des rohrförmigen Teils 5a des Gehäuses 5. Somit ist anfangs ein radiales Spiel zwischen dem Andruckteil 2 einerseits und der Innenwand 5b des rohrförmigen Teils 5a des Gehäuses 5 vorhanden.

Die nachstehend beschriebene Vorrichtung, die aus einer Anordnung des Andruckteils 2 besteht, zielt darauf ab, das radiale Spiel dieses Andruckteils 2 zu kompensieren. Eine erste Ausführungsform dieser Vorrichtung ist in den 1 bis 3 dargestellt.

Das Andruckteil 2 weist in seiner zylindrischen Seitenfläche 3 eine Nut 7 auf, die einer herkömmlichen ringförmigen Nut entspricht, aber sich nur über den halben Umfang des Andruckteils 2 zwischen zwei diametral entgegengesetzten Punkten auf der Seitenfläche 3 erstreckt. Die Nut 7 ist auf die Mittelachse A des Andruckteils 2 zentriert, d.h. die Tiefe dieser Nut ist über ihre ganze Länge konstant.

Im Andruckteil 2 ist auch ein diametraler Schlitz 8 ausgebildet, der sich in einer Ebene P erstreckt, die die Mittelachse A des Andruckteils 2 enthält, wobei die Ebene P auch über die beiden diametral entgegengesetzten Endpunkte der Nut 7 verläuft. In dem hier in Betracht gezogenen Beispiel erstreckt sich die Ebene P des Schlitzes 8 senkrecht zur Achse B der Zahnstange 6, d.h., dass der Schlitz 8 an den Flanken des Teils mit dem konkaven Profil (Fläche 4) des Andruckteils 2 mündet.

Ein elastisch verformbarer Dichtring 9, der ein O-Ring sein kann, wird in die Nut 7 und den Schlitz 8 eingesetzt, wobei die Form, die von dem Dichtring 9 eingenommen wird, sich somit dem Buchstaben „D" angleicht, wie die Zeichnung zeigt. Daraus folgt, dass der eingesetzte Dichtring 9 nur auf einer Seite des Andruckteils 2 vorsteht, nämlich der Seite der Nut 7, und auf der der Nut entgegengesetzten Seite des Andruckteils 2 nicht vorhanden ist.

Wenn das Andruckteil 2 im rohrförmigen Teil 5a des Gehäuses 5 eingebaut ist, wird das Außenteil des Dichtrings 9 in der Nut 7 gehalten, und an die Innenwand 5b dieses rohrförmigen Teils 5a gedrückt. Durch eine Reaktionswirkung wird das Andruckteil 2, an die dem Andruckbereich des Dichtrings 9 entgegengesetzte, Wand 5b gedrückt. Somit ist das radiale Spiel des Andruckteils 2 dauerhaft kompensiert, wodurch die Geräusche und Vibrationen verhindert werden, die die gewöhnliche Folge dieses Spiels sind.

Darüber hinaus ist infolge des Andrückens des Dichtrings 9 an die Wand 5b die Verlagerung des Andruckteils 2 entlang seiner Achse A mehr oder weniger gebremst, was ebenfalls die Geräusche reduziert, die von einer solchen axialen Bewegung hervorgerufen werden können.

4 stellt eine andere Ausführungsform des Andruckteils 2 dar, bei der der diametrale Schlitz 8' entlang einer Ebene P' ausgebildet ist, die sich parallel zur Achse B der Zahnstange 6 erstreckt, d.h., dass dieser Schlitz 8' am Grunde des Teils mit dem konkaven Profil (Fläche 4) des Andruckteils 2 mündet. Selbstverständlich ist die Position der Nut 7' am Umfang des Andruckteils 2 hier übereinstimmend mit der Ausrichtung des Schlitzes 8' bestimmt.

Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht auf die einzigen hier beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen dieses Andruckteils mit Kompensation des radialen Spiels für Zahnstangenlenkgetriebe; vielmehr umfasst sie alle Ausführungs- und Anwendungsvarianten, die demselben Prinzip folgen.


Anspruch[de]
  1. Andruckteil mit Kompensation des radialen Spiels für Zahnstangenlenkgetriebe von Kraftfahrzeugen, wobei das Andruckteil (2) gleitbeweglich entlang einer zur Längsachse (B) der Zahnstange senkrechten Achse in einem Teil des Gehäuses (5a) oder in einem Hilfsgehäuse mit zylindrischer Innenwand (5b) eingebaut ist, und wobei dieses Andruckteil (2) elastisch beaufschlagt ist, derart, dass es sich mit einem Endteil mit konkavem Profil (4) an die dem Lenkritzel entgegengesetzte Rückseite (6a) der Zahnstange (6) anlegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Andruckteil (2) auf seiner Seitenfläche (3) eine auf die Achse (A) des Andruckteils (2) zentrierte Nut (7, 7') besitzt, die sich über mindestens einen Bruchteil des Umfangs des Andruckteils (2) erstreckt und einen Schlitz (8, 8') des Andruckteils (2) schneidet, der sich in einer zur Achse (A) im Wesentlichen parallelen Ebene erstreckt oder diese Achse (A) enthält, und ein elastisch verformbarer Dichtring (9) derart in die Nut (7, 7') und den Schlitz (8, 8') eingesetzt ist, dass der Dichtring (9) auf nur einer Seite des Andruckteils (2) vorsteht.
  2. Andruckteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Achse (A) des Andruckteils (2) zentrierte Nut (7, 7') sich im Wesentlichen über einen halben Umfang des Andruckteils (2) erstreckt, während der Schlitz (8, 8') sich in einer Ebene (P, P') erstreckt, die die Achse (A) des Andruckteils (2) enthält, wobei dieser Schlitz (8, 8') die beiden Enden der Nut (7, 7') verbindet, und wobei der Dichtring (9) die ganze Länge der Nut (7, 7') einnimmt.
  3. Andruckteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (8') in einer zur Achse (B) der Zahnstange (6) parallelen Ebene (P') ausgebildet ist, und im Grunde des konkaven Profils (4) des Andruckteils (2) mündet.
  4. Andruckteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (8') in einer zur Achse (B) der Zahnstange (6) senkrechten Ebene (P) ausgebildet ist, und an den Flanken des konkaven Profils (4) des Andruckteils (2) mündet.
  5. Andruckteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Achse (A) des Andruckteils (2) zentrierte Nut (7) sich über den gesamten Umfang des Andruckteils (2) erstreckt, während der Schlitz (8, 8') in diametraler Richtung angeordnet ist und zwei diametral entgegengesetzte Punkte der Nut (7, 7') verbindet, wobei der Dichtring (9) nur eine Hälfte der Gesamtlänge der Nut (7, 7') zwischen den beiden vorgenannten Punkten einnimmt.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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