DE102009000506A1

DE102009000506A1 - Anpressvorrichtung

Info

Publication number: DE102009000506A1
Application number: DE102009000506A
Authority: DE
Inventors: Martin Bareiss; Rainer SCHÄNZEL
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2010-08-12
Also published as: US20100193280A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anpressvorrichtung für ein Getriebe (2) in einem Lenksystem, mit einem Gehäuse (3), an dem ein erstes Getriebeglied (4) in Eingriff mit einem zweiten Getriebeglied (5) angeordnet ist, und mit einem Druckstück (6), welches an dem Gehäuse (3) entlang einer Achse (7) in einer Führung (8) verschiebbar gelagert ist, wobei ein Federelement (9) zum Gegeneinanderpressen des ersten Getriebegliedes (4) und des zweiten Getriebegliedes (5) auf das Druckstück (6) wirkt, wobei das Druckstück (6) mit einem umfangsseitigen Dichtelement (10) gegen Austritt von Schmierstoff aus dem Gehäuse (3) versehen ist. Um eine Anpressvorrichtung für ein Getriebe eines Lenksystems zu schaffen, die einen geräuscharmen und sicheren Betrieb ermöglicht, ist vorgesehen, dass das Dichtelement (10) ein mit zumindest einer Einschnürung (11) seines Querschnitts versehener Dichtring (12) ist, wobei an der Einschnürung (11) ein Durchtritt von Schmierstoff zwischen dem Druckstück (6) und der Führung (8) ermöglicht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anpressvorrichtung für ein Getriebe in einem Lenksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Dichtelement zwischen einem Druckstück eines Getriebes eines Lenksystems und einer Führung für das Druckstück, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Die EP 1 086 880 A2 beschreibt ein als Zahnstangenlenkung für ein Kraftfahrzeug ausgebildetes Lenksystem mit einer, in einem Lenkgetriebe-Gehäuse axial verschiebbar geführten Zahnstange. In das Gehäuse ist ein drehfest mit einer Lenkhandhabe verbundenes Ritzel eingesetzt, wobei das Ritzel mit einer Verzahnung der Zahnstange kämmt. Das Ritzel bildet ein erstes und die Zahnstange ein zweites Getriebeglied. Ein in dem Gehäuse entlang einer Achse in einer Führung verschieblich angeordnetes Druckstück, welches mit einem Federungselement beaufschlagt ist und auf den Rücken der Zahnstange wirkt, stellt eine Spielfreiheit zwischen dem Ritzel und der Verzahnung der Zahnstange sicher. Ein als O-Ring gebildetes Dichtelement das in einer Umfangsnut des Druckstücks eingesetzt ist, dichtet das Gehäuse des Lenkgetriebes im Bereich der Druckstück-Führung zusammen mit einem, das Federungselement haltenden Deckel gegen Schmierstoffverlust ab.
Nachteilig an solch einer Zahnstangenlenkung ist, dass der Gleitbereich zwischen dem Druckstück und der Führung hinter dem Dichtelement nur mangelhaft geschmiert ist. Durch die mangelhafte Schmierung kann es zu Verschließ und Fressstellen zwischen dem Druckstück und der Führung kommen. Als Folge davon kann das Druckstück in der Führung des Getriebegehäuses festsitzen. Durch das Festsitzen wird das Druckstück nicht mehr an die Zahnstange oder das betreffende Getriebeglied gedrückt, wodurch es zwischen dem Ritzel und der Zahnstange oder dem ersten und zweiten Getriebeglied zu Klappergeräuschen kommen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anpressvorrichtung für ein Getriebe eines Lenksystems zu schaffen, die einen geräuscharmen Betrieb ermöglicht.
Die Aufgabe wird mit einer Anpressvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Dichtelement mit dem Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
Dadurch dass das Dichtelement ein mit zumindest einer Einschnürung seines Querschnitts versehener Dichtring ist und die Einschnürung einen Durchtritt von Schmierstoff zwischen dem Druckstück und der Führung über die ganze axiale Länge des Druckstücks ermöglicht, ist ein dosierter Zutritt von Schmierstoff an alle Gleitflächen des Druckstücks ermöglicht und ein Festsitzen des Druckstücks, das Klappergeräusche des Getriebes zur Folge haben kann, sicher vermieden. Durch die axiale Verschiebebewegung des Druckstücks ergibt sich eine gewisse Pumpfunktion für Schmierstoff durch das Druckstück selbst, sodaß eine dauerhafte Schmierstoffversorgung ermöglicht ist.
Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Anpressvorrichtung ist das Dichtelement mit ein oder mehreren Einschnürungen um dessen Umfangsbereich mit vorzugsweise einer Querschnittsreduzierung auf etwa 4/5 seines übrigen Querschnitts gebildet. Die Einschürungen sind bevorzugt in einem gleichen tangentialen Abstand zueinander um den Umfang des Dichtelements angeordnet. Vorzugsweise ist das Dichtelement als O-Ring mit kreisförmigem Querschnitts aus einem elastomeren Werkstoff gebildet. Es kann auch zweckmäßig sein, einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt des Dichtelements vorzusehen und auch in dem Einschnürungsbereich einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt für das Dichtelement zu wählen.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Dichtelement in eine Umfangsnut des Druckstücks eingelegt. Wird die Anpressvorrichtung in einer Zahnstangenlenkung eines Fahrzeugs eingesetzt, so kann die Anpressvorrichtung vorteilhaft zum Gegeneinanderpressen eines als Ritzel ausgebildeten, ersten Getriebegliedes und eines als Zahnstange gebildeten, zweiten Getriebegliedes verwandt werden. Die Anpressvorrichtung lässt sich auch neben vielen möglichen Anwendungsbereichen zum Gegeneinanderpressen einer Schnecke und eines Schneckenrades, etwa in einer Servoeinheit einer elektrischen oder hydraulischen Servo- oder Fremdkraftlenkung einsetzen. Es kann zweckmäßig sein, das Druckstück auf ein radialverschieblich gelagertes Lager des ersten oder zweiten Getriebegliedes wirken zu lassen.
Die erfindungsgemäße Anpressvorrichtung mit dem Dichtelement eignet sich zum Einsatz in Hilfskraft- oder Fremdkraftlenkungssystemen mit oder ohne Überlagerungsfunktion.
Die Erfindung wird nun näher anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und anhand der beiliegenden Zeichnung wiedergegeben.
In der Zeichnung zeigt:
1 einen teilweisen Querschnitt durch eine Zahnstangen-Hilfskraftlenkung im Bereich der Anpressvorrichtung,
2 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Dichtelement,
3 einen teilweisen Längsschnitt durch ein Schneckengetriebe mit Anpressvorrichtung.
In 1 ist in einem Querschnitt durch ein Getriebe 2 teilweise ein Lenksystem, welches als Zahnstangenhilfskraftlenkung für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist, gezeigt. Ein als Getriebegehäuse gebildetes Gehäuse 3 ist dabei in axialer Richtung zu einer Zahnstange 15 im Bereich einer Anpressvorrichtung 1 dargestellt. Die Zahnstange 15 trägt eine sich in axialer Richtung über diese sich erstreckende Verzahnung 19, die mit einem, am Ende einer Lenkwelle drehfest mit dieser verbundenen Ritzel 14 in Eingriff ist. Das Ritzel 14 ist in nicht näher dargestellter Weise in dem Gehäuse 3 drehbar gelagert und bildet ein erstes Getriebeglied 4. In Abhängigkeit von einer Drehung des Ritzels 14 an einer Lenkhandhabe an der Lenkwelle verschiebt sich die Zahnstange 15 in axialer Richtung. Die Zahnstange 15 bildet ein zweites Getriebeglied 5 und ist mit Spurstangen und Radlenkhebeln mit lenkbaren Rädern des Kraftfahrzeugs verbunden.
Die Verzahnung 19 der Zahnstange 15 wird mit Hilfe einer Anpressvorrichtung 1, bestehend aus einem Druckstück 6, welches entlang einer senkrecht zu der Längsachse 20 der Zahnstange 15 angeordneten Achse 7 einer in dem Gehäuse 3 des Getriebes 2 ausgesparten Führung 8 axialverschieblich angeordnet ist, gegen das Ritze) 14 gepresst. Das Druckstück 6 kann zylinder- oder kubusförmig gebildet sein.
Ein Federelement 9, welches in der Führung 8 eingesetzt ist, stützt sich an einem als ebene Fläche ausgebildeten Boden 21 des Druckstücks 6 ab und an einem in der Führung 8 festgelegten Deckel 22 ab. In einer Umfangsnut 13 des Druckstücks 6 ist ein als O-Ring 12 aus einem elastomeren Werkstoff ausgeführtes Dichtelement 10 eingesetzt. Der O-Ring 12 vermindert den Schmierstofffluss von dem Gehäuseinneren zu dem Deckel 22 verhindert diesen aber nicht ganz, da dieser, wie 2 in einer Draufsicht auf den O-Ring 12 zeigt, acht Einschnürungen 11 in seinem Querschnitt aufweist. Die Einschnürungen 11 sind über dessen Umfang in gleichen tangentialen Abständen a angeordnet und ermöglichen einen dosierten Durchtritt von Schmierstoff entlang der Oberfläche des Duckstücks 6, sodaß diese insgesamt mit Schmierstoff versorgt wird. Ein Fressen des Druckstücks 6 an der Führung 8 durch Mangel an Schmierstoff in dem axialen Bereich des Druckstücks 6 zwischen dem O-Ring 12 und dem Deckel 22 ist dadurch vermieden, ebenso wie eine zu große Migration des Schmierstoff in den Bereich des Federelements 9, wodurch eine Behinderung der Beweglichkeit des Druckstücks erfolgen würde.
Die Anpressvorrichtung 1 kann auch zu anderen Zwecken eingesetzt werden, wie etwa zur Anpressung eines als Schnecke 16 ausgebildeten ersten Getriebeglieds 4 gegen ein als Schneckenrad 17 ausgebildetes zweites Getriebeglied 5, wie 3 in einem Längsschnitt entlang einer Achse 23 einer Schnecke 16 eines Schneckenradgetriebes zeigt. Das Schneckenradgetriebe wird bevorzugt zur Kraftübertragung eines Servomotors bei einem Lenksäulenantrieb, einem Ritzelantrieb oder Doppelritzelantrieb einer elektrischen Servolenkung eingesetzt. Die Schnecke 16 ist in dem Gehäuse 3 in einem radialverschieblichen Lager 18 gelagert, wobei dieses an einem axialen Ende der Schnecke 16 angeordnet ist. Die Schnecke 16 ist drehfest mit einem nicht gezeigten Servomotor verbunden und mit einem Schneckenrad 17 in Eingriff. Das Schneckenrad 17 bildet als zweites Getriebeglied 5 die Abtriebsseite des Getriebes 2.
Um Spielfreiheit im Verzahnungseingriff der Schnecke 16 und des Schneckenrades 17 unabhängig von Verschleiß, von Wärmedehnung und dergleichen im Betrieb des Getriebes sicherzustellen, ist die Anpressvorrichtung 1 in prinzipiell gleicher Bauweise wie die in 1 gezeigte in dem Gehäuse 3 angeordnet, wobei ein Druckstück 24 auf das Lager 18 wirkt und die Schnecke 16 in radialer Richtung ihrer Achse 23 zu dem Schneckenrad 17 hin presst. Zu diesem Zweck ist das Lager 18 radialverschieblich in einer Kulissenführung in dem Gehäuse 3 gehalten. Für gleiche Bauteile gelten dieselben Bezugszeichen.

1: Anpressvorrichtung
2: Getriebe
3: Gehäuse
4: Getriebeglied, erstes
5: Getriebeglied, zweites
6: Druckstück
7: Achse
8: Führung
9: Federelement
10: Dichtelement
11: Einschnürung
12: O-Ring
13: Umfangsnut
14: Ritzel
15: Zahnstange
16: Schnecke
17: Schneckenrad
18: Lager
19: Verzahnung
20: Längsachse, v. 15
21: Boden
22: Deckel
23: Achse
24: Druckstückende
a: Abstand, tangential

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1086880 A2 [0002]

Claims

Anpressvorrichtung für ein Getriebe (2) in einem Lenksystem, mit einem Gehäuse (3) an dem ein erstes Getriebeglied (4) in Eingriff mit einem zweiten Getriebeglied (5) angeordnet ist, und mit einem Druckstück (5) welches an dem Gehäuse (3) entlang einer Achse (7) in einer Führung (8) verschiebbar gelagert ist, wobei ein Federelement (9) zum Gegeneinanderpressen des ersten Getriebegliedes (4) und des zweiten Getriebegliedes (5) auf das Druckstück (6) wirkt, wobei das Druckstück (6) mit einem umfangsseitigen Dichtelement (10) gegen Austritt von Schmierstoff aus dem Gehäuse (3) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) ein mit zumindest einer Einschnürung (11) seines Querschnitts versehener Dichtring (12) ist, wobei an der Einschnürung (11) ein Durchtritt von Schmierstoff zwischen dem Druckstück (6) und der Führung (8) ermöglicht ist.
Anpressvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung (11) durch eine Querschnittsverengung des Dichtelements (10) auf etwa 4/5 seines Querschnitts gebildet ist.
Anpressvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einschnürungen (11) um den Umfang des Dichtelements (10) vorgesehen sind.
Anpressvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, mit gleichem tangentialen Abstand (a) zueinander versehene Einschnürungen (11) um den Umfang des Dichtelements (10) vorgesehen sind.
Anpressvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) als O-Ring (12) gebildet ist.
Anpressvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) in einer Umfangsnut (13) des Druckstücks (6) festgelegt ist.
Anpressvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass acht Einschnürungen (11) mit gleichem tangentialen Abstand (a) zueinander an dem Dichtelement (10) vorgesehen sind.
Anpressvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Getriebeglied (4) ein Ritzel (14) ist und das zweite Getriebeglied (5) eine Zahnstange (15) ist.
Anpressvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeglied (4) eine Schnecke (15) und das zweite Getriebeglied (5) ein Schneckenrad (17) ist.
Anpressvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (6) auf ein Lager (18) des ersten und/oder zweiten Getriebegliedes (4, 5) wirkt.
Anpressvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem als Hilfskraftlenkung oder Fremdkraftlenkung mit oder ohne Überlagerungsfunktion gebildet ist.
Dichtelement zwischen einem Druckstück (6) und einer Führung (8) eines Getriebes (2) eines Lenksystems, wobei das Druckstück (6) zum Gegeneinanderpressen eines ersten und zweiten Getriebegliedes (4, 5) des Getriebes (2) dient, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) ein zumindest mit einer Einschnürung (11) seines Querschnitts versehener Dichtring (12) ist, wobei an der Einschnürung (11) ein Durchtritt von Schmierstoff zwischen dem Druckstück (6) und der Führung (8) ermöglicht ist.