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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Andrücken eines ersten Getriebegliedes an ein mit dem ersten Getriebeglied in Eingriff befindliches, zweites Getriebeglied eines Getriebes eines Lenksystems, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, eine Stell- und/oder Anschlageinrichtung für ein Druckstück eines Getriebes eines Lenksystems gemäß Anspruch 8 und ein Druckstück für eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9.
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Stand der Technik
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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 dem Gehäuse ist ein Ritzel, das mit einer Lenkhandhabe des Kraftfahrzeugs drehfest über eine Lenkwelle verbunden ist, gelagert. Das Ritzel kämmt mit einer Verzahnung der Zahnstange und bildet ein erstes Getriebeglied. Die Zahnstange bildet ein zweites Getriebeglied des Lenkgetriebes. In einer Führung in dem Lenkgetriebe – Gehäuse ist entlang einer Längsachse ein Druckstück in Richtung auf die Getriebeglieder axial bewegbar geführt. Das Druckstück wird von einem Federelement, das zwischen einer Stell- und/oder Anschlageinrichtung und dem Druckstück angeordnet ist, beaufschlagt und wirkt auf den Rücken der Zahnstange. Es stellt eine Spielfreiheit zwischen dem Ritzel und der Verzahnung der Zahnstange sicher.
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Die axiale Position des Druckstückes und das Druckstückspiel können mittels einer Stellschraube der Stell- und/oder Anschlageinrichtung eingestellt werden. Das Druckstück, das Federelement und die Stell- und/oder Anschlageinrichtung sind dynamischen Belastungen durch in die Zahnstange eingeleiteten Fahrbahnstößen ausgesetzt. Hierbei ist zur Vermeidung von Klappergeräuschen ein Anschlagen des Druckstückes an die Stell- und/oder Anschlageinrichtung, insbesondere an ein zu dieser gehörige Druckstückdeckel oder an eine Stellschraube zu verhindern.
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Die
DE 10 2009 028 031 A1 beschreibt ein Druckstück zum Andrücken einer Zahnstange an ein mit der Zahnstange in Eingriff stehendes Ritzel, wobei das Druckstück als Spritzgussteil aus wenigstens zwei Kunststoffen unterschiedlicher Härte ausgebildet ist. Ein harter Kunststoff bildet den Grundkörper des Druckstückes und ein weicher Kunststoff dient zur Ausbildung wenigstens eines Dämpfungselementes auf dem Außenumfang des Grundkörpers. Dadurch läßt sich das Radialspiel des Druckstückes minimieren und eine besonders vorteilhafte, akustische Dämpfung dieser Anordnung erreichen. Die Dämpfungselemente können sowohl einfach als auch mehrfach angespritzt werden. Sie können ferner sowohl radial als auch axial auf dem Außenumfang des Grundkörpers angeordnet werden.
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Das bekannte Druckstück ist durch die Vielzahl der radial und axial angeordneten Dämpfungselemente aufwändig herzustellen. Zudem sind die Dämpfungselemente im Betrieb des Druckstücks stets unter Vorspannung und verschleißen unter Umständen vorzeitig.
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Die
US 6 119 540 A beschreibt eine Anpressvorrichtung zum Aneinanderpressen eines Ritzels an eine Zahnstange eines Zahnstangenlenkgetriebes, die eine stoßfreie und geräuscharme Betriebsweise des Lenkgetriebes ermöglicht. Hierzu wird ein Druckstück der Anpressvorrichtung durch eine Feder parallel mit einem Elastomer-Element, wie einem O-Ring mit einer stetigen Druckkraft beaufschlagt. Diese, eine Druckkraft auf das Druckstück ausübenden Elemente, Feder und Elastomer-Element, haben vorzugsweise verschiedene Federkonstanten und Federkennlinien. Ein Druckstückdeckel ist in der Art einer Stellschraube gebildet und ermöglicht die Einstellung der axialen Vorspannung des Druckstückes auf dem Zahnstangenrücken. Beide Elemente, Feder und O-Ring üben eine stete Druckkraft auf das Druckstück aus. Der Druckstückdeckel ist dabei so geformt, dass ein Anschlagen des Druckstückes an dem Druckstückdeckel nicht grundsätzlich verhindert ist und Klappergeräusche dieser bekannten Vorrichtung nicht auszuschließen sind.
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Aufgabenstellung
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Andrücken eines ersten Getriebegliedes an ein mit diesem in Eingriff befindliches, zweites Getriebeglied eines Getriebes eines Lenksystems zu schaffen, mit deren Hilfe die Betriebsgeräusche des Getriebes auf einfache, kostengünstige Weise reduziert sind.
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Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zum Andrücken mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Dadurch dass die axiale Erstreckung des Dämpfungselementes und/oder der Abstand des Druckstücks von der Stell- und/oder Anschlageinrichtung so gewählt ist, dass im Betrieb der Vorrichtung ein direkter Kontakt, wie etwa ein Anschlagen des Druckstückes an der Stell- und/oder Anschlageinrichtung verhindert ist, ist eine Vorrichtung geschaffen, die zwar im Betrieb des Getriebes des Lenksystems ein temporäres Anliegen des Dämpfungselementes an der Stell- und/oder Anschlageinrichtung und dem Druckstück ermöglichen kann, jedoch ist verhindert, dass das Druckstück und die Stell- und/oder Anschlageinrichtung direkt miteinander in Kontakt kommen können, was ein entsprechendes Betriebsgeräusch verursachen könnte.
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Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist zumindest ein Dämpfungselement an einer dem Druckstück zugewandten Stirnseite der Stell- und/oder Anschlageinrichtung festgelegt und kann zusammen mit dieser montiert werden. Es kann auch zweckmäßig sein, zumindest ein Dämpfungselement an einer Stirnseite des Druckstückes, die der Stell- und/oder Anschlageinrichtung zugewandt ist, festzulegen.
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Das zumindest eine Dämpfungselement kann auf verschiedene Weise, wie etwa kraft-, form- oder stoffschlüssig an der betreffenden Stirnseite festgelegt sein und somit eine Baueinheit aus Druckstück und Dämpfungselement oder Stell- und/oder Anschlageinrichtung und Dämpfungselement gebildet sein. In einem besonders einfach herzustellenden Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist das Dämpfungselement ringförmig gebildet und besteht aus einem elastomeren Werkstoff. Es kann mit einem Teil seines Gesamtquerschnitts in einer Nut in der Stirnseite des Druckstückes oder der Stell- und/oder Anschlageinrichtung festgelegt sein, wobei es besonders bevorzugt mit einem Hinterschneidungsbereich seines Querschnittes darin eingeclipst sein kann.
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Es läßt sich beispielsweise ein Dämpfungselement in der Art eines O-Ringes mit vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt verwenden. Der Durchmesser des Dämpfungselementes läßt sich vorteilhaft so wählen, dass das Dämpfungselement eine Druckstückfeder radial umschließen kann.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Stell- und/oder Anschlageinrichtung für ein Druckstück gemäß Anspruch 8 und ein Druckstück für eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9.
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Ausführungsbeispiel
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Die Erfindung wird nun näher anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und anhand der beiliegenden Zeichnung wiedergegeben.
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In der Zeichnung zeigt:
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1 einen teilweisen, prinzipiellen, nicht maßstäblichen Querschnitt durch ein Getriebe einer Zahnstangen-Hilfskraftlenkung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aneinanderdrücken eines ersten Getriebegliedes an ein, mit dem ersten Getriebeglied in Eingriff befindliches, zweites Getriebeglied.
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In 1 ist in einem Querschnitt durch ein Getriebe 4 eines als Zahnstangen-Hilfskraftlenkung für ein Kraftfahrzeug gebildetes Lenksystems eine Vorrichtung 1 zum Andrücken eines ersten Getriebegliedes 2 an ein mit dem ersten Getriebeglied 2 in Verzahnungseingriff befindliches zweites Getriebeglied 3 gezeigt. Das erste Getriebeglied 2 ist als Ritzel mit einer Schrägverzahnung 15 gebildet. Das zweite Getriebeglied 3 ist als Zahnstange mit einer über eine Teillänge derer sich erstreckenden Verzahnung 16 gebildet. Die Zahnstange erstreckt sich in Betrachtungsrichtung der Figur senkrecht zur Bildebene, während eine Längsachse des Ritzels in der Bildebene zu liegen kommt. Das Ritzel ist über eine nicht gezeigte Lenkwelle mit einer nicht gezeigten Lenkhandhabe des Kraftfahrzeugs drehfest verbunden. Die Zahnstange ist an ihren beiden Enden jeweils gelenkig mit einer nicht gezeigten Spurstange verbunden und dient in an sich bekannter Weise über jeweils eine Anbindung der Spurstangen an jeweils einen nicht gezeigten Radlenkhebel zur Lenkwinkelverstellung gelenkter Räder des Kraftfahrzeugs. In Abhängigkeit von der Verdrehung des Ritzels verschiebt sich die Zahnstange in die eine oder andere Richtung hierzu.
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Zur Spielfreistellung der beiden Verzahnungen 15, 16 ist ein zu der Vorrichtung 1 gehöriges Druckstück 5 in Richtung auf die Getriebeglieder 2, 3 in einem teilweise dargestellten Gehäuse 6 des Getriebes 4 axial bewegbar geführt. Das Druckstück 5 ist zylinderförmig in der Art eines Kolbens gebildet und in einer zylindrischen Führung 17 in dem Gehäuse 6 gleitend geführt. An einem Ende des Druckstückes 5 weist dieses eine teilzylindrische Ausnehmung 18 auf, mit der es, eine Gleitpassung bildend, auf dem Rücken der Zahnstange aufliegt. An seinem anderen Ende weist es eine in dem gezeigten Ausführungsbeispiel plan gebildete Stirnseite 10 auf.
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Die Stirnseite 10 ist einer weiteren Stirnseite 9 einer Stell- und/oder Anschlageinrichtung 7 zugewandt. Diese Stell- und/oder Anschlageinrichtung 7 ist als Druckstück-Stellschraube gebildet, die mittels eines Gewindes 19 in ein Gewinde 20 in der Führung 17 eingreift. Die Druckstück-Stellschraube weist einen Werkzeugeingriff 21 in der Art eines Imbus-Sechskants an ihrer, der Stirnseite 8 gegenüberliegen Seite auf. Mit Hilfe eines Werkzeugs läßt sich so durch Drehung der Druckstück-Stellschraube deren axiale Position in der Führung 17 verändern.
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Sowohl in der Stirnseite 9 der Druckstück-Stellschraube als auch in der Stirnseite 10 des Druckstückes 5 ist jeweils eine Einsenkung 22, 22‘ angeordnet in die jeweils ein Ende einer Feder 14, in der Art einer Schrauben-Druckfeder gebildet, eingesetzt ist. Die Stell- und/oder Anschlageinrichtung 7 in Form der Druckstück-Stellschraube stellt über die Feder 14 eine Vorspannkraft auf das Druckstück 5 bereit.
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Ein Dämpfungselement 8 in der Art eines O-Ringes 13 mit kreisförmigem Querschnitt ist in einer Nut 12 in der Stirnseite 9 der Drückstück-Stellschraube eingesetzt und darin mit einem Teilquerschnitt 11 seines gesamten kreisförmigen Querschnitts gehalten. Der O-Ring 13 ist aus einem elastomeren Material gebildet und umschließt radial mit Abstand die Feder 14. Die Feder 14 ist so dimensioniert, daß im Betrieb des Lenksystems die Stirnseite 10 des Druckstückes nicht an dem Dämpfungselement 8 anliegt und erst bei entsprechender, in das Getriebe 4 eingeleiteter Fahrbahnstöße oder Beschleunigungen der Zahnstange anderer Art, das Druckstück 5 mit seiner Stirnseite 10 an dem Dämpfungselement 8 anschlägt.
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Die axiale Erstreckung e des freien, nicht in der Nut 12 verbleibenden Querschnitts des Dämpfungselements 8 und dessen Materialkennwerte, insbesondere dessen Härte und Federkonstante und der Abstand des Druckstücks von der Stell- und/oder Anschlageinrichtung 7 sind so gewählt, dass ein direktes Aufeinanderschlagen der Stirnseiten 9, 10 der Stell- und/oder Anschlageinrichtung 7 und des Druckstückes 5 in jedem Fall verhindert ist. Dadurch treten bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zum Stand der Technik reduzierte Betriebsgeräusche auf.
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Zur Vermeidung von Schmierstoffverlusten aus dem Getriebe 4 und zur Vermeidung von Wassereinritt in das Getriebe 4 sind in je einer radialen Umfangsnut in dem Druckstück 5 und der Druckstück-Stellschraube ein Dichtelement 23, 23‘ jeweils in der Art eines Elastomer-Dichtringes eingelegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Getriebeglied, erstes
- 3
- Getriebeglied, zweites
- 4
- Getriebe
- 5
- Druckstück
- 6
- Gehäuse
- 7
- Stell- und/oder Anschlageinrichtung
- 8
- Dämpfungselement
- 9
- Stirnseite, v. 7
- 10
- Stirnseite, v. 5
- 11
- Teilquerschnitt
- 12
- Nut
- 13
- O-Ring
- 14
- Druckstück
- 15
- Schrägverzahnung
- 16
- Verzahnung
- 17
- Führung
- 18
- Ausnehmung
- 19
- Gewinde, an 7
- 20
- Gewinde, an 17
- 21
- Werkzeugeingriff
- 22, 22‘
- Einsenkung
- 23, 23‘
- Dichtelement
- e
- axiale Erstreckung, v. 8
- a
- Abstand, v. 5/7
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1086880 A2 [0002]
- DE 102009028031 A1 [0004]
- US 6119540 A [0006]
