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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Andrücken einer Zahnstange an ein Ritzel, mit einem Druckstück, wobei das Druckstück innerhalb eines Gehäuses und in axialer Richtung einer Mittellängsachse verschiebbar anordenbar ist, mit einem in axialer Richtung zur Mittellängsachse am Gehäuse festsetzbaren Lagerelement, mit einem in axialer Richtung wirkenden Vorspannelement, wobei mittels des zwischen dem Druckstück und dem Lagerelement angeordneten Vorspannelementes das Druckstück mit einer Vorspannkraft in axialer Richtung zur Mittellängsachse und von dem Lagerelement weg gerichtet beaufschlagt ist, und mit einem zwischen dem Lagerelement und dem Druckstück angeordneten Nachstellring, wobei mindestens zwei Schrägflächen des Nachstellrings und eines Nachstellabschnittes aneinander liegen. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Zahnstange, die in Längsrichtung der Zahnstange verschieblich gelagert ist, und mit einem Ritzel, wobei die Zahnstange in das Ritzel eingreift, und mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art.
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Eine derartige Vorrichtung ist aus der
DE 10 2010 029 603 A1 bekannt. Eine solche Vorrichtung besteht aus mehreren Einzelteilen oder Elementen, die beispielsweise unter Verwendung eines Spannstiftes zu einer Montageeinheit vormontierbar sind. Diese Montageeinheit kann anschließend in das Gehäuse montiert werden. Das Gehäuse kann als ein eigenständiges Element oder als ein integraler bzw. einstückiger Bestandteil eines Getriebegehäuses, insbesondere eines Lenkgetriebegehäuses, ausgebildet sein. Zum Toleranzausgleich, insbesondere zum Ausgleich eines Spiels und/oder eines Verschleißes, weist die bekannte Vorrichtung zwei relativ zueinander verdrehbare Stellscheiben bzw. Nachstellringe, eine Drehfeder sowie eine Federscheibe als einzelne Elemente bzw. Bauteile auf. Die Vielzahl von einzelnen Elementen zum Ausbilden der Vorrichtung kann zu einem erhöhten Herstellungs- und/oder Kostenaufwand führen.
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Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, so dass der Herstellungsaufwand reduziert und/oder eine kompaktere Bauweise realisiert werden kann. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einer Lenkung nach Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.
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Demnach betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Andrücken einer Zahnstange an ein Ritzel. Insbesondere ist die Vorrichtung zur Verwendung in einem Lenkgetriebe und/oder einer Lenkung ausgebildet. Vorzugsweise ist die Vorrichtung als ein Lenkgetriebe oder eine Lenkung ausgebildet. Das Lenkgetriebe und/oder die Lenkung kann zur Verwendung in einem Fahrzeug ausgebildet sein oder in einem Fahrzeug angeordnet sein. Insbesondere weist die Vorrichtung und/oder das Lenkgetriebe und/oder die Lenkung die Zahnstange und das Ritzel auf. Das Ritzel kann als ein Ritzelzahnrad oder als eine Ritzelwelle, vorzugsweise als eine Schneckenwelle, ausgebildet sein. Insbesondere steht das Ritzel in Eingriff mit einem Zahnrad oder Schneckenrad, welches von einem Motor oder Elektromotor antreibbar ist.
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Die Vorrichtung hat ein Druckstück, wobei das Druckstück innerhalb eines Gehäuses und in axialer Richtung einer Mittellängsachse verschiebbar anordenbar oder angeordnet ist. Insbesondere weist die Vorrichtung das Gehäuse auf. Das Gehäuse hat oder bildet einen Gehäuseinnenraum. Der Gehäuseinnenraum kann als eine Ausnehmung und/oder Bohrung realisiert sein. Insbesondere ist der Gehäuseinnenraum hohlzylindrisch ausgebildet. Vorzugsweise ist das Druckstück innerhalb des Gehäuses in axialer Richtung der Mittellängsachse verschieblich geführt. Der Gehäuseinnenraum und/oder das Druckstück können die Mittellängsachse aufweisen oder definieren. Die Mittellängsachse des Gehäuseinnenraums kann mit der Mittellängsachse des Druckstücks zusammenfallen. Insbesondere ist das Druckstück in axialer Richtung der Mittellängsachse des Druckstücks verschieblich geführt.
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Die Vorrichtung hat eine Lagerelement. Das Lagerelement ist in axialer Richtung zur Mittellängsachse am Gehäuse festsetzbar oder festgesetzt. Das Lagerelement kann als eine Abdeckung und/oder als ein Deckel für den Gehäuseinnenraum und/oder zum Verschließen des Gehäuseinnenraums ausgebildet sein. Das Lagerelement kann ein Schraubgewinde, insbesondere ein Außengewinde, zum Einschrauben und/oder Festsetzen in einer Öffnung des Gehäuseinnenraum aufweisen. Hierzu kann die Öffnung und/oder der Gehäuseinnenraum ein korrespondierend zu dem Außengewinde ausgebildetes Innengewinde aufweisen.
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Des Weiteren weist die Vorrichtung ein in axialer Richtung wirkendes Vorspannelement auf. Das Vorspannelement kann als eine Feder, insbesondere als eine Druckfeder und/oder Schraubenfeder, ausgebildet sein. Mittels des zwischen dem Lagerelement und dem Druckstück angeordneten Vorspannelementes ist das Druckstück mit einer Vorspannkraft in axialer Richtung zur Mittellängsachse, insbesondere des Gehäuseinnenraums und/oder des Druckstücks, und von dem Lagerelement weg gerichtet beaufschlagt. Hierdurch kann mittels des Druckstücks die Zahnstange an das Ritzel gedrückt werden.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung ein Gleitelement auf. Hierbei ist das Gleitelement an einer von dem Vorspannelement abgewandten Seite des Druckstücks zum Anlegen an die Zahnstange angeordnet. Im Betrieb kann die Zahnstange mittels des Ritzels in Längsrichtung der Zahnstange zum Lenken von Rädern verschoben werden. Hierbei gleitet die Zahnstange entlang des Gleitelementes und wird zugleich an das Ritzel gedrückt. Vorzugsweise weist das Gleitelement einen kreisbogenabschnittsartigen oder im Wesentlichen kreisbogenabschnittsartigen Querschnitt auf. Dieser Querschnitt ist zum Anliegen an die Zahnstange ausgebildet. Alternativ kann ein derart ausgebildetes Gleitelement verwendet werden, so dass das Gleitelement lediglich einen Linienkontakt zur Zahnstange realisiert.
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Die Vorrichtung hat einen zwischen dem Lagerelement und dem Druckstück angeordneten Nachstellring. Hierbei liegen mindestens zwei Schrägflächen des Nachstellrings und eines Nachstellabschnittes aneinander. Mit anderen Worten liegt somit eine Schrägfläche des Nachstellrings an einer Schrägfläche des Nachstellabschnittes an. Der Nachstellring und der Nachstellabschnitt können jeweils mehrere Schrägflächen aufweisen, wobei jeweils eine Schrägfläche des Nachstellrings an einer Schrägfläche des Nachstellabschnittes anliegt. Die Schrägfläche des Nachstellrings kann mittels eines Stegabschnittes des Nachstellrings gebildet sein. Insbesondere weist der Nachstellring mehrere, vorzugsweise drei, Stegabschnitte auf, die mit Keilabschnitten des Nachstellabschnittes und Vorsprüngen der Krafteinleitungsscheibe zusammenwirken.
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Insbesondere ist mittels des Nachstellrings und des Nachstellabschnittes eine Nachstellfunktion realisierbar. Aufgrund der Nachstellfunktion kann ein im Betrieb eintretender Verschleiß und/oder können Toleranzen ausgeglichen werden. Insbesondere kann das Auftreten eines unerwünschten Spiels in der Vorrichtung reduziert oder vermieden werden. Vorzugsweise ist über eine vorgegebene Betriebsdauer aufgrund der Nachstellfunktion eine Spielfreiheit oder vorgegebene Toleranzvorgabe einhaltbar.
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Zwischen dem Nachstellring und dem Nachstelllabschnitt ist eine Krafteinleitungsscheibe angeordnet. Insbesondere ist aufgrund des Zusammenwirkens des Nachstellrings, des Nachstellabschnittes und der Krafteinleitungsscheibe die Nachstellfunktion realisierbar. Vorzugsweise ist die Krafteinleitungsscheibe als ein starrer und/oder unelastischer Körper ausgebildet. Eine Mittellängsachse der Krafteinleitungsscheibe kann mit einer Mittellängsachse der Vorrichtung, des Druckstücks und/oder des Gehäuseinnenraums zusammenfallen.
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Hierbei ist von Vorteil, dass aufgrund der Kombination von Nachstellring, Nachstellabschnitt und Krafteinleitungsscheibe im Vergleich zum Stand der Technik weniger Einzelteile zum Herstellen der Vorrichtung notwendig sind. Insbesondere ist der Herstellungsaufwand reduzierbar und/oder es sind kompaktere Bauweisen realisierbar.
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Gemäß einer Weiterbildung liegt die Krafteinleitungsscheibe teilweise an dem Nachstellring und teilweise an dem Nachstellabschnitt an. Somit kann die Krafteinleitungsscheibe sowohl mit dem Nachstellring als auch mit dem Nachstellabschnitt zusammenwirken. Insbesondere liegen mindestens zwei Keilflächen der Krafteinleitungsscheibe und des Nachstellabschnittes aneinander. Mit anderen Worten liegt somit eine Keilfläche der Krafteinleitungsscheibe an einer Keilfläche des Nachstellabschnittes an. Die Krafteinleitungsscheibe und der Nachstellabschnitt können jeweils mehrere Keilflächen aufweisen. Hierbei liegt jeweils eine Keilfläche der Krafteinleitungsscheibe an einer Keilfläche des Nachstellabschnittes an. Vorzugsweise sind die Keilflächen schräg zur Mittellängsachse ausgerichtet.
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Des Weiteren können mindestens zwei Axialflächen der Krafteinleitungsscheibe und des Nachstellrings aneinanderliegen. Mit anderen Worten liegt eine Axialfläche der Krafteinleitungsscheibe an einer Axialfläche des Nachstellrings an. Die Krafteinleitungsscheibe und der Nachstellring können jeweils mehrere Axialflächen aufweisen. Hierbei liegt jeweils eine Axialfläche der Krafteinleitungsscheibe an jeweils einer Axialfläche des Nachstellrings an. Insbesondere sind die Axialflächen in axialer Richtung zur Mittellängsachse und/oder parallel zur Mittellängsachse ausgerichtet. Alternativ können die Axialflächen schräg zur Mittellängsachse ausgerichtet und/oder ausgebildet sein. Hierbei kann zwischen den Axialflächen und der Mittellängsachse ein spitzer Winkel, insbesondere im Bereich zwischen 0° und 10°, ausgebildet sein.
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Die Keilfläche und die Axialfläche der Krafteinleitungsscheibe können an zwei voneinander abgewandten Seiten eines Vorsprungs der Krafteinleitungsscheibe ausgebildet sein. Die Krafteinleitungsscheibe kann mehrere Vorsprünge aufweisen, die jeweils eine Keilfläche und eine Axialfläche aufweisen und/oder bilden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform stützt sich das Vorspannelement mit einem ersten Ende unmittelbar an der Krafteinleitungsscheibe ab. Insbesondere stützt sich das Vorspannelement mit einem von dem ersten Ende abgewandten zweiten Ende unmittelbar an dem Druckstück ab. Das Vorspannelement kann als eine Feder oder Druckfeder ausgebildet sein. Das Vorspannelement kann somit in Längsrichtung der Mittellängsachse gesehen einerseits an der Krafteinleitungsscheibe und andererseits an dem Druckstück anliegen. Vorzugsweise wirkt das Vorspannelement mit einer Vorspannkraft in axialer Richtung zur Mittellängsachse sowohl auf das Druckstück als auch auf die Krafteinleitungsscheibe.
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Gemäß einer Weiterbildung sind der Nachstellring und die Krafteinleitungsscheibe um die Mittellängsachse zum Realisieren einer Nachstellfunktion drehbar. Hierbei kann die Drehbarkeit bzw. Rotierbarkeit des Nachstellrings und der Krafteinleitungsscheibe auf einen vorgegebenen Drehwinkelbereich begrenzt sein. Insbesondere sind der Nachstellring und die Krafteinleitungsscheibe zum Realisieren der Nachstellfunktion in dieselbe Drehrichtung um die Mittellängsachse drehbar. Vorzugsweise sind der Nachstellring und die Krafteinleitungsscheibe zum Realisieren der Nachstellfunktion gemeinsam in dieselbe Drehrichtung drehbar. Somit kommt es bei einem Nachstellen immer zu einer gemeinsamen und/oder gleichzeitigen Bewegung von Nachstellring und Krafteinleitungsscheibe.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist der Nachstellring zum Realisieren der Nachstellfunktion in axialer Richtung der Mittellängsachse verschiebbar und/oder verlagerbar. Insbesondere ist die Krafteinleitungsscheibe zum Realisieren der Nachstellfunktion in axialer Richtung der Mittellängsachse verschiebbar und/oder verlagerbar. Vorzugsweise ist die Krafteinleitungsscheibe zum Realisieren der Nachstellfunktion sowohl in axialer Richtung der Mittellängsachse verschiebbar als auch um die Mittellängsachse drehbar. Die axiale Verschiebung der Krafteinleitungsscheibe kann sich in Bezug zum Nachstellring und/oder zum Nachstellabschnitt ergeben. Vorzugsweise sind der Nachstellring und die Krafteinleitungsscheibe in zwei voneinander abgewandte axiale Richtungen verschiebbar und/oder verlagerbar. Hierbei kann der Nachstellring in eine Richtung von dem Lagerelement weg verschoben oder verlagert werden. Die Krafteinleitungsscheibe kann in Richtung des Lagerelementes und/oder von dem Nachstellring weg verschoben und/oder verlagert werden.
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Gemäß einer Weiterbildung liegt mindestens eine erste Radialfläche der Krafteinleitungsscheibe in einem Ausgangszustand an dem Nachstellring an. Insbesondere liegt mindestens eine von der ersten Radialfläche abgewandt angeordnete zweite Radialfläche der Krafteinleitungsscheibe in einem Endzustand an dem Nachstellabschnitt an. Vorzugsweise erstrecken sich die erste Radialfläche und/oder die zweite Radialfläche radial und/oder rechtwinklig zur Mittellängsachse. Ein maximaler Nachstellweg in axialer Richtung der Mittellängsachse ist hierbei mittels des Ausgangszustandes und des Endzustandes vorgegeben. Vorzugsweise ist in einem Zwischenzustand zwischen dem Ausgangszustand und dem Endzustand die erste Radialfläche von der Krafteinleitungsscheibe und die zweite Radialfläche von dem Nachstellabschnitt beabstandet.
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Vorzugsweise liegt der Nachstellring mit einer von dem Nachstellabschnitt abgewandten Seite an dem Druckstück an. Insbesondere ist der Nachstellring und das Druckstück mittels der Krafteinleitungsscheibe mit einer Kraft in Richtung von dem Lagerelement weg beaufschlagt. Hierzu kann die Krafteinleitungsscheibe die mittels des Vorspannelementes eingeleitete Vorspannkraft und aufgrund des Zusammenwirkens mit dem Nachstellabschnitt und dem Nachstellring in den Nachstellring einleiten und/oder umleiten.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist der Nachstellabschnitt in axialer Richtung zur Mittellängsachse festgesetzt. Beispielsweise ist der Nachstellabschnitt an dem Gehäuse befestigt und/oder an diesem ausgebildet. Insbesondere ist der Nachstellabschnitt als ein Bestandteil des Lagerelementes ausgebildet. Mit anderen Worten ist bei diesem Ausführungsbeispiel somit der Nachstellabschnitt einstückig mit dem Lagerelement realisiert. Der Nachstellabschnitt kann mehrere Keilabschnitte aufweisen. Hierbei kann jeweils ein Keilabschnitt eine Schrägfläche und eine Keilfläche aufweisen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform weist die Krafteinleitungsscheibe mehrere radiale Vorsprünge zum Zusammenwirken mit dem Nachstellring und dem Nachstellabschnitt auf. Insbesondere weisen die radialen Vorsprünge jeweils eine Keilfläche, eine Axialfläche, eine erste Radialfläche und/oder eine zweite Radialfläche auf. Beispielsweise hat die Krafteinleitungsscheibe drei radiale Vorsprünge, die mit drei Keilabschnitten des Nachstellabschnittes zusammenwirken.
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Vorzugsweise ist mittels eines vorgegebenen Winkels der Schrägflächen und/oder der Keilflächen in Bezug zur Mittellängsachse eine Selbsthemmung und/oder eine Überlastsicherung der Vorrichtung realisierbar oder vorgegeben. Insbesondere ist unter einer Selbsthemmung der Vorrichtung zu verstehen, dass nach einer Verlagerung des Druckstücks zum Realisieren einer Nachstellfunktion von dem Lagerelement weg und aufgrund einer Drehung des Nachstellrings und der Krafteinleitungsscheiben eine nachfolgende entgegen gesetzte Bewegung des Druckstücks in Richtung auf das Lagerelement zu verhindert oder blockiert ist. Vorzugsweise ist unter einer Überlastsicherung der Vorrichtung zu verstehen, dass nach einer Verlagerung des Druckstücks zum Realisieren einer Nachstellfunktion von dem Lagerelement weg und aufgrund einer Drehung des Nachstellrings und der Krafteinleitungsscheibe eine nachfolgende entgegen gesetzte Bewegung des Druckstücks in Richtung auf das Lagerelement zu ermöglicht oder zugelassen ist. Bei einer geeigneten Ausbildung der Schrägflächen und/oder Keilflächen kann somit zum Realisieren der Überlastsicherung ein Zurückdrehen des Nachstellringes und der Krafteinleitungsscheibe zugelassen sein. Insbesondere ist die Funktion der Überlastsicherung ab einem vorgegebenen Lasteintrag über die Zahnstange in das Druckstück gegeben. Der für die Überlastsicherung vorgegebene Lasteintrag kann für Belastungen der Vorrichtung vorgegeben sein, die über den Belastungen der Vorrichtung in einem normalen oder üblichen Bereich liegen. Hierdurch können Lastspitzen abgefangen und/oder eine Beschädigung der Vorrichtung oder einer Lenkung mit einer solchen Vorrichtung vermieden werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Krafteinleitungsscheibe zur Montage mittels einer lösbaren Formschlussverbindung in einem Ausgangszustand an dem Nachstellring gehalten. Die lösbare Formschlussverbindung kann mittels einer Schnappverbindung und/oder Rastverbindung realisiert sein. Hierzu kann die Krafteinleitungsscheibe und der Nachstellring korrespondierend zueinander ausgebildete Schnappnasen oder Rastnasen aufweisen.
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Für die Montage bzw. bei einer Montage der Vorrichtung kann die Krafteinleitungsscheibe mittels eines Gegenhalter-Werkzeugs auf einer von dem Vorspannelement abgewandten Seite in axialer Richtung der Mittellängsachse abgestützt sein bzw. werden. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Krafteinleitungsscheibe während der Montage und unmittelbar nach der Montage in dem Ausgangszustand in Bezug zum Nachstellring angeordnet ist.
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Von besonderem Vorteil ist eine Lenkung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Zahnstange, die in Längsrichtung der Zahnstange verschieblich gelagert ist, und mit einem Ritzel, wobei die Zahnstange in das Ritzel eingreift, und mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Lenkung kann gemäß den im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:
- 1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 2 einen Querschnitt eines Nachstellringes, einer Krafteinleitungsscheibe und eines Nachstellabschnittes der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1,
- 3 eine Seitenansicht eines abgerollten Umfangs des Nachstellringes, der Krafteinleitungsscheibe und des Nachstellabschnittes der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1,
- 4a die Seitenansicht des abgerollten Umfangs des Nachstellringes, der Krafteinleitungsscheibe und des Nachstellabschnittes gemäß 3 in einem Ausgangszustand,
- 4b eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem Ausgangszustand,
- 4c einen Querschnitt des Nachstellringes, der Krafteinleitungsscheibe und des Nachstellabschnittes in dem Ausgangszustand,
- 5a die Seitenansicht des abgerollten Umfangs des Nachstellringes, der Krafteinleitungsscheibe und des Nachstellabschnittes in einem Zwischenzustand,
- 5b eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem Zwischenzustand,
- 5c einen Querschnitt des Nachstellringes, der Krafteinleitungsscheibe und des Nachstellabschnittes in dem Zwischenzustand,
- 6a die Seitenansicht des abgerollten Umfangs des Nachstellringes, der Krafteinleitungsscheibe und des Nachstellabschnittes in einem Endzustand,
- 6b eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem Endzustand,
- 6c einen Querschnitt des Nachstellringes, der Krafteinleitungsscheibe und des Nachstellabschnittes in dem Endzustand,
- 7a eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem teilmonierten Zustand und mit einem Gegenhalter-Werkzeug in einer ersten Montageposition,
- 7b eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem teilmonierten Zustand und mit dem Gegenhalter-Werkzeug in einer weiteren Montageposition, und
- 7c eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem vollmonierten Zustand.
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1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 ist zum Andrücken einer Zahnstange 2 an ein hier lediglich schematisch dargestelltes Ritzel 3 ausgebildet. Die Vorrichtung 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Bestandteil einer Lenkung für ein Kraftfahrzeug realisiert.
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Die Vorrichtung 1 hat ein Druckstück 4. Das Druckstück 4 ist innerhalb eines Gehäuses 5 in axialer Richtung einer Mittellängsachse 6 verschiebbar gelagert. Zwischen dem Druckstück 4 und der Zahnstange 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Gleitelement 7 angeordnet. Im Betrieb kann die Zahnstange 2 mittels des Ritzels 3 in Längsrichtung der Zahnstange 2 zum Lenken von hier nicht näher dargestellten Rädern verschoben werden. Hierbei gleitet die Zahnstange 2 entlang des Gleitelementes 7 und wird zugleich mittels des Druckstücks 4 an das Ritzel 3 gedrückt. Dabei ist das Gleitelement 7 an dem Druckstück 4 gehalten. Das Gleitelement 7 weist bei diesem Ausführungsbeispiel einen kreisbogenabschnittsartigen Querschnitt auf, der ein teilweises Umschließen bzw. Anliegen an der Zahnstange 2 ermöglicht. Das Gleitelement 7 ist in einer korrespondierend hierzu ausgebildeten Ausnehmung 8 des Druckstücks 4 angeordnet.
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Die Vorrichtung 1 hat ein Lagerelement 9, das in axialer Richtung zur Mittellängsachse 6 an dem Gehäuse 5 festgesetzt ist. Das Lagerelement 9 ist an einer von der Zahnstange 2 abgewandten Seite an dem Gehäuse 5 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Lagerelement 9 als eine Art Deckel ausgebildet, der einen Gehäuseinnenraum 10 des Gehäuses 5 verschließt. Der Gehäuseinnenraum 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel hohlzylindrisch ausgebildet. Korrespondierend hierzu weist das Druckstück 4 eine zylindrische Außenfläche 11 auf. In der Außenfläche 11 des Druckstücks 4 sind bei diesem Ausführungsbeispiel zwei umlaufende Nuten 12, 13 ausgebildet. In den Nuten 12, 13 ist jeweils eine Dichtung 14 angeordnet. Die Dichtung 14 ist bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils als ein O-Ring realisiert.
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Des Weiteren weist die Vorrichtung 1 ein in axialer Richtung zur Mittellängsachse 6 wirkendes Vorspannelement 15 auf. Das Druckstück 4 hat eine sacklochartige Vertiefung 19, in der das Vorspannelement 15 angeordnet ist. Das Vorspannelement 15 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als eine Druckfeder bzw. Schraubenfeder ausgebildet. Im montierten Zustand gemäß 1 ist das Vorspannelement 15 zwischen dem Druckstück 4 und dem Lagerelement 9 angeordnet. Hierbei wird mittels des Vorspannelementes 15 das Druckstück 4 mit einer Vorspannkraft in axialer Richtung zur Mittellängsachse 6 und von dem Lagerelement 9 weg gerichtet beaufschlagt. Hierbei stützt sich das Vorspannelement mit einem ersten Ende unmittelbar an einer Krafteinleitungsscheibe 16 und mit einem von dem ersten Ende abgewandten zweiten Ende unmittelbar an dem Druckstück 4 ab. Hierbei wird mittels des Vorspannelementes 15 die Krafteinleitungsscheibe 16 mit einer axialen Vorspannkraft in axialer Richtung zur Mittellängsachse 6 und in Richtung des Lagerelementes 9 beaufschlagt.
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Zwischen dem Lagerelement 9 und dem Druckstück 4 ist des Weiteren ein Nachstellring 17 angeordnet. Der Nachstellring 17 liegt einerseits unmittelbar an einem Nachstellabschnitt 18 und andererseits unmittelbar an dem Druckstück 4 an. Der Nachstellabschnitt 18 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein einstückiger Bestandteil des Lagerelementes 9 ausgebildet. Die Krafteinleitungsscheibe 16 ist zwischen dem Nachstellring 17 und dem Nachstellabschnitt 18 angeordnet.
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Eine gestrichelte Linie 20 markiert die Lage des nachfolgend gemäß 2 dargestellten Querschnitts.
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2 zeigt einen Querschnitt des Nachstellrings 17, der Krafteinleitungsscheibe 16 und des Nachstellabschnittes 18 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gemäß 1 und der dort gezeigten gestrichelten Linie 20. Das erste Ende des Vorspannelementes 15 drückt auf die Krafteinleitungsscheibe 16. Die Krafteinleitungsscheibe 16 weist mehrere radiale Vorsprünge 21 zum Zusammenwirken mit dem Nachstellring 17 und dem Nachstellabschnitt 18 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat die Krafteinleitungsscheibe 16 insgesamt drei Vorsprünge 21, die gleichmäßig am Außenumfang der Krafteinleitungsscheibe 16 angeordnet bzw. ausgebildet sind.
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Die Vorsprünge 21 wirken jeweils mit einem Keilabschnitt 22 des Nachstellabschnitts 18 zusammen. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Nachstellabschnitt 18 somit ebenfalls insgesamt drei Keilabschnitte 22 auf. Der Nachstellring 17 und die Krafteinleitungsscheibe 16 sind zum Realisieren der Nachstellfunktion um die Mittellängsachse 6 drehbar. Die entsprechende Drehrichtung ist hier mittels des Pfeils 23 angedeutet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Nachstellring 17 und die Krafteinleitungsscheibe 16 in dieselbe Drehrichtung gemäß Pfeil 23 um die Mittellängsachse 6 drehbar, wobei der Nachstellring 17 und die Krafteinleitungsscheibe 16 zum Realisieren der Nachstellfunktion gemeinsam bzw. gleichzeitig in dieselbe Drehrichtung drehbar sind.
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3 zeigt eine Seitenansicht eines abgerollten Umfangs des Nachstellrings 17, der Krafteinleitungsscheibe 16 und des Nachstellabschnittes 18 der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1. Eine Schrägfläche 24 des Nachstellrings 17 liegt an einer Schrägfläche 25 des Nachstellabschnittes 18 an. Hierbei ist die Schrägfläche 25 als ein Bestandteil des Keilabschnitts 22 ausgebildet. Die Schrägfläche 24 des Nachstellrings 17 ist mittels eines Stegabschnittes 26 des Nachstellrings 17 gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Nachstellring 17 insgesamt drei Stegabschnitte 26 auf, die mit den Keilabschnitten 22 und den Vorsprüngen 21 zusammenwirken.
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Der Nachstellring 17 weist eine Seite 27 auf, die im montierten Zustand an dem Druckstück 4 anliegt, siehe hierzu auch 1. Die Stegabschnitte 26 sind auf einer von der Seite 27 abgewandten Seite des Nachstellrings 17 ausgebildet und erstrecken sich in axialer Richtung zu der hier nicht näher dargestellten Mittellängsachse 6.
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Die Krafteinleitungsscheibe 16 liegt teilweise an dem Nachstellring 17 und teilweise an dem Nachstellabschnitt 18 an. Hierzu weist der Vorsprung 21 der Krafteinleitungsscheibe 16 eine Keilfläche 28 auf, die an einer Keilfläche 29 des Nachstellabschnitts 18 bzw. des Keilabschnitts 22 anliegt.
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Dargestellt ist hier ein Ausgangszustand, in dem die Krafteinleitungsscheibe 16 mittels einer lösbaren Formschlussverbindung 30 an dem Nachstellring 17 gehalten ist. Die Formschlussverbindung 30 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als eine Schnapp- bzw. Rastverbindung zwischen einem der Vorsprünge 21 und einem der Stegabschnitte 26 ausgebildet. Hierzu weist einer der Vorsprünge 21 eine erste Rastnase 31 auf, die formschlüssig mit einer korrespondierenden zweiten Rastnase 32 eines Stegabschnitts 26 zusammenwirkt.
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4a zeigt die Seitenansicht des abgerollten Umfangs des Nachstellrings 17, der Krafteinleitungsscheibe 16 und des Nachstellabschnittes 18 gemäß 3 in dem Ausgangszustand. Der Vorsprung 21 der Krafteinleitungsscheibe 16 weist jeweils eine Axialfläche 33 auf. Die Axialfläche 33 der Krafteinleitungsscheibe 16 bzw. des Vorsprungs 21 liegt jeweils an einer Axialfläche 34 des Nachstellrings 17 an. Die Axialflächen 33, 34 erstrecken sich bei diesem Ausführungsbeispiel in Längsrichtung bzw. parallel zur Längsrichtung der Mittellängsachse 6 gemäß 1.
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Darüber hinaus weist die Krafteinleitungsscheibe 16 bzw. der Vorsprung 21 eine erste Radialfläche 35 auf. Die erste Radialfläche 35 erstreckt sich radial bzw. rechtwinklig zur Mittellängsachse 6 gemäß 1. In dem hier dargestellten Ausgangszustand liegt die Radialfläche 35 des jeweiligen Vorsprungs 21 an einer korrespondierend ausgebildeten Fläche des Nachstellrings 17 an.
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Des Weiteren weist die Krafteinleitungsscheibe 16 bzw. der Vorsprung 21 eine zweite Radialfläche 36 auf. Die beiden Radialflächen 35, 36 sind an zwei voneinander abgewandten Seiten des jeweiligen Vorsprungs 21 ausgebildet. Auch die zweite Radialfläche 36 ist radial bzw. rechtwinklig zur Mittellängsachse 6 gemäß 1 ausgerichtet. In dem hier dargestellten Ausgangszustand ist die zweite Radialfläche 36 von dem Nachstellabschnitt 18 beabstandet. Hierdurch ergibt sich ein Freiraum 37 zwischen der zweiten Radialfläche 36 und dem Nachstellabschnitt 18.
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Mittels eines Indikators 38 ist schematisch angedeutet, dass in dem hier dargestellten Ausgangszustand keine Nachstellung in axialer Richtung zur Mittellängsachse 6 gemäß 1 erfolgt ist.
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4b zeigt eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in dem Ausgangszustand. In dem Ausgangszustand ist die Krafteinleitungsscheibe 16 in axialer Richtung zur Mittellängsachse 6 mit einem geringstmöglichen Abstand zum Druckstück 4 und mit einem größtmöglichen Abstand zum Lagerelement 9 angeordnet.
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4c zeigt einen Querschnitt des Nachstellrings 17, der Krafteinleitungsscheibe 16 und des Nachstellabschnittes 18 in dem Ausgangszustand und in axialer Richtung zur Mittellängsachse 6 gesehen. Gemäß einem Indikator 39 ist angedeutet, dass in dem Ausgangszustand keine Verdrehung des Nachstellrings 17 und der Krafteinleitungsscheibe 16 um die Mittellängsachse 6 und in Bezug zum Nachstellabschnitt 18 erfolgt ist.
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5a zeigt eine Seitenansicht des abgerollten Umfangs des Nachstellrings 17, der Krafteinleitungsscheibe 16 und des Nachstellabschnittes 18 in einem Zwischenzustand. In dem hier dargestellten Zwischenzustand hat die Vorrichtung 1 eine Nachstellfunktion realisiert, aufgrund derer Toleranzen oder ein auftretender Verschleiß ausgeglichen werden. Beim Übergang aus dem Ausgangszustand gemäß 4a bis 4c in den hier dargestellten Zwischenzustand wird die Formschlussverbindung 30 gemäß 4a aufgelöst bzw. überwunden. Die Krafteinleitungsscheibe 16 wird in axialer Richtung der Mittellängsachse 6 in Richtung des Nachstellabschnitts 18 bewegt. Diese Bewegung wird mittels des Vorspannelementes 15 bewirkt, das auf die Krafteinleitungsscheibe 16 drückt. Beim Verschieben der Krafteinleitungsscheibe 16 in axialer Richtung gleiten die Axialflächen 33, 34 aneinander. Des Weiteren gleitet der Vorsprung 21 und dessen Keilfläche 28 entlang der Keilfläche 29 des Nachstellabschnitts 18. Hierdurch wird zugleich eine Drehbewegung sowohl der Krafteinleitungsscheibe 16 als auch des Nachstellrings 17 bewirkt. Hierdurch gleitet wiederum die Schrägfläche 24 des jeweiligen Stegabschnitts 26 des Nachstellrings 17 entlang der Schrägfläche 25 des Nachstellabschnitts 18. Hierdurch wird eine Verschiebung bzw. Verlagerung des Nachstellrings 17 in axialer Richtung der Mittellängsachse 6 und in Richtung auf das hier nicht näher dargestellte Druckstück 4 bewirkt.
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Aufgrund der Verlagerung der Krafteinleitungsscheibe 16 in Richtung des Nachstellabschnitts 18 ist der Freiraum 37 im Vergleich mit dem Ausgangszustand gemäß 4a verkleinert. Zugleich wird bzw. ist ein weiterer Freiraum 40 zwischen der ersten Radialfläche 35 der Krafteinleitungsscheibe 16 und dem Nachstellring 17 gebildet.
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5b zeigt eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem Zwischenzustand. Im Vergleich zu 4b und dem dort gezeigten Ausgangszustand ist zu erkennen, dass in dem hier dargestellten Zwischenzustand die Krafteinleitungsscheibe 16 in axialer Richtung der Mittellängsachse 6 von dem Druckstück 4 weg und in Richtung auf den Nachstellabschnitt 18 verschoben bzw. verlagert ist.
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5c zeigt einen Querschnitt des Nachstellrings 17, der Krafteinleitungsscheibe 16 und des Nachstellabschnitts 18 in dem Zwischenzustand und in axialer Richtung zur Mittellängsachse 6 gesehen. Im Vergleich zu 4c und dem dort gezeigten Ausgangszustand sowie unter Berücksichtigung des Indikators 39 ist bei dem hier dargestellten Zwischenzustand zu erkennen, dass sowohl die Krafteinleitungsscheibe 16 als auch der Nachstellring 17 um einen Drehwinkel um die Mittellängsachse 6 verdreht ist.
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6a zeigt eine Seitenansicht des abgerollten Umfangs des Nachstellrings 17, der Krafteinleitungsscheibe 16 und des Nachstellabschnitts 18 in einem Endzustand. In dem Endzustand ist eine maximale Nachstellung erreicht. In dem hier dargestellten Endzustand ist die Krafteinleitungsscheibe 16 so weit in Richtung des Nachstellabschnitts 18 verschoben bzw. verlagert, bis die zweite Radialfläche 36 an dem Nachstellabschnitt 18, hier nämlich zwischen zwei benachbarten Keilabschnitten 22 anliegt. Entsprechend ist in dem Endzustand kein Freiraum 37, wie in 4a und 5a erkennbar, mehr vorhanden.
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Der Abstand zwischen der ersten Radialfläche 35 und dem Nachstellring 17 ist dagegen in dem Endzustand maximal und der Freiraum 40 weist seine maximal mögliche Größe auf. Ausgehend von dem Zwischenzustand gemäß 5a bis 5c ist die Krafteinleitungsscheibe 16 aufgrund beispielsweise eines weitergehenden Verschleißes und mittels des Vorspannelementes 15 weiter in Richtung des Nachstellabschnitts 18 verschoben. Hierbei gleiten sowohl die Axialflächen 33, 34 als auch die Schrägflächen 24, 25 aneinander. Entsprechend wird der Nachstellring 17 im Vergleich zum Zwischenzustand gemäß 5a bis 5c durch ein Gleiten der Schrägfläche 24 entlang der Schrägfläche 25 weiter von dem Nachstellabschnitt 18 abgehoben bzw. in Richtung des Druckstücks 4 verlagert. Hierdurch wird das Druckstück 4 und damit die Zahnstange 2 zuverlässig an das Ritzel 3 gemäß 1 gedrückt. In dem hier dargestellten Endzustand ist ein maximaler Nachstellweg, wie mit dem Indikator 38 angedeutet, realisiert.
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6b zeigt eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in dem Endzustand. Im Vergleich zum Zwischenzustand gemäß 5b ist in dem hier dargestellten Endzustand die Krafteinleitungsscheibe 16 weiter in Richtung des Lagerelements 9 und von dem Druckstück 4 weg verlagert. Zugleich ist der Nachstellring 17 weiter in die entgegengesetzte Richtung und in Richtung der Zahnstange 2 verlagert, wodurch das Druckstück 4 auf die Zahnstange 2 drückt.
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6c zeigt einen Querschnitt des Nachstellrings 17, der Krafteinleitungsscheibe 16 und des Nachstellabschnittes 18 in dem Endzustand und in axialer Richtung zur Mittellängsachse 6 gesehen. Im Vergleich zum Zwischenzustand gemäß 5c wurden die Krafteinleitungsscheibe 16 und der Nachstellring 17 noch weiter um die Mittellängsachse 6 verdreht. In dem hier dargestellten Endzustand verdeutlicht der Indikator 39 den maximal möglichen Drehwinkel der Krafteinleitungsscheibe 16 und des Nachstellrings 17 in Bezug zum Nachstellabschnitt 18.
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7a zeigt eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in einem teilmontierten Zustand und mit einem Gegenhalter-Werkzeug 41 in einer ersten Montageposition. Mittels des Gegenhalter-Werkzeugs 41 wird bei diesem Ausführungsbeispiel das Lagerelement 9 zusammen mit dem Nachstellring 17 und der Krafteinleitungsscheibe 16 montiert bzw. in das Gehäuse 5 eingeschraubt. Hierzu erstreckt sich ein Stiftabschnitt 42 des Gegenhalter-Werkzeugs 41 durch eine Öffnung 43 des Lagerelementes 9 bis zur Krafteinleitungsscheibe 16. Hierbei hält der Stiftabschnitt 42 die Krafteinleitungsscheibe 16 in dem Ausgangszustand gemäß 4a. Hierdurch ist während der Montage verhindert, dass die Krafteinleitungsscheibe 16 beispielsweise aufgrund der Einwirkung des Vorspannelementes 15 aus dem Ausgangszustand gelöst und vorzeitig in Richtung des Lagerelementes 9 gedrückt wird.
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7b zeigt eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einem teilmontierten Zustand und mit dem Gegenhalter-Werkzeug 41 in einer weiteren Montageposition. In der hier dargestellten weiteren Montageposition hat das Lagerelement 9, der Nachstellring 17 und die Krafteinleitungsscheibe 16 ihre endgültige Position erreicht, in der der Nachstellring 17 an dem Druckstück 4 anliegt. Hieran anschließend kann das Gegenhalter-Werkzeug 41 von der Vorrichtung 1 abgelöst werden.
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7c zeigt eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einem vollmontierten Zustand. Das Gegenhalter-Werkzeug 41 ist entfernt. Die Öffnung 43 des Lagerelementes 9 ist mittels eines geeignet ausgebildeten Verschlusselementes 44 verschlossen. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Krafteinleitungsscheibe ein mittiges Durchgangsloch 45 auf. Hierdurch und nach dem Entfernen des Gegenhalter-Werkzeugs 41 sowie vor dem Einsetzen des Verschlusselementes 44 ist eine Beweglichkeit des Druckstücks 4 in axialer Richtung der Mittellängsachse 6 prüfbar. Beispielsweise kann eine hier nicht näher dargestellte Messuhr durch das Durchgangsloch 45 eingeführt und auf dem Druckstück 4 zum Messen eines Bewegungswegs des Druckstücks 4 in axialer Richtung der Mittellängsachse 6 aufgesetzt werden. Hierüber kann auf eine Verzahnungsqualität zwischen der Zahnstange 2 und dem mit der Zahnstange 2 zusammenwirkenden und hier nicht näher dargestellten Ritzel 3 geschlossen werden.
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In den vorangegangenen Figuren werden in den geschnittenen Seitenansichten oder Querschnitten teilweise zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit nicht alle Elemente oder Bauteile mit einer Schraffur dargestellt, beispielsweise bzgl. des Naschstellrings 17 und/oder der Krafteinleitungsscheibe 16.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Zahnstange
- 3
- Ritzel
- 4
- Druckstück
- 5
- Gehäuse
- 6
- Mittellängsachse
- 7
- Gleitelement
- 8
- Ausnehmung
- 9
- Lagerelement
- 10
- Gehäuseinnenraum
- 11
- Außenfläche
- 12
- Nut
- 13
- Nut
- 14
- Dichtung
- 15
- Vorspannelement
- 16
- Krafteinleitungsscheibe
- 17
- Nachstellring
- 18
- Nachstellabschnitt
- 19
- Vertiefung
- 20
- Linie
- 21
- Vorsprung
- 22
- Keilabschnitt
- 23
- Pfeil
- 24
- Schrägfläche
- 25
- Schrägfläche
- 26
- Stegabschnitt
- 27
- Seite
- 28
- Keilfläche
- 29
- Keilfläche
- 30
- Formschlussverbindung
- 31
- erste Rastnase
- 32
- zweite Rastnase
- 33
- Axialfläche
- 34
- Axialfläche
- 35
- erste Radialfläche
- 36
- zweite Radialfläche
- 37
- Freiraum
- 38
- Indikator
- 39
- Indikator
- 40
- weiterer Freiraum
- 41
- Gegenhalter-Werkzeug
- 42
- Stiftabschnitt
- 43
- Öffnung
- 44
- Verschlusselement
- 45
- Durchgangsloch
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010029603 A1 [0002]
