DE20310872U1 - Verdrehsicherung für eine Schubstange einer Lenkung - Google Patents

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Verdrehsicherung für eine Schubstange einer Lenkung

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe mit einem Gehäuse, einer Schubstange für ein Lenkgetriebe, die in dem Gehäuse in Längsrichtung verschiebbar ist, und einem Halteteil, das im Gehäuse gehalten ist.

Eine solche Baugruppe ist aus der US-Patentschrift 6,422,334 bekannt. Auf der Schubstange ist eine Kugelumlaufinutter angeordnet, die von einem Motor angetrieben werden kann. Um zu verhindern, daß sich die Schubstange um ihre Längsachse dreht, ist sie mit einer Nut versehen, in die eine Platte eingreift, die sich wiederum am Gehäuse abstützt. Die Platte ist auf ihrer dem Boden der Nut zugewandten Seite mit mehreren Kugeln versehen, wodurch die Reibung zwischen der Platte und der Schubstange verringert werden soll. Wenn die Kugelumlaufinutter vom Motor angetrieben wird, wird die Drehbewegung der Kugelumlaufinutter in eine translatorische Verstellvmg der Schubstange umgesetzt.

Der Nachteil der bekannten Konstruktion besteht darin, daß es trotz der Verwendung der Kugeln zu einer vergleichsweise hohen Reibung zwischen der Schubstange und der Platte kommt, wenn die Schubstange von der Kugelumlauftnutter in Längsrichtung verschoben wird und dabei unvermeidlich ein Drehmoment auf die Schubstange wirkt, welches diese um ihre Längsachse zu verdrehen sucht.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Baugruppe der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß sich eine verringerte Reibung ergibt, wenn die Schubstange relativ zum Gehäuse verschoben wird.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Schubstange mit mindestens einer Abflachung versehen ist, an der das Halteteil anliegt, so daß eine Verdrehung der Schubstange im Gehäuse um ihre Längsachse verhindert ist. Durch die Verwendung einer Abflachung anstelle der aus dem Stand der Technik bekannten Nut ergeben sich sehr viel vorteilhaftere geometrische Verhältnisse, um die Schubstange gegen eine Drehung um ihre Längsachse über das Halteteil am

10 Gehäuse abzustützen.

Vorzugsweise sind zwei Abflachungen vorgesehen, die einander in einem Winkel gegenüberliegen, wobei das Halteteil eine Nut mit zwei schräg verlaufenden Seitenwänden aufweist, die mit den Abflachungen zusammenwirken. Zur Verringerung der Reibung zwischen dem Halteteil und der Schubstange können in jeder der Seitenwände des Halteteils mehrere Kugeln angeordnet sein. Jede Abflachung wirkt dabei einer Drehung der Schubstange in einer bestimmten Richtung entgegen.

Die Erfindung betrifft auch eine Servolenkung mit einer solchen Baugruppe.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran-Sprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:

- Figur 1 in einer perspektivischen, teilgeschnittenen Ansicht ein Servolenkgetriebe;

- Figur 2 in einer Explosionsansicht die Schubstange mit zugehörigem Halte-

teü des Servolenkgetriebes von Figur 1; und

- Figur 3 einen Querschnitt durch das Servolenkgetriebe von Figur 1.

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24 angeordnet ist und mit Öffnungen für die Kugeln versehen ist, deren Durchmesser kleiner ist als der maximale Durchmesser der Kugeln.

Das Halteteil 18 ist so in die Führung 20 im Gehäuse 10 eingesetzt, daß die beiden Seitenwände 24 der Nut des Halteteils mit den beiden Abflachungen 16 der Schubstange 12 zusammenwirken. Genauer gesagt liegen die Kugeln 28 in den Seitenwänden 24 des Halteteils 18 an den Abflachungen 16 an. In eine Aussparung des Halteteils 18 ist eine Druckfeder 30 eingesetzt, die sich an einem Deckel 32 abstützt. Der Deckel 32 ist in das Gehäuse 10 eingeschraubt, wobei die Vorspannung der Druckfeder 30 auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann, indem der Deckel 32 mehr oder weniger weit in das Gehäuse eingeschraubt wird. Zur Verbesserung der Abdichtung ist ein Dichtring 34 vorgesehen. Aufgrund der Beaufschlagung des Halteteils 18 durch die Druckfeder 30 ist die Schubstange 12 spielfrei geführt.

Wenn die Motorhohlwelle 14 im Gehäuse 10 gedreht wird, wird dies, da die Motorhohlwelle in axialer Richtung feststehend ist, in eine translatorische Verschiebung der Schubstange 12 umgesetzt. Aufgrund der unvermeidlichen Reibung zwischen der sich drehenden Motorhohlwelle 14 und der Schubstange 12 wirkt auf die Schubstange ein Drehmoment ein, welches die Schubstange um ihre Längsachse zu drehen versucht. Dieser Drehung wirkt das Halteteil 18 entgegen, und zwar in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Motorhohlwelle 14 mit der einen oder der anderen Reihe von Kugeln 28, die an den Abflachungen 16 angreifen. Wie in Figur 3 zu sehen ist, sind die Kugeln 28 oberhalb einer Ebene T angeordnet, die senkrecht auf der entsprechenden Abflachung 16 steht und durch die Längsachse der Schubstange 12 verläuft. Der Abstand zwischen dem Schnittpunkt der Ebene T und der entsprechenden Abflachung 16 einerseits und dem Berührpunkt zwischen der Abflachung 16 und den Kugeln 28 andererseits bildet einen Hebelarm H, mittels dem die Kugeln 28 einer Verdrehung der Schubstange 12 entgegenwirken. Dadurch ergibt sich eine sehr geringe Reibung. Wäre dagegen der Hebelarm H = O, würden die Kugeln 28, wenn die Schubstange 12 in eine Drehung um ihre Längsachse beaufschlagt wird, zwischen der

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In Figur 1 ist ein Servolenkgetriebe gezeigt, das als wesentliche Bauteile ein Gehäuse 10, eine Schubstange 12 und eine Motorhohlwelle 14 aufweist. Die Schubstange 12 ist im Gehäuse 10 entlang ihrer Längsachse verschiebbar angebracht. Die Motorhohlwelle 14 wirkt nach Art einer Kugelumlaufmutter und dient dazu, die translatorische Bewegung der Schubstange 12 hervorzurufen, wenn die Motorhohlwelle 14 angetrieben wird. Die translatorische Verstellung der Schubstange 12 dient dazu, (nicht dargestellte) lenkbare Fahrzeugräder zu verschwenken.

Die Schubstange 12 weist an einen ihrer Enden zwei Abflachungen 16 auf (siehe auch die Figuren 2 und 3). Jede Abflachung 16 ist als ebene Vertiefung in der ansonsten im wesentlichen zylindrischen Schubstange 12 ausgeführt und erstreckt sich über eine Länge, die etwas größer ist als der maximal vorgesehene Verstellweg der Schubstange im Gehäuse 10. Die beiden Abflachungen sind spiegelsymmetrisch bezüglich einer Mittel-Längsebene M (siehe Figur 3) angeordnet, wobei der Winkel zwischen den beiden Abflachungen im Bereich zwischen 45° und 60° liegt. Wie insbesondere in Figur 3 zu sehen ist, sind die Abflachungen 16 in einem solchen Abstand voneinander angeordnet, daß im Bereich der Mittel-Längsebene M die zylindrische Außenkontur der Schubstange 12 stehenbleibt.

Im Gehäuse 10 ist ein Halteteil 18 in einer zylindrischen Führung 20 aufgenommen. Das Halteteil 18 hat eine zylindrische Außenkontur und ist mit einer Nut 22 versehen, die aus zwei Seitenwänden 24 und einem Boden 26 gebildet ist. Die beiden Seitenwände 24 sind schräg angeordnet, so daß sich die Nut nach außen erweitert, wobei die Ausrichtung der Seitenwände 24 mit der Ausrichtung der Abfiachungen 16 übereinstimmt. In jeder Seitenwand 24 ist eine Reihe von Kugeln 28 angeordnet, die aus einem harten, verschleißfesten Material bestehen; es können insbesondere dieselben Kugeln verwendet werden, wie sie in Kugellagern eingesetzt werden. Die Kugeln 28 sind in Aufnahmen im Halteteil 18 eingesetzt und stehen über die Oberfläche der Seitenwände 24 hervor. Zur Befestigung kann eine Halteplatte verwendet werden, die auf den Seitenwänden

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entsprechenden Anlagefläche 16 und der Seitenwand 24 des Halteteils 18 eingeklemmt, bevor eine der Drehung entgegenwirkende Gegenkraft auf die Anlagefläche 16 aufgebracht werden könnte. Dies würde aufgrund der dabei entstehenden hohen Kontaktkräfte zu sehr hohen Reibungsverlusten führen.

Claims (11)

1. Baugruppe mit einem Gehäuse (10), einer Schubstange (12) für ein Lenkgetriebe, die in dem Gehäuse in Längsrichtung verschiebbar ist, und einem Halteteil (18), das im Gehäuse gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (12) mit mindestens einer Abflachung (16) versehen ist, an der das Halteteil (18) anliegt, so daß eine Verdrehung der Schubstange im Gehäuse (10) um ihre Längsachse verhindert ist.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Abflachungen (16) vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.

3. Baugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abflachungen (16) zwischen sich einen Winkel zwischen 45° und 60° einschließen.

4. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (18) eine Nut (22) mit zwei Seitenwänden (24) aufweist, die sich schräg nach außen erweitern.

5. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (18) mit mindestens einer Reihe von Kugeln (28) versehen ist, die der Abflachung (16) zugeordnet sind und an dieser anliegen.

6. Baugruppe nach Anspruch 4 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der Seitenwände (24) eine Reihe von Kugeln (28) angeordnet ist.

7. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil mit leicht gewölbten Auflageflächen versehen sind, die an den Abflachungen der Schubstange anliegen.

8. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (30) vorgesehen ist, die das Halteteil (18) gegen die Schubstange (12) beaufschlagt.

9. Baugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstellbarer Deckel (32) vorgesehen ist, mittels dem die Vorspannung der Druckfeder (30) eingestellt werden kann.

10. Servolenkung mit einer Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (12) mit einer schraubenförmigen Kugelbahn versehen ist, in die Kugeln eingreifen, die in eine Kugelbahn einer Motorhohlwelle (14) eingreifen, und daß die Länge der Abflachung (16) mindestens dem maximal vorgesehenen Verstellweg der Schubstange (12) in dem Gehäuse (10) entspricht.

11. Servolenkung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorhohlwelle (14) Teil eines Elektromotors ist.