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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Lenkungssysteme für Kraftfahrzeuge.
Sie bezieht sich insbesondere auf Zahnstangenlenkungen, wie sie
im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert und beispielsweise aus der
Patentschrift US-A- 4,063,490 bekannt sind, wobei diese mit einer
hydraulischen Servovorrichtung versehen sind, die ein Servoventil umfaßt, das
koaxial zum Lenkungsritzel liegt, welches in Eingriff mit der Zahnstange
steht. Noch genauer gesagt, die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung, die bei dieser Art von Lenkung einen Ausgleich zwischen
den Luftdrücken
innerhalb und außerhalb
der Lenkung gewährleistet.
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Eine
Zahnstangenlenkung eines Kraftfahrzeugs ist üblicherweise völlig dicht
ausgeführt,
um jegliches unerwünschte
Eindringen von Wasser oder Feuchtigkeit ins Innere der Lenkung zu
verhindern. Dies bereitet jedoch Probleme bei Über- oder Unterdruck in der
Lenkung in Abhängigkeit
von einem Ansteigen oder Absinken der Umgebungstemperatur, wobei
der Über-
oder Unterdruck zu einer übermäßigen Verformung
der Faltenbälge
der Lenkung mit der Folge einer Verschlechterung oder Zerstörung dieser Faltenbälge führt.
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Zwar
wurde bereits versucht, Lenkungen mit "atmenden" Faltenbälgen zu verwirklichen, die
den Eintritt bzw. Austritt von Luft ermöglichen – vgl. beispielsweise die Veröffentlichung
DE-A- 199 17 392. Diese Lösung
erfordert aber eine spezielle und somit komplizierte und kostspielige
Herstellung der Faltenbälge.
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Zieht
man des weiteren den Aufbau einer hydraulisch unterstützten Lenkung
in Betracht, so weist diese üblicherweise
einen Lenkungs-Hauptgehäusekörper auf,
der die Zahnstange aufnimmt, sowie ein Nebengehäuse, welches das Servoventil
aufnimmt. Das Gehäuse
des Servoventils ist mit dem Gehäuse der
Zahnstange unter Zwischenschaltung einer Dichtung zusammengebaut,
insbesondere einer flachen Ringdichtung aus einem Material vom Gummityp,
die in einem entsprechenden ringförmigen Sitz angeordnet ist.
Beim gegenwärtigen
Stand der Technik gewährleistet
diese Dichtung eine vollständige
Dichtigkeit sowohl gegenüber
Flüssigkeiten
als auch Gasen, so daß jegliches
Eindringen von Wasser oder Außenluft
in die Lenkung verhindert wird.
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Im
Falle einer elektrisch unterstützten
Lenkung (Servolenkung), die sich derzeit immer stärker durchsetzt,
ist dies nicht ein Gehäuse
zum Aufnehmen des Servoventils, sondern ein Nebengehäuse zum
Aufnehmen eines Drehmomentgebers, das unter Zwischenschaltung einer
Abdichtung mit dem Hauptgehäusekörper zusammengebaut
ist.
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Auf
analoge Weise kann das Gehäuse
einer manuellen oder Servo-Zahnstangenlenkung für ein Kraftfahrzeug in zwei
Teile unterteilt sein, bei denen es sich um einen Hauptgehäusekörper und
einen Nebengehäuseteil
mit einem verringerten Querschnitt bzw. einen Hauptgehäusekörper und
einen Nebengehäuseteil
für die
Aufnahme eines beliebigen Sensors, wie etwa eines Positionssensors
handelt. Bei diesen Ausführungen
ist zwischen den beiden Gehäuseteilen
an der Stelle ihrer Verbindung ebenfalls eine Dichtung dazwischengeschaltet.
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Die
vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Zahnstangenlenkung mit
einer einfachen und wirtschaftlichen Vorrichtung für einen
Ausgleich zwischen den Drücken
innerhalb und außerhalb
der Lenkung zur Verfügung
zu stellen, um die Verformung und Verschlechterung der Faltenbälge zu vermeiden, wobei
diese Vorrichtung den Aufbau des Gehäuses der Servolenkung vorteilhaft
nutzt.
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Zu
diesem Zweck hat die Erfindung eine Zahnstangenlenkung für ein Kraftfahrzeug
zum Gegenstand, mit einem Gehäuse,
das aus zwei Teilen besteht, welche miteinander unter Zwischenschaltung
einer Dichtung zusammengebaut sind, die in einem entsprechenden
Sitz angeordnet ist, wobei diese Zahnstangenlenkung im wesentlichen
dadurch gekennzeichnet ist, daß die
Dichtung zumindest teilweise aus einem luftdurchlässigen,
aber wasserabweisenden Material gefertigt ist, um einen Ausgleich zwischen
den Drücken
innerhalb und außerhalb
der Lenkung zu ermöglichen
und somit eine Verformung der Faltenbälge der Lenkung zu vermeiden.
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Der
Grundgedanke der Erfindung besteht somit ganz einfach darin, eine
bereits vorhandene, üblicherweise
vollständig
luft- und wasserdichte Dichtung durch eine spezielle Dichtung zu
ersetzen, die in dem gleichen Sitz montiert ist, aber zumindest teilweise
aus einem luftdurchlässigen
und wasserabweisenden Material gefertigt ist, so daß ein permanenter
Ausgleich zwischen den Luftdrücken
innerhalb und außerhalb
der Lenkung gewährleistet
ist (auch unter Verwendung der üblicherweise
vorhandenen Verbindung zwischen den beiden Faltenbälge der
Lenkung). Die durch die Erfindung vorgeschlagene Lösung ist
daher besonders einfach und wirtschaftlich; insbesondere erfordert
sie keinerlei besondere Bearbeitung oder sonstigen zusätzlichen
Arbeitsschritt bei der Herstellung.
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Diese
Dichtung kann aus porösem
Polytetrafluorethylen oder aus jeglichem anderen gleichwertigen
Material gefertigt sein. Bevorzugt ist die insbesondere aus einem
solchen porösen
Material gefertigte Dichtung bezüglich
ihres Sitzes so bemessen, daß sie
im eingebauten Zustand nicht zusammengedrückt wird, um nicht die Größe ihrer
Poren zu verringern.
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Die
Erfindung ist insbesondere bei einer hydraulisch unterstützten Lenkung
mit einem Servoventil anwendbar, das koaxial zum Lenkungsritzel liegt,
welches in Eingriff mit der Zahnstange steht, oder bei einer elektrisch
unterstützten
Lenkung, wobei diese Servolenkung einen Hauptgehäusekörper zum Aufnehmen der Zahnstange
und ein Nebengehäuse
zum Aufnehmen des Servoventils oder eines Drehmomentgebers oder
dergleichen aufweist und mit dem Hauptgehäusekörper verbunden ist, wobei in
diesem Fall die luftdurchlässige,
aber wasserabweisende Dichtung an der Verbindungsstelle zwischen
dem Nebengehäuse
zum Aufnehmen des Servoventils oder des Drehmomentgebers oder dergleichen
und dem Hauptgehäusekörper zum
Aufnehmen der Zahnstange angeordnet ist.
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Wohlgemerkt
besteht der Grundgedanke der Erfindung darin, einen Durchtritt von
Luft zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Lenkung zu ermöglichen,
um diese "atmungsfähig" zu machen, so daß es wichtig
ist, daß der
mechanische Aufbau des Gehäuses
selbst nicht wiederum eine "natürliche" Gasdichtigkeit zwischen
den beiden verbundenen Gehäuseteilen
herstellt. Es ist daher angebracht, die Oberflächenbeschaffenheit dieser Gehäuseteile
in ihrem Verbindungsbereich zu wählen,
oder in diesen Teilen Nuten oder dergleichen vorzusehen.
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Ein
besseres Verständnis
der Erfindung ergibt sich unter Zuhilfenahme der nachfolgenden Beschreibung
unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische
Zeichnung, die beispielhaft eine Ausführungsform dieser Zahnstangenlenkung
für ein Kraftfahrzeug
darstellt.
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1 ist
eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkung von
außen;
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2 ist
eine Schnittansicht entlang II-II von 1 durch das
Servoventil der Lenkung;
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3 ist
eine Schnittansicht eines Details, welche insbesondere den Verbindungsbereich
der beiden Gehäuseteile
zeigt;
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4 stellt
in einem noch größeren Maßstab ein
Detail der Montage der erfindungsgemäßen Dichtung dar.
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1 stellt
von außen
eine Zahnstangenlenkung dar, die in dem gezeigten Beispiel eine
hydraulisch unterstützte
Lenkung ist. Diese Figur zeigt insbesondere das rohrförmige zentrale
Gehäuse 2 der Servolenkung,
in dem die Zahnstange 3 gleitverschieblich montiert ist.
Wie auch unter Bezugnahme auf 2 ersichtlich,
steht die Zahnstange 3 mit einem drehbaren Ritzel 4 in
Eingriff, das mittels eines Servoventils 5, das Hydraulikleitungen 6 und 7 mit dem
Stelltriebteil des Gehäuses 2 verbinden,
drehfest mit der Lenksäule
(nicht dargestellt) verbunden ist.
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Das
rechte und das linke Ende der Zahnstange 3, die sich außerhalb
des Gehäuses 2 befinden, sind
mit (hier nicht dargestellten) Spurhebeln gekoppelt. Zwei Faltenbälge 8,
die jeweils mit einem der beiden Enden des Gehäuses 2 verbunden sind,
bedecken und schützen
die Endbereiche der Zahnstange 3.
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Das
Servoventil 5 mit einem an sich bekannten inneren Aufbau,
der hier nicht im Detail dargestellt ist, besitzt ein eigenes Gehäuse 9.
Das Gehäuse 9 des
Servoventils 5 ist mit dem Gehäuse 2 der Lenkung
in einem kreisförmigen
Verbindungsbereich vereinigt, der hier ein Kugellager 10 umgibt,
welches die drehende Lagerung des Ritzels 4 gewährleistet. Wie
des weiteren in 2 gezeigt ist, drückt eine
an sich bekannte und von der vorliegenden Erfindung nicht umfaßte "Druckvorrichtung" 11 die
Zahnstange 3 gegen das Ritzel 4.
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Wie
insbesondere unter Bezugnahme auf die 3 und 4 ersichtlich,
welche den Bereich der Verbindung der beiden Gehäuse 2 und 9 mittels Ineinanderfügen im Detail
zeigen, ist hierbei in diesem Verbindungsbereich ein ringförmiger Sitz 12 mit einem
beispielsweise rechteckigen Querschnitt ausgebildet. Der Sitz 12 nimmt
eine entsprechende Ringdichtung 13 auf, die somit eine
allgemeine Ringform besitzt. Diese Ringdichtung 13 ist
erfindungsgemäß aus einem
luftdurchlässigen,
aber wasserabweisenden Material gefertigt, das den Durchtritt von
Luft zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Lenkung, insbesondere
zwischen dem Inneren des Hauptgehäuses 2 einerseits
und dem Äußeren andererseits, ermöglicht.
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Je
nach den Temperaturschwankungen kann die Luft daher aus der Lenkung
austreten oder in sie eintreten, so daß der Druck zwischen dem Inneren der
Lenkung und dem Äußeren ausgeglichen
wird, um eine Verformung der Faltenbälge 8 und deren Verschlechterung
zu vermeiden, insbesondere wenn die Umgebungstemperatur stark ansteigt
oder absinkt, wobei der Durchtritt von Wasser und Feuchtigkeit dennoch
durch die Dichtung 13 verhindert wird.
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Im
Detail besitzt diese Dichtung 13, die die Form einer Scheibe
aufweist, beispielsweise einen parallelogrammförmigen Querschnitt (vgl. 4)
und ist so bemessen, daß ihre
Montage in dem entsprechenden Sitz 12 praktisch ohne Zusammendrücken stattfindet,
damit die Größe der Poren
des Materials, aus dem sie besteht, nicht verringert wird.
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Das
luftdurchlässige,
aber wasserabweisende Material, aus dem die Dichtung 13 besteht,
kann beispielsweise ein poröses
fluoriertes Polymerharz, wie z. B. das unter der Handelsbezeichnung "PERMEON" (eingetragene Marke)
vertriebene, oder jegliches andere gleichwertige Material sein.
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Der
Schutzbereich der Erfindung gemäß der Definition
in den beigefügten
Ansprüchen
umfaßt darüber hinaus
Modifikationen der Einzelheiten der Dichtung 13 und der
anderen Bestandteile, die Wahl anderer geeigneter Materialien für diese
Dichtung, oder auch eine Zweckbestimmung der gleichen Vorrichtung
für eine
unterstützte
oder nicht unterstützte Kraftfahrzeuglenkung,
die eine andere Unterteilung ihres Gehäuses in mindestens zwei Teile
aufweist, z. B. einen Hauptgehäusekörper und
einen Nebengehäuseteil
mit einem verringerten Querschnitt, oder einen Hauptgehäusekörper und
einen Nebengehäuseteil
für die
Aufnahme eines Sensors, z. B. im Fall einer elektrisch unterstützten Lenkung
eines Drehmomentgebers, wobei sich die Vorrichtung auch in diesen
Fällen
an der Verbindungsstelle von zwei Gehäuseteilen befindet.