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Patent Searching and Data


Title:
APPARATUS FOR RELEASING A SECURING SCREW FOR A UNIT IN A HOUSING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/010863
Kind Code:
A1
Abstract:
In the case of an apparatus for releasing a securing screw (5) for a unit (3) in a housing (2), in particular a pinion unit (1) in a steering gear of a motor vehicle, the securing screw (5) is connected by way of an external thread (8) to an internal thread in the housing (2), wherein the securing screw (5) is provided with a latching device (7), which has latching levers (9) which are arranged distributed over the circumference of the securing screw (5) and are each provided with latching lugs (12) arranged on the free ends of the latching levers. The latching lugs (12) latch into gaps (14) of a toothing geometry (13) of the housing (2). To release the latching levers (9) with the latching lugs (12) from the latched position thereof by a radially inwardly directed movement of the latching levers (9), the latching device (7) can be connected to a tool (16).

Inventors:
RAAB, Andreas (Nelkenstraße 6, Neuler, 73491, DE)
STAHL, Andreas (Schulstraße 26, Bopfingen, 73441, DE)
Application Number:
EP2012/063537
Publication Date:
January 24, 2013
Filing Date:
July 11, 2012
Export Citation:
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Assignee:
ZF LENKSYSTEME GMBH (Richard-Bullinger-Straße 77, Schwäbisch Gmünd, 73527, DE)
RAAB, Andreas (Nelkenstraße 6, Neuler, 73491, DE)
STAHL, Andreas (Schulstraße 26, Bopfingen, 73441, DE)
International Classes:
B25B13/48; B25B15/00; F16B23/00; F16B39/32
Domestic Patent References:
WO2009001421A12008-12-31
Foreign References:
DE3935753A11990-05-17
US20050220569A12005-10-06
GB191316625A1913-10-30
DE102004017259A12004-11-18
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Claims:
Ansprüche

1 . Vorrichtung zum Lösen einer Sicherungsschraube (5) für eine Einheit (3) in einem Gehäuse (2), insbesondere einer Ritzeleinheit (1 ) in einem Lenkgetriebe eines

Kraftfahrzeuges, wobei die Sicherungsschraube über ein Außengewinde (8) mit einem Innengewinde im Gehäuse (2) verbunden ist, wobei die Sicherungsschraube (5) mit einer Rasteinrichtung (7) versehen ist, die am Umfang der Sicherungsschraube (5) verteilt angeordneten Rasthebel (9) aufweist, die jeweils mit an den freien Enden der Rasthebel angeordneten Rastnasen (12) versehen sind, wobei die Rastnasen (12) in Verzahnungslücken (14) einer Verzahnungsgeometrie (13) des Gehäuses (2) einrasten und wobei für die Rasteinrichtung (7) zum Lösen der Rasthebel (9) mit den Rastnasen (12) aus ihrer Raststellung eine radial nach innen gerichtete Bewegung der Rasthebel (9) durch ein mit der Rasteinrichtung (7) verbindbares Werkzeug (16) durchführbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in den

Verzahnungslücken (14) jeweils die äußere Umfangswand (19) mit einer nach innen gerichteten Abschrägung versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnasen (12) an ihren Unterseiten am Außenumfang jeweils mit einer Fase (20) oder Abschrägung versehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsschraube (5) wenigstens im Bereich der Rasteinrichtung (7) als

Hohlschraube in Form eines Vielecks (1 1 ) ausgebildet ist, in die das Werkzeug (16) zum Lösen einsteckbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Ecken des Vielecks (1 1 ) der Anzahl der Rasthebel (9) entspricht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsschraube (5) mit den Rasthebeln (9) und Rastnasen (12) aus einem

Kunststoffkörper gebildet ist.

7. Werkzeug zum Lösen einer Sicherungsschraube (5) für eine Einheit (3) in einem Gehäuse (2), insbesondere einer Ritzeleinheit (1 ) in einem Lenkgetriebe eines

Kraftfahrzeuges, wobei die Sicherungsschraube (5) über ein Außengewinde (8) mit einem Innengewinde im Gehäuse (2) verbunden ist, wobei die Sicherungsschraube (5) mit einer Rasteinrichtung (7) versehen ist, die am Umfang der Sicherungsschraube (5) verteilt angeordneten Rasthebel (9) aufweist, die jeweils mit an den freien Enden der Rasthebel angeordneten Rastnasen (12) versehen sind, wobei die Rastnasen (12) in Verzahnungslücken (14) einer Verzahnungsgeometrie (13) des Gehäuses (2) einrasten, und wobei das Werkzeug (16) mit einem Vorsprung (17) und mit Stiften oder Stempeln (18) zum Eingriff mit der Rasteinrichtung (7) zum Lösen der Rastnasen (12) der

Rasthebel (9) aus den Verzahnungslücken (14) der Verzahnungsgeometrie (13) versehen ist.

Description:
Beschreibungsteil

Vorrichtung zum Lösen einer Sicherungsschraube für eine Einheit in einem Gehäuse

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lösen einer Sicherungsschraube für eine Einheit in einem Gehäuse, insbesondere eines Ritzels in einem Lenkgetriebe eines Kraftfahrzeuges.

Bekannte Lagesicherungen erfolgen über Schraubenverbindungen, z. B. Stahlschrauben, mit metrischem Gewinde. Die Schraubensicherung wird dabei kraftschlüssig über ein Anziehdrehmoment, über eine Verstemmung oder über eine Klebeverbindung erreicht. Eine Fixierung z. B. eines Lagers erfolgt bei bekannten Sicherungen z. B. mit Hilfe einer Zink-Druckguss-Stellschraube, die nach einem definierten Anzugsmoment mit Hilfe eines Verstemmprozesses in ihrer Lage fixiert wird.

Ein Problem dabei liegt jedoch in der Verwendung von Werkstoffen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wodurch sich die Sicherungswirkung über die Lebensdauer verringert, beziehungsweise sogar ein Spiel entstehen kann. Das

Setzverhalten des Werkstoffes der Stellschraube gegenüber dem Gehäusewerkstoff beeinflusst eine Sicherung bzw. Fixierung ebenfalls negativ. Nachteilig ist auch, dass die Stellschraube über einen gesonderten Arbeitsgang in dem Gehäuse in ihrer Lage fixiert werden muss. Dadurch dass die Vorspannung der Stellschraube über die Laufzeit unter Umständen bis auf Null absinkt, kann es zu einem Spiel zwischen der zu sichernden Einheit, z. B. einem Festlager, und der Stellschraube bzw. dem Gehäuse kommen. Daraus resultiert ein Reibverschleiß und es können Akustikprobleme auftreten.

Zur Abdichtung gegenüber äußeren Medien wird häufig ein Gewindedichtmittel verwendet, wodurch der Herstell- und/oder Montageprozess ebenfalls aufwendiger wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige und montagefreundliche Vorrichtung zur Sicherung einer Einheit zu schaffen, wobei eine spielfreie Fixierung über die Lebensdauer gegeben sein soll und bei Bedarf die

Sicherung auch wieder gelöst werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Sicherungsvorrichtung mit einer

Sicherungsschraube, die mit Rasthebel versehen ist, wobei die Sicherungsschraube mit ihrem Außengewinde mit einem Innengewinde im Gehäuse zusammen arbeitet und im Gehäuse Rastnasen der Rasthebel einrasten können, wird sichergestellt, dass auch bei unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten eine Spielfreiheit und damit eine sichere Fixierung der Einheit, z. B. einem Festlager, erreicht wird.

Zum Lösen der Rastnasen der Rasthebel aus ihrer Raststellung mit einer radial nach innen gerichteten Bewegung der Rasthebel ist ein mit der Rasteinrichtung verbindbares Werkzeug vorgesehen, bei dessen Einsatz die Rasthebel nach innen verschoben werden, wonach die Sicherungsschraube gelöst werden kann.

Eine vorteilhafte Ausführungsform zum Lösen der Rasthebel aus ihrer Raststellung besteht darin, dass in den Verzahnungslücken jeweils die äußere Umfangswand mit einer nach innen gerichteten Abschrägung versehen ist. Entlang der Abschrägung werden dann die Rasthebel radial nach innen geschwenkt.

Hierzu kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Rastnasen an ihren Unterseiten am Außenumfang jeweils mit einer Fase oder Abschrägung versehen sind, wodurch das Lösen und Einschwenken der Rasthebel erleichtert wird.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die

Sicherungsschraube wenigstens im Bereich der Rasteinrichtung als Hohlschraube in Form eines Vieleckes ausgebildet ist, in die das Werkzeug zum Lösen einsteckbar ist.

Durch eine derartige Ausgestaltung ist es lediglich erforderlich, das Werkzeug in das Vieleck einzustecken und es danach anschließend axial auf die Rasthebel zu drücken, wonach die Rasthebel aufgrund der nach innen gerichteten Abschrägung aus der Verzahnungsgeometrie freikommen.

Besonders vorteilhaft lässt sich die Erfindung bei einer Herstellung der

Sicherungsschraube aus einem Kunststoffkörper einsetzen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1 ausschnittsweise ein Lenkgetriebe eines Kraftfahrzeuges mit der

erfindungsgemäßen Lagerung und Sicherung des Ritzels durch eine

Sicherungsschraube;

Fig. 2 eine dreidimensionale Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der Sicherungsschraube und einer Rasteinrichtung;

Fig. 3 eine dreidimensionale Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der Sicherungsschraube und der Rasteinrichtung in einer Ansicht von unten;

Fig. 4 einen Axialschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung;

Fig. 5 ausschnittsweise eine Vergrößerung der Verzahnungsgeometrie im Gehäuse des Lenkgetriebes für die Rasthebel der Sicherungsschraube;

Fig. 6 das erfindungsgemäße Werkzeug zum Lösen der Sicherungsschraube in dreidimensionaler Darstellung (teilweise im Schnitt);

Fig. 7 einen Längsschnitt durch das Werkzeug kurz vor dem Aufsetzen auf die Rasthebel; Fig. 8 einen Längsschnitt durch das Werkzeug, wobei die Rastnasen durch das Werkzeug nach unten und radial nach innen gedrückt sind; und

Fig. 9 ausschnittsweise eine vergrößerte Darstellung der Fig. 8 mit einer nach unten und radial nach innen gedrückten Rastnase.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise für einen Einsatz der Vorrichtung mit einer Sicherungsschraube in einem Lenkgetriebe eines Kraftfahrzeuges beschrieben, wobei ein Ritzel über ein Festlager in einem Getriebegehäuse gelagert ist.

Selbstverständlich lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch auf den verschiedensten Gebieten einsetzen, wobei eine kostengünstige, sichere und montagefreundliche Sicherungsvorrichtung für ein Lager, eine Führungsbuchse, eine Lagerbuchse, ein Zahnrad oder ein sonstiges Getriebeteil, eine Stellschraube für ein Druckstück für eine Zahnstange in einem Lenkgetriebe und ähnliche Anwendungsfälle, gewünscht wird und wobei eine Einrichtung zum Lösen der Sicherungsschraube bei Bedarf vorgesehen sein soll.

Da Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einem Ritzel und einer Zahnstange allgemein bekannt sind, wozu beispielsweise auf die DE 10 2004 017 259 A1 verwiesen wird, wird nachfolgend nur auf die für die Erfindung wesentlichen Teile näher eingegangen.

Ein Ritzel 1 ist in einem Getriebegehäuse 2 über ein Festlager 3 gelagert. Das Ritzel ist in bekannter Weise mit einem Lenkhandrad (nicht dargestellt) und einer ebenfalls nicht dargestellten Zahnstange zur Umsetzung der Drehbewegung in eine Linearbewegung verbunden. Zur Sicherung des Ritzels 1 mit dem Innenring des Festlagers 3 dient eine auf die Ritzelnabe aufgeschraubte Mutter 4.

Zur Sicherung und Fixierung des Außenringes des Festlagers 3 ist erfindungsgemäß eine Sicherungsschraube 5 vorgesehen, die aus einem Kunststoffkörper als

Hohlschraube besteht.

Ein Dichtring 6 in einer Ringnut der Sicherungsschraube 5 übernimmt eine

Dichtfunktion. Axialkräfte, welche über das Ritzel 1 und das Festlager 3 entstehen, müssen spielfrei aufgenommen werden. Über das selbsthemmende Außengewinde 8 der

Sicherungsschraube 5 werden die Kräfte dann in das Getriebegehäuse 2 eingeleitet.

Die Schraubensicherung besteht aus einer radialen nachstellenden Rasteinrichtung 7. Die Rasteinrichtung für die Sicherungsschraube 5 weist an ihrem Umfang mehrere Rasthebel 9 auf, die jeweils im Bereich eines Endes der Rasthebel 9 mit einem

Mittelstück 10 der Sicherungsschraube 5 verbunden sind. Das Mittelstück 10 der Sicherungsschraube 5 weist eine Sechskantbohrung 1 1 auf. Bei dem

Ausführungsbeispiel sind sechs Rasthebel 9 über den Umfang verteilt angeordnet. Selbstverständlich sind jedoch auch andere Anzahlen im Rahmen der Erfindung möglich.

Die Rasthebel 9 der Rasteinrichtung 7 sind mit Rastnasen 12 an ihren freien Enden versehen. Die Rastnasen 12 der Rasthebel 9 rasten in einer Verzahnungsgeometrie 13 im Getriebegehäuse 2 ein (siehe insbesondere die vergrößerte Darstellung der

Verzahnungsgeometrie in der Fig. 5). Durch das Einrasten der Rastnasen 12 in die Verzahnungsgeometrie 13 des Getriebegehäuses 2 wird ein selbständiges Aufdrehen der Sicherungsschraube 5 verhindert.

Beim Eindrehen der Sicherungsschraube 5 in das Getriebegehäuse 2 werden die Rasthebel 9 radial ausgelenkt und schnappen bei Erreichen des vorbestimmten

Drehmomentes in Verzahnungslücken 14 der Verzahnungsgeometrie 13 ein. Ein Rückdrehen der Sicherungsschraube 5 wird über die sägeförmige Kontur der

Verzahnungsgeometrie 13 verhindert. Die Rastnasen 12 stützen sich hierzu an

Anlageflächen 15 in den Verzahnungslücken 14 der Verzahnungsgeometrie 13 ab.

Die Sicherungsschraube 5 in Ausbildung aus einem Kunststoffkörper kann

beispielsweise aus einem faserverstärkten Thermoplast als Spritzgussteil ausgebildet sein, der sich durch ein temperaturbeständiges Verhalten auszeichnet.

Figur 6 zeigt ein Werkzeug 16 zum Lösen der Sicherungsschraube 5. Hierzu besitzt das Werkzeug 16 einen Vorsprung in Sechskantform 17. Die Sechskantform 17 entspricht dabei der Sechskantbohrung 1 1 in der Sicherungsschraube 5, damit das Werkzeug exakt und bündig mit der Sicherungsschraube 5 verbunden werden kann.

Sollte die Sicherungsschraube 5 eine andere Mehrkantbohrung als eine

Sechskantbohrung 1 1 aufweisen, so richtet sich der Vorsprung des Werkzeugs 16 entsprechend an dieser Mehrkantbohrung aus.

Auf der der Sicherungsschraube 5 zugewandten Stirnseite des Werkzeugs 16 befinden sich Ansätze bzw. Stempel 18, deren Anzahl ebenfalls der Anzahl der Rasthebel 9 der Sicherungsschraube 5 entspricht.

Aus den Figuren 7 bis 9 ist die Funktionsweise des Werkzeugs 16 zum Lösen der Rastnasen 12 aus der Verzahnungsgeometrie 13 des Getriebegehäuses 2 ersichtlich.

Hierzu zeigt die Figur 7 das Werkzeug 16, wie es mit seinem Vorsprung 17 in die Sechskantbohrung 1 1 der Sicherungsschraube 5 eingesetzt ist. Die Stempel 18 sind jedoch noch nicht in Kontakt mit den Rasthebeln 9.

Die Figur 8 zeigt das Werkzeug 16, wie es beim weiteren Einschieben in die

Sechskantbohrung 1 1 mit den Stempeln 18 auf die Rasthebel 9 drückt. Wie ersichtlich, sind in den Verzahnungslücken 14 die äußeren Umfangswände 19 mit einer radial nach innen gerichteten Abschrägung in ihren unteren Bereichen versehen. Drückt nun das Werkzeug 16 mit den Stempeln 18 auf die Rasthebel 9, so werden die Rastnasen 12 und damit die Rasthebel 9 nach unten und nach innen in Richtung zur Längsachse der Sicherungsschraube 5 gedrückt und kommen damit außer Eingriff mit der

Verzahnungsgeometrie 13. Anschließend kann die Sicherungsschraube 5 zum Lösen aus der Gewindeverbindung mit dem Getriebegehäuse 2 herausgeschraubt werden.

Um das Herausdrücken der Rastnasen 12 aus den Verzahnungslücken 14 zu erleichtern, können die Rastnasen 12 ebenfalls auf ihren Unterseiten am Außenumfang jeweils mit einer Fase 20 oder Abschrägung versehen sein (siehe vergrößerte

Darstellung in der Figur 9). Das Gewinde des Kunststoffkörpers der Sicherungsschraube 5 kann als metrisches Spitzengewinde ausgeführt sein, wobei der Flankendurchmesser des Gewindes so ausgelegt wird, dass nur ein geringes Gewindespiel vorhanden ist.

Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung auch andere Gewindeformen wie z. B. ein konisches Gewinde möglich. Die Innenverzahnung im Getriebegehäuse 2 und ebenso auch die Verzahnungsgeometrie 13 können fertig gegossen sein.

Die Erfindung wurde anhand einer Sicherungsschraube für eine Ritzeleinheit in einem Lenkgetriebe eines Kraftfahrzeugs beschrieben, aber selbstverständlich ist sie auch auf anderen Gebieten einsetzbar, wobei eine Sicherungsschraube wieder lösbar sein soll. Dies betrifft z. B. Sicherungsschrauben für Lager aller Art, für Zahnräder, Wellen und dgl.

Anstelle einer Wiederlösung einer Sicherungsschraube kann die erfindungsgemäße Vorrichtung selbstverständlich auch zum Lösen von beliebigen Teilen oder

Einrichtungen aus einer Raststellung verwendet werden.

Bezugszeichenliste

1 Ritzel

2 Getriebegehäuse

3 Festlager

4 Mutter

5 Sicherungsschraube

6 Dichtring

7 Rasteinrichtung

8 Außengewinde

9 Rasthebel

10 Mittelstück

1 1 Sechskantform

12 Rastnase

13 Verzahnungsgeometrie

14 Verzahnungslücken

15 Anlagefläche

16 Werkzeug

17 Vorsprung / Sechskantform

18 Stempel

19 Abschrägung

20 Fase