DE2629686C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnstangenlenkgetriebe für Fahr­ zeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 23 60 593 ist ein Zahnstangenlenkgetriebe mit einer von einem durch die Lenkspindel angetriebenen Ritzel betätigten Zahnstange bekannt, die im Zahnstangengehäuse verschiebbar gelagert ist und eine einseitige Verlängerung als Übertragungsteil aufweist. Auf diesem ist mittels zweier Schraubenbolzen, die zur Anlenkung der Spurstangen für die Betätigung der Lenkräder des Fahrzeuges dienen, ein Führungsteil befestigt, die sowohl die seitliche bzw. radiale Abstützung der Zahnstange als auch deren Drehmoment­ sicherung übernimmt. Das Führungsteil ummantelt die Zahnstange und weist einerseits radial eine schalenförmige, im Zahnstangengehäuse gleitende Führungsfläche auf und ist andererseits mit zwei Lageraugen versehen, die in einer schlitzförmigen Führung des Zahnstangengehäuses und einer zusätzlichen rohrförmigen Verstärkung desselben geradlinig gleiten. Diese Kulissenführung dient zum Abstützen der von den Spurstangen eingeleiteten Drehmomente, während die schalenförmige Führungsfläche die auftretenden radialen Druckkräfte aufnimmt.

Ein solches Zahnstangenlenkgetriebe ist konstruktiv auf­ wendig und weist eine zur Abstützung der vom Fahrwerk her eingeleiteten Momente dienende Kulissenführung auf, die besonders verschleißfähig ist, worunter die Lebensdauer und die Sicherheit dieser für ein Fahrzeug so wichtigen Baugruppe leidet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zur Abstützung der von den Spurstangen in das Lenkgetriebe eingeleiteten Kräfte und Momente dienenden Bauteile so auszubilden, daß sie geeignet sind, diese Beanspruchungen wesentlich günstiger als bisher aufzunehmen, bei gleichzeitiger baulicher Vereinfachung und Verbesserung des Verschleißwiderstandes.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.

Das Wesen der Erfindung besteht also darin, zwei ebene, relativ groß dimensionierte Lager- bzw. Gleitflächen einerseits an der Zahnstange und andererseits am Zahnstangen­ gehäuse vorzusehen, die sowohl zur Abstützung der radialen Kräfte als auch zum Abfangen der auftretenden Drehmomente dienen. Dadurch wird nicht nur eine erhebliche bauliche Ver­ einfachung erreicht, sondern auch der Gleitwiderstand ver­ ringert, was die Fahrsicherheit erhöht und die Lebensdauer verlängert. Die unmittelbare kinematische Zuordnung der erfindungsgemäßen Verdrehsicherung der Zahnstange, das heißt, das Hineinverlegen des kinematischen Schlusses zwischen den beiden Stützflächen in den Basisbereich des Übertragungs­ teiles und in eine dazu benachbarte Fläche des Zahnstangenge­ häuses, ergibt über die einfachere bauliche Gestaltung hinaus auch eine funktionstechnisch bessere Lösung der bestehenden Probleme. Die Zahnstange eignet sich von ihrer grundsätzlichen Konstruktionsgestalt her besonders zur Bildung der einen Stützfläche, die sich durch einfache Abflachung herstellen läßt. Infolge der baulichen Integration der radialen Ab­ stützung des Übertragungsteiles und dessen Drehmoment­ sicherung werden auf überraschend einfache Weise Konstruktions­ teile eingespart und ein gedrängtes Bauvolumen erzielt.

In Ausgestaltung der Erfindung besteht die vorteilhafte Möglichkeit, den Stützbock entweder mit dem Übertragungs­ teil oder mit dem Zahnstangengehäuse fest zu verbinden.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand dreier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Zahnstangenlenkge­ triebe,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausfüh­ rungsform,

Fig. 3 den Querschnitt gemäß der Linie III-III aus Fig. 2,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite Aus­ führungsform,

Fig. 5 den Querschnitt nach der Linie V-V aus Fig. 4,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine dritte Aus­ führungsform und

Fig. 7 den Querschnitt nach der Linie VII-VII aus Fig. 6.

Einander entsprechende Teile in den nachfolgend be­ schriebenen Ausführungsbeispielen eines Zahnstangen­ triebes tragen jeweils die gleichen Bezugszeichen.

Ein in üblicher Weise einstückiges Ritzelgehäuse 1 nimmt, wie aus Fig. 1 hervorgeht, ein in Lagern 3 und 4 dreh­ bar gelagertes Ritzel 2 auf. Eine Zahnstange 5 ist gegen seitliche Verschiebung im Gehäuse 1 durch ein abgefedertes Druckstück 7 gesichert, so daß der gezahnte Teil 6 mit dem Ritzel 2 in Eingriff gehalten wird. Das Ritzel 2 weist eine Antriebswelle 8 auf.

Aus den Fig. 2, 4 und 6 ist zu entnehmen, daß die Zahn­ stange 5 innerhalb des Zahnstangengehäuses 9 längsbe­ weglich ist, das seitlich zum Ritzelgehäuse 1 verläuft. Die Stirnseiten des Zahnstangengehäuses 9 sind durch Ver­ schlußkappen 10 geschlossen. Die Verschlußkappen 10 schützen das Lenkgetriebe gegen Verschmutzung und sind zum Schmieren abnehmbar. Die Übertragung der Lenkbewegung auf die nicht dargestellten Lenkräder des Fahrzeuges erfolgt durch Spurstangen 11 und 11 a, die jeweils gelenkig mit einem Übertragungsteil 33 der Zahnstange 5 verbunden sind, das koaxial zu dieser verläuft und starr an ihr ange­ ordnet ist. Die Anlenkung der Spurstangen erfolgt über eine Verbindung 34, die jeweils aus einer elastischen Buchse 12 und einem Schraubbolzen 13 besteht. Die Schrauben 13 sind parallel zueinander angeordnet und greifen mit ihrem Ge­ winde in den Übertragungsteil 33 auf ein und derselben Seite ein und sind seitlich durch einen gemeinsamen Schlitz 14 im Zahnstangengehäuse 9 hindurchgeführt. Der Schlitz 14 ist gegen das Eindringen von Staub durch einen den Mittelteil des Zahnstangengehäuses 9 umschließenden Gummibalg 15 geschützt, der die Schrauben und das Gehäuse 9 miteinander verbindet. Die Verbindung 34 weist ferner eine Stützplatte 16 auf, die die beiden Schrauben 13 miteinander verbindet und an der der Gummibalg 15 zweckmäßigerweise angreift.

Aus den Fig. 2 und 3 geht hervor, daß die Zahnstange 5 an ihrem Ende 17, das das Übertragungsteil 33 bildet, radial auf einem Stützbock 23 aufliegt, der auf einem verhältnismäßig kurzen nach innen gerichteten Ansatz 18 des Zahnstangengehäuses 9 angeordnet ist. Ein Teil auf der mit 20 bezeichneten Seite des im wesentlichen im Quer­ schnitt kreisförmigen Übertragungsteiles 33, das der Seite gegenüberliegt, an der sich die Schrauben 13 befinden, ist durch spanabhebende Bearbeitung so ausgebildet, daß eine ebene Fläche 21 entsteht, so daß das Übertragungsteil 33 im Querschnitt insgesamt etwa die Form eines "D" hat. Ein Teil 29 des Stützbockes 23 erstreckt sich zwischen dem Ansatz 18 und der Fläche 21 und trägt ebenfalls eine ebene Fläche 22, die mit der ebenen Fläche 21 zusammenwirkt.

Der Stützbock 23 weist an jeder Seite des Teiles 29 je ein Seitenteil 35 auf, die zusammen das Übertragungs­ teil 33 an seinem Umfang teilweise umschließen. Der Stützbock 33 ist in bezug auf das Zahnstangengehäuse 9 fest und ihre Seitenteile weisen Vorsprünge 24 auf, die in schmale Schlitze 25 an der Innenwandung 19 des Zahn­ stangengehäuses 9 eingreifen. Der Ansatz 18 weist eine ebene Fläche zur Aufnahme des Teiles 29 des Stützbockes 23 auf.

Die Länge der ebenen Fläche 21 entspricht etwa dem Verschiebeweg der Zahnstange 6 und erstreckt sich in Längsrichtung zu beiden Seiten der Zapfenverbindung 34 um den gleichen Abstand. Die ebene Fläche 22 und der den Stützbock 23 tragende Ansatz 18 sind sehr viel kürzer und sind an der Innenwandung 19 des Zahnstangengehäuses 9 so angeordnet, daß bei in Geradeausfahrt befindlichen Rädern des Fahrzeuges der Stützbock 23 sich in bezug auf die Längenausdehnung der Zapfenverbindung 34 in der in Fig. 2 dargestellten Mitte befindet.

Der Stützbock 23 besteht vorzugsweise aus einem Kunst­ stoff mit einer gewissen Elastizität, beispielsweise aus Polyurethan, und wird vorzugsweise leicht zusammen­ gedrückt seitlich zwischen das Übertragungsteil 33 und das Zahnstangengehäuse 9 eingesetzt.

Da die Stützplatte 16 durch den Schlitz 14 nach innen ragt und in das Übertragungsteil 33 eingreift und sich mit letzterem in Längsrichtung durch den Stützbock 23 bewegt, umschließt der Stützbock 23 die Seiten des Über­ tragungsteiles 33 nicht vollständig. Zwecks leichterer Schmierung des Übertragungsteiles 33 sind im Stützbock 23 und in dem Übertragungsteil 33 einander entsprechende Aus­ sparungen 30 vorgesehen, durch die das Schmiermittel hin­ durchtreten kann. Die Außenfläche 31 der Seitenteile 35 ist gewellt, so daß das Schmiermittel durchfließen kann. Gleichzeitig wirken die gewellten Seitenteile unter­ stützend, um den Stützbock 23 in seiner Lage auf dem Ansatz 18 zu halten.

Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten zweiten Aus­ führungsform ist der elastische Stützbock 23 durch Ver­ keilen zwischen zwei Anschlägen 26 an der Stützplatte 16 fest mit dem Übertragungsteil 33 verbunden, so daß sich das Übertragungsteil 33 und der Stützbock 23 in Längs­ richtung relativ zur zweiten ebenen Fläche 22 bewegen können, die sich an der Innenwandung 19 des Zahnstangen­ gehäuses 9 befindet.

Die zweite ebene Fläche 22 liegt dem Längsschlitz 14, durch den die Zapfenverbindung 14 geführt ist, gegenüber, und der Teil des im wesentlichen kreisförmigen Übertra­ gungsteiles 33, auf dem der Stützbock 23 angeordnet ist, ist zweckmäßigerweise so bearbeitet, daß im Querschnitt etwa die Form eines "D" entsteht.

Eine Gleitfläche 27 ist zwischen dem Stützbock 23 und der zweiten ebenen Fläche 22 eingelegt und ist mit dem Stützbock 23 durch Umbördelungen 36 verbunden. Die Gleit­ fläche 27 kann aus einem Kunststoff oder Metall-Streifen oder Preßteil bestehen, durch den die Reibung vermindert wird.

Die zweite ebene Fläche 22 ist von beiden Flächen die längere und ihre Länge entspricht im wesentlichen dem Verschiebeweg, um den sich die Zahnstange 6 bewegen kann. Der Stützbock 23 umschließt den seitlichen Teil des Über­ tragungsteiles 33, auf dem sie angeordnet ist, voll­ ständig, und die Innenwandung 32 entspricht im wesentlichen dem "D"-förmigen Querschnitt des zugeordneten Zahnstangen­ teiles. Die Schmierung der ebenen Fläche 22 im Bereich der Gleitfläche 27 an dem vom Ritzelgehäuse 1 abgewandten Ende erfolgt über Aussparungen 30.

In der dritten Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 ist das Übertragungsteil 33 der Zahnstange 5 in Längs­ richtung länger als bei den beiden zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgeführt und ist spanabhebend so bearbeitet, daß die zweite ebene Fläche 21 an ihm selbst vorhanden ist, und zwar an der der Zapfenverbindung 34 gegenüberliegenden Seite des Übertragungsteiles 33. Die Fläche 21 beginnt im Bereich der Schraube 13 auf der vom Ritzelgehäuse 1 abgewandten Seite und endet an der Stirn­ seite 17 des Übertragungsteiles 33 der Zahnstange. Zur Auf­ nahme der längeren Zahnstange 5 sind hier die Verschluß­ kappen 10 konisch ausgebildet.

Der Ansatz 18 an der Innenwandung 19 des Zahnstangenge­ häuses 9 steht ebenfalls nach innen vor, und zwar etwa im Bereich des Endes 28 des Schlitzes 14 auf der vom Ritzelgehäuse 1 abgewandten Seite. Auch hier ist der Stützbock 23 durch in Schlitze 25 eingreifende Ansätze 24 mit dem Ansatz verbunden, wobei durch den Stützbock 23 derjenige Abschnitt des Übertragungsteiles 33, der die zweite ebene Fläche 21 aufweist, gleiten kann.

Der Stützbock 23 ist vorzugsweise unter Spannung zwischen dem Übertragungsteil 33 und dem Ansatz 18 eingesetzt; für die Schmierung der im Bereich des Stützbocks 23 liegenden Teile des Übertragungsteiles 33 an dem von der Zapfenver­ bindung 34 abgewandten Ende sind im Übertragungsteil 33 und im Stützbock 23 ebenfalls Aussparungen 30 sowie eine ge­ wellte Außenfläche 31 des Stützbockes 23 vorgesehen.

Im Gegensatz zu den anderen Ausführungsbeispielen befindet sich in Fig. 6 der Stützbock 23 in seiner in bezug auf das Ritzelgehäuse 1 und die Zapfenverbindung 34 äußersten Endlage.

Der Stützbock 23 kann aus Metall bestehen anstatt aus dem im allgemeinen besser geeigneten elastischen Kunststoff.

Claims (6)

1. Zahnstangenlenkgetriebe für Fahrzeuge, mit einer in einem Zahnstangengehäuse durch ein Ritzel betätigbaren Zahnstange, die in Form einer einseitigen Verlängerung ein Übertragungsteil aufweist, an dem über das Gehäuse durchdringende Schraubbolzen Spurstangen zur Betätigung der Lenkräder des Fahrzeuges angelenkt sind und das im Gehäuse über führende Flächen in radialer Richtung abge­ stützt sowie gegen Verdrehung gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsteil (33) eine kreiszylindrische, mit einseitiger Abflachung (21) versehene Gestalt aufweist und über einen Stützbock (23) mit entsprechend geformter Ausnehmung im Gehäuse­ innern gleichzeitig gestützt und geführt ist.

2. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützbock (23) mit dem Übertragungsteil (33) fest verbunden ist.

3. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützbock (23) mit dem Zahnstangengehäuse (9) fest verbunden ist.

4. Zahnstangenlenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützbock (23) aus einem Plastikmaterial besteht.

5. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützbock (23) aus einem Polyurethan besteht.

6. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ab­ flachung des Übertragungsteils (33) einschließende Teil (29) des Stützbocks (23) an seiner zur Zahnstangen­ innenseite weisenden Fläche abgeflacht ist und auf die­ ser ein Gleitstück (27) trägt.