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Zahnstangenlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Es sind Zahnstangenlenkungen
für Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen ein axiales Verschieben des Zahnritzels durch
eine an der Ritzelwelle vorgesehene Nut verhindert wird, in die ein einteiliges
axiales Lager eingreift, das am Gehäuse abgestützt ist. Dazu greift eine Platte
mit Rändern einer Aussparung in eine Nut an der Lenkritzelwelle. Die Aussparung
hat die Breite des Innendurchmessers der Nut und ist außerhalb ihrer Mitte auf den
Durchmesser des Endes der Ritzelwelle vergrößert. Die Platte kann also beim Einbau
mit dem größeren Teil der Aussparung über das Ende der Lenkritzelwelle hinweg am
Gehäuse zum Anliegen gebracht und dann senkrecht zur Lenkritzelwelle verschoben
werden, bis ein Teil des Randes des kleineren Teiles der Aussparung in die Nut an
der Lenkritzelwelle umfassend angreift. Dann wird eine Kappe über die Platte und
das Ende der Lenkritzelwelle gelegt und durch Schrauben am Gehäuse befestigt.
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Nachteilig ist, daß nicht der ganze Rand der Aussparung in der Platte
in die Nut der Lenkritzelwelle eingreift, so daß die Nut nur mit den einen Hälften
ihrer Planflächen führen kann. Die Platte wird also ungleichmäßig durch die Nut
belastet und ist dementsprechenden Abnutzungserscheinungen ausgesetzt. Die Lenkritzelwelle
ist in Nadeln gelagert, die wohl geringen Rollwiderstand haben, aber infolge der
Auflage von Metall auf Metall von den Radbewegungen herrührende Schwingungen als
Geräusche auf das Fahrgestell übertragen. Die Lagerung der Welle besteht aus verhältnismäßig
vielen Teilen.
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Weiterhin ist eine einteilige, mit Bund am Gehäuse abgestützte Lagerbuchse
für die Lenkritzelwelle bekannt. Zu beiden Seiten des Zahnritzels sind zur Lagerung
in axialer Richtung Scheibenringe angebracht. Ein Scheibenring ist am Gehäuse unmittelbar,
der andere über eine mit Bund am Gehäuse abgestützte Lagerbuchse gehalten. Die Scheibenringe
und die Lagerbuchse werden unabhängig - voneinander hergestellt und eingebaut. Eine
spielfreie Lagerung erfordert ein besonderes Einpassen mit Unterlegscheiben.
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Schließlich sind Zahnstangenlenkungen bekannt, bei denen die Lenkritzelwelle
in elastischen Lagern, vorzugsweise aus Polyurethan, gelagert sind. Auf diese Weise
wird ein elastischer Eingriff der Verzahnung gesichert und Abnützung vermieden,
die sonst durch stoßartige Beanspruchungen infolge des Spielraumes zwischen den
Zähnen entsteht.
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Die Erfindung schafft dadurch eine weitere Verbesserung, daß eine
einteilige, aus in an sich bekannter Weise elastischem Werkstoff bestehende Lagerbuchse
mit dem Bund in eine Nut der Lenkritzelwelle greift. Die Lagerbuchse ist so elastisch,
daß sie vor der Montage über die Lenkritzelwelle geschoben werden kann. Die geringen
Längskräfte, die an einer Geradverzahnung des Zahnritzels auftreten, werden auf
diese Weise von demselben Lager aufgenommen, das auch die radial gerichteten Kräfte
aufnimmt und zugleich die Vorteile der elastischen Lagerung hat. In einfacher Weise
halten zwei Hälften eines Ringes den Bund am Gehäuse, wobei diese wieder am Teilschlitz
von den Köpfen eingegossener Bolzen festgehalten sind. Sollen größere axiale Kräfte
aufgenommen werden, dann können Metallstücke in den Bund eingeformt sein.
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Es ist an sich bekannt, z. B. an Kugelgelenken für Spurstangen, elastische
Polyurethanlager durch Metalleinlagen zu verstärken. Hier haben die Metallstücke
aber den Vorteil, daß die Montage der elastischen Lagerbuchse nur unwesentlich erschwert
ist, weil die vom Metall freien Teile des Bundes nachgiebig genug sind, um ein Überstreifen
der Buchse über die Lenkritzelwelle zu ermöglichen, aber die Fähigkeit des Bundes,
in axialer Richtung Kräfte aufzunehmen, dadurch wesentlich vergrößert wird. Weiterhin
kann die Eigenschaft der Buchse, axiale Kräfte-aufzunehmen, dadurch verbessert werden,
daß außer einem Bund, der innen in die Nut der Lenkritzelwelle eingreift und außen
am Gehäuse abgestützt ist, ein weiterer Bund mit einer versteifenden und abdichtenden
Scheibe angebracht ist.
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Die Zahnstangenlenkung läßt sich auch mit den Mitteln der Erfindung
verbessern, wenn das Ende der Lenkritzelwelle in einer topfförmigen Buchse mit
einer
ringförmigen Wulst gelagert ist. Dadurch wird in einfacher Weise die Abdichtung
einer Lagerstelle geschaffen und zugleich ein Teil der axial wirksamen Kraft elastisch
abgestützt. Die elastische Lagerung der Lenkritzelwelle läßt sich in vorteilhafter
Weise dadurch ergänzen, daß das Druckstück, welches die Zahnstange an das Ritzel
drückt, aus elastischem Material, vorzugsweise Polyurethan, besteht. Polyurethan
federt nicht nur - wie es von einem elastischen, gewellten Federblatt an einer Zahnstangenlenkung
bekannt ist -, sondern es dämpft zusätzlich auch Geräusche.
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Kommt es auf geringen Platzbedarf besonders an, kann auch der Bund
mit einem eine Hälfte der Buchse tragenden Schraubring am Gehäuse gehalten werden.
Eine in axialer Richtung besonders günstige Bauweise läßt sich dadurch schaffen,
daß die Buchse in einer breiten Nut der Lenkritzelwelle axial geführt ist. Das ganze
die breite Nut ausfüllende Material der Buchse nimmt so über einen verhältnismäßig
großen Weg und entsprechende Verformung die axiale Kraft auf.
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In den Abbildungen sind verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der
Erfindung dargestellt.
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Abb. 1 zeigt einen Teilquerschnitt durch die Lenkritzelwelle mit der
Lagerbuchse und dem Gehäuse; Abb. 2 die Draufsicht auf die Hälften des Ringes zum
Halten der Lagerbuchse; Abb. 3 und 4 stellen im Längsschnitt und im Querschnitt
eine Ausführung dar, bei der der Bund mit Metallstücken verstärkt ist; Abb. 5, 6,
7 und 8 zeigen weitere Ausführungsbeispiele im Querschnitt.
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Die Lagerbuchse 1, die vorzugsweise aus Polyurethan hergestellt ist,
ist mit dem einteiligen Bund 2 in einer Nut 3 der Lenkritzelwelle 4 geführt und
mit Ringhälften 6 und 7 am Gehäuse 5 abgestützt. Dadurch, daß die Lagerbuchse 1
mit dem Bund 2 aus elastischem Material besteht, läßt er sich vor der Montage über
die Lenkritzelwelle 4 streifen und schnappt mit dem Bund 2 in die Nut 3 der Lenkritzelwelle
ein. Die Lenkritzelwelle 4 wird dann zusammen mit der Lagerbuchse 1 in das Gehäuse
5 eingeführt, in das die Bolzen 8 und 9 eingegossen sind, die mit ihren Köpfen 10
und 11 herausragen. Hinter die Köpfe 10 und 11 werden die Ringhälften 6 und 7 geschoben
und mit Schrauben 12 im Gehäuse 5 gesichert. Die beiden Ringhälften 6 und 7 halten
den Bund 2 in axialer Richtung am Gehäuse 5.
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Sollen größere axiale Kräfte aufgenommen werden, so können Metallstücke
13 in den Bund 14 (Abb. 3 und 4) eingeformt sein. Der Raum, den das elastische Material
zwischen den Metallstücken 13 im Bund 14 einnimmt, ist so groß, daß er eine Ausdehnung
des Bundes 14 bzw. der Buchse in radialer Richtung nur geringfügig erschwert, also
ohne weiteres das Überschieben der Buchse gestattet, bis der Bund in die entsprechende
Nut der Ritzelwelle eingreift. Andererseits verstärken die Metallstücke 13 den Bund
14 gegen axial wirksame Kräfte so und greifen so weit in die Nut 3 der Lenkritzelwelle
4 ein, daß eine axiale Verschiebung nicht möglich ist.
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Nach Abb. 5 ist die Lenkritzelwelle 4 mit einem Bund 15 in der Nut
3 an der Lagerbuchse 17 gehalten. Diese ist gegen axiales Verschieben in dem Gehäuses
mit einem Bund 16 gesichert und mit einem Bund 18, in dessen Inneren eine versteifende
Scheibe 19 angebracht ist. Die Scheibe 19 wird durch einen Sicherungsring 20 gehalten
und verhindert ein Austreten von Schmiermittel aus dem Gehäuse, Der Bund 16 nimmt
die Axialkraft elastischer auf als der Bund 18, da der Sicherungsring 20 - ähnlich
wie die vorher beschriebenen Metallstücke 13 - den Bund 18 steifer gegen ein axiales
Verschieben macht.
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In Abb. 6 ist die Buchse 21 konisch ausgeführt und greift mit dem
Bund 22 in die Nut 3 der Lenkritzelwelle 4. Gegen axiales Verschieben wird sie durch
eine Scheibe 23 und Stehbolzen 24 mit Muttern 25 gehalten. Durch Zwischenlegen von
Scheiben 26 von verschiedener Stärke läßt sich die Vorspannung der Buchse 21 beeinflussen.
Das Ende 27 der Lenkritzelwelle ist in einer topfförmigen Buchse 28 mit einer ringförmigen
Wulst 29 gelagert. Das Druckstück 30. das die Zahnstange 31 an die Lenkritzelwelle
4 drückt, ist ebenfalls aus elastischem Material, vorzugsweise Polyurethan.
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In der Ausführung nach Abb. 7 ist der Bund 32 mit einem eine Hälfte
33 der Buchse 34 tragenden Schraubring 35 am Gehäuse 5 gehalten. Der Schraubring
35 löst so zwei Aufgaben, indem er einerseits den Bund 32 im Gehäuse 5 gegen axiales
Verschieben sichert und zweitens die Hälfte 33 der Buchse 34 trägt, Die Hälfte 33
läuft in eine Dichtlippe 36 aus.
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Abb. 8 zeigt eine ähnliche Ausführung wie Abb. 7. nur daß die Buchse
37 in einer breiten Nut 38 der Lenkritzelwelle 4 geführt wird. Auf diese Weise kann
die Buchse 37 entsprechend dem von der breiten Nut aufgenommenen elastischen Material
in axialer Richtung verschoben werden. Es ist damit einfacher in der Herstellung,
Toleranzen einzuhalten, die eine Abstützung der Welle 4 noch durch eine zweite topfförmige
Buchse 28 sichern. Auch hier ist es vorteilhaft, zur Abstimmung der Federung der
Buchsen ein Druckstück 30 aus Polyurethan zu verwenden.