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Zahnstangen-Lenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
betrifft eine Zahnstangen-Lenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend
aus einem mit der Lenkspindel verbundenen, im Lenkgetriebegehäuse gelagerten Antriebsritzel
und damit im Eingriff stehender, im Lenkgetriebegehäuse axial verschiebbarer Zahnstange
und einer Andrückeinrichtung mit Federungsmitteln zur Spielfreihaltung des Lenkgetriebes,
wobei das Antriebsritzel mit seiner Ritzelwelle in einem in Richtung einer zur Teilebene
der Zahnstangenprofile senkrechten. Achse beweglichen Trägerteil gelagert ist.
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In der Zahnstangen-Lenkeinrichtung der obengenannten Art stützt sich
die erforderliche Andrückeinrichtung zur Spielfreihaltung des Zahneingriffes der
Lenkgetriebeglieder am feststehenden Lenkgetriebegehäuse ab und kann damit einer
Einstellbewegung des beweglichen Teiles für die Aufnahme des Ritzels nicht nachfolgen,
so daß unterschiedliche Andrückkräfte auftreten.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, eine
Lenkeinrichtung zu schaffen, die sich durch Spielfreiheit und besondere Leichtgängigkeit
in Verbindung- mit geringer Geräuschbildung auszeichnet, wobei die Andrückkräfte
möglichst konstant sein sollen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß im Trägerteil
gleichzeitig die Andrückeinrichtung angeordnet ist.
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Eine Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß das Trägerteil mit einer zylindrischen Mantelfläche in einer
zylindrischen Aussparung im Lenkgetriebegehäuse um die zur Teilebene der Zahnstangenprofile
senkrechte Achse drehbar gelagert ist.
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Mit einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Zahnstangen-Lenkeinrichtung,
bei der das Antriebsritze] und die Andrückeinrichtung in einem gemeinsamen Trägerteil
angeordnet sind, wird erreicht, daß das Antriebsritzel und die stets gleiche Kraft
aufbringende Andrückeinrichtung sowohl in Richtung auf die Zahnstange beweglich
als auch um die Achse des zylindrischen Trägerteiles drehbar sind. Dadurch weist
sowohl die Ritzellagerung als auch die Andrückeinrichtung nur in einer Ebene eine
Abstützung gegen das Lenkgetriebegehäuse auf, während sie in den übrigen Ebenen
frei beweglich sind bzw. sich ausschließlich nach den Zahnprofilen der Zahnstange
und dem gegenüberliegenden bearbeiteten Teil der Zahnstange ausrichten. Dadurch
können Durchbiegungen der Zahnstange, beispielsweise hervorgerufen durch Stöße,
die von den zu lenkenden Fahrzeugrädern über die Spurstange auf die Zahnstange übertragen
werden, keinen Einfluß auf das Zahnspiel nehmen. Die Spurstange kann somit stets
in einem mehr oder weniger großen Winkel zur Zahnstangenlängsachse stehen.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung kann auch ein Schleifen der
Verzahnungen entfallen und wesentlich an Bearbeitungszeiten eingespart werden: Ein
weiteres Merkmal nach der Erfindung besteht darin, daß die Andrückeinrichtung ein
am Trägerteil verstellbares und feststellbares- Hubbegrenzungsglied für die Begrenzung
des Bewegungsspieles der Zahnstange enthält. Mittels dieser erfindungsgemäßen Ausbildung
wird eine Begrenzung von Ausweichbewegungen der Zahnstange bewirkt. Es läßt sich
damit eine äußerst feinfühlige Einstellung des Hubbegrenzungsteiles erreichen, da
innerhalb des durch die Hubbegrenzung eingestellten Spieles die von der Verstellung
der Hubbegrenzung unabhängig einstellbare Andrückeinrichtung für ein Anliegen der
Verzahnung von Ritzel und Zahnstange Sorge trägt.
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Ferner wird mit der erfindungsgemäßen Ausbildung von Zahnstangenlenkungen
in bezug auf die Drehbarkeit des Trägerteiles ein Ausgleich von Winkelfehlern der
Achse von Ritzel und Zahnstange bzw. von Verzahnungsungenauigkeiten erreicht.
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Auch liegt ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung
in der besonderen Leichtgängigkeit des Lenkgetriebes. Diese Leichtgängigkeit resultiert
aus dem geringen erforderlichen Federdruck der Andrückeinrichtung, deren Federdruck
deshalb
so gering bemessen werden kann, weil mit der Hubbegrenzung
nur ein sehr kleines Spiel eingestellt werden muß. Hinzu kommt noch, daß bei in
der Mitte zwischen den Lagern für die Zahnstange oder annähernd in der Mitte angeordnetem
Ritzel die Zahnstange nicht wie üblich an drei Punkten, nämlich den beiden äußeren
Lagerstellen und dem Ritzel, geführt wird, sondern nur in ihren beiden außenliegenden
Lagerbüchsen, und -das Ritzel zusammen mit dem Trägerteil und der Andrüekeinrichtung
der Zahnstange nachfolgen kann. Hierdurch sind Klemmerscheinungen und damit zusätzliche
Reibung vermieden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine Lenkeinrichtung in einem längs der Zahnstange geführten Schnitt,
F i g. 2 den Querschnitt durch die Lenkeinrichtung nach der Linie II-11 der F i
g. 1, F i g. 3 den Längsschnitt nach der Linie III-III durch die Lenkeinrichtung
nach der F i g. 2 und F i g. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Lenkeinrichtung
in einem durch die Lenkspindel und das Antriebsritzel geführten Längsschnitt.
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Eine im Lenkgetriebegehäuse gelagerte Ritzelwelle 3 ist mit einer
das Lenkhandrad tragenden Lenkspindel fest verbunden. Die Ritzelwelle dient zur
drehfesten Aufnahme des Antriebsritzels 4 des Lenkgetriebes, wobei die Verzahnung
5 des Ritzels 4 mit den Zahnprofilen 8 einer Zahnstange 9 im Eingriff
steht. Die Zahnstange 9 ist hier beispielsweise an ihren beiden Enden
14 und 15 unter Vermittlung von Lagerbüchsen 16 bzw. 17 im Lenkgetriebegehäuse
10 axial verschieblich gelagert. Das Gehäuse ist durch einen Deckel 11 abgeschlossen
und mittels eines Befestigungsflansches 12 mit dem nicht dargestellten Fahrzeugrahmen
fest verbunden. Innerhalb des Lenkgetriebegehäuses 10 ist ein Trägerteil
20 angeordnet, welches zur Aufnahme der Ritzelwelle 3 mit ihrem Antriebsritzel
4 unter Vermittlung von Lagern 25 und 26 dient. Das Trägerteil 20 weist im
wesentlichen zylindrische Form auf und ist mit seiner Mantelfläche 22 in
einer entsprechenden zylindrischen Bohrung 21 im Lenkgetriebegehäuse
10 um eine Achse F-F drehbar und in Richtung dieser Achse axial verschiebbar
geführt. Die Achse F-F des Trägerteiles 20 steht dabei senkrecht zur Teilebene
E -E
der Zahnstangenprofile 8 und schneidet diese im Punkt C.
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Auf der dem Antriebsritzel 4 gegenüberliegenden Seite der Zahnstange
9 ist mit dem Trägerteil 20 eine Andruckeinrichtung vereinigt, welche aus einer
Gewindehülse 42 besteht, die in ein entsprechendes Gegengewinde im Trägerteil
20 einschraubbar und befestigbar ist. In .ein Gewinde der Gewindehülse 42
ist eine Stellschraube 44 einschraubbar vorgesehen, die durch eine Kontermutter
45 in vorbestimmten Stellungen in Richtung der Achse F-F feststellbar ist. Diese
Stellschraube 44 wirkt über Tellerfedern 47
und ein Druckstück
48 auf die Zahnstange 9 ein und drückt diese, wie bereits beschrieben,
gegen das Antriebsritzel 4 und hält somit die Verzahnung 5 bzw. 8 der beiden Lenkgetriebeglieder
4 bzw. 9 in spielfreiem Eingriff. Die Andrückeinrichtüng wird nach
außen durch eine Kappe 49 abgeschlossen, die am Lenkgetriebegehäuse
10 befestigt ist.
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Mittels des die Ritzelwelle 3 mit dem Antriebsritzel aufnehmenden
und um die Achse F-F drehbaren sowie in Richtung der Achse F-F verschiebbaren Trägerteiles
20 kann ein einwandfreies Einstellen der Verzahnung 5 bzw. 8 der Lenkgetriebeteile
4 bzw. 9 in der Teilebene E-E zueinander und ferner eine Einstellung der Verzahnungen
5 bzw. 8
der beiden Getriebeglieder 4 bzw. 9 in Richtung Tier Achse F-F durch
Verstellen des Trägerteiles 20 in Richtung der Achse F-F gegeneinander erfolgen.
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Besonders vorteilhaft ist hierbei, daß die Zahnstange 9 zwischen dem
Antriebsritzel 4 und der Andrückeinrichtung 44, 48 eingespannt und daß die Andrückeinrichtung
im verstellbaren Trägerteil 20 untergebracht ist. Diese Führung der Ritzelwelle
3 und des Antriebsritzels 4 verhindert mit Sicherheit ein Verstellen des Ritzels
in Richtung der Zahnstangenlängsachse, so daß daraus resultierendes Spiel ausgeschaltet
ist.
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In dem weiteren Ausführungsbeispiel (F i g. 4) ist in der gleichen
Weise wie bei der Lenkeinrichtung nach den F i g. 1 bis 3 innerhalb des Lenkgetriebegehäuses
10 ein Trägerteil 20 angeordnet, in dem einander gegenüberliegende
koaxiale Drehzapfen 51
bzw. 52 gebildet sind, die in entsprechende Aussparungen
54 bzw. 55 im Deckel 11 bzw. im Gehäuse 10 eingreifen. Die gemeinsame Achse F-F
der beiden Zapfen steht senkrecht zur Teilebene E-E der Zahnstangenprofile B. Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Ritzelwelle 3 mit dem Antriebsritzel
4
unter Vermittlung von Lagern 25 bzw. 26 im Trägerteil 20 gelagert
und 'kann in der Ebene E-E eine Drehbewegung um die Achse F-F ausführen. Ebenso
ist eine Bewegung des Trägerteiles 20 in Richtung der
Achse F-F möglich.