DE19900694A1 - Zahnstangenlenkung - Google Patents

Description

AUSGANGSSITUATION DER ERFINDUNG 1. Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung (im folgenden als "RPS" bezeichnet) im besonderen mit einer Zahnstange, die mit einem Ritzel in Eingriff steht, das durch die Lenkbewegung gedreht wird, einem Gehäuse, das auf beiden Seiten mit Zahnstangenschutzmanschetten versehen ist und dabei die Zahnstange einschließt, und Montagehülsen, die in der Nähe der Befestigungsstellen für die Zahnstangenschutz­ manschetten zur Befestigung des Gehäuses an einem Montageträger angebracht sind.

2. Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Zahnstangenlenkung RPS 1, wie sie in Fig. 5 und 6 dargestellt ist, besitzt herkömm­ licherweise eine Zahnstange 4, die mit einem Ritzel 3 in Eingriff steht, das durch die Lenkbewegung eines Lenkrades gedreht wird, ein Gehäuse 5, das auf beiden Seiten mit Zahnstangenschutzmanschetten 8, 8' versehen ist und dabei die Zahnstange 4 einschließt, und Montagehülsen 11, die in der Nähe der Befestigungsstellen für die Zahnstangen­ schutzmanschetten am Gehäuse angebracht sind.

Die Befestigung der Zahnstangenlenkung RPS 1 an einer Kraftfahrzeugkarosserie, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist, erfolgt dadurch, daß die am Gehäuse 5 angebrachten Montage­ hülsen 11 durch eine Befestigungsschelle 12' und Verbindungselemente 17 an einem Montageträger 13' befestigt werden.

Die Befestigung der Zahnstangenschutzmanschette 8' am Gehäuse 5, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, erfolgt dadurch daß diese am Gehäuse 5 auf beiden Seiten aufgesetzt wird und dabei das Gehäuse 5 einschließt und diese Befestigungsstellen mit Draht 15 umwickelt und gesichert werden.

Nach dem bisherigen Stand der Technik, wie er in der japanischen Patentoffenlegungs­ schrift Nr. Hei 6-298107 beschrieben und in Fig. 8 dargestellt ist, erfolgt die Befestigung der Zahnstangenschutzmanschette 8' am Gehäuse 5 des weiteren dadurch, daß die Zahn­ stangenschutzmanschette 8' direkt am Gehäuse 5 aufgesetzt und diese Befestigungsstelle mit einer Spannbandschelle 14 gesichert wird.

Das Gehäuse besteht jedoch im allgemeinen aus Metall, und die Zahnstangenschutz­ manschetten sind aus Kunststoff mit einer höheren Härte als Gummi hergestellt, so daß dann, wenn die Befestigungsfläche zwischen Gehäuse und Zahnstangenschutzmanschette nicht glatt ist, Hohlräume entstehen, in die Wasser oder Fremdkörper eindringen können.

Nach dem bisherigen Stand der Technik, wie er in der japanischen Patentoffen­ legungsschrift Nr. Hei 6-298107 beschrieben und in Fig. 8 dargestellt ist, erfolgt die Befestigung der Zahnstangenschutzmanschetten am Gehäuse des weiteren dadurch, daß die aus Kunststoff bestehenden Zahnstangenschutzmanschetten direkt zum Anliegen an dem aus Metall bestehenden Gehäuse gebracht werden, so daß dann, wenn die Befestigungsfläche zwischen Gehäuse und Zahnstangenschutzmanschette nicht glatt ist, Hohlräume entstehen, in die Wasser oder Fremdkörper eindringen können.

Da das Befestigen der Zahnstangenschutzmanschetten am Gehäuse meistens durch einen Draht oder eine Spannbandschelle erfolgt, ist die Gewährleistung der Spannkraft schwierig und können dann, wenn die Spannkraft unzureichend ist, leicht Hohlräume entstehen, in die Wasser und Fremdkörper eindringen können. Dementsprechend werden die Hohlräume an der Befestigungsstelle mit einem Dichtungsmittel, wie beispielsweise einer Vergußmasse, ausgefüllt, wodurch die Zahl der Arbeitsschritte zunimmt und hohe Kosten entstehen.

Des weiteren wird bei der Zahnstangenlenkung RPS 1 dadurch, daß die am Gehäuse befestigten Montagehülsen durch die Befestigungsschelle am Montageträger anzubringen sind, der Abstand zwischen den Montagehülsen zu klein.

Zur Lösung des vorstehend beschriebenen Problems besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Zahnstangenlenkung zur Verfügung zu stellen, die das Eindringen von Wasser und Fremdkörpern in die Zahnstangenschutzmanschetten sicher verhindern und ein Gehäuse an einem Montageträger festhalten kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß bei einer Zahnstangenlenkung mit einer Zahnstange, die mit einem Ritzel in Eingriff steht, das durch die Lenkbewegung gedreht wird, einem Gehäuse, das die Zahnstange einschließt und auf beiden Seiten mit Zahnstangenschutzmanschetten versehen ist, und Montagehülsen, die in der Nähe der Befestigungsstellen für die Zahnstangenschutzmanschetten am Gehäuse angebracht sind und zur Befestigung des Gehäuses an einem Montageträger dienen, die Befestigungsstelle für die Zahnstangenschutzmanschette und die Montagehülse als eine Einheit so ausgeführt sind, so daß eine Gummimuffe entsteht. Dadurch wird ein enger Kontakt zwischen der Zahnstangenschutzmanschette und der Gummimuffe erreicht und so das Eindringen von Wasser und Fremdkörpern sicher verhindert und des weiteren durch den Einsatz der Gummimuffe als Montagehülse der Abstand zwischen den Montagehülsen vergrößert, wodurch eine zuverlässige Befestigung des Gehäuses am Montageträger möglich wird.

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß bei dem ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung das Eindringen von Wasser und Fremdkörnern von der Montagehülsenseite aus zuverlässig verhindert wird, da zwischen der Befestigungsstelle für die Zahnstangenschutzmanschette und der Montagehülse ein Steg vorgesehen ist.

Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß bei den vorstehend genannten Merkmalen die Gummimuffe am Gehäuse leichter in die richtige Position gebracht werden kann, wenn die Gummimuffe in das Gehäuse eingepreßt wird, da die Gummimuffe auf der Montagehülsenseite eine konische Form besitzt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine senkrechte Schnittdarstellung einer Ausführungsform der Zahnstangenlenkung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine senkrechte seitliche Schnittdarstellung einer Befestigungsschelle einer Anwendungsform der vorliegenden Erfindung zur Befestigung der Zahnstangenlenkung an einem Montageträger;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Gummimuffe einer Anwendungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine senkrechte seitlichen Schnittdarstellung der Verbindung zwischen der Zahnstangenschutzmanschette und der Gummimuffe im zusammengebauten Zustand;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer herkömmlichen Zahnstangenlenkung;

Fig. 6 eine senkrechte seitliche Schnittdarstellung einer herkömmlichen Zahnstangenlenkung;

Fig. 7 eine senkrechte seitliche Schnittdarstellung eines Teils der Befestigungsschelle zur Befestigung der herkömmlichen Zahnstangenlenkung an einem Montageträger; und

Fig. 7 eine senkrechte seitliche Schnittdarstellung einer weiteren herkömmlichen Zahnstangenlenkung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN ANWENDUNGSFORMEN

Eine Anwendungsform soll nun unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4 erläutert werden. Gleiche Teile werden mit den gleichen Bezugszahlen wie im Beispiel der herkömmlichen Ausführung bezeichnet.

Eine Zahnstangenlenkung RPS 1 einer Anwendungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, besitzt eine Zahnstange 4, die mit einem Ritzel 3 in Eingriff steht, das durch die Lenkbewegung des Lenkrades gedreht wird, ein Gehäuse 5, das die Zahnstange 4 so einschließt, daß die Zahnstange 4 auf beiden Seiten geschützt wird, eine Gummimuffe 9, die dadurch, daß sie am äußeren Umfang einer Seite 5a des Gehäuses 5 aufgesetzt ist, als Montagehülse dient, Zahnstangenschutzmanschetten 8 zur Befestigung an beiden Seiten 5a, 5b des Gehäuses 5 und eine in der Nähe der Befestigungsstelle für eine Zahnstangenschutzmanschette angebrachte Montagehülse 11.

Die Zahnstangenlenkung RPS 1, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, wird über die Gummimuffe 9 auf einer Seite 5a des Gehäuses 5 und die Montagehülse 11 auf der anderen Seite 5b durch je eine Befestigungsschelle 12 an einem Montageträger angebracht. Die Bezugszahl 17 bezeichnet dabei ein Befestigungselement.

Nach der vorstehend beschriebenen Ausführung wird durch die Lenkbewegung des Lenkrades eine Lenkspindel 2 und dadurch ein direkt mit der Lenkspindel 2 verbundenes Ritzel gedreht, so daß die Zahnstange 4 quer zum Fahrzeug und des weiteren eine Spurstange (die später noch erwähnt wird), die über Kugelgelenke 6 (die später noch erwähnt werden) mit beiden Enden der Zahnstange 4 verbunden sind, hin und herbewegt werden, wodurch ein Gabelgelenkarm (in den Figuren weggelassen) den Einschlagwinkel der Vorderräder so verändert, daß das Fahrzeug eine Kurve fährt.

Das Gehäuse 5 besteht als Einheit aus einer mit der Gummimuffe 9 verbundenen Seite 5a, einer Befestigungsstelle 5c der Montagehülse 11, einem mit der Lenkspindel 2 verbundenen Ritzelabschnitt und der anderen mit der Zahnstangenschutzmanschette 8 verbundenen Seite 5b.

Eine Seite 5a des Gehäuses 5 ist mit einem konischen Abschnitt ausgeführt, der nach außen größer wird und in einen Abschnitt mit größerem Durchmesser übergeht, in dem eine aus Metall bestehende Hülse 18 über eine Zahnstangenendbuchse 19 verbunden ist und in der Hülse 18 eine Zahnstange 4 verschiebbargehalten wird. Mit dem Zahnstangenkopf 4 ist die Spurstange 7 über das Kugelgelenk 6 verschiebbar verbunden.

Der äußere Umfang einer Seite 5a des Gehäuses 5 ist mit der Gummimuffe 9 verbunden, und zwischen der Gummimuffe 9 und der Spurstange 7 befindet sich die Zahnstangenschutzmanschette 8 im gestreckten Zustand.

Die Zahnstangenschutzmanschetten bestehen aus einem Kunststoff mit hoher Härte und reichen von einem Ende 8a über einen Balg 8b bis zum anderen Ende 8c, wobei der Balg 8b so beschaffen ist, daß er sich je nach der Längsbewegung der Zahnstange 4 ausdehnen und zusammenziehen kann.

An einem Ende 8a der Zahnstangenschutzmanschette 8 befindet sich, wie in Fig. 4 dargestellt, ein ringförmiger konkaver Abschnitt mit konkavem Querschnitt, der am äußeren Umfang der Gummimuffe 9 anliegt ist, und ist ein Draht 15 um den nach außen offenen, ringförmigen konkaven Abschnitt gewickelt, und ein Ende 8a der Zahnstangenschutzmanschette 8 ist mit einer Seite 5a des Gehäuses 5 verbunden. Das andere Ende 8c der Zahnstangenschutzmanschette 8 besitzt einen ringförmigen konkaven Abschnitt ähnlich wie das Ende 8a, das mit der Spurstange 7 verbunden ist, und um den konkaven Abschnitt ist eine Spannbandschelle 14 herumgelegt und das andere Ende 8c der Zahnstangenschutzmanschette 8 ist mit der Spurstange 7 verbunden.

Die Gummimuffe 9 besteht, wie in Fig. 3 dargestellt, aus einem zylindrischen Abschnitt 9a, der mit dem Abschnitt auf der Seite 5a des Gehäuses mit dem großen Durchmesser verbunden ist, und einem konischen Abschnitt 9b mit einer ähnlichen Form wie der konische Abschnitt auf der Seite 5a des Gehäuses 5, und an den äußeren Umfangsflächen beider Endseiten des zylindrischen Abschnitts befinden sich ringförmige Vorsprünge 9c und 9d und zwischen den ringförmigen Vorsprüngen 9c und 9d ist ein ringförmig er Steg 9g vorgesehen, der eine Befestigungsstelle 9e für die Zahnstangenschutzmanschette von einer Montagehülse 9f für die Anbringung einer Befestigungsschelle 12 trennt.

Der Steg 9g ist so ausgeführt, daß er das Eindringen von Wasser und Fremdkörpern von der Seite der Befestigungsstelle 9e der Zahnstangenschutzmanschette aus verhindert, des weiteren sind der Steg 9g und der ringförmige Vorsprung 9c auf einer Seite des zylindrischen Abschnitts 9a so ausgeführt, daß sie als Labyrinthdichtung wirken und vor dem Eindringen von Wasser und Fremdkörpern schützen.

Der konische Abschnitt 9b ist so ausgeführt, daß er eng am konischen Abschnitt einer Seite 5a des Gehäuses 5 anliegt, was dazu beiträgt, daß die Gummimuffe 9 während des Einpressens der Gummimuffe 9 in das Gehäuse 5 leicht im Gehäuse 5 in die richtige Position gebracht werden kann, um ein Herausziehen nach dem Einpressen zu vermeiden.

In der Gummimuffe 9 wird die Befestigungsstelle 9e für die Zahnstangenschutzmanschette mit einem konkaven Querschnitt, gebildet durch den ringförmigen Vorsprung 9c auf der einen Seite und den Steg 9g, und die Montagehülse 9f für die Befestigung mit der Befestigungsschelle 12 mit einem konkaven Querschnitt, gebildet durch den Steg 9g und den ringförmigen Vorsprung 9d auf der anderen Seite, ausgeführt.

Wie in Fig. 4 dargestellt, wird der ringförmige konkave Abschnitt an einem Ende 8a der Zahnstangenschutzmanschette 8 in die mit konkavem Querschnitt ausgeführten Befestigungsstelle 9e für die Zahnstangenschutzmanschette eingesetzt und des weiteren mit dem Draht 15 gesichert, so daß die Zahnstangenschutzmanschette 8 durch Vibrationen während der Fahrt niemals abrutschen kann.

Darüber hinaus wird das Gehäuses am Montageträger 13 so befestigt, daß die Befestigungsschelle 12 um die mit konkavem Querschnitt ausgeführten Montagehülse 9f gelegt ist, so daß sich auch das Gehäuse 5 niemals aus der Befestigungsschelle 12 löst.

Des weiteren ist die andere Seite 5b des Gehäuses 5 mit einer Befestigungsstelle für die Zahnstangenschutzmanschette versehen, und auf der Seite 5a des Gehäuses 5 ist mit dem Zahnstangenkopf 4, der so angeordnet ist, daß er am Gehäuse 5 vorsteht, eine Spurstange 7 über ein Kugelgelenk 6 schwenkbar verbunden, und eine Zahnstangenschutzmanschette 8 mit der gleichen Form wie die mit der Seite 5a verbundene Zahnstangenschutzmanschette 8 ist von der Befestigungsstelle der Zahnstangenschutzmanschette mit der Spurstange 7 aufgesetzt. Jede Befestigungsstelle ist mit der Spannbandschelle 14 und dem Draht 15 gesichert.

Wie vorstehend beschrieben, wird nach dem ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung, da die Befestigungsstelle für die Zahnstangenschutzmanschette und die Montagehülse als eine Einheit ausgeführt sind und die Gummimuffe bilden, enges Anliegen zwischen der Zahnstangenschutzmanschette und der Gummimuffe erreicht, wodurch es möglich wird, das Eindringen von Wasser und Fremdkörpern sicher zu verhindern. Des weiteren kann durch die Nutzung der Gummimuffe als Montagehülse auch der Abstand zwischen den Montagehülsen größer gewählt und so eine stabile Befestigung des Gehäuses am Montageträger erreicht werden.

Nach dem zweiten Merkmal der vorliegenden Erfindung kann durch die Schaffung des Stegs zwischen der Befestigungsstelle für die Zahnstangenschutzmanschette und der Montagehülse das Eindringen von Wasser und Fremdkörpern von der Montagehülsenseite aus verhindert und dadurch mehr als zuvor eine wasserdichte Ausführung sichergestellt werden.

Nach dem dritten Merkmal der vorliegenden Erfindung kann dadurch, daß die Form der Gummimuffe auf der Montagehülsenseite konisch gewählt wird, ein Einsetzen der Gummimuffe am Gehäuse in die richtige Position während des Einpressens der Gummimuffe in das Gehäuse auf einfache Weise vorgenommen werden.

Claims (3)

1. Zahnstangenlenkung mit einer Zahnstange, die mit einem Ritzel in Eingriff steht, das durch die Lenkbewegung gedreht wird, einem Gehäuse, das auf beiden Seiten mit Zahnstangenschutzmanschetten versehen ist und so die Zahnstange einschließt, und einer Montagehülse, die in der Nähe der Befestigungsstelle für die Zahnstangenschutzmanschette am Gehäuse angebracht ist und zur Befestigung des Gehäuses an einem Montageträger dient, wobei die Befestigungsstelle für die Zahnstangenschutzmanschette und die Montagehülse als eine Einheit ausgeführt sind, so daß eine Gummimuffe entsteht.

2. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, bei der ein Steg zwischen der Befestigungsstelle für die Zahnstangenschutzmanschette und der Gummimuffe vorgesehen ist.

3. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1 oder 2, bei der eine Montagehülsenseite der Gummimuffe konisch ausgeführt sein kann.