DE10118642A1 - Zahnstangenlenkung - Google Patents

Abstract

Für eine Zahnstangenlenkung mit in einem Gehäuse längsverschieblich geführter Zahnstange wird eine Ausgestaltung vorgeschlagen, die eine besonders verlustarme Übertragung der Lenkkräfte ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung gemäß dem Ober­ begriff des Anspruches 1.

Zahnstangenlenkungen dieses Grundaufbaues sind aus der Praxis in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt, so auch als hilfs­ kraftunterstützte Lenkungen, sogenannte Servolenkungen, bei denen die Hilfskraft hydraulisch oder elektrisch aufgebracht wird.

Bei derartigen Lenkungen kommt es insbesondere dann auf einen möglichst hohen Wirkungsgrad, und in Verbindung damit auf eine möglichst reibungsarme Führung der Zahnstange an, wenn ohne Servounterstützung gearbeitet wird oder bezüglich der verfüg­ baren Servoleistungen besondere Einschränkungen bestehen. Dies gilt beispielsweise bei elektrischen Servolenkungen, bei denen die Hilfskraft direkt von einem Elektromotor im Bereich des Lenksäulenstranges, des Ritzels oder der Zahnstange einge­ speist wird, wobei aufgrund der Raumverhältnisse meist schon in Bezug auf die Größe des Elektromotores Beschränkungen be­ stehen. Zusätzlich sind auch die Bordnetze insbesondere bei Personenkraftwagen häufig an der Grenze ihrer Leistungsfähig­ keit, nicht zuletzt durch die Vielzahl der verwendeten elektri­ schen Stelltriebe, so dass der für an sich erwünschte, hohe Servokräfte anfallende Spitzenbedarf bei elektrischen Servo­ lenkungen nur sehr beschränkt abgedeckt werden kann. Daraus ergeben sich Nachteile bezüglich des Lenkkomforts und bezüg­ lich anderweitiger, so beispielsweise hydraulischer Servolenk­ systeme.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Zahnstangenlenkungen der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten, das sie möglichst geringe Betätigungskräfte erfordern und damit sowohl für den servounterstützten Einsatz wie auch für den nicht ser­ vounterstützten Einsatz gute Voraussetzungen aufweisen.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Zahnstangenlenkung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruches 1 er­ reicht, denen zufolge die Zahnstange in zumindest einer Lager­ stelle durch eine lineare Wälzlagerung geführt wird, die sich ungeachtet der dadurch erreichbaren geringen Reibverluste durch eine platzsparende Bauweise auszeichnet, so dass auch für den servounterstützten Betrieb und dadurch bedingte beson­ dere Raumanforderungen günstige Voraussetzungen gegeben sind.

Im Rahmen der Erfindung erweist es sich als zweckmäßig, eine entsprechende Wälzlagerung endseitig und auch im zum Ritzel in Überdeckung liegenden Verzahnungsbereich der Zahnstange vorzu­ sehen, womit Sich eine Minimierung der Reibverluste erreichen lässt.

In Ausgestaltung der linearen Wälzlagerung erweist es sich als zweckmäßig, einer Lagerstelle zumindest zwei Kugelumlaufbahnen zuzuordnen, wobei eine solche Ausgestaltung mit zwei in sich geschlossenen Kugelumlaufbahnen insbesondere im Verzahnungsbe­ reich der Zahnstange zweckmäßig ist, wogegen eine Ausbildung mit drei oder auch mehr Kugelumlaufbahnen im Bereich endseitig zur Zahnstange liegender Lagerstellen von Vorteil ist.

Die Kugelumlaufbahnen sind zweckmäßigerweise jeweils durch in Längsrichtung der Zahnstange verlaufende und über Umlenkbögen verbundene Kugelführungsbahnen gebildet, wobei es sich für den Aufbau einer solchen Lagerstelle als zweckmäßig erweist, diese Kugelführungsbahnen längs des Innen- und Außenumfanges einer zwischen Zahnstange und Gehäuse liegenden Lagerbuchse vorzuse­ hen. Eine solche Lagerbuchse kann auch im vom Ritzel beauf­ schlagten Verzahnungsbereich der Zahnstange vorgesehen sein, wenn die Buchse in diesem Bereich mit einem entsprechenden, insbesondere elliptischen Fensterausschnitt versehen ist.

Zweckmäßigerweise sind von den innen- und außenseitig zur La­ gerbuchse liegenden Kugelführungsbahnen die inneren, d. h. die der Zahnstange zugewandten durch einander gegenüberliegende, in der Lagerbuchse und in der Zahnstange verlaufende Kugelfüh­ rungsrinnen gebildet, so dass sich gegenüber der Buchse eine Führung in Längs- und in Umfangsrichtung ergibt und bei dreh­ sicherer Fixierung der Buchse gegenüber dem Gehäuse eine ent­ sprechende Ausrichtung der Zahnstange zum Gehäuse gewährleis­ tet ist. Für die äußeren Kugelführungsbahnen erweist es sich als zweckmäßig, eine in den Außenumfang der Lagerbuchse lie­ gende Kugelführungsrinne vorzusehen, deren Tiefe größer ist als der Kugeldurchmesser, so dass bei rollender Abstützung zwischen Lagerbuchse und Zahnstange ein freier Rücklauf der Kugeln gewährleistet ist. Die erforderliche Drehsicherung der Buchse gegenüber dem Gehäuse kann mit üblichen Mitteln, bei­ spielsweise durch entsprechenden Formschluss erreicht werden, wobei es insbesondere zweckmäßig ist, die Buchse bezüglich ih­ res Außenumfangs über ihrer Längserstreckung ballig auszuges­ talten und die Drehsicherung im längsmittleren, tragenden Be­ reich vorzusehen, so dass die Buchse Biegeverformungen der Zahnstange folgen kann und über die Länge der inneren Kugel­ führungsbahnen eine im wesentlichen gleiche Belastung gewähr­ leistet werden kann.

Endseitig sind die innen- und die außenseitigen Kugelführungs­ bahnen der Kugelumlaufbahnen über Umlenkungen in Form von Bahnbögen verbunden, wobei die Bahnbögen zweckmäßigerweise axiale Endstücke der jeweiligen Lagerbuchse bilden, die bevor­ zugt als Ringe mit einem Innen- und einem Außenschenkel ausge­ bildet sind, wobei zur Verbindung dieser Endstücke mit der La­ gerbuchse die Lagerbuchse zweckmäßigerweise mit Axialbunden versehen ist, die vom Außenschenkel des jeweiligen, ringförmi­ gen Endstückes übergriffen sind. Die Verbindung der Endstücke mit der Buchse kann über verrastende Steckverbindungen oder dergleichen erfolgen.

Innen- und Außenschenkel der zweckmäßigerweise als Blechringe ausgebildeten Endstücke sind bevorzugt am von der Lagerbuchse abliegenden Ende verbunden, so dass die Endstücke eine ge­ schlossene Einheit bilden, deren jeweilige Innenschenkel im Übergang von der inneren zur äußeren Kugelführungsbahn als Tragbahn für die Kugeln dienen.

Die Tragbahn schließt über dem Innenschenkel zugeordnete Auf­ laufschrägen an die inneren Kugelführungsrinnen an, wobei die Auflaufschrägen bevorzugt durch gegen die Zahnstange ausge­ stellte Laschen des jeweiligen Innenschenkels gebildet sind, die in die zahnstangenseitigen Kugelführungsrinnen eingreifen, so dass die Kugeln auf den Tragbahnen den äußeren Kugelfüh­ rungsbahnen zugeführt werden, wobei im Übergang der Außenring mit einem dem Bahnbogen folgenden Führungsausschnitt versehen ist, dessen Kanten für die Kugeln in Höhe deren Äquators eine Führung bilden.

Während für die endseitigen Lagerstellen drei oder mehr, ins­ besondere aber drei Kugelumlaufbahnen bei gleichmäßiger Ver­ teilung über den Umfang der jeweiligen Buchse zweckmäßig sind, ist für die im Bereich der Verzahnung liegende Lagerstelle ei­ ne Ausgestaltung zweckmäßig, bei der mit zwei Kugelumlaufbah­ nen gearbeitet wird, die bevorzugt mit ihren inneren Kugelfüh­ rungsbahnen in der Quermittelebene der Zahnstangen liegen, wo­ bei die endseitigen, der Umlenkung dienenden Bahnbögen im we­ sentlichen quer zur Längsmittelebene verlaufen, derart, dass die äußeren Kugelführungsbahnen gegenüberliegend zum Verzah­ nungsbereich im Außenumfang der Buchse durch entsprechende Ku­ gelführungsrinnen gebildet sind.

In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Führung und Lagerung der Zahnstange über lineare Wälzlagerungen erweist es sich als zweckmäßig, das Ritzel beiderseits der Zahnstange über Wälzlager zu lagern, deren eines, antriebsseitiges als Festlager ausgebildet ist und deren gegenüberliegendes endseitiges in Richtung auf die Zahnstange verstellbar im Gehäuse geführt ist.

Diese gegenüber dem Gehäuse verstellbare Lagerführung ist zweckmäßigerweise so gestaltet, dass eine quer zur Längsrich­ tung der Zahnstange liegende und in Richtung der Ritzelachse sich erstreckende Führungsebene gehäuseseitig vorgesehen wird, längs derer das Lager in Richtung auf die Zahnstange ver­ schiebbar ist, so dass für das Lager keine passende Lagerboh­ rung mit beidseitiger Lagerführung vorgesehen werden muß. Die Anlage an der Führungsebene bei gleichzeitiger Beaufschlagung in Richtung auf die Zahnstange zur Aufrechterhaltung eines spielfreien, kämmenden Eingriffes zwischen der bevorzugt schrägverzahnten Zahnstange und dem entsprechend schrägver­ zahnten Ritzel wird zweckmäßigerweise durch eine Federbeauf­ schlagung sichergestellt, bei der die Feder über ein im Gehäu­ se geführtes Druckstück auf den Außenumfang des Lagers wirkt, bei Abstützung der Feder in Gegenrichtung zum Lager gegen das Gehäuse. Zweckmäßigerweise ist die Führung für das Druckstück derart gelegt, dass die Federkraft etwa in Richtung der Win­ kelhalbierenden zwischen der Führungsbahn und der Verzahnungs­ ebene der Zahnstange verläuft.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Zahnstangenlenkung führt zu einer besonders reibungsarmen Gesamtkonstruktion bei raumsparendem Aufbau, so dass insbesondere auch elektrisch be­ triebene Servostellelemente, insbesondere Elektromotoren bei begrenztem Leistungsangebot des Bordnetzes noch eingesetzt werden können, und diese Servomotoren auch in ihrem Bauvolumen klein gehalten werden können. Dadurch ist es im Rahmen der Er­ findung möglich, den Servoantrieb bei koaxial zur Antriebs­ schnecke liegendem Motor benachbart zum Zahnstangengehäuse und zum Festlager des Ritzels im Gehäuse vorzusehen, wobei zweck­ mäßigerweise auf der Ritzelwelle im Übergangsbereich zwischen Festlager und Zahnstange ein entsprechendes Schneckenrad angeordnet ist, das mit der zum Motor koaxialen Antriebsschnecke kämmt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend an­ hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei­ spieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teildarstellung einer Zahnstangenlenkung, schema­ tisiert und in einem Schnitt gemäß Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung, vereinfacht, gemäß Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere, vereinfachte Schnittdarstellung gemäß Li­ nie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine Teilschnittdarstellung gemäß Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Ausschnittsvergrößerung einer Lagerstelle für die Zahnstange, schematisiert, entsprechend in dem Aus­ schnitt V-V in Fig. 1,

Fig. 6 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch die Lager­ stelle gemäß Fig. 5 entsprechend der Schnittführung VI- VI,

Fig. 7 in einer teilweisen Schnittdarstellung schematisiert den Verlauf einer Kugelumlaufbahn im Bereich des innere und äußere Kugelführungsbahnen verbindenden Bahnbogens, und

Fig. 8 eine weitgehend der Fig. 5 entsprechende Darstellung bei balliger Ausführung der äußeren Umfangsfläche der einer Lagerstelle zugeordneten Lagerbuchse.

In den Figuren ist ein Ausschnitt aus einer Zahnstangenlenkung gezeigt, wobei das die Zahnstange 1 aufnehmende Gehäuse mit 2 bezeichnet und ebenso wie die Zahnstange 1 über die Länge nur teilweise dargestellt ist, bei insgesamt stark schematisierter Darstellung. Die Zahnstange 1 weist einen Verzahnungsbereich 3 auf, der in Überdeckung zu einem Ritzel 4 liegt, welches mit der der Zahnstange 1 im Verzahnungsbereich 3 zugeordneten Schrägverzahnung kämmt und seinerseits über eine Ritzelwelle 5 im Gehäuse 2 über Lager 6 und 7 geführt ist. Die Ritzelwelle 5 setzt sich in der nur andeutungsweise dargestellten Lenkspin­ del 8 fort, die insbesondere gelenkig oder unter Zwischen­ schaltung eines Getriebes oder Umlenkgetriebes in der Verbin­ dung zum Lenkrad liegt. Angedeutet ist desweiteren, siehe ins­ besondere Fig. 3, eine servomotorische Unterstützung für die Ausführung von Lenkbewegungen, wobei die Hilfskraft über einen Elektromotor 9 aufgebracht wird, der in nicht näher darge­ stellter Weise angesteuert ist und der über eine Schnecke 10 mit einem Schneckenrad 11 in Eingriff steht, das drehfest und koaxial zur Ritzelwelle 5 festgelegt ist und zwischen Ritzel 4 und lenkspindelseitigem Lager 7 liegt, so dass sich eine kom­ pakte Zuordnung des Motores 9 zum Gehäuse 2 ergibt.

Im Gehäuse 2 ist die Zahnstange 1 längsverschieblich gelagert, wobei im Ausführungsbeispiel zwei Lagerstellen 12 und 13 ver­ anschaulicht sind, von denen die Lagerstelle 12 im Endbereich des Gehäuses 2 und die Lagerstelle 13 in Überdeckung zum Ver­ zahnungsbereich 3 der Zahnstange 1 liegt.

In den Lagerstellen 12, 13 ist die Zahnstange 1 gegenüber dem Gehäuse 2 über reibungsarme, lineare Wälzlagerungen geführt, wie sie in vergrößerter, schematisierter Darstellung insbeson­ dere der Fig. 5 bis 8 zu entnehmen sind. Die jeweilige Lager­ stelle 12 bzw. 13 ist gebildet durch eine Lagerbuchse 14 bzw. 15, der, bei Verwendung von Kugeln 16 als Wälzkörpern, Kugel­ umlaufbahnen zugeordnet sind, in denen die Kugeln 16, bei Längsverschiebung der Zahnstange 1, gegenüber der Zahnstange 1 und der jeweiligen Lagerbuchse 14 bzw. 15 abrollen.

Der zwischen der Zahnstange 1 und der jeweiligen Lagerbuchse 14 und 15 liegende Teil der Kugelumlaufbahnen ist jeweils durch Kugelführungsbahnen 17 bezogen auf die Lagerstelle 12, bzw. 18 bezogen auf die Lagerstelle 13, gebildet, die in Längsrichtung der Zahnstange 1 verlaufen und die über Bahnbö­ gen 19, wie dies in Fig. 5 bis 7 lediglich für eine Lagerstel­ le 12 veranschaulicht ist, in äußere Kugelführungsbahnen 20 bezogen auf die Lagerstelle 12, bzw. 21 bezogen auf die Lager­ stelle 13, übergehen, welche bezogen auf den Umfang der Lager­ buchse 14 bzw. 15 winkelversetzt zu den inneren Kugelführungs­ bahnen 17 bzw. 18 liegen und zusammen mit der jeweiligen inne­ ren Kugelführungsbahn 17 bzw. 18 und den jeweiligen Bahnbögen, von denen nur Bahnbögen 19 dargestellt sind, eine geschlossene Kugelumlaufbahn bilden.

Insbesondere Fig. 1 in Verbindung mit den Fig. 5 bis 8 veran­ schaulicht, dass, bezogen auf die Lagerstelle 12, die innere Kugelführungsbahn 17 durch einander gegenüberliegende, in ra­ dialer Überdeckung zueinander liegende Kugelführungsrinnen 22 und 23 gebildet ist, von denen die Kugelführungsrinne 22 der Zahnstange 1 und die Kugelführungsrinne 23 der Lagerbuchse 14 in deren Innenumfang zugeordnet ist. Die Tiefe der Kugelfüh­ rungsrinnen 22 und 23 ist so bemessen, das die Zahnstange 1 über die Kugeln 16 gegen die Buchse 14 abgestützt ist. Bezogen auf die äußere Kugelführungsbahn 20 ist die Tiefe der zugeord­ neten Kugelführungsrinne 24 (Fig. 6) so bemessen, dass die je­ weiligen, in dieser laufenden Kugeln 16 radialen Freigang zum umschließenden Gehäuse 2 aufweisen, wobei die Buchse 14 axial und in Umfangsrichtung gegenüber dem Gehäuse 2 festgelegt ist.

Fig. 8 zeigt diesbezüglich eine Ausgestaltung, bei der die Buchse 14 über ihre Längserstreckung ballig ausgeführt ist, so dass eine Anpassung an evtl. auftretende Durchbiegungen der Zahnstange 1 möglich und eine verkantende Abstützung in der jeweiligen Lagerstelle 12 vermieden ist, wobei die Fixierung in Längs- und Umfangsrichtung gegenüber dem Gehäuse 2 über ei­ ne, bevorzugt eingepresste Sperrkugel 25 vorgenommen wird.

Die Bahnbögen 19 sind bezüglich ihres prinzipiellen Aufbaus in den Fig. 5, 7 und 8 veranschaulicht und bestehen als zu den Buchsen 14 angesetzte, ringförmige Endstücke 31 im Ausfüh­ rungsbeispiel aus einem Innenschenkel 26 und einem Außenschen­ kel 27, die an ihrem zur Lagerbuchse 14 abgelegenen Ende ver­ bunden sind und bevorzugt als Blechteile ausgebildet sind. Im Rahmen der Erfindung sind die Innenschenkel 26 und die Außen­ schenkel 27 für die einzelnen Bahnbögen 19 bevorzugt jeweils zu einem Ringkörper verbunden, so dass die erforderliche An­ zahl von Bahnbögen 19 jeweils einem Endstück einer Lagerbuchse 14 zugeordnet sind, das als Ringkörper gegenüber der Lager­ buchse 14 zu fixieren ist. Hierbei bildet der Innenschenkel 26 bevorzugt eine Tragbahn 28 für die Kugeln 16 im Übergang zwi­ schen innerer Kugelführungsbahn 17 und äußerer Kugelführungs­ bahn 20, die auf einem Durchmesser liegt, der zur inneren Be­ grenzung der Kugelführungsrinne 24 korrespondiert. Der Über­ gang von der Tragbahn 28 auf die Kugelführungsbahn 17 zwischen Buchse 14 und Zahnstange 1 wird über Laschen 29 ermöglicht, die als Auf- bzw. Ablaufschrägen vom ringförmigen Innenschen­ kel 26 ausgestellt jeweils in die innere Kugelführungsbahn 17 radial eingreifen, wobei die Laschen 29 bis nahezu auf den Grund der zahnstangenseitigen Kugelführungsrinne 22 reichen.

Die äußeren, ringförmigen Schenkel 27 bilden beim Ablauf der Kugeln 16 auf der Tragbahn 28 für die Kugeln 16 Führungskanä­ le, wozu die Außenschenkel 27 mit entsprechend dem Führungs­ verlauf der Kugeln 16 verlaufenden Führungsausschnitten 30 versehen sind, deren Kanten die Kugeln 16 in Höhe des Kugel­ äquators führen.

Die Befestigung der die Bahnbögen 19 enthaltenden Endstücke 31 gegenüber der Lagerbuchse 14 erfolgt im Ausführungsbeispiel über die Außenschenkel 27, die in Richtung auf die Lagerbuchse 14 endseitig einen Flanschbereich aufweisen, mit dem sie einen radial nach innen abgesetzten Axialbund 32 der Lagerbuchsen 14 übergreifen, wobei die Verbindung zwischen den Lagerbuchsen 14 und den Endstücken 31 bevorzugt als Steck- oder Rastverbindung ausgestaltet ist. Im Ausführungsbeispiel sind die Endstücke 31 auf die Axialbunde 32 aufgeknöpft. In entsprechender Weise sind die Endstücke auch bezüglich der Lagerstelle 13 ausgebil­ det, was nicht dargestellt ist.

Für die Lagerstelle 12 veranschaulichen Fig. 5 und 6 eine Ab­ stützung der Zahnstange 1 gegenüber der Lagerbuchse 14 über drei Kugelumlaufbahnen, wobei, wie Fig. 6 zeigt, die Anordnung bevorzugt derart ist, dass sowohl die inneren wie auch die äu­ ßeren Kugelführungsbahnen 17 bzw. 18 der Umlaufbahnen um 120° zueinander versetzt sind, bei Anordnung der inneren und der äußeren Kugelführungsbahnen 17 bzw. 18 auf Lücke.

Fig. 1 und 2 zeigen für die Lagerstelle 13 im Verzahnungsbe­ reich 3 der Zahnstange 1, dass die Lagerbuchse 15 in der Über­ deckung zum Verzahnungsbereich 3 einen Ausschnitt 33 aufweist, in dem das Ritzel 4 liegt.

Zur Führung der Zahnstange 1 im Bereich dieser Lagerstelle 13 sind zwei Kugelumlaufbahnen vorgesehen, die auf Mitte der Zahnstange 1 einander gegenüberliegend innere Kugelführungs­ bahnen 18 aufweisen, denen nach der vom Ritzel 4 abgelegenen Seite hin äußere Kugelführungsbahnen 21 zugeordnet sind.

Die Lagerung des Ritzels 4 über Ritzelwelle 5 erfolgt, wie insbesondere Fig. 3 zeigt, in Wälzlagern 6 und 7, von denen das lenkspindelseitige Wälzlager 7 ein Festlager bildet. Dem­ gegenüber ist, insbesondere zur Einstellung und zum Ausgleich des Verzahnungsspieles, das Lager 6 in Richtung auf die Zahnstange 1 verstellbar, wobei für das Lager im Gehäuse 2 ei­ ne Ausnehmung 34 vorgesehen ist, die, wie Fig. 4 zeigt, bei Übermaß gegenüber dem Außendurchmesser des Lagers 6 eine quer zur Längsrichtung der Zahnstange 1 liegende und in Richtung der Drehachse des Ritzels 4 sich erstreckende Führungsebene 35 aufweist, längs derer das Lager 6 in Richtung auf die Zahnstange 1 verschiebbar ist. Das Lager 6 ist hierfür in Richtung auf die Führungsebene 35 und die Zahnstange 1 federnd belastet, wobei die Belastungsrichtung bevorzugt etwa in Rich­ tung der Winkelhalbierenden 36 verläuft, die dem von der Füh­ rungsebene 35 und der Verzahnungsebene begrenzten Winkel zuge­ ordnet ist.

Beaufschlagt ist das Lager 6 über eine Drucktassse 37, die in einem auf die Ausnehmung 34 ausmündenden, gehäuseseitigen Füh­ rungshals 38 läuft und in der eine Feder 39 angeordnet ist, die sich gegen einen Abschlussdeckel 40 des Führungshalses 38 abstützt. Wie Fig. 3 und 4 zeigen, liegt der Führungshals 38 benachbart zum Gehäuse 2 im Bereich des als Hilfsantrieb vor­ gesehene Elektromotores 9, womit sich im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit bietet, den Führungshals 38 und den Elektromo­ tor 9, quer zur Längserstreckung der Zahnstange 1 gesehen, im wesentlichen in Flucht zueinander zu positionieren, so dass sich eine sehr kompakte Bauweise realisieren lässt.

Die Achsabstandsänderung zwischen Schneckenrad 11 und der Schnecke 10 durch die radialen Wege der Ritzelwelle 5 im Be­ reich des Lagers 6 sind klein, da sich das Schneckenrad 11 na­ he dem radial unbeweglichen Lager 7 befindet. Schwenkt man den Motor 9 so um das Scheckenrad 11, dass die Achse der Schnecke 10 in einer Ebene parallel zur Fläche 35 liegt, dann führt der Spielausgleich zwischen den Verzahnungen 4 und 3 zu keiner Veränderung des Achsabstandes zwischen Schneckenrad 11 und der Schnecke 10.

Claims (26)

1. Zahnstangenlenkung mit in einem Gehäuse längsverschieblich geführter Zahnstange, die in einem Verzahnungsbereich mit ei­ nem um eine quer zu ihrer Längserstreckung verlaufenden Achse drehbaren Ritzel kämmt und über dieses antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (1) in mindestens einer durch eine lineare Wälzlagerung gebildeten Lagerstelle (12; 13) geführt ist.

2. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerstelle (12) längsversetzt zum Verzahnungsbe­ reich (3) der Zahnstange (1) vorgesehen ist.

3. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerstelle (13) im Verzahnungsbereich (3) der Zahnstange (1) vorgesehen ist.

4. Zahnstangenlenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lineare Wälzlagerung einer Lagerstelle (13) zumindest zwei Kugelumlaufbahnen aufweist.

5. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lineare Wälzlagerung einer Lagerstelle (12) drei Ku­ gelumlaufbahnen aufweist.

6. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lineare Wälzlagerung einer Lagerstelle mehr als drei Kugelumlaufbahnen aufweist.

7. Zahnstangenlenkung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelumlaufbahnen jeweils in Längsrichtung der Zahnstange (1) verlaufende und über Umlenkbögen (19) verbunde­ ne Kugelführungsbahnen (17, 20; 18, 21) aufweisen.

8. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in Längsrichtung der Zahnstange (1) verlaufenden Ku­ gelführungsbahnen (17, 20; 18, 21) dem Innen- und dem Außenum­ fang einer zwischen Zahnstange (1) und Gehäuse (2) liegenden Lagerbuchse (14; 15) zugeordnet sind.

9. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Kugelführungsbahnen (17; 18) durch einander gegenüberliegende, in der Lagerbuchse (14; 15) und in der Zahnstange (1) verlaufende Kugelführungsrinnen (22, 23) gebil­ det sind.

10. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Kugelführungsbahn (20; 21) eine dem Außenum­ fang der Lagerbuchse (14; 15) zugeordnete Kugelführungsrinne (24) umfasst.

11. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Außenumfang der Lagerbuchse (14; 15) zugeordnete Kugelführungsrinne (24) eine Tiefe aufweist, die größer ist als der Kugeldurchmesser.

12. Zahnstangenlenkung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren und die äußeren Kugelführungsbahnen (17; 18 und 20; 21) durch Umlenkbögen in Form von Bahnbögen (19) ver­ bunden sind.

13. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnbögen (19) an axialen Endstücken (31) der Lager­ buchse (14) zugeordnet sind.

14. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Endstücke als Ringe mit einem Innen- und einem Außen­ schenkel (26; 27) ausgebildet sind, deren Außenschenkel (27) einen Axialbund (32) der Lagerbuchse (14) übergreift und gegen diesen befestigt ist.

15. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschenkel (26) und die Außenschenkel (27) der Endstücke (31) am vom der Lagerbuchse (14) abgelegenen Ende verbunden sind.

16. Zahnstangenlenkung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschenkel (26) im Übergang von der inneren zur äußeren Kugelführungsbahn (17; 20) eine Tragbahn (28) für die Kugeln (16) bilden.

17. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen Innenschenkel (26) über Auf- bzw. Ab­ laufschrägen an die inneren Kugelführungsrinnen (22; 23) an­ schließen.

18. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Auf- bzw. Ablaufschrägen durch gegen den Zahnstange (1) ausgestellte Laschen (29) der Innenschenkel (26) gebildet sind.

19. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgestellten Laschen (29) der Innenschenkel (26) in die zahnstangenseitigen Kugelführungsrinnen (22) eingreifen.

20. Zahnstangenlenkung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschenkel (27) die Bahnbögen (19) bestimmende Führungsausschnitte (30) aufweisen, deren Kanten die Kugeln (16) in Höhe des Kugeläquators führen.

21. Zahnstangenlenkung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (14; 15) im Gehäuse (2) festgelegt ist.

22. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (14) einen über ihre Länge balligen Au­ ßendurchmesser aufweist.

23. Zahnstangenlenkung, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ritzel (4) beidseits desselben liegende, als Wälzla­ ger ausgebildete Lager (6; 7) zugeordnet sind, von denen das antriebsseitige Lager (7) als Festlager gestaltet ist und das endseitige Lager (6) in Richtung auf die Zahnstange (1) ver­ stellbar im Gehäuse (2) geführt ist.

24. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass dem verstellbar im Gehäuse (2) geführten, endseitigen La­ ger (6) eine quer zur Längsrichtung der Zahnstange (1) liegen­ de und in Richtung der Ritzelachse sich erstreckende Führungs­ ebene (35) zugeordnet ist, längs derer das Lager (6) in Rich­ tung auf die Zahnstange (1) verschiebbar ist.

25. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das verstellbar im Gehäuse (2) geführte Lager (6) elas­ tisch, insbesondere federnd in Richtung auf die Führungsebene (35) und die Zahnstange (1) belastet ist.

26. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das verstellbar im Gehäuse (2) geführte Lager (6) über eine federnd abgestützte Drucktasse (37) beaufschlagt ist.