DE102006011752B3 - Zahnstangenlenkung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge mit einer Zahnstange 5, die in einem sich längs erstreckenden Lenkungsgehäuse 2 gelagert ist, wobei das Lenkungsgehäuse 2 von einer Ritzelwelle 7 durchgriffen wird und ein Ritzel 21 mit Zähnen in korrespondierende Zähne der Zahnstange 5 eingreift, wobei eine Drehung des Ritzels 21 eine Längsverschiebung der Zahnstange im Lenkungsgehäuse 2 bewirkt, wobei die Zahnstange 5 mit Nadel- oder Wälzrollenlagern oder hydrostatischen Lagern innerhalb des Lenkungsgehäuses 2 gelagert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.
  • Die Zahnstangenlenkung gilt im Allgemeinen als das einfachste und wartungsfreieste Prinzip der Lenkung. Bei dieser Lenkung ist das Ende der Lenksäule mit einem Ritzel verbunden, das in eine Zahnstange eingreift und diese beim Drehen der Lenkung seitlich verschiebt. Die Drehbewegung der Lenksäule wird somit in eine horizontale Bewegung der Zahnstange umgewandelt. An beiden Enden der Zahnstange ist jeweils die Spurstange über ein Kugelgelenk angeschlossen. Der äußerst geringe Verschleiß hat für die große Verbreitung der Zahnstangenlenkung gesorgt.
  • Die Zahnstange ist üblicherweise mit einer Dauerschmierung versehen und muss an ihren Enden durch Gummifaltenbälge abgedichtet sein. Auf der Zahnstange ist eine von der Mitte nach außen hin kleiner werdende Zahnteilung möglich, die eine variable Übersetzung ermöglicht. Dadurch wird die Lenkung in der Mitte direkter, während bei vollem Lenkeinschlag weniger Kraftaufwand nötig ist.
  • Üblicherweise werden heute Servolenkungen eingesetzt, bei denen mit geringem Kraftaufwand eine relativ direkte Lenkung ermöglicht wird. Dabei soll der Fahrer den Kontakt zur Fahrbahn behalten und trotzdem von Fahrbahnstößen relativ unbehelligt bleiben.
  • Eine hydraulische Servolenkung weist eine Hockdruckölpumpe auf, die vom Motor angetrieben wird. Üblicherweise werden doppelt wirkende Flügelzellenpumpen verwendet, die eine gleichmäßig hohe und kontinuierliche Förderrate besitzen. Vor Eintritt in das Lenkgetriebe ist ein Steuerteil in die Lenkwelle eingebaut, so dass schon bei leichtem Drehen am Lenkrad dieses den größer werdenden Druckraum mit dem Vorlauf und gleichzeitig den anderen mit dem Rücklauf verbindet. Bei Zahnstangenlenkungen kann das Drucköl auf je einen Arbeitszylinder zu beiden Seiten der Zahnstange wirken.
  • Darüber hinaus ist auch eine elektrische Servolenkung bekannt, die gegenüber der hydraulischen Servolenkung den Vorteil hat, dass sie bei geringerem Einbaugewicht wesentlich weniger Leistung und damit Kraftstoffverbrauch verursacht.
  • Da bei der Zahnstangenlenkung eine Ritzelwelle vorhanden ist, in die die Lenkstange bzw. Zahnstange mit ihren Zähnen kämmend eingreift, wobei jedoch die Lenkstange nur von einer Seite peripher an der Ritzelwelle anliegt, ist es notwendig, das Spiel zwischen den Zähnen der Zahnstange und der Ritzelwelle einzustellen.
  • Im Stand der Technik ist es hierzu bekannt, die Zahnstange gegenüber der Ritzelwelle mit einem sogenannten Gleitstein, also einem Gleitlager zu belasten, so dass die Zahnstange in die Ritzelwelle gedrückt wird. Um das Spiel einzustellen wird im Stand der Technik mit einer Stellschraube der Gleitstein auf Druck gegen die Zahnstange belastet. Hierbei sind die Zahnstange, die Ritzelwelle und der Gleitstein in einem Lenkgehäuse untergebracht.
  • Bei diesem Stand der Technik ist von Nachteil, dass durch den Gleitstein bzw. das Gleitlager die Lenkbewegung Reibung verursacht. Hierdurch wird das Lenkgefühl unnötig hart.
  • Darüber hinaus ist bei derartigen Zahnstangenlenkungen zu beobachten, dass dadurch, dass die Reibung besteht, die Lenkung nicht immer exakt in die Nullstellung zurückkehrt, in der das Fahrzeug geradeaus läuft. Dies bedeutet, dass die Rückkopplung des Fahrwerks und der Räder auf die Lenkung zur Erzielung des Geradeauslaufes durch die Reibung behindert wird. Dadurch, dass dieser Nullpunkt nicht exakt eingenommen wird und die Zahnstange auf Grund der Reibung nicht im Nullpunkt zur Ruhe kommt, sind gegenläufige Lenkbewegungen nötig. Dies führt zu einer geringen Schlangenlinienbewegung.
  • Dies bedeutet selbstverständlich auch, dass das Kurvenlenkverhalten leicht indifferent ist und so eine permanente Korrektur nötig ist.
  • Aus der DE 101 18 642 A1 geht eine Zahnstangenlenkung mit einem Gehäuse hervor, in dem längsverschieblich eine Zahnstange angeordnet ist. Die Zahnstange ist im Gehäuse längsverschieblich mit zwei Lagerstellen gelagert. Die Lagerstellen sind als reibungsarme lineare Wälzlager ausgebildet. In einer besonderen Ausgestaltung ist eine Buchse, an welche die Wälzrollen abrollen, ballig ausgeführt, so dass eine Anpassung an eventuell auftretende Durchbiegungen der Zahnstange möglich ist und eine verkantete Abstützung in der jeweiligen Lagerstelle vermieden wird.
  • Aus der DE 100 63 877 A1 geht ein weiteres Zahnstangenlenkgetriebe hervor, das ein Lenkgetriebegehäuse, eine Zahnstange, welche im Lenkgetriebegehäuse entlang einer Längsachse verschiebbar angeordnet ist, aufweist. Die Zahnstange ist gegenüber dem Lenkgetriebegehäuse mittels eines Linearwälzlagers gelagert.
  • Die oben genannten Probleme mit Reibungen werden noch dadurch verstärkt, dass auf die Zahnstange Biegekräfte durch das Fahrwerk, insbesondere im Fahrbetrieb einwirken. Diese Biegungen erhöhen die Reibung in den Lagern erheblich, teilweise kommt es sogar zu Reibungen zwischen Zahnstange und Lenkungsgehäuse.
  • Besonders starke Biegekräfte wirken beim Durchfahren von Kurven wodurch sich die oben genannten Probleme weiter verschärfen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lenkung zu schaffen, bei der das Spiel zwischen der Zahnstange und der Ritzelwelle einfach einstellbar ist, wobei die Lenkung ein verbessertes Geradeauslauf- und Kurvenverhalten ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird mit einer Lenkung mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge bereit. Die Zahnstangenlenkung umfasst eine Zahnstange, die in einem sich längs erstreckenden Lenkungsgehäuse gelagert ist, wobei das Lenkungsgehäuse von einer Ritzelwelle durchgriffen wird und ein Ritzel mit Zähnen in korrespondierende Zähne der Zahnstange eingreift. Mittels einer Drehung des Ritzels wird eine Längsverschiebung der Zahnstange im Lenkungsgehäuse bewirkt. Die Zahnstange wird mit einem reibungsarmen Lager, wie z.B. mit einem Nadel- oder Wälzrollenlager oder hydrostatischen Lager, gelagert und in einem Lagerbereich ist zumindest ein Rollenlager am Lenkungsgehäuse zur längsverschieblichen Lagerung der Zahnstange vorgesehen. In diesem Lagerbereich ist zumindest ein axial verlaufender Schlitz im Lenkungsgehäuse ausgebildet und es sind Mittel zum Verändern der Schlitzbreite zur Einstellung des Lagerspiels bezüglich der Zahnstange vorgesehen.
  • Ist das reibungsarme Lager ein Rollenlager, insbesondere ein Nadel- oder Wälzrollenlager, dann wird das Spiel dadurch eingestellt, dass der Schutz im Lenkungsgehäuse der mit einer entsprechenden Schraube verengt oder erweitert werden kann. Durch die Erweiterung oder Verengung des Schlitzes wird auch der Innenraum des Lagergehäuses vergrößert oder verkleinert und hierdurch auch der Druck des zumindest einen reibungsarmen Lagers auf die Zahnstange erhöht oder erniedrigt. Im Gegensatz zum Stand der Technik lässt sich durch die Vergrößerung oder Verkleinerung des Schlitzes das Spiel zwischen der Zahnstange und dem Ritzel bzw. der Druck vom Lager auf die Zahnstange außerordentlich feinfühlig einstellen.
  • Die Veränderung der Schlitzbreite zur Einstellung des Spiels beträgt lediglich einige hundertstel Millimeter. Eine solche Konstruktion ist gegenüber einer Konstruktionen mit einem Gleitstein sehr einfach zu realisieren und erfordert wesentlich geringere Kräfte zum Bewegen der Zahnstange.
  • Nach der Erfindung werden bevorzugt genau zwei Lageranordnung im Bereich der Zahnstange, insbesondere in Endbereichen des die Zahnstange umgebenden Lenkungsgehäuses angeordnet. Eine solche Anordnung wird insbesondere verwendet, wenn die Ritzelwelle bezüglich der Länge der Zahnstange außerhalb der Längsmitte angreift. Hierdurch ist dann eine Lageranordnung am Eingriffsbereich angeordnet.
  • Bei einer solchen Anordnung mit zwei Lageranordnungen, kann sich die Zahnstange aufgrund in sie durch das Fahrwerk bzw. der Spurstangen eingetragener Biegungen frei und reibungsarm durchbiegen. Die Spurstangen stehen meistens schräg, insbesondere bei einem großen Federweg der Radaufhängungen des Fahrzeuges.
  • Greift die Ritzelwelle in der Mitte der Zahnstange an dieser an, ist es notwendig drei Lageranordnungen an der Zahnstange im Bereich oberhalb des Ritzels und an den beiden Endbereichen des Lagergehäuses vorzusehen, um eine sicher Kämmung von Ritzel und Zahnstange und eine zuverlässige Spieleinstellung sicherzustellen.
  • Bei einer hydraulischen Lenkunterstützung (Servolenkung) kann die Lageranordnung auch nur an der Ritzelwelle angeordnet sein, da die andere Lageranordnung durch die Hydraulikdichtungen ausgebildet ist.
  • Erfindungsgemäß können die Lager hierbei durch Rollenlager ausgebildet sein, wobei wälz- bzw. nadel- oder kugelgelagerte Rollen direkt auf die Zahnstange wirken. Darüber hinaus können als Lager auch hydrostatische Lagerungen verwendet werden, bei denen die Zahnstange durch den Öldruck im hydrostatischen Lager gegen das Ritzel gedrückt wird. Bei der hydrostatischen Lagerung beträgt die Dicke des Ölfilms z.B. etwa 5/100 Millimeter, wobei hierbei der Vorteil ist, dass eine hydrostatische Lagerung absolut spielfrei ist und keine Nachstellung notwendig wird.
  • Bei einer derartigen hydrostatischen Lagerung ist die Lagerschale, in der der Öldruck ausgebildet wird, vorzugsweise aus Lagerbronze ausgebildet, um Notlaufeigenschaften beim Abfall des Öldrucks zu gewährleisten.
  • Die Erfindung wird beispielhaft anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen dabei:
  • 1 die erfindungsgemäße Zahnstangenlenkung mit einer elektromotorischen Servounterstützung in einer schematischen perspektivischen Ansicht;
  • 2 die Lenkung nach 1 in einer Draufsicht auf einen Einstellschlitz gegenüber der Ritzelwelle;
  • 3 eine Rollenlagerung der Lenkung nach 1 und 2, bei der entfernt vom Ritzel ein Einstellschlitz zum Einstellen eines Lagerspiels dargestellt ist;
  • 4 eine erfindungsgemäße Zahnstangenlenkung in einem Längsschnitt;
  • 5 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Zahnstangenlenkung entlang der Linie B-B in 2 zeigend zwei auf die Zahnstange einwirkende Rollenlager und den erfindungsgemäßen Spannschlitz;
  • 6 die Lenkung nach 5 in einem Schnitt längs zur Ritzelwelle entlang der Linie C-C in 2;
  • 7 die Rollenlagerung nach 3 im Schnitt entlang der Linie D-D mit drei Rollenlager der Zahnstange und drei erfindungsgemäßen Spannschlitzen entfernt vom Ritzel;
  • 8 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lenkung in einem Längsschnitt, wobei im Bereich der Ritzelwelle die Zahnstange mit einem hydrostatischen Lager druckbeaufschlagt ausgebildet ist;
  • 9 die Lenkung nach 8 mit einem Querschnitt durch das hydrostatische Lager im Bereich der Ritzelwelle;
  • 10 die Lenkung nach 9 mit einem Schlitz durch eine fern von der Ritzelwelle angeordnetes hydrostatisches Lager.
  • Die erfindungsgemäße Lenkung 1 besitzt ein langgestreckt im Wesentlichen zylindrisches Lenkgehäuse 2, welches seitlich abragende Befestigungsarme 3 zum Anschrauben der Lenkung an eine Fahrzeugkarosserie besitzt. An den Enden 4 des Lenkungsgehäuses 2 sind entsprechende Dichtbuchsen vorhanden, aus denen die Enden 6 der Zahnstange 5 vortreten.
  • Im Bereich des Durchtritts einer Lenksäule 7 durch das Lenkungsgehäuse 2 ist ein entsprechender Flansch bzw. Lagerbock 8 zur Führung und Lagerung der Lenksäule 7 vorhanden.
  • Auf einer eintrittseitigen Seite der Lenksäule 7 ist auf der Lenksäule 7 ein Treibrad 9 angeordnet, welches über einen Zahnriemen 10 mit einem elektromotorischen oder hydraulischen Antrieb 11 für die Lenkunterstützung verbunden ist.
  • Zu dem peripher am Lenkungsgehäuse 2 angeordneten Flansch bzw.- Lagerbock 8 ist radial gegenüberliegend im Lenkungsgehäuse 2 ein Schlitz 12 vorhanden, der sich radial über einen Lagerbereich 13 erstreckt und zudem an seinen Enden mit Verrundungen 17 zur Spannungsreduzierung ausgebildet ist.
  • Der Schlitz wird radial von zwei Schrauben 14 durchgriffen, die in je eine Gewindebohrung (nicht gezeigt) eingreifen.
  • Entfernt von dem Lagerbock 8 für die Lenksäule 7 ist im Bereich der Enden 4 des Lenkungsgehäuses 2 benachbart zu den Befestigungsarmen 3 ein weiterer Lagerbereich 15 angeordnet, in dessen Bereich die Zahnstange 5 gelagert wird. Im Bereich des Lagerbereichs 15 sind drei Schlitze 16 ausgebildet, die sich axial durch die Lenkungsgehäusewandung 2 erstrecken, wobei diese ebenfalls mit Verrundungen 17 zur Spannungsreduzierung ausgebildet sind. Die Schlitze 16 übergreifend ist eine Ringschelle 18 mit einer Stellschraube 19a vorhanden, welche in einer Bohrung gelagert wird und mit einer Mutter 19b versehen ist, so dass mit Hilfe der Schraube 19a und der korrespondierenden Mutter 19b die Schlitze gegen die elastische Rückstellkraft des Lenkungsgehäusematerials verengbar sind.
  • Bei einer ersten Ausführungsform (5, 6) tritt im Bereich des Lagerbocks 8 die Lenksäule 7 bzw. in diesem Fall das Ende der Lenksäule 7, nämlich die Ritzelwelle 7, in das Lenkungsgehäuse 2 ein. Die Ritzelwelle 7 ist dabei benachbart zum Riemenrad 9 der Lenkhilfe eingangsseitig mit einem ersten Kugellager 20 im Lagerbock 8 gelagert. Vom Lager 20 erstreckt sich die Ritzelwelle 7 mit dem schräg verzahnten Ritzel 21 und einem darauf in Längsrichtung folgenden Lagerstumpf 22 durch ein zweites Kugellager 23, so dass das Ritzel 21 beidseitig kugelgelagert ausgebildet ist. An einem freien Ende 24 der Ritzelwelle 7 ist zudem eine Dichtung 25 vorhanden. Das Ritzel 21 der Ritzelwelle 7 kämmt mit der Zahnstange 5. Die Zahnstange 5 ist im Wesentlichen rund, sich längs erstreckend stangenförmig ausgebildet und besitzt im Bereich des Ritzels 21 eine Verzahnung 26 bzw. eingeschnittene Zahnausnehmungen 26, in die die Zähne 27 des Ritzels 21 eingreifen. Dem Ritzel 21 gegenüberliegend sind an der runden Oberfläche 28 anliegend zwei Rollenlager 29 ausgebildet. Die Rollenlager 29 sind bezüglich des Angriffsbereichs des Ritzels 21 an die Zahnung 26 der Zahnstange 5 in etwa um jeweils 120° versetzt angeordnet, so dass der der Ritzelwelle 7 gegenüberliegende Scheitelbereich der Zahnstange 5 frei verbleibt. In diesem Scheitelbereich ist der Schlitz 12 im Lenkungsgehäuse 2 vorhanden, der von Schraube 14 überbrückt wird, die sich durch zwei bezüglich der Schraublängsachse axiale Lagerbereiche 30 erstreckt. In einem der Lagerbereiche 30 ist axial der Schraubmutter gegenüberliegend ein Gewinde eingebracht oder die Schraube 14 besitzt an einem Ende einen Schraubenkopf 14a und am gegenüberliegenden Ende eine Schraubenmutter 14b, welche aufeinander zu schraubbar sind, so dass der Schlitz 12 durch die Schraubbewegung verengbar ist.
  • Durch eine Verengung des Schlitzes 12 werden die beiden Lager 29 aufeinander zu gezogen und hierdurch gleichzeitig die Zahnstange 5 mit ihrer Zahnung 26 auf das Ritzel 21 gedrückt. Hierdurch kann das Lagerspiel eingestellt werden.
  • Die Lager 29 besitzen je eine Rolle 29a, welche nadel- oder rollengelagert auf einem Lagerzapfen 29b angeordnet sind, wobei die Kontur der Rolle 29a an die Oberfläche 28 der Zahnstange 5 angepasst ist.
  • Am entfernt vom Lagerbock 8 vorgesehenen Lagerbereich 15 (3, 7) sind, wie oben bereits erläutert, drei axiale Schlitze 16 in der Rohrwandung vorhanden, die mittels der Ringschelle 18 verengt werden können. Die hierbei vorgesehenen Rollenlager 32 verfügen über je eine an der zylindrischen Zahnstange 5 anliegende korrespondierend zum Umfang der Zahnstange geformte Rolle 33, die über entsprechende Nadel- oder Rollen 34 um Lagerbolzen 35 drehbar angeordnet sind. Die Lager 32 und die Schlitze 16 sind dabei abwechselnd am Lenkungsgehäuse 2 angeordnet. Die Lager 32 sind innerhalb des Lenkungsgehäuses 2 derart angeordnet, dass sie vom Lenkungsgehäuse 2 geschlossen umgeben werden, jedoch gleichwohl frei drehbar sind, wobei die Lagerbolzen 35 jeweils in einer ringartigen Struktur 36 angeordnet sind, welche sich selbst mit Abstützbereichen 37 außen an der Innenseite des Lenkungsgehäuses 2 abstützt.
  • Wird die Schraube 19a zusammen mit der Mutter 19b angezogen, werden die Schlitze 16 verengt und hierdurch das Spiel der Lageranordnungen bezüglich der Zahnstange 5 eingestellt.
  • Bei dem in den 1 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Zahnstange 5 benachbart zu den zwei Paar Befestigungsarmen 3 durch die beiden Lagerbereiche 13 und 15 gelagert. Die Zahnstange 5 wird vom Lenkungsgehäuse 2 umschlossen, wobei zwischen der Zahnstange 5 und dem Lenkungsgehäuse 2 ein Freiraum ausgebildet ist (4). Hierdurch kann die Zahnstange aufgrund den durch das Fahrwerk und der Spurstangen eingetragenen Biegungen, frei und reibungsarm durchbiegen. Der Freiraum zwischen der Zahnstange 5 und dem Lenkungsgehäuse 2 ist so bemessen, dass selbst bei einer Durchbiegung kein weiterer Kontakt zwischen diesen beiden Bauteilen auftritt. Die Zahnstange 5 ist somit innerhalb des Lenkungsgehäuses 2 alleine durch die beiden Lagerbereiche 13, 15 örtlich fixiert und frei hin und her bewegbar. Eine solche Lagerung mit zwei Lagerbereichen ist deshalb bevorzugt.
  • Greift hingegen die Ritzelwelle in der Mitte der Zahnstange an diese an, ist es notwendig, neben dem Lagerbereich bzw. neben der Lageranordnung 13 im Bereich der Ritzelwelle zwei zusätzliche Lagerbereiche 15 an den Randbereichen des Lenkgehäuses 2, insbesondere benachbart zu den Befestigungsarmen 3 vorzusehen. Bei einer derartigen Drei-Punkt-Lagerung treten bei einer Durchbiegung der Zahnstangen Verspannung auf, die zu einer erhöhten Reibung und erhöhten Rückstellkräften beim Bewegen der Zahnstangen führen. Jedoch sind aufgrund der reibungsarmen Lageranordnungen die Rückstellkräfte im Vergleich zu herkömmlichen Zahnstangenlenkungen auch bei dieser Ausführungsform noch gering.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (8 bis 10) wird die Zahnstange 5 anstelle von mechanischen Rollenlagern mit hydrostatischen Öllagern 40, 41 gelagert. Hierbei sind wieder zwei Lageranordnungen vorgesehen. Das erste Lager 40 ist dem Ritzel 21 gegenüberliegend am Lenkungsgehäuse 2 angeordnet. Das weitere Lager 41 ist am Lenkungsgehäuse 2 benachbart zu einem vom Ritzel 21 entfernten Ende des Lenkungsgehäuses 2 neben einem Paar Befestigungsarme 3 angeordnet (8).
  • Das Lager 40 ist in etwa halbkreisschalenförmig mit einer Lagerschale 42 ausgebildet, das die Zahnstange 5 gegenüber dem Ritzel 21 umgreift.
  • Die Lagerschale 42 ist dabei auch von der Außenkontur her an das im Wesentlichen im Querschnitt zylindrische Lenkungsgehäuse 2 angepasst, wobei das Lenkungsgehäuse 2 in einem Bereich, in dem ein nach außen weisender Ölanschluss 43 vorhanden ist, durchbrochen ist. Der Ölanschluss 43 ist so bemessen, dass eine Ölzufuhrleitung anschließbar ist.
  • An den freien radialen Enden 44 der Lagerschale 42 liegt die Lagerschale 42 mit einem ganz geringen Spalt beabstandet von der Zahnstange 5 an dieser an. Zwischen den Enden 44 und dem Ölzulauf 43 ist die Lagerschale 42 mit einem Lagerspalt 45 von der Zahnstange beabstandet. Am Boden bzw. Grund des Ölzulaufes 43 ist eine Ölzulauföffnung 46 vorhanden, durch die Öl, welches den Anschluss 43 passiert, in den Spalt 45 gelangen kann. Durch den hohen Öldruck in der durch den Schlitz 45 gebildeten Ölpolstertasche, insbesondere 80 bis 120 bar, wird die Zahnstange 5 durch den Öldruck in an sich bekannter Weise gelagert. Die durch den Schlitz 45 gebildete Ölpolstertasche wird selbstverständlich auch axial von der Lagerschale 42 mit eng an der Zahnstange 5 anliegenden radialen Bereichen bzw. Stegen (nicht gezeigt) abgeschlossen.
  • Die Lager 40, 41 bzw. die Lagerschale 42 sind bevorzugt aus Lagerbronze ausgebildet, um beim Abfall des Öldruckes eine Notlaufeigenschaft zu gewährleisten.
  • Das Lager 41, das vom Lagerbock 8 beabstandet angeordnet ist, ist innerhalb des Lenkungsgehäuses 2 ringförmig um den zylindrischen Teil der Zahnstange 5 herum angeordnet. In axialen Endbereichen dieser ringförmigen Lagerschale 50 (nicht gezeigt) sind nach außen vorstehende Ringstege vorhanden, welche sich gegen das Lenkungsgehäuse 2 abstützen und zwischen sich eine hohlzylindrische Ölverteilnut 51 begrenzen. Die Ölverteilnut 51 ist über einen Durchbruch 46 in der Lenkungsgehäusewandung 2, der in einen Anschlussbereich 43 für eine Ölleitung mündet, an einen Druckölkreislauf angeschlossen. Von der hohlzylindrischen Ölverteilnut 51 her sind in die ringförmige Lagerschale 50 Ölzulaufdurchbrüche 53 angeordnet, welche in Ölpolstertaschen 54 münden. Die Ölpolstertaschen 54 sind schmale kreissegmentförmige Nuten zwischen der Lagerschale 50 und der Zahnstange 5, welche axial von beispielsweise vier Lagerstegen 55 begrenzt werden, die von der Lagerschale 50 ausgebildet werden und mit sehr geringem Abstand zur Zahnstange 5 vorhanden sind. Beispielsweise sind vier Durchbrüche 53, vier Ölpolstertaschen 54 und vier Stege 55 vorhanden, welche die Zahnstange 5 hydrostatisch lagern, wobei die Ölpolstertaschen 54 axial ebenfalls von Ringstegen begrenzt werden, welche die Stege 55 miteinander an axialen Enden der Lagerschale 50 begrenzen.
  • 1
    Lenkung
    2
    Lenkgehäuse
    3
    Befestigungsarme
    4
    Enden von 2
    5
    Zahnstange
    6
    Enden von 5
    7
    Lenksäule
    8
    Flansch/Lagerbock
    9
    Treibrad
    10
    Zahnriemen
    11
    hydraulischer Antrieb
    12
    Schlitz
    13
    Lagerbereich
    14
    Schrauben
    14a
    Schraubenkopf
    14b
    Schraubenmutter
    15
    Lagerbereich
    16
    Schlitz
    17
    Verrundung
    18
    Ringschelle
    19a
    Stellschraube
    19b
    Mutter
    20
    erstes Kugellager
    21
    Ritzel
    22
    Lagerstrumpf
    23
    zweites Kugellager
    24
    freies Ende
    25
    Dichtung
    26
    Verzahnung bzw. Zahnausnehmung
    27
    Zähne
    28
    runde Oberfläche
    29
    Rollenlager
    29a
    Rolle
    29b
    Lagerzapfen
    30
    Lagerbereich
    32
    Rollenlager
    33
    geformte Rolle
    34
    Rollen
    35
    Lagerbolzen
    36
    ringartige Struktur
    37
    Abstützbereich
    40
    hydrostatisches Öllager
    41
    hydrostatisches Öllager
    42
    Lagerschale
    43
    Ölanschluss bzw. Ölzulauf
    44
    radiales Ende
    45
    Lagerspalt
    46
    Ölzulauföffnung bzw. Durchbruch
    50
    Lagerschale
    51
    Ölverteilernut
    53
    Ölzulaufdurchbrüche
    54
    Ölpolstertaschen
    55
    Lagerstege

Claims (13)

  1. Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge mit einer Zahnstange (5), die in einem sich längs erstreckenden Lenkungsgehäuse (2) gelagert ist, wobei das Lenkungsgehäuse (2) von einer Ritzelwelle (7) durchgriffen wird und ein Ritzel (21) mit Zähnen in korrespondierende Zähne der Zahnstange (5) eingreift, wobei eine Drehung des Ritzels (21) eine Längsverschiebung der Zahnstange (5) im Lenkungsgehäuse (2) bewirkt, wobei die Zahnstange (5) mit einem reibungsarmen Lager, wie z.B. mit einem Nadel- oder Wälzrollenlager oder hydrostatischen Lager, gelagert wird und in einem Lagerbereich (13, 15) zumindest ein Rollenlager am Lenkungsgehäuse (2) zur längsverschieblichen Lagerung der Zahnstange (5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Lagerbereich (13, 15) zumindest ein axial verlaufender Schlitz (12, 16) im Lenkungsgehäuse (2) ausgebildet ist und Mittel zum Verändern der Schlitzbreite zur Einstellung des Lagerspiels bezüglich der Zahnstange (5) vorgesehen sind.
  2. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Verändern der Schlitzbreite des Schlitzes (12, 16) als Schraubenverbindung (14, 19a, 19b) ausgebildet sind.
  3. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Verändern der Schlitzbreite des Schlitzes (12) als Schraube (14), die in eine Gewindebohrung eingreift, ausgebildet sind.
  4. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Verändern der Schlitzbreite des Schlitzes (16) als Ringschelle (18) mit Stellschraube (19a), die in eine Mutter (19b) eingreift, ausgebildet sind.
  5. Zahnstangenlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (5) im etwa diametral gegenüberliegenden Bereich zum Ritzel (21) durch ein oder mehrere reibungsarme Lager beaufschlagt wird.
  6. Zahnstangenlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausübung eines Drucks auf die Zahnstange (5) in Richtung auf das Ritzel (21) im Bereich des Eingriffs des Ritzels (21) in die Zahnstange (5) der Schlitz (12) im Lenkungsgehäuse (2) dem Ritzel (21) bezüglich der Zahnstange (5) diametral gegenüberliegend angeordnet ist, wobei das Rollenlager (29) zur radialen Lagerung der Zahnstange (5) vorhanden ist.
  7. Zahnstangenlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig des Schlitzes (12) Rollenlager (29) angeordnet sind.
  8. Zahnstangenlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Lenkgehäuses (2) und dem Ritzel (21) bezüglich der Zahnstange (5) diametral gegenüberliegend ein einziges Rollenlager (29) angeordnet ist, wobei benachbart zum Rollenlager der Schlitz (12), vorhanden ist,
  9. Zahnstangenlenkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Angriffspunkt des Ritzels (21) an die Zahnstange (5) axial entfernt und benachbart zu einen Ende (4) des Lenkungsgehäuses (2) zumindest eine Lageranordnung (15) umfassend zumindest einen Schlitz (16) und zumindest ein Rollenlager (29) angeordnet ist.
  10. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden axialen Enden des Lenkungsgehäuses (2) eine Lageranordnung (15) mit zumindest einem Schlitz (12) und zumindest einem Rollenlager (29) angeordnet ist.
  11. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Lenkungsgehäuse (2) ein im Eingriffsbereich des Ritzels (21) in die Zahnstange (5) bezüglich der Zahnstange (5) diametral gegenüberliegend ein hydrostatisches Lager (40) angeordnet ist, wobei das hydrostatische Lager (40) eine Lagerschale (42) umfasst, welche innerhalb des Lenkungsgehäuses (2) die Zahnstange (5) umgreift und teilbereichsweise an ihr anliegt.
  12. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass entfernt von einem Eingriffsbereich des Ritzels (21) in die Zahnstange (5) ein hydrostatisches Lager (40) vorhanden ist.
  13. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrostatische Lager (41), welches mit einer ringförmigen Lagerschale (50) die Zahnstange (5) in einem zylindrischen Bereich vollständig umgibt, wobei mit Stegen beabstandete Ölpolstertaschen (54) vorhanden sind, in welchen Öl unter Druck die Zahnstange (5) lagert.
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