DE2121381A1

DE2121381A1 - Lenkung mit Zahnstange und Ritzel

Info

Publication number: DE2121381A1
Application number: DE19712121381
Authority: DE
Inventors: Ruey Earl Eastlake Ohio Wood jun (V St A ) P
Original assignee: TRW Ine , Cleveland, Ohio (V St A )
Priority date: 1970-05-04
Filing date: 1971-04-30
Publication date: 1971-11-18
Also published as: DE2121381C3; GB1344878A; CA954322A; ES390677A1; US3693999A; DE2121381B2; FR2091090A5; BR7102578D0

Description

Lenkung mit Zahnstange und Kitzel

Die Erfindung bezieht .sich auf eine Lenkung für Automobile und ähnliche Fahrzeuge /und insbesondere auf eine Zahnstangenlenkung mit Kugelgelenken mit Kunststofflagern, d£e die Zahnstange mit der Zugstange des Rad- , lenkgestänges verbinden, .

Bisher wui?de bei einer Zahnstangenlenkung die Zahnstange mit den Zugstangen durch stiftartige Kreuzgelenke verbunden. Versuche, Kugelgelenke zu verwenden, waren deshalb nictr; erfolgreich, weil ftin übermäßiger Verschleiß zwischen dem Kugelzapfen und der Eugelpfanne auftrat, und da übermäßig hohe spezifische Druckbelastungen auf ziemlich flac£ vorgesehene Bereiche der Tragfläche ausgeübt wurdet. Ein Härten der Tragflächen für einen besseren Verschleißwiderstand ergab spröde Zapfenschäfte, die unter Stoßbelastungen ziemlich leicht brachen, wobei auf. Versagen der Lenkung zurückzuführende Unfälle die Folge waren. Versuche, einen Verschleiß-in-dem Gelenk durch federbelastete Lagersitze und dgl. aufzunehmen, war auch nicht erfolgreich, da die Federn ein Axialspiel oder eine Weichheit oder Kachgiebigkeit des Gestänges mit sich

We/Na

ORKStNAL INSPECTED

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"brachten und eine sichere Lenkung verhinderten. Auf der anderen Seite hat die versuchte Verwendung von sehr steifen, einen Verschleiß aufnehmenden Federn hohe Drehmoment be last unge η auf die Kugelzapfen eingeleitet, die den Zapfenhals beim Betrieb großen Biegekräften aussetzten und einen vorzeitigen oder frühen Verschleiß ergaben.

Bisher verwendete, stiftartige Kreuzgelenke sind teuer, und sie haben vom Verschleiß her eine geringe Lehensdauer· Sie übertragen Drill- und Drehbelastungen auf die Zahnstange, die von einem Kugelgelenk absorbiert werden, wo sich der Zapfen in der Pfanne drehen kann.

Die Erfindung schafft nun ein Zahnstangenlenkgestänge mit mit Kunststofflagern versehenen Kugelgelenken, die Längsschiebebewegungen der Zahnstange der Lenkung auf die Zugstange des Gestänges zum Schwenken des Rades übertragen, während alle anderen Schwierigkeiten der bisher verwendeten stiftartigen Kreuzgelenke oder Kugelgelenke vermieden sind. Die Erfindung schafft ein sehr wirksames, billiges Verbindungsgelenk zwischen der Zahnstange und der Zugstange, das den Fahrbahnstoß ohne das Übertragen eines Axialspieles oder einer Weichheit in dem Gestänge dämpft, das für seine ganze Lebensdauer geschmiert ist, das eine automatische Verschleißaufnahme hat, um eine vorbestimmte, gleichmäßige Drehmomentbelastung mit einer geringen Reibung, die ein Abbrechen erzeugen könnte, auf dem Kugelzapfen aufrechtzuerhalten, und das Gelenk ist relativ billig herzustellen.

Gemäß der Erfindung hat das Kugelverbindungsgelenk zwischen der Zugstange des Gestänges und der Zahnstange ein billiges, rohrförmigen Metallgehäuse, das an dem Ende der Zahnstange einfach angebracht ist. Das Ver-

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bindungsgelenk hat weiterhin einen Kugelzapfen mit einer vollen Endkugel, die sich in dem rohrförmigen Gehäuse befindet, Ein zweiteiliges Kunststofflager umgibt das Kugelende des Zapfens in dem Gehäuse, Darüber hinaus hat das Verbindungsgelenk eine Vorrichtung zur Vorbelastung des zweiteiligen Kunststofflagers um den Zapfenkopf. Einer der Kunststofflagerteile ist zwischen dem Kugelende des Zapfens und der Zahnstange zwischengeschaltet, und er hat die Form einer Lagerschale, die die Hauptdruckkräfte aufnimmt, um die Lenkwirkung von der Zahnstange auf das Zugstangengestänge zu übertragen. Diese belastungsaufnehmende Lagerschale ist ein hochelastischer Kunststoff mit niedriger Reibung. Kunststoffe für diese Lagerschale sind Polyolefinharze, beispielsweise sehr dichte Äthylenraischpolymere und Polypropylenmischpolymere· Diese Harze haben die Eigenschaft, im zusammengepreßten Zustand zu expandieren, und sie gleichen so einen Verschleiß aus, der während der Verwendung des Gelenkes auftritt.

Der zweite Lagerteil hat die Form eines den Zapfenschaft umgebenden Ringes, und er hat einen Ausschnitt einer Kugelinnenfläche, die das Kugelende des Zapfens angrenzend an den Schaft aufnimmt. Dieser Lagerteil besteht aus Kunststoff, der im Vergleich zu dem Material der Lagerschale starr ist, jedoch auch einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat. Geeignete Kunststoffe für diesen .Lagerringteil sind Polyamide, wie beispielsweise Nylon, Acetalharze und Polyphenylenoxidharze.

Es ist nunmehr die Aufgabe der Erfindung, ein Zahnstangenlenkgestange für Automobilie und ähnliche Fahrzeuge mit Kugelgelenken mit Kunatstofflagern zum Anschluß der Zahnstangenenden an die Zugstangengestänge

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der Lenkung zu schaffen.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zahnstangenlenkgestänge mit mit Kunststofflagern ausgerüsteten Kugelgelenken zu schaffen, die in der Lage sind, eine Lenkbewegung ohne ein Axialspiel zu übertragen, während sie einen Fahrbahnstoß absorbieren und ein konstantes Drehmoment zum Lenken unter Last über, was den Verschleiß betrifft, eine lange Lebensdauer aufrechtzuerhalten.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein billiges. Kunststofflager für ein Kugelgelenk zwischen einer Zahnstange und einer Zugstange eines Zahnstangenlenkgestänges zu schaffen.

Noch eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein billiges, mit einem Kunststofflager ausgerüstetes Kugelgelenk zu schaffen, das einfach an dem Ende einer Zahnstange und an einer Zugstange anzubringen, und für eine dauernde, wartungsfreie Verwendung in Automobillenkgestangen geeignet ist.

Weitere Aufgaben der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser sind:

Fig.1 eine schematische, isometrische Darstellung eines Zahnstangenlenkgestänges für Kraftfahrzeuge mit einem Kugelgelenk mit Kunststofflagern gemäß der Erfindung,

Fig.2 ein vergrößerter teilweiser Längsschnitt des Gestänges längs der Linie H-II in der Fig.1,

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Fig,3 eine weiter vergrößerte Darstellung des Kugelgelenks der Fig.2 in Seitenansicht, wobei Teile weggebrochen und im Längsschnitt dargestellt sind,

Fig.4 eine Stirnansicht des Gelenks der Fig.2 und 3 längs der Linie IV-IV in der Fig.,3,

Fig«5 ein teilweiser Längsschnitt mit in Ansicht dargestellten Teilen, der die Verwendung einer anderen Ausführungsforio. des Kugelgelenks gemäß der Erfindung an einer Zahnstange darstellt,

Fig.6 eine Darstellung ähnlich der der Fig»5, die jedoch die Baugruppe nach dsr Anbringung des Kugelgelenkes an der Zahnstange zeigt,

Fig.7 eine Darstellung ähnlich der der Fig.5, die. noch ein weiters Ausführungsbeispiel des Kugelgelenks gemäß der Erfindung darstellt,und

Fig.8 eine Darstellung ähnlich der der Fig.7> die das an der Zahnstange fertig angebrachte Kugelgelenk zeigt.

In Fig.1 bezeichnet die Bezugszahl 10 allgemein ein Zahnstangenlenkgestänge für Kraftfahrzeuge gemäß der Erfindung. Gemäß Fig.1 ist ein Zahnstangen- und Ritzelgehäuse, in der Form eines länglichen Rohres 11 quer über dem vorderen Ende eines Automobils, beispielsweise durch Lagerträger 12,12 angebracht. Eine Lenkwelle oder Lenksäule 13 vom nicht gezeigten Steuerrad tritt in ein Ritzelgehäuse 14 nahe einem Ende des rohrförmigen Gehäuses 11 ein. Gummibälge oder -schläuche 15»15 sind an den Enden des Gehäuses 11 und an Zugstangen 16,16 befestigt. Die Zugstangen 16,16

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sind über Spannschlösser 17»17 ^mi^ den Schafton von Zugstangengelenkgehäusen 18,13 verbunden, die Zapfen 19,19 tragen, die an den Enden der Lenkarme 20,20 der lenkbaren Räder 21,21 befestigt sind. Die Anordnung ist derart, daß eine Längsverschiebung der Zahnstange in dem rohrförmigen Gehäuse 11 durch eine Drehung der Lenksäule 13 die Zugstangen 16 hin-und herochiebt, um die Lenkarme 20 zu schwenken und dadurch ein Schwenken der Räder 21 zu bewirke η.

Gemäß Fig.2 hat die Zahnstangenlenkung eine in Längsrichtung verschiebbare, in dem Gehäuse 11 angebrachte Zahnstange 22 mit Zahnstangenzähnen 23, die mit einem Ritzel 24 in Eingriff stehen. Das Ritzel 24- wird durch die Lenkwelle 13 gedreht. Ein von dem Gehäuse gehaltener Lagersattel 25 hält verschiebbar die Zahnstange 22 gegenüber dem Ritzel 24, so daß die Zähne der Zahnstange mit den Ritzelzähnen zum Kämmen in Eingriff bleiben.

Die Enden der Zahnstange 22 stehen über die Enden des Gehäuses 11 hinaus vor, wie dies in Fig.2 dargestellt ist, wobei das äußerste Ende der Zahnstange 22 einen im Durchmesser verringerten,mit einem Außengewinde versehenen Zapfen 26 hat.

Gemäß der Erfindung sind die Zugstangen 16 mit den Enden der Zahnstange 22 durch mit Kunststofflagern ausgerüstete Kugelgelenke 27 verbunden. Diese Gelenke haben Kugelzapfen 28 mit einem vollen Kugelende 29 und einem von dem Kugelende vorstehenden Stiel, der die Zugstange 16 bildet. Dieser Zugstangenstiel 16 hat einen spitz zulaufenden Halsabschnitt 30, der die erforderliche Größe der Gelenkigkeit schafft und zur Aufnahme des schmalen Halsendes 15a des Gucimibalges 15 einen Abschnitt 31

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einem verminderten Durchmesser hat. Das große Halsende 15b dieses Balges wird von dem Ende des Gehäuses 11 aufgenommen und Klammern C klemmen die Halsabschnitte · jeweils auf den Zugstangen 16 bzv/. dem Gehäuse 11 fest.

Das Gelenk 27 hat ein Gehäuse, das aus einem Metallrohr 52 und aus einem Anpassungsstück 33 aus Metall besteht. Dieses Anpassungsstück ist rohrförmig, und es hat einen mit Innengewinde versehenen Hauptabschnitt 34 mit einem konisch vertieften äußeren Ende 35· Es hat weiterhin angrenzend an sein spitz zulaufendes Ende 35 ein um den Umfang herumgehendes Band 36, einen radial vorstehenden Kopfflansch 37» der über das Band 36 hinausragt, und einen relativ dünnen Hülsenabschnitt 38 an seinem dem spitz zulaufenden,vertieften Ende gegenüberliegenden Ende. Der Kopfflansch 37 hat Flächen 27a zum Eingriff eines Schraubenschlüssels, wie dies in -^ig.4 dargestellt ist.

Die Innengewinde des Hauptkörpers 3^ kommen mit dem Außengewinde des Zapfens in Eingriff, wobei die Schultern des Körpers 34 gegen das Ende der Zahnstange anstoßen, wobei der hülsenförmige Abschnitt 38.über das Ende der Zahnstange zu liegen kommt. Das Ende der Zahnstange hat einen Keilschlitz 39 und ein vorspringender Abschnitt der dünnen Hülse 38 des Anpassungsteiles wird bei 40 in diesen Keilschlitz hineingepreßt, um die Anpassungshülse gegenüber der Zahnstange gegen Verdrehung zu sichern.

Der rohrförmige Hülsenteil 32 hat ein um das Anpassungsstück angeordnetes offenes Ende, das in radialer Richtung an beiden Seiten des Bandes 36 heruntergepreßt ist, um nach innen vorstehende Rippen 41 zu bilden, die das Band 36 umfassen und das-Rohr 32 fest mit dem Anpassungsstück blockieren. Das gegenuberlxegende Ende des Rohres 32 hat

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einen in radialer Richtung nach innen gedrehten Flansch 42, der eine kreisförmige öffnung 43 mit verringertem Durchmesser umgibt, die ausreichend groß ist, um den Hals 30 des Kugelzapfens 28 für eine freie Bewegung aufzunehmen, so daß ein Schwenken des Zapfens gegenüber dem Gehäuse über einen weiten u'inkelbereich kein Anstoßen des Halses 30 an dem Flansch 42 verursacht.

Eine schüsseiförmige Metallverschlußscheibe 44 ruht auf der spitz zulaufenden Endfläche 35 des Anpassungsstückes 33 in dem Gehäuse 32, und es hat einen flachen Bodenabschnitt, der sich über das Gewindeloch durch das Anpassungsstück erstreckt.

Das Kugelende 29 des Zapfens 28 ist in dem Gehäuse 32 von zwei Kunststofflagerteilen 45 und 46 umgeben. Der Teil 45 hat die Form einer Schale mit einem geschlossenen Boden mit einem halbkugelförmigen Inneren, dessen Größe so bemessen ist, daß sie das Kugelende 29 des Zapfens aufnehmen kann, wobei eine zylindrische Seitenwand mit einem Preßsitz in das rohrförmige Gehäuse 32 eingepreßt ist und ein spitz zulaufender Boden in die Verschlußscheibe 44 paßt. Eine Vertiefung 45a ist in dein Boden vorgesehen, um eine Schmiertasche zu bilden.

Der Kunststofflagerteil 46 hat die Form eines kontinuierlichen Ringes mit dem Ausschnitt einer kugelförmigen, inneren Wand, die so bemessen ist, daß sie den Teil des Kugelendes 29 aufnimmt, der dem Hals 30 benachbart ist, wobei eine zylindrische Seitenwand mit einem Preßsitz in das rohrförmige Gehäuse 32 paßt,und eine flache Endfläche auf der einen Seite an dem nach innen gedrehten Flansch 42 anliegt, während eine andere flache Endfläche an den angrenzenden Endrand des Schalenteils 45 anliegt.

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Ein Ende des Ringteiles 46 ist somit etwa um den Äquator des Kugelendes 29 angeordnet, während sein gegenüberliegendes Ende an dem Plansch 42 anliegt, wobei seine Durchgangsöffnung im wesentlichen mit der Öffnung 43 in dem Endflansch 42 übereinstimmt. Die Lagerschale 45 besteht aus sehr dichtem jedoch elastischem Kunststoff mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten, der in der Lage ist, nach einer Druckbelastung durch seine Elastizität im freien Zustand wieder seine Größe und Form anzunehmen. Geeignete Kunststoffe für diesen Ring sind sehr dichte Polyolefine, beispielsweise "Marlex", das von der Firma Phillips Chemical Company verkauft wird. Dazu gehören sehr dichte A'htylen-* Mischpolymere und Polypropylen-Mischpolymere. Andere geeignete Äthylen-Mischpolymermateriaüen für die Lagerschale 45 sind: "Alathon" der Firma DuPont, sowie "Forti-Flex" der Celanese Plastics Company, und ähnliche Materialien, die durch Steifheit, Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Einwirkungen und Wärmefestigkeit gekennzeichnet sind, jedoch noch eine gewisse federnde Elastizität haben und dauernd behalten.

Der Ringlagerteil 46 besteht aus ziemlich steifem, belastungsfähigem Kunststoff mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten und einem niedrigen Kaltfließfaktor. Das Material sollte eine hohe, bleibende Zugfestigkeit zur Lastaufnahraenaben und polyamidartige Kunststoffe haben sich als besonders brauchbar erwiesen. Beispiele solcher Materialien sind Nylonharze, die unter dem Warenzeichen "ZYTEL" von der Firma DuPont verkauft werden. Daneben kann als Beispiel Acetal harz genannt werden, das von der Firma DuPont unter dem Warenzeichen "DELRIN" verkauft wird. Außerdem sind die Polyphenylenoxidharze zu nennen, die unter dem Warenzeichen "PPO" und "NORYL" von der Firma General Electric Company verkauft werden.

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Das rohrförmige Gehäuse 32 mit der eingesetzten Yerschlußsoheibe 44, der Lagerschale 45 und dem Lagerring 46 ist auf das Anpassungsstück 33 gepreßt, um die Verschlußscheibe 44 fest auf das konische Ende 35 des Anpassungsstücke s zu legen, und um die Kunststofflagerteile 45 und 46 einer vorbestimmten Druckbelastung auszusetzen. Diese Vorbelastung der Baugruppe preßt die Lagerschale 45 zusammen, wobei ein gewünschtes Widerstandsmoment gegen Drehungen des Kugelendes in dem Lager erzeugt wird. Wenn die gewünschte Vorlast erzeugt ist, wird das Ende des Rohres über die Rippe 36 des Anpassungsstückes gepreßt und aufgewalzt, um das Rohr mit dem A_npassungsstück fest zu verklammern und dadurch eine Baugruppe mit einer festen Vorbelastung auf den Kugelzapfen zu schaffen. Diese Baugruppe kann dann leicht auf das Gewindeende der Zahnstange aufgebracht und mit der Zahnstange durch Herunterpressen eines Seiles 4-0 der Hülse 38 in den K_eilschlitz 39 gesichert werden.

Beim ersten Zusammenbauen der zusammengesetzten Teile in dem rohrförmigen Gehäuse 32 kann ausreichend Schmiermittel eingeschlossen werden, um eine leichte Lösung des Kugelendes 29 in der Pfanne zu erreichen, und um für das Gelenk eine Dauerschmierung für die ganze Lebensdauer zu schaffen. Sollte es jedoch erforderlich sein, das Gelenk zu ersetzen, so kann es leicht durch Anheben des Keilabschnittes 40 aus dem Keilschlitz 39 und durch Abschrauben des Anpassungsstückes von dem Zahnstangenende abgenommen werden.

Der steife und relativ inkompressible Kunststofflagerring 46 nimmt die Zugbelastungen zwischen dem Zahn— stangenende 22 und der Zugstange 16 auf, v/ährend die zusammengepreßte Lagerschale 45 die Druckbelastungen

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zwischen diesen beiden Teilen aufnimmt. Sowohl die Zugais auch die Druekbelastungen werden ohne Beeinträchtigung der Lenkung übertragen, da die Vorbelastung auf das Gelenk jedes Axialspiel oder jede Lose vermeidet„ Es sei bemerkt, daß die Zugstangen 16 sich um ihre eigenen Achsen ohne die Übertragung irgendeiner Drehbelastung auf die Zahnstange 22 drehen können. Zusätzlich können die Zugstangen 16 gegenüber der Zahnstange 22 in alle Richtungen über einen großen Winkelbereich gekippt werden. Da das Kugelende 29 im wesentlichen vollständig in einem besonderen Kunststofflagermaterial eingeschlossen U

ist, werden Fahrbalinstöße auf die Räder nicht auf die Zahnstange 22 in demselben . Maße übertragen wie dies bei Kreuzgelenken und dgl. Metallverbindungen auftritt, die bisher verwendet wurden.

Während bisher beschrieben worden ist, daß das rohrförraige Gehäuse 32 an den Kopfflansch 37 des Anpassungsstückes mit seinem Ende anliegt, sei bemerkt, daß vor dem Verformen des Sohrend.es um die Rippe 36 das Rohrende von den Kopfflansch 37 einen Abstand hat, um die gewünschte Vorbelastung der Komponenten in dem Rohr, wie es in Fig.3 in gestrichelten Linien dargestellt ist, nicht störend zu beeinflußen. "

In den Fig.5 und 6 ist ein abgewandeltes Kugelgelenk 50 dargestellt, und im wesentlichen identische Teile, die auch in der gleichen Weise wirken wie die in Verbindung mit dem Gelenk 27 der Fig. 1-4 dargestellten Teile, sind mit denselben Bezugszahlen bezeichnet. In der Anordnung der Fig.5 und 6 hat jedoch die Zahnstange 22 ein mit Gewinde versehenes Ende 51 von gleichem Durchmesser wie die Stange sowie einen Keilschlitz 52 in diesem Gewindeende.

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Das Gehäuse für das Gelenk ist ein längliches Metallrohr 53 rait einem nach innen gebogenen radialen Flansch 54 an einem Ende, der eine kreisförmige Öffnung 55 umgibt, die den Hals 30 des Zapfens 38 für eine freie Bewegung aufnimmt.

Eine Verschlußplatte 56 paßt in das Rohr, und sie hat eine schüsseiförmige Endfläche 57 zur Aufnahme der Lagerschale 4-5· Diese Verschlußplatte 56 hat gegenüber der Stirnfläche 57 eine flache Stirnwand 58.

Das EoIn? 53 ist zu Beginn mit einem geraden, zylindrischen, offenen Ende 59 versehen, wie dies in Fig.5 dargestellt ist, und das größer ist als der Durchmesser der Zahnstange 22, das jedoch denselben Innendurchmesser hat wie die äußeren Umfange der Kunststofflagerteile 45, 46 und der Verschlußscheibe 56.

Die zusammengesetzten Komponenten in dem offenen Rohrende werden, wie oben in Verbindung mit dem Gelenk 27 beschrieben ist, mit einer Vorbelastung versehen, und das Rohr wird angewalzt, um eine innere Rippe 60 zu bilden, die in einer Umfangsnut 61 der Verschlußplatte 56 sitzt. Dies verklammert die Verschlußplatte fest mit dem Rohr und hält die Teile in dem vorgespannten Zustand. Dann wird zusätzlich der Teil des Rohres, der über die Rippe 60 hinausragt, auf einen verringerten Durchmesser zusammengedrückt und gewalzt, um mit dem Gewindeende 5^ der Zahnstange zusammenzupassen. Der verringerte Hülsenabschnitt 62 erhält dabei ein inneres Gewinde, um das Gewindeende 51 der Zahnstange aufzunehmen, und ein örtlich begrenzter Abschnitt 63 wird in den Keilschlitz 52 der Zahnstange eingepreßt. Zusätzlich wird eine Schulter 64 ausgebildet,

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die über der Verschlußplatte 56 liegt.

Die Verringerung des Endes 62 des Rohres kann auf der Zahnstange erfolgen, um ein einstückiges Teil auszubilden¹ oder das Rohrende 62 kann vorgeformt und mit einem Innengewinde versehen sein, um später auf das Gewindeende der Zahnstange aufgeschraubt zu werden.

Die Fig.7 und 8 zeigen ein weiteres, abgewandeltes Kugelgelenk 70 zwischen der Zahnstange 22 und der Zugstange In dieser abgewandelten Anordnung.hat die Zahnstange eine i konisch vertiefte Stirnwand 71» in äer die Lagerschale direkt sitzt. Ein rohrförmiges Gehäuse 72 ist an einem Ende mit einem nach innen gedrehten Plansch 73 versehen, um den Hals 50 des Zapfens 28 aufzunehmen. Das Gehäuse hat gemäß Iig.7 eine etwas spitz zulaufende Seitenwand mit einem offenen Ende, das über das Zahnstangenende 22 paßt. Das Zahnstangenende 22 hat einen Kopfabschnitt 74 ^mi"fc einer Umfangsnut 75» wobei das Rohr 72 dicht über diesen Kopfabschnitt 74 paßt. Das Rohr 72 wird auf den Kopfabschnitt 74· aufgedrückt, um die Lagerkomponenten im Inneren mit einer Vorbelastung zu versehen, um die gewünschte Belastung auf das Kugelende 22 aufzubringen. Dann wird gemäß Fig.8 ,

das freie Ende des Rohres 72 um den Zahnstangenkopf 74 an- ™ gewalzt und aufgepreßt, um in der Nut 75 eine Rippe 76 auszubilden und um eine Stirnwand 77 herzustellen, die die Zahnstange umfaßt und um weiterhin noch eine Schulter auszubilden, um das Gehäuse auf der Zahnstange fest zu verankern.

Bei dem Gelenk 70 wird das Gehäuse 72 ein einstückiger Teil mit der Zahnstange und es entsteht eine zusammengehörende Baugruppe, die während der ganzen Lebensdauer der Zahnstangeneinheit zusammenbleibt.

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Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die Erfindung Kugelgelenke schafft, die mit vorgespannten Kunststofflagern ausgerüstet sind, um gelenkige Verbindungen zwischen der Zahnstange und den Zugstangen einer Zahnstangenlenkung zu bilden und um bisher aufgetretene Versehleißprobleme, die Übertragung eines .'Pahrbahnstoßes, den Verlust der -Lenkbewegung und die bisher notwen ge Wartung zu beseitigen, während die Kosten der Gelenke verringert werden.

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Claims

Patentansprüche

I. |Zahnstangenlenkung für lenkbare Räder mit einer in Längsrichtung verschiebbaren, von einem Ritzel angetriebenen Zahnstange und mit die Zahnstange und die Räder verbindenden Zugstangen, gekennzeichnet durch Kugelgelenke, die die Zahnstange und die Zugstangen verbinden und wirksam sind, um einen Stoß von der Fahrbahn von den Rädern zu der Zahnstange zu dämpfen und um ein konstantes Verschwenkungsmoinent aufrechtzuerhalten, wobei die Gelenke einen Kugelzapfen mit einem Kugelende haben, das von einem zweiteiligen Lager aus Kunststoff umgeben ist, das einen Kugelsitz bildet, der ein Kippen und Drehen des Zapfens gegenüber der Zahnstange ermöglicht, wobei ein Teil des zweiteiligen Lagers zwischen dem Kugelkopf und der Zugstange und der andere Teil des zweiteiligen Lagers zwischen dem Kugelkopf und der Zahnstange angeordnet ist, und ein Teil die Zugbelastung aufnimmt und aus einem steifen Kunststoff mit einem- niedrigen Reibungskoeffizienten und hohem Widerstand gegen Kaltfluß besteht, während der andere Teil die Druckbelastungen aufnimmt und aus einem Glastischen Kunststoff mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten besteht, und durch eine Vorrichtung zur Vorbelastung der Lagerteile, um das Kugelende des Zapfens um den federnden Kunststoff zusammenzupressen, wodurch ein Verschleiß durch Ausdehnung des zusammengepreßten, federnden Materials ausgeglichen wird uid. ein Stoß von der Fahrbahn absorbiert und ein toter Gang der Lenkung vermieden wird.
2. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Kunststofflagerteil aus einem Kunststoff material zusammengesetzt ist, das aus einer Gruppe

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ausgewählt ist, die aus Nylon, Acetalharzen und PoIyäthylenoxidharzen besteht und daß der federnde Kunststoffteil aus einem Kunststoffmaterial zusammengesetzt ist, daß aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus sehr dichtem Olefinmiachpolymeren besteht.
3. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Lagerteil ein Ring ist, der den Zapfenschaft aufnimmt und daß der andere Lagerteil eine Schale ist, die das freie Ende des Kugelendes des Zapfens umgibt.
4. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Lagerteil ein hochfestes, starres Harz und daß der andere Lagerteil ein Harz mit bleibender Elastizität ist.
5. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerteile in dünnwandige Gehäuse eingepreßt sind, die an beiden Enden der Zahnstange angebracht sind.
6. Zahnstangenlenkung, gekennzeichnet durch eine in Längsrichtung verschiebbare Zahnstange, durch ein die Zahnstange antreibendes Ritzel, durch an beiden Enden der Zahnstange befestigte Gehäuse, durch ein zweiteiliges Kunststofflager in jedem Gehäuse, durch eine Zugstange mit einem Kugelende in jedem Gehäuse in einem tragenden Eingriff mit dem zweistückigen Kunststofflager zur Übertragung einer Schiebebewegung der Zahnstange auf die Zugstangen, während relative Kippbewegungen zwischen der Zahnstange und den Zugstangen erleichtert sind, wobei ein Teil jedes Lagers die Zugbelastungen aufnimmt und aus einem hochfesten, starren Kunststoff

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besteht, während der andere Teil jedes Lagers aus einem, federnden Kunststoff von dauernder Elastizität besteht, und wobei jedes. Gehäuse das Lager um das Zugelende des Kugelzapfens belastet, um einen festen Lagereingriff mit dem Kugelzapfen aufrechtzuerhalten.
7. Kugelgelenk für eine Lenkung mit einer Zahnstange und einem Ritzel, gekennzeichnet durch einen Zapfen mit einem Kugelende, durch ein Paar das Kugelende umgebende Kunststofflager, durch ein die Kunststoff- "

lager umgebendes, rohrförmiges Gehäuse, durch eine Verschlußplatte in dem rohrförmigen Gehäuse, die an eines der Kunststofflager mit einer Fläche anliegt, durch ein mit Innengewinde versehenes Anpassungsstück, das in dem rohrförmigen Gehäuse an der "Verschlußplatte anliegt und durch zusammenarbeitende Rippen und Flansche auf dem Anpassungsstück und dem rohrförmigen Gehäuse, die das Gehäuse an das Anpassungsstück fest anschließen und eine vorbestimmte Last auf die Kunststofflager aufrechterhalten, wobei eines der Lager federnd zusammenpreßbar ist und bleibend elastisch ist. I
8. Kugelgelenk für eine Lenkung mit einer Zahnstange und einem Ritzel und dgl. gekennzeichnet durch einen Kugelzapfen mit einem Kugelende, durch ein Paar das Ende umgebende Kunststofflager, durch ein die Lager umgebendes Rohr, durch eine Verschlußplatte in dem Rohr, wobei ein Ende des Rohres einen nach innen gedrehten Flansch hat, der gegen eines der Lager anliegt, während die Verschlußplatte gegen das andere Lager anliegt und durch zusammenarbeitende Nuten

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und Rippen auf dem Rohr und der Verschlußplatte, ^l die die Platte an das Rohr fest anschließen und eine vorbestimmte Belastung auf die Kunststofflager aufrechterhalten, wobei eines der Lager in dem Rohr zusammengepreßt isb und elastische Eigenschaften hat, um die Vorbelastung auf das Kugelende aufrechtzuerhalten.
9. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gehäuse einen Rohrabschnitt; mit einem die Zugstange umgebenden, nach innen gedrehten Stirnflansch hat, und daß ein das Zatnstangenende aufnehmendes, mit Innengewinde versehenes Anpassungsstück fest mit dem anderen Ende des Rohres in Eingriff steht und mit dem Endstirnflansch zusammenarbeitet, um die Kunststofflager um das Kugelende der Zugstange vorzubelasten.
1o« Zahnstangenlenlcung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gehäuse einen an dem Anpassungsstück befestigten Rohrabschnitt hat, der die Gelenkkomponenten vorbelastet.
11. Zahnstangenlenkung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpassungsstück ein einstückiger · Teil der Zahnstange ist.

12, Zahns tangenlenkung, gekennzeichnet durch eine in Längsrichtung verschiebbare Zahnstange, durch eine Zugstange mit einem Kugelende, durch ein das Kugelende umgebendes Kunststofflager und ein das Lager auf dem Kugelende belastendes Gehäuse, das an einem Ende der Zahnstange befestigt ist.

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