DE4220417A1 - Mechanische Zahnstangenlenkung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanische Zahnstangenlenkung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bekannte mechanische Zahnstangenlenkungen (siehe z. B. Reimpel: "Lenkungen") weisen eine Zahnstange auf, in deren verzahnten Abschnitt ein mit der Lenkwelle verbundenes Ritzel eingreift. Ritzel und Zahnstange sind in einem gemeinsamen, im allgemeinen als Langgußkörper ausgebildeten Gehäuse untergebracht. Dieses Gehäuse weist an seinen Enden Gummibälge auf, die die Verbindung von Zahnstange zu den Spurstangen gegen Verschmutzung und Feuchtigkeit schützen. Ein Nachteil der bekannten mechanischen Zahnstangenlenkung ist, daß das Gehäuse, in dem Zahnstange und Ritzel untergebracht sind, ein relativ großer Langgußkörper ist, zu dessen Herstellung große Mengen Materials und ein hoher Bearbeitungsaufwand nötig sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine mechanische Zahnstangenlenkung der oben genannten Art vorzuschlagen, die aus vereinfachten Komponenten besteht, wodurch Material- und Bearbeitungsaufwand sowie die Herstellungskosten gesenkt werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 angegebene Maßnahme. Die zweiteilige Ausführung von Zahnstangengehäuse und Ritzelgehäuse ermöglicht eine einfache Bearbeitung, da es sich um kleinere Bauteile handelt, sowie die Wahl von unterschiedlichen Materialien und Herstellungsprozessen, wodurch Kosten und Gewicht eingespart werden können. Eine hohe Genauigkeit des von Zahnstange und Ritzel gebildeten Winkels wird durch die konzentrische Führung von Zahnstangengehäuse und Ritzelgehäuse erreicht.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, als Zahnstangengehäuse ein einfaches durchgehendes Rohr und als Ritzelgehäuse ein das durchgehende Rohr umschlingendes Gußteil vorzusehen. Bei Verwendung z. B. eines Stahlrohres, kann man auf kostengünstige, handelsübliche Rohre zurückgreifen, die aufgrund ihrer Materialeigenschaften, z. B. der von Stahl, bei unveränderter Stabilität mit einer verminderten Wandstärke und somit gewichtsreduziert ausgebildet sein können. Lediglich das Ritzelgehäuse ist als Gußstück vorgesehen, das aufgrund seiner im Vergleich zu einem Langgußkörper relativen Kompaktheit mit wesentlich geringerem Aufwand bearbeitet werden und als vorgefertigtes Teil vorgesehen sein kann. Eine Befestigung von Zahnstangengehäuse und Ritzelgehäuse untereinander kann z. B. durch Überschieben und Eindrücken erreicht werden.

Eine besonders einfache Möglichkeit, die Zahnstange im Zahnstangengehäuse zu lagern, besteht nach Anspruch 3 darin, ein oder mehrere Kunststoffelemente zu verwenden, die z. B. in im als Zahnstangengehäuse dienenden Rohr angebrachte Löcher eingedrückt angebracht sein können oder in diese Löcher einschnappen. Eine ansonsten erforderliche aufwendige Bearbeitung des Zahnstangengehäuses erübrigt sich somit.

Zur Befestigung des Zahnstangengehäuses am Fahrzeug wird nach Anspruch 4 vorgeschlagen, mindestens einen der zum Schutz der Verbindung Zahnstange-Spurstange dienenden Faltenbälge zahnstangengehäuseseitig mit einem dicken Wulst zu versehen und das Zahnstangengehäuse direkt über diesen Wulst am Fahrzeug zu befestigen. Durch eine derartige einteilige Ausführung von Faltenbalg und Lenkgetriebelager spart man nicht nur eine ansonsten erforderliche Befestigungseinrichtung und einen Arbeitsgang ein, sondern erreicht zusätzlich eine geräuschschluckende Dämpfung bzw. Schwingungsentkopplung von Fahrzeug und Lenkanlage. Der Faltenbalg kann aus einem speziell auf diese Aufgabe abgestimmten Material bestehen.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 Schnitt durch eine erfindungsgemäße mechanische Zahnstangenlenkung;

Fig. 2 vergrößerter Ausschnitt des Kopplungsbereichs von Ritzel- und Zahnstangengehäuse aus Fig. 1;

Fig. 3 vergrößerter Ausschnitt aus Fig. 1, enthaltend Lagerung der Zahnstange und Befestigung des Zahnstangengehäuses.

In Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine erfindungsgemäße mechanische Zahnstangenlenkung dargestellt. Man erkennt die Zahnstange 1 die an ihren Enden über Spurstangenbe­ festigungen 3 mit den Spurstangen 2 in bekannter Weise verbunden ist. Zum Schutz dieser Verbindungen gegen Schmutz und Feuchtigkeit sind Faltenbälge 6 angebracht, die einerseits an der Spurstange 2 und andererseits am Zahnstangengehäuse 4 befestigt sind. Das Zahnstangengehäuse 4 ist als einfaches durchgehendes Stahlrohr ausgebildet, auf dem das Ritzelgehäuse 5 konzentrisch geführt und mittels Eindrückungen befestigt ist.

Eine vergrößerte Abbildung dieses Bereichs zeigt Fig. 2. Im Ritzelgehäuse 5 erkennt man am unteren Ende ein Lager 13, in dem das hier nicht dargestellte Ritzel gelagert ist. Es greift durch die Öffnung 12 in bekannter Weise in einen, in diesem Schnittbild z. B. unterhalb der Zeichenebene liegenden, verzahnten Abschnitt der Zahnstange 1 ein, die auf der dem Ritzel gegenüberliegenden Seite, hier oberhalb der Zeichenebene, abgestützt ist, wodurch eine stabile Lagerung der Zahnstange 1 in diesem Bereich erreicht wird. Durch die konzentrische Führung des Ritzelgehäuses 5 auf dem das Zahnstangengehäuse 4 bildenden Rohr ist eine hohe Genauigkeit des Winkels α, der zwischen den Achsen von Zahnstange und Ritzel liegt, gewährleistet, so daß die Verzahnungen von Ritzel und Zahnstange optimal ineinander greifen können.

Weiterhin erkennt man, daß die Befestigung des auf dieser Seite des Zahnstangengehäuses 4 angebrachten Faltenbalgs 6 über eine einfache Schelle 14 erfolgt. Eine Befestigung des Zahnstangengehäuses 4 am Fahrzeug wird hier über die Lagerung des sich an das Ritzel anschließenden Lenkgestänges erreicht.

Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des anderen Endes des Zahnstangengehäuses 4. Zur Lagerung der Zahnstange 1 im Zahnstangengehäuse 4 sind an dieser Stelle Kunststoffelemente 9 angebracht, die durch Eindrücken in Löcher 10 befestigt sind. Der an dieser Seite des Zahnstangengehäuses 4 angebrachte Faltenbalg 6 weist einen erfindungsgemäßen Wulst 7 auf, den eine Befestigungsein­ richtung 8 umgreift, die zum einen eine Befestigung des Faltenbalgs 6 am Zahnstangengehäuse 4 sicherstellt und zum anderen fahrzeugseitig befestigt ist und somit eine, über den Wulst 7 geräuschgedämpfte Befestigung des Zahnstangengehäuses 4 am Fahrzeug darstellt.

Eine vom Fahrer ausgeübte Lenkradbewegung resultiert in einer Drehung des Ritzels, das in den verzahnten Bereich der Zahnstange 1 eingreift und diese dadurch nach links bzw. nach rechts verschiebt. Die zur Lagerung der Zahnstange 1 dienenden Kunststoffelemente 9 ermöglichen ein leichtgängiges Gleiten der Zahnstange 1, deren Bewegung in bekannter Weise auf die Spurstange 2 übertragen wird. Die Faltenbälge 6 sind so ausgelegt, daß sie den maximal möglichen Auslenkungen der Zahnstange 1 folgen können.

Bezugszeichenliste

 1 Zahnstange
 2 Spurstange
 3 Spurstangenbefestigung
 4 Zahnstangengehäuse
 5 Ritzelgehäuse
 6 Faltenbalg
 7 Wulst
 8 Befestigungseinrichtung
 9 Kunststoffelement
10 Loch
11 Eindrückung
12 Öffnung
13 Lager
14 Schelle

Claims (4)

1. Mechanische Zahnstangenlenkung mit Lenkwelle, mit an dieser angebrachtem, in einem Ritzelgehäuse (5) befindlichem Ritzel, das in einen verzahnten Abschnitt einer Zahnstange (1) eingreift, die in einem Zahnstangengehäuse (4) geführt wird, mit mit der Zahnstange (1) verbundenen Spurstangen (2), mit um diese Verbindung herum angebrachten Faltenbälgen (6), sowie mit Mitteln zum Befestigen des Zahnstangen­ gehäuses (4) am Fahrzeug, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Zahnstangengehäuse (4) und Ritzelgehäuse (5) zweiteilig ausgeführt sind und konzentrisch geführt sind.

2. Mechanische Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zahnstangengehäuse (4) ein einfaches durchgehendes Rohr und als Ritzelgehäuse (5) ein dieses Rohr umschlingendes Gußteil vorgesehen ist.

3. Mechanische Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung der Zahnstange (1) im Zahnstangengehäuse (4) ein oder mehrere Kunststoffelemente (9) vorgesehen sind.

4. Mechanische Zahnstangenlenkung mit Lenkwelle, mit an dieser angebrachtem, in einem Ritzelgehäuse (5) befindlichen Ritzel, das in einen verzahnten Abschnitt einer Zahnstange (1) eingreift, die in einem Zahnstangengehäuse (4) geführt wird, mit mit der Zahnstange (1) verbundenen Spurstangen (2), mit um diese Verbindung herum angebrachten Faltenbälge (6), sowie mit Mitteln zum Befestigen des Zahnstangengehäuses (4) am Fahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Faltenbälge (6) einerseits an der Spurstange (2) und andererseits am Zahnstangengehäuse (4) befestigt ist und dazu zahnstangengehäuseseitig einen dicken Wulst (7) aufweist, um den eine Befestigungseinrichtung (8) angreift und daß diese Befestigungseinrichtung (8) gleichzeitig zur Befestigung des Zahnstangengehäuses (4) am Fahrzeug dient.