DE4315916A1 - Zahnstangenlenkung - Google Patents
ZahnstangenlenkungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung nach
der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Zahnstangen dieser Art sind mit oder ohne hydraulische
Lenkkraftverstärkung versehen. Bekannte Zahnstangenlenkungen
der vorstehend genannten Art weisen unter anderem die Eigen
art auf, daß zwar bei einer neuen Lenkung das Lenkmoment in
allen Lenkbereichen konstant ist, mit zunehmender Betriebs
zeit jedoch im Mittenbereich bzw. im Bereich der Mittenlage
der Zahnstange, d. h. bei einer Geradeausfahrt, eine Abnahme
des Lenkmomentes erfolgt, wodurch die Lenkung im Bereich der
Mittenlage der Zahnstange leichtgängiger wird. Eine der Ur
sachen hierfür liegt in einem natürlichen Verschleiß und
einer daraus resultierenden Verringerung der Reibung zwi
schen Zahnstange und Druckstück. Diese Leichtgängigkeit wird
vom Fahrer als Spiel der Lenkung empfunden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu
grunde, eine Zahnstangenlenkung der eingangs erwähnten Art
derart auszubilden, daß es im Laufe des Betriebes nicht zu
einer Reduzierung des Lenkmomentes im Bereich der Mittenlage
der Zahnstange kommt bzw. Einrichtung an der Zahnstangenlen
kung zu schaffen, durch die mit einfachen Mitteln und wenig
stens annähernd verschleißfrei eine Erhöhung des Lenkmomen
tes im Mittenbereich der Lenkung erreicht werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
reibwerterhöhende oder eine Schwergängigkeit der Zahnstange
erzeugende Einrichtungen vorgesehen sind, durch die der
Lenkwiderstand in Abhängigkeit vom Lenkeinschlag unterschied
lich ist, und zwar dergestalt, daß in der Mittenlage der
Zahnstange der Lenkwiderstand höher ist.
Durch die reibwerterhöhenden Einrichtungen zwischen
der Zahnstange und dem Druckstück wird eine höhere Klemm
kraft erzeugt. Durch eine Schwergängigkeit der Zahnstange
wird in gleicher Weise der Lenkwiderstand in dem gewünsch
ten Sinne erhöht.
Eine mögliche konstruktive Ausgestaltung für eine
reibungserhöhende Einrichtung kann darin bestehen, daß
die Zahnstange mit einer Einrichtung versehen ist, die
quer zu ihrer Verschieberichtung zusammen mit einem im
Lenkgetriebegehäuse angeordneten Teil im Sinne einer
Reibungserhöhung im Bereich der Mittenlage der Zahnstange
wirksam ist.
Die Einrichtung kann z. B. in einfacher Weise ein Teil
sein, das in den Verschiebeweg der Zahnstange ragt, und bei
dessen Überfahren eine Klemmwirkung bzw. Reibungserhöhung
bewirkt.
In einfacher Weise kann hierzu vorgesehen sein, daß
die Zahnstange in einem Bereich einen größeren Durchmesser
aufweist und daß in diesem Bereich im Lenkgetriebegehäuse
eine Stellschraube angeordnet ist, die in den Verschiebeweg
der Zahnstange im Bereich des größeren Durchmessers ragt,
wobei der genannte Bereich derart gewählt ist, daß sich in
Mittenlage der Zahnstange ein höherer Reibwiderstand durch
das Zusammenwirken zwischen der Stellschraube und dem größe
ren Durchmesser der Zahnstange ergibt.
Um harte Stöße zu vermeiden und um einen sanfteren
Übergang zu erreichen kann dabei vorgesehen sein, daß die
Zahnstangenverdickung an beiden Enden mit flach auslaufen
den Schrägen versehen ist.
Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung
ergibt sich, wenn vorgesehen ist, daß die Stellschraube
einstellbar ist.
Durch eine derartige Einstellbarkeit läßt sich nicht
nur der Betrag der Reibungserhöhung und damit das Lenkmoment
bei der Montage der Zahnstangenlenkung exakt einstellen,
sondern darüber hinaus sind bei einem Auftreten von Ver
schleiß nachträgliche Änderungen und Anpassungen problemlos
möglich.
Statt einer Stellschraube, einem Stift oder der
gleichen, der von außen auf die Zahnstange wirkt, kann in
Umkehrung auch vorgesehen sein, daß die Zahnstange mit einem
Querzapfen versehen ist, der senkrecht zu der Verschiebe
richtung der Zahnstange teilweise aus dieser ragt, wobei das
herausragende Teil des Querzapfens in einer Längsnut im
Lenkgetriebegehäuse geführt ist, wobei in der Mittenlage der
Zahnstange reibwerterhöhende Mittel auf den Zapfen wirken.
In diesem Falle wird der Lenkwiderstand durch den Quer
zapfen erreicht, der entsprechend eine "Bremswirkung" in
dem gewünschten Bereich der Mittenlage der Lenkung bei einer
Verschiebung der Zahnstange ausübt.
Als reibwerterhöhende Mittel für den Querzapfen sind
die verschiedensten Einrichtungen denkbar. In einfacher
Weise können hierfür Federelemente vorgesehen sein, die
eine entsprechende Klemmkraft auf den Zapfen ausüben.
Eine andere mögliche Lösung kann darin bestehen, daß
Kunststoffteile vorgesehen sind, die den Querzapfen mit
Reibschluß im Bereich der Mittenlage der Zahnstange um
fassen.
In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
kann vorgesehen sein, daß der Querzapfen als Verlängerung
wenigstens einer Spurstangenbefestigungsschraube ausgebildet
ist, wobei die Verlängerung in vorteilhafter Weise in diesem
Falle mit der Spurstangenbefestigungsschraube einstückig ist.
Diese Ausgestaltung stellt eine sehr einfache Lösung
dar, da es in diesem Falle lediglich erforderlich ist,
wenigstens eine der beiden vorhandenen Spurstangenbefesti
gungsschrauben entsprechend zu verlängern.
Eine weitere, sehr vorteilhafte Lösung der gestellten
Aufgabe besteht darin, daß die Zahnstange mit einem im
Lenkgetriebegehäuse fest angeordneten Dämpferkolben derart
zusammenarbeitet, daß im Bereich der Mittenlage der Zahn
stange eine Druckmittelverdrängung aus Kolbenräumen des
Dämpferkolbens nur über Drosseleinrichtungen und außerhalb
dieses Bereiches ungehindert erfolgt.
Diese Ausgestaltung bietet sich insbesondere bei Zahn
stangenlenkungen mit hydraulischer Lenkkraftverstärkung an.
Bei Verwendung einer Hydraulikflüssigkeit als Druckmittel
tritt kein "Stic-slip"-Effekt bei langsamen Lenkbewegungen
auf, was bei einer Reibungsdämpfung nicht in jedem Falle
ausgeschlossen werden kann. Das Wesen der Erfindung liegt
dabei darin, daß durch den durch die Drosseleinrichtung ver
zögerten Druckausgleich im Bereich der Mittenlage der Zahn
stange eine Schwergängigkeit und damit ein höheres Lenk
moment in dem gewünschten Sinne erzielt wird. Erst wenn der
gewünschte Bereich verlassen wird, werden die Drosselein
richtungen überbrückt und ein Druckausgleich wird entspre
chend zugelassen.
In den Ansprüchen 12 bis 17 sind vorteilhafte konstruk
tive Ausgestaltungen hierfür näher beschrieben.
Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe kann darin
bestehen, daß die Schmiegung zwischen der Zahnstange und dem
Druckstück dergestalt verändert ist, daß sie sich im Bereich
der Mittenlage der Zahnstange allmählich vergrößert, wobei
jedoch die Berührungslinie zwischen Druckstück und Zahn
stange nicht verändert ist.
Durch diese Maßnahme entsteht eine Klemmkraft zwischen
dem Druckstück und der Zahnstange, die die Verschiebekraft
im Mittenbereich erhöht. Dabei ist der Verschleiß jedoch
minimal gegenüber anderen reibwerterhöhenden Maßnahmen. Im
allgemeinen befindet sich nämlich zwischen dem Druckstück
und der Zahnstange noch eine Einlegefolie aus Kunststoff,
wobei diese Einlegefolie an die Flanken gepreßt wird, wo
durch die Axialkraft im Mittenbereich entsprechend erhöht
wird.
Die vergrößerte Schmiegung läßt sich in einfacher
Weise durch eine entsprechende Verdickung der Zahnstange in
dem gewünschten Bereich erzielen, wobei man im allgemeinen
die Verdickung quer zur Längsachse der Zahnstange vorsehen
wird.
Die gewünschte Verdickung läßt sich z. B. durch eine
Erhöhung des Radius in dem gewünschten Bereich erzielen,
wobei man im allgemeinen den Mittelpunkt des vergrößerten
Radius im Bereich der Mittenlage der Zahnstange über dem des
Radius für die übrigen Bereiche vorsehen wird.
Um harte Punkte zu vermeiden kann es von Vorteil sein,
wenn zwischen den beiden Radien Übergangsbereiche vorgesehen
sind.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
Es zeigt:
Fig. 1 ausschnittsweise eine Zahnstangenlenkung im
Längs schnitt;
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1;
Fig. 3A einen Schnitt nach der Linie III-III der
Fig. 2;
Fig. 3B eine Alternativlösung zu der in der Fig. 3A
dargestellten Längsnut;
Fig. 4 ausschnittsweise einen Längsschnitt durch
eine Zahnstangenlenkung mit einer anderen
reibwerterhöhenden Einrichtung;
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4;
Fig. 6 ausschnittsweise einen Längsschnitt durch
eine Zahnstangenlenkung mit einer weiteren
eine Schwergängigkeit der Zahnstange er
zeugenden Einrichtung;
Fig. 7 eine Ausschnittsvergrößerung von Teil A der
Fig. 6;
Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der
Fig. 6;
Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX der
Fig. 8 und
Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel im Quer
schnitt.
Die in den Fig. 1 bis 10 dargestellten Ausführungsbei
spiele mit ihren Einrichtungen zur Erzeugung eines wenig
stens weitgehenden verschleißfreien, erhöhten Lenkwider
standes in der Mittenlage der Zahnstange sind in ihrem Auf
bau als Zahnstangenlenkung grundsätzlich von bekannter Bau
art, weshalb nachfolgend nur die für die Erfindung wesent
lichen Teile näher beschrieben werden.
In einem Lenkgetriebegehäuse 1 ist eine Zahnstange 2
verschiebbar angeordnet. In die Zahnstange 2 sind in bekann
ter Weise zwei Spurstangenbefestigungsschrauben 3 und 4 quer
zur Längsachse der Zahnstange 2 eingeschraubt, die an ihren
aus der Zahnstange 2 herausragenden Enden mit den Enden von
Spurstangen 5 und 6 verbunden sind. Eine der beiden Spur
stangenbefestigungsschrauben, im dargestellten Falle die
Spurstangenbefestigungsschraube 4, ist mit einer Verlänge
rung in Form eines Querzapfens 7 versehen. Der Querzapfen 7
ist einstückig mit der Spurstangenbefestigungsschraube 4
und ragt mit seinem unteren Ende über den Umfang der Zahn
stange 2 heraus. Das aus der Zahnstange 2 herausragende Ende
des Querzapfens 7 ragt wiederum in eine im Lenkgetriebege
häuse 1 angeordnete Längsnut 8. Die Längsnut 8 erstreckt
sich über eine Länge, die dem Verschiebeweg der Zahnstange 2
entspricht. Im Bereich der Mittenlage der Zahnstange 2 ist
zu beiden Seiten der Nutwände eine blattfederartige Einrich
tung 9 angeordnet. Die blattfederartige Einrichtung 9 be
sitzt zwei senkrecht nach oben ragende U-förmige Schen
kel 10, die durch ein auf dem Nutgrund angeordnetes Mittel
teil 11 miteinander verbunden sind. Die beiden U-förmigen
Schenkel 10 der blattfederartigen Einrichtung sind so ange
ordnet, daß sie die Breite der Längsnut 8 im Bereich der
Mittenlage der Zahnstange 2 reduzieren. Durch Schrauben oder
Bolzen 11 ist die blattfederartige Einrichtung 9 ortsfest in
der Längsnut 8 bzw. in dem Lenkgetriebegehäuse 1 gehalten.
Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist,
wird das aus der Zahnstange herausragende Ende des Querzap
fens 7 von den U-förmigen Schenkeln 10 der blattfederartigen
Einrichtung 9 aufgrund ihrer Elastizität mit Klemmkraft quer
zur Verschieberichtung der Zahnstange umfaßt. Diese Maßnahme
hat die Wirkung, daß die Axialkraft der Zahnstange 2 im Be
reich ihrer Mittenlage bzw. der Längsmittelstange entspre
chend erhöht ist. Die Erhöhung der Lenkkraft richtet sich
dabei nach der Länge der U-förmigen Schenkel 10 der blatt
federartigen Einrichtung 9 in Längsrichtung der Zahnstange 2
und dessen Klemmkraft.
Wie aus der Fig. 3A weiterhin ersichtlich ist, besteht
in den übrigen Bereichen der Längsnut 8 ein Spiel zwischen
den Nutwänden und dem Querzapfen 7, so daß hier der aus der
Zahnstange 1 herausragende Querzapfen 7 ohne Einfluß auf die
Verschiebung der Zahnstange 2 ist.
In der Fig. 3B ist alternativ zu der in der Fig. 3A
dargestellten Lösung mit der blattfederartigen Einrichtung 9
eine Lösung zur Erzeugung einer Klemmwirkung auf den Querzap
fen 7 dargestellt, wobei in der unteren Hälfte ein mit
Schrauben oder Bolzen ortsfest mit dem Gehäuse 1 verbundener
Kunststoffeinsatz 9 dargestellt ist, während in der oberen
Hälfte anstelle der blattfederartigen Einrichtung ein Kunst
stoffeinsatz 14 dargestellt ist. Der Kunststoffeinsatz 14
ist als vollständige Auskleidung für die Längsnut 8 vorge
sehen und besitzt im Bereich der Mittenlage der Zahnstange
eine nach innen ragende Verdickung 15 auf beiden Seiten, so
daß sich eine Engstelle in diesem Bereich ergibt. Die Breite
der Engstelle ist dabei so gewählt, daß der Querzapfen 7
zwischen dem Kunststoffeinsatz 14 in diesem Bereich einge
klemmt wird, wodurch in gleicher Weise wie durch die Kunst
stoffeinsätze 9 ein erhöhter Lenkwiderstand im Bereich der
Mittenlage der Zahnstange 2 geschaffen wird. Statt eines
separaten Kunststoffeinsatzes 14 in die Längsnut 8 kann
selbstverständlich im Bedarfs falle diese vollständig aus
einem entsprechenden Material bestehen, wobei im Bereich der
Mittenlage eine entsprechende Engstelle geschaffen wird, um
- wie gewünscht - den Lenkwiderstand zu erhöhen. Maßgebend
bzw. entscheidend ist lediglich, daß eine Engstelle im Be
reich der Mittenlage der Zahnstange 2 geschaffen wird, über
die der Querzapfen 7 nur unter Überwindung einer Klemmkraft
gleiten kann.
Aus den Fig. 3A und 3B sind gestrichelt auch weitere
Lagen des Querzapfens 7 ersichtlich, in denen es nicht zu
einer Erhöhung der Klemmkraft kommt, da in diesen Positionen
der Querzapfen 7 frei in der Längsnut 8 bewegbar ist.
In den Fig. 4 bis 6 ist eine ähnliche Lösung beschrie
ben, die praktisch eine kinematische Umkehrung der vor
stehend genannten Einrichtung darstellt. Zur besseren Ver
deutlichung sind in diesen Figuren - ebenso, wie auch in
den nachfolgend noch zu beschreibenden Figuren - für die
gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen beibehalten
worden.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, weist die Zahnstange
im Bereich zwischen den beiden Spurstangenbefestigungs
schrauben 3 und 4 eine Verdickung bzw. einen größeren Durch
messer auf wie im übrigen Bereich. Die Durchmesservergröße
rung kann jedoch geringfügig sein und zur Vermeidung von
harten Übergängen auch noch seitliche Übergangsbereiche bzw.
flach aus laufende Schrägen 12 als Übergang zu dem normalen
Durchmesser der Zahnstange aufweisen.
In dem Lenkgetriebegehäuse 1 ist eine Stellschraube 13
eingesetzt, deren Längsachse sich quer zur Längsachse der
Zahnstange 2 erstreckt. Die Lage der Stellschraube 13 in dem
Lenkgetriebegehäuse 1 ist so gewählt, daß sie im Bereich des
größeren Durchmessers der Zahnstange 2, d. h. zwischen den
beiden Spurstangenbefestigungsschrauben 3 und 4 in den Weg
der Zahnstange 2 ragt. Dies bedeutet, jedesmal, wenn die
Zahnstange 2 sich im Bereich ihrer Mittenlage befindet, muß
sie aufgrund des größeren Durchmessers über die Stell
schraube 13 gleiten. Aufgrund der daraus sich ergebenden
Durchbiegung der Zahnstange wird die axiale Kraft auf diese
und damit der Lenkwiderstand erhöht. In den außerhalb diesem
Bereich liegenden Bereichen besitzt die Zahnstange 2 ihren
üblichen geringeren Durchmesser, womit keine Berührung mit
der Stellschraube 13 gegeben ist. Auf diese Weise ist die
Stellschraube in diesem Bereich ohne Auswirkung.
Durch ein entsprechendes Verdrehen der Stellschraube 13
läßt sich diese je nach Wunsch weiter hinein- oder heraus
drehen, wodurch die auf die Zahnstange 2 ausgeübte Klemm
kraft eingestellt und im Bedarfsfalle auch nachgestellt
werden kann.
In den Fig. 6 bis 9 ist eine Lösung für eine die
Schwergängigkeit der Zahnstange erhöhende Einrichtung dar
gestellt, die auf hydraulischen Wirkungen beruht und da
mit keinen "Stic-slip"-Effekt besitzt.
Dargestellt ist diese Lösung bei einer Zahnstangenlen
kung mit hydraulischer Verstärkung. Wie aus der Fig. 6 und
der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 7 ersichtlich ist,
ist die Zahnstange 2 an einem Ende mit einer Stufenboh
rung 16 versehen, wobei in die Stufe mit dem größeren Durch
messer eine Steuerbüchse 17 fest eingesetzt ist. Zwischen
dem Außenumfang der Steuerbüchse 17 und der Bohrungswand der
Zahnstange 2 befindet sich ein Ringspalt 18, über den eine
Verbindung zu einem Zylinderraum 19 der hydraulischen
Lenkkraftverstärkung für die Zahnstange 2 geschaffen wird
(siehe Pfeil 20 in der Fig. 6).
Im Inneren der Bohrung 16 und gleichzeitig auch im
Inneren der Steuerbüchse 17 ist ein Dämpferkolben 21 an
geordnet. Der Dämpferkolben 21 ist mit einer Kolbenstange 22
verbunden, die als Rohr ausgebildet ist. An dem von dem
Kolben 21 abgewandten Ende ist die Kolbenstange 22 in nicht
näher dargestellter Weise über ein Kardangelenk 23 an einer
Stirnseite des Lenkgehäuses 1 befestigt. Durch das Kardan
gelenk sind Ausgleichsbewegungen der Kolbenstange 2 und
damit auch des Dämpferkolbens 21 möglich. Auf der einen
Seite ist die Steuerbüchse 17 von dem Dämpferkolben 21
stirnseitig abgeschlossen, und auf der anderen Seite besitzt
sie als Abschluß einen nach innen ragenden Bund 24, durch
den lediglich zentral entsprechend mit einem Dichtring 25
abgedichtet die Kolbenstange 22 geführt ist. Auf diese
Weise ist im Inneren der Steuerbüchse 17 ein Kolbenraum 26
geschaffen. Ein zweiter Kolbenraum 27 wird durch den
Dämpferkolben 21 auf der anderen Seite und den Teil der
Bohrung 16 geschaffen, der sich bis zum Bohrgrund erstreckt.
Wie aus der Fig. 7 ersichtlich ist, ist der Dämpfer
kolben 21 auf seiner Vorderseite mit einer Drosselboh
rung 28 als Drosseleinrichtung versehen, die eine Verbin
dung zwischen dem Kolbenraum 27 und dem Inneren der Kolben
stange 22 herstellt. Auf der anderen Seite des Dämpferkol
bens 21 ist hinter diesem (in der dargestellten Position)
in der Umfangswand der Kolbenstange 22 ebenfalls eine
Drosselbohrung 29 als Drosseleinrichtung angebracht, die
eine Verbindung des Kolbenraumes 26 mit dem Inneren der
Kolbenstange 22 herstellt.
Im Bereich der Mittenlage der Zahnstange 2 sind in der
Steuerbüchse 17 in ihrer Umfangswand wenigstens zwei neben
einanderliegende Bohrungen 30 und 31 angeordnet, deren
Durchmesser um ein Mehrfaches größer ist als die Durchmesser
der Drosselbohrungen 28 und 29.
Die Einrichtung zur Erhöhung der Schwergängigkeit der
Zahnstange 2 im Mittenbereich nach den Fig. 6 bis 9 funk
tioniert nun auffolgende Weise:
Bei einer ruhenden Zahnstange 2 ist der Dämpferkol
ben 21 hydraulisch ausgeglichen, und zwar unabhängig da
von, wie hoch in diesem Moment der Druck in dem Zylinder
raum 19 ist. Erst beim Bewegen der Zahnstange herrschen in
den Kolbenräumen 26 und 27 unterschiedliche Drücke, durch
dessen Reaktion sich die Verschiebekraft für die Zahnstange
und damit der Lenkwiderstand im Mittenbereich erhöht. Hier
zu dienen die Drosselbohrungen 28 und 29.
Bei einer Bewegung der Zahnstange 2 aus der Mittenlage,
z. B. in X-Richtung, wird das Öl aus dem Kolbenraum 27 über
die Drosselbohrung 28 in den Innenraum der hohlen Kolben
stange 22 geleitet, wo es in Richtung des Pfeiles 32 strömt.
Die Kolbenstange 22 ist an ihrem in den Zylinderraum 19
ragenden Ende mit einer Umfangsbohrung 33 versehen, über die
das verdrängte Öl in den Zylinderraum 19 gelangen kann.
Über die Drosselbohrung 29 kann ein Volumenausgleich
für den sich vergrößernden Kolbenraum 26 geschaffen werden.
Dieser Volumenausgleich ist dadurch möglich, daß Öl aus dem
Innenraum der Kolbenstange 22 angesaugt wird. Sowohl die
Verdrängung des Öles aus dem Kolbenraum 27 als auch das
Nachsaugen in den Kolbenraum 26 kann jedoch nur unter Über
windung eines entsprechenden Druckes erfolgen.
Zur Funktionsweise wirken eine hintere und eine vordere
Steuerkante 34 bzw. 36 am Dämpferkolben mit einer vorderen
und einer hinteren Steuerkante 35A und 35B an der Steuer
büchse 17 zusammen.
Wenn die Steuerkante 34 die Bohrung 31 erreicht, wird
eine Verbindung zwischen den Räumen 18 und 26 geschaffen,
der Volumenausgleich kann ungedrosselt erfolgen.
Erst, wenn eine Steuerkante 34 an dem Dämpferkolben 21
eine Steuerkante 35A der Steuerbüchse 17 erreicht, ist die
Drosselwirkung durch die Drosselbohrung 28 zu Ende. Zu
diesem Zeitpunkt ist die Axialkrafterhöhung zu Ende, denn
es werden ungedrosselte Verbindungen über den Ringraum 18
zu dem Zylinderraum 19 geschaffen, wenn auch die Steuer
büchse 17 in diesen Bereichen, d. h. außerhalb der Steuer
kanten 35A und 35B einen größeren Innendurchmesser besitzt,
damit ein Ringspalt zwischen dem Dämpferkolben 21 und der
Steuerbüchse 17 für einen ungehinderten Druckmittelstrom
entsteht.
Wird die Zahnstange 2 aus ihrer Mittenlage in Y-Rich
tung verschoben, so wird das Öl im Druckraum 26 über die
Drosselbohrung 29 in das Innere der Kolbenstange 22 ge
leitet. Über die Drosselbohrung 28 kann in den sich ver
größernden Kolbenraum 27 Öl aus dem Inneren der Kolben
stange 22 nachgesaugt werden. Ebenso wie bei einer Ver
schiebung der Zahnstange 2 in X-Richtung kann dies jedoch
nur unter Überwindung eines entsprechend erhöhten Druckes
erfolgen.
Wenn die Steuerkante 36 die Bohrung 30 erreicht, wird
eine Verbindung zwischen den Räumen 27 und 18 geschaffen,
und der Volumenausgleich kann ungedrosselt erfolgen.
Erst, wenn die Steuerkante 36 des Dämpferkolbens 21,
die sich an dessen vorderen Ende befindet, die Steuer
kante 35B in der Steuerbüchse 17 erreicht, ist die Drossel
wirkung durch die Drosselbohrung 29 zu Ende.
Der Dämpferkolben 21 kann im Bedarfsfalle auch externe
Lenkungsdämpfer ersetzen (ohne Steuerkanten).
Die Steuerkanten und somit die Dämpferwirkung können
an jedem beliebigen Bereich des Zahnstangenhubes angebracht
werden.
In der Fig. 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben.
Bei dieser Lösung wird die Verschiebekraft durch eine
Veränderung der Schmiegung zwischen der Zahnstange 2 und
einem die Zahnstange jochartig umfassenden Druckstück 37 er
höht. Das Druckstück 37 befindet sich in üblicher Weise auf
der von der Verzahnung 38 abgewandten Seite der Zahnstange.
Im allgemeinen befindet sich zwischen dem Druckstück 37 und
der Zahnstange 2 noch eine Einlegefolie 39 aus Kunststoff.
Durch eine Federeinrichtung 40, die sich an einem in das
Lenkventilgehäuse 1 eingesetzten Verschlußstopfen 41 ab
stützt, wird das Druckstück 37 an die Zahnstange 2 ange
preßt. Die Zahnstange besitzt einen Radius R1. Im Bereich
der Mittenlage der Zahnstange 2 wird diese nun verdickt,
d. h. mit einem größeren Radius R2 versehen. Auf diese
Weise entsteht im Bereich der Mittenlage der Zahnstange 2
eine Exzentrizität, wobei der Mittelpunkt des größeren
Radius R2 über dem Mittelpunkt des Radius R1, d. h. näher
an der Verzahnung 38 angeordnet wird. In der Praxis hat
sich eine Radiusvergrößerung von wenigen Zehnteln und eine
Exzentrizität zwischen den beiden Radien von ebenfalls
wenigen Zehntel Millimetern als ausreichend herausgestellt.
In der Fig. 10 ist mit dem Bezugszeichen 42 die Exzentrizi
tät e angedeutet, die z. B. 0,4-0,5 mm betragen kann. Mit
dem Bezugszeichen 43 ist die Differenz zwischen dem
Radius R2 und R1 angedeutet.
Durch die exzentrische Verdickung der Zahnstange 2,
wobei man im allgemeinen einen Übergangsbereich vom zentri
schen Teil mit einer flachen Schräge vorsehen wird, werden
die Flanken der Einlegefolie 39 im elastischen Bereich ver
preßt. Auf diese Weise entsteht im Bereich der Mittenlage
der Zahnstange 2 eine Klemmkraft, die die Verschiebekraft
entsprechend erhöht. Der dabei auftretende Verschleiß ist
jedoch minimal bzw. vernachlässigbar.
Bei dieser Ausgestaltung bleibt die Berührungslinie
bzw. Berührungsfläche zwischen der Zahnstange 2 und dem
Druckstück 37 bzw. zu der Einlegefolie 39 unverändert. Sie
kann z. B. in einem Bereich von jeweils 45°, bezogen auf die
Horizontalachse, liegen.
Ebenso bleibt auch der Achsabstand zwischen der Zahn
stange 2 und dem Ritzel unverändert. Lediglich die seitlich
wirkenden Klemmkräfte sorgen für eine entsprechende Erhöhung
des Lenkwiderstandes.
Bezugszeichenliste
1 Lenkgetriebegehäuse
2 Zahnstange
3 Spurstangen befestigungsschraube
4 Spurstangen befestigungsschraube
5 Spurstange
6 Spurstange
7 Querzapfen
8 Längsnut
9 blattfederartige Einrichtung
10 U-förmiger Schenkel
11 Mittelteil
12 Schräge
13 Stellschraube
14 Kunststoffeinsatz
15 Verdickung
16 Stufenbohrung
17 Steuerbüchse
18 Ringspalt
19 Zylinderraum
20 Pfeil
21 Dämpferkolben
22 Kolbenstange
23 Kardangelenk
24 Bund
25 Dichtring
26 Kolbenraum
27 Kolbenraum
28 Drosselbohrung
29 Drosselbohrung
30 Bohrung
31 Bohrung
32 Pfeil
33 Umfangsbohrung
34 Steuerkante
35A Steuerkante
35B Steuerkante
36 Steuerkante
37 Druckstück
38 Verzahnung
39 Einlegefolie
40 Federeinrichtung
41 Verschlußstopfen
42 Exzentrizität e
43 Differenz R2 : R1
2 Zahnstange
3 Spurstangen befestigungsschraube
4 Spurstangen befestigungsschraube
5 Spurstange
6 Spurstange
7 Querzapfen
8 Längsnut
9 blattfederartige Einrichtung
10 U-förmiger Schenkel
11 Mittelteil
12 Schräge
13 Stellschraube
14 Kunststoffeinsatz
15 Verdickung
16 Stufenbohrung
17 Steuerbüchse
18 Ringspalt
19 Zylinderraum
20 Pfeil
21 Dämpferkolben
22 Kolbenstange
23 Kardangelenk
24 Bund
25 Dichtring
26 Kolbenraum
27 Kolbenraum
28 Drosselbohrung
29 Drosselbohrung
30 Bohrung
31 Bohrung
32 Pfeil
33 Umfangsbohrung
34 Steuerkante
35A Steuerkante
35B Steuerkante
36 Steuerkante
37 Druckstück
38 Verzahnung
39 Einlegefolie
40 Federeinrichtung
41 Verschlußstopfen
42 Exzentrizität e
43 Differenz R2 : R1
Claims (23)
1. Zahnstangenlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
mit einer in einem Lenkgetriebegehäuse axial verschiebbar
angeordneten Zahnstange und mit einem Druckstück, das joch
artig den Rücken der Zahnstange umfaßt, dadurch ge
kennzeichnet, daß reibwerterhöhende oder eine
Schwergängigkeit der Zahnstange erzeugende Einrichtungen
vorgesehen sind, durch die der Lenkwiderstand in Abhängig
keit vom Lenkeinschlag unterschiedlich ist, und zwar derge
stalt, daß in der Mittenlage der Zahnstange (2) der Lenk
widerstand höher ist.
2. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zahnstange (2) mit einer
Einrichtung versehen ist, die quer zu ihrer Verschieberich
tung zusammen mit einem im Lenkgetriebegehäuse (1) angeord
neten Teil (8, 9, 14 bzw. 13) im Sinne einer Reibungserhöhung
im Bereich der Mittenlage der Zahnstange (2) wirksam ist.
3. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zahnstange (2) in einem
Bereich einen größeren Durchmesser aufweist und daß in
diesem Bereich im Lenkgetriebegehäuse (1) eine Stell
schraube (13) angeordnet ist, die in den Verschiebeweg der
Zahnstange (2) im Bereich des größeren Durchmessers ragt,
wobei der genannte Bereich derart gewählt ist, daß sich in
Mittenlage der Zahnstange (2) ein höherer Reibwiderstand
durch das Zusammenwirken zwischen der Stellschraube und dem
größeren Durchmesser der Zahnstange ergibt.
4. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zahnstangenverdickung
an beiden Enden mit flach auslaufenden Schrägen (12) ver
sehen ist.
5. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stellschraube (13)
einstellbar ist.
6. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zahnstange (2) mit einem
Querzapfen (7) versehen ist, der senkrecht zu der Verschie
berichtung der Zahnstange (2) teilweise aus dieser ragt, wo
bei das herausragende Teil des Querzapfens (7) in einer
Längsnut (8) im Lenkgetriebegehäuse (1) geführt ist, wobei
in der Mittenlage der Zahnstange (2) reibwerterhöhende Mit
tel (9 bzw. 14) auf den Zapfen wirken.
7. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die reibwerterhöhenden
Mittel in Mittenlage der Zahnstange (2) wirksam werdende
Federelemente (9) sind, die eine Klemmkraft auf den Quer
zapfen (7) ausüben.
8. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die reibwerterhöhenden Mit
tel Kunststoffteile (14) sind, die den Querzapfen (7) mit
Reibschluß im Bereich der Mittenlage der Zahnstange (2) um
fassen.
9. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 6, 7 oder 8, da
durch gekennzeichnet, daß der Querzap
fen (7) als Verlängerung wenigstens einer Spurstangenbe
festigungsschraube (4) ausgebildet ist.
10. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verlängerung mit der
Spurstangenbefestigungsschraube (4) einstückig ist.
11. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zahnstange (2) mit einem
im Lenkgetriebegehäuse fest angeordneten Dämpferkolben (21)
derart zusammenarbeitet, daß im Bereich der Mittenlage der
Zahnstange (2) eine Druckmittelverdrängung aus Kolben
räumen (26, 27) des Dämpferkolbens (21) nur über Drossel
einrichtungen (28, 29), außerhalb dieses Bereiches jedoch
ungehindert erfolgt.
12. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Dämpferkolben (21)
zusammen mit einer den Dämpferkolben umgebenden Steuer
büchse (17) in einer Bohrung (16) der Zahnstange (2) an
geordnet ist.
13. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Kolbenraum (27) des
Dämpferkolbens durch einen Teil der Bohrung (16) in der
Zahnstange zwischen dem Dämpferkolben (21) und dem Ende der
Bohrung und ein Kolbenraum (26) durch einen Ringraum zwi
schen der Steuerbüchse und einer Kolbenstange (22) gebildet
ist, an dessen einem Ende der Dämpferkolben (21) befestigt
ist und dessen anderes Ende am Lenkgetriebegehäuse (1) be
festigt ist.
14. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das von dem Dämpferkol
ben (21) abgewandte Ende der Kolbenstange (22) kardanisch
an dem Lenkgetriebegehäuse (1) befestigt ist.
15. Zahnstangenlenkung nach einem der Ansprüche 12 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem
Einbau des Dämpferkolbens (21) in eine Zahnstangenlenkung,
die mit einer hydraulischen Lenkkraftverstärkung versehen
ist, der Druckmittelausgleich für die beiden Kolben
räume (26, 27) des Dämpferkolbens (21) mit einem Zylinder
raum (19) der Lenkkraftverstärkung erfolgt.
16. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbindung zu dem
Zylinderraum (19) der Lenkkraftverstärkung durch die als
Rohr ausgebildete Kolbenstange (22) und durch einen Ring
spalt (18) zwischen der Steuerbüchse (17) und der Boh
rung (16) in der Zahnstange (2) erfolgt.
17. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Drossel
einrichtung als Drosselbohrung (28) in dem Dämpferkol
ben (21) zur Verbindung zwischen dem in der Bohrung (16)
der Zahnstange (2) angeordneten Kolbenraum (27) und dem
Inneren der Kolbenstange (22) und eine weitere Drosselein
richtung in Form einer Umfangsbohrung (29) in der Kolben
stange (22) zur Verbindung des als Ringraum ausgebildeten
Kolbenraumes (26) mit dem Inneren der Kolbenstange ausge
bildet ist und daß in der Steuerbüchse (17) Auslaßbohrun
gen (30, 31) und Steuerkanten (34, 35, 36) angeordnet sind,
die eine ungedämpfte Abströmung von Druckmittel aus den
Kolbenräumen (26, 27) des Dämpferkolbens (21) außerhalb des
Bereiches der Mittenlage der Zahnstange (2) in den Zylinder
raum (19) der Lenkkraftverstärkung zulassen.
18. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schmiegung zwischen
der Zahnstange (2) und dem Druckstück (37) dergestalt ver
ändert ist, daß sie sich im Bereich der Mittenlage der Zahn
stange vergrößert, wobei jedoch die Berührungslinie zwischen
Druckstück (37) und Zahnstange (2) im wesentlichen nicht
verändert ist.
19. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Zahn
stange (2) und dem Druckstück (37) eine Einlegefolie (39)
angeordnet ist.
20. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 18 oder 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vergröße
rung der Schmiegung durch eine Verdickung der Zahnstange
vorgenommen ist.
21. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verdickung der Zahn
stange quer zur Längsachse der Zahnstange vorgesehen ist.
22. Zahnstangenlenkung nach einem der Ansprüche 18 bis
21, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ver
größerung der Schmiegung der Radius der Zahnstange (2) im
Bereich der Mittenlage der Zahnstange vergrößert ist, wobei
der Mittelpunkt des Radius im Bereich der Mittenlage der
Zahnstange (2) über dem Mittelpunkt des Radius der Zahn
stange (2) außerhalb des genannten Bereiches liegt.
23. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 22, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen den unter
schiedlichen Radien Übergangsbereiche an der Zahnstange (2)
vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934315916 DE4315916A1 (de) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Zahnstangenlenkung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934315916 DE4315916A1 (de) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Zahnstangenlenkung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4315916A1 true DE4315916A1 (de) | 1994-11-17 |
Family
ID=6487943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934315916 Withdrawn DE4315916A1 (de) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Zahnstangenlenkung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4315916A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10306305B4 (de) * | 2002-03-12 | 2005-12-22 | Ford Global Technologies, LLC (n.d.Ges.d. Staates Delaware), Dearborn | Verfahren und Vorrichtung zum Unterdrücken von Schwingungen in einem Fahrzeug-Lenksystem |
DE102007006232A1 (de) * | 2007-02-08 | 2008-08-14 | Zf Lenksysteme Gmbh | Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems in einem Kraftfahrzeug |
-
1993
- 1993-05-12 DE DE19934315916 patent/DE4315916A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10306305B4 (de) * | 2002-03-12 | 2005-12-22 | Ford Global Technologies, LLC (n.d.Ges.d. Staates Delaware), Dearborn | Verfahren und Vorrichtung zum Unterdrücken von Schwingungen in einem Fahrzeug-Lenksystem |
DE102007006232A1 (de) * | 2007-02-08 | 2008-08-14 | Zf Lenksysteme Gmbh | Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems in einem Kraftfahrzeug |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |