DE4315916A1 - Zahnstangenlenkung - Google Patents

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

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.