DE4422559A1

DE4422559A1 - Zahnstangenlenkung

Info

Publication number: DE4422559A1
Application number: DE19944422559
Authority: DE
Inventors: Achim Dipl Ing Ritzmann
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1995-07-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung für Kraft fahrzeuge mit einem durch ein Lenkhandrad betätigbaren Ritzel sowie einer mit dem Ritzel kämmenden, in ihrer Längs richtung beweglich geführten Zahnstange, welche an zumindest einem Ende über ein dort fest angeordnetes Kugelgelenk mit einer Spurstange gelenkig verbunden ist, die die Zahnstange bewegungsmäßig mit einem Lenkrad des Fahrzeuges koppelt.

Derartige Zahnstangenlenkungen sind allgemein bekannt und werden vor allem in Personenkraftwagen eingesetzt, wobei in der Regel die quer im Fahrzeug angeordnete Zahnstange an beiden Enden mit Kugelgelenken für Spurstangen zur bewegungsmäßigen Kopplung mit beiden Lenkrädern des Personenkraftwagens versehen ist.

Allerdings kann die Anordnung einer Zahnstangenlenkung im Fahrzeug Schwierigkeiten bereiten. Denn einerseits soll die Lage der zahnstangenseitigen Kugelgelenke der Spurstangen nach lenkkinematischen Gesichtspunkten optimiert werden. Andererseits läßt sich dann die Zahnstange aus räumlichen Gründen nicht ohne weiteres anordnen. Insbesondere bildet der Fahrzeugmotor eine die Möglichkeiten der Anordnung der Zahnstange beschränkende Störkontur.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine neue Zahnstangenlenkung zu schaffen, welche vielfältige Einbaumöglichkeiten im Fahrzeug bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Drehzentrum des Kugelgelenkes gegenüber der Mittellängs achse der Zahnstange seitwärts versetzt an einem Radial fortsatz der Zahnstange angeordnet ist.

Damit kann die Bewegungsbahn der zahnstangenseitigen Kugel gelenke einen größeren Abstand von der Zahnstange haben, d. h. die Lage der Kugelgelenke ist weitestgehend unab hängig von der Einbaulage der Zahnstange.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, das Kugelgelenk an einem von der Zahnstange gesonderten Adapterteil anzuordnen, welches mittels eines an ihm angeformten muffenartigen Teiles mit im Querschnitt unrundem Öffnungsbereich auf dem entsprechend gegengleich unrunden Ende der Zahnstange angeordnet ist, wobei der muffenartige Teil des Adapterteiles gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung an der Zahnstange mittels einer Schraube kraftschlüssig gehaltert ist, die sich in eine stirnseitige Gewindebohrung der Zahnstange eindrehen läßt.

Bei dieser Ausführungsform wird der allgemeine Gedanke verwirklicht, eine konstruktive Anpassung der Zahnstangenlenkung an unterschiedliche Einbaubedingungen in erster Linie durch unterschiedliche Adapterteile und/oder durch Montage der Adapterteile in unterschiedlicher Lage an der Zahnstange zu gewährleisten.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Er läuterung einer besonders vorteilhaften Ausführungsform verwiesen, die anhand der Zeichnung beschrieben wird.

Dabei zeigt,

Fig. 1 eine teilweise schematisierte Darstellung der erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkung, wobei die Zahnstange in Längsrichtung geschnitten darge stellt ist, und

Fig. 2 ein Schnittbild der Zahnstange entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 ist ein Lenkhandrad 1 über eine Gelenkwelle 2 mit einem Ritzel 3 drehfest verbunden, welches mit einer Zahnstange 4 kämmt, die in einem Gehäuse 5 in Längsrichtung verschiebbar und bezüglich ihrer Längsachse undrehbar ge lagert ist. Von der Zahnstange 4 und dem Gehäuse 5 ist lediglich ein Endbereich genauer dargestellt. Jedoch be sitzt der andere (nicht dargestellte) Endbereich eine gleichartige Ausbildung.

Der Endteil 4′ der Zahnstange 4 hat im Querschnitt die Form eines zweiflaches, wie es aus Fig. 2 ersichtlich ist. Im übrigen ist im Endteil 4 eine stirnseitige Gewindesack bohrung 6 angeordnet, in die sich eine Zylinderschraube 7 eindrehen läßt.

Auf dem Endteil 4′ der Zahnstange 4 ist ein Adapterteil 8 angeordnet, welches im wesentlichen einen seitwärts ge richteten Fortsatz der Zahnstange 4 bildet. Das Adapter teil 8 besitzt ein mit der Zahnstange 4 verbundenes muffenartiges Ende 8′ mit einer die Gewindesackbohrung 6 der Zahnstange 4 fortsetzenden Bohrung 9, deren Durchmesser so bemessen ist, daß der Schaft der Zylinderschraube 7 hindurch paßt. Zahnstangenseitig erweitert sich die Boh rung 9 stufenförmig in einen Öffnungsbereich 9′, dessen Innenquerschnitt dem Umfangsquerschnitt des als zwei flach ausgebildeten Endteiles 4′ der Zahnstange 4 gegengleich angepaßt ist. Dementsprechend läßt sich das Adapterteil 8 durch Formschluß zwischen dem Öffnungsbereich 9′ der Bohrung 9 und dem Endteil 4′ der Zahnstange 4 drehfest auf die Zahnstange 4 aufschieben und mittels der Zylinder schraube 7 kraftschlüssig an der Zahnstange 4 verspannen. Das von der Zahnstange 4 abstehende Ende 8″ des Adapter teiles 8 bildet zusammen mit einer an einer Spurstange 10 endseitig angeordneten Kugel 10′ ein Kugelgelenk zur gelenkigen Verbindung zwischen der Spurstange 10 und dem Adapterteil 8 und damit der Zahnstange 4.

Die Spurstange 10 überträgt in bekannter Weise die Verschiebebewegung der Zahnstange 4 auf ein Lenkrad 11 des Fahrzeuges.

In Fig. 1 ist die Zahnstange 4 in einer Endlage darge stellt, in der das Adapterteil 8 anschlagartig mit dem Gehäuse 5 zusammenwirkt. Dementsprechend ist das Lenkrad 11 maximal in einer Richtung ausgelenkt.

Der gesamte Verbindungsbereich zwischen Adapterteil 8 und Zahnstange 4 bzw. Spurstange 10 kann in grundsätzlich bekannter Weise durch einen nur teilweise dargestellten Faltenbalg 12 umschlossen und dementsprechend gegen Ver schmutzung gesichert werden.

Abweichend von der dargestellten Ausführungsform, bei der gemäß Fig. 2 die flachen Seiten des Endteiles 4′ der Zahnstange 4 parallel zueinander ausgerichtet sind, ist auch eine Ausführungsform denkbar, bei der die Flach seiten zueinander keilförmig geneigt sind. Bei entsprechend gegengleicher Ausbildung des Öffnungsbereiches 9′ der Bohrung 9 des Adapterteiles 8 läßt sich dasselbe in nur einer Lage montieren.

Im übrigen können das Endteil 4′ sowie der Öffnungsbe reich 9′ auch eine andere unrunde Form haben, beispiels weise nach Art einer axialen Außen- bzw. Innenverzahnung ausgebildet sein, so daß das Adapterteil 8 gegebenenfalls in verschiedenen Winkelstellungen an der Zahnstange 4 montierbar ist.

Bei Veränderung der räumlichen Einbaumöglichkeiten für die Lenkung in einem Fahrzeug braucht im wesentlichen nur das Adapterteil 8 entsprechend abgeändert und/oder anders montiert zu werden, um die Zahnstange 4 mit dem Gehäuse 5 außerhalb einer Störkontur anordnen zu können.

Claims

1. Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge mit einem durch ein Lenkhandrad betätigbaren Ritzel sowie einer mit dem Ritzel kämmenden, in ihrer Längsrichtung beweg lich geführten Zahnstange, welche an zumindest einem Ende über ein dort fest angeordnetes Kugelgelenk mit einer Spurstange gelenkig verbunden ist, die die Zahn stange bewegungsmäßig mit einem Lenkrad des Fahrzeuges koppelt, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehzentrum des Kugelgelenkes (8″, 10′) gegen über der Mittellängsachse der Zahnstange (4) seitwärts versetzt an einem Radialfortsatz (Adapterteil 8) der Zahnstange (4) angeordnet ist.

2. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelgelenk (8″, 10′) an einem gesonderten Adapterteil (8) angeordnet ist, welches mittels eines an ihm angeformten muffenartigen Teiles (8′) mit im Querschnitt unrundem Öffnungsbereich (9′) auf dem entsprechend gegengleich oder angepaßt unrunden Endteil (4′) der Zahnstange (4) angeordnet ist.

3. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der muffenartige Teil (8′) des Adapterteiles (8) am Endteil (4′) der Zahnstange (4) mittels einer Schraube (7) kraftschlüssig gehaltert ist, die sich in eine stirnseitige Gewindebohrung (6) der Zahnstange (4) eindrehen läßt.

4. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Endteil (4′) der Zahnstange (4) als Zweiflach ausgebildet ist und der Öffnungsbereich (9′) des Adapterteiles (8) einen entsprechend gegengleichen Querschnitt hat.

5. Zahnstangenlenkung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Endteil (4′) der Zahnstange (4) sowie der Öffnungsbereich (9′) des Adapterteiles (8) ineinander passende Axialverzahnungen aufweisen.