DE925268C

DE925268C - Zahnstange, vorzugsweise fuer Kraftfahrzeuglenkung

Info

Publication number: DE925268C
Application number: DEA17039A
Authority: DE
Inventors: Kurt Schwenk; Haimo Dipl-Ing Teller
Original assignee: Auto Union GmbH
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1952-12-07
Filing date: 1952-12-07
Publication date: 1955-03-17

Description

Zahnstange, vorzugsweise für Kraftfahrzeuglenkung Die Erfindung bezieht sich auf die Zahnstange einer Lenkung, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, besonders eine solche, die eine zweifach geteilte Spurstange aufweist, deren mittlerer Teil eine rohrförmige Zahnstange bildet, wobei die anschließenden Gelenke in Zahnstangenmitte angeordnet sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Verzahnung auf der Zahnstange möglichst nahe an eine seiner beiden Anlenkungen heranzulegen, so daß das Gehäuse für den Zahnstangentrieb und damit die Lenkspindel möglichst weit von der Fahrzeugmitte entfernt vor dem Fahrersitz angeordnet werden kann. Dazu soll die Zahnstange über ihre ganze Länge einwandfrei gelagert und außerdem das ganze Bauteil möglichst leicht sein.
Es sind bisher Kraftfahrzeuglenkungen bekanntgeworden, die zweifach geteilte Spurstangen aufweisen und deren mittlere Teile gleichzeitig die Zahnstangen bilden. Derartige Zahnstangen sind bereits aus Gründen der Gewichtsersparnis rohrförmig ausgebildet worden. Dabei ist es auch vorgeschlagen worden, die Zahnstange aus zwei Teilen zusammenzusetzen, und zwar so, daß das Zahnstück in einen Ausschnitt der Rohrwandung des mittleren Spurstangenteils eingelegt und mit diesem verschweißt wurde. Trotz der Gewichtsersparnisse ergaben sich unüberbrückbare Nachteile. Wegen der notwendigen Schweißungen konnte kein Vergütungsmaterial für das Zahnteil verwendet werden. Richtarbeiten und weitere Bearbeitungen des Rohrumfanges wurden ebenfalls durch das Schweißen notwendig. Außerdem war es nicht möglich, das an das zahnstangenseitige Ende anschließende Gelenk bis an die Verzahnung heranzubringen, da das mittlere Spurstangenrohr nicht direkt- am Zahnstück aufhören konnte. DieAufgäbe, mit dem anschließenden Gelenk bei Lenkungseinschlag bis etwa an die Mitte des Lenkritzels heranzukommen, konnte auf diese Weise nicht gelöst werden. Da bei der Bemessung einer Radaufhängung an Querlenkern der Verkürzung der Lenker eine Grenze gesetzt ist, hat man bei der Verwendung von Zahnstangenlenkungen bisher oft große Fehler in der Lenkgeometrie zulassen müssen, da es anders nicht möglich war, die Lenksäule vor dem Sitz des Fahrers zu bringen.
Die Erfindung beseitigt diese Nachteile und schafft eine Ausführung, bei- der die Verzahnung des mittleren Spurstangenteils näher als bisher bekannt an das dort anschließende Spurstangengelenk herangelegt ist. Dies geschieht auf diese Weise, daß dem als Rohrkörper ausgebildeten mittleren Spurstangentel ein Außendurchmesser zugeordnet wird, der es gestattet, die Gehäuse der axial angeordneten Gelenkzapfen in diese einzusetzen. So können die Gelenke beim Lenkeinschlag der Fahrzeugräder erheblich in das Gehäuse des Lenktriebes hereingeschoben werden. Um trotz des dadurch notwendigen großen Außendurchmessers, der vorteilhaft breite verschleißfeste Zähne anzuordnen gestattet, bei der im allgemeinen erheblichen Länge der den mittleren Spurstangenteil bildenden Spurstange zu einer leichten. und materialbeanspruchungsmäßig günstigen Ausführung zu gelangen, setzt sich die Zahnstange nach der Erfindung aus drei rohrförmigen Teilen zusammen, von denen eines die Verzahnung trägt.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß die Zahne stange aus Rohren unterschiedlicher Wanddicke und verschiedener Materialqualität bestehen kann. So wird sein mittlerer Teil aus dünnwandigem Rohr gebildet, während ein äußerer Rohrteil die Verzahnung trägt. Diese Bauweise bringt erhebliche Gewichtsvorteile.
Die Verbindung zwischen den äußeren, massiveren Rohrteilen und dem dünnwandigen mittleren Rohr zeigt erfindungsgemäß die Eigenart, daß letzteres auf die beiden äußeren Rohrteile aufgepreßt ist, ohne daß hierzu eine hier nachteilige Verschweißung der Teile notwendig ist. Die äußeren Teile besitzen im Bereich. der Aufpreßstellen -umlaufende Nuten, in die das dünnwandige Rohr eingewalzt wird, ein Verfahren, das an sich bekannt ist. Damit sind die einzelnen Stangenteile unlösbar so miteinander verbunden, daß sie die auftretenden Lenkkräfte übertragen können.
Dadurch, daß die einzelnen Rohrteile erfindungsgemäß den gleichen Durchmesser aufweisen, kann der mittlere Spurstangenteil über seine Gesamtlänge gelagert werden. Die inneren Spurstangengelenke sind in die äußeren Rohrteile der Zahnstange lösbar eingesetzt, und ihre überstehenden Teile weisen einen geringeren Außendurchmesser als die Zahnstange auf, wodurch beim Lenken ihr Hereindrücken in . das Lenkungsgehäuse möglich wird.
Eine weitere wertvolle Ausgestaltung der Erfindung ist die Schmierung der zahnstangenseitigen Gelenke des Lenkgestänges. Die Innendurchmesser der äußeren Rohrteile der Zahnstange sind abgesetzt, und zur Zahnstangenlängsmitte hin durch Decel abgeschlossen. Dadurch entstehen gegenüber den eingesetzten Gelenkgehäusen Hohlräume, die zur Unterbringung eines Schmiermittelvorrates für die Gelenke benutzt sind. Dabei ist die Bauweise der Zahnstange vorteilhaft genutzt, da der Durchmesser der Schmiermittelvorratsräume so bemessen ist, daß er die Verzahnung anschneidet, wodurch an den Zahnlücken fensterartige Durchbrüche entstehen. Auf der anderen Seite wird eine Walzrille mit einer Bohrung versehen. Die eingesetzten Gelenkgehäuse weisen Durchtrittsöffnungen in ihrem Boden auf und bieten dem Schmiermittel Zugänge zum Gelenk. Die Durchbrüche der Schmiermittelvorratsräume nach außen haben in bestimmten Zahnstangenstellungen, zweckmäßig in den Endstellungen, jeweils Verbindung mit Schmiermittelzuführungsleitungen. Der Vorteil dieser Ausführung ist der, daß die sonst schwer zugänglichen Gelenke über einen groß bemessenen Fettvorrat ohne besondere Einrichtungen einwandfrei geschmiert werden.
Die Zeichnung zeigt die den mittleren Teil einer zweifach geteilten Spurstange bildenden Zahnstange und teilweise die anschließenden Gestängeteile sowie das umschließende Lagergehäuse der Lenkung in einem Schnitt.
In ein dünnwandiges Rohr I sind die äußeren Rohrteile 2 und 3 eingepreßt und in ringförmige Nuten 4 miteinander kalt verwalzt. Das so aus verschiedenen Materialien entstandene Bauteil wird zum Ausgleich der fertigungsmäßig bedingten Ungenauigkeiten spitzenlos geschliffen. In das Rohrteil 2 ist die Verzahnung 5 eingebracht,, welche mit dem Lenkritzel 6 kämmt. Die Spurstangengelenke 7, 7' sind in die äußeren Zahnstangenteile eingeschraubt und jeweils mit einem Sicherungsblech 8 gegen Lösen gesichert. Im Gehäuseboden der Gelenke 7, 7' befinden sich Löcher 9, durch die das Gelenk Verbindung mit dem Inneren der rohrförmigen mittleren Spurstange I hat. Dieser Rohrinnenraum ist im Bereich der äußeren Rohrteile 2 und 3 durch Verschlußdeckel Io aufgeteilt, so daß für die Gelenke 7, 7' _reichlich bemessene Schmiermittelvorratsräume II entstehen. -Eine -Walznut 4 ist an dem der Verzahnung 5 entgegengesetzten Zähnstangenende mit einer Bohrung 14 versehen während auf der Seite der Verzahnung der Durchmesser des Schmiermittelvorratsraumes II so bemessen ist, daß er die Füße der Verzahnung 5 anschneidet, wodurch fensterartige Durchbrüche 13 entstehen. Die Zahnstange ist bei 2o und 21 im Ge-'häuse 12 gelagert. Jeweils in Endstellungen der Zahnstange, die durch einen in der Längsnut 18 laufenden, gleichzeitig gegen Drehung sichernden Bremsstopfen i9 vorgeschrieben sind, haben die Schmiermittelvorratsräume ii über die Bohrung 14 bzw. die Durchbrüche 13 Verbindung mit Schmiermittelzuführungsleitungen. Im Beispiel sind diese einmal durch eine an den Kugelschmierkopf 15 anschließende Nut 16 und andererseits durch das Gehäuseinnere 22 des Zahnstangentriebes gegeben, in das das Schmiermittel über einen weiteren Kugelschmierkopf 17 eingeführt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Zahnstange, vorzugsweise für Kraftfahrzeuglenkung, besonders für solche, an denen eine rohrförmige Zahnstange die mittlere der zweifach geteilten Spurstange bildet und die zahnstangenseitigen Spurstangengelenke in Zahnstangenmitte angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange aus drei Rohrstücken (I, 2, 3) zusammengesetzt ist, von denen eines (2) die Verzahnung trägt.
2. Zahnstange nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußeres Rohrteil (2) die Verzahnung trägt; während das mittlere (I) aus dünnwandigem Material besteht.
3. Zahnstange nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem mittleren (I) und den äußeren Rohrteilen (2, 3) durch Einpressen der äußeren in das mittlere und durch nachfolgendes Einwalzen der Wandung des mittleren in umlaufende Rillen (4) der äußeren Rohrteile (2, 3) nach an sich bekanntem Verfahren hergestellt wird.
4. Zahnstange nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle drei Rohrteile (I, 2, 3) im zusammengesetzten Zustand gleichen Außendurchmesser aufweisen.
5. Zahnstange nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Spurstangengelenke (7, 7') in die äußeren Rohrteile (2, 3) der Zahnstange lösbar eingesetzt sind und ihre überstehenden Teile einen geringeren Außendurchmesser als die Zahnstange aufweisen.
6. Zahnstange nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Zahnstange vom Innendurchmesser der äußeren Rohrteile (2, 3) abgesetzt und zur Zahnstangenlängsmitte hin durch Deckel (Io) abgeschlossene Schmiermittelvorratsräume (II) vorgesehen sind.
7. Zahnstange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Schmiermittelvorratsräume (II) so auf die Tiefe der Verzahnung abgestimmt ist, daß dieser die Zahnstange anschneidet und an den Zahnlücken fensterartige Durchbrüche (I3) entstehen. B.
Zahnstange nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Walzrille an dem der Verzahnung entgegenstehenden Ende, z. B. durch Bohrungen (I4), mit einem Schmiermittelvorratsraum (II) Verbindung hat.
9. Zahnstange nach Anspruch I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzten zahnstangenseitigen Spurstangengelenke (7, 7') durch Öffnungen (9) in ihrem Gehäuse Verbindung zu den Schmiermittelvorratsräumen (II) haben. Io. Zahnstange nach Anspruch I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei bestimmten Zahnstangenstellungen im Lagergehäuse, vorzugsweise in Endstellungen, die Schmiermittelvorratsräume (II) über Zahnlückendurchbrüche (i3) oder durchbohrte Walzrillen (i4) Verbindung zu Schmiermittelzuführungsleitungen (i5, 17) aufweisen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 767 117, 717:270; britische Patentschriften Nr. 655 13o, 679 958, 4o9630.