DE19937376A1 - Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Zahnstangenlenkung für KraftfahrzeugeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung, bei der die Spurstangen mit Versatz zur Zahnstangenachse mit der Zahnstange gekoppelt sind. Zur Versteifung der Zahnstange ist ein Spurstangenträger mit zur Zahnstange parallelem Rahmenglied vorgesehen. Durch am Lagergehäuse der Zahnstange angeordnete Führungen werden die Zahnstange und der Spurstangenträger gegen Drehung um die Zahnstangenachse relativ zum Lagergehäuse gesichert.
Description
Die Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, mit
- - einem die Zahnstange sowie ein damit kämmendes Ritzel verschiebbar bzw. drehbar lagernden Lagergehäuse,
- - einem mit der Zahnstange rahmenartig verbundenen Spurstangenträger, welcher ein zur Zahnstange paralleles Rahmenglied sowie damit U-förmig verbundene, quer zur Zahnstangenachse in einer gemeinsamen Ebene erstreckte Seitenteile aufweist, und
- - an den Seitenteilen angeordneten, zur Zahnstangenachse versetzten Spurstangen.
Grundsätzlich ist bei Zahnstangenlenkungn erwünscht, die
zahnstangenseitigen Anschlüsse bzw. Gelenke der Spurstangen in
Achsansicht der Zahnstange mittig zur Zahnstangenachse
anzuordnen, so daß die von den Spurstangen übertragenen Zug-
bzw. Druckkräfte weitestgehend in Richtung der
Zahnstangenachse wirksam sind.
Jedoch ist eine derartige Ausbildung einer Zahnstangenlenkung
oftmals aus Platzgründen nicht möglich, weil beispielsweise
durch den Motor, das Getriebe oder sonstige Teile des
Antriebstranges des Fahrzeuges Störkonturen gebildet werden,
die es unmöglich machen, bei der vorgenannten Anordnung der
Spurstangen an der Zahnstange eine gewünschte Lenkkinematik zu
verwirklichen.
Deshalb werden die inneren, d. h. die zahnstangenseitigen
Gelenke der Spurstangen des öfteren mit größerem Versatz zur
Zahnstangenachse angeordnet.
Die DE 32 19 176 C2 zeigt eine solche Zahnstangenlenkung mit
den eingangs angegebenen Merkmalen.
Um zu verhindern, daß der mit der Zahnstange rahmenförmig
verbundene Spurstangenträger unerwünschte Schwenkbewegungen um
die Zahnstangenachse ausführen kann, ist gemäß einer ersten
Ausführungsform der DE 32 19 176 C2 vorgesehen, den
Spurstangenträger nahe der inneren Spurstangengelenke über im
wesentlichen vertikale Pendelstützen am Chassis des Fahrzeuges
abzustützen. Wenn der Spurstangenträger zusammen mit der
Zahnstange bei der Lenkverstellung der gelenkten Fahrzeugräder
in Fahrzeugquerrichtung verschoben wird, führen diese
Pendelstützen entsprechende Seitwärtsschwenkungen um ihre
chassisseitigen Lager aus.
Bei einer weiteren Ausführungsform der DE 32 19 176 C2 ist der
Spurstangenträger mit Abstand von der Achse der Zahnstange mit
der parallel zur Zahnstange angeordneten Kolbenstange eines
Lenkungsdämpfers verbunden, dessen Zylinder am Chassis des
Fahrzeuges fest gehaltert ist und damit als chassisseitige
Führung für den Spurstangenträger dient.
Diese bekannten Konstruktionen sind herstellungsmäßig recht
aufwendig, da einerseits für das Lagergehäuse und andererseits
für die Pendelstützen oder den Zylinder des Lenkungsdämpfers
chassisseitige Verankerungen vorgesehen und relativ zueinander
exakt justiert werden müssen.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, für eine
Zahnstangenlenkung der eingangs angegebenen Art eine
vereinfachte Montage im Kraftfahrzeug zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Führungen gelöst,
welche am Lagergehäuse an dessen den Seitenteilen des
Spurstangenträgers benachbarten Enden angeordnet und als
Verdrehsicherungen gegen Drehung der Zahnstange um ihre Achse
relativ zum Lagergehäuse ausgebildet sind.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine
relativ zum Lagergehäuse drehfeste Anordnung von Zahnstange
und Spurstangenträger durch gehäuseseitige Führungen zu
gewährleisten. Damit wird die Möglichkeit geboten, das
Lagerhäuse mit Zahnstange, Ritzel und Spurstangenträger als
komplette Baugruppe vorzufertigen, die dann beim nachfolgenden
Einbau im Kraftfahrzeug lediglich mit dem Lagergehäuse an das
Chassis od. dgl. angebunden werden muß. Da weitere
chassisseitige Befestigungspunkte entfallen, braucht lediglich
eine Justage des Lagergehäuses am Chassis vorgenommen zu
werden, wobei beim Betrieb des Fahrzeuges gegebenenfalls
auftretende Vibrationen an vom Lagergehäuse entfernten Teilen
des Chassis keinerlei Einfluß auf die Lenkung haben können.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die
Zahnstange zumindest im Bereich der Stirnenden des
Lagergehäuses einen unrunden Querschnitt aufweisen und mit
entsprechend angepaßten Führungen an den Gehäuseenden zur
drehfesten Halterung der Zahnstange zusammenwirken.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der
Erfindung können am Lagergehäuse Führungselemente angeordnet
sein, die mit Gegenführungsteilen am Spurstangenträger bzw. an
dessen Seitenteilen zusammenwirken.
Beispielsweise können die Seitenteile mit an ihren einen Enden
angeordneten Führungsstücken mit am Lagergehäuse angeordneten
Führungskulissen zusammenwirken.
Im übrigen kann auch das zur Zahnstange parallele Rahmenglied
des Spurstangenträgers mit Führungen am Lagergehäuse gegen
Schwenkungen um die Achse der Zahnstange relativ zum
Lagergehäuse gesichert sein.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der
Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung
der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte
Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben werden.
Dabei zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten
Ausführungsform einer Zahnstangenlenkung,
Fig. 2 eine Rückansicht der Zahnstangenlenkung in Einbaulage,
Fig. 3 ein Schnittbild entsprechend der Schnittlinie III-III
in Fig. 2,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren
Ausführungsform,
Fig. 5 eine Rückansicht dieser Ausführungsform in Einbaulage
und
Fig. 6 eine Draufsicht entsprechend dem Pfeil VI in Fig. 5.
Gemäß den Fig. 1 bis 3 ist in einem im wesentlichen
zylinderartigen Lagergehäuse 1, welches mit Endflanschen 2
versehen ist, eine Zahnstange 3 verschiebbar aufgenommen, die
innerhalb eines entsprechenden Gehäuseteiles 1' mit einem dort
gelagerten Ritzel kämmt, von dem in den Fig. 1 und 2 lediglich
ein zum Anschluß an eine nicht dargestellte Lenkwelle dienende
Ritzelwelle 4 sichtbar ist. Bei Drehung der Ritzelwelle 4
führt die Zahnstange 3 eine Längsverschiebung relativ zum
Lagergehäuse 1 aus, umgekehrt verursacht eine Verschiebung der
Zahnstange 3 eine Drehung der Ritzelwelle 4.
Die freien Enden der Zahnstange 3 sind mit Flanschstücken 5
verbunden, deren Flanschebenen quer zur Zahnstangenachse
ausgerichtet sind. Die Flanschstücke 5 sind miteinander durch
eine zur Zahnstange 3 parallele Verbindungsstange 6 U-förmig
verbunden. Insgesamt bilden also die Zahnstange 3 sowie die
Flanschstücke 5 und die Verbindungsstange 6 einen
rahmenförmigen Verbund.
An den von der Verbindungsstange 6 abgewandten Enden der
Flanschstücke 5 sind mit Abstand von der Zahnstangenachse
Spurstangen 7 angelenkt, die ihrerseits in grundsätzlich
bekannter Weise mit ihren anderen Enden an nicht dargestellten
Lenkhebeln an ebenfalls nicht dargestellten lenkbaren
Fahrzeugrädern angelenkt sind, so daß diese Räder bei
Verschiebung der Zahnstange 3 eine Lenkbewegung ausführen.
Die Spurstangen 7 sind also über die Flanschstücke 5 mittelbar
an der Zahnstange 3 angelenkt, wobei diese Flanschstücke 5
sowie die Verbindungsstange 6 einen mit der Zahnstange 3
verbundenen Spurstangenträger bilden.
Der rahmenartige Verbund von Zahnstange 3, Flanschstücken 5
und Verbindungsstange 6 bewirkt eine deutliche Versteifung der
Zahnstange 3. Dementsprechend sind praktisch keinerlei
Verbiegungen der Zahnstange 3 zu befürchten, wenn die
Spurstangen 7 größere Zug- oder Druckkräfte auf die
Flanschstücke 5 versetzt zur Zahnstangenachse abtragen.
Um zu verhindern, daß sich die Zahnstange 3 aufgrund der
vorgenannten Zug- oder Druckkräfte im Lagergehäuse 1 um ihre
Achse zu drehen vermag, sind an den Gehäuseenden an den
Endflanschen 2 Führungshülsen 8 angeordnet, die dem unrunden
Querschnitt der Zahnstange 3 angepaßt sind und die Zahnstange
3 dementsprechend gegen Torsion abstützen.
Gemäß den Fig. 4 bis 6 kann zusätzlich oder alternativ
vorgesehen sein, an den Endflanschen 2 des Lagergehäuses 1
Führungskulissen 9 fest anzuordnen, in die die Flanschstücke 5
der Verbindungsstange 6 mit an ihnen angeordneten Gleitstücken
10 mit Abstand von der Zahnstangenachse parallel zur
Zahnstangenachse veschiebbar geführt sind.
Damit wird wiederum eine Drehung der Zahnstange 3 relativ zum
Lagergehäuse 1 um die Zahnstangenachse verhindert.
Abweichend von den zeichnerisch dargestellten
Ausführungsformen kann auch die Verbindungsstange 6 in am
Lagergehäuse 1 festen Führungen längsverschiebbar aufgenommen
werden, um eine Drehung der Zahnstange 3 um ihre Achse
innerhalb des Gehäuses 1 zu verhindern.
Im übrigen kann das Gehäuse 1 auch in grundsätzlich bekannter
Weise einen Lenkungsdämpfer und/oder einen Servomotor
aufnehmen.
Claims (4)
1. Zahnstangenlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit
- - einem die Zahnstange (3) sowie ein damit kämmendes Ritzel verschiebbar bzw. drehbar lagernden Lagergehäuse (1),
- - einem mit der Zahnstange (3) rahmenartig verbundenen Spurstangenträger (5, 6), welcher ein zur Zahnstange (3) paralleles Rahmenglied (6) sowie damit U-förmig verbundene, quer zur Zahnstangenachse in einer gemeinsamen Ebene erstreckte Seitenteile (5) aufweist,
- - an den Seitenteilen (5) angeordneten, zur Zahnstangenachse versetzten Spurstangen (7) und
- - Führungen (8, 9), welche am Lagergehäuse (1) an dessen den Seitenteilen (5) benachbarten Enden angeordnet und als Verdrehsicherung gegen eine Drehung der Zahnstange (3) um ihre Achse relativ zum Lagergehäuse (1) ausgebildet sind.
2. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zahnstange (3) an den den Seitenteilen (5)
benachbarten Enden des Lagergehäuses (1) einen unrunden
Querschnitt aufweist und in entsprechend angepaßten
gehäusefesten Führungen (8) drehfest gehaltert ist.
3. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß an den Seitenteilen (5) von der Zahnstangenachse entfernte
Führungsstücke (10) angeordnet sind, die in fest am
Lagergehäuse (1) angeordneten Führungskulissen (9) parallel
zur Zahnstangenachse verschiebbar sind.
4. Zahnstangenlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Lagergehäuse (1) von der Zahnstangenachse entfernte
Führungsteile angeordnet sind, die mit dem zur Zahnstange (3)
parallelen Rahmenglied (6) und/oder Führungsschienen am
Spurstangenträger (5, 6) als zur Zahnstangenachse parallele
Verschiebeführung zusammenwirken.
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- 1999-08-07 DE DE19937376A patent/DE19937376A1/de not_active Withdrawn
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- 2000-08-02 IT IT2000RM000437A patent/IT1315981B1/it active
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