DE3529447C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnstangen-Lenkgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein Zahnstangen-Lenkgetriebe der gattungsgemäßen Art ist der DE-OS 28 07 005 entnehmbar. Die auf die Zahnstange einwirkende Anpreßvor­ richtung besteht aus einem zweiteiligen Druckstück, in welchem ein oder mehrere Wälzlager aufgenommen sind. Auf das/die Wälzlager wirkt eine erste Feder, welche das/die Wälzlager mit einer definierten Vorspannung gegen den Rücken der Zahnstange preßt. Die Gleitflächen des Druckstückes, welches an einem gehäuse­ festen Anschlag anliegt, sind geringfügig zurückgesetzt, so daß bei unterhalb der definierten Vorspannung liegenden Reaktionskräften an der Zahnstange ausschließlich eine Wälzreibung zwischen Zahnstange und Anpreßvorrichtung vorliegt. Dies bewirkt zunächst eine leichtgän­ gige, feinfühlig ansprechende Lenkung.

Übersteigen die Reaktionskräfte an der Zahnstange die Vorspannkraft der Feder, so wird die Wälzlagerung geringfügig verschoben und die Zahn­ stange kommt unmittelbar mit dem Druckstück in Kontakt, so daß nun­ mehr eine gleitende Reibung vorliegt. Die unmittelbare Abstützung über das Druckstück schützt das Wälzlager vor Überbeanspruchung und soll die über die Zahnstange eingeleiteten Störmomente dämpfen.

Sofern jedoch bei bestimmten Betriebszuständen des Kraftfahrzeuges hohe Lenkungs-Rückstellmomente auftreten, welche die eine Leichtgän­ gigkeit sicherstellende Vorspannkraft der ersten Feder übersteigen, ist durch die nun einsetzende Gleitreibung über das Druckstück und die damit einsetzende Dämpfungswirkung eine gewisse Schwergängigkeit der Lenkung nicht auszuschließen.

Durch die DE-AS 16 05 911 ist ein weiteres Lenkgetriebe bekannt, bei dem in die Anlagefläche des Druckstückes Kissen aus federnd nachgiebigem Material eingelassen sind. Die Kissen ragen bei nicht belastetem Druckstück über die Anlageflächen hinaus. Die Kissen sollen die Leichtgängigkeit der Zahnstange erhöhen und gegebenenfalls geräuschdämpfend wirken. Das Druckstück ist durch einen Längsspalt in zwei Abschnitte unterteilt, um in Verbindung mit einem satteldachförmigen Zahnstangenrücken ein Auseinanderspreizen bzw. eine radiale Spielfreiheit des Druckstückes zu erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen und baulich günstigen Mitteln das gattungsgemäße Zahnstangen-Lenkgetriebe derart zu verbessern, daß eine Schwergängigkeit bei allen Betriebszuständen und insbesondere bei hohen Lenkungs-, Rückstell- oder Störmomenten vermieden ist.

Diese Aufgabe wird bei Einrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Erfindungsgemäß ist zumindest eine weitere Feder vorgesehen, welche mit einer wesentlich höheren Speicherkraft erst nach Überwindung der ersten Feder zur Wirkung kommt und dann das Wälzlager bis zur Überwindung dieser zweiten, höheren Vorspannung alleinig mit der Zahnstange in Wälzkontakt hält. Es ist somit einerseits sichergestellt, daß bei geringen Lenkmomenten nur die erste Feder mit der geringeren Vorspannung in Funktion ist und somit in bekannter Weise eine leichtgängige, feinfühlige Lenkungsbetätigung ermöglicht. Bei höheren, diese erste Feder übersteigenden Reaktionskräften an der Zahnstange, kommt die zweite Feder zur Wirkung und hält die Wälzreibung und damit eine adäquate Leichtgängigkeit der Lenkungsbetätigung aufrecht. Wird beispielsweise bei einem Mißbrauch die Kraft der zweiten Feder überwunden, so kommt die Zahnstange mit den Gleitflächen des Druckstückes in Berührung, so daß eine Überbelastung des oder der Wälzlager vermieden ist.

Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den Patentansprüchen 2 und 3 entnehmbar. Dabei wird mit den Merkmalen des Anspruches 2 eine gegen Drehmomente an der Zahnstange besonders unempfindliche Ausführung geschaffen, welche eine günstige Einleitung der Kräfte in das Druckstück sicherstellt. In baulich günstiger Weise kann das Druckstück im Querschnitt im wesentlichen länglich oval ausgebildet sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine Anpreßvorrichtung eines Zahnstangen-Lenkge­ triebes im Längsschnitt und

Fig. 2 eine Ansicht X der Fig. 1, jedoch bei entfernter Abdeckplatte.

Das Zahnstangen-Lenkgetriebe 2 ist soweit nicht beschrieben herkömm­ licher Bauart. Es setzt sich aus einem nur teilweise dargestellten Gehäuse 4, einer Zahnstange 6, einem Antriebsritzel 8 und aus einer Anpreßvorrichtung 10 zusammen. Die Zahnstange 6 ist über nicht darge­ stellte Lager in dem Gehäuse 4 in ihrer Längsachse verschieblich ge­ lagert und wird von dem drehbar gelagerten Antriebsritzel 8 angetrie­ ben. An den Wellenabschnitt 12 des Antriebsritzels 8 ist in nicht ge­ zeigter Weise ein Lenkhandrad eines Kraftfahrzeuges angeschlossen, während die Zahnstange 6 über Spurstangen mit den lenkbaren Rädern des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Die Verzahnung 14 des Antriebs­ ritzels 8 ist mit der korrespondierenden Verzahnung 16 auf der Zahn­ stange 6 im Eingriff.

Um diesen Zahneingriff ständig spiel- und klapperfrei sicherzustel­ len, ist die Anpreßvorrichtung 10 vorgesehen. Sie besteht im wesent­ lichen aus einem aus zwei Abschnitten 18, 20 bestehendem Druckstück, welches in dem Gehäuse 4 senkrecht zur Längsachse der Zahnstange 6 verschiebbar geführt ist. Da die beiden Abschnitte 18, 20 teilegleich sind, ist im weiteren nur der linke Abschnitt beschrieben.

Der Rücken der Zahnstange weist satteldachförmig angeordnete Füh­ rungsflächen 6 a, 6 b auf. Senkrecht zu der Führungsfläche 6 a ist in den Druckstückabschnitten 18 bzw. 20 eine abgestufte Bohrung 22 vorgesehen, in welcher eine gabelförmige, am Außenumfang kreissymmetrische Lageraufnahme 24 verschiebbar ge­ führt ist. Die Lageraufnahme trägt über einen Bolzen 26 ein Wälzlager bzw. Nadellager 28, dessen Außenhülse sich auf der Führungsfläche 6 a abwälzt.

Die Lageraufnahme 24 weist einen entgegengesetzt zur Führungsfläche 6 a bzw. 6 b abragenden Stift 30 auf, um den herum ein Tellerfeder-Paket 32 als Feder angeordnet ist. Das Tellerfeder-Paket 32 stützt sich einerseits an der Lageraufnahme 24 und andererseits an einen in der Bohrung 22 ausgebildeten Ringsteg 34 ab. Der den Ringsteg 34 durchdringende Stift 30 hält mittels einer Sicherungsscheibe 36, welche in eine Ringnut des Stiftes 30 eingreift, das Tellerfeder-Paket 32 bzw. die Lageraufnahme 24 in einer definierten Vorspannung (Speicherkraft).

Die Druckstück-Abschnitte 18, 20 sind, wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, kreissymmetrisch ausgebildet und mit Abflachungen 38, 40 versehen, die in einer Mittelebene 42 des Druckstückes 18, 20 ver­ laufen. Die Querschnittsgestalt des Druckstückes 18, 20 ist somit im wesentlichen länglich oval. Die Herstellung der Führung des Druck­ stückes 18, 20 im Gehäuse 4 kann durch Bohrungen 43, 44 erfolgen, welche sich überschneidend einen Durchbruch bilden.

Die Druckstück-Abschnitte 18, 20 weisen jeweils eine halbzylindrische Ausnehmung 46, 48 auf, in welcher, wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, eine Stützscheibe 50 und eine Schraubendruckfeder 52 aufgenommen sind. Ferner ragt in diese Ausnehmungen 46, 48 eine Einstellschraube 54 ein, welche in einer Gewindebüchse 56 gehalten ist. Die Gewinde­ büchse 56 ist fest in einer mit dem Gehäuse 4 verschraubten Halteplatte 58 schmiermitteldicht gehalten. Die Dichtheit an der Gewinde­ verbindung zwischen der Einstellschraube 54 und der Gewindehülse 56 ist mittels eines Dichtringes 60 bewirkt.

Die Wälzlager 28 sind derart innerhalb der Abschnitte 18, 20 des Druckstückes angeordnet, daß sie dessen, den Führungsflächen 6 a, 6 b der Zahnstange 6 gegenüberliegende Gleitflächen 18 a, 20 a um ein de­ finiertes Maß, z. B. ein zehntel Millimeter, überragen.

Das wie in der Zeichnung dargestellte, vormontierte Druckstück 18, 20 wird bei entfernter Halteplatte 58 in die Bohrungen 43, 44 des Gehäuses 4 eingesetzt und nach Montage der Halteplatte 58 mittels der Einstellschraube 54 an die Zahnstange 6 angestellt, bis die Wälzlager 28 spielfrei auf letzterer abrollen. Die Vorspannung des Druckstückes 18, 20 in einer ersten, definierten Vorspannkraft wird mittels der Schraubendruckfeder 52 bewirkt, welche sich über die Stützscheibe 50 am Druckstück und andererseits über die Gewindebüchse 56 und die Halteplatte 58 am Gehäuse 4 abstützt.

Eine an der Zahnstange 6 wirkende Reaktionskraft, welche entweder senkrecht zur Mittelebene 42 des Druckstückes 18, 20 oder gegebenen­ falls senkrecht zu den Bohrungen 22 im Druckstück wirken kann, wird bei Überwindung der durch die Schraubendruckfeder 52 aufgebrachten Vorspannkraft durch das Tellerfeder-Paket 32 als zweite Feder bis zu einer definierten, weit höheren Kraft aufgenommen. Dadurch ist sichergestellt, daß bis zu einer hohen Reaktionskraft oder entsprech­ enden Störmomenten eine Wälzreibung zwischen den Wälzlagern 28 und den Führungsflächen 6 a, 6 b der Zahnstange aufrechterhalten wird.

Erst wenn die Reaktionskraft die zweite, wesentlich höhere Vorspann­ kraft des Tellerfeder-Paketes 32 übersteigt, wird der zwischen den Führungsflächen 6 a, 6 b der Zahnstange 6 und den Gleitflächen 18 a, 20 a des Druckstückes 18, 20 vorgesehene Spalt durch Zurückfedern der Lageraufnahme 24 aufgebraucht, so daß nunmehr die Zahnstange 6 unmit­ telbar am Druckstück 18, 20 abgestützt ist.

Claims (3)

1. Zahnstangen-Lenkgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer in einem Gehäuse verschiebbar geführten Zahnstange, einem mit der Zahnstange in Eingriff befindlichen, drehbar gelagerten Antriebsritzel und einer die Zahnstange zum Antriebsritzel hin be­ lastenden Anpreßvorrichtung, wobei die Anpreßvorrichtung zumin­ dest einem auf dem Rücken der Zahnstange abrollenden, in einer durch eine Feder belasteten Lageraufnahme gelagerten Wälzlager aufweist, wobei der Zahnstangenrücken bei die definierte Vorspannung der Feder übersteigenden Lenk-Reaktionskräften unmittelbar am Druckstück anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Feder (52) das Druckstück (18) mit einer niedrigeren Vorspannkraft, als das/die Wälzlager durch die erste Feder belastet sind, gegen den Zahnstangenrücken belastet, daß das Druckstück (18) in an sich bekannter Weise nach Aufbrauch des Federweges der weiteren Feder (52) gehäusefest abgestützt ist und daß die Lageraufnahme für das/die Wälzlager gegen einen Anschlag (34) im Druckstück vorge­ spannt ist.

2. Zahnstangen-Lenkgetriebe nach Anspruch 1, wobei der Zahnstangenrücken (6) im Kontaktbereich mit der Anpreßvorrichtung (10) satteldachförmig abgeschrägt ist und auf je eine Führungsfläche (6 a, 6 b) ein Wälzlager (28) wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraufnahmen (24) jeweils senkrecht zur korrespondierenden Führungsfläche (6 a, 6 b) verschiebbar im Druckstück (18, 20) geführt sind.

3. Zahnstangen-Lenkgetriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (18, 20) im Querschnitt im wesentlichen länglich oval ausgebildet ist, wobei die beiden Wälzlager (28) in der Längsachse des Ovals liegen.