DE4331291C1 - Gelenkverbindung für eine Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Gelenkverbindung für eine Zahnstangenlenkung für KraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkverbindung für eine Zahnstangenlenkung für Kraftfahr
zeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine Gelenkverbindung für eine Zahnstangenlenkung mit diesen Gattungsmerkmalen ist aus
JP 57-198 168 A bekannt. Die Anbindung der hohlzylindrisch
ausgebildeten Zahnstange an das Kugelgelenkgehäuse erfolgt über
einen axialen Anschlußzapfen, wobei ein Ausgleich der durch die
Bewegungen der Zahnstange innerhalb des Faltenbalges entstehenden
Druckunterschiede über die Zahnstange erfolgt.
Bekanntermaßen werden Zahnstangenlenkungen durch Faltenbälge
gegenüber Umwelteinflüssen und Verschmutzungen abgedichtet. Zur
Gewährleistung einer größtmöglichen Sicherheit, die gerade im Len
kungsbereich von Kraftfahrzeugen erforderlich ist, muß die Dichtheit der
Faltbälge über einen großen Zeitraum gewährleistet sein, um Verunrei
nigungen von den empfindlichen Sicherheitsbauteilen des Lenksystems
fernzuhalten. Die Faltenbälge sind den ständigen Bewegungen des
Lenksystems ausgesetzt. Die eingeschlossene Luft kann nicht ohne
Hilfsmittel angesaugt oder abgeführt werden, so daß häufig Luftleitungen
speziell für diesen Zweck in das System aufgenommen werden müs
sen. Es sind auch Ausführungen bekannt, bei denen die Zahnstange
zumindest teilweise ein Hohlprofil ist. Hierbei werden Bohrungen in dem
Hohlprofilbereich der Zahnstange eingebracht, die eine Verbindung
zwischen dem Innenraum des Zahnstangengehäuses und der hohl
ausgebildeten Zahnstange schaffen. Da eine Zahnstangenlenkung
beiderseits mit Dichtungsbälgen versehen ist, wird diese Be- und
Entlüftung ebenfalls beiderseitig vorgesehen, so daß ein Druckausgleich
zwischen den Dichtungsbälgen erfolgt. Eine unmittelbare Verbindung zur
Umgebung besteht nicht. Häufig führen jedoch Verunreinigungen
innerhalb des Systems zum Verschluß der Entlüftungsbohrungen. Die
Verunreinigungen können beispielsweise aus Abriebteilchen oder aus
Schmierfett entstehen. Es kommt folglich durch den Verschluß
der Entlüftungsbohrungen dazu, daß sich innerhalb des Faltenbalges der
Luftdruck bei Bewegungen des Lenksystems ständig verändert. Diese
permanenten Saug- und Druckwirkungen können dazu führen, daß
Undichtheiten an den Anlagebereichen der Faltenbälge auftreten.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Gelenkverbindung für eine Zahnstangenlenkung für den Ein
satz in Kraftfahrzeugen zu entwickeln, die auf einfache Weise eine Be-
und Entlüftungsmöglichkeit für den sie abdichtenden Faltenbalg ermög
licht, um somit einen Druckausgleich über den gesamten Bewe
gungsbereich des Lenksystems zu schaffen.
Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung mit den im
Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen. Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Eine Zahnstangenlenkung besteht aus einem Zahnstangen-Lenkge
häuse, einer darin beweglich gelagerten Zahnstange, die vorteilhaft
wenigstens teilweise hohlzylindrisch ist. Dieser hohlzylindrische Bereich
kann in axialer Richtung der Zahnstange wenigstens über den Anlage
bereich des Faltenbalges am Zahnstangen-Lenkgehäuse hinausgehen,
um die Abführung der Luft zu ermöglichen. Die Zahnstange ist beidseitig
an einem Kugelgelenkgehäuse befestigt. Dieses Kugelgelenkgehäuse
dient der beweglichen Lagerung eines Kugelzapfens, der das Endstück
einer Lenkstange bildet. Das Kugelgelenkgehäuse weist vorteilhafter
Weise einen axialen Anschlußzapfen auf, der gehäuseseitig in einen
Radialflansch übergeht. Auch eine radiale Anbindung des Anschluß
flansches liegt im Bereich des Erfindungsgedankens. Die Zahnstange wird
mit dem Anschlußzapfen lösbar verbunden. Dies erfolgt im einfachsten
Falle über ein Außengewinde, das auf den Anschlußzapfen geschnitten
oder durch Materialverformung, wie beispielsweise Gewinderollen,
eingebracht wird. Es sind jedoch zahlreiche weitere Anbindungs
möglichkeiten gegeben, wie Punktschweißung, Verspannung, usw. Die
Zahnstange kommt nach ihrer Montage am Radialflansch des Anschluß
zapfens zur Anlage. In den Radialflansch ist wenigstens eine Nut einge
bracht, die auf den Anschlußzapfen übergeht und somit eine durch
gehende Verbindung von dem Innenraum des Faltenbalges zu der
hohlzylindrischen Zahnstange schafft.
Der Druckausgleich innerhalb des Faltenbalges wird erreicht, indem die
Luft durch diese Entlüftungsnut strömen kann. Eine Verbesserung der
Wirkung wird durch mehrere Entlüftungsnuten erreicht. Diese können in
axialer Richtung verlaufen. Die Entlüftungsnuten sollten aus Fertigungs
gründen spiralförmig eingebracht sein, wenn bei der Gewindeeinbringung
ein Wälzverfahren verwendet wird, wie beispielsweise Gewinderollen.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung einer Zahnstangenlenkung ist es
möglich, die Dichtfunktion des Faltenbalges zu optimieren.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezug
nahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
eine Gelenkverbindung für eine Zahnstangenlenkung im Teilschnitt,
Fig. 2
den Schnittverlauf II-II gemäß Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine Gelenkverbindung für eine Zahnstangenlenkung dargestellt, deren Zahnstange (1)
in einem Zahnstangen-Lenkgehäuse (8) geführt wird. Die teilweise
hohlzylindrische Zahnstange (1) ist an dem Kugelgelenkgehäuse (2)
lösbar befestigt. Dies geschieht in der gezeigten Ausführung durch eine
Verschraubung der Zahnstange (1) mit einem axialen Anschlußzapfen (3)
des Kugelgelenkgehäuses (2). Das Kugelgelenkgehäuse dient der
beweglichen Lagerung eines Kugelzapfens (9), der das Endstück einer
Lenkstange bildet. Die Lagerung des Kugelzapfens erfolgt in an sich
bekannter Weise, so zum Beispiel über eine Lagerschale aus Kunststoff.
Der Anschlußzapfen (3) ist einstückig mit dem Kugelgelenkgehäuse (2)
verbunden und verfügt über ein Außengewinde, das vorteilhaft durch
Materialverformung, beispielsweise durch Rollen des Gewindes, erzeugt
wird. Die hohlzylindrische Zahnstange (1) ist mit einem entsprechenden
Innengewinde versehen. Sie liegt nach ihrer Montage an dem Radial
flansch (7), in den der Anschlußzapfen kugelgelenkgehäuseseitig über
geht, an. Das dargestellte Lenkungsgelenk in axialer Bauweise wird
vollständig von einem Faltenbalg (4) dichtend umschlossen. Dieser
Faltenbalg verhindert das Eindringen von Verschmutzungen in den
Bereich des Zahnstangenlenkgehäuses. Durch die Bewegungen der
Lenkung und die erforderliche Dichtheit des Faltenbalges kommt es ohne
entsprechende Entlüftungsvorrichtungen zu unerwünschten Verformungen
oder sogar zu Undichtheiten des Faltenbalges. Erfindungsgemäß werden
deshalb, wie in Fig. 1 dargestellt, in den Anschlußzapfen (3)
Entlüftungsnuten (6) eingebracht. Diese gehen in den Radialflansch (7)
des Anschlußzapfens (3) über und ermöglichen somit die Luftab- bzw.
Luftzuführung vom Inneren des Faltenbalges, über die hohl ausgebildete
Zahnstange (1), zur Entlüftungsbohrung der Zahnstange, die somit eine
Verbindung zu dem gegenüberliegenden Dichtungsbalg schafft. Der
Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es nunmehr möglich ist, die
Entlüftungsbohrung in der Zahnstange in einem Bereich vorzusehen, der
mit Sicherheit von Verunreinigungen frei bleibt. Dies kann beispielsweise
hinter den Dichtungen des Lenkgetriebes der Fall sein.
In Fig. 2 ist ein Schnitt durch den Anschlußzapfen (3) des Kugelgelenk
gehäuses (2) dargestellt. Erkennbar sind hierbei die in den Anschluß
zapfen eingearbeiteten Entlüftungsnuten (6), die in axialer Richtung des
Anschlußzapfens gesehen axial oder spiralförmig verlaufen.
Bezugszeichenliste
1 Zahnstange
2 Kugelgelenkgehäuse
3 Anschlußzapfen
4 Faltenbalg
5 Mittenachse
6 Entlüftungsnut
7 Radialflansch
8 Zahnstangen-Lenkgehäuse
9 Kugelzapfen
2 Kugelgelenkgehäuse
3 Anschlußzapfen
4 Faltenbalg
5 Mittenachse
6 Entlüftungsnut
7 Radialflansch
8 Zahnstangen-Lenkgehäuse
9 Kugelzapfen
Claims (7)
1. Gelenkverbindung für eine Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge, bestehend aus:
- - einem Kugelgelenk mit einem Kugelzapfen, der das Endstück einer Spurstange bildet und einem Kugelgelenkgehäuse, in dem eine Lagerschale zur Lagerung des Kugelzapfens dient,
- - einer innerhalb eines Zahnstangen-Lenkgehäuses geführten, einen Druckausgleich ermöglichenden, hohlzylindrischen Zahnstange, die einseitig über einen axialen Anschlußzapfen an dem Kugelgelenkgehäuse befestigt ist, und
- - einem Faltenbalg, der einerseits an dem Zahnstangen-Lenkgehäuse und andererseits auf dem Kugelzapfen dichtend anliegt,
dadurch gekennzeichnet, daß
der axiale Anschlußzapfen (3)
gleichzeitig zum Ausgleich der durch die Bewegungen der Zahnstange
innerhalb des Faltenbalges (4) entstehenden Druckunterschiede dient.
2. Gelenkverbindung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich der Anschlußzapfen (3) in axialer Richtung, konzentrisch zur Mitten
achse (5) erstreckt, einstückig mit dem Kugelgelenkgehäuse (2) verbun
den ist und an der Seite des Kugelgelenkgehäuses (2) in einen Radial
flansch (7) übergeht.
3. Gelenkverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Entlüftungsnut (6) in den Anschlußzapfen (3) eingebracht
ist, die in den Radialflansch (7) übergeht.
4. Gelenkverbindung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Entlüftungsnuten (6) in den Anschlußzapfen (3) eingebracht sind,
die in den Radialflansch (7) übergehen.
5. Gelenkverbindung nach den Ansprüchen 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Entlüftungsnuten (6) im Axialbereich des Anschlußzapfens (3) in
dessen Oberfläche axial verlaufen.
6. Gelenkverbindung nach den Ansprüchen 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Entlüftungsnuten (6) im Axialbereich des Anschlußzapfens (3) in
dessen Oberfläche spiralförmig verlaufen.
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