DE3631592A1 - Anordnung eines gelenkes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Anordnung eines Gelenkes an der Zahn­ stange eines Zahnstangengetriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Anordnung am Lenkungsgestänge einer Lenkung für Kraftfahrzeuge mit einem Zahnstangen-Lenkgetriebe ist der DE-OS 19 16 577 entnehmbar. Dabei ist der feste Gelenkteil in üblicher Weise mittels einer Gewindeverbindung stirnseitig in die Zahn­ stange eingeschraubt, wobei die Gewindeverbindung in der Achse der Zahnstange liegt. Um einen definierten Winkel zu dieser Achse in der Mittellage des Gelenkes herzustellen, ist der feste Gelenkteil asymmetrisch bzw. entsprechend gekröpft ausgebildet. Durch diese Maßnahme kann unabhängig von konstruktiven Zwängen die Mittellage des Gelenkes genau zwischen die maximalen, im Fahrbetrieb auftretenden Gelenkausschläge gelegt werden, so daß das Gelenk unter Ausnutzung des gesamten Beugungswinkels möglichst klein dimensioniert werden kann. Die asymmetrische Ausbildung des festen Gelenkteiles ist jedoch relativ aufwen­ dig; zudem besteht die Gefahr, daß beim Einschrauben des Gelen­ kes - insbesondere bei Verwendung eines Kugelgelenkes - durch ungenaue Drehwinkelzuordnung zwischen Zahnstange und festem Gelenkteil der definierte Winkel nicht exakt eingestellt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Anordnung hin­ sichtlich der Gelenkausbildung und der Montage zu vereinfachen sowie funktionell zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Patentanspruches 1 gelöst. Der definierte Winkel in der Mittellage des Gelenkes wird somit nicht durch eine asymme­ trische Gelenkgestaltung, sondern durch die zur Zahnstangen­ achse schräge Herstellung der Gewindeverbindung geschaffen. Die Gewindeverbindung, z. B. eine Gewindebohrung in der Zahn­ stange, kann in der Fertigung in einem exakten Winkel einge­ arbeitet werden und ist durch die definierte Position der Zahn­ stange innerhalb des Zahnstangengehäuses sichergestellt. Mon­ tagefehler sind dabei ausgeschlossen. Besonders zweckmäßig ist dabei gemäß Anspruch 2 die Stirnfläche der Zahnstange senkrecht zur Gewindeverbindung ausgerichtet. Der feste Gelenkteil oder bei einer einstellbaren Verbindung eine entsprechende Konter­ mutter können somit unmittelbar mit dieser Stirnfläche zusammen­ wirken, wobei eine umlaufende, großflächige Anlage erzielt ist.

Durch die Merkmale des Patentanspruches 3 wird in einfacher Weise trotz der asymmetrischen Anordnung des Gelenkes ein An­ schlag zwischen Gelenk und Gehäuse geschaffen, der eine gleich­ mäßige, in Verschieberichtung der Zahnstange wirkende Kraft­ einleitung in das Gehäuse sicherstellt. Fertigungstechnisch von Vorteil ist dabei, daß sowohl der Anschlagring als auch der mit dem Anschlagring zusammenwirkende, feste Gelenkteil rotationssymmetrisch ausgebildet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine Zahnstangenlenkung eines Kraftfahrzeuges und in

Fig. 2 ein an einer Seite der Zahnstange gemäß Fig. 1 angeordnetes Kugelgelenk in einem Schnitt entlang der Zahnstangen-Mittelachse.

Ein Zahnstangen-Lenkgetriebe (10) eines Kraftfahrzeuges weist ein Gehäuse (12) auf, welches am Aufbau des Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt) befestigt ist und eine Zahnstange (14) ver­ schiebbar aufnimmt. Die Zahnstange (14) ist über ein Antriebs­ ritzel antreibbar, welches Antriebsritzel über eine Lenksäule (16) und das Lenkhandrad (18) des Kraftfahrzeuges betätigbar ist.

An den beiden, aus dem Gehäuse (12) herausragenden, stirnseiti­ gen Enden der Zahnstange (14) sind je ein Kugelgelenk (20) an­ geordnet, über welches Spurstangen (22, 24) angelenkt sind. Die Spurstangen betätigen über weitere Kugelgelenke (26) Lenkspurhebel (28, 30), die an Radträgern (32, 34) befestigt sind.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, weisen die Spurstangen (22, 24) in der Geradeausfahrtstellung des Kraftfahrzeuges einen definierten Winkel α zu der mit der strichpunktierten Linie (36) eingezeichneten Mittelachse der Zahnstange (14) auf. Die­ ser definierte Winkel α entspricht im Ausführungsbeispiel zu­ gleich der Mittellage der Kugelgelenke (20). Dies bedeutet, daß beim Lenken der Räder (38, 40) des Kraftfahrzeuges in die eine oder andere Richtung die Spurstangen (22, 24) um gleiche Beträge aus dieser Mittellage um das Kugelgelenk (20) verschwenkt werden. Es versteht sich, daß bei der Festlegung des Winkels α auch vertikale Winkelausschläge der Spurstangen (22, 24) - wie sie beim Ein- und Ausfedern der Räder (38, 40) auf­ treten - mit berücksichtigt werden können.

Die Anordnung des Kugelgelenkes ist im Detail der Fig. 2 ent­ nehmbar. Dabei ist der bewegliche Gelenkteil (42) mit der ange­ formten Kugel (44) in nicht dargestellter Weise, beispielswei­ se über eine Gewindeverbindung, an die Spurstange (22 oder 24) angeschlossen. Der Gelenkteil (42) kann auch einstückig mit der korrespondierenden Spurstange ausgebildet sein. Die Kugel (44) ist über ein sphärisches Lager (46) in dem festen Gelenk­ teil (48) gelagert. Der Gelenkteil (48) ist mit einem Gewinde­ bolzen (50) versehen, welcher in eine Gewindebohrung (52) der Zahnstange (14) eingeschraubt ist. Der feste Gelenkteil (48) mit dem Gewindebolzen (50) ist ein rotationssymmetrisches Bau­ teil.

Die Gewindebohrung (52) ist schräg zur Mittelachse (36) der Zahnstange (14) in die Stirnseite der Zahnstange eingearbeitet. Die Schräge entspricht dabei dem definierten Winkel α , welcher in der Geradeausfahrt-Stellung der Räder des Kraftfahrzeuges einer Mittellage des Kugelgelenkes (20) mit Bezug zum Gesamt­ beugungswinkel bzw. Gesamtausschlagswinkel entspricht. Um eine gleichmäßige Anlage des festen Gelenkteiles (48) an der korres­ pondierenden Stirnfläche (54) der Zahnstange (14) zu erreichen, ist diese Stirnfläche (54) senkrecht zur Achse (56) der Gewin­ debohrung (52) ausgerichtet.

Im Zahnstangen-Lenkgetriebe (10) ist an einer jeden Seite ein Anschlag ausgebildet, welcher die Verschiebebewegung der Zahn­ stange (14) in der einen oder anderen Endstellung begrenzt. Dazu ist an jedem Ende des rohrförmigen Gehäuses (12) ein An­ schlagring (57) eingesetzt, welcher an einer radial verlaufen­ den Gehäuseschulter (58) abgestützt ist. Der Anschlagring (57) weist eine sphärische Anschlagsfläche (60) auf, welche mit einer korrespondierenden, ebenfalls sphärischen Anschlagfläche (62) an dem beweglichen Gelenkteil (48) des Kugelgelenkes (20) zusam­ menwirkt. Der Krümmungsradius der beiden Anschlagsflächen (60, 62) liegt in einem Schnittpunkt (64), gebildet durch die Mittel­ achse (36) der Zahnstange (14) und die Bohrungsachse (56) der Gewindebohrung (52).

Obwohl in der Zeichnung nicht dargestellt, kann es auch zweck­ mäßig sein, die freien Stirnseiten (66) des Gehäuses (12) kon­ form der Stirnseite (54) der Zahnstange (14) senkrecht zur Boh­ rungsachse (56) auszurichten. Das gleiche gilt für die um den Umfang des Gehäuses (12) vorgesehene Aufnahmenut (68), in der auf jeder Seite des Gehäuses (12) eine das Kugelgelenk (20) umhüllende Schutzmanschette (70) festgelegt ist.

Claims (3)

1. Anordnung eines Gelenkes an der Zahnstange eines Zahnstangen­ getriebes, wobei der mit der Zahnstange fest verbundene Ge­ lenkteil stirnseitig in die Zahnstange eingeschraubt ist und die Gelenkmittellage des beweglichen Gelenkteiles zur Zahnstangenachse einen definierten Winkel bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (20) symmetrisch ausgebildet ist und mit einer in dem definierten Winkel α eingearbeite­ ten Gewindeverbindung (50, 52) in die Zahnstange (14) einge­ schraubt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (54) der Zahnstange (14) senkrecht zur Gewinde­ verbindung (50, 52) ausgebildet ist.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß an dem Gehäuse (12) des Zahnstangengetriebes (10) ein Anschlagring (57) vorgesehen ist, an dem der feste Gelenk­ teil (48) in der eingefahrenen Position der Zahnstange (14) anschlägt, wobei die miteinander korrespondierenden Anschlags­ flächen (60, 62) von Anschlagring (57) und Gelenkteil (48) sphärisch gestaltet sind mit einem Krümmungsradius, der im Schnittpunkt (64) der verlängerten Achse (56) der Gewinde­ verbindung und der Zahnstangen-Mittelachse (36) liegt.