DE3941427A1 - Zahnstangenlenkung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 20 32 182 bekannt ist.

Der Rollbalg dieser bekannten Zahnstangenlenkung weist einen mit dem Zahnstangengehäuse verbundenen vergleichsweise dickwandigen ersten Balgteil und einen axial daran anschließenden vergleichs­ weise dünnwandigen und die eigentliche Rollfalte enthaltenden zweiten Balgteil auf, dessen freies Ende hinter einer das in das Zahnstangenende eingeschraubte Kugelgelenk sichernden Konter­ mutter über ein ringförmiges Zwischenstück unmittelbar an der Zahnstange befestigt ist. Die Kontermutter besitzt einen im Durch­ messer den Außendurchmesser des Kugelgelenks übertreffenden teller­ förmigen Flansch, der mit stirnseitigen Nuten zum Festziehen der Kontermutter ausgerüstet ist.

Diese bekannte Zahnstangenlenkung baut im Bereich des Kugelgelenks vergleichsweise groß und benötigt dementsprechend viel Bauraum.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zahnstangen­ lenkung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so weiter zu verbessern, daß sich eine kompakte Baueinheit ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zahn­ stangenseitige Ende des Rollbalgs am Kugelgelenkgehäuse befestigt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkung besteht die vorteil­ hafte Möglichkeit, das gehäuseseitige Ende des Rollbalgs im Be­ darfsfalle, z. B. wenn die Vorspur der Räder oder die Geradeaus­ stellung des Lenkrades eingestellt werden soll, vom Zahnstangen­ gehäuse abzuknöpfen und so weit in Richtung des Kugelgelenks zurückzuschlagen, daß die Kontermutter radial zugänglich ist, wodurch diese Einstellarbeiten erheblich vereinfacht werden. Durch diese radiale Zugänglichkeit kann der Durchmesser des Roll­ balgs kugelgelenkseitig kleiner bemessen werden, so daß weniger Bauraum benötigt wird.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil der erfindungs­ gemäßen Zahnstangenlenkung und

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines dabei eingesetzten Rollbalgs in nicht eingebautem Zustand.

In Fig. 1 ist lediglich die mit dem einen der beiden lenkbaren Fahrzeugräder zusammenwirkende Hälfte der Zahnstangenlenkung dargestellt; die nicht dargestellte andere Hälfte ist entsprechend ausgebildet.

Die im Zahnstangengehäuse 1 gelagerte und mittels eines Zahn­ ritzels 3 in bekannter Weise axial verschiebbare Zahnstange 2 ist mit ihrem aus dem Zahnstangengehäuse herausragenden freien Ende über ein Kugelgelenk 4 gelenkig mit einer Lenkspurstange 6 verbunden, deren freies Ende seinerseits über eine Kugelgelenkan­ ordnung 14 in bekannter Weise mit dem nicht weiter dargestellten Spurstangenhebel des zugeordneten lenkbaren Rades in Verbindung steht. Das Kugelgelenk 4 ist auf das freie Ende der Zahnstange 2 aufgeschraubt und durch eine Kontermutter 9 gesichert. Durch mehr oder weniger weites Aufschrauben des Kugelgelenks auf die Zahnstange kann die Vorspur der lenkbaren Räder und die Geradeaus­ stellung des Lenkrades eingestellt werden.

Die Zahnstange ist gegen Verschmutzung nach außen durch einen Rollbalg 8 aus flexiblem Werkstoff abgedichtet. Dieser weist einen im wesentlichen durchgängig leicht konischen Balgkörper auf und ist mit seinem einen Ende am Zahnstangengehäuse 1 und mit seinem anderen Ende am Kugelgelenkgehäuse 5 befestigt, wozu sein gehäuseseitiges Ende mit einem Befestigungsbund 13 größeren Durchmessers und sein kugelgelenkseitiges Ende mit einem ent­ sprechenden Befestigungsbund 9 kleineren Durchmessers versehen ist, die vorzugsweise so ausgebildet sind, daß sie in entsprechende Umlaufnuten o. ä. des Zahnstangengehäuses bzw. des Kugelgelenkge­ häuses eingeknöpft werden können.

Durch den Rollbalg 8 ist nicht nur die Zahnstange selbst, sondern auch die Kontermutterverschraubung gegen äußere Verschmutzung geschützt.

Wenn die Vorspur der lenkbaren Räder oder die Geradeausstellung des Lenkrades eingestellt oder korrigiert werden soll, wird das zahnstangengehäuseseitige Ende des Rollbalgs 8 bei in Geradeaus­ stellung befindlichen Rädern, dieser Zustand ist in Fig. 1 darge­ stellt, vom Zahnstangengehäuse 1 abgeknöpft und axial so weit in Richtung des Kugelgelenks 4 zurückgeschlagen, daß die Konter­ mutter 7 radial zugänglich ist.

Bei durch entsprechende Lenkradbetätigung bewirkten axialen Schiebe­ bewegungen der Zahnstange 2 rollt die Rollfalte 12 des Rollbalgs 8 auf dem Kugelgelenkgehäuse 5 ab. Von Vorteil kann es sein, im Bereich des zahnstangengehäuseseitigen Endes des Rollbalgs eine umlaufende Falte 15 anzuordnen. Durch solche Falte werden sehr kleine axiale Relativbewegungen zwischen dem Zahnstangengehäuse 1 einerseits und der Zahnstange 2 bzw. dem Kugelgelenk 4 anderer­ seits, wie sie während des Betriebes im allgemeinen fahrbahnbedingt auch bei festgehaltenem Lenkrad ständig mehr oder weniger stark auftreten, elastisch ausgeglichen. Andernfalls müßten auch diese quasi höherfrequentigen kleinen axialen Relativbewegungen durch die im Vergleich zu einer solchen Falte 15 steifere eigentliche Rollfalte 12 mitausgeglichen werden, was örtlich zu gewissen Überbeanspruchungen des Balgkörpers führen könnte.

In vorteilhafter Weise kann der Zahnstangen-Rollbalg 8, der die beim Lenken auftretenden axialen Schiebebewegungen zwischen Zahn­ stangengehäuse 1 und Zahnstange 2 ausgleicht, und die Dichtman­ schette 10 des Kugelgelenks 4, welche die beim Ein- und Ausfedern sowie beim Einschlagen des lenkbaren Rades auftretenden Winkelbe­ wegungen zwischen der Lenkspurstange 6 und der Zahnstange 2 aus­ gleicht, zu einer einstückigen Baueinheit zusammengefaßt werden, wie dies im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Die Dichtmanschette 10 des Kugelgelenks besitzt hier einen das zylin­ drische Kugelgelenkgehäuse 5 umschließenden zylindrischen Teil größeren Durchmessers und einen die Lenkspurstange 6 umschließen­ den zylindrischen Teil kleineren Durchmessers, welche in üblicher Weise durch eine radiale Falte 11 miteinander verbunden sind. Bei Lenkbewegungen rollt dann die Rollfalte 12 des Rollbalges 8 auf dem das Kugelgelenkgehäuse umschließenden zylindrischen Dichtmanschettenteil ab.

In Fig. 2 ist die einstückige Baueinheit aus flexiblem Werkstoff im noch nicht eingebauten Zustand, d. h. im Fertigungszustand dargestellt. Bei der Endmontage wird diese einstückige Baueinheit über die noch nicht mit dem äußeren Kugelgelenk 14 verbundene Lenkspurstange 6 auf das Kugelgelenkgehäuse 5 aufgezogen und zwar so weit, bis der radial nach innen springende Wulst des Befestigungsbundes 9 in eine entsprechende Ringnut 16 o. ä. des Kugelgelenkgehäuses eingreift. Anschließend wird der bis dahin noch über die Dichtmanschette 10 nach links zurückgeschlagene konische Balgteil des Rollbalgs, der in diesem Zustand in Fig. 2 mit 8′ beziffert ist, zum Zahnstangengehäuse 1 hin umgeschlagen und mit seinem Befestigungsbund 13 in eine entsprechende umlaufende Ringnut o. ä. des Zahnstangengehäuses eingeknöpft. Selbstverständ­ lich ist es auch möglich, das Rollbalgende statt dessen mit einer Befestigungsschelle o. ä. festzulegen.

Obgleich die Dichtmanschette 10 und der Rollbalg 8 zu einer ein­ stückigen Baueinheit zusammengefaßt sind, bleiben die beiden Funktionen "Abdichtung für Winkelbewegungen" und "Abdichtung für axiale Schiebewegungen" voneinander völlig getrennt, insbe­ sondere auch bezüglich der Materialbeanspruchung des flexiblen Manschetten/Rollbalg-Werkstoffs. Im Gegensatz dazu werden beispiels­ weise die an dieser Stelle häufig eingesetzten einteiligen Falten­ bälge, für deren Einbau im übrigen erheblich mehr Bauraum benötigt wird, örtlich materialmäßig mehrfach und stärker beansprucht, weil von diesem Faltenbalg nicht nur die Axialverschiebungen, sondern auch die Winkelbewegungen ausgeglichen werden müssen.

Claims (2)

1. Zahnstangenlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, deren Zahnstange an beiden Enden durch ein Kugelgelenk mit je einer Lenkspurstange gelenkig verbunden ist, wobei das Kugelgelenkge­ häuse des mit dem Zahnstangenende verschraubten und mittels einer Kontermutter gesicherten Kugelgelenks bei Geradeausfahrt axial außerhalb des Zahnstangengehäuses liegt und die Abdichtung der Zahnstange gegenüber dem Zahnstangengehäuse mittels eines Rollbalgs aus flexiblem Werkstoff erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das zahnstangenseitige Ende des Rollbalgs (8) am Kugelgelenkgehäuse befestigt ist und daß der Rollbalg (8) einen im wesentlichen durchgängig leicht konischen Balgkörper mit einem gehäuseseitigen, vorzugsweise einknöpfbaren Befestigungsbund (13) größeren Durchmessers und einem kugelgelenkseitigen, vorzugsweise einknöpfbaren Befestigungsbund (9) kleineren Durchmessers aufweist.

2. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollbalg (8) mit der als Dicht­ manschette (10) mit radialer Falte (11) ausgebildeten spur­ stangenseitigen Abdichtung des Kugelgelenks (4) zu einer ein­ stückigen Baueinheit zusammengefaßt ist, wobei die Rollfalte (12) des Rollbalgs (8) auf der im Bereich des Kugelgelenkgehäuses (5) etwa zylindrischen Dichtmanschette (10) abrollt.