Zahnstangenlenkgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft ein Zahnstangenlenkgetriebe, insbe¬ sondere für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Derartige Lenkgetriebe finden vorzugsweise in Pkw vielfache Anwendung. Ein solches, z. B. aus der GB 20 37 931 A, bekanntes Lenkgetriebe weist eine Zahnstange auf, die durch ein federbe¬ lastetes Druσkstück aus Metall gegen ein Antriebsritzel gedrückt wird. Auf diese Weise bleibt die Zahnstange auch bei Fahrten über holprige Straßen mit dem Ritzel voll in Eingriff, und Klapperge¬ räusche werden vermieden-. Das Druckstück hat die weitere Aufgabe, der Lenkung die Eigenreibung zu verleihen, die zur Dämpfung von AxialSchwingungen der Zahnstange und damit auch von Drehschwin- guτιgen des Lenkhandrades erforderlich ist. Nach verhältnismäßig kurzer Fahrstrecke wird jedoch, insbesondere der in Geradeaus¬ fahrtstellung am Druckstück anliegende Bereich des Zahnstangen¬ rückens so stark geglättet oder abgenützt, daß der Gleitwider¬ stand dort stark absinkt. Die Lenkung wird in diesem engen Be¬ reich der Zahnstange unzulässig leichtgängig. Ein bei bestimmten Geschwindigkeiten auftretendes Radflattern, z. B. infolge einer Unwucht, wird dann fast ungedämpft auf das Lenkhandrad übertra¬ gen. Dies bedeutet eine starke Lenkkomforteinbuße und eine zu¬ sätzliche verschleißfördernde Beanspruchung der Lenkungsbauteile. Zur Wiederherstellung der gewünschten Lenkungseigenreibung wäre es in diesem Falle zwar naheliegend, eine Nachstellung des Druck¬ stücks durch Erhöhung der Federkraft vorzunehmen. Diese Maßnahme ist jedoch nicht praktikabel, da dann die Reibungskräfte in den wenig abgenützten Außenbereichen der Zahnstange zu groß würden. Die Lenkung wäre also beim Kurvenfahren viel zu schwergängig. Außerdem würde eine größere Druckstück-Federkraft höheren Ver¬ schleiß bedeuten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Zahnstangenlenkung zu schaffen, deren Eigenreibung einstellbar und gegen Verschleiß unempfindlich ist, so daß die durch Radflattern häufig verur¬ sachte Lenkhandrad-Drehschwingungen einwandfrei gedämpft werden.

Diese Aufgabe ist durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale gelöst. Nach der Erfindung ist zur Erhöhung und präzi¬ sen Bestimmung der Eigenreibung des Lenkgetriebes nahe dem Wälzlager am oberen Ritzelende eine Reibvorrichtung eingebaut. Diese Reibvorrichtung besteht in einem Ausführungsbeispiel aus einem auf der Lenkspindel festen Anlaufring, wobei sich eine durch eine Feder belastete, im Gehäuse drehfest aber axial ver- schiebliche Reibscheibe am Anlaufring abstützt. Dabei ist es vorteilhaft, zum Festlegen des Wälzlagers einen Gewindering mit mindestens einer Nut vorzusehen, in welche zur Verdrehsicherung eine Nase der Reibscheibe eingreift. Die die Reibscheibe gegen den Aήlaufring drückende Feder ist in einem Absatz des Gewinde¬ ringes abgestützt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist am In¬ nenring des Wälzlagers ein Anlaufbord vorgesehen, an welchem sich die Reibscheibe abstützt. Zwischen das Anlaufbord und die Reib¬ scheibe kann auch in besonders vorteilhafter Weise ein Axialnadel¬ lager mit schräggestellten Nadeln eingebaut sein.

Mit Hilfe der drehmomenterhöhenden Reibvorrichtung ist es möglich, unabhängig von der Einstellung'und vom Verschleißzustand des Druckstücks, die Eigenreibung der Lenkung so festzulegen, daß Axialschwingungen der Zahnstange bei der Geradeausfahrt, die als Drehschwingungen am Lenkhandräd spürbar wären, weitestgehend ab¬ gebaut werden. Die Funktionsflächen der Reibvorrichtung können für ihre Aufgabe, im Gegensatz zu denen am Druckstück, optimal gestaltet werden.

Ein weiterer durch die Erfindung erzielbarer Vorteil besteht darin, daß das Axialspiel des am oberen Ritzelende angeordneten und als Rillenkugellager ausgeführten Wälzlagers eliminiert wird.

Dadurch erhöht sich die Steifigkeit der Lenkung, und als Folge da¬ von ist die Lenkpräzision bei hohen Geschwindigkeiten beträcht¬ lich verbessert.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen. quer durch die Zahnstange geführten Teil¬ schnitt durch das erfindungsgemäße Zahnstangen¬ lenkgetriebe;

Fig. 2 eine Ausführungsform in einem Schnitt entspre¬ chend Fig. 1 mit einem Anlaufbord am Innenring des Wälzlagers;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform, in welcher die Reib¬ vorrichtung ein Axialnadellager mit schräggestell¬ ten Nadeln enthält;

Fig. 4 eine Ansicht eines ausgebauten Axialnadellagers nach Fig. 3.

In Fig. 1 steht ein in einem Gehäuse 1 drehbar gelagertes Antriebsritzel 2 mit einer Zahnstange 3 im Eingriff. Das Antriebs¬ ritzel 2 ist über eine Lenkspindel 4 mit einem nicht gezeichneten Lenkhandrad verbunden. Ein durch eine Feder 5 belastetes Druck¬ stück 6 drückt die Zahnstange 3 in eine Verzahnung des Antriebs¬ ritzels 2. Der Abstand des Druckstücks 6 zur Zahnstange 3 ist, z. B. durch eine Ausgleichsscheibe 7, einstellbar. Die Einstellung des Druckstücks kann auch in bekannter Weise über ein Gewinde¬ stück vorgenommen werden. Beidseitig des Antriebsritzels 2 sind Wälzlager 8 und 10 vorgesehen.

Bis hierher ist das Zahnstangenlenkgetriebe allgemein be¬ kannt. Nach der Erfindung ist in Fig. 1 an dem am oberen Ritzel¬ ende eingebauten Wälzlager 10 eine Reibvorrichtung vorgesehen.

Diese Reibvorrichtung besteht aus einem an der Lenkspindel 4 be¬ festigten Anlaufring 11 und aus einer durch die Kraft einer Fe¬ der 12 an den Anlaufring 11 gedrückten Reibscheibe 13. Die Reib¬ scheibe 13 ist drehfest, aber axial verschieblich in einem in das Gehäuse 1 eingeschraubten Gewindering 14 geführt. Hierzu weist die Reibscheibe 13 mindestens eine Nase 15 auf, die in eine entsprechende Nut 16 des Gewinderinges 14 eingreift. Die die Reibscheibe 13 gegen den Anlaufring 11 drückende Feder 12 ist in einem Absatz 17 des Gewinderinges 14 abgestützt. Der Ge¬ windering 14 hat außerdem die Aufgabe, den Außenring 18 des Wälzlagers 10 axial festzuhalten. Als Feder 10 findet vorzugs¬ weise eine Tellerfeder mit annähernd waagrechter Kennlinie Ver¬ wendung, so daß die Vorspannung der Feder weitgehend unabhängig von der Einschraubtoleranz des Gewinderinges ist. Findet an¬ stelle einer Reibscheibe 13 aus Stahl eine solche aus Kunststoff Verwendung, so ist es vorteilhaft, eine dünne Schutzscheibe 20 aus Metall zwischen die Feder und die Reibscheibe lose einzule¬ gen. Die Schutzscheibe 20 kann auch auf die Kunststoff-Reib¬ scheibe aufgeklebt sein.

Die Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 lediglich dadurch, daß am Innenring 21 eines Wälzlagers 22 ein Anlaufbord 23 vorge¬ sehen ist. Ein separater Anlaufring 11 {Fig. 1) kann somit ein¬ gespart werden.

^* Die Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 weist zwischen der Reibscheibe 13 und dem Anlaufbord 23 ein Axialήadellager 24 mit schräggestellten Nadeln 25 auf. Der Reibwert dieser Reibvor¬ richtung kann durch die Schrägstellung oder die Anzahl der Na¬ deln 25, den Reibradius und die Kraft der Feder 12 bestimmt werden. Anstelle eines mit dem Innenring des Wälzlagers 22 ver¬ einigten Anlaufbordes 23 ist es selbstverständlich auch möglich, hier einen Anlaufring 11 (Fig. 1) vorzusehen.

Bezugszeichen

1 Gehäuse

2 Antriebsritzel

3 Zahnstange

4 Lenkspindel

5 Feder

6 Druckstück

7 Ausgleichsscheibe

8 Wälzlager

9 -

10 Wälzlager

11 Anlaufring

12 Feder

13 Reibscheibe

14 Gewindering

15 Nase

16 Nut

17 Absatz ^'

18 Außenring von 10

19 -

20 Schutzscheibe

21 Innenring

22 Wälzlager

23 Anlaufbord

24 Axialnadellager

25 schräggestellte Nadeln