Eine gattungsgemäße Zahnstangenlenkung ist aus der DE 34 08 673 A1 bekannt.

Bei Zahnstangen/Ritzel-Lenkgetrieben können aufgrund äußerer, dynamisch auf die Zahnstange wirkender Kräfte Momentenschwankungen am Lenkrad entstehen, die nicht ausreichend gedämpft werden.

Aus der gattungsgemäßen Schrift ist eine Zahnstangen- lenkung für Kraftfahrzeuge bekannt, die ein Zahnstan- gengehäuse und ein in dieses eingesetztes Ritzel auf- weist, welches sich zusammen mit der Drehung eines Lenkrades dreht. Das Ritzel steht dabei in üblicher Weise mit einer Zahnstange in Wirkverbindung, so daß sich die Zahnstange durch eine Drehung des Ritzels, entlang ihrer Achse in dem Zahnstangengehäuse bewegen kann. Das Zahnstangengehäuse weist eine Zahnstangen- führungsöffnung auf, die senkrecht zur Zahnstange und auf der entgegengesetzten Seite des Eingriffs zwischen ihren Zähnen und dem Ritzel in dem Zahnstangengehäuse ausgebildet ist. In die Zahnstangenführungsöffnung ist eine Zahnstangenführung eingesetzt, die die Rückseite der Zahnstange zur Führung ihrer axialen Bewegung in dem Zahnstangengehäuse aufnimmt. Die Zahnstangenfüh- rung weist eine halbkreisförmige Führungsfläche zur Führung der Zahnstange auf. An der von der Führungs- fläche abgewandten Seite ist eine Feder angeordnet, mit deren Hilfe die Zahnstangenführung gegen die Zahn- stange gedrückt wird. Zur Erzeugung einer entsprechen- den Federkraft weist die Zahnstangenführungsöffnung in ihrer inneren Wandung ein'Innengewinde auf, in das ei- ne Stellschraube eingeschraubt ist. Die Feder ist zwi- schen einem innenseitig gelegenen Ende der Stell- schraube und der Zahnstangenführung eingesetzt, so daß die Zahnstangenführung mit einer entsprechenden Feder- kraft belastet werden kann. Durch den Betrag des Ein- schraubens der Stellschraube kann sowohl ein Spalt bzw. das Spiel zwischen der Stellschraube und der Zahnstangenführung, als auch die federnde Kraft der Feder eingestellt werden. Eine Änderung der Federvor- spannung führt dabei zu einer Änderung der Verschiebe- kraft der Zahnstange.

Wie sich in Versuchen gezeigt hat, hat die Verschiebe- kraft der Zahnstange einen erheblichen Einfluß auf das Lenkgefühl bei dynamischen Anregungen der Fahrbahn.

Dabei bewirkt eine zu hohe Verschiebekraft, daß sich die Räder nach einer Kurvenfahrt nur noch träge bzw. nicht mehr selbständig bis zur Mittenstellung zurück- stellen. Eine zu niedrige Verschiebekraft der Zahn- stange hat den Nachteil, daß dynamische Anregungen der Fahrbahn nur ungenügend gedämpft werden. Im Prinzip sollte die Verschiebekraft einerseits relativ niedrig sein, um eine vorteilhafte Rückstellung der Fahrzeu- gräder zu ermöglichen, andererseits sollte sie jedoch relativ hoch sein, um dynamische Anregungen wie Fahr- bahnstöße oder Unregelmäßigkeiten, die von anderen Sy- stemen hervorgerufen werden, abzuhalten. Daraus ergibt sich ein relativ enger optimaler Bereich für die Ver- schiebekraft der Zahnstange.

Die Verschiebekraft kann durch bisher bekannte Stell- schrauben bzw. Einstellelemente, wie sie aus der gat- tungsgemäßen Schrift und aus der Praxis bekannt sind, nicht eingestellt werden, da sich als Folge auch das Spiel der Zahnstangenführung bzw. das Druckstückspiel ändert und somit Geräusche oder ein Klemmen der Zahn- stange hervorgerufen werden.

Von Nachteil bei den bisher bekannten Lösungen ist au- ßerdem, daß aufgrund der hohen Toleranzen der Feder- kraft und der Bauteiltoleranzen, die die Einbaulänge vorgeben, eine durch das Zahnstangenführungsspiel bzw. das Druckstückspiel vorgegebene Einschraublänge der Stellschraube häufig nicht zu einer optimalen Ver- schiebekraft führt.

Aus der Praxis bekannt sind dabei Lösungen, die eine sogenannte Auswahlmontage vorsehen, d. h. es wird eine Federauswahl vorgenommen, so daß der Lenkung, je nach benötigter Verschiebekraft, eine Feder mit einer defi- nierten Kraft zugeordnet wird. In nachteilhafter Weise ist eine derartige Auswahlmontage jedoch sehr zeitin- tensiv und mit hohen Montagekosten verbunden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu- grunde, die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik zu lösen, insbesondere eine einfach zu montie- rende und einzustellende Zahnstangenlenkung zu schaf- fen, mit der ein enges und vorteilhaftes Toleranzband der Zahnstangenverschiebekraft realisiert werden kann und die ein einfaches und vorteilhaftes Einstellen der Federkraft ermöglicht.

Diese Aufgabe wird'erfindungsgemäß durch die kenn- zeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 15 gelöst.

Dadurch, daß die Zahnstangenführungseinrichtung wenig- stens zwei voneinander unabhängig einstellbare Ein- stellelemente aufweist, läßt sich die Federkraft der Feder und somit die Verschiebekraft für die Zahnstange unabhängig zu dem Druckstückspiel einstellen. Damit wird eine variable Einbaulänge für die Feder erreicht und es können somit unterschiedliche Federkräfte ein- gestellt werden.

Unabhängig von dem Druckspiel kann eine vorteilhafte Einstellung der Verschiebekraft, bei der auch auf die unterschiedlichen Toleranzen der Feder eingegangen werden kann, eingestellt werden. Ohne Beschränkung durch das Druckstück kann die Federkraft nunmehr so gewählt werden, daß eine optimale Zahnstangenverschie- bekraft erzielt wird.

Durch eine unabhängige Einstellbarkeit der beiden Ein- stellelemente wird in vorteilhafter Weise eine Aufga- benteilung erreicht. Die Darstellung eines engen Tole- ranzbandes der Kennlinie für die Zahnstangenverschie- bekraft hat eine deutliche Qualitätsverbesserung zur Folge. Somit läßt sich ein optimaler Kompromiß finden zwischen Rückstellung der Lenkung und Dämpfung.

Von Vorteil ist es, wenn die Einstellelemente als Stellschrauben ausgebildet sind.

Wie sich in Versuchen herausgestellt hat, ist eine derartige Ausbildung der Einstellelemente konstruktiv günstig und ermöglicht darüber hinaus eine einfache, schnelle Montage und Einstellung.

In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Stellschrauben hinter- einander in ein Innengewinde der Zahnstangenführungs- öffnung oder in ein mit dem Zahnstangengehäuse verbun- denes Gewindeteil einschraubbar sind.

Wie sich in Versuchen herausgestellt hat, läßt sich dadurch eine besonders einfache und kostengünstig her- zustellende Lösung erzielen, bei der auf bereits vor- handene Bauteile zurückgegriffen werden kann. In be- sonders vorteilhafter Weise ist dadurch auch sicherge- stellt, daß die beiden Stellschrauben unabhängig von- einander bewegt werden können, ohne daß eine gegensei- tige Beeinflussung erfolgt.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann ferner vor- gesehen sein, daß die erste Stellschraube und/oder das Druckstück einen Anschlag für die zweite Stellschraube aufweisen, der eine Obergrenze für die Federkraft be- stimmt.

In einfacher und vorteilhafter Weise ist sichere- stellt, daß eine bestimmte Obergrenze für die Feder- kraft und somit eine Obergrenze für die Verstellkraft der Zahnstange nicht überschritten werden kann. Eine Bestimmung der Obergrenze durch einen derart ausgebil- deten Anschlag läßt sich einfach und kostengünstig realisieren.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vor- gesehen sein, daß ein Einschrauben der zweiten Stell- schraube derart, daß eine plane Oberfläche, mit der von der Zahnstange abgewandten Oberfläche der Zahn- stangenführungsöffnung, entsteht, eine Untergrenze für die Federkraft bestimmt.

Analog zu der Festlegung der Obergrenze für die Feder- kraft wird somit in einfacher und kostenneutraler Wei- se eine Untergrenze bestimmt, die somit ein Mindestmaß für die Federkraft und folglich auch für die Verstell- kraft der Zahnstange darstellt. Die Obergrenze und die Untergrenze lassen sich dabei, wie sich in Versuchen herausgestellt hat, innerhalb eines relativ engen To- leranzbandes darstellen.

Eine weitere vorteilhafte Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe sieht den Einsatz von Distanzelementen und/oder Sicherungselementen mit unterschiedlichen Hö- hen vor, die entsprechend einer ermittelten Federkraft eingesetzt werden können. Die Distanzelemente bzw. die Sicherungselemente können dabei den Einbauraum für das Federelement verändern bzw. reduzieren und somit die Federkraft beeinflussen, ohne daß das Druckstückspiel verändert wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprü- chen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigt : Fig. 1 einen Längsschnitt entlang einer Zahnstangen- führungseinrichtung der erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkung in einer ersten Ausfüh- rungsform ; Fig. 2 einen Längsschnitt entlang einer Zahnstangen- führungseinrichtung der erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkung in einer zweiten Ausfüh- rungsform ; Fig. 3 einen Längsschnitt entlang einer Zahnstangen- führungseinrichtung der erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkung in einer dritten Ausfüh- rungsform.

Die erfindungsgemäße und hierfür in den wesentlichen Ausschnitten dargestellte Zahnstangenlenkung ist prin- zipiell von bekannter Bauweise, so daß nachfolgend le- diglich auf die erfindungsgemäß relevanten Merkmale näher eingegangen wird.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die Zahnstangenlen- kung ein Zahnstangengehäuse 1 auf, in der eine Zahn- stange 2 beweglich angeordnet ist.

Das Zahnstangengehäuse 1 weist eine Zahnstangenfüh- rungsöffnung 3 auf, in die eine Zahnstangenführungs- einrichtung 4 eingesetzt ist.

Durch die Zahnstangenführungseinrichtung 4 kann die Verschiebekraft für die Zahnstange 2 beeinflußt wer- den. Eine vorteilhafte Einstellung der Verschiebekraft sieht dabei vor, daß eine Rückstellung von nicht dar- gestellten, ausgelenkten Rädern in einen Geradeauslauf in dem gewünschten Maß erfolgen kann und daß ein Klap- pern bzw. Geräusche'oder ein Klemmen der Zahnstange 2 verhindert wird.

Die Zahnstangenführungsöffnung 3 ist senkrecht zur Zahnstange 2 und auf einer'entgegengesetzten Seite des Eingriffes zwischen ihren Zähnen und einem Ritzel 5 angeordnet. Eine derartige Anordnung hat sich als be- sonders geeignet herausgestellt.

Die Zahnstangenführungseinrichtung 4 weist ein Druck- stück 6 auf, dessen Unterseite 6a gegen die Zahnstange 2 drückt und somit eine Verstellkraft für die Zahn- stange 2 beeinflußt.

Zur Herstellung einer besonders dichten Verbindung ist das Druckstück 6 mit einem O-Ring 7 versehen. Die Zahnstangenführungseinrichtung 4 weist an einer Ober- seite 6b des Druckstückes 6 zwei Einstellelemente 8,9 auf, wobei ein erstes Einstellelement 8 im wesentli- chen das Druckstückspiel und ein zweites Einstellele- ment 9 im wesentlichen die Federkraft einer Feder 10, die auf das Druckstück 6 wirkt, einstellt.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das er- ste Einstellelement als erste Stellschraube 8 und das zweite Einstellelement als zweite Stellschraube 9 aus- gebildet.

Die erste Stellschraube 8 wird in ein Innengewinde 11 der Zahnstangenführungsöffnung 3 eingeschraubt. Die Zahnstangenführungsöffnung 3 muß dabei nicht zwangs- läufig mit dem Zahnstangengehäuse 1 einstückig ausge- bildet sein, sondern kann in einer alternativen und nicht dargestellten Ausführungsform auch ein separates Gewindeteil darstellen.

Die erste Stellschraube 8 wird dabei derart in das In- nengewinde 11 eingeschraubt, daß lediglich ein gerin- ges Druckstückspiel vorhanden ist. Wie sich in Versu- chen herausgestellt hat, ist ein geringes Druckstück- spiel besonders geeignet, um störende Geräusche zu verhindern.

In der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform weist die erste Stellschraube 8 eine als Innengewinde 12 ausgebildete Führung für die zweite Stellschraube 9 auf. In dieses Innengewinde 12 kann die zweite Stell- schraube 9 eingeschraubt und entsprechend der vorgese- henen Federkraft der Feder 10 positioniert werden. Die Feder 10 ist dabei zwischen der zweiten Stellschraube 9 und dem Druckstück 6 angeordnet.

Durch die in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsform ist sichergestellt, daß die zweite Stellschraube 9 un- abhängig von der ersten Stellschraube 8 bewegbar ist und mittels der Feder 10 in Wirkverbindung mit dem Druckstück 6 steht. Eine Veränderung der Federkraft der Feder 10, ohne daß das Druckstückspiel beeinflußt wird, ist somit in einfacher Weise möglich. Durch eine Schraubbewegung der Stellschraube 9 in dem Innengewin- de 12 kann die Federkraft in einem vorgesehenen Be- reich variiert werden, so daß sich eine vorteilhafte Verschiebekraft für die Zahnstange 2 einstellt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die erste Stell- schraube 8 einen Anschlag 13 auf, der ein beliebiges Einschrauben der zweiten Stellschraube 9 begrenzt und somit eine Obergrenze für die Federkraft der Feder 10 darstellt. In einer-alternativen Ausführungsform kann der Anschlag 13 selbstverständlich auch von dem Druck- stück 6 bzw. von der Zahnstangenführungsöffnung 3 ge- bildet werden. Ein Anschlag 13 kann dabei sowohl mit- tig als auch am Umfang der'zweiten Stellschraube 9 an- greifen bzw. angeordnet sein.

Eine Untergrenze für die Federkraft der Feder 10 kann in einfacher Weise dadurch vorgegeben werden, daß die zweite Stellschraube 9 mindestens soweit in das Innen- gewinde 12 der ersten Stellschraube 8 bzw. in die Zahnstangenführungsöffnung 3 eingeschraubt wird, bis mit der Oberfläche 14 der Zahnstangenführungseinrich- tung 4 eine plane Oberfläche entsteht.

In einer alternativen und nicht dargestellten Ausfüh- rungsform kann auch vorgesehen sein, daß die erste Stellschraube 8 und die zweite Stellschraube 9 genau umgekehrt angeordnet sind, d. h., daß die zweite Stell- schraube 9 ein Innengewinde zum Einschrauben der er- sten Stellschraube 8 aufweist.

Die Stellschrauben 8 bzw. 9 können einen nicht darge- stellten, als Stoppring ausgebildeten Dichtring auf- weisen, der ein unbeabsichtigtes Lösen verhindert. Der Stoppring kann dabei in einem Einstich am Umfang der Stellschrauben 8 bzw. 9 angeordnet sein, so daß sich der Stoppring bei einem Einschrauben verformt und sich so zwischen dem Innengewinde 11 bzw. 12 anpaßt, daß sich die Stellschrauben 8 bzw. 9 aufgrund der hohen Reibung nicht mehr selbständig lösen können. Der Stoppring übernimmt dabei in vorteilhafter Weise auch eine Dichtfunktion.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß die Feder- kraft in einer'Bandbreite von 200 N einstellbar ist.

Die aus Fig. 2 ersichtliche, alternative Ausführungs- form ist prinzipiell mit der ersten Ausführungsform identisch, mit dem Unterschied, daß die Stellschrauben 8,9 in Reihe angeordnet sind. Die Stellschrauben 8,9 sind folglich gemeinsam im Innengewinde 11 angeordnet und werden in dieses nacheinander eingeschraubt. Dabei ist zuerst die erste Stellschraube 8, analog zu Fig.

1, angeordnet bzw. eingeschraubt. Anschließend wird die zweite Stellschraube 9, die ebenfalls analog zu Fig. 1 mittels der Feder 10 mit dem Druckstück 6 ver- bunden ist, eingeschraubt. Die Einstellung der Feder- kraft der Feder 10, ebenfalls mit einer Obergrenze und einer Untergrenze, kann dabei, wie zu Fig. 1 bereits beschrieben, erfolgen. Wie sich in Versuchen gezeigt hat, läßt sich die in Fig. 2 dargestellte Ausführungs- form konstruktiv besonders einfach und kostengünstig herstellen. Darüber hinaus ist es, im Unterschied zu Fig. 1, ausgeschlossen, daß sich bei einer Einschraub- bewegung der zweiten Stellschraube 9 die erste Stell- schraube 8 versehentlich mitdrehen kann.

Fig. 3 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform, bei der auf den Einsatz einer zweiten Stellschraube 9 verzichtet wird. Prinzipiell gelten die bereits zu den Figuren 1 und 2 gemachten Ausführungen analog. Der Un- terschied zu den vorgenannten Figuren besteht darin, daß der Einbauraum der Feder 10 entsprechend der er- forderlichen Federkraft,. die über eine nicht näher dargestellte Kraft-Weg-Meßeinheit ermittelbar ist, an- gepaßt wird. Eine Ermittlung der erforderlichen Feder- kraft ist selbstverständlich nicht auf eine Kraft-Weg- Meßeinheit beschränkt. Durch Verrechnung der erforder- lichen Federkraft der Feder 10, mit. der Position der ersten Stellschraube 8, können unterschiedliche Di- stanzelemente 15 ausgewählt werden, die in die Zahn- stangenführungseinrichtung'4 zur Federkrafteinstellung eingelegt werden. Somit kann eine definierte Feder- kraft der Feder 10 erreicht werden, ohne daß das Druckstückspiel beeinflußt wird. Das Distanzelement 15 kann nach dem Einlegen durch ein Sicherungselement 16 gesichert werden. Die Höhe des Sicherungselementes 16 kann dabei ebenfalls bezüglich der erforderlichen Fe- derkraft berücksichtigt werden. Das Distanzelement 15 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Di- stanzscheibe 15 und das Sicherungselement als Siche- rungsring 16 ausgebildet. Selbstverständlich können auch mehrere Distanzscheiben 15 eingesetzt werden.

In einer alternativen, nicht dargestellten Aüsfüh- rungsform kann dabei auch vorgesehen sein, daß auf die Distanzscheibe 15 verzichtet wird und folglich der Si- cherungsring 16 mit unterschiedlichen Höhen ausgebil- det ist. Durch die Distanzscheibe 15 bzw. den Siche- rungsring 16 ist es in einfacher Weise möglich, die Federkraft der Feder 10 zu verändern bzw. an die ge- wünschte Verstellkraft anzupassen, ohne daß das Druck- stückspiel verändert wird.

In dem in Fig. 3 dargestellten Asuführungsbeispiel wird die Distanzscheibe 15 bzw. der Sicherungsring 16 zwischen die Feder 10 und der Stellschraube 8 angeord- net. Alternativ dazu kann die Anordnung auch zwischen der Feder 10 und dem Druckstück 6 erfolgen. Die Ein- schraubposition der Stellschraube 8 ist derart festge- legt, daß sich ein vorteilhaftes Druckstückspiel er- gibt. Da die Einstellung der Federkraft mit Hilfe der Distanzscheibe 15 bzw. des Sicherungsrings 16 erfolgt, ist dies unabhängig von der Einschraubposition der Stellschraube 8, so daß die Einschraubposition nicht verändert werden muß.

Die Oberfläche 14 der Stellschraube 8 und der Zahn- stangenführungsöffnung 3 kann mit einem aufgepreßten Deckel 17 abgedichtet werden.

Bezugszeichen 1 Zahnstangengehäuse 2 Zahnstange 3 Zahnstangenführungsöffnung 4 Zahnstangenführungseinrichtung 5 Ritzel 6 Druckstück 6a Unterseite des Druckstücks 6b Oberseite des Druckstücks 7 O-Ring 8 erstes Einstellelement bzw. erste Stellschraube 9 zweites Einstellelement bzw. zweite Stellschraube 10 Feder 11 Innengewinde des Zahnstangengehäuses 12 Innengewinde des ersten Einstellelementes bzw.

Führung 13 Anschlag 14 Oberfläche 15 Distanzelement bzw. Distanzscheibe 16 Sicherungselement bzw. Sicherungsring 17 Deckel