Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Lenkgetriebe der eingangs genannten Art ist aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Ein solches Lenkgetriebe ist im Buch von Helmut Stoll „Fahrwerktechnik: Lenkanlagen und Hilfskraftlenkungen", Herausgeber Prof. Jörnsen Reimpell, Vogel Verlag, Würzburg, 1992, auf Seite 73 gezeigt. Das beschriebene Lenkgetriebe verfügt über ein in einer Gehäu¬ sebohrung geführtes Druckstück, welches über eine Feder an schräge Flächen einer Zahnstange angepresst und mittig geteilt ist. Über die Abstützung der Druckstückelemente an den schrägen Flächen der Zahnstange sollen diese spielfrei quer zur Längs¬ achse der Zahnstange an den Wandungen der Gehäusebohrung ange¬ presst sein.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Lenkgetriebe zur Verfügung zu stellen, das ein spielfreies Anliegen der Druck¬ stückelemente an der Gehäusebohrung in Zahnstangenlängsachse ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Lenkgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Lenkgetriebe zeichnet sich durch ein Mit¬ tel aus, das die Federkraft auf Druckstückelemente aufteilt, wobei die Druckstückelemente in Zahnstangelängsrichtung ausein¬ ander gespreizt sind. Eine Feder ist in Längsrichtung einer Gehäusebohrung angeordnet und drückt auf die Druckstückelemen¬ te. Das vorgesehene Mittel leitet die Federkraft derart auf die Druckstückelemente, dass an diesen in Zahnstangenlängsrichtung gerichtete Radialkräfte angreifen und die Druckstückelemente auseinandergespreizt werden. Die Druckstückelemente liegen da¬ mit in Zahnstangenbewegungsrichtung spielfrei an den Wandungen der Gehäusebohrung an. Bei einer Lenkbewegung ist im allgemei¬ nen die Zahnstange hin und her bewegt. An den Kontaktstellen der Druckstückelemente mit der Zahnstange greifen richtungs¬ wechselnde, in Zahnstangenlängsrichtung wirkende Reibkräfte an den Druckstückelementen an. Die aus der Federkraft abgeleitete Radialkraft an jedem Druckstückelement ist auf einen Wert ein¬ zustellen, der größer als die an den Druckstückelementen in Zahnstangenlängsrichtung wirkende Reibkraft ist. Durch radiale, als Spreizkraft wirkende Kräfte auf die Druckstückelemente ist die spielfreie Anlage der Druckstückelemente in der Gehäuseboh¬ rung gewährleistet und ein Klappern wirkungsvoll vermieden.

In Ausgestaltung der Erfindung umfasstdas Mittel mit einer Fe¬ derkraft beaufschlagte Kontaktflächen, die an den Druckstück¬ elementen angeordnet sind und die einen Winkel kleiner 90 Grad zu einer zur Teilungsebene des Druckstückes senkrechten Ebene aufweisen. Die in Bohrungsrichtung verlaufende Federkraft wirkt auf an den Druckstückelementen angeordnete Kontaktflächen. Die Kontaktflächen sind vorzugsweise Bestandteil der Druckstückele¬ mente, gleichermaßen kann die Kontaktfläche von einem weiteren Bauteil gebildet sein. Die Kontaktflächen sind als schiefe Ebe¬ ne ausgebildet, an der sich die Federkraft in eine axiale und radiale Komponente aufteilt. Die Kontaktflächen sind so ausge¬ richtet, dass die Radialkraft in Längsrichtung der Zahnstange wirkt. Gleichzeitig sind die Kontaktflächen an den Druckstück¬ elementen so ausgerichtet, dass die an einem Druckstückelement angreifende Radialkraft der an dem anderen Druckstückelement angreifenden Radialkraft entgegengesetzt ist. Zwischen Feder und den Kontaktflächen kann ein Übertragungselement angeordnet sein, gleichfalls kann auch die Feder die Kontaktflächen direkt berühren. Die als schiefe Ebenen ausgebildeten Kontaktflächen sind in einfacher Weise herstellbar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Kontaktflächen in einer Innenkontur der Druckstückelemente angeordnet. Die Druckstückelemente weisen eine Innenkontur auf, in denen die Kontaktflächen und ein Teilbereich der Feder angeordnet sind. In vorteilhafte Weise ermöglicht diese Anordnung eine Darstel¬ lung eines klein bauenden Lenkgetriebes.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Mittel ein Übertragungselement, das zwischen Feder und den Kontaktflächen der Druckstückelemente angeordnet ist. Das Übertragungselement bietet eine definierte Anlagefläche für die Feder.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Übertragungs¬ element als geknickte Scheibe ausgeführt. Die Scheibe überträgt die Federkraft auf die Kontaktflächen an den Druckstückelemen¬ ten. Die Scheibe ist derart geknickt, dass die Scheibe beidsei¬ tig der Knickstelle jeweils vollflächig an den Kontaktflächen der Druckstückelemente anliegt. Die Scheibe ist dadurch gut abgestützt und ein Kippen ist vermieden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Übertra¬ gungselement ein Federabstützelement und ein Kontaktbauteil. Die Feder drückt auf das Federabstützelement, das zur Gewähr¬ leistung einer definierten Position der Feder eine Aufnahmevor¬ richtung für ein Ende der Feder aufweist. Das Kontaktbauteil steht mit den Druckstückelementen in Verbindung und drückt die¬ se gegen die Gehäusewandung. Das Kontaktbauteil kann beispiels¬ weise als halbrundes oder als keilförmiges Element ausgeführt sein. Das Kontaktbauteil ist frei gestaltbar, ohne dass eine Aufnahmevorrichtung für die Feder zu berücksichtigen ist .

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Federabstütz¬ element am Innendurchmesser der Gehäusebohrung zentriert . Um ein Verkippen des Übertragungselementes zu vermeiden ist dieses am Außendurchmesser des Federabstützelementes in der Gehäuse¬ bohrung zentriert.

Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Konkrete Ausführungsbei¬ spiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht darge¬ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe in einer Schnittdar¬ stellung,

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe in einer weiteren Schnittdarstellung,

Fig. 3 Druckstück mit Element zur Übertragung einer Federkraft auf die Druckstückelemente,

Fig. 4 Schnitt A-A durch Anordnung gemäß Fig.5,

Fig. 5 Draufsicht auf die Druckstückelemente und das Übertra¬ gungselement aus Fig. 3 in Richtung Gehäusebohrung,

Fig. 6 Schnitt B-B durch Anordnung gemäß Fig.5 und

Fig. 7 weitere Ausführungsform der Druckstückelemente und dem Übertragungselement.

Gleiche Bauteile in den Figuren 1 bis 7 sind im folgenden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet .

In Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen Teilbereich eines Lenkge¬ triebes quer zur Längsachse der Zahnstange 1 dargestellt. Das Lenkgetriebe weist ein Gehäuse 3 auf, dem eine Zahnstange 1 und ein nicht dargestelltes Ritzel zugeordnet ist. Die Verzahnung der Zahnstange 1 steht mit einer Verzahnung des Ritzels im Ein- griff. Das Ritzel ist mit einer Lenkwelle verbunden, über die ein Lenkmoment in das Lenkgetriebe einleitbar ist. Eine Drehbe¬ wegung des Ritzels bewirkt eine Schiebebewegung der Zahnstan¬ ge 1. Die Zahnstange 1 weist einen Y-förmigen Querschnitt auf. In einer modifizierten Ausführungsform kann die Zahnstange auch einen runden oder dachförmigen Querschnitt aufweisen. Auf die schrägen Flächen 4 der Zahnstange 1 drückt jeweils ein ein ers¬ tes und ein zweites Druckstückelement 6,7 umfassendes Druck¬ stück 5. Zwischen der Zahnstange 1 und den Druckstückelemen¬ ten 6,1 ist jeweils ein Gleitbelag 9 angeordnet. Der Gleitbe¬ lag 9 sorgt für günstige Reibungsverhältnisse bei Relativbewe¬ gung zwischen den Druckstückelementen 6,7 und der Zahnstange 1. Die Druckstückelemente 6,7 sind axial verschieblich in einer Bohrung 10 des Gehäuses 3 angeordnet. Gemäß Fig. 3 weist das Druckstück 5 eine Innenkontur 8 auf, die zur Aufnahme eines Übertragungselementes 11 vorgesehen ist. Die Innenkontur 8 um- fasst einen in den Druckstückelementen 6,7 angeordneten Durch¬ messer- und Bodenbereich 13,14, siehe Fig. 3.

In Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie A-A durch die Bau¬ teile der Fig. 1 gezeigt. Das in der Innenkontur 8 angeordnete Übertragungselement 11 ist als geknickte Scheibe ausgeführt. Die Scheibe 11 drückt auf Kontaktflächen 15 im Bodenbereich 14, die einen vorgegebenen Winkel α zu einer zur Teilungsebene des Druckstückes 5 senkrechten Ebene einnehmen. Die Anpresskraft auf die Scheibe 11 erzeugt eine zwischen der Scheibe 11 und einem Verschlussdeckel 16 eingespannte Feder 17. Der Ver¬ schlussdeckel 16 ist in die Bohrung 10 eingeschraubt, über die Einschraubtiefe ist die Vorspannung der Feder 17 einstellbar.

Die Scheibe 11 weist eine erste Teilfläche 11x und eine zweite Teilfläche 11*' auf, die sich in der Knicklinie schneiden. Nur die erste Teilfläche 11 λ steht mit dem ersten Druckstückele¬ ment 6 in Kontakt. Die Scheibe 11 drückt das erste Druckstück¬ element 6 über die Fläche 15 gegen die Zahnstange 1. Die Anpresskraft der Scheibe 11 teilt sich aufgrund der schrä¬ gen Fläche 15 in eine auf die Längsachse der Bohrung 10 bezöge- ne axiale und radiale Kraftkomponente auf. Die mit Fr bezeich¬ nete radiale Kraftkomponente drückt das erste Druckstückele¬ ment 6 an die Wandung der Bohrung 10. Die axiale und radiale Kraftkomponente sind über durch die Vorspannung der Feder 17 bestimmt.

Wie in Fig. 5 gezeigt, wirkt auf das zweite Druckstückelement 7 eine zu Fr entgegengesetzte Radialkraft, die das zweite Druck¬ stückelement 7 gleichfalls an die Wandung der Bohrung 10 drückt. Das in Fig.5 gezeigte Spiel der Druckstückelemente 6,7 in der Gehäusebohrung 10 ist zum besseren Verständnis über¬ zeichnet dargestellt. Die Verschiebewege der Druckstückelemen¬ te 6,7 sind bei einem kleinen Spiel der Druckstückelemente 6,7 in der Gehäusebohrung 10 dementsprechend klein. Damit ist auch die Scheibe 11 in der Innenkontur 8 mit einem kleinen Spiel anordenbar, so dass der Außendurchmesser der Scheibe 11 im Durchmesser 13 der Innenkontur 8 zentrierbar ist.

Die Figuren 4,6 zeigen jeweils einen Schnitt durch das Druck¬ stück 5 und die Scheibe 11 entlang der Schnittlinien A-A und B- B. Gemäß Fig. 6 steht die Fläche 15 des Druckstückelementes 6 mit der ersten Teilfläche II1 der Scheibe 11 in Kontakt, die zweite Teilfläche II11 hat keine Berührung mit dem Druckstück¬ element 6. Wie in Fig. 4 dargestellt liegt gleichzeitig die Scheibe 11 mit der zweiten Teilfläche 11 λ * an dem zweiten Druckstückelernent 7 an, hier hat die erste Teilfläche 11* keine Berührung mit dem zweiten Druckstückelement 7. Die auf die Scheibe 11 wirkende axiale Kraft FF der Feder 17 spreizt damit die Druckstückelemente 6,7 auseinander und drückt diese in Richtung Zahnstangenlängsachse spielfrei gegen die Wandung der Bohrung 10.

Über die Wahl des Winkels α der Fläche 15 ist die Größe der Spreizkraft bzw. die Größe der auf jedes Druckstückelement 6,7 wirkende Radialkraft beeinflussbar. Die Radialkraft ist so ein¬ zustellen, dass diese stets größer als die an der Kontaktstelle mit der Zahnstange 1 angreifende Reibkraft ist. Fig. 7 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der erfindungs¬ gemäßen Lenkungsvorrichtung. Die Darstellung entspricht einer Schnittdarstellung gemäß Fig. 6, wobei zum besseren Verständnis neben dem Druckstückelement 6 die Kontur des Duckstückelemen¬ tes 7 gestrichelt eingezeichnet ist. Das Übertragungselement 11 weist ein Federabstützelement 18 und ein halbrundes Kontaktbau¬ teil 19 auf. Das Übertragungselement 11 ist einteilig, bei¬ spielsweise durch einen Sintervorgang, herstellbar. Gleicherma¬ ßen kann das Federabstützelement 18 und das Kontaktbauteil 19 über ein Fügeverfahren, beispielsweise über ein Schweiß- oder Lötverfahren, miteinander verbunden sein. Das Federabstützele¬ ment 18 zentriert das Übertragungselement 11 mittig in der Ge¬ häusebohrung 10 und weist zudem eine Abstützfläche für die Fe¬ der 17 auf. Das halbrunde Kontaktbauteil 19 hat mit den Druck¬ stückelementen 6,7 eine Punkt-oder Linienberührung an der Kon¬ taktstelle 20 und spreizt die Druckstückelemente 6,7 auseinan¬ der. Der Winkel α der Tangente an den Flächen 15 der Druck¬ stückelemente 6,7 bestimmt die Größe der Spreizkraft. Damit liegen die Druckstückelemente 6,7 in Richtung Zahnstangenbewe¬ gungsrichtung 12 spielfrei an der Gehäusewandung an. Um ein Verdrehen des Übertragungselementes 11 zu vermeiden, kann an dem Federabstützelement 18 eine nicht gezeigte Führungsnase angeordnet sein, die in eine in der Wandung der Gehäuseboh¬ rung 10 verlaufende, nicht dargestellte Nut eingreift. Selbst¬ verständlich können am Umfang des Federabstützelementes 18 auch mehrere Nasen oder andere Verdrehsicherungen vorgesehen sein.

In einem nicht gezeigten, modifizierten Ausführungsbeispiel wirken die aus der Federkraft abgeleiteten Radialkräfte an bei¬ den Druckstückelementen 6,7 in eine Richtung. Die Radialkraft ist so groß zu wählen, dass bei Lenkbewegungen die Druckstück¬ elemente 6,7 immer an der Gehäusewandung anliegen, d.h. die Radialkraft muss größer als die jeweils an den Druckstückele¬ menten 6,7 angreifende Reibkraft sein. Beispielsweise drückt das Übertragungselement 11 auf schräge Kontaktflächen 15 an den Druckstückelementen 6,7, so dass beide Druckstückelemente 6,7 in eine Richtung in Zahnstangebewegungsrichtung 12 gedrückt sind. Dies Anordnung ist gleichermaßen in Lenkungsvorrichtungen mit einem einteiligen Druckstück 5 vorteilhaft nutzbar.

In vorteilhafter Weise sind bei der erfindungsgemäßen Zahnstan¬ genlenkung die Druckstückelemente 6,7 in Zahnstangenbewegungs- richtung 12 spielfrei in der Gehäusebohrung 10 geführt. Ein Kippen der Druckstückelemente 6,7 ist bei wechselnden Zahnstan- genauslenkungen wirkungsvoll vermieden. Damit ist eine störende Geräuschentwicklung wirkungsvoll unterbunden. Ferner ist durch die spielfreie Anordnung der Druckstückelemente 6,7 in Zahn¬ stangenbewegungsrichtung 12 schon bei kleinen Lenkbewegungen ein Reibkraftaufbau gewährleistet, wodurch dem Fahrer ein guter Fahrbahnkontakt vermittelt wird. Bezugszeichenliste

Zahnstange . Verzahnung Gehäuse Schräge Flächen an Zahnstange Druckstück Erstes Druckstückelement Zweites Druckstückelement Druckstückinnenkontur Gleitbelag Bohrung im Gehäuse Übertragungselement 1 Erste Teilfläche an geknickter Scheibe λ X Zweite Teilfläche an geknickter Scheibe Zahnstangenbewegungsrichtung Durchmesser der Innenkontur Bodenbereich der Innenkontur Kontaktflächen Verschlussdeckel Feder Federabstützelement Kontaktbauteil Kontaktstelle