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Die
Erfindung betrifft ein Zahnstangenlenkgetriebe nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der Patentschrift
EP
1 084 933 B1 ist ein Zahnstangenlenkgetriebe bekannt, bei
dem eine klapperfreie Führung
eines Druckstückes
in einer Bohrung eines Lenkgetriebegehäuses über einen in einer exzentrischen
Nut angeordneten O-Ring sichergestellt ist. Eine weitere Ausführungsform
sieht vor, dass die das Druckstück
aufnehmende Bohrung im Lenkgetriebegehäuse um einen Winkel zu einer senkrechten
auf eine Längsachse
der Zahnstange geneigt ist, der größer ist als der sich aus der
Materialpaarung des Druckstückes
mit der Zahnstange ergebende Haftreibungswinkel. Damit ist sicher
gestellt, dass das Druckstück
stets an einer Seite der Bohrung anliegt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es demgegenüber, eine
weitere Lösung
einer klapperfreien Anordnung des Druckstückes in einer rechtwinklig
zur Längsachse
der Zahnstange angeordneten Bohrung des Lenkgetriebegehäuses aufzuzeigen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Zahnstangenlenkgetriebe mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Zahnstangenlenkgetriebe
zeichnet sich durch ein zwischen einem Druckstück und einem Lenkgetriebegehäuse angeordneten
toleranzausgleichenden Bauteil, das aus einem metallischen Werkstoff
hergestellt ist und das einen spielfreien Sitz des Druckstückes sichert,
aus. Die Dicke des toleranzausgleichenden Bauteils ist so bemessen,
dass dieses den Spalt zwischen dem Druckstück und dem Lenkgetriebegehäuse ausfüllt. Das
toleranzausgleichende Bauteil ist aus einem metallischen Werkstoff
wie beispielsweise Stahl, Aluminium oder Buntmetall herstellbar.
In vorteilhafter Weise ist mit dieser Ausführung eine radiale Bewegung
des Druckstückes
vermeidbar.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist das toleranzausgleichende Bauteil
als Toleranzband ausgeführt.
Unter einem Toleranzband ist ein Metallstreifen zu verstehen, der
eine maximale Länge
in Höhe
des Umfangs des Druckstückdurchmessers
und die für einen
spielfreien Sitz erforderliche Dicke aufweist. Diese Bemessung der
Länge des
Metallstreifens vermeidet ein Überdeckung
der Enden des Metallstreifens bei der Montage und verhindert eine
Beschädigung
der Bauteile. Zur Montage ist das Toleranzband ringförmig mit
einem eng schließenden
Stoß vorgebogen,
so dass dieses schnell und kostengünstig montierbar ist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Druckstück eine
umlaufende Nut zur Anordnung des Toleranzbandes auf. Das vorzugsweise ringförmig vorgebogene
Toleranzband ist in die umlaufende Nut am Druckstück einlegbar
bzw. einschnappbar. Damit ist das Toleranzband verliersicher mit
dem Druckstück
verbunden, womit die Montage erleichtert ist. Des weiteren ist das
Toleranzband über
die Stirnflächen
der Nut axial abgestützt,
so dass sich diese bei der Montage oder Demontage nicht von dem
Druckstück
herunterschiebt.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das toleranzausgleichende
Bauteil und/oder die Bohrung eine Einführschräge auf. Einführschrägen an der
Bohrung und/oder an dem toleranzausgleichenden Bauteil sind für eine einfache
Montage erforderlich. Insbesondere bei einem Übermaß des toleranzausgleichenden
Bauteils gegenüber
der das Druckstück aufnehmenden
Bohrung im Lenkgetriebegehäuse
verhindern die Einführschrägen wirkungsvoll
eine Beschädigung
der Bauteile.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dem toleranzausgleichenden
Bauteil aus einem metallischen Werkstoff ein elastisches Bauteil
zugeordnet. Ein elastisches Bauteil aus vorzugsweise Elastomerwerkstoff
ist dem toleranzausgleichenden Bauteil beispielsweise durch Vulkanisation
oder Kleben zugeordnet. Die Dicke des toleranzausgleichenden Bauteils
ist so gewählt,
dass sich zwischen diesem, dem Druckstück und der Bohrung im Lenkgetriebegehäuse immer
ein kleines Restspiel einstellt. Eine radiale Bewegung dieser Bauteile
innerhalb des Restspieles ist durch Anordnung des elastischen Werkstoff
vermieden. Das elastische Bauteil ist zwischen Nutgrund und dem
toleranzausgleichenden Bauteil oder zwischen dem metallischen Bauteil
und dem Lenkgetriebegehäuse
anordenbar.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem toleranzausgleichenden
Bauteil und dem Gehäuse
sowie dem Druckstück
eine Übergangspassung
vorgesehen. Dazu ist für
das toleranzausgleichende Bauteil eine Dickentoleranz vorzusehen,
die entweder ein geringes Spiel oder eine Passung mit geringem Übermaß zwischen
Druckstück, dem
toleranzausgleichenden Bauteil und dem Lenkgetriebegehäuse ermöglicht.
In vorteilhafter Weise ist eine radiale Bewegung des Druckstückes vorteilhaft eingeschränkt wobei
gleichzeitig wirtschaftliche Herstellmöglichkeiten des toleranzausgleichenden
Bauteils ermöglicht
sind. Toleranzausgleichende Bauteile können beispielsweise aus gewalzten
Blechen, die in verschiedene Dickenklassen klassifizierbar sind, kostengünstig hergestellt
werden.
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Weitere
Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung
sowie der Zeichnung. Ein konkretes Ausführungsbeispiel ist in der Erfindung
in der nachfolgenden Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigt
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1 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lenkungsvorrichtung.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Lenkungsvorrichtung
eines nicht näher
beschriebenen Kraftfahrzeuges gezeigt. Eine nicht dargestellte Lenkwelle überträgt das von
einem Fahrer auf ein Lenkrad ausgeübtes Lenkmoment auf eine nicht
gezeigte Eingangswelle eines Lenkgetriebes 2.
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Das
Lenkgetriebe 2 weist ein Gehäuse 3 auf, dem das
Ritzel 1 und eine Zahnstange 4 zugeordnet ist.
Das Ritzel 1 steht einerseits in Wirkverbindung mit der
Eingangswelle und andererseits im Eingriff mit der Zahnstange 4.
Diese Anordnung setzt die Drehbewegung der Eingangswelle bzw. des
Ritzels 1 in eine Schiebebewegung der Zahnstange 4 um.
Die Zahnstange 4 steht über
eine nicht dargestellte linke und rechte Spurstange mit Vorderrädern eines
Fahrzeuges in Verbindung. Je nach Bewegungsrichtung der Zahnstange 4 lenken
die Vorderräder
nach links oder rechts.
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Das
Gehäuse 3 weist
eine Bohrung 5 auf, in der ein Druckstück 6 angeordnet ist.
Das Druckstück 6 liegt
mit einer nicht gezeigten halbzylindrischen Mulde an der Zahnstange 4 an
und ist von einer Feder 7 mit einer Axialkraft beaufschlagt.
Die Feder 7 ist zwischen dem Druckstück 6 und einer Schraube 8 eingespannt.
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Die
für einen
spielfreien Eingriff der Zahnstange 4 mit dem Ritzel 1 erforderliche
Vorspannkraft der Feder ist über
die Einschraubtiefe der Schraube 8 einstellbar.
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Aufgrund
der Anpressung des Druckstückes 6 an
die Zahnstange 4 wirkt auf das Druckstück 6 bei einer Schiebebewegung
der Zahnstange 4 eine Reibkraft. Diese Reibkraft drückt das
Druckstück 6 gegen
eine Wandung der Gehäusebohrung 5.
Eine von Fahrbahnungleichmäßigkeiten
angeregte Schwingung der Räder
setzt sich auf die Zahnstange 4 fort. Aufgrund dieser Schwingung
ist das Druckstück 6 mit
abwechselnd auftretenden, entgegengerichteten Reibkräften 9 beaufschlagt.
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Über einen
festen Sitz des Druckstückes 6 in der
Bohrung 5 ist eine durch die Schwingung ausgelöst Bewegung
des Druckstückes 6 vermieden.
Erfindungsgemäß ist der
Sitz durch ein zusätzlich
angeordnetes toleranzausgleichendes Bauteil 10 in Form eines
Toleranzbandes gewährleistet.
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Das
Druckstück 6 weist
eine umlaufende Nut 11 auf, in der das Toleranzband 10 angeordnet
ist. Der Durchmesser der umlaufenden Nut 11 als auch der
Durchmesser der Gehäusebohrung
weisen eine Fertigungstoleranz auf, die eine kostengünstige Bearbeitung
erlaubt. Nach der Bearbeitung sind der Nut- und Bohrungsdurchmesser
bevorzugt über
ein automatisiertes Verfahren auszumessen, wobei aus diesen Daten
die für
einen spielfreien Sitz des Druckstückes 6 erforderliche
Dicke des Toleranzbandes 10 ermittelbar ist. Verschiedene
Dickenklassen der Toleranzbänder 10 sind
bereitzustellen, so dass ein Toleranzband 10 aus einer
entsprechenden Klasse zur Darstellung eines Sitzes mit gewünschter
Passung darstellbar ist. In bevorzugter Weise ist die Dicke des Toleranzbands 10 so
auszuwählen,
dass das Druckstück 6 und
das Toleranzband 10 mit einer Übergangspassung, d.h. mit einem
kleinen Radialspiel oder einer geringfügigen radialen Überdeckung,
in der Bohrung 5 des Gehäuses 3 angeordnet
ist. Im Falle einer geringfügigen Überdeckung
ist darauf zu achten, dass die Kraft der Feder 7 größer als
die Einpresskraft ist, so dass die Feder das Druckstück 6 gegen
die Zahnstange 4 drückt
und ein spielfreier Eingriff mit dem Ritzel 1 gewährleistet
ist. Vorzugsweise ist das Toleranzband 10 ringförmig mit
einem eng schließenden
Stoß vorgebogen,
womit es in einfacher Weise in die umlaufende Nut 11 einsetzbar
ist. Die Länge
des Toleranzbandes 10 ist so bemessen, dass dieses den
Umfang des Nutgrunddurchmessers nicht überschreitet. Eine Überdeckung
der Enden des Toleranzbandes 10 im eingepressten Zustand
ist damit ausgeschlossen. Eine Abstützung der Reibkräfte im Bereich
des Stoßes
des Toleranzbandes ist zur Vermeidung hoher Druckspannungen zu umgehen,
indem der Stoß in
einer senkrecht zur Bewegungsrichtung der Zahnstange 4 verlaufenden
Ebene der Bohrung 5 angeordnet ist. Um ein Verklemmen,
Verkanten oder eine Beschädigung
des Druckstückes 6 bei
der Montage zu verhindern ist an dem Toleranzband 10 und/oder
der Bohrung 5 eine Einführschräge 12, 13 vorzusehen.
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In
vorteilhafter Weise ist das Druckstück 6 bei dem erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkgetriebe
nahezu spielfrei in der Bohrung 5 geführt. Ein Kippen des Druckstückes aufgrund
der Reibkraft zwischen Zahnstange 4 und Druckstück 6 ist
bei wechselnden Zahnstangenauslenkung vermieden. Damit ist eine
störende
Geräuschentwicklung
wirkungsvoll unterbunden. Ferner ist durch die spielfreie Anordnung
des Druckstückes 5 schon
bei kleinen Lenkbewegungen ein Reibkraftaufbau gewährleistet,
wodurch dem Fahrer ein guter Fahrbahnkontakt vermittelt wird.