DE102004007770B4

DE102004007770B4 - Zahnstangenlenkung

Info

Publication number: DE102004007770B4
Application number: DE102004007770.3A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Osterlänger Jürgen; Dipl.-Ing. Alexander (FH) Zernickel; Dr. Kraus Manfred; Dipl.-Ing. Stefan (FH) Willared
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2018-01-04
Anticipated expiration: 2024-02-19
Also published as: WO2005090143A1; DE102004007770A1

Abstract

Zahnstangenlenkung, mit einer in einem Gehäuse (1) über eine Kugelumlaufführung (9) entlang ihrer Längsachse (3) verschiebbar gelagerten und mit einem Ritzel (6) kämmenden Zahnstange (2), wobei die Kugelumlaufführung (9) einen endlosen Kugelkanal (19) aufweist, in dem Kugeln (10a) endlos umlauffähig angeordnet sind, wobei der Kugelkanal (19) einen Lastabschnitt (20) aufweist, in dem die Kugeln (10a) abwälzbar angeordnet sind, und wobei der Kugelkanal (19) ferner einen die Kugeln (10a) lastfrei führenden Rücklaufabschnitt (21) und zwei den Lastabschnitt (20) und den Rücklaufabschnitt (21) endlos miteinander verbindende Umlenkabschnitte (22) aufweist, in dem die Kugeln (10a) von dem Lastabschnitt (20) in den Rücklaufabschnitt (21) oder umgekehrt umgelenkt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der endlose Kugelkanal (19) von einer an einem Tragkörper (16) ausgebildeten endlosen Kugelbahn (17) und von einer dieser gegenüberliegenden, an der Zahnstange (2) ausgebildeten endlosen Kugelbahn (23) gebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Zahnstangenlenkung weist ein Ritzel auf, welches mit einem Lenkrohr verbunden ist. Das Ritzel greift mit einer Verzahnung in die Verzahnung einer Zahnstange ein, so dass bei einer Drehbewegung des Ritzels die Zahnstange translatorisch bewegt wird. Die Zahnstange wirkt auf Spurhebel der zu lenkenden Räder ein.
Aus der DE 100 63 877 A1 ist eine gattungsgemäße Zahnstangenlenkung bekannt geworden, bei der die Zahnstange in einem Gehäuse entlang ihrer Längsachse verschiebbar über eine Kugelumlaufführung gelagert ist. Die Kugelumlaufführung weist einen endlosen Kugelkanal auf, in dem Kugeln endlos umlauffähig angeordnet sind, wobei der Kugelkanal einen Lastabschnitt aufweist, in dem Kugeln unter Last abwälzbar angeordnet sind, und wobei der Kugelkanal ferner einen die Kugeln lastfrei führenden Rücklaufabschnitt und zwei den Lastabschnitt und den Rücklaufabschnitt endlos miteinander verbindende Umlenkabschnitte aufweist, in dem die Kugeln von dem Lastabschnitt in den Rücklaufabschnitt oder umgekehrt umgelenkt werden. Diese bekannte Zahnstangenlenkung ermöglicht die Übertragung von Drehmomenten, die an der Zahnstange angreifen, und die um die Längsachse der Zahnstange herum wirken. Bei einer Zahnstangenlenkung mit einer elektromechanischen Lenkhilfe wird in letzter Zeit zunehmend ein Spindelgewindetrieb eingesetzt. Zu diesem Zweck weist die Zahnstange in axialer Verlängerung eine Gewindespindel auf, auf der eine Spindelmutter über Kugeln gelagert ist. Die Spindelmutter kann von einem Elektromotor angetrieben werden. Unter Drehung der Spindelmutter kann eine Verschiebung der Zahnstange unterstützt werden, wobei das Antriebsdrehmoment auf die Zahnstange und schließlich über die eingangs genannte Kugelumlaufführung sicher in das Gehäuse übertragen werden kann.
Die Kugelumlaufführung der bekannten Zahnstangenlenkung weist einen Tragkörper auf, an dem die Zahnstange wälzgelagert ist. Im lastübertragenden Bereich ist die Zahnstange mit einer Kugelrille versehen, wobei die Kugeln an einer Kugelbahn des Tragkörpers und an der Kugelrille der Zahnstange unter Last abwälzen. Um ein einwandfreies Umlenken der Kugeln aus dem Lastabschnitt in den Rücklaufabschnitt zu ermöglichen, ist ein Käfig vorgesehen, der nicht weiter dargestellte Zungen aufweist, um die Kugeln sicher aus der Kugelrille der Zahnstange herauszuheben und in den Umlenkabschnitt hineinzulenken. Der Umlenkabschnitt ist an dem Käfig ausgebildet. Der Rücklaufabschnitt ist begrenzt durch Nutwände einer in dem Käfig vorgesehenen Nut und durch eine in den Tragkörper eingeformte Kugelrille.
Aus DE 32 49 885 C2 war eine Zahnstangenlenkung bekannt, bei der ein gegen die Zahnstange angedrücktes Druckstück einen Tragkörper bildet. Kugeln laufen in endlosen Kugelkanälen endlos um. Der Lastabschnitt ist durch Kugelrillen gebildet, von denen die eine an der Zahnstange und die andere an dem Druckstück gebildet ist. Der Umlenkabschnitt ist von Kugelrillen gebildet, von denen die eine an dem Druckstück und die andere an Ansatzstücken gebildet sind, die an das Druckstück angesetzt sind. Der Rücklaufabschnitt ist von Kugelrillen gebildet, von denen die eine an dem Druckstück, und die andere an einem Deckel des Druckstücks gebildet sind. Diese Einzelteile müssen für ein hakelfreies Umlaufen der Kugeln einwandfrei zueinander ausgerichtet sein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zahnstangenlenkung nach dem Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, bei der eine vereinfachte Kugelumlaufführung vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der endlose Kugelkanal von einer an dem Tragkörper ausgebildeten endlosen Kugelbahn und von einer dieser gegenüberliegenden, an der Zahnstange ausgebildeten endlosen Kugelbahn gebildet ist. Eine zur Längsachse der Zahnstange gedachte parallele Bezugsebene ist innerhalb und parallel zu dem endlosen Kugelkanal angeordnet, wobei zur einen Seite der Bezugsebene die eine endlose Kugelbahn und zur anderen Seite der Bezugsebene die andere endlose Kugelbahn angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Kugelführung ist vorzugsweise dort im Bereich des Ritzels an der vom Ritzel abgewandten Seite der Zahnstange angeordnet. Die Zahnstange kann an dieser Seite mit der endlosen Kugelbahn versehen sein. Es sind außer dem Tragkörper und der Zahnstange keine weiteren Bauteile zur Bildung der Kugelbahn erforderlich.
Die Erfindung verzichtet gänzlich auf einen Abhebemechanismus, wodurch die Kugelumlaufführung und somit auch die Zahnstangenlenkung technisch einfach und wirtschaftlich günstig herstellbar ist. Während bei der bekannten Umlaufführung der Übergang von dem Lastabschnitt in den Umlenkabschnitt mit einem Hakeln verbunden sein kann, weil die Kugeln mechanisch von der Kugelrille der Zahnstange abgehoben und in den Umlenkabschnitt hinein gehoben werden müssen, ist ein derartiges Anheben der Kugeln bei der erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkung nicht erforderlich. Vielmehr weist die Zahnstange selbst die endlose Kugelbahn auf, die auch den Umlenkabschnitt begrenzt. Auf diese Weise ist ein geräuschloses und hakelfreies Umlaufen der Kugeln in der Kugelumlaufführung gewährleistet.
Vorzugsweise ist der Tragkörper an seiner der Zahnstange zugewandten Seite mit einer die endlose Kugelbahn bildenden Kugelrille für die Kugeln versehen. Die Kugeln werden also während des gesamten Umlaufs einwandfrei in einer umlaufenden Kugelrille geführt. Die Kugelrille kann zwei parallel zur Längsachse der Zahnstange angeordnete Längsabschnitte aufweisen, von denen der eine den Lastabschnitt und von denen der andere den Rücklaufabschnitt begrenzt. Ferner kann die Kugelrille zwei Bogenabschnitte aufweisen, die die beiden Längsabschnitte endlos miteinander verbinden.
Da bei einer Kugelumlaufführung gewährleistet sein muß, dass im Rücklaufabschnitt die Kugeln lastfrei zurücklaufen können, sieht eine erfindungsgemäße Weiterbildung vor, dass ausgehend von einer zu den Längsabschnitten der Kugelrille parallel angeordneten Bezugsebene die parallelen Abstände des Lastabschnittes und des Rücklaufabschnittes zu der Bezugsebene unterschiedlich sind. Wenn man sich diese Bezugsebene auf der der Zahnstange zugewandten Seite des Tragkörpers denkt, ist der parallele Abstand der Kugelrille im Bereich des Lastabschnittes kleiner als der parallele Abstand der Kugelrille im Bereich des Rücklaufabschnittes. Auf diese Weise kann auf besondere Maßnahmen bei der Ausbildung der endlosen Kugelbahn an der Zahnstange verzichtet werden. Der Tragkörper kann an dem Gehäuse oder einem in dem Gehäuse verschieblich gelagerten Druckstück formschlüssig aufgenommen sein und mit den im Lastabschnitt angeordneten Kugeln gegen die Zahnstange angedrückt sein. Durch den größeren Abstand im Bereich des Rücklaufabschnittes ist sichergestellt, dass der Abstand zwischen der an der Zahnstange vorgesehenen Kugelbahn und der Kugelrille im Rücklaufabschnitt des Tragkörpers größer ist als der Kugeldurchmesser.
Der Tagkörper kann vorzugsweise aus Blech mit einer spanlos eingeformten endlosen Kugelrille gebildet sein. Beispielsweise ist denkbar, ein wanddickengleiches Blech in einem Tiefziehvorgang oder in einem Prägevorgang mit der Kugelrille zu versehen. Durch die Wahl eines geeigneten Materials können bei den heute zur Verfügung stehenden Technologien hinreichend gute Oberflächenqualitäten in der der Kugelrille durch spanlose Formgebung hergestellt werden.
Vorzugsweise sieht die Erfindung zwei um die Längsachse der Zahnstange herum gebogene und umfangsseitig hintereinander angeordnete Tragkörper vor, deren endlose Kugelrillen jeweils einen endlosen Kugelkanal begrenzen. Beide Tragkörper bilden gemeinsam etwa die Form einer Halbschale.
Vorzugsweise wird die Zahnstange aus einem im Querschnitt runden Stangenmaterial gebildet. Dies hat den Vorteil, dass zum einen die Zähne und zum anderen die einstückig angeformte Gewindespindel ausgebildet werden können. Die Tragkörper können dann so gekrümmt sein, dass deren endlose Kugelrillen wenigstens annähernd parallel angeordnet sind zu der an der Zahnstange ausgebildeten endlosen Kugelbahn.
Die beiden Kugelbahnen sind an den Tragkörpern derart angeordnet, dass die jeweiligen Rücklaufabschnitte beider Tragkörper zwischen den jeweiligen Lastabschnitten abgeordnet sind. Die lastübertragenden Bereiche sind somit an umfangsseitig entfernten Enden vorgesehen. Bei dieser Anordnung lassen sich quer zur Zahnstange wirkende Kräfte und Drehmomente in günstiger Weise übertragen. Zwischen den beiden Lastabschnitten ist vorzugsweise ein großer Winkel aufgespannt, der im Schnittpunkt mit der Längsachse der aus einem kreisrunden Profil hergestellten Zahnstange gemessen etwa 90°, aber auch kleiner oder größer sein kann.
Die an der Zahnstange ausgebildete endlose Kugelbahn ist vorzugsweise dadurch gebildet, dass die Zahnstange mit einer entlang ihrer Längsachse ausgebildeten Längsnut versehen ist, deren entlang der Längsachse der Zahnstange erstreckten Nutwände Kugelrillen für die Kugeln bilden, wobei die eine Kugelrille den Lastabschnitt und die andere Kugelrille den Rücklaufabschnitt begrenzt. Mit diesen an den Nutwänden gebildeten Kugelrillen korrespondieren die weiter oben erwähnten Längsabschnitte der Kugelrille des Tragkörpers.
Der Nutgrund der Längsnut kann in vorteilhafter Weise den Umlenkabschnitt begrenzen. Unter einer Verschiebung der Zahnstange im Gehäuse laufen die Kugeln in den Kugelumlaufführungen endlos um. Wenn die Kugeln den Lastabschnitt verlassen, sind sie einerseits einwandfrei geführt in der am Tragkörper ausgebildeten Kugelrille im Bereich des Umlenkabschnitts. An der Zahnstange erfolgt eine lediglich radiale Abstützung der Kugeln, damit diese nicht außer Eingriff mit der Kugelrille des Tragkörpers geraten. Während die Kugeln durch den Umlenkabschnitt hindurch geführt werden, findet zugleich eine Längsverschiebung der Zahnstange statt, so daß die Kugeln auf dem Weg vom Ende des Lastabschnitts bis zum Eintritt in den Rücklaufabschnitt eine Teilfläche des Nutgrundes überstreichen. Der Vorteil bei dieser Anordnung ist, dass keine Zungen oder dergleichen vorzusehen sind, um ein Abheben der Kugeln aus dem Lastabschnitt zu ermöglichen. Vielmehr bleiben die Kugeln während des vollständigen Umlaufs im ständigen Kontakt mit den an der Zahnstange und an dem Tragkörper ausgebildeten Kugelbahnen, wobei lediglich im Bereich des Rücklaufabschnittes und des Umlenkabschnittes ein Spiel zum einwandfreien durchleiten der Kugeln vorgesehen ist.
Weiter oben wurde bereits ausgeführt, dass eine vorteilhafte Weiterbildung zwei umfangsseitig hintereinander angeordnete Tragkörper vorsieht. Damit korrespondieren zwei an der Zahnstange umfangsseitig einander benachbarte Längsnuten, wobei zwischen den jeweiligen Lastabschnitt begrenzenden Kugelrillen die den Rücklaufabschnitt begrenzenden Kugelrillen angeordnet sind.
Durch die Ausbildung der Kugelrillen sowohl an der Zahnstange als auch an dem Tragkörper ist eine einwandfreie Übertragung von Drehmomenten gewährleistet, die auf die Zahnstange um deren Längsachse herum einwirken.
Bei einer Vielzahl von Anwendungen ist in dem Gehäuse ein quer zur Längsachse der Zahnstange verschieblich gelagertes Druckstück angeordnet, das gegen die Zahnstange angefedert ist. Mit diesem angefederten Druckstück wird jegliches unerwünschtes Spiel der Zahnstange eliminiert. In diesem Fall ist die erfindungsgemäße Kugelumlaufführung zwischen dem Druckstück und der Zahnstange angeordnet.
Zur einwandfreien Übertragung der bereits mehrfach erwähnten Drehmomente ist der Tragkörper dann formschlüssig an dem Druckstück aufgenommen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in insgesamt 6 Figuren abgebildeten Ausführungsbeispieles und einer an sich bekannten Zahnstangenlenkung in zwei weiteren Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 im Längsschnitt einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkung,
2 in perspektivischer Darstellung den in 1 dargestellten Teil der erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkung,
3 ein aus der 2 heraus gelöstes Element,
4 das in 3 abgebildete Element jedoch ohne Kugeln,
5 im Querschnitt die Zahnstange der erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkung,
6 die in den 1–5 abgebildete erfindungsgemäße Zahnstangenlenkung mit Gehäuse
7 eine zum Stand der Technik zählende Zahnstangenlenkung im Teilschnitt und
8 die in 6 im Querschnitt abgebildete Zahnstange in perspektivischer Darstellung.
Zur Erläuterung der Erfindung wird zunächst eine an sich bekannte Zahnstangenlenkung beschrieben, wie sie in den 7 und 8 abgebildet ist. Die Zahnstangenlenkung umfasst ein Gehäuse 1, in dem eine Zahnstange 2 entlang ihrer Längsachse 3 verschiebbar über eine Kugelumlaufführung 4 längsverschieblich gelagert ist. Die Zahnstange 2 ist mit einer entlang der Längsachse 3 erstreckten Zahnreihe 5 versehen, mit der ein Ritzel 6 kämmt. Das Ritzel 6 ist im Gehäuse 1 drehbar angeordnet, wobei die Ritzelachse quer zur Längsachse 3 der Zahnstange 2 angeordnet ist.
Der 8 kann entnommen werden, dass die Zahnstange aus einem im Querschnitt runden Stangenmaterial gebildet ist, wobei an diesem Stangenmaterial einerseits die Zahnreihe 5 und andererseits eine Gewindespindel 7 ausgebildet sind. Auf der Gewindespindel 7 ist eine hier nicht abgebildete Spindelmutter angeordnet, die von einem ebenfalls nicht abgebildeten Elektromotor angetrieben werden kann. Auf diese Weise ist eine elektromechanische Lenkhilfe gebildet.
Sofern die Erfindung Bauteile verwendet, die mit der oben beschriebenen bekannten Zahnstangenlenkung übereinstimmen, werden nachstehend für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen übernommen.
1 zeigt im Querschnitt eine erfindungsgemäße Zahnstangenlenkung, jedoch ohne Gehäuse. Im Unterschied zu der abgebildeten bekannten Zahnstangenlenkung ist bei dieser erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkung gemäß 1 ein Druckstück 8 vorgesehen, das längsverschieblich in dem Gehäuse 1 angeordnet und gegen die Zahnstange 2 angefedert ist. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus US 45 31 603 A oder auch DE 32 44 531 C2 bekannt geworden. Zwischen dem Druckstück 8 und der Zahnstange 2 ist eine erfindungsgemäße Kugelumlaufführung 9 vorgesehen. Im Unterschied zu der bekannten Kugelumlaufführung 4 verzichtet die erfindungsgemäße Kugelumlaufführung 9 auf einen Käfig zum Führen der Kugeln.
Die Zahnstange 2 ist mit erfindungsgemäßen Besonderheiten ausgestattet, die nachstehend erläutert werden. 5 zeigt die Zahnstange 2 im Querschnitt als Einzelteil. Der 5 ist zu entnehmen, dass etwa diametral der Zahnreihe 5 gegenüberliegend am Umfang der Zahnstange 2 zwei umfangsseitig einander benachbart angeordnete Längsnuten 10 ausgebildet sind. Die Längsnuten 10 sind im Querschnitt gesehen bogenförmig um die Längsachse 3 der Zahnstange 2 herum ausgebildet. Der bogenförmige Nutgrund 11 der Längsnut 10 ist umfangsseitig durch Nutwände 12, 13 begrenzt, wobei die Nutwände 12, 13 Kugelrillen 14, 15 bilden.
2 zeigt in perspektivischer Darstellung dass mit der Kugelumlaufführung 9 versehene Druckstück 8. Die Kugelumlaufführung 9 umfaßt zwei umfangsseitig um die Drehachse 3 herum angeordnete Tragkörper 16 wie sie in 4 als Einzelteil abgebildet ist. Der Tragkörper 16 ist aus einem wanddickengleichen Blech hergestellt und mit einer endlosen Kugelbahn 17 versehen. Die endlose Kugelbahn 17 ist durch eine spanlos eingeformte Kugelrille 18 gebildet. In der Kugelrille 18 sind eine Vielzahl hintereinander angeordneter Kugeln 10a angeordnet.
Die Kugeln 10a wälzen in einem endlosen Kugelkanal 19 um. Der Kugelkanal 19 umfaßt einen Lastabschnitt 20, in dem die Kugeln 10a unter Last abwälzbar angeordnet sind. Ferner umfasst der endlose Kugelkanal 19 einen Rücklaufabschnitt 21, in dem Kugeln 10a lastfrei geführt werden können. Ferner umfasst der endlose Kugelkanal 19 zwei Umlenkabschnitte 22, die den Lastabschnitt 20 und den Rücklaufabschnitt 21 endlos miteinander verbinden.
Bei der Anordnung gemäß 1 sind die zwischen den beiden Lastabschnitten 20 der endlosen Kugelkanäle 19 die beiden Rücklaufabschnitte 21 angeordnet. Die Rücklaufabschnitte 21 sind demzufolge innen und die Lastabschnitte 20 sind außen angeordnet.
Während ihres endlosen Umlaufs durch den Kugelkanal 19 (1) rollen oder gleiten die Kugeln 10a entlang einer endlosen Kugelbahn 23, die in jeder Längsnut 10 der Zahnstange 2 ausgebildet sind. Zu dieser endlosen Kugelbahn 23 zählen die durch die Nutwände 12, 13 gebildeten Kugelrillen 14, 15, wobei die Kugelrillen 14 die jeweiligen Rücklaufabschnitte begrenzen, und wobei die Kugelrillen 15 die jeweiligen Lastabschnitte begrenzen. Ferner zählt zu der endlosen Kugelbahn 23 auch der Nutgrund 11 der Längsnuten 10, wobei der Nutgrund 11 den Umlenkabschnitt 22 begrenzt. Der Nutgrund 11 dient zugleich als Umlenkbahn, die den Umlenkabschnitt 22 begrenzt. Der Nutgrund 11 ist vorliegend konvexgewölbt, kann jedoch als ebene Fläche ausgebildet sein. Die Ausbildung des Nutgrundes kann von den Umständen des Anwendungsfalls abhängig sein.
Im Lastabschnitt 20 wälzen die Kugeln 10a einerseits an der Kugelrille 18 des Tragkörpers 16 ab und andererseits an den Kugelrillen 15 der Zahnstange 2, wie den 1 und 5 entnommen werden kann. Wenn die Kugeln 10a den Lastabschnitt 20 verlassen, sind sie einerseits einwandfrei in der Kugelrille 18 des Tragkörpers 16 geführt und andererseits am Nutgrund 11 der Zahnstange 2 abgestützt. Die Kugeln gelangen schließlich von dem Umlenkabschnitt 22 in den Rücklaufabschnitt 21, wobei die Kugeln 10a einerseits an der Kugelrille 18 des Tragkörpers 16 und anderseits an den Kugelrillen 14 der Zahnstange 2 geführt sind. Der Abstand zwischen der Kugelrille 14 der Zahnstange und der Kugelrille 18 des Tragkörpers 16 ist größer als der Durchmesser der Kugeln 10a.
Die Tragkörper 16 sind in einer Tasche 24 des Druckstücks 8 formschlüssig aufgenommen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass über die Kugelumlaufführung 9 in die Zahnstange 2 eingeleitete Drehmomente um die Längsachse 3 herum einwandfrei in das Druckstück 8 und somit in das Gehäuse 1 eingeleitet werden können.
Bei dem Tragkörper 16 in 4 sind die parallel zur Längsachse 3 angeordneten Längsabschnitte der Kugelrille 18 auf unterschiedlichen Niveau angeordnet. Denkt man sich eine zur inneren Mantelfläche des Tragkörpers 16 parallel angeordnete Bezugsebene, so ist der parallele Abstand zwischen dieser gedachte Bezugsebene und der Kugelrille 18 im Bereich des Lastabschnittes 20 kleiner als im Bereich des Rücklaufabschnittes 21. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Kugeln 10a im Rücklaufabschnitt 21 ohne Verklemmen zurücklaufen können.
6 zeigt ein Einbausituation für die erfindungsgemäße Zahnstangenlenkung. Das Druckstück 8 ist mittels einer gehäuseseitig abgestützten Feder 25 gegen die Zahnstange 2 angefedert.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Zahnstange
3: Längsachse
4: Kugelumlaufführung
5: Zahnreihe
6: Ritzel
7: Gewindespindel
8: Druckstück
9: Kugelumlaufführung
10: Längsnut
10a: Kugel
11: Nutgrund
12: Nutwand
13: Nutwand
14: Kugelrille
15: Kugelrille
16: Tragkörper
17: endlose Kugelbahn
18: Kugelrille
19: endloser Kugelkanal
20: Lastabschnitt
21: Rücklaufabschnitt
22: Umlenkabschnitt
23: endlose Kugelbahn
24: Tasche
25: Feder

Claims

Zahnstangenlenkung, mit einer in einem Gehäuse (1) über eine Kugelumlaufführung (9) entlang ihrer Längsachse (3) verschiebbar gelagerten und mit einem Ritzel (6) kämmenden Zahnstange (2), wobei die Kugelumlaufführung (9) einen endlosen Kugelkanal (19) aufweist, in dem Kugeln (10a) endlos umlauffähig angeordnet sind, wobei der Kugelkanal (19) einen Lastabschnitt (20) aufweist, in dem die Kugeln (10a) abwälzbar angeordnet sind, und wobei der Kugelkanal (19) ferner einen die Kugeln (10a) lastfrei führenden Rücklaufabschnitt (21) und zwei den Lastabschnitt (20) und den Rücklaufabschnitt (21) endlos miteinander verbindende Umlenkabschnitte (22) aufweist, in dem die Kugeln (10a) von dem Lastabschnitt (20) in den Rücklaufabschnitt (21) oder umgekehrt umgelenkt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der endlose Kugelkanal (19) von einer an einem Tragkörper (16) ausgebildeten endlosen Kugelbahn (17) und von einer dieser gegenüberliegenden, an der Zahnstange (2) ausgebildeten endlosen Kugelbahn (23) gebildet ist.
Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, bei der der Tragkörper (16) an seiner der Zahnstange (2) zugewandten Seite mit einer die endlose Kugelbahn (17) bildenden Kugelrille (18) für die Kugeln (10a) versehen ist.
Zahnstangenlenkung nach Anspruch 2, bei der die Kugelrille (18) zwei parallel zur Längsachse (3) der Zahnstange (2) angeordnete Längsabschnitte aufweist, von denen der eine den Lastabschnitt (20) und von denen der andere den Rücklaufabschnitt (21) begrenzt.
Zahnstangenlenkung nach Anspruch 3, bei der die Kugelrille (18) zwei Bogenabschnitte aufweist, die die beiden Längsabschnitte endlos miteinander verbinden.
Zahnstangenlenkung nach Anspruch 3, bei der ausgehend von einer zu den Längsabschnitten der Kugelrille (18) parallel angeordneten Bezugsebene die parallelen Abstände des Lastabschnittes (20) und des Rücklaufabschnittes (21) zu der Bezugsebene unterschiedlich sind.
Zahnstangenlenkung nach Anspruch 2, bei der der Tragkörper (16) aus Blech mit der spanlos eingeformten Kugelrille (18) gebildet ist.
Zahnstangenlenkung nach Anspruch 2, bei der zwei um die Längsachse (3) der Zahnstange (2) herum gekrümmte und umfangsseitig hintereinander angeordnete Tragkörper (16) vorgesehen sind, deren endlose Kugelrillen (18) jeweils einen der endlosen Kugelkanäle (19) begrenzen.
Zahnstangenlenkung nach Ansprüchen 3 und 7, bei der zwischen den beiden Lastabschnitten (20) der beiden Kugelkanäle (19) die beiden Rücklaufabschnitte (21) angeordnet sind.
Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, bei der die Zahnstange (2) mit einer entlang ihrer Längsachse (3) ausgebildeten Längsnut (10) versehen ist, deren entlang der Längsachse (3) der Zahnstange (2) erstreckten Nutwände (12, 13) Kugelrillen (14, 15) für die Kugeln (10a) bilden, wobei die eine Kugelrille (15) den Lastabschnitt (20) und die andere Kugelrille (14) den Rücklaufabschnitt (21) begrenzt.
Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, bei der die Zahnstange (2) mit einer entlang ihrer Längsachse (3) ausgebildeten Längsnut (10) versehen ist, deren Nutgrund (11) die Umlenkabschnitte (22) begrenzt.
Zahnstangenlenkung nach den Ansprüchen 9 und 10, bei der die Zahnstange (2) mit zwei umfangsseitig einander benachbarten Längsnuten (10) versehen ist, wobei zwischen den den jeweiligen Lastabschnitt (20) begrenzenden Kugelrillen (15) die den Rücklaufabschnitt (21) begrenzenden Kugelrillen (14) angeordnet sind.
Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, bei der auf die Zahnstange (2) um deren Längsachse (3) einwirkende Drehmomente über die Kugelumlaufführung (9) auf das Gehäuse (1) übertragen werden.
Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, bei der ein in dem Gehäuse (1) aufgenommenes, quer zur Längsachse (3) der Zahnstange (2) verschieblich gelagertes Druckstück (8) gegen die Zahnstange (2) angefedert ist, wobei die Kugelumlaufführung (9) zwischen dem Druckstück (8) und der Zahnstange (2) angeordnet ist.
Zahnstangenlenkung nach Anspruch 13, bei der der Tragkörper (16) formschlüssig an dem Druckstück (8) aufgenommen ist zur Übertragung von Drehmomenten.