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Anwendungsgebiet
der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Zangstangenlenkung
für ein
Kraftfahrzeug mit einem Lenkgehäuse,
in dem eine Zahnstange längsverschieblich
gelagert ist, so wie mit einem mit der Zahnstange kämmenden Ritzel
und einer Druckstückeinheit,
bei der ein Druckstück
in einer Gehäusebuchse
angeordnet ist.
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Derartige Zahnstangenlenkungen sind
aus dem Stand der Technik seit langem bekannt. Bei diesen Lenkungen
wird die Zahnstange in Längsrichtung
verschieblich in einem Lenkgehäuse
geführt. Ein
in dem Lenkgehäuse
drehbar gelagertes Ritzel greift in die Verzahnung der Zahnstange
ein und bewirkt bei Drehung der mit dem Ritzel drehfest verbundenen
Lenksäule
die seitliche Verlagerung der Zahnstange, die wiederum über Spurstangen
und Achsschenkeln zu einer Verschwenkung der gelenkten Räder des
Kraftfahrzeuges führt.
Der Eingriff des Ritzels in die Zahnstange wird spielfrei gehalten,
indem ein gegenüber
dem Ritzel an der Zahnstange anliegendes Druckstück unter Federvorspannung die Zahnstange
gegen das Ritzel drückt.
Das Druckstück muß dabei
zum einen die erforderliche Anpreßkraft übertragen können und zum anderen eine Lagerfläche bieten,
die bei Verschiebung der Zahnstange auf dem Druckstück keine
nennenswerten Reibkräfte und
keinen wesentlichen Verschleiß hervorruft.
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Eine derart gattungsgemäß ausgebildete Druckstückeinheit
ist aus der
DE 199
37 253 A1 vorbekannt. Diese umfaßt eine Gehäusebuchse und ein in der Gehäusebuchse
verschiebbar gelagertes Druckstück.
Das Druckstück
ist entsprechend dem der Verzahnung der Zahnstange abgewandten Zahnstangenrücken ausgebildet.
Eine Spiraldruckfeder, die sich zum einen gegen die Gehäusebuchse
und zum anderen gegen das Druckstück abstützt, beaufschlagt das Druckstück gegen
den Zahnstangenrücken
und drückt
die Verzahnung der Zahnstange in die Schneckenverzahnung des Ritzels.
Um die Reibung zwischen dem Zahnstangenrücken und dem Druckstück zu reduzieren,
ist eine zusätzliche
Platte vorgesehen, welche aus einem Material gefertigt ist, das
zusammen mit dem Material der Zahnstange einen geringen Reibungskoeffizienten
aufweist.
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Diese gattungsgemäß ausgebildete Druckstückeinheit
ist jedoch mit Nachteilen behaftet. Einer besteht darin, daß sowohl
Gehäusebüchse als
auch Druckstück
aus kompliziert geformten und damit aufwendig herzustellenden Einzelbauteilen
bestehen. Diese komplizierten Formen erfordern somit hohe Werkzeugkosten.
Auch ist aufgrund der komplizierten Ausbildung von Gehäusebuchse
und Druckstück deren
Montage erschwert. Ein anderer Nachteil liegt darin, daß die die
Reibung zwischen Zahnstange und Druckstück vermindernde Platte aus
einem Kunststoff aufwendig mit dem Druckstück selbst verbunden werden
muß.
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Ausgehend von den Nachteilen des
bekannten Standes der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung,
eine Druckstückeinheit
für ein
Zahnstangenlenkgetriebe bereitzustellen, die sich einerseits relativ
einfach fertigen läßt und die
andererseits die an sie gestellten mechanischen Anforderungen voll
erfüllt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem
kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff
dadurch gelöst,
daß in der spanlos
geformten Gehäusebuchse
ein dem Profil der Zahnstange angepaßtes aus einem Kunststoff bestehendes
Druckstück
eingesetzt ist und beide Teile mittels Formschluß ineinander gehalten sind.
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Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Druckstückeinheit
liegt darin, daß sie
aufgrund ihres relativ einfachen Aufbaus unkompliziert herstellbar
ist. Die Gehäusebuchse
kann in einfacher Weise durch einen spanlosen Formgebungsvorgang hergestellt
werden, wobei unterschiedliche geometrische Ausführungsvarianten, die in einfacher
Weise an das jeweilige Lenkgetriebegehäuse anpaßbar sind, fertigbar sind.
Das aus einem Kunststoff bestehende Druckstück kann ebenso paßgenau in
den unterschiedlichsten geometrischen Formvarianten durch einen
Spritzgießprozeß hergestellt
werden. Die dämpfenden
und die Reibung vermindernden Eigenschaften des Kunststoffes verbessern
die Wirkung der gesamten Druckstückeinheit.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist das geringe Gewicht der Druckstückeinheit,
das durch die dünnwandige
spanlos geformte Gehäusebuchse
und durch das spezifisch leichte Druckstück bedingt ist.
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Vorteilhafte Weiterentwicklungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 beschrieben.
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So ist nach Anspruch 2 vorgesehen,
daß die Gehäusebuchse
im Längsschnitt
gesehen einen mit einer zentrischen Bohrung versehenen kegelstumpfartigen
Bogen und eine zylindrische Wandung aufweist, die einerseits zwei
gegenüberliegende, dem
Profil der Zahnstange angepaßte
Durchbrüche und
andererseits wenigstens eine, dem Formschluß mit dem Druckstück dienende
durchgehende Öffnung
besitzt.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch
3 soll die Gehäusebuchse
mit mehreren gleichmäßig voneinander
beabstandeten, rechteckförmig
ausgebildeten durchgehenden Öffnungen
versehen sein.
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Nach einem anderen zusätzlichen
Merkmal gemäß Anspruch
4 soll das Druck stück
im Längsschnitt
gesehen einen der zentrischen Bohrung der Gehäusebuchse angepaßten axialen
Vorsprung sowie eine der Gehäusebuchse
angepaßte
zylindrische Wandung aufweisen, in der den durchgehenden Öffnungen
der Gehäusebuchse
angepaßte
radiale Vorsprünge
angeordnet sind.
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Aus Anspruch 5 geht hervor, daß die zylindrische
Wandung des Druckstückes
mit mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, federnden
axialen Fortsätzen
versehen ist, die die radialen Vorsprünge tragen, wobei diese radialen
Vorsprünge
nach Anspruch 6 halbkreisförmig
ausgebildet sein sollen.
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Nach einem weiteren zusätzlichen
Merkmal der Erfindung nach Anspruch 7 soll das Druckstück an seiner
der Zahnstange zugewandten Seite mit einer zusätzlichen die Reibung vermindernden
Gleitschale versehen sein, wobei diese nach Anspruch 8 zur vorteilhaften
Verbindung mit dem Druckstück
von diesem umspritzt sein soll.
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Die Erfindung wird an nachstehendem
Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Druckstückeinheit;
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2 eine
Draufsicht von oben auf die Druckstückeinheit gemäß 1;
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3 einen
Längsschnitt
durch die Druckstückeinheit
entlang der Linie III-III in 2;
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4 einen
Längsschnitt
durch die Druckstückeinheit
entlang der Linie IV-IV in 2;
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5 eine
perspektivische Darstellung der Gehäusebuchse;
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6 eine
perspektivische Darstellung des Druckstückes,
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7 eine
perspektivische Darstellung der Druckstückeinheit und
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8 einen
teilweisen Längsschnitt
durch ein Zahnstangengetriebe.
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Ausführliche
Beschreibung der Zeichnungen
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Die in den 1 bis 7 in
Einzelteilen und in Gesamtdarstellung gezeigte Druckstückeinheit 1 besteht
aus der Gehäusebuchse 2 und
dem eigentlichen Druckstück 3,
das in der Gehäusebuchse 2 angeordnet
ist. Die aus einem metallischen Werkstoff spanlos geformte Gehäusebuchse 2 weist
die zylindrische Mantelfläche 2.1 und
den Boden 2.2 auf, der kegelstumpfartig ausgebildet ist
und die zentrische Bohrung 2.2.1 hat. An zwei diametral
gegenüberliegenden
Umfangsstellen ist die zylindrische Mantelfläche 2.1 der Gehäusebuchse 2 mit
zwei Durchbrüchen 2.1.1 versehen,
die dem Profil der jeweiligen verwendeten Zahnstange angepaßt sind
und im vorliegenden Beispiel eine Y-Form aufweisen. Zur Gehäusebuchse 2 gehören weiter
die in der zylindrischen Mantelfläche 2.1 angeordneten
durchgehenden Öffnungen 2.1.2,
die dem Formschluß mit
dem Druckstück 3 dienen.
Wie aus 5 erkennbar,
sind im Ausführungsbeispiel
vier in Umfangsrichtung voneinander beabstandete durchgehende Öffnungen 2.1.2 vorhanden.
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Das aus einem Kunststoff gefertigte
Druckstück 3 weist
die zylindrische Wandung 3.1 auf und ist ebenfalls mit
zwei diametral gegenüberliegenden Durchbrüchen 3.1.1 versehen,
die Y-förmig
ausgebildet sind und dem Profil der Zahnstange 10 angepaßt sind.
Zum Druckstück 3 gehört weiter
dessen Boden 3.2, dessen axialer Vorsprung 3.2.1 im
Durchmesser passend zur Bohrung 2.2.1 der Gehäusebuchse 2 ausgebildet
ist. Wie die Figuren weiter zeigen, weist das Druckstück 3 ebenfalls
ein Profil auf, das dem Negativ einer Yförmigen Zahnstange 10 entspricht. Dieses
Profil besitzt zwei symmetrische angeordnete Schrägflächen 3.3,
die in zwei senkrecht abfallende parallel zur Achse 4 verlaufende
Flanken 3.4 übergehen
und durch die rechtwinklig zur Achse 4 angeordnete Grundfläche 3.5 miteinander
verbunden sind. Zum Druckstück 3 gehören auch
mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete federnde axiale
Fortsätze 3.6,
die sich an den Boden 3.2 anschließen. Diese sind mit radialen
Vorsprüngen 3.6.1 versehen,
die dem Formschluß beider
Teile dienen. Wie aus den 1, 6 und 7 erkennbar, kann das Profil des Druckstückes 3 auch
von einer zusätzlichen Gleitschale 3.7 gebildet
sein, die aus einem anderen Kunststoff als das übrige Druckstück 3 gefertigt
ist und mit diesen verbunden ist.
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Die Montage der aus Druckstück 3 und
Gehäusebuchse 2 bestehenden
Druckstückeinheit 1 erfolgt
nun in einfacher Weise derart, daß das Druckstück 3 mit
seinem äußeren dem
inneren Durchmesser der Gehäusebuchse 2 angepassten
Durchmesser in die nach oben offene Gehäusebuchse 2 eingeschoben
wird, wobei die axialen Fortsätze 3.6 des Druckstückes 3 zunächst in
radialer Richtung nach innen gedrängt werden und bei weiterem
Vordringen des Druckstückes 3 in
der Gehäusebuchse 2 letztendlich
in dessen Öffnungen 2.1.2 einschnappen. Die
axiale Verschiebbarkeit des Druckstückes 3 in dem Gehäuse 2 im
unbelasteten Zustand ist demnach durch zwei Anschlagpunkte begrenzt.
Zum einen durch Anlage von zylindrischer Mantelfläche 2.1 und
Druckstück 3 im
oberen Bereich und durch Anlage der radialen Vorsprünge 3.6.1 an
den oberen Kanten der Öffnungen 2.1.2 im
unteren Bereich.
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Eine solche aus Gehäusebuchse 2 und Druckstück 3 bestehende
Druckstückeinheit 1 ist
in der Aufnahmebohrung 5 des Lenkgehäuses 6 aufgenommen
und in dieser entlang der Achse 4 verschiebbar angeordnet,
wie 8 zeigt. Die Druckstückeinheit 1 wird
an ihrer Unterseite von der Schraubenfeder 7 beaufschlagt,
die sich mit ihrem einen Ende am Boden 8 abstützt, der
in die Aufnahmebohrung 5 des Lenkgehäuses 6 eingesetzt
ist. Mit ihrem anderen Ende liegt die Schraubenfeder 7 am
Boden 2.2 der Gehäusebuchse 2 an
und umschließt
dabei den Vorsprung 3.2.1 des Druckstückes 3. Diese Schraubenfeder 7 bewirkt
in der Zahnstangenlenkung das Andrücken des Druckstückes 3 an
die dem Ritzel 9 abgewandte Seite der Zahnstange 10,
wobei in der Aufnahmebohrung 5 des Lenkgehäuses 6 die gesamte
Druckstückeinheit 1 entlang
der Achse 4 verschiebbar angeordnet ist.
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- 1
- Druckstückeinheit
- 2
- Gehäusebuchse
- 2.1
- zylindrische
Mantelfläche
- 2.1.1
- Durchbruch
- 2.1.2
- Öffnung
- 2.2
- Boden
- 2.2.1
- Bohrung
- 3
- Druckstück
- 3.1.
- zylindrische
Wandung
- 3.1.1
- Durchbruch
- 3.2
- Boden
- 3.2.1
- Vorsprung
- 3.3
- Schrägfläche
- 3.4
- Flanke
- 3.5
- Grundfläche
- 3.6
- axialer
Fortsatz
- 3.6.1
- radialer
Vorsprung
- 3.7
- Gleitschale
- 4
- Achse
- 5
- Aufnahmebohrung
- 6
- Lenkgehäuse
- 7
- Schraubenfeder
- 8
- Boden
- 9
- Ritzel
- 10
- Zahnstange