DE19937254B4

DE19937254B4 - Druckstückeinheit

Info

Publication number: DE19937254B4
Application number: DE1999137254
Authority: DE
Inventors: Uwe Abraham
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1999-08-06
Filing date: 1999-08-06
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2019-08-07
Also published as: DE19937254A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckstückeinheit 9 mit einer Gehäusebuchse 10, welche eine im wesentlichen zylindrische Wand aufweist und in einer Aufnahmebohrung 17 eines Lenkgetriebegehäuses 1 aufgenommen ist, mit einer Hülse 11, welche eine zylindrische Wand aufweist und entlang einer Längsachse verschiebbar geführt ist, mit einem Druckstück 12, welches eine Druckfläche zum Beaufschlagen eines Zahnstangenrückens 13 aufweist und entlang einer Längsachse in der Hülse 11 verschiebbar geführt ist, mit einem Ausgleichszylinder, welcher mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, sowie mit einem Ausgleichskolben, welcher in den Ausgleichszylinder eintaucht, wobei der Ausgleichskolben relativ zum Ausgleichszylinder in Abhängigkeit der Bewegung der Hülse 11 relativ zum Druckstück 12 bewegbar ist und mit einem Saugventil, welches den Ausgleichszylinder leitungsmäßig mit einem Reservoir verbindet, wobei ein Durchfluß zum Reservoir gesperrt und zum Ausgleichszylinder frei ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckstückeinheit zum Andrücken einer Zahnstange eines Zahnstangenlenkgetriebes für Kraftfahrzeuge an eine Verzahnung eines Ritzels. Zahnstangenlenkgetriebe haben die Aufgabe, die rotatorische Bewegung einer Lenkspindel aufgrund einer Lenkbewegung eines Lenkrades in einem Kraftfahrzeug in eine translatorische Bewegung der Zahnstange umzusetzen, wobei die Zahnstange die Lenkbewegung auf die lenkbaren Räder überträgt.

Die DE 36 37 107 A1 zeigt eine Druckstückeinheit zum Andrücken einer Zahnstange eines Zahnstangenlenkgetriebes für Kraftfahrzeuge an ein Antriebsritzel. Ein Druckstück ist verschiebbar in einem Lenkgetriebegehäuse angeordnet. Das Druckstück wird mittels Federmittel gegen die Zahnstange beaufschlagt. Das Druckstück bildet ferner zusammen mit einer Zylindereinheit einen Druckraum, der über ein Rückschlagventil mit einem Vorratsraum verbunden ist, wobei sowohl der Druckraum als auch der Vorratsraum mit Hydraulikflüssigkeit befüllt sind. Das Rückschlagventil ist derart angeordnet, dass Hydraulikflüssigkeit vom Vorratsraum in den Zylinderraum strömen kann. Ferner ist eine Drosselbohrung vorgesehen, die den Druckraum mit dem Vorratsraum verbindet und ein gedrosseltes Strömen von Hydraulikflüssigkeiten zwischen den beiden Räumen gewährleistet. Hierdurch wird ermöglicht, dass bei Auftreten eines Spiels das Druckstück durch die Federmittel in Richtung auf die Zahnstange zu verschoben wird und aufgrund des Rückschlagventils und der in dem Zylinderraum angeordneten Hydraulikflüssigkeit eine Abstützung der Zahnstange gegen das Druckstück gewährleistet wird. Die Drosselbohrung dient dazu, Temperaturdehnungen ausgleichen zu können.

In der DE 34 08 673 C2 ist ein Zahnstangenlenkgetriebe beschrieben, bei dem ein Ritzel drehbar in einem Lenkgetriebegehäuse gelagert ist. Ein Wellenansatz des Ritzels ist aus dem Lenkgetriebegehäuse geführt und mit einer Lenkspindel verbindbar. Das Ritzel weist eine Schneckenverzahnung auf, die mit einer Schrägverzahnung einer Zahnstange in Eingriff ist. Die Zahnstange ist durch das Lenkgetriebegehäuse hindurchgeführt und entlang einer Achse der Zahnstange verschiebbar angeordnet.

Um die Verzahnung der Zahnstange mit einer definierten Kraft in die Verzahnung des Ritzels zu drücken, ist ein Druckstück vorgesehen, welches die der Verzahnung abgewandte Seite der Zahnstange beaufschlagt. Das Druckstück weist eine im wesentlichen zylindrische Außenfläche auf und ist in eine Aufnahmebohrung des Lenkgetriebegehäuses eingesteckt. Die Aufnahmebohrung ist nach außen hin durch einen Schraubdeckel verschlossen. Zwischen dem Schraubdeckel und dem Druckstück ist eine Spiraldruckfeder angeordnet, die das Druckstück in Richtung der Zahnstange beaufschlagt.

Durch den Schraubdeckel läßt sich der Federweg und somit der maximale Verschiebeweg des Druckstückes justieren. Das Druckstück kann somit bis zum maximalen Verschiebeweg Fertigungsungenauigkeiten in radialer Richtung des Ritzels und in senkrechter Richtung der Verzahnung der Zahnstange ausgleichen. Zudem werden Verformungen durch äußere Kräfte sowie Fertigungsungenauigkeiten in radialer Richtung des Ritzels ausgeglichen.

Um Schwingungen in Richtung einer Längsachse des Ritzels dämpfen zu können, ist das Druckstück gemäß der DE 34 08 673 C2 in einen äußeren und in einen inneren Zylinder geteilt, welche koaxial umeinander angeordnet sind. Die beiden Zylinder sind an der der Zahnstange zugewandten Seite miteinander verbunden. Zudem sind achsparallel zur Längsachse des Druckstückes Verbindungsstege vorgesehen, die diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Die beiden Verbindungsstege sind in Längsrichtung der Zahnstange zueinander ausgerichtet. Der äußere Zylinder wirkt somit als federndes Element in Richtung der Längsachse des Ritzels. Zudem ist der äußere Zylinder im Querschnitt leicht elliptisch ausgebildet, wobei die kleine Ellipsenachse durch die beiden Stege verläuft. Das Druckstück kann somit in die Aufnahmebohrung eingepreßt werden, wobei sich die Außenumfangsfläche des Druckstückes an die Innenwandung der Aufnahmebohrung anschmiegt.

Aus der DE 29 28 732 C3 ist ein Zahnstangenlenkgetriebe bekannt, bei dem das Druckstück eine zylindrische Wand aufweist. Die Wand weist begrenzte Längsschlitze auf, so daß elastische Stege gebildet sind, die in radialer Richtung des Druckstückes federnd wirken. Durch eine Innenfeder werden die Stege an die Innenwand der Aufnahmebohrung angepreßt.

Beide Zahnstangenlenkgetriebe weisen den Nachteil auf, daß für eine exakte Führung des Druckstückes in der Aufnahmebohrung sehr geringe Fertigungstoleranzen der Aufnahmebohrung erforderlich sind. Zudem sind Schraubdeckel erforderlich, für die Gewinde im Lenkgetriebegehäuse vorgesehen sein müssen. Darüber hinaus ist die Montage der Druckstücke in ein Lenkgetriebegehäuse aufwendig, da das Spiel des Druckstückes, d. h. der maximale Weg, um den das Druckstück in der Aufnahmebohrung bewegt werden kann, durch die Einschraubtiefe des Schraubdeckels für jedes Lenkgetriebegehäuse manuell justiert werden muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Druckstückeinheit und ein Zahnstangenlenkgetriebe bereitzustellen, die es ermöglichen, die Montage des Druckstückes in das Lenkgetriebegehäuse und die Fertigung des Lenkgetriebegehäuses zu vereinfachen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Druckstückeinheit zum Andrücken einer Zahnstange eines Zahnstangenlenkgetriebes für Kraftfahrzeuge an eine Verzahnung eines Ritzels mit einer Gehäusebuchse, welche eine koaxial zu einer Längsachse angeordnete im wesentlichen zylindrische Wand aufweist und zur Auf nahme in eine Aufnahmebohrung eines Lenkgetriebegehäuses eines Zahnstangenlenkgetriebes bestimmt ist, mit einer Hülse, welche eine koaxial zur Längsachse angeordnete zylindrische Wand aufweist und entlang der Längsachse zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position in der Gehäusebuchse verschiebbar geführt ist, wobei die Hülse zum Andrücken der Zahnstange mittels erster Federmittel in Richtung zur zweiten Position beaufschlagt ist, mit einem Druckstück, welches eine Druckfläche zum Beaufschlagen eines Zahnstangenrückens der Zahnstange aufweist und entlang der Längsachse zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position in der Hülse verschiebbar geführt ist, wobei das Druckstück zum Beaufschlagen des Zahnstangenrückens mittels zweiter Federmittel in Richtung zur zweiten Position beaufschlagt ist, mit einem Ausgleichszylinder, welcher mit Hydrau likflüssigkeit gefüllt ist, sowie mit einem Ausgleichskolben, welcher in den Ausgleichszylinder eintaucht, wobei der Ausgleichskolben relativ zum Ausgleichszylinder in Abhängigkeit der Bewegung der Hülse relativ zum Druckstück bewegbar ist, und mit einem Saugventil, welches den Ausgleichzylinder leitungsmäßig mit einem Reservoir für Hydraulikflüssigkeit verbindet, wobei ein Durchfluß vom Ausgleichszylinder in Richtung zum Reservoir gesperrt und ein Durchfluß vom Reservoir in Richtung zum Ausgleichszylinder frei ist, gelöst.

Alle erforderlichen Bauteile für die Druckstückeinheit sind in eine Einheit integriert, welche eine kompakte Bauform ermöglicht. Für eine genaue Führung des Druckstückes in der Gehäusebuchse sind geringe Fertigungstoleranzen zwischen der Außenfläche der Hülse und der Innenfläche der Gehäusebuchse sowie zwischen der Außenfläche des Druckstückes und der Innenfläche der Hülse erforderlich. Bei der Montage der gesamten Druckstückeinheit in einer Aufnahmebohrung eines Lenkgetriebegehäuses sind die Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeiten der Außenfläche der Gehäusebuchse und der Innenfläche der Aufnahmebohrung geringer. Somit wird ermöglicht, daß der Fertigungsaufwand für das Lenkgetriebegehäuse reduziert wird und enge Fertigungstoleranzen lediglich bei der Herstellung der Druckstückeinheit eingehalten werden müssen. Da die Fertigung der Druckstückeinheit in der Regel von der Fertigung des Lenkgetriebegehäuses getrennt ist, wirkt sich dies vorteilhaft auf den Fertigungsablauf eines Zahnstangenlenkgetriebes aus.

Ferner sind die Federmittel innerhalb der Druckstückeinheit angeordnet, so daß eine Abstützung der Federmittel gegen ein Bauteil des Lenkgetriebegehäuses nicht erforderlich ist. Die Montage ist somit erheblich vereinfacht.

Zudem entfällt bei der Montage der Druckstückeinheit in ein Lenkgetriebegehäuse das Justieren des Spiels des Druckstückes. Das Spiel des Druckstückes ist der maximale Weg, um den das Druckstück entlang der Längsachse verschoben werden kann. Das Spiel des Druckstückes entspricht dem Weg der Hülse zwischen der ersten Position und der zweiten Position. Dieses Spiel ist durch die Fertigung vorgegeben und muß bei der Montage nicht manuell eingestellt werden.

Fertigungsungenauigkeiten des Ritzels und der Zahnstange sowie Ungenauigkeiten, die bei der Montage der Druckstückeinheit in ein Lenkgetriebegehäuse entstehen, werden durch den Ausgleichskolben und den Ausgleichszylinder ausgeglichen. Hierzu ist das Druckstück zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position in der Hülse verschiebbar geführt. Sollte nach der Montage der Druckstückeinheit in ein Lenkgetriebegehäuse Spiel zwischen der Druckfläche des Druckstückes und der Zahnstange auftreten, obwohl sich die Hülse bereits in der ersten Position, d. h. der der Zahnstange angenäherten Position, befindet, wird das Druckstück mittels der Federmittel relativ zur Hülse in Richtung zur Zahnstange verschoben. Hierbei sorgt das Saugventil dafür, daß Hydraulikflüssigkeit in den Zylinderraum einströmen kann. Plötzlich auftretende Bewegungen der Zahnstange in Richtung der Längsachse der Druckstückeinheit auf das Druckstück zu werden somit aufgrund des Spiels zwischen Hülse und Gehäusebuchse ausgeglichen. Bewegungen lassen sich jedoch nur im Rahmen des Spiels der Hülse gegenüber der Gehäusebuchse ausgleichen. Sobald sich die Hülse in der zweiten Position befindet ist kein Spielausgleich mehr möglich, so daß ein Außereingriffkommen der Verzahnungen der Zahnstange und des Ritzels vermieden wird. In dieser Position sorgt das Saugventil dafür, daß die Hydraulikflüssigkeit nicht aus dem Ausgleichszylinder austreten kann, so daß Kräfte vom Druckstück auf die Hülse übertragen werden können. Sollte der Abstand der Zahnstange zur Gehäusebuchse in Richtung der Längsachse aufgrund von Verschleiß weiter zunehmen, wird das Druckstück in Richtung zur Zahnstange innerhalb der Hülse verschoben, wobei erneut Hydraulikflüssigkeit in den Ausgleichszylinder nachströmen kann. Die Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit einer Aufnahmebohrung im Lenkgetriebegehäuse können dadurch weiter reduziert werden, daß die Wand der Gehäusebuchse im Querschnitt ein Polygonprofil aufweist. Die Druckstückeinheit kann somit in eine Aufnahmebohrung eingepreßt werden, wobei sich die Wand der Gehäusebuchse an die Innenwand der Aufnahmebohrung anpaßt und sich an diese anschmiegt.

Um die Fertigung der Druckstückeinheit zu vereinfachen, können sowohl die Gehäusebuchse als auch die Hülse aus Metallblech tiefgezogen sein. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Gehäusebuchse napfförmig mit einem Boden ausgebildet ist, wobei der Boden an dem der Druckfläche des Druckstückes abgewandten Ende der Gehäusebuchse angeordnet ist. Ebenso kann die Hülse napfförmig mit einem Boden ausgebildet sein, wobei der Boden ebenfalls an dem der Druckfläche des Druckstückes abgewandten Ende der Hülse angeordnet ist. Somit ist die Druckstückeinheit als ein nach außen abgeschlossenes kompaktes Bauteil dargestellt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß für das erste Federmittel eine Spiraldruckfeder vorgesehen ist, welche sich einerseits gegen die Gehäusebuchse und andererseits gegen die Hülse abstützt. Ebenso können die zweiten Federmittel durch eine Spiraldruckfeder dargestellt sein, welche sich einerseits gegen den Ausgleichskolben und andererseits gegen das Druckstück abstützt.

In Verbindung mit einer napfförmig ausgebildeten Gehäusebuchse ist gewährleistet, daß die Spiralfedern geschützt im Inneren der Gehäusebuchse angeordnet sind. Bei einer napfförmig ausgebildeten Hülse lassen sich die Spiraldruckfedern zudem einfach in der Druckstückeinheit anordnen.

Der Ausgleichskolben kann entweder einteilig mit der Hülse oder als separates Bauteil ausgebildet sein. Im letzteren Fall stützt sich der Ausgleichskolben axial gegen die Hülse ab, so daß Ausgleichskolben und Hülse zusammen bewegbar sind, ohne relativ zueinander bewegt zu werden.

Vorzugsweise ist der Ausgleichszylinder im Druckstück ausgebildet. Somit wird eine kompakte Bauform für Ausgleichszylinder und Ausgleichskolben erzielt.

Das Saugventil kann eine Bohrung im Ausgleichskolben sowie eine Kugel umfassen, wobei die Kugel innerhalb des Ausgleichszylinders angeordnet ist und durch Federmittel die Bohrung verschließend beaufschlagt ist.

Das Reservoir kann durch eine Ringnut, welche koaxial zur Längsachse im Druckstück verläuft, zusammen mit einer Innenfläche der Hülse gebildet sein. Hierdurch ist durch einfache Mittel, ohne zusätzliche Bauteile vorzusehen, das Reservoir dargestellt.

Um die Druckstückeinheit an Zahnstangen mit einem konvex geformten Zahnstangenrücken, der der Verzahnung abgewandt ist, anzupassen, ist vorgesehen, daß die Druckfläche entlang einer Achse, die die Längsachse im rechten Winkel schneidet, konkav gewölbt ist, und daß sowohl der der Druckfläche nahe Rand der Wand der Gehäusebuchse als auch der der Druckfläche nahe Rand der Hülse entsprechend der konkav gewöbten Druckfläche konkave Ausnehmungen aufweisen.

Um die Reibung zwischen der Druckfläche des Druckstückes und Zahnstange zu reduzieren, ist zur Lagerung der Zahnstange die Druckfläche durch eine Platte aus einem Material, welches zusammen mit dem Material der Zahnstange einen geringen Reibungswert aufweist, dargestellt.

Ferner wird die Aufgabe durch ein Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit einem Lenkgetriebegehäuse, mit einem im Lenkgetriebegehäuse drehbar gelagerten und aus dem Lenkgetriebegehäuse herausgeführten Ritzel, welches mit einer Lenkspindel eines Kraftfahrzeuges verbindbar ist, mit einer durch das Lenkgetriebegehäuse hindurchgeführten und entlang einer Achse verschiebbar gelagerten Zahnstange, welche eine Verzahnung auf weist, die mit einer Verzahnung des Ritzels in Eingriff ist, und mit einer zylindrischen Aufnahmebohrung im Lenkgetriebegehäuse, in die eine Druckstückeinheit mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 14 eingesetzt ist, wobei die Aufnahmebohrung so angeordnet ist, daß das Druckstück der Druckstückeinheit die dem Ritzel abgewandte Seite der Zahnstange beaufschlagt, gelöst.

Der Fertigungsaufwand für Zahnstangenlenkgetriebe ist somit erheblich reduziert, da für die Aufnahmebohrung geringere Anforderungen an die Fertigungstoleranzen zu stellen sind. Zudem muß kein Schraubdeckel vorgesehen sein, um das Druckstück axial zu sichern. Ferner wird durch das Druckstück eine selbständige Einstellung des Spiels des Druckstückes gewährleistet, so daß bei der Montage der Druckstückeinheit in das Lenkgetriebegehäuse ein Justieren des Spiels enfällt.

Die Druckstückeinheit kann zur axialen Sicherung in der Aufnahmebohrung verstemmt sein und sich axial gegen durch das Verstemmen gebildete Vorsprünge in der Innenfläche der Aufnahmebohrung abstützen. Ferner kann sich die Druckstückeinheit zur Axialsicherung axial gegen einen Sicherungsring abstützen, der in einer Ringnut der Aufnahmebohrung sitzt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt
1 einen Längsschnitt durch ein Zahnstangenlenkgetriebe,
2 einen Längsschnitt durch eine Druckstückeinheit,
3 einen Längsschnitt durch die Druckstückeinheit gemäß 2 entlang der Schnittlinie III-III,
4 eine Draufsicht der Druckstückeinheit gemäß 2 und
5 einen Querschnitt durch die Druckstückeinheit gemäß 2 entlang der Schnittlinie V-V.
In 1 ist ein Lenkgetriebegehäuse 1 dargestellt, in welchem ein Ritzel 2 mittels Wälzlager 3 drehbar gelagert ist. Das Ritzel 2 weist einen Wellenabschnitt 4 auf, welcher aus dem Lenkgetriebegehäuse 1 herausgeführt ist. Das Lenkgetriebegehäuse 1 ist gegenüber dem Wellenabschnitt 4 mittels eines Wellendichtrings 5 abgedichtet. Über den Wellenabschnitt 4 ist das Ritzel 2 mit einer Lenkspindel verbindbar.
Innerhalb des Lenkgetriebegehäuses 1 weist das Ritzel 2 einen Schneckenverzahnung 6 auf, welche mit einer Verzahnung 7 einer Zahnstange 8 in Eingriff ist. Die Zahnstange 8 ist quer zum Ritzel 2 verschiebbar angeordnet.
Um zu gewährleisten, daß die Verzahnung 7 der Zahnstange 8 in spielfreier Anlage an der Schneckenverzahnung 6 des Ritzels 2 gehalten ist, ist eine Druckstückeinheit 9 vorgesehen. Die Druckstückeinheit 9 umfaßt eine Gehäusebuchse 10, eine in der Gehäusebuchse 10 verschiebbar gelagerte Hülse 11 sowie ein in der Hülse 11 verschiebbar geführtes Druckstück 12. Das Druckstück 12 ist entsprechend dem der Verzahnung 7 der Zahnstange 8 abgewandten Zahnstangenrücken 13 ausgebildet. Spiraldruckfedern 14, 15 drücken das Druckstück 12 gegen den Zahnstangenrücken 13, so daß die Verzahnung 7 der Zahnstange 8 in die Schneckenverzahnung 6 des Ritzels 2 gedrückt wird. Um die Reibung zwischen dem Zahnstangenrücken 13 und dem Druckstück 12 zu reduzieren, ist eine Platte 16 vorgesehen, welche eine Druckfläche des Drucksstückes 12 darstellt und aus einem Material gefertigt ist, das zusammen mit dem Material der Zahnstange einen geringen Reibungskoeffizienten aufweist.
Die Druckstückeinheit 9 ist in einer Aufnahmebohrung 17 des Lenkgetriebegehäuses 1 aufgenommen. Um die Druckstückeinheit 9 axial zu sichern, ist die Gehäusebuchse 10 in der Aufnahmebohrung 17 verstemmt und stützt sich axial gegen durch das Verstemmen in der Aufnahmebohrung 17 gebildete Vorsprünge 18 ab.
Die 2 bis 5 zeigen Einzelheiten der Druckstückeinheit gemäß 1 in unterschiedlichen Ansichten und werden im Folgenden zusammen beschrieben.
Die Gehäusebuchse 10 weist eine um eine Längsachse 19 angeordnete Wand 20 auf. Die Wand 20 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, weicht jedoch im Querschnitt leicht von einem Kreisprofil ab, wie in 5 ersichtlich. Die Wand 20 weist ein Polygonprofil auf. Die Gehäusebuchse 10 ist zudem mit einem Boden 21 ausgebildet, so daß zusammen mit der Wand 20 ein Napf gebildet ist.
In der Gehäusebuchse 10 ist eine Hülse 11 angeordnet, welche eine koaxial zu Längsachse 19 angeordnete zylindrische Wand 23 aufweist und entlang der Längsachse 19 zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verschiebbar geführt ist. Zudem weist die Hülse 11 einen Boden 24 auf, der dem Boden 21 der Gehäusebuchse 10 zugewandt ist und mit einer zentralen Ausbuchtung 25 versehen ist. Innerhalb der zentralen Ausbuchtung ist eine Spiraldruckfeder 14 angeordnet, welche sich einerseits gegen den Boden 21 der Gehäusebuchse 10 und andererseits gegen den Boden 24 der Hülse 11 abstützt. Die Hülse 11 ist somit vom Boden 21 weg in Richtung zur zweiten Position beaufschlagt, in der die Hülse gegen einen Sicherungsring 27 in der Gehäusebuchse 10 anschlägt. In dieser Position bilden der Boden 21 der Gehäusebuchse 10 und der Boden 24 der Hülse 11 einen Spalt 28. Die Hülse 11 läßt sich somit in Richtung zum Boden 21 der Gehäusebuchse 10 bewegen, wobei sich die Hülse 11 in der ersten Position befindet, wenn sich der Boden 24 in Anlage zum Boden 21 befindet.
In der Hülse 11 ist das Druckstück 12 entlang der Längsachse 19 verschiebbar geführt. Das Druckstück 12 weist eine zylindrische Außenfläche 22 auf, welche koaxial zur Längsachse 19 angeordnet ist und über die das Druckstück 12 in der Hülse 11 geführt ist. Das Druckstück 12 weist eine einem Zahnstangenrücken, der hier lediglich gestrichelt dargestellt ist, zugewandten Druckfläche 26 auf, welche durch eine Platte 16 gebildet ist. Die Platte 16 ist aus einem Material gefertigt, das zusammen mit dem Material der Zahnstange einen geringen Reibungskoeffizienten aufweist.
In dem Druckstück 12 ist koaxial zur Längsachse 19 ein Ausgleichszylinder 29 gebildet, welcher zum Boden 24 der Hülse 11 hin geöffnet ist. In den Ausgleichszylinder 29 taucht ein Ausgleichskolben 30 ein, welcher durch ein separates Bauteil dargestellt ist, das sich axial gegen den Boden 24 der Hülse 11 abstützt. Zwischen dem Ausgleichskolben 30 und dem Druckstück 12 ist eine Spiraldruckfeder 15 angeordnet, welche zum einen das Druckstück 12 in Richtung zu einer zweiten Position und zum anderen den Ausgleichskolben 30 in Richtung zum Boden 24 der Hülse 11 beaufschlagt. In der zweiten Position des Druckstückes 12 ist zwischen dem Ausgleichskolben 30 und dem Druckstück 12 ein Spalt 31 gebildet. In Richtung zum Ausgleichskolben 30 kann das Druckstück 12 einen Weg mit der Länge zurücklegen, die der Spaltbreite entspricht. In der zweiten Position ist das Druckstück 12 in Anlage zu einem Vorsprung 32 der Hülse 11.
Der Ausgleichszylinder ist mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Die Bohrungen 33, 34 sowie Spalte zwischen der Außenfläche 22 des Druckstückes 12 und der Hülse 11 verbinden den Ausgleichskolben leitungsmäßig mit einem Reservoir, das durch eine Ringnut 35 im Druckstück 12 und durch die Wand 23 der Hülse 11 gebildet ist. Die Bohrung 33 ist zentral im Ausgleichskolben angeordnet. Die Bohrung 33 ist durch eine Kugel 36, die im Ausgleichszylinder 29 angeordnet ist, verschließbar, indem die Kugel 36 durch ein Federelement 37 in Richtung zur Bohrung 33 beaufschlagt ist.
Bei der Montage der Druckstückeinheit 9 in einer Aufnahmebohrung eines Lenkgetriebegehäuses werden sowohl die Hülse 11 als auch das Druckstück 12 in deren zweite Position überführt. Ein nach der Montage vorhandenes Spiel zwischen der Druckfläche 26 und einem Zahnstangenrücken wird zunächst durch eine Bewegung der Hülse 11 entlang der Längsachse 19 in Richtung zu deren erster Position bzw. in Richtung zum Zahnstangenrücken ausgeglichen. Sollte dann weiterhin ein Spiel zwischen der Druckfläche 26 und dem Zahnstangenrücken vorhanden sein, bewegt sich das Druckstück 12 innerhalb der Hülse 11 in Richtung zum Zahnstangenrücken, wobei das Volumen des Ausgleichszylinders 29 vergrößert wird. Hierbei strömt Hydraulikflüssigkeit aus dem Reservoir durch die Bohrung 33 in den Ausgleichszylinder 29, da die durch die Federelemente beaufschlagte Kugel 36 den Durchfluß in diese Richtung öffnet. Sobald plötzlich Kräfte auf das Druckstück 12 in Richtung zum Boden 24 der Hülse 11 auftreten, ist der Durchfluß durch die Bohrung 33 durch die Kugel 36 gesperrt, so daß das Druckstück 12 zusammen mit der Hülse 11 lediglich den Weg zurücklegen kann, der dem Spalt zwischen dem Boden 24 der Hülse 11 und dem Boden 21 der Gehäusebuchse 10 entspricht. Um bei dauerhaften Kräften auf die Druckfläche 26 in Richtung zum Boden 24 der Hülse 11 für eine Entspannung des Systems sorgen zu können, muß zwischen dem Ausgleichskolben 30 und der Innenfläche des Ausgleichszylinders 29 eine sehr geringe Spaltbreite vorgesehen sein, so daß Hydraulikflüssigkeit aus dem Ausgleichszylinder in das Reservoir fließen kann.

1: Lenkgetriebegehäuse
2: Ritzel
3: Wälzlager
4: Wellenabschnitt
5: Wellendichtring
6: Schneckenverzahnung
7: Verzahnung
8: Zahnstange
9: Druckstückeinheit
10: Gehäusebuchse
11: Hülse
12: Druckstück
13: Zahnstangenrücken
14: Spiraldurckfeder
15: Spiraldruckfeder
16: Platte
17: Aufnahmebohrung
18: Vorsprung
19: Längsachse
20: Wand
21: Boden
22: Außenfläche
23: Wand
24: Boden
25: Ausbuchtung
26: Druckfläche
27: Sicherungsring
28: Spalt
29: Ausgleichszylinder
30: Ausgleichskolben
31: Spalt
32: Vorsprung
33: Bohrung
34: Bohrung
35: Ringnut/Reservoir
36: Kugel
37: Federelement

Claims

Druckstückeinheit (9) zum Andrücken einer Zahnstange (8) eines Zahnstangenlenkgetriebes für Kraftfahrzeuge an eine Verzahnung (7) eines Ritzels (2) mit einer Gehäusebuchse (10), welche eine koaxial zu einer Längsachse (19) angeordnete und im wesentlichen zylindrische Wand (20) aufweist und zur Aufnahme in einer Aufnahmebohrung (17) eines Lenkgetriebegehäuse (1) eines Zahnstangenlenkgetriebes bestimmt ist, mit einer Hülse (11), welche eine koaxial zur Längsachse (19) angeordnete zylindrische Wand (23) aufweist und entlang der Längsachse (19) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position in der Gehäusebuchse (10) verschiebbar geführt ist, wobei die Hülse (11) zum Andrücken der Zahnstange (8) mittels erster Federmittel (14) in Richtung zur zweiten Position beaufschlagt ist, mit einem Druckstück (12), welches eine Druckfläche (26) zum Beaufschlagen eines Zahnstangenrückens (13) der Zahnstange (8) aufweist und entlang der Längsachse (19) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position in der Hülse (11) verschiebbar geführt ist, wobei das Druckstück (12) zum Beaufschlagen des Zahnstangenrückens (13) mittels zweiter Federmittel (15) in Richtung zur zweiten Position beaufschlagt ist, mit einem Ausgleichszylinder (29), welcher mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, sowie mit einem Ausgleichskolben (30), welcher in den Ausgleichszylinder (29) eintaucht, wobei der Ausgleichskolben (30) relativ zum Ausgleichs zylinder (29) in Abhängigkeit der Bewegung der Hülse (11) relativ zum Druckstück (12) bewegbar ist, und mit einem Saugventil (33, 36), welches den Ausgleichzylinder (29) leitungsmäßig mit einem Reservoir (35) für Hydraulikflüssigkeit verbindet, wobei ein Durchfluß vom Ausgleichszylinder (29) in Richtung zum Reservoir (35) gesperrt und ein Durchfluß vom Reservoir (35) in Richtung zum Ausgleichszylinder (29) frei ist.
Druckstückeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand der Gehäusebuchse (10) im Querschnitt ein Polygonprofil aufweist.
Druckstück nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusebuchse (10) aus Metallblech tiefgezogen ist.
Druckstückeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11) aus Metallblech tiefgezogen ist.
Druckstückeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusebuchse (10) napfförmig mit einem Boden (21) ausgebildet ist, wobei der Boden (21) an dem der Druckfläche (26) des Druckstückes (12) abgewandten Ende der Gehäusebuchse (10) angeordnet ist.
Druckstückeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11) napförmig mit einem Boden (24) ausgebildet ist, wobei der Boden (24) an dem der Druckfläche (26) des Druckstückes (12) abgewandten Ende der Hülse (11) angeordnet ist.
Druckstückeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Federmittel eine Spiraldruckfeder (14) vorgesehen ist, welche sich einerseits gegen die Gehäusebuchse (10) und andererseits gegen die Hülse (11) abstützt.
Druckstückeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Federmittel eine Spiraldruckfeder (15) vorgesehen ist, welche sich einerseits gegen den Ausgleichkolben (30) und andererseits gegen das Druckstück (12) abstützt.
Druckstückeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11) einteilig mit dem Ausgleichskolben (30) ausgebildet ist.
Druckstückeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichskolben (30) als separates Bauteil ausgebildet ist und sich gegen die Hülse (11) abstützt.
Druckstückeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichszylinder (29) im Druckstück (12) ausgebildet ist.
Druckstückeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugventil eine Bohrung (33) im Ausgleichskolben (30) sowie eine Kugel (36) umfaßt, wobei die Kugel (36) innerhalb des Ausgleichszylinders (29) angeordnet ist und durch Federmittel die Bohrung (33) verschließend beaufschlagt ist.
Druckstückeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir durch eine Ringnut (35), welche koaxial zur Längsachse (19) im Druckstück (12) verläuft, zusammen mit einer Innenfläche der Hülse (11) gebildet ist.
Druckstückeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfläche (26) entlang einer Achse, die die Längsachse (19) im rechten Winkel schneidet, konkav gewölbt ist und daß sowohl der der Druckfläche (26) nahe Rand der Wand der Gehäusebuchse (10) als auch der der Druckfläche (26) nahe Rand der Wand der Hülse (11) entsprechend der konkav gewölbten Druckfläche (26) konkave Ausnehmungen aufweisen.
Druckstückeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung der Zahnstange (8) die Druckfläche (26) durch eine Platte (16) aus einem Material, welches zusammen mit dem Material der Zahnstange (8) einen geringen Reibungswert aufweist, dargestellt ist.
Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit einem Lenkgetriebegehäuse (1), mit einem im Lenkgetriebegehäuse (1) drehbar gelagerten und aus dem Lenkgetriebegehäuse (1) herausgeführten Ritzel (2), welches mit einer Lenkspindel eines Kraftfahrzeuges verbindbar ist, mit einer durch das Lenkgetriebegehäuse (1) hindurchgeführten und entlang einer Achse verschiebbar gelagerten Zahnstange (8), welche eine Verzah nung (7) aufweist, die mit einer Verzahnung (6) des Ritzels (2) in Eingriff ist, und mit einer zylindrischen Aufnahmebohrung (17) im Lenkgetriebegehäuse (1), in die eine Druckstückeinheit (9) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 14 eingesetzt ist, wobei die Aufnahmebohrung (17) so angeordnet ist, daß das Druckstück (12) der Druckstückeinheit (9) die dem Ritzel (2) abgewandte Seite der Zahnstange (8) beaufschlagt.
Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstückeinheit (9) in der Aufnahmebohrung (17) verstemmt ist und sich axial gegen durch das Verstemmen gebildete Vorsprünge (18) in der Innenfläche der Aufnahmebohrung (17) abstützt.
Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Druckstückeinheit (9) zur Axialsicherung gegen einen Sicherungsring abstützt.