DE2336572C2

DE2336572C2 - Zahnstangenlenkgetriebe

Info

Publication number: DE2336572C2
Application number: DE19732336572
Authority: DE
Inventors: Kenneth Yatton Bristol Bradshaw; James Ernest Portishead Bristol Buckingham
Original assignee: TRW Steering Systems Ltd
Current assignee: TRW Steering Systems Ltd
Priority date: 1972-07-18
Filing date: 1973-07-18
Publication date: 1985-05-23
Also published as: AU471475B2; ES416985A1; FR2192939A1; CA999802A; IT994546B; FR2192939B1; BR7305398D0; GB1422122A; DE2336572A1; YU35920B; YU195373A; JPS4957533A; SE399677B; AU5827273A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Zahnstangenlenkgetriebe gemäß Gattungsbegriff.

Bei einem Zahnstangenlenkgetriebe dieser Art (FR-PS 3 50 379) besteht das Gehäuse aus drei Teilen aus Gußelsen od. dgl. mit umlaufenden Flanschen und felnstbearbeUeten Paßflächen, um die drei Gehäuse teile genau miteinander zu verbinden. Die Flansche sind mit Durchgangsbohrungen für Befestigungsschrauben versehen, die die drei Gehäuseteile miteinander verbinden. Neben dem erheblichen bearbeitungsmäßigen Aufwand für die vier Paßflächen und die Bohrungen 1st ein derartiges Gehäuse durch die versteifenden Flansche relativ starr und voluminös. Aus diesem Grunde hat der Ritzelgehäuseabschnitt auch nur zwei realtlv kurze Führungsabschnitte für die Zahnstange, die an sich nicht als vollständiges Zahnstangengehäuse zu betrachten sind. Vielmehr dienen sie lediglich dazu, beiderseits des Ritzels der Zahnstange eine gewisse Führung zu verleihen.

Darüber hinaus ist es bekannt (DE-OS 19 12 377), das Gehäuse für ein Zahnstangenlenkgetriebe als elnstücklgen Druckgußkörper auszubilden und In den Gehäuseteilen Aussparungen zur Aufnahme von Lagern und Stützelementen für die Ritzelwelle bzw. die Zahnstange auszuformen.

Demgegenüber Ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für das gattungsgemäße Zahnstangenlenkgetriebe ein Gehäuse zu schaffen, das allen Anforderungen hlnsichtl'ch der Festigkeit genügt, jedoch ein begrenztes Federungsvermögen aufweist, um Stöße zu absorbieren und dadurch die auf das Zahnstangenlenkgetriebe wirksame Stoßenergie zu vernichten.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 vorgeschlagen.

Bei dem erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkgetriebe wird der Vorteil erreicht, daß das Gehäuse eine ausreichende Festigkeit hat, ohne starr zu sein und damit genügend Federungseigenschaften besitzt, um die Stoßenerglc aufzunehmen, die während des Betriebs auf das Gehäuse ausgeübt wird. Die beiden schalenförmlgen Gehausetelle lassen sich einfach und wirtschaftlich herstellen, zumal nach dem Pressen jegliche Nachbearbeitung entfallen kann, well die Teile aufgrund der verwendbaren Werkzeuge eine hohe Fertigungsgenauigkeit haben. Die miteinander verbundenen schalenförmlgen Teile weisen keinerlei Verbindungsschrauben auf und bilden so einen relativ homogenen Körper, der trotz seiner hohen Festigkeit weniger stair 1st.

Ein Kunststoff, der ausreichend fest Ist, jedoch nicht zu starr, so daß er genügend Federungseigenschaft besitzt, um die Stoßenergie zu absorbieren, die während des Betriebs auf das Gehäuse ausgeübt wird, hat beispielsweise einen Elastizitätsmodul In der Größenordnung von 2Ox 10' kg/cm² bis etwa 15 χ 10⁴ kg/cm². Andere mögliche Kennzahlen sind eine Zugfestigkeit von vorzugsweise nicht weniger als 420 kg/cm² und eine Bruchdehnung von vorzugsweise nicht wesentlich mehr als 5%. Diese Eigenschaften sollten sich außerdem Innerhalb eines Temperaturbereiches von wenigstens -5⁰C bis 35° C nicht wesentlich verändern, vorzugsweise sollte dieser Temperaturbereich jedoch so breit wie möglich sein, wobei ein Temperaturbereich In der Größenordnung von -40° C bis 100° C wünschenswert 1st. Falls erwünscht, kann der Kunststoff des Gehäuses durch ein Füllmaterial verstärkt werden, wobei Glasfaser als Füllmaterial bevorzugt wird.

Beispiele von Kunststoffen, die mit den vorstehenden Anforderungen übereinstimmen, sind folgende:

Werkstoff Elastizität- Zug- Bruch

ungefüllt modul (Young) spannung dehnung

kg/cm^ x 1(P kg/cm* %

Nylon	24,5	49
Acrylnitril- Butadien- Styrol (ABS)	24,5	49
Polyacetal	35	70
(glasfaserverstärkt)	70
ABS
Polypropylen
Nylon 66
Polyacetal

662

455

700

60 -100 5-60

25 - 75

560	2,5-	3	15
490	2,0-	3,6
1400	5,0-	10
630	2,0-	7	20

Die Bruchdehnungs-Prozintzahl von glasfaserverstärkten Materlallen hängt In einem beachtlichen Ausmaß von der verwendeten Glasfasermenge ab, so daß es Im allgemeinen zweckmäßig 1st, die Bruchdehnung durch entsprechende Bemessung des Glasfaseranteils auf den gewünschten Wert einzustellen.

Die aufgeführten Materlallen sind Thermoplaste, so daß Spritzgießen ein bequemes Verfahren zur Herstellung der Gehäuseteile Ist.

Ein Ausfuhrungsbeispiel des Zahnstangenlenkgeulebes mit einer Zahnstange und einem Ritzel wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Flg. 1 eine Seltenansicht des Getriebes, dessen Gehäuse aus zwei vorgeformten, schalenförmlgen Teilen aus Kunststoff besteht (das Gehäuse 1st In dem Zustand vor dem Zusammenfügen der beiden Komponenten gezeigt),

Flg. 2 den Querschnitt des Getriebes entsprechend der Schnittlinie B-B der Flg. 1 und

Fig. 3 eine Draufsicht des in Fig. 1 gezeigten Getriebes, wobei der obere schalenförmlge Teil des Gehäuses entfernt Ist.

Ein Gehäuse 2 enthält ein Ritzel 1 mit einstückig daran ausgebildeten Ritzelwellen la und Ii sowie eine Zahnstange 7 und gliedert sich daher In ein Ritzelgehäuse 3 und ein röhrenförmiges Zahnstangengehäuse 4.

Das Gehäuse 2 ist aus zwei schalenförmlgen Teilen S und 6 zusammengesetzt, die mit Paßflächen 5a und 6a so aufeinanderlegen.

Zum Zwecke der genauen Lokalisierung des Ritzels sind die Paßfläche 6a und ähnlich auch die komplementäre Paßfiächs 5s in der Gegend der Ritzelgehäuses mit paßstlftartlgen Ausformungen versehen.

Die Zahnstange 7 weist eine Verzahnung 8 auf, die mit dem Ritzel 1 zusammenwirkt, und Ist über eine Fläche 10 durch ein Druckstück 9 belastet, das seinerseits in einer Aufnahme 11 des Ritzelgehäuses 3 sitzt.

Die Ritzelwellen la und 16 sind in Lagern 12 bzw. 13 aufgenommen. An dem von dem Ritzel 1 abgelegenen Ende des Zahnstangengehäuses 4 Ist eine Lagerbüchse 14 vorgesehen, welche die Zahnstange 7 verschiebbar aufnimmt.

Die Enden der Zahnstange 7 sind durch Kugelgelenke 15 rriit Spurstangen 16 verbunden, welche In bekannter Welse mit den lenkbaren Rädern eines Fahrzeuges gekuppelt werden. Zwischen jeder Spurstange 16 und dem benachbarten Ende des Gehäuses 2 erstrecken sich flexible Balgen 17.

Die schalenförmlgen Teile 5 und 4 tragen Innen sich der Länge nach erstreckende Rippen 18 und sich In Querrichtung erstreckende Vei-stärkungsrippen 18a. Diese Längsrippen 18 und Querrippen 18a stellen ein vorteilhaftes Mittel zur Verstärkung des Zahnstangengehäuses dar. Auch werden Längskanäle 19 gebildet, die die Strömung von Schmiermittel durch das Gehäuse erleichtern.

Zum Zusammenbau des Gehäuses werden die beiden schalenfönrlgen Teile S und 6 unter Verwendung eines Phenol- oder Polyesterharzes miteinander verbunden, welches auf die Paßflächen aufgebracht wird, wonach dann diese Flächen zusammengepreßt werden, bis das Hari abgebunden hat, oder sie werden, wenn die Teile S und 6 aus thermoplastischem Kunststoff bestehen, thermisch verschweißt.

Nachdem die beiden schalenförmlgen Teile zusammengefügt und miteinander verbunden sind, ist nicht mehr beabsichtigt, sie zur Wartung der Zahnstange, des Ritzels oder der entsprechenden Lager wieder voneinander zu trennen. Wenn jedoch eine solche Reparatur notwendig werden sollte, dann kann das Gehäuse aufgeschnitten werden, und, wenn das eine oder andere der inneren Elemente noch verwendbar 1st, dann können diese Elemente In neue schalenförmlge Teile eingesetzt werden, da letztere mit relativ geringen Kosten zu ersetzen sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zahnstangenlenkgetriebe für Fahrzeuge, bei dem die Zahnstange und das mit dieser zusammen- s wirkende RlLTeI Innerhalb eines aus zwei schalen förmlgen Teilen bestehenden Gehäuses angeordnet sind, wobei dieses einen Ritzelgehauseabschnitt und einen rohrförmigen Zahnstangengehauseabschnltt aufweist, zwischen den beiden schalenförmlgen to Teilen eine sich Ober die gesamte Lange des Gehäuses erstreckende Teilfuge vorgesehen Ist und die beiden schalenförmlgen Teile an Paßflachen der Teilfuge zusammengefügt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) aus Kunststoff hergestellt ist und die beiden schalenförmlgen Teile (S und i) bleibend miteinander verbunden sind.

2. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Thermoplast Ist und dfe schalenförmlgen Teile (5 und 6) durch Schweißen miteinander verbunden sind.

3. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schalenförmlgen Teile (5 und 6) durch Kleben miteinander verbunden sind.

4. Lenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß In die schalenförmlgen Teile (S und 6) in an sich bekannter Welse Aussparungen und Sitze (U) eingeformt sind, in denen Lager (12, 13) für die Ritzelwelle (la. 1« und Stützelemente (9,14) für die Zahnstange (7) angeordnet sind.

5. Lenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß In an sich bekannter Welse der rohrförmlge Zahnstangengehauseabschnltt (4) unter Abstand von dem Ritzelgehauseabschnitt (3) als Stützelement eine Büchse (14) aufweist. In der die Zahnstange (7) verschiebbar gelagert ist.

6. Lenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die schalenförmlgen Teile (5 und 6) einstückig angeformte, sich In Längsrichtung erstreckende und In Querrichtung unter Abstand voneinander angeordnete, nach Innen vorspringende Rippen (18) aufweisen, die eine Verstärkung und gegebenenfalls Längsströmungskanäle bilden.

7. Lenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß die schalenförmlgen Teile (5 und 6) einstückig angeformte und sich In Querrichtung erstreckende, nach Innen vorspringende Verstärkungsrippen (18a) aufweisen. so

8. Lenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff einen Elastizitätsmodul In der Größenordnung von 2Ox 10³ bis 15 χ 10* kg/cm\ eine Zugfestigkeit von mehr als 420 kg/cm² und eine Bruchdehnung von mehr als 5% aufweist.

9. Lenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalischen Kennwerte des Kunststoffs im wesentlichen über einen Temperaturbereich von mindestens -5° C bis +35⁰C und vorzugsweise über einen Temperaturbereich von -40° C bis +100° C konstant bleiben.