DE2345373C3

DE2345373C3 - Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2345373C3
Application number: DE2345373A
Authority: DE
Inventors: Ernest Mathew Frankenmuth Mich. Plant Ii (V.St.A.)
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1972-10-30
Filing date: 1973-09-06
Publication date: 1979-04-26
Also published as: CA988814A; GB1387225A; IT994481B; FR2205033A5; DE2345373A1; US3788159A; AU5989173A; AU464734B2; JPS5321578B2; DE2345373B2; JPS4977060A

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge, dessen Gehäuse, in dem in einer Querbohrung ein Ritzel gelagert ist, eine Aufnahme für ein mit ihm verbundenes Führungsrohr für eine Zahnstange trägt, wobei die Durchmesser von Führungsrohr und dessen Aufnahme im Gehäuse so aufeinander abgestimmt sind, daß zwischen beiden Teilen in radialer Richtung sowie nach Winkellage begrenzte Einstellbewegungen möglich und zwischen den beiden Teilen Dichtringe angeordnet sind.

Bei einem den Ausgangspunkt der Erfindung bildenden Zahnstangenlenkgetriebe tür Kraftfahrzeuge (DE-OS 21 18 424) ist eine begrenzte Einstellmöglichkeit zwischen dem Gehäuse und dem Führungsrohr zum Erzielen eines einwandfreien Eingriffs des Zahnstangengetriebes vorgesehen, wobei das Festlegen in der eingestellten Lage durch Anziehen von Flanschringen mittels Schrauben erfolgt. Diese Ausbildung ist verhältnismäßig aufwendig und erfordert besondere Sicherungsmaßnahmen gegen ein Lösen der Schrauben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß bei geringem Aufwand eine einwandfreie Festlegung der zuvor zueinander ausgerichteten Teile ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angeführten Merkmale gelöst.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine zum Teil aufgebrochene Seitenansicht eines Zahnstangenlenkgetriebes für Kraftfahrzeuge und

F i g. 2 den Schnitt nach der Linie 2-2 in F i g. 1 in Richtung der Pfeile gesehen.

In den F i g. 1 und 2 ist ein handbetätigtes Zahnstangenlenkgetriebe 10 dargestellt, dessen als Schmiede- oder Gußteil ausgebildetes Gehäuse 12 eine Ausbuchtung 18 mit einer Querbohrung 16 zur Aufnahme eines Ritzels 40 sowie eine Längsbohrung 14 zur Aufnahme einer Zahnstange 26 enthält Dass Gehäuse 12 weist ferner Ansätze 20 auf, die zur Aufnahme von Schraubbolzen bearbeitet werden, mit deren Hilfe das Gehäuse 12 am Fahrzeug befestigt

ίο werden kann.

Durch die Längsbohrung 14 des Gehäuses 12 erstreckt sich ein Führungsrohr 22 für die Zahnstange, wobei der Durchmesser der Längsbohrung 14 des Gehäuses etwas größer als der Außendurchmesser des Führungsrohres 22 ist Wie Fig.2 zeigt, ist in der Wandung des Führungsrohres 22 im Bereich der Querbohrung 16 des Gehäuses 12 eine Aussparung 24 vorgesehen, in deren Bereich das Ritzel des Zahnstangentriebs liegt Die Zahnstange 26 ist mit einer Schrägverzahnung 28 versehen. An beiden Enden des Führungsrohres 22 sind Büchsen 30 bzw. 32 angeordnet, in denen die Zahnstange reibungsarm geführt ist Diese Büchsen bestehen aus einem harten polymeren Kunststoff, vorzugsweise mit Polytetrafluoräthylen getränktes Acetalkunstharz. Die Büchsen weisen einen zurückgebogenen ringförmigen Mantel auf, der über eine Verzahnung 34 an den Enden des Führungsrohres 22 schnappt, wobei an der Innenfläche des Mantels der Büchsen eine entsprechende Verzahnung gebildet ist Die Büchsen 30 bzw. 32 sind an ihrer außenliegenden Seite von Ringer. 36 umgeber., die aus 'A-idersiandsfäh; gern Kunststoff bestehen und beispielsweise mit Preßsitz über die Enden der Büchsen 30 und 32 gedrückt sind.

Das Ritzel 40 greift mit Zähnen 42 in die Schrägverzahnung 28 der Zahnstange 26 ein und ist auf einer Ritzelwelle 38 mit an den Enden im Durchmesser abgesetzten Achszapfen ausgebildet, die in Büchsen 44 gelagert sind. Die Büchsen 44 sind in erweiterten Bohrungstcilen 46 der Querbohrung 16 gelagert und bestehen aus einem harten polymeren Kunststoff. Ein am einen Ende aus der Querbohrung 16 austretender Achsstummel der Ritzelwelle trägt eine Kerbverzahnung 48, mit der eine Lenkspindel od. dgl. in bekannter Weise verbunden ist. Die dem Achsstummel benachbarte Büchse 44 wird durch einen Sprengring 50 gegen eine Schulter am Ende des Bohrungsteils 46 gehalten. An der anderen Büchse 44 liegen zwei auf den Achsstummel zwischen dem Ritzel 40 und der Büchse 44 aufgesetzte

so Scheiben 52 aus gehärtetem Stahl an. Das Ende dieses Achsstummels trägt ein Gewinde 54, auf das eine Schraubkappe 56 aufgeschraubt ist, die mit einem Bund 58 gegen eine weitere gehärtete Scheibe 60 auf der anderen Seite der zugeordneten Büchse 44 anliegt Durch Einstellung der Schraubkappe 56 wird eine Vorspannung gegen die Büchse zum Ausgleich axialen Spiels eingestellt. Ein Stift 61 ist in fluchtende Löcher der Kappe und des Achsstummels eingeführt, um die Einstellung festzulegen. Die Büchse 44 ihrerseits liegt an einer Ringschulter 62 des erweiterten Bohrungsteils 46 an und ist über eine Haltebüchse 64 durch einen Deckel 66 verspannt. Der die Querbohrung 16 verschließende Deckel 66 ist gegen einen Flansch 68 der Ausbuchtung 18 des Gehäuses 12 geschraubt.

Eine Andrückfeder 70 in Form einer Blattfeder liegt in einer Nut 72 der Ausbuchtung 18 des Gehäuses und stützt sich mit ihren beiden Enden an den Büchsen 44 und mit ihrer Mitte fest gegen das Gehäuse 12 ab. Es ist

eine radiale Verlagerungsmöglichkeit der Büchsen 44 in den größer bemessenen Bohrungsteilen 46 vorgesehen, um durch eine senkrechte Verlagerung (in Fig.2) des im Eingriff befindlichen Zahnstangentriebes zusammen mit dem Führungsrohr 22 in der Längsbohrung 14 des Gehäuses eine ausreichende radiale Vorspannung zwischen der Schrägverzahnung 28 der Zahnstange und den Zähnen 42 des Ritzels 40 durch entsprechende Vorspannung der Andrückfeder 70 zu erzielen.

Um diese vertikale Verlagerung zu ermöglichen, ist to die Längsbohrung 14 des Gehäuses 12 im Durchmesser um das notwendige MaB größer als der Außendurchmesser des Führungsrchres 22 bemessen. Gleichzeitig ermöglicht die Durchmesserdifferenz eine ausreichende Schwenkbewegung, um eine genaue Ausrichtung der Flanken der Schrägverzahnung 28 und der Zähne 42 zuzulassen. Die Winkeleinstellung ist in F i g. 1 erläutert Die Achse A der Längsbohrung 14 des Gehäuses 12 weist eine geringe Winkelabweichung θ gegenüber der Achse B der Zahnstange 26 auf. Um einen einwandfreien Eingriff der Flanken der schraubenförmigen Zähne 42 und der Schrägverzahnung 28 zu erhalten, ist eine Übereinstimmung der Achsen A und B notwendig. Eine derartige Ausrichtung ist in der Praxis häufig erforderlich, um Abweichungen im Winkel und der Schraubenneigung der Zähne auszugleichen, wenn Ritzel und Zahnstange als eigene Werkstücke auf verschiedenen Maschinen bearbeitet werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt der Außendurchmesser des Führungsrohres 22 31.75 mn und das gesamte Spiel zur Längsbohrung 14 des Gehäuses 12 1,12 mm, wodurch die erforderliche radiale Einstellung und die erforderliche Schwenkbewegung ermöglicht ist

Wie Fig.2 zeigt, enthält das Gehäuse 12 nahe den Enden der Längsbohrung 14 je einen Kranz von im Umfang mit Abstand voneinander liegenden radialen öffnungen 74, die in eine zur Längsbohrung 14 offene Ringnut 76 münden. Den Ringnuten 76 gegenüberliegend sind entsprechende Ringnuten 78 in der Außenfläehe des Führungsrohres 22 gebildet, so daß die Ringnuten 76 und 78 ringförmige Räume rings um das Führungsrohr 22 bilden, in die ein unter Druck eingespritzter und härtbarer polymerer Kunststoff 80, beispielsweise ein Polyamidharz, eingespritzt werden kann. Nach dem Aushärten des Kunstharzes bildet dieses die Teile miteinander verbindende Ringe. Diese Art der Verbindung und der Festlegung der Bauteile zueinander stellt eine äußerst wirtschaftliche und zufriedenstellende Arbeitsweise dar, um die einmal vorgenommene Einstellung für lange Zeit auch bei harten Betriebsbeanspruchungen aufrechtzuerhalten. Infolge des Spaltes zwischen dem Führungsrohr 22 und dem Gehäuse 12 kann der unter Druck eingespritzte Kunststoff auch in diese Räume eintreten, wodurch die Festlegung der beiden Teile zueinander unterstützt wird. Der Strom des Kunststoffes wird beim Einspritzen auf die äußeren Teile der Längsbohrung 16 durch Dichtungsringe 82 begrenzt (Fig.2). Das Einspritzen des Kunststoffes 80 wird vorgenommen, während die zueinander ausgerichteten Teile in einer Halterung zusammengehalten werden, und zwar so lange, bis der Kunststoff ausgehärtet ist

Die erfindungsgemäße Ausbildung, bei der die Vorspannung durch eine radiale Verlagerung der Zahnstange bewirkt wird, ersetzt wesentlich kostspieligere und verwickeitere Verfahren zum Erzielen dieser Vorspannung, die beispielsweise durch einstellbare Schraubbolzen zwischen Zahnstange und Zahnstangengehäuse gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Federn erzielbar ist

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht darin, daß eine axiale Einstellung des Führungsrohres 22 innerhalb des Gehäuses 12 möglich ist Nach dem Zusammenbau der einzelnen Teile kann es vor dem Einspritzen des Kunststoffes notwendig sein, eine axiale Feineinstellung des Führungsrohres 22 zur Achse des Ritzels vorzunehmen, damit die Zahnstange gleiche Verstellwege beiderseits einer Mittelstellung bis zu den Ringen 36 ausführen kann. Die Weite der Ringnuten 76 und 78 gestattet derartige geringe Einstellbewegungen, da nur ein Teil der Nuten außer Überlappung gelangt, so daß ein ausreichender Querschnitt für die zu bildenden Halteringe erhalten bleibt und keine Bruchgefahr für die Halteringe entsteht

Wie F i g. 2 zeigt, ist die Aussparung 24 etwas größer gewählt damit die Einstellung des Führungsrohres 22 von dem Ritzel 40 ungestört vorgenommen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge, dessen Gehäuse, in dem in einer Querbohrung ein Ritzel gelagert ist, eine Aufnahme für ein mit ihm verbundenes Führungsrohr für eine Zahnstange trägt, wobei die Durchmesser von Führungsrohr und dessen Aufnahme im Gehäuse so aufeinander abgestimmt sind, daß zwischen beiden Teilen in radialer Richtung sowie nach Winkellage begrenzte Einstellbewegungen möglich und zwischen den beiden Teilen Dichtringe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Außerdurchmesser des Führungsrohres (22) auf den Durchmesser einer Längsbohrung (14) im Gehäuse (12) abgestimmt ist und auf der vom Ritzel (40) abgelegenen Seite der Dichtringe (82) im Gehäuse Kanüle angeordnet sind, die aus neben den Enden der Längsbohrung liegenden Kränzen von über den Gehäuseumfang mit Abstand voneinander verteilten radialen, in eine Ringnut (76) in der Längsbohrung des Gehäuses mündenden öffnungen (74), einer der Ringnut im Gehäuse gegenüberliegenden Ringnut (78) in der Außenwandung des Führungsrohres sowie den durch die Dichtringe (82) begrenzter Spalt zwischen der Außenwandung des Führungsrohres und der Längsbohrung im Gehäuse bestehen, und daß in die Kanäle nach dem Ausrichten von Führungsrohr und Gehäuse zueinander Kunststoff (80) eingespritzt ist, der diese Teile in ihrer ausgerichteten Läge zueinander festlegt.