DE3332483C2

DE3332483C2 -

Info

Publication number: DE3332483C2
Application number: DE19833332483
Authority: DE
Inventors: Hiromu Higashimatsuyama Saitama Jp Saga
Original assignee: JIDOSHA KIKI CO Ltd TOKIO/TOKYO JP
Current assignee: JIDOSHA KIKI CO Ltd TOKIO/TOKYO JP
Priority date: 1982-09-10
Filing date: 1983-09-08
Publication date: 1987-12-17
Also published as: DE3332483A1; JPS5948263A

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung für Fahr zeuge, mit einem durch ein Lenkorgan betätigbaren, in einem Getriebegehäuse aufgenommenen Ritzel, das in eine Verzahnung einer Zahnstange eingreift, die ebenfalls im Getriebegehäuse gelagert ist, durch Belastung ihres Rückens mit einem Druckstück in Eingriff mit dem Ritezl gehalten ist und in ihrem Längsmittelbereich einen größe ren Abstand zwischen der durch das Druckstück beaufschlag ten Rückenfläche und der maßgebenden Verzahnungsfläche ihrer Verzahnung aufweist als in ihren Endbereichen.

Dadurch, daß die Zahnstange in ihrem Längsmittelbereich einen größeren Abstand zwischen der Rückenfläche und der Verzahnungsfläche hat, wird in bekannter Weise im Geradeausfahrtbereich ein Klappern der Zahnstangenlenkung beim Fahren insbesondere über Unebenheiten vermieden.

Bei bekannten Zahnstangenlenkungen der genannten Art (FR-AS 25 18 482, DE-OS 24 58 320) ist der größere Abstand zwischen der Rückenfläche und der Verzahnungsfläche im Längsmittelbereich der Zahnstange dadurch geschaffen, daß die Verzahnungsfläche ausgewölbt ist. Dies kann dadurch erhalten werden, daß an der zuvor ausgewölbten Fläche die Zähne mittels eines Fräswerkzeuges einzeln herausgearbeitet oder mit einem die ganze Länge der Verzahnung überdeckenden Werkzeug in den Zahnstangenrohling angeschliffen werden, wobei die Verdickung in das Werkzeug gelegt wird. Hierbei ist es jedoch vergleichsweise schwierig, die Zähne mit genau der richtigen Gestalt herzustellen. Die Verzahnung an dem ausgewölbten Teil der Verzahnungsfläche kann auch dadurch erhalten werden, daß der Zahnstangenrohling vor dem Bilden der Zähne um den gewünschten Betrag der Aus wölbung elastisch zum Zahnstangenrücken hin durchgebogen wird. Hierbei wird der Rohling mit einer geeigneten Einrichtung in der Mitte erfaßt und durch eine ausreichend hohe Zugkraft elastisch verformt. Die Verzahnungsfläche ist dann im wesentlichen gerade, so daß die Zähne vergleichs weise einfach eingearbeitet werden können. Nachteilig ist es hierbei jedoch, daß die Zahnstange nach dem Aufheben der Zugkraft in die ursprüngliche Lage zurückfedert, wodurch die Zähne derart verformt werden, daß einwandfreier Kämm eingriff zwischen den Zähnen der Zahnstange und den Zäh nen des Ritzels nicht erhalten werden kann. Außerdem er gibt sich ein weiterer Nachteil bei Zahnstangen, bei denen die Auswölbung an der Verzahnungsfläche vorgesehen ist daraus, daß das Ritzel mit ortsfester Achse angeordnet und die Zahnstange an ihren Enden mittels Gleitlagerung abge stützt ist. Hierdurch wird im Bereich der Auswölbung eine Kraft auf die Zahnstange ausgeübt, die das Bestreben hat, die Zahnstange von der Achse des Ritzels wegzudrücken. Hierbei besteht die Gefahr eines Verbiegens der Zahnstange. Darüber hinaus besteht ein Nachteil darin, daß der Be rührungsdruck in den Gleitlagern sich erhöht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zahnstangenlenkung der einleitend genannten Art derart auszuführen, daß der grö ßere Abstand zwischen der Rückenfläche und der Verzah nungsfläche im Längsmittelbereich der Zahnstange auf ein fache Weise erzielt wird, ohne daß der Kämmeingriff zwi schen der Verzahnung und dem Ritzel beeinträchtigt wird und ohne daß unangemessene Belastungen auf die Zahnstange ausgeübt werden. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der größere Abstand zwischen Rücken- und Verzahnungsfläche im Längsmittelbereich durch eine Auswölbung des Zahnstangenrückens gebildet ist.

Eine Zahnstange gemäß der Erfindung kann vergleichsweise einfach hergestellt werden, weil es zum einen nicht schwierig ist, einen Zahnstangenkörper mit einer Auswöl bung an der Rückenfläche herzustellen, und weil zum anderen die Zähne in einer ebenen Fläche der Zahnstange gebildet werden, wodurch nicht nur die Herstellung der Zähne vereinfacht ist, sondern die Zähne auch mit großer Genauigkeit hergestellt werden können. Darüber hinaus werden im Betrieb auf die Zahnstange keine Kräfte ausgeübt, die das Bestreben haben, die Zahnstange von der Achse des Ritzels wegzudrücken und die die Enden der Zahnstange abstützenden Gleitlager ungleichmäßig zu belasten.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

Es folgt nun eine Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Zahn stangenlenkung in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch die in den Fig. 1 und 2 gezeig te Zahnstange;

Fig. 4a, 4b weitere Ausführungsformen von Zahnstangen gemäß der Erfindung.

Zunächst werden die Fig. 1 und 2 betrachtet, die eine Zahnstangenlenkung mit einem Gehäuse 1 und einer darin gleitend eingepaßten Zahnstange 2 zeigen. Die Zahnstange weist Zähne 3 auf, in die ein Ritzel 4 eingreift, das mit einem Lenkrad verbunden ist. Eine zylindrische Bohrung 5 im Gehäu se 1 liegt dem Eingriffsabschnitt zwischen Zahnstangenver zahnung 3 und Ritzel 4 diametral gegenüber und enthält ein Druckstück 6. Eine becherförmige Abstützschraube 7 ist in die zylindri sche Bohrung 5 eingeschraubt und enthält eine Feder 8, welche mit ihrer Federkraft auf das Druckstück 6 einwirkt, und diese gegen die Rückfläche der Zahnstange 2 preßt, wodurch diese gegen das Ritzel 4 gedrückt wird. Die Abstützschraube 7 ist mit Hilfe einer Kontermutter 9 gesichert. Zwischen Druckstück 6 und Abstützschraube 7 ist ein Spiel C vorhanden. In über triebener Darstellung ist in Fig. 3 gezeigt, daß der Zahnstangenrücken eine ausgewölbte Oberfläche 10 besitzt. Das Wölbungsausmaß δ der Fläche 10 hat in der Mitte der Zahnstange 6 ein Maximum und verkleinert sich auf Null bis zu den Enden der Zahnstange hin. Bildet man eine derartige ausgewölbte Fläche 10 aus, so versteht es sich, daß das Spiel C in der Mittelstellung der Zahnstan ge 2, d. h. in der Position, in der das Druckstück im Mittelbereich der Zahnstange 2 angreift, am kleinsten ist, während das Maximum des Spiels bei stärkstem Lenk einschlag vorliegt, wenn nämlich das Druckstück an den Zahnstangenenden angreift. Durch Wahl eines opti malen Wertes des Spiels C im Mittelbereich der Zahnstan ge 2 kann folglich jegliches Schlaggeräusch unterbunden werden.

Wenn nun während längeren Gebrauchs die Zähne im Mittel bereich der Zahnstange so weit abgenützt sind, daß Schlaggeräusche auftreten, dann kann die Kontermutter 9 gelöst werden, um die Abstützschraube 7 fester zu ziehen und damit das Spiel C erneut auf seinen Optimalwert ein zustellen. Da wegen der Benützungshäufigkeit die Zähne 3 der Zahnstange im Mittelbereich stärker abgenutzt sind, als an den Enden, geht dann, wenn bei konventionellen Zahnstangen keine Auswölbung in der Mitte vorgesehen wird, der Wert des Spiels C an den Zahnstangenenden gegen Null, wodurch bei starkem Lenkausschlag die Lenkkraft unerträglich groß wird. Es war deshalb keinerlei Nach justierung des Zahnstangenführungsspiels möglich.

Gestrichelt ist in der Fig. 3 angedeutet, daß die ausgewölbte Oberfläche im Mittelbereich auf einer gewissen Länge linear sein kann, daß aber auch eine stetige Wölbung den der Erfindung unterliegenden Zweck erfüllt.

Fig. 4a zeigt eine weitere Ausführungsform einer Zahnstan ge 2 , bei welcher die Auswölbung 10 an der Rückenfläche kreisbogenförmig gebildet ist, während Fig. 4b eine Aus führungsform zeigt, bei welcher die Auswölbung 10 der Rückenfläche zykloidisch oder sinusförmig gekrümmt ist.

Claims

1. Zahnstangenlenkung für Fahrzeuge, mit einem durch ein Lenkorgan betätigbaren, in einem Getriebegehäuse auf genommenen Ritzel, das in eine Verzahnung einer Zahn stange eingreift, die ebenfalls im Getriebegehäuse gelagert ist, durch Belastung ihres Rückens mit einem Druckstück in Eingriff mit dem Ritzel gehalten ist und in ihrem Längsmittelbereich einen größeren Abstand zwischen der durch das Druckstück beaufschlagten Rückenfläche und der maßgebenden Verzahnungsfläche ihrer Verzahnung aufweist als in ihren Endbereichen, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Abstand zwischen Rücken- und Verzahnungs fläche im Längsmittelbereich durch eine Auswölbung des Zahnstangenrückens gebildet ist.

2. Zahnstangenlenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswölbung in bei Einrichtungen nach dem Oberbe griff des Anspruches 1 bekannter Weise geradlinige Flächen hat.

3. Zahnstangenlenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswölbung in bei Einrichtungen nach dem Oberbe griff des Anspruches 1 bekannter Weise kreisbogen förmig ist.

4. Zahnstangenlenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswölbung als zykloidische Kurve oder Sinus kurve gestaltet ist.