DE3408673C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Bei einem derartigen Zahnstangenlenkgetriebe, wie es in der DE-OS 29 28 732 gezeigt ist, steht ein auf einer Lenkspin­ del gelagertes Ritzel mit einer Zahnstange in Eingriff. Bei einer Drehung der Lenkspindel bzw. des Ritzels wird die Zahnstange axial verschoben, wodurch beispielsweise bei ei­ nem Kraftfahrzeug eine Lenkbewegung auf die Räder übertrag­ bar ist. Um die Zahnstange bei ihrer Bewegung zu führen, ist ein Zahnstangenführungsteil in Form eines Druckstücks vorgesehen, das in eine im wesentlichen senkrecht zur Zahn­ stange verlaufende Bohrung im Getriebegehäuse mit Spiel eingesetzt ist. Da bei Betrieb des Kraftfahrzeuges ein derartiges Druckstück in Vibrationen versetzt wird, was neben einer hohen mechani­ schen Belastung des Druckstücks und einer daraus resultie­ renden geringen Standzeit auch eine unerwünschte Ge­ räuschentwicklung zur Folge hat, ist das Druckstück gemäß der DE-OS 29 28 732 mittels eines, sich axial erstreckenden Schlitzes in einen äußeren und einen inneren Zylinder un­ terteilt, wobei der äußere Zylinder durch weitere axial verlaufende Schlitze in mehrere voneinander unabhängige Um­ fangsabschnitte bzw. Schenkel unterteilt ist, die mittels eines Federelementes radial gegen die Wand der zylindri­ schen Bohrung gespannt sind. Ein derartiger Aufbau ist kon­ struktiv aufwendig und somit zeit- sowie kostenintensiv. Darüber hinaus wirkt die Spannkraft zwischen der zylindri­ schen Bohrung und dem Druckstück sowie zwischen diesem und dem Federelement jeweils auf einer kleinen Fläche, woduch es bei dem üblicherweise aus Kunststoff bestehenden Druck­ stück zu Spannungsspitzen und einem punktuell erhöhten Ver­ schleiß kommen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsge­ mäße Zahnstangenlenkgetriebe derart weiterzubilden, daß das Druckstück bei konstruktiv einfachem Aufbau ein Auftreten von Vibrationen und Spannungsspitzen zuverlässig verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist der äußere Zylinder, der nicht unter­ teilt ist, mit dem inneren Zylinder lediglich über zwei einander entgegengesetzt angeordnete Rippen verbunden, die jeweils in Bewegungsrichtung der Zahnstange angeordnet sind. Auf diese Weise ist der äußere Zylinder in der zur Zahnstangenbewegung senkrechten Richtung elastisch verformbar. Da der äußere Zylinder und somit das Druckstück in der zur Bewegungsrichtung der Zahnstange senkrechten Richtung einen größeren Durchmesser als in Bewegungsrichtung der Zahnstange aufweist, kann das Druckstück mit Preßpassung in die zylindrische Bohrung ein­ gesetzt werden, so daß das Auftreten von Vibrationen zuver­ lässig verhindert ist. Der äußere Zylinder legt sich dabei über eine große Fläche an die Innenwand der zylindrischen Bohrung an, so daß Spannungsspitzen vermieden werden kön­ nen. Darüber hinaus ist die Anordnung eines speziellen Fe­ derelementes nicht notwendig, da ausreichender Führungsflächenkontakt alleine durch die Gestaltung des Druckstücks erreicht werden kann.

Auf diese Weise ist ein konstruktiv einfacher Aufbau er­ reicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Zahnstangenlenkgetriebes sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an­ hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Zahnstangenlenkgetriebe,

Fig. 2 den Querschnitt nach Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Druck­ stücks,

Fig. 4 den Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3, und

Fig. 5 den Querschnitt nach der Linie V-V in Fig. 3.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein Ritzel 2 von einem Paar La­ ger 3 in einem Zahnstangengehäuse 1 drehbar gelagert. Ein Ab­ schnitt 2 a des Ritzels 2 ist mit einer Lenkspindel verbind­ bar. Eine Zahnstange 4 kann sich in ihrer axialen Richtung im Zahnstangengehäuse 1 bewegen, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist; sie ist über einen bestimmten axialen Bereich an ihrer oberen Seite mit Zähnen 5 versehen, die mit dem Ritzel 2 kämmen. Das Zahnstangengehäuse 1 hat an der dem Ein­ griffsbereich zwischen dem Ritzel 2 und den Zähnen 5 der Zahnstange 4 entgegengesetzten Seite eine zylindrische Boh­ rung 10, die durch die Wand des Zahnstangengehäuses 1 hin­ durchgeht. In die Bohrung 10 ist ein im wesentlichen zylin­ derförmiges Druckstück 20 eingesetzt, das an seinem oberen, an der Rückseite 4 a der Zahnstange 4 anliegenden Ende eine halbkreisförmige Führungsfläche 21 zur Aufnahme des Zahn­ stangenrückens 4 a hat. Das Druckstück 20 ist ferner an seinem unteren Ende mit einer zylindrischen Ausnehmung 22 zur Auf­ nahme einer Feder 16 versehen.

Die Bohrung 10 hat an ihrem unteren Öffnungsabschnitt an ihrer inneren Wandung ein Innengewinde 11, in das ein Pfropfen 15 eingeschraubt ist. Die Feder 16 ist zwischen einem innenseitig gelegenen Ende des Pfropfens 15 und dem Boden der Ausneh­ mung 22 eingesetzt. Das Druckstück 20 wird durch die Kraft der Feder 16 gegen den Rücken 4 a der Zahnstange 4 gedrückt.

Das Druckstück 20 ist aus einem synthetischen Harz mit ge­ ringem Reibungskoeffizienten wie z. B. einem Öl enthaltenden oder ölfreien Polyamidharz oder einem Öl enthaltenden oder ölfreien Polyacetalharz hergestellt. Wie die Fig. 3 bis 5 zeigen, weist das Druckstück 20 einen Schlitz 23 auf, der sich entlang der Achse des Druckstücks 20 so erstreckt, daß er es in einen inneren Zylinder 20 A und einen äußeren Zylinder 20 B unterteilt. Der innere und äußere Zylinder 20 A und 20 B sind durch zwei Rippen 24 an einander gegenüberliegenden Stellen miteinander verbunden. Der Schlitz 23 wird somit durch die Rippen 24 unterbrochen.

Gemäß Fig. 4 bezeichnet DL einen äußeren Durchmesser des Druckstücks 20 in einer zur Bewegungsrichtung der Zahnstange 4 senkrechten Richtung, d. h. in den Fig. 3 und 4 in horizon­ taler Richtung. Ferner bezeichnet DS einen äußeren Durchmesser des Druckstücks 20 in der Bewegungsrichtung der Zahnstange 4, d. h. in Fig. 4 in der senkrechten Richtung. Der äußere Durch­ messer DL ist größer als ein innerer Durchmesser der Boh­ rung 10 und der äußere Durchmesser DS ist kleiner als der innere Durchmesser der Bohrung 10. Daher hat der senkrecht zur Längsachse verlaufende Querschnitt des Druckstücks 20 eine elliptische Form, wobei die längere Hauptachse dieser Ellip­ se der äußere Durchmesser DL ist. Die Wanddicke des äußeren Zylinders 20 B ist kleiner als diejenige des inneren Zylinders 20 A. Der größere Diametralabschnitt A, der durch den äußeren Durchmesser DL festgelegt ist, kann so gut elastisch verformt werden. Der kleinere Diametralabschnitt, der durch den äußeren Durchmesser DS bestimmt ist, ist durch die Rippen 24 mit dem inneren Zylinder 20 A verbunden. So kann das Druckstück 20 aufgrund eines Unterschieds des Kontraktionsvermögens des Ab­ schnitts bei den Rippen 24 gegenüber dem Abschnitt, der den größeren Diametralabschnitt A umfaßt, leicht in eine ellip­ tische Gestalt geformt werden, wobei dieser Unterschied nach bzw. bei der Formgebung des Druckstücks 20 auftritt. Folglich ist es nicht erforderlich, eine Herstellform für das Druck­ stück 20 kompliziert zu gestalten.

Im Fahrbetrieb unterliegt die Zahnstange 4 Kräften in der Richtung entlang der Achse des Ritzels 2, wie durch einen Pfeil B in Fig. 1 dargestellt ist, und in der Richtung, in der sie mit dem Ritzel 2 außer Eingriff gerät, wie durch einen Pfeil C in Fig. 2 dargestellt ist. Die entsprechenden Kompo­ nenten werden auf das Druckstück 20 übertragen.

Die Bewegungskomponente der Zahnstange 4 in Pfeilrichtung B wirkt auf das Druckstück 20 als eine in den Fig. 3 und 4 horizontal gerichtete Kraft. Da das Druckstück 20 in die Bohrung 10 so eingesetzt ist, daß der größere Diametralab­ schnitt A elastisch verformt bzw. gedrückt ist, ist ein Spiel zwischen dem äußeren Umfang des Druckstücks 20 und dem inneren Umfang der Bohrung vermieden. Folglich sind Vibrationen des Druckstücks 20 in der Bohrung 10 verhindert. Die Bewegungskom­ ponente der Zahnstange 4 in der Richtung gemäß Pfeil C in Fig. 2 entspricht einer Kraft in einer Richtung, die das Druckstück 20 in der Bohrung 10 hin- und herbewegt. Ein zwi­ schen dem Druckstück 20 und dem Pfropfen 15 gemäß den Fig. 1 und 2 gebildeter Spalt t wird durch die dazwischen ange­ ordnete Feder 16 jedoch aufrecht erhalten. Ferner kann der Spalt t und die Kraft der Feder 16 durch den Betrag des Ein­ schraubens des Pfropfens 15 eingestellt werden. Folglich ist die Vibration des Druckstücks 20 in der Richtung entlang der Bohrung 10 gedämpft bzw. unterdrückt.

Da ferner der größere Diametralabschnitt A des Druckstücks 20 durch den äußeren elastischen Zylinder 20 B mit einer ge­ ringeren Wanddicke gebildet ist, ergibt sich keine Behin­ derung beim Einbau des Druckstücks 20 in die Bohrung 10 und der nachfolgenden Gleitwirkung des Druckstücks 20.

Claims (7)

1. Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit
einem Zahnstangengehäuse,
einem Ritzel, das in das Zahnstangengehäuse eingesetzt ist und sich zusammen mit einer Lenkspindel dreht,
einer Zahnstange, die mit dem Ritzel in Eingriff steht und in Abhängigkeit von einer Drehung des Ritzels in dem Zahn­ stangengehäuse axial hin- und herbewegbar ist,
einer zylindrischen Bohrung, die in dem Zahnstangengehäuse auf der dem Eingriff zwischen der Zahnstange und dem Ritzel entgegengesetzten Seite im wesentlichen senkrecht zur Zahn­ stange ausgebildet ist, und
einem in die Bohrung eingesetzten Druckstück, das die Zahn­ stange zur Führung ihrer Bewegung lagert und aus einem Werkstoff mit einem geringen Reibungskoeffizienten gefer­ tigt ist, wobei das Druckstück im wesentlichen zylindrisch ist und in seiner Wandung einen axialen Schlitz aufweist, der es in einen inneren und einen äußeren Zylinder unter­ teilt, dadurch gekennzeichnet, daß der innere (20 A) und der äußere Zylinder (20 B) mittels zweier in Bewegungsrichtung der Zahnstange (4) einander gegenüberliegender Rippen (24) mit­ einander verbunden sind und daß der äußere Durchmesser (DL) des Druckstücks (20) in einer zur Bewegungsrichtung der Zahnstange (4) senkrechten Richtung größer als ein Innen­ durchmesser der Bohrung (10) ist, so daß das Druckstück (20) einen elliptischen Querschnitt aufweist.

2. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke des äußeren Zylinders (20 B) kleiner als die Wanddicke des inneren Zylinders (20 A) ist.

3. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (20) aus ei­ nem synthetischen Harz besteht.

4. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das synthetische Harz ein Öl enthaltendes Polyamidharz ist.

5. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das synthetische Harz ein ölfreies Polyamid­ harz ist.

6. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das synthetische Harz ein Öl enthaltendes Polvacetalharz ist.

7. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das synthetische Harz ein ölfreies Poly­ acetalharz ist.