DE60307177T2 - Verfahren zur Wärmebehandlung einer Zahnstange - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zum Wärmebehandeln einer Zahnstange, die für eine Fahrzeuglenkvorrichtung zum Lenken eines gelenkten Rades eines Fahrzeugs verwendbar ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Eine bekannte Fahrzeuglenkvorrichtung ist mit einem sogenannten Zahnstangengetriebe-Lenkungsmechanismus versehen, der eine Zahnstange besitzt. Der Zahnstangengetriebe-Lenkungsmechanismus ist mit einem Paar von Spurhebeln für entsprechende rechte und linke gelenkte Fahrzeugräder über einen Lenkstangenmechanismus so verbunden, dass er die gelenkten Räder lenkt. Insbesondere wenn der Lenkungsmechanismus mit der Zahnstange für eine elektrisch angetriebene Lenkvorrichtung verwendet wird, ist die Zahnstange einstückig mit einem Zahnstangenzahnabschnitt, der sich mit einem Zahnradzahnabschnitt im Eingriff befindet, der an einem Ende einer mit einem Lenkrad verbundenen Lenkwelle vorgesehen ist, einem Kugelumlaufspindelabschnitt für die elektrische angetriebene Lenkvorrichtung und einem Schubführungsendabschnitt versehen.
  • Gemäß dem Lenkungsmechanismus mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird eine Oberflächenhärtungs-Wärmebehandlung, wie beispielsweise eine Abschreckbehandlung, so auf die Zahnstange angewendet, dass die Oberflächenhärte sichergestellt ist, die für vorbestimmte Abschnitte von ihr erforderlich sind.
  • Genauer gesagt wird auf den Zahnstangenzahnabschnitt eine Widerstandsabschreckbehandlung so ausgeführt, dass die Oberflächenhärte des Zahnabschnitts sichergestellt ist. Auf die Rückseite des Zahnstangenzahnabschnitts, an der keine Zähne vorgesehen sind, wird keine Oberflächenhärtungs-Wärmebehandlung angewendet. Auf den Kugelumlaufspindelabschnitt wird eine Induktionsabschreckbehandlung so angewendet, dass die Oberflächenhärte eines gesamten Oberflächenbereichs von ihm sichergestellt ist. Der Schubführungsendabschnitt, für den die Oberflächenhärtungs-Wärmebehandlung nicht erforderlich ist, bleibt unbearbeitet. Daher kann jeder Abschnitt der bekannten Zahnstange sicher mit der jeweils erforderlichen Oberflächenhärte versehen werden.
  • Allerdings sind gemäß der vorstehend beschriebenen Zahnstange und dem Verfahren des Wärmebehandelns der Zahnstange entsprechende von den entsprechenden Abschnitten unabhängige Abschreckvorrichtungen und Verfahren erforderlich, so dass die jeweilige erforderliche Oberflächenhärte sichergestellt ist.
  • Wenn auf die Zähne des Zahnstangenzahnabschnitts die Abschreckbehandlung angewendet wird, kann der Zahnstangenzahnabschnitt unerwünschter Weise verdrillt oder verformt werden. In diesem Fall kann eine besondere Aufmerksamkeit, besondere Maßgabe oder besondere Qualitätskontrolle erforderlich sein, um die Verdrillung oder Verformung des Zahnstangenzahnabschnitts zu verhindern.
  • Das Dokument JP 11-21619 offenbart ein Gerät zum Abschrecken eines stangenförmigen Elements. Das Abschreckgerät wirkt auf ein stangenförmiges Element ein, das durch das Gerät läuft. Eine Induktionswärmespule des Dokuments JP 11-21619 deckt einen Teil (in etwa die Hälfte) des Durchmessers der Stange ab. Die Behandlung der gesamten Umfangsfläche der Stange wird durch Drehen der Stange in dem elektromagnetischen Feld erzielt, das durch die Spule erzeugt wird. Das in dem Dokument JP 11-21619 gezeigte stangenförmige Element ist eine Kugelumlaufspindel, welche über die gesamte Fläche des stangenförmigen Elements wärmebehandelt werden soll.
  • Des weiteren zeigt das Dokument JP 2002-15442 eine Zahnstange, die zwei verschiedene Zahnstangenabschnitte besitzt. Die Zahnstange soll abschreckbehandelt werden. In diesem Fall wird die Zahnstange mit den zwei Zahnstangenabschnitten durch eine einzelne Behandlung jedes Zahnstangenabschnitts wärmebehandelt, und ein späterer oder anschließender Bearbeitungsvorgang auf einen Zahnstangenabschnitt wird unter Bezugnahme auf den anderen Zahnstangenabschnitt vorgesehen, um Positionsungenauigkeiten der Zahnstangenabschnitte infolge der Wärmebehandlung zu beseitigen.
  • Das der Erfindung zugrunde liegende Problem ist es, ein Abschreckbehandlungsverfahren für eine Zahnstange vorzusehen, das mit einer einfachen Ausrüstung zu akkurateren Zahnstangen führt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst; vorteilhafte Abwandlungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Wärmebehandeln einer Zahnstange den Schritt des kontinuierlichen Durchleitens einer Zahnstange, die mit einem Zahnstangenzahnabschnitt und einem Kugelumlaufspindelabschnitt versehen ist, durch eine Abschreckeinrichtung, und den Schritt des sequentiellen Anwendens einer Abschreckbehandlung auf jede Umfangsfläche des Zahnstangenzahnabschnitts des Kugelumlaufspindelabschnitts. Die Abschreckbehandlung wird gleichzeitig auf jeden gesamten Umfangsflächenabschnitt des Zahnstangenzahnabschnitts und des Kugelumlaufspindelabschnitts angewendet.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Verfahren des Wärmebehandelns einer Zahnstange des weiteren den Schritt des kontinuierlichen Durchleitens der Zahnstange und den Schritt des sequentiellen Anwendens einer Anlassbehandlung auf den Zahnstangenzahnabschnitt und den Kugelumlaufspindelabschnitt. Es ist vorzuziehen, dass die Anlassbehandlung unter Verwendung der Abschreckeinrichtung durchgeführt wird.
  • Es ist vorzuziehen, dass die Abschreckbedingungen für das Abschrecken des Zahnstangenzahnabschnitts und die Abschreckbedingungen für das Abschrecken des Kugelumlaufspindelabschnitts basierend auf den für den Zahnstangenzahnabschnitt und den Kugelumlaufspindelabschnitt erforderlichen Oberflächenhärten und Abschrecktiefen jeweils unabhängig bestimmt werden. Die Abschreckbedingungen schließen eine Durchführgeschwindigkeit und eine Erwärmungstemperatur mit ein.
  • Das Verfahren des Wärmebehandelns einer Zahnstange kann auf eine Zahnstange angewendet werden, die mit Spurhebeln für linke und rechte gelenkte Fahrzeugräder wirkverbunden ist. Der Zahnstangenzahnabschnitt der Zahnstange befindet sich im Eingriff mit einem Zahnradzahnabschnitt, der an einem Ende einer mit einem Fahrzeuglenkrad verbundenen Lenkwelle vorgesehen ist. Der Kugelumlaufspindelabschnitt der Zahnstange wird für eine elektrisch angetriebene Lenkvorrichtung verwendet.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorangehenden und zusätzliche Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich, in denen:
  • 1(A) eine Draufsicht auf einen Gesamtaufbau einer Zahnstange gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
  • 1(B) eine Vorderansicht ist, die den Gesamtaufbau der in der 1(A) veranschaulichten Zahnstange zeigt;
  • 2 eine Querschnittsansicht ist, die den Aufbau einer Wärmebehandlungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht;
  • 3 eine Blockdarstellung ist, die schematisch einen Gesamtaufbau einer Wärmebehandlung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 4(A) und 4(B) die Bedingungen der Wärmebehandlung erklären, die auf jeden Abschnitt der Zahnstange 10 angewendet wird;
  • 5(A) und 5(B) eine Oberflächenhärte im Verhältnis zu einer Abschrecktiefe eines Schubführungsendabschnitts der Zahnstange veranschaulichen, auf die die Wärmebehandlung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wurde;
  • 6(A) und 6(B) eine Oberflächenhärte im Verhältnis zu einer Abschrecktiefe einer Kugelumlaufspindel der Zahnstange veranschaulichen, auf die die Wärmebehandlung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wurde;
  • 7(A) und 7(B) eine Oberflächenhärte im Verhältnis zu einer Abschrecktiefe eines Zwischenabschnitts der Zahnstange veranschaulichen, auf den die Wärmebehandlung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wurde; und
  • 8(A) bis 8(C) eine Oberflächenhärte im Verhältnis zu einer Abschrecktiefe eines Zahnstangenzahnabschnitts der Zahnstange veranschaulichen, auf den die Wärmebehandlung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wurde.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
  • Wie dies in den 1(A) und 1(B) zu sehen ist, ist die Zahnstange 10 Teil eines Lenkungsmechanismus, der für eine elektrisch angetriebene Lenkvorrichtung verwendbar ist, und ist mit einem Schubführungsendabschnitt 12, der einen Durchmesser von etwa 24 mm besitzt, einem Kugelumlaufspindelabschnitt 14 für die elektrisch angetriebene Lenkvorrichtung, einem Zahnstangenzahnabschnitt 16, der sich mit einem Zahnradzahnabschnitt im Eingriff befindet, der an einem Ende einer mit einem Lenkrad (nicht gezeigt) verbundenen Lenkwelle (nicht gezeigt) vorgesehen ist, und einem Zwischenabschnitt 18 versehen, der zwischen dem Kugelumlaufspindelabschnitt 14 und dem Zahnstangenzahnabschnitt 16 angeordnet ist. Beide Enden der Zahnstange 10 sind mit Spurstangen (nicht gezeigt) verbunden, die jeweils mit linken und rechten gelenkten Fahrzeugrädern über Spurhebel (nicht gezeigt) verbunden sind.
  • Im Folgenden ist eine Vorrichtung zum Anwenden des Wärmebehandlungsvorgangs auf die Zahnstange 20 erklärt. Eine in dem Dokument JP 11-21619 offenbarte Vorrichtung kann als eine Wärmebehandlungsvorrichtung verwendet werden. Wie dies in 2 veranschaulicht ist, dient eine Wärmebehandlungsvorrichtung (eine Abschreckeinrichtung, eine Abschreckbehandlungsvorrichtung) 20 dem Anwenden einer Wärmebehandlung wie zum Beispiel einer Abschreckbehandlung und einer Hochfrequenzabschreckbehandlung auf die Zahnstange 10 als ein Bearbeitungsvorgang. Die Zahnstange ist durch einen nicht gezeigten Mechanismus gestützt, der die Zahnstange 10 in ihrer Längsrichtung so bewegt, dass die Zahnstange 10 in der Längsrichtung entlang ihrer Rotation in der Wärmebehandlungsvorrichtung 20 bewegt wird.
  • Die Wärmebehandlungsvorrichtung 20 ist mit einer Hochfrequenzinduktionswärmespule 22 zum Anwenden einer Hochfrequenzinduktionswärmebehandlung auf die Oberfläche der Zahnstange 10, einem Gaseinspritzzylinder 24, der die Hochfrequenzinduktionswärmespule 22 umringt, und einem Kühlfluideinspritzzylinder 26 versehen, der unterhalb des Gaseinspritzzylinders 24 angeordnet ist.
  • Die Hochfrequenzinduktionswärmespule 22 ist so angeordnet, dass sie die Umfangsfläche der Zahnstange 10 umgibt. In diesem Fall kann die Umfangsfläche der Zahnstange 10 den gesamten Außendurchmesser der Zahnstange 10 bezeichnen. Die Hochfrequenzinduktionswärmespule 22 wird mit einem eine Hochfrequenzwelle besitzenden elektrischen Strom von einer Hochfrequenzenergiequelle 28 so versorgt, dass die Oberfläche der Zahnstange 10 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wird.
  • Der Gaseinspritzzylinder 24 ist mit einer großen Anzahl an Gaseinspritzbohrungen 30 in seiner Innenumfangsfläche versehen und ist des weiteren mit einer Gaseinlassleitung 32 verbunden. Der Gaseinspritzzylinder 24 wird mit einem Gas wie beispielsweise einem Inertgas, einem reduzierenden Naturgas oder desgleichen von der Gaseinlassleitung 32 versorgt. Das Gas wird von den Gaseinspritzbohrungen 30 mit einer vorbestimmten Druckhöhe und einer vorbestimmten Gasmenge eingespritzt und an die Oberfläche der Zahnstange 10 gesprüht.
  • Eine gasgefüllte Kammer 36 ist durch ein Gehäuse 34 an der Oberseite des Gaseinspritzzylinders 24 vorgesehen. Die gefüllte Kammer 36 ist mit einer Gasablaufleitung 38 verbunden. Die Gasablaufleitung 38 ist mit einem Abgasmengeneinspritzventil 40 und einem Solenoidventil 42 verbunden, die in Reihe angeordnet sind.
  • Der Kühlfluideinspritzzylinder 26 ist mit einer großen Anzahl von Kühlfluideinspritzbohrungen 44 in seiner Innenumfangsfläche versehen und ist des weiteren mit einer Kühlfluideinlassleitung 46 verbunden. Das zu dem Kühlfluideinspritzzylinder 26 zugeführte Kühlfluid wird von den Kühlfluideinspritzbohrungen 44 mit einer vorbestimmten Druckhöhe und einer vorbestimmten Fluidmenge eingespritzt und an die Oberfläche der Zahnstange 10 gesprüht.
  • Im Folgenden ist das Vorgehen für das Anwenden der Wärmebehandlung auf die Zahnstange 10 durch die Wärmebehandlungsvorrichtung 20 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau im Detail erklärt. Wie dies in der 3 veranschaulicht ist, ist die Wärmebehandlung in die zwei Vorgänge des Abschreckens und des Anlassens geteilt.
  • Die Zahnstange 10 wird durch eine einzige Einheit der Wärmebehandlungsvorrichtung 20 durchgeführt und auf die gesamte Umfangsfläche von jedem Schubführungsendabschnitt 12, der Kugelumlaufspindel 14, dem Zwischenabschnitt 18 und dem Zahnstangenzahnabschnitt 16 wird die Wärmebehandlung sequentiell angewendet. Genauer gesagt wird, wie dies in der 2 zu sehen ist, die Zahnstange 10 in einer in der Figur nach unten zeigenden Richtung entlang ihrer Drehung in der Wärmebehandlungsvorrichtung 20 bewegt. Die Zahnstange 10 wird mit dem Gas bei der vorbestimmten Druckhöhe und der vorbestimmten Gasmenge, die von den Gaseinspritzbohrungen 30 des Gaseinspritzzylinders 24 eingespritzt wird, besprüht. Die Oberfläche der Zahnstange 10 wird dann durch die Hochfrequenzinduktionswärmespule 22 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt. Nachdem die Zahnstange 10 aufgewärmt wurde, wird sie dann mit dem Kühlfluid bei der vorbestimmten Druckhöhe und mit der vorbestimmten Fluidmenge von dem Kühlfluideinspritzbohrungen 44 des Kühlfluideinspritzzylinders 26 besprüht. Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird die Abschreckbehandlung, die einer der Vorgänge der Wärmebehandlung ist, vorzugsweise ausgeführt. Die Zahnstange 10 kann dann kontinuierlich in einer entgegengesetzten Richtung zu der Richtung für die Abschreckbehandlung so durchgeleitet werden, dass die Anlassbehandlung sequentiell durchgeführt wird.
  • Wie dies in den 4(A) und 4(B) erklärt ist, sind die Bedingungen der Abschreck- und Anlassvorgänge beschrieben, die auf die entsprechenden Abschnitte der Zahnstange 10 angewendet werden, wie beispielsweise die Abgabeleistung für das Ausführen der Hochfrequenzinduktionswärmebehandlung, die Durchführgeschwindigkeit der Zahnstange 10 und desgleichen.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Wärmebehandlung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Zahnstange 10 kontinuierlich durchgeleitet und auf die gesamte Umfangsfläche jedes Abstands der Zahnstange 10 wird die Induktionsabschreckbehandlung durch die Wärmebehandlungsvorrichtung (die Abschreckbehandlungsvorrichtung) 20 angewendet. Die Zahnstange 10, auf die bereits die Abschreckbehandlung angewendet wurde, kann kontinuierlich in einer entgegensetzten Richtung zu der Richtung für die Abschreckbehandlung durchgeleitet werden und es kann die Anlassbehandlung auf sie angewendet werden. Daher können die entsprechenden Abschnitte der Zahnstange 10 sicher mit der jeweils erforderlichen Oberflächenhärte versehen werden. In diesem Fall ist die Durchführgeschwindigkeit der Zahnstange 10 und die Erwärmungstemperatur jedes ihrer Abschnitte unabhängig gemäß den erforderlichen Oberflächenhärten und Abschrecktiefen für jeden ihrer Abschnitte bestimmt. Daher kann ein einziger Vorgang für die Abschreckbehandlung die erforderlichen Oberflächenhärten und Abschrecktiefen für jeden Abschnitt der Zahnstange 10 erfüllen.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Zahnstange 10 in der entgegengesetzten Richtung zu der Richtung für die Abschreckbehandlung so durchgeleitet, dass die Anlassbehandlung angewendet wird. Alternativ dazu kann die Zahnstange 10 in derselben aufeinanderfolgenden Reihenfolge wie der Reihenfolge für die Abschreckbehandlung so durchgeleitet werden, dass die Anlassbehandlung angewendet wird. Des weiteren wird auf die Zahnstange, die eine relativ große Menge an Kohlenstoff enthält, notwendiger Weise die Temperaturbehandlung so angewendet, dass sie sicher mit der erforderlichen Oberflächenhärte versehen wird. In diesem Fall kann verhindert werden, dass die Zahnstange 10 deformiert wird und abweicht. Währenddessen wird auf die Zahnstange, die eine relativ geringe Menge an Kohlenstoff enthält, nicht notwendiger Weise die Anlassbehandlung angewendet. Falls die Anlassbehandlung nicht notwendiger Weise auf diese Art von Zahnstange angewendet wird, kann die erforderliche Oberflächenhärte jedes Abschnitts nicht erfüllt werden.
  • Wie dies in den 5 bis 8 erklärt ist, kann die erforderliche Oberflächenhärte im Verhältnis zu der Abschrecktiefe jedes Abschnitts der Zahnstange 10 durch die vorstehend beschriebene Wärmebehandlung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung befriedigt werden.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann auf die gesamte Umfangsfläche des Schubführungsendabschnitts 12, des Kugelumlaufspindelabschnitts 14, des Zwischenabschnitts 18 und des Zahnstangenzahnabschnitts 16 sequentiell die Induktionsabschreckbehandlung durch die einzige Einheit der Wärmebehandlungsvorrichtung 20 angewendet werden. Mit anderen Worten kann die Abschreckbehandlung für jeden Abschnitt der Zahnstange 10 durch den einen Vorgang durchgeführt werden. Daher kann jeder Abschnitt sicher mit der bevorzugten Oberflächenhärte versehen werden, ohne dass mehrere Härtevorrichtungen oder mehrere Vorgänge vorzubereiten sind, wodurch eine große Verbesserung der Produktivität der Zahnstange 10 ermöglicht wird.
  • Zudem kann effektiv verhindert werden, dass die Zahnstange 10 verdrillt oder verformt wird, nachdem die Abschreckbehandlung auf sie angewendet wird. Daher ist keine besondere Umsicht oder Qualitätskontrollen nötig, wodurch die Produktivität der Zahnstange 10 weit verbessert werden kann.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Zahnstange 10 zudem mit einer höheren Bearbeitungsgenauigkeit hergestellt werden.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Zahnstange 10 einstückig mit dem Schubführungsendabschnitt 12, dem Kugelumlaufspindelabschnitt 14, dem Zwischenabschnitt 18 und dem Zahnstangenzahnabschnitt 16 versehen. Alternativ dazu kann die zuvor beschriebene Abschreckbehandlung auf eine Zahnstange 10 anwendbar sein, die nicht mit dem Schubführungsendabschnitt 12 versehen ist. In diesem Fall kann auf jede gesamte Umfangsfläche des Zahnstangenzahnsabschnitts 16 und der Kugelumlaufspindel 14 die Abschreckbehandlung durch die einzige Einheit der Abschreckvorrichtung sukzessive und sequentiell angewendet werden.
  • Die Prinzipien, die bevorzugten Ausführungsbeispiele und die Betriebsweisen der vorliegenden Erfindung sind in der vorangehenden Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben. Allerdings ist die Erfindung, die geschützt werden soll, nicht auf die hier offenbarten speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Wärmebehandeln einer Zahnstange (10) mit den folgenden Schritten: kontinuierliches Befördern einer mit einem Zahnstangenzahnabschnitt (16) und einem Kugelumlaufspindelabschnitt (14) versehenen Zahnstange (10) durch eine Abschreckeinrichtung (20, 22), und aufeinanderfolgendes Anwenden einer Abschreckbehandlung an jeder Umfangsfläche des Zahnstangenzahnabschnitts (16) und des Kugelumlaufspindelabschnitts (14), wobei die Abschreckbehandlung gleichzeitig auf jeden gesamten Umfangsflächenabschnitt des Zahnstangenzahnabschnitts (16) und des Kugelumlaufspindelabschnitts (14) angewendet wird kontinuierliches Befördern der Zahnstange (10) in einer entgegengesetzten Richtung; und anschließendem Anwenden einer Anlassbehandlung an dem Zahnstangenzahnabschnitt (16) und den Kugelumlaufspindelabschnitt (14), wenn sie in die entgegengesetzte Richtung befördert werden.
  2. Verfahren zum Wärmebehandeln einer Zahnstange gemäß Anspruch 1, wobei die Abschreckeinrichtung eine Abschreckvorrichtung (44) und eine Hochfrequenz-Abschreckeinrichtung (22) hat.
  3. Verfahren zum Wärmebehandeln einer Zahnstange gemäß Anspruch 1, wobei die Anlassbehandlung unter Verwendung der Abschreckeinrichtung (20, 22) durchgeführt wird.
  4. Verfahren zum Wärmebehandeln einer Zahnstange gemäß Anspruch 1, wobei eine Abschreckbedingung zum Abschrecken des Zahnstangenzahnabschnitts (16) und eine Abschreckbedingung zum Abschrecken des Kugelumlaufspindelabschnitts (14) unabhängig voneinander basierend auf der Oberflächenhärte und der Abschrecktiefe bestimmt werden, die jeweils für den Zahnstangenzahnabschnitt (16) und den Kugelumlaufspindelabschnitt (14) erforderlich sind.
  5. Verfahren zum Wärmebehandeln einer Zahnstange gemäß Anspruch 4, wobei die Abschreckbedingung eine Beförderungsgeschwindigkeit und eine Erwärmungstemperatur mit einbezieht.
  6. Verfahren zum Wärmebehandeln einer Zahnstange gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren zum Wärmebehandeln einer Zahnstange für eine Zahnstange verwendet wird, die daran angepasst ist, dass sie mit Spurstangenhebeln für rechte und linke gelenkte Fahrzeugräder wirkverbunden ist, wobei der Zahnstangenzahnabschnitt der Zahnstange daran angepasst ist, dass er sich im Eingriff mit einem Zahnradverzahnungsabschnitt befindet, der an einem Ende einer Lenkwelle vorgesehen ist, die mit einem Lenkrad eines Fahrzeugs verbunden ist, und der Kugelumlaufspindelabschnitt der Zahnstange daran angepasst ist, dass er für eine elektrisch angetriebene Lenkvorrichtung verwendet wird.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4539292B2 (ja) * 2004-11-01 2010-09-08 株式会社ジェイテクト ラックバー
JP4978767B2 (ja) * 2005-09-16 2012-07-18 株式会社ジェイテクト ステアリング装置
JP5370410B2 (ja) * 2011-05-24 2013-12-18 日本精工株式会社 ステアリング装置
NZ610739A (en) 2012-05-18 2014-04-30 Neturen Co Ltd Rebar structure and reinforced concrete member
KR101409002B1 (ko) * 2013-02-08 2014-06-18 박종규 자동차용 브이지알 렉바 유도가열 열처리 방법
JP6343431B2 (ja) 2013-06-03 2018-06-13 高周波熱錬株式会社 ラック製造方法及び中空ラックバー
JP6660752B2 (ja) * 2016-02-04 2020-03-11 高周波熱錬株式会社 焼入装置
CN108588359B (zh) * 2018-07-14 2024-02-02 湖北汽车工业学院 汽车转向节双工位淬火机床与上下料机械手自动控制系统
JP2020049989A (ja) 2018-09-25 2020-04-02 株式会社ジェイテクト ステアリング装置
CN110027604B (zh) * 2019-04-09 2021-05-18 上海格尔汽车科技发展有限公司 一种转向机齿条及其制造方法
CN110106339A (zh) * 2019-05-15 2019-08-09 宁夏天地奔牛实业集团有限公司 一种连续式齿轨高效感应淬火方法
JPWO2023026903A1 (de) * 2021-08-23 2023-03-02

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57120621A (en) * 1981-01-20 1982-07-27 Denki Kogyo Kk Hardening device for rack bar
JPS57158325A (en) * 1981-03-26 1982-09-30 High Frequency Heattreat Co Ltd Rack shaft having quench hardened layer continuous to tooth part and hardening method for tooth part of rack shaft
US5473960A (en) * 1993-03-14 1995-12-12 Kabushiki Kaisha Yamada Seisakusho Steering rack shaft and method of manufacturing the same
US5428208A (en) * 1994-11-17 1995-06-27 General Motors Corporation Method of induction case hardening a rack bar
JP3739450B2 (ja) 1995-11-07 2006-01-25 ティーアールダブリュ オートモーティブ ジャパン株式会社 ネジ軸を備えたステアリング用ラックバー
US6026924A (en) * 1997-02-10 2000-02-22 Trw Inc. Steering gear
JP3899162B2 (ja) * 1997-07-01 2007-03-28 電気興業株式会社 軸状部材の高周波無酸化焼入方法及びその装置
US5988005A (en) * 1997-07-04 1999-11-23 Mitsuba Corporation Electric power steering unit
JPH1182666A (ja) * 1997-09-10 1999-03-26 Toyota Motor Corp ボールねじ
US6464034B1 (en) * 1999-02-04 2002-10-15 Ntn Corporation Electrically powered steering device
JP2000282145A (ja) 1999-03-30 2000-10-10 Hitachi Constr Mach Co Ltd 歯車部材の焼入れ焼戻し方法及びその装置
JP3526794B2 (ja) * 1999-10-01 2004-05-17 トヨタ自動車株式会社 ラックバー
JP3844922B2 (ja) * 1999-11-04 2006-11-15 Ntn株式会社 ボールねじおよびそれを具備する電動パワーステアリング装置
JP4235336B2 (ja) * 2000-02-25 2009-03-11 電気興業株式会社 ラックバーの高周波焼入方法及びその高周波焼入装置
JP2002154442A (ja) * 2000-11-20 2002-05-28 Nsk Ltd 電動式パワーステアリング装置及びラック軸の製造方法
US6706127B1 (en) * 2002-12-19 2004-03-16 Delphi Technologies, Inc. Lean manufacturing process for making ball-screw racks

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