DE69620075T2

DE69620075T2 - Zahnstangen-Lenkgetriebe mit verbessertem Druckstück

Info

Publication number: DE69620075T2
Application number: DE69620075T
Authority: DE
Inventors: Micheal J. Kostrzewa
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1995-08-15
Filing date: 1996-08-14
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2016-08-15
Also published as: EP0758605A1; EP0758605B1; US5622085A; JPH09119497A; BR9603437A; DE69620075D1; JP3115998B2

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebe und genauer gesagt auf ein Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebe, das ein Joch hat, welches Bewegung einer Zahnstange relativ zu einem Ritzelgetriebe trägt und führt.
Ein bekanntes Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebe umfaßt ein Ritzelgetriebe, das drehbar in einem Gehäuse angebracht ist und mit einem Lenkrad eines Fahrzeugs verbunden ist. Eine Zahnstange erstreckt sich durch das Gehäuse und hat entgegengesetze Endteile, die mit lenkbaren Fahrzeugrädern verbunden sind. An der Zahnstange gebildete Getriebezähne sind in ineinandergreifendem Eingriff mit Getriebezähnen auf dem Ritzelgetriebe angeordnet. Ein Joch ist in dem Gehäuse angeordnet, um Bewegung der Zahnstange relativ zu dem Gehäuse zu tragen und führen. Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebe, die diese allgemeine Bauart besitzen, sind in den U. S. Patent Nummern 3,623,379; 4,811,813 und 5,357,845 offenbart.
Während Betrieb dieses bekannten Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebes kann das Joch relativ hohen Lasten ausgesetzt werden. Zusätzlich kann das Joch während Betrieb des Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebes relativ hohen Betriebstemperaturen ausgesetzt werden. Die Kombination von relativ hohen Betriebslasten und -temperaturen kann zur Biegung des Jochs führen und zu einem Versagen des Jochs, ausreichende Tragkraft für die Zahnstange vorzusehen. Ein Versagen des Jochs, ausreichende Tragkraft für die Zahnstange vorzusehen, kann Zahnabnutzung an dem Ritzelgetriebe und/oder der Zahnstange fördern.
Ferner soll auf die offengelegte deutsche Veröffentlichung DE 36 22 377 aufmerksam gemacht werden, die ein Element für eine Fahrzeuglenkeinrichtung offenbart, das Druck auf eine Zahnstange ausübt, die ihrerseits in Eingriff mit einem Ritzelgetriebe steht. Das Element weist einen Basiskörper auf, der an der Vorderseite eine nahezu halbkreisförmig ausgebildete Ausnehmung besitzt. Ein formpassendes Halterungselement, das eine beinahe halbkreisförmige Form hat, wird in die Ausnehmung eingeführt.
Ferner soll auf die offengelegte deutsche Veröffentlichung DE 19 12 377 aufmerksam gemacht werden, die eine Zahnstangenlenkeinrichtung für Fahrzeuge offenbart, die Folgendes aufweist:
ein Gehäuse;
ein Ritzelgetriebe, das drehbar in dem Gehäuse angebracht ist;
eine Zahnstange, die relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist, wobei die Zahnstange Zähne in Zahneingriff mit dem Ritzelgetriebe hat; und
ein Joch in dem Gehäuse zum Tragen und Führen von Bewegung der Zahnstange relativ zu dem Ritzelgetriebe, wobei das Joch eine Metallbasis und synthetisches Lagermaterial umfaßt, wobei die Basis eine Seitenwand umfaßt, die Innen- und Außenseitenoberflächen hat, die sich quer zu einer Längsmittelachse der Zahnstange erstrecken, wobei das synthetischen Lagermaterial eine Lageroberfläche hat, mit der die Zahnstange in Eingriff steht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebe nach Anspruch 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen offenbart.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung sieht eine Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebe vor, das ein Ritzelgetriebe hat, welches drehbar in einem Gehäuse angebracht ist. Eine Zahnstange ist relativ zu dem Gehäuse bewegbar und hat Zähne, die in Zahneingriff mit dem Ritzelgetriebe angebracht sind. Ein verbessertes Joch ist in dem Gehäuse vorgesehen, zum Tragen und Führen der Bewegung der Zahnstange relativ zu dem Ritzelgetriebe.
Ein Joch umfaßt eine Metallbasis und Polymerlagermaterial. Das Polymerlagermaterial kann gegen die Metallbasis geformt bzw. gegossen und in Eingriff damit angeordnet sein. Das Polymerlagermaterial hat eine Lageroberfläche, die in Eingriff mit der Zahnstange steht.
Die Metallbasis kann eine Seitenwand und eine Endwand oder ein Wand- bzw. Flächenelement umfassen, das mit der Seitenwand verbunden ist. Die Seitenwand und die Endwand arbeiten zusammen, um eine Aufnahme zu bilden, die zumindest teilweise mit Lagermaterial gefüllt ist. Ausnehmungen werden in entgegengesetzten Teilen der Seitenwand ausgebildet. Eine Lageroberfläche für die Zahnstange und erstreckt sich zwischen den Ausnehmungen in der Seitenwand der Basis. Die Seitenwand und die Endwand der Basis können integral als ein Stück ausgebildet sein und werden durch das Polymerlagermaterial umschlossen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorangegangenen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann des Gebietes, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, bei Betrachtung der folgenden Beschreibung der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich werden, dabei zeigt:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebes, das ein Joch besitzt, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;
Fig. 2 eine bildliche Darstellung einer Metallbasis des Jochs der Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Metallbasis der Fig. 2;
Fig. 4 eine Draufsicht, im Allgemeinen entlang der Linie 4-4 der Fig. 3, die den Aufbau der Metallbasis weiter darstellt;
Fig. 5 eine Seitenerhöhungsansicht, im Allgemeinen entlang der Linier 5-5 der Fig. 4, die den Aufbau der Metallbasis weiter darstellt;
Fig. 6 eine Seitenansicht, im Allgemeinen ähnlich der Fig. 3, die die Art und Weise, in der die Metallbasis des Jochs durch Polymerlagermaterial umgeben wird, weiter darstellt;
Fig. 7 eine Draufsicht, im Allgemeinen entlang der Linie 7-7 der Fig. 6; und
Fig. 8 eine Seitenansicht, im Allgemeinen entlang der Linie 8-8 der Fig. 7.

Beschreibung eines speziellen bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung

Allgemeine Beschreibung

Ein Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebe 10, gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt, wird in Fig. 1 dargestellt. Das Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebe 10 umfaßt ein Gußmetallgehäuse 12. Ein Ritzelgetriebe 14 ist drehbar in dem Gehäuse durch eine Lageranordnung 16 an einem Ende des Ritzelgetriebes getragen. Eine zweite Lageranordnung 18 ist in dem Gehäuse vorgesehen, um das entgegengesetzte Ende des Ritzelgetriebes 14 zu tragen. Das Ritzel bzw. Ritzelgetriebe 14 ist mit einem Fahrzeuglenkrad verbunden.
Eine gerade Zahnstange 22, die eine im Allgemeinen zylindrische Querschnittskonfiguration hat, erstreckt sich durch das Gehäuse 12 und ist axial relativ zu dem Gehäuse bewegbar. Die Zahnstange 22 hat Getriebezähne 24, die in Zahneingriff mit den Getriebezähnen 26 auf dem Ritzel 14 stehen.
Ein verbessertes Joch 30, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, trägt und und führt zumindest teilweise die Bewegung der Zahnstange 22 relativ zu dem Gehäuse 12. Eine Jochfeder 32 drückt das Joch 30 gegen die Zahnstange 22. Die Jochfeder 32 ist zwischen dem Joch 30 und einem Metallstopfen 34 angeordnet, der in eine in dem Gehäuse 12 geformte Öffnung geschraubt ist.
Bei Drehung eines Fahrzeuglenkrads bewegt sich die Zahnstange 22 axial relativ zu dem Gehäuse 12 und das Ritzelgetriebe 14 dreht sich um seine Mittelachse 28. Axialbewegung der Zahnstange 22 relativ zu dem Gehäuse 12 dreht die lenkbaren Fahrzeugräder in einer bekannten Weise. Die Axialbewegung der Zahnstange 22 relativ zu dem Gehäuse 12 wird geführt und getragen durch das Joch 30. Das Joch 30 drückt die Zahnstangengetriebezähne 24 gegen die Ritzelgetriebezähne 26, um sie während der Drehung des Ritzelgetriebes 14 und der Axialbewegung der Zahnstange 22 in Eingriff zu halten.
Das Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebe 10 hat eine im Allgemeinen bekannte Konstruktion und kann entweder vom manuellen oder dem Servotyp sein. Wenn das Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebe 10 von dem Servotyp ist, kann die Bewegung der Zahnstange 22 und das Drehen der lenkbaren Fahrzeugräder entweder von einem elektrischen Motor oder einen Fluidmotor unterstützt werden.

Joch

Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung umfaßt das verbesserte Joch 30 eine Metallbasis 38 und ein Polymerlagermaterial 40. Das Polymerlagermaterial 40 hat eine glatte Lageroberfläche 42 mit niedriger Reibung, die mit einer Außenseitenoberfläche 44 auf der Zahnstange in Eingriff steht. Das Polymerlagermaterial 40 ist darum herum geformt bzw. ausgebildet und wird durch die Metallbasis 38 getragen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung umschließt das Polymerlagermaterial 40 die Metallbasis 38 vollständig.
Die Metallbasis 38 (Fig. 2, 3, 4 und 5) verstärkt das Polymerlagermaterial 40 (Fig. 6, 7 und 8). Durch Verstärkung des Polymerlagermaterial ermöglicht die Metallbasis 38 dem Joch 30, relativ großen Zahnstangen- und Ritzelgetriebszahntrennungskräften bei relativ hohen Betriebstemperaturen zu widerstehen. Da die Metallbasis 38 es dem Joch 30 ermöglicht, relativ hohen Lasten bei hohen Temperaturen zu widerstehen, wird die Abnutzung der Getriebezähne 24 und 26 an der Zahnstange 22 und an dem Ritzelgetriebe 14 minimiert.
Die Metallbasis 38 ist in den Fig. 2-5 dargestellt und ist integral einstückig gebildet. Die Metallbasis 38 ist vorzugsweise als ein Stück aus Stahlblech gestanzt. Jedoch könnte die Metallbasis 38, wenn gewünscht, auf andere Weise ausgebildet werden.

Joch - Metallbasis

Die Metallbasis 38 umfaßt eine Seitenwand 50 (Fig. 2-5). Eine quer verlaufende Bodenwand oder Wand- bzw. Flächenelement 52 ist integral einstückig mit der Seitenwand 50 gebildet. Jedoch könnte, wenn gewünscht, die Bodenwand 52 getrennt von der Seitenwand 50 gebildet werden und geschweißt oder auf andere Weise mit der Seitenwand verbunden werden. Die Seitenwand 50 und die Bodenwand 52 arbeiten zusammen, um eine Aufnahme 54 zu bilden, die teilweise mit Polymerlagermaterial 40 (Fig. 1) gefüllt ist.
In dem Ausführungsbeispiel der Metallbasis 38, dargestellt in den Fig. 2-5, hat die Metallseitenwand 50 eine zylindrische Konfiguration. Die Seitenwand 50 hat einen kreisförmigen Unterendteil 58 (Fig. 2 und 3), der mit der Bodenwand oder dem Wand- bzw. Flächenelement 52 verbunden ist. Die Seitenwand 50 hat einen kreisförmigen Oberendteil 60, der ein Paar von Ausnehmungen 62 und 64 definiert. Die Ausnehmungen 62 und 64 haben eine im Allgemeinen halbkreisförmige Konfiguration. Die Ausnehmungen 62 und 64 sind in diametral entgegengesetzten Teilen der Seitenwand 50 (Fig. 2 und 4) angeordnet. Die Ausnehmungen 62 und 64 haben zusammenfallende Mittelachsen, die sich diametral über die zylindrische Seitenwand 50 erstrecken.
Die Ausnehmungen 62 und 64 haben eine im Allgemeinen halbkreisförmige Konfiguration. Jedoch haben die Ausnehmungen 62 und 64 eine bogenförmige Ausdehnung, die etwas geringer als ein voller Halbkreis sind. Somit sind die Ausnehmungen 62 und 64 etwas flacher als es mit wirklichen Halbkreisausnehmungen der Fall wäre.
Die Ausnehmungen 62 und 64 haben eine Konfiguration, die der Konfiguration der Außenseitenoberfläche 44 (Fig. 1) der Zahnstange 22 entspricht. Die Ausnehmungen 62 und 64 haben einen Krümmungsradius, der etwas größer als der Radius der im Allgemeinen zylindrischen Zahnstange 22 ist. Die Ausnehmungen 62 und 64 haben einen Krümmungsradius, der größer als der Krümmungsradius der Zahnstange 22 ist, um der Zahnstange zu ermöglichen, in den Ausnehmungen aufgenommen zu werden, wenn die Seitenwand 50 von dem Polymerlagermaterial 40 umschlossen wird.
Die Seitenwand 50 könnte eine Konfiguration haben, die unterschiedlich von der dargestellten, zylindrischen Konfiguration ist. Somit könnte, wenn gewünscht, die Seitenwand 50 eine polygonale Konfiguration haben. Zum Beispiel könnte die Seitenwand 50 eine rechteckige Konfiguration haben, mit relativ langen Seiten, die sich parallel zu einer linearen Längsmittelachse der Zahnstange 22 erstrecken und kurze Seiten, die sich senkrecht zu der Längsmittelachse der Zahnstange erstrecken. Halbkreisförmige Ausnehmungen, entsprechend den Ausnehmungen 62 und 64, würden in den kurzen Seiten der rechteckigen Seitenwand gebildet werden.
Wenn gewünscht, könnte die zylindrische Seitenwand 50 (Fig. 2-5) konstruiert sein, um eine axiale Erstreckung derart zu haben, daß in diametral entgegengesetzten Teilen der Seitenwand gebildete Ausnehmungen im Wesentlichen flacher als die Ausnehmungen 62 und 64 sind. Zum Beispiel könnte die axiale Erstreckung der zylindrischen Seitenwand 50 so sein, daß die Seitenwand an einer Stelle unter (wie in Fig. 1 gesehen) der Außenseitenoberfläche 44 der Zahnstange 22 endet. Es wird jedoch bevorzugt, die Seitenwand 50 mit einem Paar aufrecht stehenden Abschnitten 68 und 70 (Fig. 2 und 3) auszubilden, die sich entlang entgegengesetzten Seiten der Zahnstange 22 (Fig. 1) erstrecken. Die aufrecht stehenden Abschnitte 68 und 70 sehen das Tragen von Teilen des Polymerlagermaterials 40 vor, die sich nach oben entlang entgegengesetzten Seiten der Zahnstange 22 erstrecken.
Die Bodenwand 52 hat eine flache, kreisförmige Konfiguration. Die Umfangskante der Bodenwand 52 ist mit dem unteren Endteil 58 (Fig. 2, 3 und 5) der Seitenwand 50 verbunden. Die Bodenwand 52 hat eine Mittelachse 74, die mit der Mittelachse der zylindrischen Seitenwand 50 zusammenfällt. Die zusammenfallenden Mittelachsen der Bodenwand 52 und der Seitenwand 50 erstrecken sich senkrecht zu und durchschneiden die Mittelachsen der Zahnstange 22 und des Ritzelgetriebes 14.
Die Bodenwand 52 hat eine kreisförmige Mittelöffnung 76 (Fig. 4). Obwohl die Mittelöffnung 76 in der Bodenwand 52 einen relativ kleinen Durchmesser verglichen mit dem gesamten Durchmesser der Bodenwand hat, könnte die Mittelöffnung einen wesentlich größeren Durchmesser haben. Somit könnte, wenn gewünscht, die Bodenwand 52 als ein ringförmiger Flansch gebildet sein, der sich radial nach innen von der Seitenwand 50 erstreckt. Es wird erwogen, daß die Bodenwand 52 an einer Stelle entlang der Seitenwand 50 unterschiedlich von dem unteren Endteil 58 der Seitenwand angeordnet ist.
Die Bodenwand hat flache Innen- und Außenseitenoberflächen 78 und 79, die sich parallel zu einer Längsmittelachse der Zahnstange 22 (Fig. 1) erstrecken. Die flache Innenseitenoberfläche 78 der Bodenwand 52 arbeitet mit einer zylindrischen Innenseitenoberfläche der Seitenwand 50 zusammen, um einen Behälter oder eine Aufnahme 54 zu bilden.
Wenn gewünscht, könnte die Bodenwand, eher als eine kreisförmige, scheibenförmige Bodenwand 52 vorzusehen, durch eine Vielzahl radial nach innen ragender Lappen gebildet werden, die entweder am unteren Ende der Seitenwand 50 oder an einer Stelle gegeneinander versetzt nach oben (wie in den Fig. 1 und 2 gesehen) von dem unteren Ende der Seitenwand angeordnet sein. Es wurde ebenfalls erwogen, daß die Bodenwand 52 eine unterschiedliche Konfiguration, zum Beispiel quadratisch, haben könnte und daß sie radial nach außen von der Seitenwand 50 ragen könnte, um eine Verbindung des Jochs 30 mit dem Gehäuse 12 zu erleichtern.

Joch - Lagermaterial

Die Bodenwand 52 und Seitenwand 50 sind integral einstückig gebildet. Somit sind die Bodenwand 52 und die Seitenwand 50 aus einem einzigen Stück Metallblech (Stahl) gestanzt. Jedoch könnten die Bodenwand 52 und Seitenwand 50 auch getrennt gebildet werden und nachfolgend durch das Polymerlagermaterial 40, durch Schweißen oder durch bekannte Verbindungsmittel miteinander verbunden werden.
Das Polymerlagermaterial 40 ist als ein Stück gebildet und erstreckt sich vollständig herum und wird getragen durch die Metallbasis 38. Die Aufnahme 54 (Fig. 2), gebildet durch die Seitenwand 50 und die Bodenwand 52 der Metallbasis 38, wird teilweise mit dem Polymerlagermaterial 40 (Fig. 6, 7 und 8) gefüllt. Der obere Teil (wie in Fig. 6 gezeigt) der Aufnahme 54 ist ausgehöhlt, um die Zahnstange 22 aufzunehmen. Somit erstreckt sich eine lineare Nut 80 (Fig. 6 und 7) diametral über die Metallbasis 38 und das Polymerlagermaterial 40.
Die Nut 80 hat einen bogenförmigen Boden, der die Lageroberfläche 42 bildet und sich durch die Ausnehmungen 62 und 64 (Fig. 2 und 4), die in der Metallbasis 38 gebildet sind, erstreckt. Die Lageroberfläche 42 hat eine Konfiguration, die der Konfiguration der Außenseitenoberfläche 44 der Zahnstange 22 (Fig. 1) entspricht. Somit hat die Lageroberfläche 42 (Fig. 6 und 7) eine Querschnittskonfiguration, die beinahe, aber nicht ganz, ein vollständiger Halbkreis ist.
Die Lageroberfläche 42, gebildet durch den Boden der Nut 80, hat eine lineare Längsmittelachse, die mit der Längsmittelachse der Zahnstange 22 (Fig. 1) zusammenfällt. Die Längsmittelachse der Nut 80 erstreckt sich parallel der Hauptseitenoberflächen 76 und 78 an der Bodenwand 52 und erstreckt sich diametral über die Seitenwand 50. Die Längsmittelachse der Nut 80 schneidet und erstreckt sich senkrecht zu der Mittelachse 74 (Fig. 1) der Seitenwand 50 und Bodenwand 52 der Metallbasis 38. Die Lageroberfläche 42 wird durch das Polymerlagermaterial 40 gebildet und ist über (wie in den Fig. 1 und 6 gezeigt) der Metallbasis 38 angeordnet.
Es wird erwogen, daß die Lageroberfläche 42, die durch den Boden der Nut 80 gebildet wird, von einer wahren halbkreisförmigen Konfiguration abweichen kann, in einer Weise die im Allgemeinen ähnlich der ist, die in U. S. Patent Nr. 3,623,379 offenbart ist, veröffentlicht am 30. November 1971 unter dem Titel "Rack and Pinion Assembly". Es wird erwogen, daß ein oder mehr Nuten für Schmiermittel in der Lageroberfläche 42 vorgesehen werden können.
Das Polymerlagermaterial 40 ist in der zylindrischen Aufnahme 54 (Fig. 6 und 7) geformt, gebildet durch die Seitenwand 50 und die Bodenwand 52 der Metallbasis 38. Die Aufnahme 54 ist bis zu einem Niveau, das über die Oberkanten der Metallbasis 38 liegt, mit dem Polymerlagermaterial angefüllt. Somit gleitet die Zahnstange, wenn die untere Seitenoberfläche 44 der Zahnstange 22 im Eingriff mit der Nut 80 steht, in einer in Fig. 1 dargestellten Weise, entlang des Polymerlagermaterial 40 und steht nicht mit der Metallbasis 38 in Eingriff.
Die Seitenwand 50 der Metallbasis 38 ist durch das Polymerlagermaterial 40 (Fig. 6-8) vollständig umgeben. Somit ist eine Schicht aus Polymerlagermaterial über die zylindrische Außenseitenoberfläche der Seitenwand 50 der Metallbasis 38 geformt. Die Schicht des Polymerlagermaterial 40, das über die zylindrische Außenseitenoberfläche der Metallbasis 38 geformt ist, steht in Eingriff mit einer zylindrischen Innenseitenoberfläche 86 (Fig. 1) des Gehäuses 12. Dadurch, daß eine Schicht des Lagermaterials um die Außenseitenoberfläche der Seitenwand 50 der Metallbasis 38 herum besteht, wird Metall-zu-Metall Gleiteingriff zwischen dem Joch 30 und dem Gehäuse 12 vermieden. Dies ermöglicht es dem Joch 30, einfach durch die Jochfeder 32. gegen die Zahnstange 22 gedrückt zu werden
Das Polymerlagermaterial 40 umschließt vollständig die Bodenwand 52 der Metallbasis 38. Somit ist das Lagermaterial 40 auch über der kreisförmigen Außenseitenoberfläche der Bodenwand 52 der Metallbasis 38 (Fig. 6 und 8) geformt. Die Schicht des über die Außenseitenoberfläche der Bodenwand 52 ausgebildeten Polymerlagermaterials ist relativ dick, d. h. besitzt eine relativ große axiale Erstreckung. Eine zylindrische Ausnehmung 90 ist in dem Polymerlagermaterial 40 über der Unterseite der Bodenwand 52 gebildet, um die Jochfeder 32 aufzunehmen. Die Mittelachse der zylindrischen Öffnung 90 fällt mit der Mittelachse 74 der Metallbasis 38 zusammen.
Obwohl das Lagermaterial 40 irgendein bekannter Typ von Lagermaterial sein könnte, wird bevorzugt, ein Polymerlagermaterial zu verwenden. Somit ist das Lagermaterial 40 ein Acetalharz, das kommerziell unter dem Markennamen "DELRIN" erhältlich ist. Natürlich können, wenn gewünscht, andere bekannte Polymermaterialien verwendet werden.
Aus der obigen Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen entnehmen.

Claims

1. Zahnstangengetriebe (10), das Folgendes aufweist:

ein Gehäuse (12);

ein Zahnrad bzw. Ritzel (14), das drehbar in dem Gehäuse angebracht ist;

eine Zahnstange (22), die relativ zum Gehäuse bewegbar ist, wobei die Zahnstange (22) Zähne (24) aufweist, die in ineinandergreifendem Eingriff mit dem Ritzel (14) stehen; und

ein Joch (30) in dem Gehäuse (12) zum Tragen und Führen der Bewegung der Zahnstange (22) bezüglich des Ritzels (14), wobei das Joch (30) eine Metallbasis (38) und ein Polymerlagermaterial (40) aufweist, wobei die Metallbasis (38) eine Seitenwand (50) mit Innen- und Außenseitenoberflächen aufweist, die sich quer zu einer Längsmittelachse (28) der Zahnstange (22) erstrecken, wobei die Innen- und Außenseitenoberflächen der Seitenwand (50) mindestens teilweise durch das Polymerlagermaterial (40) umschlossen sind, wobei das Polymerlagermaterial eine Lageroberfläche (42) aufweist, die mit der Zahnstange (22) in Eingriff steht, und eine Außenseitenoberfläche, die mit dem Gehäuse in Eingriff steht und sich quer zur Lageroberfläche (42) erstreckt.

2. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 1, wobei die Seitenwand (50) Oberflächenmittel umfasst zum Definieren erster und zweiter Ausnehmungen (62, 64) in der Seitenwand, wobei die Lageroberfläche (42) sich durch die ersten und zweiten Ausnehmungen (62, 64) in der Seitenwand erstreckt.

3. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 1, wobei die Metallbasis (38) eine Wand bzw. ein Flächenelement mit Innen- und Außenseitenoberflächen umfasst, die sich parallel zu einer Längsmittlelachse (28) der Zahnstange (42) erstrecken und durch das Polymerlagermaterial (42) umschlossen sind.

4. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 1, wobei die Metallbasis (38) eine Wand bzw. ein Flächenelement aufweist, das integral einstückig mit der Seitenwand (50) ausgebildet ist, wobei das Flächenelement und die Seitenwand (50) zusammenarbeiten zum Formen einer Aufnahme (54), die zumindest teilweise mit dem Polymerlagermaterial (42) gefüllt ist.

5. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 4, wobei die Seitenwand (50) eine zylindrische Konfiguration besitzt und das Flächenelement eine kreisförmige Konfiguration aufweist.

6. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 1, wobei das Polymerlagermaterial (42) um die Metallbasis (38) herum geformt bzw. ausgebildet ist und diese vollständig umgibt.

7. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 1, wobei das Polymerlagermaterial gegen die Metallbasis (38) geformt bzw. gegossen ist und in Eingriff damit angeordnet ist.

8. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 7, wobei die Seitenwand (50) Oberflächenmittel umfasst zum Definieren erster und zweiter Ausnehmungen (62, 64) in der Seitenwand (50), wobei die Zahnstange (22) eine sich längs erstreckende Seitenoberfläche (44) besitzt, die in Eingriff mit der Lageroberfläche (42) angeordnet ist und sich durch die ersten und zweiten Ausnehmungen (62, 64) in der Seitenwand erstreckt.

9. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 7, wobei die Metallbasis (38) eine zylindrische Seitenwand besitzt, wobei das Polymerlagermaterial (40) mindestens teilweise durch die zylindrische Seitenwand umschlossen ist, wobei die Lagerfläche eine Längsmittelachse besitzt, die sich diametral über die zylindrische Seitenwand erstreckt.

10. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 9, wobei die Metallbasis (38) einen Querabschnitt umfasst, der sich radial nach innen von der zylindrischen Seitenwand erstreckt.

11. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 10, wobei die zylindrische Seitenwand Oberflächenmittel umfasst zum Definieren erster und zweiter Ausnehmungen (62, 64) in der Seitenwand, wobei die Lageroberfläche (42) sich zwischen den ersten und zweiten Ausnehmungen (62, 64) erstreckt.

12. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 7, wobei die Metallbasis (38) ein Flächenelement mit ersten und zweiten Hauptseitenoberflächen umfasst, die sich parallel zu einer Längsmittelachse (28) der Zahnstange erstrecken, wobei das Polymerlagermaterial (40) in Eingriff mit den ersten und zweiten Hauptseitenoberflächen des Flächenelements angeordnet ist, wobei die Zahnstange (22) und die Lageroberfläche (42) Längsmittelachsen besitzen, die sich parallel zu den ersten und zweiten Hauptseitenoberflächen des Flächenelements erstrecken.

13. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 7, wobei die Metallbasis (38) eine Seitenwand (50) umfasst, die sich quer zu einer Längsmittelachse (28) der Zahnstange (22) erstreckt und durch das Polymerlagermaterial (40) umschlossen ist.

14. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 7, wobei die Metallbasis (38) ein Flächenelement bzw. eine Wand mit einem peripheren Kantenteil umfasst, wobei die Basis eine Seitenwand (50) besitzt, die mit dem peripheren Kantenteil des Flächenelements verbunden ist, wobei sich die Seitenwand von dem Flächenelement in einer Richtung zu der Zahnstange (22) weg erstreckt und mit dem Flächenelement zusammenarbeitet, um eine Aufnahme (54) zu bilden, in dem ein Teil des Polymerlagermaterials (40) angeordnet ist, wobei die Seitenwand eine Außenseitenoberfläche besitzt, die zumindest teilweise durch das Polymerlagermaterial (40) umschlossen ist.

15. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 14, wobei das Flächenelement bzw. die Wand eine kreisförmige Konfiguration besitzt und die Seitenwand eine zylindrische Konfiguration besitzt.

16. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 14, wobei das Polymerlagermaterial (40), das die Außenseitenoberfläche der Seitenwand (50) umschließt, in Eingriff mit einer Innenseitenoberfläche des Gehäuses (12) steht.

17. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 7, wobei die Metallbasis (38) eine Wand bzw. ein Flächenelement mit einer Hauptseitenoberfläche umfasst, die zu der Zahnstange (22) weist und eine Seitenwand, die sich quer zu der Hauptseitenoberfläche des Flächenelements erstreckt und sich von dem Flächenelement in einer Richtung zu der Zahnstange erstreckt, wobei das Flächenelement und die Seitenwand zusammenarbeiten, um eine Aufnahme zu bilden, die zumindest teilweise mit dem Polymerlagermaterial gefüllt ist.

18. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 17, wobei die Seitenwand (50) einen ersten Endteil besitzt, der fest mit dem Flächenelement verbunden ist und einen zweiten Endteil, der zumindest teilweise erste und zweite Ausnehmungen in der Seitenwand definiert, wobei die Zahnstange (22) eine sich längs erstreckende Außenseitenoberfläche besitzt, die in Eingriff mit der Lageroberfläche (42) angeordnet ist und sich durch die ersten und zweiten Ausnehmungen in der Seitenwand erstreckt.

19. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 17, wobei das Polymerlagermaterial (42) die Seitenwand (50) umschließt und in Eingriff mit einer Innenoberfläche des Gehäuses (12) angeordnet ist.

20. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 17, wobei die Seitenwand (50) eine zylindrische Konfiguration besitzt und integral einstückig mit dem Flächenelement bzw. der Wand ausgebildet ist.

21. Zahnstangengetriebe (10) nach Anspruch 1, wobei die Metallbasis (38) ferner eine Metallendwand aufweist und wobei die Metallseitenwand mit der Metallendwand verbunden ist und mit der Metallendwand zusammenarbeitet, um eine Aufnahme (54) zu bilden, und wobei das Polymerlagermaterial innerhalb der Aufnahme (54) angeordnet ist, wobei das Polymerlagermaterial (40) Oberflächenmittel umfasst, die einen Nut mit einer gebogenen Bodenoberfläche definieren, die in Eingriff bringbar ist mit der Zahnstange (22) zum Tragen und Führen der Bewegung der Zahnstange (22) relativ zu dem Gehäuse (12).

22. Ein Joch (30) nach Anspruch 21, wobei die Metallseitenwand integral einstückig ausgebildet ist mit der Metallendwand.

23. Ein Joch (30) nach Anspruch 22, wobei das Polymerlagermaterial (40) eine Außenseitenoberfläche der Endwand umschließt.

24. Ein Joch (30) nach Anspruch 21, wobei die Seitenwand (50) Oberflächenmittel umfasst zum Definieren von Ausnehmungen (62, 64) in der Seitenwand (50), wobei die Oberflächenmittel eine lineare Nut mit einer Längsmittelachse durch die Ausnehmungen in der Seitenwand definieren.

25. Ein Joch (30) nach Anspruch 21, wobei die Seitenwand (50) eine zylindrische Konfiguration besitzt und die Endwand (52) eine kreisförmige Konfiguration.

26. Ein Joch (30) nach Anspruch 21, wobei das Polymerlagermaterial (40) zumindest teilweise eine Außenseitenoberfläche der Seitenwand (50) umschließt.