DE3332483C2 - - Google Patents
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- DE3332483C2 DE3332483C2 DE19833332483 DE3332483A DE3332483C2 DE 3332483 C2 DE3332483 C2 DE 3332483C2 DE 19833332483 DE19833332483 DE 19833332483 DE 3332483 A DE3332483 A DE 3332483A DE 3332483 C2 DE3332483 C2 DE 3332483C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/26—Racks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D3/00—Steering gears
- B62D3/02—Steering gears mechanical
- B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
- B62D3/126—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type characterised by the rack
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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 (4)
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.
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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- 1982-09-10 JP JP15787682A patent/JPS5948263A/ja active Pending
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