DE3408673A1 - Zahnstangen/ritzel-lenkgetriebe fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Zahnstangen/ritzel-lenkgetriebe fuer kraftfahrzeugeInfo
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Description
Zahnstangen/Ritze!-Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnstangcn/Ritzel-Lenkgetriebe
für Kraftfahrzeuge gemäß Oberbegriff von
Patentanspruch 1.
Solche Lenkgetriebe weisen eine sich entlan« ihrer Achse
in einem Zahnstangengehäuse zusammen mit der Drehung
eines Ritzels hin- und herbewegende Zahnstange auf, die mit dem Ritzel in kämmendem Eingriff steht. Die Zahnstange
ist in dem Dereich in einer Zahnstan^enfiihrung aufgenommen,
in dem das Ritzel mit den Zähnen der Zahnstange kämmt. Eine herkömmliche Zahnstangenführung ist aun .gesintertem
Metall oder dergleichen gefertigt und in einer
Zahnstangenf ührungsöffnun.fj aufgenommen, die Ln dem Zahnstangengehäuse
ausgebildet ist. Zwischen einer inneren Umfangsf lache der Zahnstangenf ührun^.siif ftiun."; und einer
äußeren Umf an.i'.üX* J liehe der Zahnstange" l'Uhnjnj', i:;L iihli-
Drr"idner Bnnh (München) KIo 3!1.τιΠ·Ι1
riiiycr Vpri'imfcirik (Miinihi'ii) KIn
DF.
cherweise ein ringförmiger Spalt (Spiel) v.irwsoheti,
der nach dem Einsetzen der Znhnstnngonführung in ihre
Führungsöffnung entlang ihrer Ach.'-.e r for dor 1 i eh ist.
Wenn folglich eine äußere Kraft mit unterschiedlichen
Richtungen und Beträgen während der Fahrt des Kraftfahrzeugs auf holprigen Straßen auf die Znhnstango ausgeübt
wird, vibriert die Zahnstangenführung in der Zahnstangenführungsöffnung
hauptsächlich aufgrund dos Spiels, wodurch
in manchen Fällen ein Ger auseh verursacht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnstangen/Ritzel-Lenkgetriebe
für Kraftfahrzeuge zu schaffen, bei dem solche Geräusche vermieden sind. Insbesondere
soll die Vibration einer Zahnstangen 1ührung in einer
Zahnstangenführungsöffnung aufgrund äußerer dynamisch
auf eine Zahnstange wirkender Kraft«; unterdrückt und somit das in der Zahnstangenführung;· iffriung erzeugte
Geräusch verhindert sein. Ferner soll für die Zahnstangenführung
kein besonderes und kompliziertes Me tallgesenk
erforderlich sein. Darüberhinaus soll beim Einbau der Zahnstangenführung in die Zahnstangonführungsöffnung
und der folgenden Gleitwirkung der Z-'ihn.'itan-.v-nf uhr ung
keine Störung auftreten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch ' gelost.
Hierbei umfaßt" das Zahnstangen/Ritzel-Lenkgetτ iebe ein
Zahnstangenge h au se , ein in dieses e innese tz te?·. Ritzel,
das sich zusammen mit der Drehung eines Lenkrades drehen kann, eine Zahnstange mit norrnalerwe i.si- mit dorn Ritzel
kämmenden Zähnen, die sich in Zuordnung mit -!or Drohung der,
Ritzels entlang ihrer Achse in dem :':iluista.n.'V>ngoh--:us<·1
hin- und herbewegen kann, eine in dem Zahnstangongeh^use
auf der Seite der Zahnstange ausgebildete Zohnstannenführungsöffnung
, die dem Eingriffsbeiοich zwischen den
, :i73", 3A08673
Zähnen und dem Ritzel gegenüberliegt, und eine in die ZahnstangenfUhrungsÖffnung eingesetzte zylinder form ige
Zahnstangenführung, die die Zahnstange zur Führung ihrer
axialen Hin- und Herbewegung aufnimmt. Die Zahnstanpcnführung
ist aus einem Harz mit einem geringen Reibungskoeffizienten
gefertigt und hat einen ,-inReren Durchmesser
in einer zur Bewegungsrichtung der Zahnstange senkrechten
Richtung, der größer als ein innerer Durchmesser der Zahnstangenführungsöffnung so ist, daß der Querschnitt
der Zahnstangenführung elliptisch if.t.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend
anhand schernatischer Zeichnungen näher er lau tor I. Ks
zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt entlang einer Ritzelwelle,
der wesentliche Teile der. Znhriri.ane/vi/R i t^.el-Lenkge
triebes gemäß der "Erfindung darstellt,
Fig. 2 einen Querschnitt entlang Linie IΓ-II in Fig.
1,
Fig. 3 eine vergrößerte Sehn i I, tan:-, i ch t, einer ^ahnr-1 angenführung,
Fig. 4 einen Querschnitt entlang (ler Linie LV-IV in
Fig. 3', und
Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig.
3· .
t'iomaß den F i \\ . 1 und P ist ein R it./.el ' v\mi <
■ ϊ 11 ■ ■* in '.'ί·ή
Lager 3 in einem Zahnstangengehänsc 1 drehbar gelagert.
Ein Wellenabschnitt 2a des Ritzels '?. ist mit einer Lmkhauptwelle
(nicht gezeigt) außerhalb der. V1 ahn stange] ige-
häuses 1 verbunden. Eine Zahnstange 4 kann sich Ln ihrer axialen Richtung im Zahnstanp,en«ehausc bewohn , v; i ο am
besten aus Fir,. 2 ersichtlich ist; r. in ist wb>-r einen
bestimmten axialen Bereich an ihrer umfänglich cberon
" Seite mit Zähnen 5 versehen, die mit; dom Ritzel 2 kämmen.
Das Zahnstari.r/'ngehäuse 1 hat an der eUt,(r,.,·,,.,!■:.,..·,,>
[.-/. ten Seite des E i ngr i f f sbere i chs zwi schon 11 ■ m;i Mit.·.·.;! 2 und
den Zähnen b dnr Zahnstange rinc kr ei s IY>i mi >v /,ahust.angenführungsöffnung
10, die durch die Wand des Zahnstangengehäuses
1 hindurchgeht. In die Zahns tang-Mi führ uiic,söffnung
10 ist eine zy 1. inieri"örrni ge Zahnstangen!:'uhrung
20 eingesetzt, die an ihrem oberen der Rückseite
4a der Zahnstange 4 gegenüber 1 iegend'M linde '»inc halbkreisförmige
Führungsf1äche 21 zur Aufnahme der hnlbkreisförmigen
RUckse i te 4a hat. Die Z-ihns.t-iric-n Ciil'irunj',
ist ferner an ihrem unteren Knde mit fin"r kr ■; i ■·■!'ογίιι i gen
Ausnehmung 22 zur Aufnahme einer Fo ler If-. versehen, v/ie
nachstehend beschrieben wird.
nie Zahnstangenf ührungsöf fnung 10 hat an i. brom unteren
Öffnungsabschnitt in ihrer inneren Wandung ein innengewinde
11, in das ein Pfropfen 1'j eingeschraubt ist. Die
Feder 16 ist zwischen einein innensei tig ge log-r;nf>n Ende
des Pfropfens 15 und einem Grund bzw. Boden h/,w. oberen
Ende der kreisförmigen Ausnehmung 22 e uigeso \.v. t, und
die ZahnstnngenfUhrung 20 wird durcti citip fod-Mnd" ''.raft
der Feder 16 gegen die Rückseite 4a der Zahn.-t.-in/.ci 4
gedruckt.
nie zylindorformige Zahnstangenführung " 20 i:;t . .ίπ·. >
inom synthetischen Harz mit gerinr.em Re i !^unc.skoe \'\' i ;-, i/iii ton
v/ie z.B. einem öl enthaltenden nder eil freien IO1 y ami dlnr·/,
oder einem Öl enthaltenden oder öl freien Polyace ta 1 bar ■/,
liergestell t. Vi ic die Fig. 3 bis 5 zeigot», weint die Zohnstangenf
ührung 20 einen Schlitx. 23 auf, der s i cti entlang,
.Hirer Achse .;υ erslreckL, daß er- ie in cinrn inneren
Zylinder 2OA und einen äußeren ZyI Inder 2OB unhertei.it.
Der innere und äußere Zylinder 2OA uric] 20Π sind an einem
äußeren Umf angsabschnitt auf der Ge ihn der Führung:; Π ache
21 der Zahnstangenführung ?0 miteinander verbunden . wie
aus Fig. 4 ersichtlich, sind an gegenüber 1 ielenden Stellen
des äußeren Umfangsabschniths dor Zahnstangen führung
PO zwei Rippen 24 ausgebildet. Der Schiit/. 23 wird somit
bei den Rippen 24 unterbrochen.
10
10
Gemäß Fig. 4 bezeichnet DL einen äußeren Durchmesser
der Zahnstangenführung ?0 in einer zur Bewegungsrichtung der Zahnstange 4 senkrechten Richtung, d.h. in don Fig,
3 und 4 in horizontaler Richtung. Ferner bezeichnet Df>
einen äußeren Durchmesser der /.ahnstangenf iihruug 20 in
der Bewegungsrichtung der Zahnstange 4, d.h. in Fig.
4 in der senkrechten Richtung. Dei äußere Durchmesser
DL ist größer als ein innerer Durchmesser der Führungsöffnung
10 und der äußere Durchmesser DH Ist kleiner
als der innere Durchmesser der Führ utv,:;ö ff'nung 10 festgelegt.
Daher ist der senkrecht: zur l,,ini',:;.'ichse gn legte
Querschnitt der Zahnstangenf ührung 20 e 1.1 Lp tisch bzw.
hat elliptische Form, wobei eine Hauptachse die;nor KNi.psc
der äußere Durchmesser Df, ist. Di'"'.1 M 1 1 i i>
t i sch·· ίί<:-
b st al t der Zahns I at igen führung 20 wird durch d-ri äui'-'-r· η ZyI ''rider
20B gebildet. Da ferner die V/andd i c!·?; d"s .'iuH"ien :',yJinders
20B kleiner als dieje.nig d'-s iiinfii'vi y.y] inders
20A ist, kann der größere Diane ti ,iLibr.clm i t.t; Λ, der durch
den äußeren Durchmesser DL fesige legt ist, leicht elastisch
verforint werden. Da der Ir.lcinere pinmetrnl-'ibschnitt,
der durch d'Mi ;iuB'Meii Diu'ehme;;:;·'t I)I", .ίιι;',(· v.o ig t
ist, durch di-v Rippen 24 vetbimden i :, t. , kann die ",.'ihnstangenf
Uhrung 20 aufg.rund eine;; Un te r.-.oh Led;·, tjes Kontrak
t i onsvermöi'ens c?in··:.·. Ab:.;chn i t ts bei den Rippen 24
und eines anderen Abschnitts, der den größeren Dj-imetral-
-9- I)R 37
abschnitt A umfaßt, leicht, in eine <>
1 t i ρ t. i sehe (',·_»:-. L; 11 L
geformt werden, wobei dieser Unterschied narh bzw. Ix: i Ίι>ι I-'tningebung
der Zahnstangenf ührung 20 auftriLt.. KoI. flieh ist
es nicht erforderlich, einer Me tall form für die Zohn-Stangenführung
20 besondere Aufmerksamkeit zu schenken
bzw. diese kompliziert zu gestalten.
Tm Betrieb bewegt sich die Zahnstange 4 entlang Ihrer
Achse, d.h. gemäß Fig. 2 in Abhängigkeit von der einem
Lenkausschlag folgenden Drehung des Ritzels 2 nach links
und nach rechts, und wird dabei von der Znhn.-.t.-ingonf ührung
20 geführt. Diese Bewegung dor Zahnstange 4 wird durch eine Spurstango und einen Gelenkann, die in den
Zeichnungen nicht dargestellt sind, auf Räder übertragen.
Andererseits wird eine auf die Räder während dor P-ihrl. über
holprige Straßen dynamisch ausgeübte äußere Kraft durch den Gelenkartn und die Spurstange auf lie Zahnstange 4
und von dort auf das Ritzel 2 übertragen. Gleichzeitig wird auf die Zahnstange 4 gegen die äußere Kraft eine
Abstoßungskraft ausgeübt, die sich aus einem Zahneingriffswinkel und einem Anschnittswinkel ihrer Zähne 5
ergibt. Deshalb unterliegt die Zahnstange 4 entsprechenden Bewegungskomponenten 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 sio mit dem Ritzel 2 außer Eingriff gerät, wie '.lurch "inen Pfeil
C in Fig. 2 dargestellt ist. Die entsprechenden Komponenten werden auf die Zahnstangenführung 20 übertragen.
Die Bewegungskomponente der Zahnstange .4 in PfeLl richtung
B wirkt auf die Zahnstangenführung 20 als eine in den
Fig. 3 und 4 horizontal gerichtete Kraft. Da die Zahnstangenführung
20 in die Zahnstangenführungsöffnung 10 so eingesetzt ist, daß der größere Diametral abschnitt
A elastisch verformt bzw. gedrückt ist, ist ein Spiel
-10- DE 3738
zwischen diesem äußeren Umfang der Zahnstangenführung 20
und dem inneren Umfang der Zahnstangenführungsöffnung
10 zu null gehalten. Folglich sind Vibrationen der Zahnstangenführung
20 in der Führungsöffnung 10 verhindert. Die Bewegungskomponente der Zahnstange 4 in der Richtung
gemäß Pfeil C in Fig. 2 entspricht einer Kraft in einer Richtung, die die Zahnstangenführung 20 in der Zahnstangenführungsöffnung
10 hin- und herbewegt. Ein zwischen der Zahnstangenführung 20 und dem Pfropfen 15 gemäß den
Fig. 1 und 2 begrenzter Spalt t wird durch die dazwischen angeordnete Feder 16 jedoch aufrecht erhalten, und ferner
kann der Spalt t und die federnde Kraft der Feder 16 durch den Betrag des Einschraubens des Pfropfens 15 ein gestellt
werden. Folglich ist die Vibration der Zahnstangenführung 20 in der Richtung entlang der Führungsöffnung
10 gedämpft bzw. unterdrückt.
Da ferner der größere DiametralabschnLtt A der Zahnstangenführung
20 durch den äußeren elastischen Zylinder 20B mit einer geringeren Wanddicke gebildet ist, ergibt
sich keine Behinderung beim Einbau der Zahnstangenführung
20 in die Führungsöffnung 10 und der nachfolgenden Gleitwirkung der Zahnstangenführung 20.
Die Erfindung wurde zwar anhand eines spezifischen Ausführungsbeispiels
beschrieben, es ist jedoch offensichtlich, daß im Rahmen des Erfindungsgedankens und der Ansprüche
zahlreiche Abänderungen möglich sind.
Offenbart ist ein Zahnstangen/Ritzel-Lenkgetriebe für
Kraftfahrzeuge, das eine zylinderförtnige Zahnstangenführung
aus Harz mit einem geringen Reibungskoeffizienten umfaßt. Ein äußerer Durchmesser der Zahnstangenführung
in einer zur Bewegungsrichtung der Zahnstange senkrechten Richtung ist größer als ein innerer Durchmesser einer
,,; xrJ 408673
Zahnstangenführungsöffnung, in die die Zahnstannenführun;;
so eingesetzt wird, daß ihr Querschnitt elliptisch verformt ist. Bei dieser Anordnung sind Vibrationen der
Zahnstangenführung in der ;;/,nhnr,tan;',onrUhr>inu;r.o" f'fnunr
iiufgrund einer äußeren dynamisch auf d i ·■>
Z ahn .stan..'/' wirkenden
Kraft unterdrückt, wodurch di·· Knts tfiliurn'. von
Geräusch in der Zahnstangen!" ührunnsürrnung V(>rhindert
ist.
Claims (11)
- Patentansprüche\ 1.) Zahnstangen/Ritzel-Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch ein Zahnstangengehäuse (1), ein in dieses eingesetztes Ritzel (2), das sich zusammen mit der Drehung eines Lenkrades dreht, durch eine Zahnstange (4) mit üblicherweise mit dem Ritzel kämmenden Zähnen (5), d.ie sich folglich einer Drehung des Ritzels entlang ihrer Achse in dem Zahnstangengehäuse hin- und herbewegen kann, durch eine Zahnstangenführungsöffnung (10), die senkrecht zur Zahnstange und auf der entgegengesetzten Seite des Eingriffs zwischen ihren Zähnen und dem Ritzel in dem Zahnstangengehäuse ausgebildet ist, und durch eine in die Zahnstangenführungsöffnung eingesetzte Zahnstangenführung (20), die die Rückseite der Zahnstange zur Führung ihrer hin- und hergehenden Bewegung aufnimmt und die aus Harz mit einem geringen Reibungskoeffizienten gefertigt ist, wobei ein äußerer
Durchmesser (DS) der Zahnstangenführung in einer zur Bewegungsrichtung der Zahnstange senkrechten Richtung größer als ein Innendurchmesser der Zahnstangenführungsöffnung ist, so daß der Querschnitt der Zahnstangenführung elliptisch ist.F/22Dresdner Bank {München) Kto. 3939 844Posischeck (München) KIo. 670-43-80·)-2- IJl:! 3738 - 2. Zahnstangen/Ritzel-Lenkgetriebe nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstangenführung (20) eine zylinderförmige Gestalt hat und einen sich entlang ihrer Achse so erstreckenden Schlitz (23) aufweistr daß sie durch diesen in einen inneren Zylinder (20A) und einen äußeren Zylinder (20B) unterteilt ist.
- 3. Zahnstangen/Ritzel-Lenkgetriebe nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere und äußere Zylinder (20A, 20B) an einem äußeren Umfangsabschnitt im Bereich des einer Führungsfläche näherliegenden Endes der Zahnstangenführung (20) miteinander verbunden sind.
- 4. Zahnstangen/Ritzel-Lenkgetriebe nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rippen(24) an gegenüberliegenden Stellen des äußeren Umfangsabschnitts der ZahnstangenfUhrung (20) vorgesehen sind, die den Schlitz (23) unterbrechen.
- 5. Zahnstangen/Ritzel-Lenkgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke des äußeren Zylinders (20B) kleiner als diejenige des inneren Zylinders (20A) ist, und daß der Umfang des äußeren Zylinders im Querschnitt elliptisch ist.
- 6. Zahnstangen/Ritzel-Lenkgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ZahnstangenfUhrung (20) aus einem synthetischen Harz mit einem geringen Reibungskoeffizienten gefertigt ist.
- 7. Zahnstangen/Ritzel-Lenkgetriebo nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Harz ein Öl enthaltendes Polyamidharz ist.-3- π κ 37m 3 A 0867
- 8. Zahnstangen/Ritzol-Lenkgetr lob«: nach Anspruol-6, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Harz ein ölfreies Polyamidharz ist.
- 9. Zahnstangen/Ritzel-Lenkgetriehe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetisch*"1 l'ar:: ein Öl enthaltendes Polyacetalharz ist.
- 10. Zahnstangen/Ritze1-Lenkgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Harz ein ölfreies Polyacetalharz ist.
- 11. Zahnstangen/Ritze1-Lenkgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen in die Zahnstangenführungsöffnung von der Außenseite des Gehäuses (1) her eingeschraubten Pfropfen (15) und durch eine zwischen dem inneren Ende des !Tropfens und dom Grund einer in der Zahnstangenführung (;.'(>) ausgebildeten zylindrischen Ausnehmung (22) eingesetzte Feder (1.6), wobei ein zwischen der Zahnstangenführung und dem Pfropfen begrenzter Spalt (t) sowie die Federkraft", über den Einschraubbetrag des Pfropfens einstellbar sind.***
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JP (1) | JPS59216764A (de) |
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