DE60132744T2

DE60132744T2 - Lagerung eines Anpressstücks einer hydraulisch verstärkten Zahnstangenlenkung

Info

Publication number: DE60132744T2
Application number: DE60132744T
Authority: DE
Inventors: Daniel B. Shelby Township Gierc
Original assignee: TRW Automotive US LLC
Current assignee: ZF Active Safety and Electronics US LLC
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2009-02-05
Anticipated expiration: 2021-10-26
Also published as: EP1201527A3; US6467366B1; DE60132744D1; EP1201527A2; EP1201527B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Jochlageranordnung für eine hydraulische Servolenkgetriebeanordnung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine hydraulisch unterstützte Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebeanordnung, die eine Anordnung aufweist, um ein Jochlager in Position gegen die Zahnstange zu halten, um die Zahnstange gegen das Ritzel zu drücken.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine typische hydraulisch unterstützte Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebeanordnung weist ein Jochlager auf, das mit der Zahnstange in Eingriff steht und das die Zahnstange in Position gegen das Ritzel hält. Es ist wichtig, die korrekte Kraftgröße, die die Zahnstange gegen das Ritzel presst, auf dem Lager zu haben. Viele verschiedene Lösungen sind bekannt, um das Lager gegen die Zahnstange in Position zu halten.
Ferner wird auf das Dokument DE-A-29 13 641 aufmerksam gemacht, welches ein Lager einer Zahnstange in einem Zahnstangen- und Ritzelgetriebe für ein Motorfahrzeug offenbart. Es wird vorgeschlagen, auf der Seite der Zahnstange, die nicht zu dem Ritzel hinweist, eine Tragachse vorzusehen, die senkrecht zur Achse der Zahnstange angeordnet ist. Die Tragachse trägt zwei Rolllager, von denen jedes einen inneren Ring und einen äußeren Ring aufweist und Lagerkäfige zwischen diesen Ringen.
Ferner wird auf das Dokument EP 0 367 119 aufmerksam gemacht, welches eine Zahnstangen- und Ritzellenkeinrichtung beschreibt, welche alle Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 offenbart. Hier wird beschrieben, dass ein Tragjoch gegen eine Zahnstange gedrückt wird, um die Zahnstange relativ zu einem Ritzel vorzubelasten bzw. vorzuspannen, und dass es eine Rolle gibt, um die Zahnstange durch den Kontakt mit ihr zu führen bzw. lenken. Eine Platte aus synthetischem Harz ist zwischen jeder Endstirnfläche der Rolle und dem dazu entgegengesetzten Rollenbefestigungsteil des Tragjochs eingefügt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebeanordnung gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist eine Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebeanordnung für ein Fahrzeug, welche ein Gehäuse mit einer Zahnstangenkammer und einer Lagerkammer aufweist. Das Gehäuse besitzt gegenüberliegende Schlitzöffnungen in die Lagerkammer. Eine Zahnstange ist in der Zahnstangenkammer in dem Gehäuse bewegbar, um eine Lenkbewegung der lenkbaren Räder des Fahrzeugs zu bewirken. Ein drehbares Ritzel steht in Zahneingriff mit der Zahnstange. Eine in der Lagerkammer in dem Gehäuse gelegene Tragachse besitzt gegenüberliegende Endteile, die in gegenüberliegenden Schlitzen in dem Gehäuse gelegen sind. Ein Lager steht in Eingriff mit der Zahnstange und wird auf der Tragachse zur Drehung in der Lagerkammer getragen. Eine Abdeckung, die auf dem Gehäuse getragen wird, steht in Eingriff mit der Tragachse, um das Lager im Eingriff mit der Zahnstange zu halten und um die Zahnstange im Eingriff mit dem Ritzel zu halten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorangegangenen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden einem Fachmann des Gebiets, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, beim Berücksichtigen der folgenden Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich werden, wobei die Figuren Folgendes darstellen:
1 eine Schnittansicht eines Teils einer hydraulisch unterstützten Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebeanordnung, und zwar in einer Richtung entlang der Zahnstangenachse, die gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist.
2 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der 1;
3 eine Ansicht entlang der Linie 3-3 der 2; und
4 eine schematische Ansicht eines Teils der Anordnung der 1.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Jochlageranordnung für eine hydraulische Servolenkgetriebeanordnung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine hydraulisch unterstützte Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebeanordnung, welche eine Anordnung aufweist zum Halten eines Jochlagers in Position gegen die Zahnstange, um die Zahnstange gegen das Ritzel zu drücken. Repräsentativ für die vorliegende Erfindung stellt 1 einen Teil einer hydraulisch gestützten Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebeanordnung 10 dar.
Die Lenkgetriebeanordnung 10 weist ein Gehäuse 12 auf. Ein Lenkglied in Form einer Zahnstange 14 wird von dem Gehäuse 12 entlang einer Längsmittelachse 16 der Zahnstange getragen und ist relativ zu diesem bewegbar. Gegenüberliegende Enden der Zahnstange 14 sind durch eine geeignete Verbindung mit den lenkbaren Rädern (nicht gezeigt) des Fahrzeugs verbunden. Auf die Bewegung der Zahnstange 14 relativ zu dem Gehäuse 12 hin werden die lenkbaren Räder des Fahrzeugs auf eine bekannte Weise verschwenkt.
Die Zahnstange 14 steht mit einem Ritzel 20 in Eingriff. Bei Drehung des Fahrzeuglenkrads (nicht gezeigt) bewirkt ein Steuerventil, dass ein hydraulischer Motor die Zahnstange 14 in einer Richtung entlang der Achse 16 bewegt und das Ritzel 20 in einer Nachfolgeweise antreibt. Das Steuerventil kehrt zu einem neutralen Zustand zurück, wenn die lenkbaren Räder des Fahrzeugs in einem Ausmaß gedreht bzw. verschwenkt wurden, welches der Drehung des Lenkrades entspricht.
Das Gehäuse 12 (1) weist einen Zahnstangenteil 22 auf. Der Zahnstangenteil 22 definiert eine Zahnstangenkammer 24. Die Zahnstange 14 ist axial in der Zahnstangenkammer 24 bewegbar.
Das Gehäuse 12 weist auch einen Jochteil 30 auf. Der Jochteil 30 des Gehäuses 12 ragt von dem Zahnstangenteil 22 in einer Richtung senkrecht zu der Zahnstangenachse 16 vor. Der Jochteil 30 des Gehäuses 12 besitzt eine zylindrische Seitenwand 32, die auf einer Achse 34 zentriert ist. Der Jochteil 30 des Gehäuses 12 definiert eine Lagerkammer 35.
Ein Paar von Schlitzen 40 und 42 ist in der Seitenwand 32 des Jochteils 30 des Gehäuses 12 ausgebildet. Die Schlitze 40 und 42 erstrecken sich entlang der Innenseitenoberfläche 44 der Seitenwand 32 in einer Richtung parallel zu der Achse 34. Die Schlitze 40 und 42 erstrecken sich radial nach außen von der Innenseitenoberfläche 44. Die Schlitze 40 und 42 öffnen sich in die Lagerkammer 35. Der erste Schlitz 40 wird durch drei parallel Seitenoberflächen 46 und eine untere Endoberfläche 48 (2) definiert. Der zweite Schlitz 42 wird durch drei parallele Seitenoberflächen 50 und eine untere Endoberfläche 52 definiert. Der zweite Schlitz 42 befindet sich diametral gegenüberliegend zu dem ersten Schlitz 40.
Die Lenkanordnung 10 umfasst ein zweiteiliges Lager 60, das zur Rotation auf einer Tragachse 70 getragen wird. Die Tragachse 70 ist ein Metallschaft mit einem Mittelteil 72 und ersten und zweiten gegenüberliegenden Endteilen 74 und 76. Ein Paar von Schnappringnuten 78 ist nahe den Endteilen 74 und 76 angeordnet.
Das zweiteilige Lager 60 umfasst einen Außenteil 62 und einen Innenteil 64. Der Außenteil 62 des Lagers 60 besitzt eine konkave Oberfläche 66, die geeignet ist für den Eingriff mit der hinteren Oberfläche 68 der Zahnstange 14.
Der Innenteil 64 des Lagers 60 hat eine zylindrische Konfiguration, der innerhalb des Außenteils gelegen ist. Der Innenteil 62 des Lagers 60 ist auf dem Mittelteil 72 der Tragachse 70 drehbar getragen.
Die Anordnung umfasst auch eine Abdeckung 90. Die Abdeckung 90 ist eine einteilige Komponente, die vorzugsweise aus Metall gefertigt ist. Die Abdeckung 90 besitzt eine kappenförmige Konfiguration, die eine kreisförmige Endwand 92 und eine zylindrische Seitenwand 94 aufweist. Die Seitenwand 94 besitzt eine zylindrische Außenoberfläche 96 und eine ringförmige Endoberfläche 98, die sich parallel zu der Endwand 92 erstreckt.
Um das Lenkgetriebe 10 zusammenzubauen, wird das zweiteilige Lager 60 zuerst auf der Tragachse 70 angebracht. Zwei Schnappringe 100 werden in die Schnappringnuten 78 platziert. Die Schnappringe 100 positionieren das Lager 60 axial auf der Tragachse 70 und verhindern eine Axialbewegung des Lagers auf der Tragachse. Die Schnappringe 100 sind Einrichtungen mit niedriger Reibung, um eine Rollhemmung des Lagers 60 auf der Tragachse 70 zu minimieren. Die Endteile 74 und 76 der Tragachse 70 ragen von dem Lager 60 vor.
Die Baugruppe der Tragachse 70 und des Lagers 60 wird dann in dem Jochgehäuse 30 angeordnet (in Strich-Punkt-Linien in 2 in einem Zustand vor dem Zusammenbau gezeigt). Genau gesagt wird der erste Endteil 74 der Tragachse 70 in den ersten Schlitz 40 platziert und der zweite Endteil 76 der Tragachse 70 wird in den zweiten Schlitz 42 platziert. Die Tragachse 70 wird entlang der Länge des Jochgehäuses 30 geschoben, wobei das Lager 60 in die Lagerkammer 35 hinein und entlang von ihr bewegt wird, und zwar in einer Richtung parallel zur Achse 34, bis die Lageroberfläche 66 die Zahnstangenoberfläche 68 kontaktiert.
Wenn dieser Kontakt zwischen dem Lager 60 und der Zahnstange 14 auftritt, ist der erste Endteil 74 der Tragachse 70 von der unteren Endoberfläche 48 des ersten Schlitzes 40 beabstandet und steht mit dieser nicht in Eingriff. Der zweite Endteil 76 der Tragachse 70 ist von der unteren Endoberfläche 52 des zweiten Schlitzes 42 beabstandet und steht mit dieser nicht in Eingriff.
Nachdem das Lager 60 die Zahnstange 14 kontaktiert, wird die Abdeckung 90 in das Jochgehäuse 30 eingeführt. Die Außenseitenoberfläche 96 der Seitenwand 94 der Abdeckung 90 gleitet entlang der Innenseitenoberfläche 44 der Seitenwand 32 des Gehäuses 30 mit einer Presspassung. Die Abdeckung 90 wird in das Jochgehäuse 30 bewegt, und zwar in einer Richtung parallel zur Achse 34, bis die ringförmige Endoberfläche 98 der Abdeckung mit den ersten und zweiten Endteilen 74 und 76 der Tragachse 70 in Eingriff steht. Dieser Eingriff sieht einen Linienkontakt zwischen der Abdeckung 90 und der Tragachse 70 an zwei Stellen vor, wie in 4 gezeigt ist.
Der Eingriff der Abdeckung 90 mit der Tragachse 70 hält das Lager 60 in Eingriff mit der Zahnstange 14 und hält somit die Zahnstange in Eingriff mit dem Ritzel 20. Die Abdeckung 90 wird in die Lagerkammer 35 in dem Gehäuse 30 mit einer vorbestimmten Kraftgröße gepresst bzw. gedrückt. Die vorbestimmte Kraftgröße ist die Größe, die für die Abdeckung 90 nötig ist, um über die Tragachse 70 und das Lager 60 wirkend die Zahnstange 14 mit der erwünschten Kraftgröße in Eingriff mit dem Ritzel 20 zu halten.
Nachdem die Abdeckung 90 sich an der korrekten Stelle befindet, wird ein Außenendteil 102 des Jochgehäusesß 30 nach innen verformt, wie mit durchgezogenen Linien in 2 gezeigt ist. Der Gehäuseendteil 102 steht mit der Endwand 92 der Abdeckung 90 in Eingriff und hält die Abdeckung in einer vorbestimmten Position in dem Gehäuse 30, sodass die Abdeckung fortfährt die vorbestimmte Kraftgröße auf die Tragachse 70 auszuüben. Die Anordnung 10 braucht keine oder umfasst keine Federn zum Vorspannen des Lagers 60 in den Eingriff mit der Zahnstange 14.
Aus der obigen Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen in der Erfindung erkennen. Beispielsweise kann die Abdeckung in das Gehäuse hinein geschraubt sein und drehbar in dem Gehäuse in den Eingriff mit der Tragachse. Derartige Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachkönnens sollen durch die angehängten Ansprüche abgedeckt werden.

Claims

Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebeanordnung (10) für ein Fahrzeug, die Folgendes aufweist: ein Gehäuse (12), das eine Zahnstangenkammer (34) und eine Lagerkammer (35) besitzt; eine Zahnstange (16), die in der Zahnstangenkammer in dem Gehäuse bewegbar ist, um eine Lenkbewegung der lenkbaren Räder des Fahrzeugs zu bewirken; ein drehbares Ritzel (20) in Zahneingriff mit der Zahnstange; eine Tragachse (70) in der Lagerkammer in dem Gehäuse; ein Lager (60) in Eingriff mit der Zahnstange und getragen auf der Tragachse zur Drehung in der Lagerkammer; und eine Abdeckung (90), die auf dem Gehäuse getragen wird, wobei die Abdeckung durch die Tragachse wirkt, um das Lager in Eingriff mit der Zahnstange zu halten und um die Zahnstange in Eingriff mit dem Ritzel zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Endteil der Tragachse in gegenüberliegenden Schlitzen (40, 42) gelegen ist, die sich in die Lagerkammer hinein öffnen und wobei die Abdeckung (90) in Eingriff mit der Tragachse steht.
Lenkgetriebeanordnung (10) gemäß Anspruch 1, wobei das Gehäuse (12) einen Teil (102) besitzt, der in den Eingriff mit der Abdeckung verformt wird, um die Abdeckung (90) in einer vorbestimmten Position in dem Gehäuse zu halten.
Lenkgetriebeanordnung (10) gemäß Anspruch 2, wobei die Abdeckung (90) in eine vorbestimmte Position in der Lagerkammer (35) in dem Gehäuse hinein pressgepasst ist.
Lenkgetriebeanordnung (10) gemäß Anspruch 3, wobei die Abdeckung (90) in die Lagerkammer (35) mit einer vorbestimmten Last pressgepasst ist, wodurch verursacht wird, dass die Zahnstange eine vorbestimmte Last auf das Ritzel ausübt.
Lenkgetriebeanordnung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Abdeckung (90) relativ zu dem Gehäuse drehbar ist, um die Abdeckung in dem Gehäuse in den Eingriff mit der Tragachse (70) zu bewegen.
Lenkgetriebeanordnung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Abdeckung (90) eine ringförmige Endoberfläche (98) besitzt, die mit jedem der Tragachsenendteile (74, 76) in Linienkontakt in Eingriff steht.
Lenkgetriebeanordnung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Lagerkammer (35) eine zylindrische Konfiguration besitzt, die durch eine zylindrische Oberfläche definiert wird, die auf einer Achse zentriert ist, wobei sich die Schlitze (40, 42) radial nach außen von der zylindrischen Oberfläche erstrecken, wobei die Schlitze um die Achse herum einander diametral gegenüberliegend sind.
Lenkgetriebeanordnung (10) gemäß Anspruch 1, wobei jeder der Schlitze (40, 42) eine Unterendoberfläche (48, 57) besitzt, wobei die Endteile der Tragachse von den Unterendoberflächen der Schlitze beabstandet sind.
Lenkgetriebeanordnung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Abdeckung (90) das Lager in den Eingriff mit der Zahnstange vorspannt, und wobei die Anordnung ohne Federn auskommt, um das Lager in den Eingriff mit der Zahnstange vorzuspannen.
Lenkgetriebeanordnung (10) gemäß Anspruch 1, wobei das Gehäuse eine auf einer Achse zentrierte zylindrische Oberfläche besitzt und eine zylindrische Lagerkammer in dem Gehäuse definiert; wobei die Abdeckung (90) einstückig hergestellt ist und eine zylindrische Seitenwand besitzt, die in die zylindrische Seitenwand des Gehäuses pressgepasst ist und eine kreisförmige Endwand besitzt, die die Seitenwand abdeckt; wobei das Gehäuse (12) einen Teil besitzt, der in den Eingriff mit der Endwand der Abdeckung verformt ist, um die Abdeckung in einer vorbestimmten Position in dem Gehäuse in Eingriff mit der Tragachse (70) zu halten, wodurch bewirkt wird, dass die Zahnstange eine vorbestimmte Last auf das Ritzel ausübt.
Lenkgetriebeanordnung (10) gemäß Anspruch 10, wobei die Tragachse (70) Endteile (74, 76) besitzt, die von dem Lager vorragen und wobei die Abdeckung eine ringförmige Endoberfläche (98) besitzt, die mit jeder der Tragachsenendteile im Linienkontakt in Eingriff steht.
Lenkgetriebeanordnung (10) gemäß Anspruch 11, wobei die Schlitze gegenüberliegende Schlitze sind, die sich in die Lagerkammer hinein öffnen, wobei die Tragachsenendteile (74, 76) in die Schlitze (40, 42) in dem Gehäuse hinein vorragen, um die Drehung der Tragachse und des Lagers um die Achse herum zu blockieren.
Lenkgetriebeanordnung (10) gemäß Anspruch 12, wobei jeder der Schlitze (40, 42) eine Unterendoberfläche (48, 52) besitzt, wobei die Endteile (74, 76) der Tragachse von den Unterendoberflächen der Schlitze beabstandet sind.