WO2014056570A1

WO2014056570A1 - Zahnstangelenkgetriebe

Info

Publication number: WO2014056570A1
Application number: PCT/EP2013/002796
Authority: WO
Inventors: Aksel Maier
Original assignee: Thyssenkrupp Presta Ag
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2014-04-17
Also published as: DE102012019655A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zahnstangenlenkgetriebe bei der ein Ritzel (12) mit einer Zahnstange (10) in Eingriff steht. Zwischen dem Ritzel (12) ist im Bereich eines Zahnsegments (11) eine Gleitbuchse (15) angeordnet, die umfangsseitig die Zahnstange (10) umgibt. Die Gleitbuchse (15) weist einen Bereich zur Abstützung der Zahnstange in Richtung des Ritzels (12) auf.

Description

Zahnstangenlenkgetriebe

Die Erfindung betrifft ein Zahnstangenlenkgetriebe nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.

Bei Zahnstangenlenkgetrieben von Kraftfahrzeugen ist in einem Zahnstangengehäuse eine Zahnstange vorgesehen, die längsverschieblich gelagert ist, wobei ein Ritzel mit einem Zahnsegment der Zahnstange in einem kämmenden Eingriff steht. Das Ritzel ist mit einer Lenksäule verbunden, die mittels an einem anderen Ende montierten Lenkrads das Ritzel in eine rotatorische Bewegung versetzt. Durch die Drehbewegung des Ritzels wird die Zahnstange in eine Translationsbewegung versetzt, wodurch über mit der Zahnstange verbundene Spurstangen die Räder des Kraftfahrzeugs gelenkt werden.

Damit ein möglichst spielfreier Eingriff der beiden Bauteile miteinander gewährleistet ist, ist in dem Zahnstangengehäuse ein Druckstück vorgesehen, welches von einer dem Ritzel abgewandten Seite auf die

• Zahnstange einwirkt und die Zahnstange gegen das Ritzel drängt. Durch das radiale Spiel zwischen Druckstück und Gehäuse kommt es zu Geräuschen im Lenkgetriebe. Das Druckstück ist meistens aus Metall und schwer und deshalb teuer in der Fertigung. Das Druckstück besteht meistens aus einem Grundkörper und einer zusätzlichen Gleitfolie. Weiterhin

BESTÄTIGUNGSKOPIE kann über eine Stellschraube das Druckstück an die Zahnstange und die Zahnstange an das Ritzel geschoben werden, wodurch das Getriebespiel eingestellt werden kann. Über eine Feder wird das Getriebespiel auf Null vorgespannt. Die Abstützung der Zahnstange über das Druckstück ist weit weg von der Krafteinleitung auf die Zahnstange durch die angewinkelten Spurstangen über das Kugelgelenk. Dadurch ergibt sich ein hohes Biegemoment.

Durch den Verzahnungseingriff des Ritzels kommt es zu hohen Biegespannungen im Zahngrund der Zahnstange. Diese überlagern sich mit den Biegespannungen, welche über die angewinkelten Spurstangen auf die Zahnstange wirken.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das eingangs genannte Zahnstangenlenkgetriebe weiterzuentwickeln, das eine verminderte Geräuschemission aufweist und noch dazu einfach in der Fertigung ist.

Ein solches Zahnstangenlenkgetriebe zur Lösung der erfinderischen Aufgabe weist die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 auf. Danach wird ein Zahnstangenlenkgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorgeschlagen, umfassend eine in einem Zahnstangengehäuse angeord- nete Zahnstange, die längsverschieblich gelagert ist, ein mit einem Zahnsegment der Zahnstange im kämmenden Eingriff stehendes Ritzel, und eine Stellschraube, die in ihrer Axialrichtung in etwa senkrecht auf der Zahnstange angeordnet ist, wobei eine Gleitbuchse vorgesehen ist, die die Zahnstange umfangsseitig umgibt und sich in einem Bereich er- streckt, in dem das Ritzel mit der Zahnstange kämmt. Durch die Gleitbuchse kann auf das Druckstück verzichtet werden, wodurch die

Zahnstange eine radiale Abstützung auch auf der Seite des Zahnsegments erfährt. Dadurch können Klappergeräusche weiter verringert werden. Zudem kann ein Hebel zwischen einem Ende der Zahnstange und dem Bereich des Ritzeleingriffs mit der Zahnstange verringert werden, wodurch eine Beanspruchung des Getriebes verringert werden kann. Nach einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Gleitbuchse wenigstens einen Führungsbereich aufweist zur Führung der Zahnstange in axialer und radialer Richtung, und der Führungsbereich derart ausgebildet ist, dass ein erster Führungsbereich die

Zahnstange in Richtung der Stellschraube und/oder ein zweiter Führungsbereich die Zahnstange in Richtung des Ritzels führt. Durch die zwei Führungsbereiche ist die Zahnstange sowohl auf Seiten des Ritzels als auch auf Seiten der Stellschraube abgestützt, so dass sich wenigstens eine spielfreie Führung in Richtung des Ritzels ergibt. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Führungsbereich eine konvex ausgebildete Innenfläche aufweisen, der Krümmung sich vorzugsweise in Längsrichtung der Gleitbuchse erstreckt, wobei die Gleitbuchse im Bereich der konvexen Innenfläche zumindest teilweise beabstandet von dem Zahnstangengehäuse ist. Hierdurch kann das Spiel der Gleitbuchse in Ritzelrichtung weiter reduziert werden, wobei durch den Abstand der Gleitbuchse zu dem Zahnstangengehäuse keine Ver- pressung auftritt, sondern eine Federwirkung gewährleistet wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann es vorteilhaft sein, wenn die Gleitbuchse eine Auflage mit einer abgeflachten Fläche für die Stell- schraube aufweist, die derart ausgebildet ist, dass die Stellschraube die Gleitbuchse gegen die Zahnstange drängt.

Durch die Ausnehmung kann ein Getriebespiel zwischen der Zahnstange und dem Ritzel leicht eingestellt werden.

Damit ein Lenkgetriebespiel nominal auf Null während eines Betriebs des Zahnstangenlenkgetriebes gehalten werden kann, kann das Getriebespiel mittels einer federbewehrten Vorrichtung auf Null einstellbar sein, wobei insbesondere auf einer dem Ritzel gegenüberliegenden Seite eine Blattfeder, eine Spiralfeder, eine Tellerfeder oder dergleichen angeordnet ist. Diese federbewehrte Vorrichtung kann einerseits zwischen der Zahnstan- ge und der Stellschraube, aber auch zwischen dem Gehäuse und der

Zahnstange angeordnet sein. Zudem kann die federbewehrte Vorrichtung auch zusammen mit der konvexen Innenseite der Gleitbuchse verwendete werden.

Dabei kann gemäßer einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die federbewehrte Vorrichtung zwischen der Stellschraube und der Gleitbuchse oder zwischen der Gleitbuchse und dem Zahnstangengehäuse angeordnet ist. Hierdurch ist eine optimale Eingliederung des Federelements in das System aus Gleitbuchse, Zahnstange und Stellschraube gewährleistet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Gleitbuch- se ein Dämpfungselement zugeordnet sein, das vorzugsweise als ein O- Ring in einer in Umfangsrichtung verlaufenden Ausnehmung in der Gleitbuchse angeordnet ist. Durch den O-Ring kann das Spiel zwischen

Zahnstange und Ritzel noch weiter reduziert werden.

Nach eine vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Gleitbuchse eine Verdreh- und/oder- Ausziehsicherung aufweist, insbesondere in einer Längserstreckung wenigstens eine Erhöhung aufweist, die mit einer korrespondierenden Ausnehmung in dem Zahnstangengehäuse in Eingriff steht und/oder in Umfangsrichtung eine Erhöhung aufweist, die mit einer korrespondierenden Ausnehmung in dem Zahnstan- gengehäuse in Eingriff steht. Mit der Verdreh- und Ausziehsicherung ist die Gleitbuchse sicher in dem Gehäuse angeordnet und ist in ihrer Position relativ zur Zahnstange und dem Ritzel festgelegt.

Zur Verringerung von Geräuschen kann die Gleitbuchse in Längsrichtung einen sich verjüngenden Querschnitt aufweist. Dadurch kann ebenfalls eine federnde Wirkung der Gleitbuchse erreicht werden, wenn nämlich ebenfalls eine umfangsseitige Erhöhung vorgesehen ist, durch die die Gleitbuchse von dem Gehäuse ein wenig beabstandet ist.

Durch die Führung der Gleitbuchse kann nicht nur auf Seiten der Stellschraube der erste Führungsbereich im Bereich des Ritzels größer als der zweite Führungsbereich sein, hierdurch werden die federnden Eigenschaf- ten der Gleitbuchse verbessert, wodurch sich die Zahnstange in beiden Führungsbereichen spielfrei führen lässt.

Weiterhin kann nach einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, wenn eine Spurstangenbohrung in der Zahnstange zu einer Mittelachse exzentrisch angeordnet ist. Die exzentrische Anordnung kann hilfreich sein, die Zahnstange besser in das Lenkgetriebe zu integrieren.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Teil der Unteransprüche. Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen :

Fig. 1 eine Schnittdarstellung des Zahnstangenlenkgetriebes nach einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine perspektivische Seitenansicht einer Gleitbuchse mit

Stellschraube nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Zahnstangenlenkgetriebes

dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Zahnstangenlenkgetriebes nach dem

Ausführungsbeispiel der Fig. 1, Fig. 5 eine Schnittdarstellung des Zahnstangenlenkgetriebes nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung des Zahnstangenlenkgetriebes nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5,

Fig. 7 eine perspektivische Seitenansicht einer Gleitbuchse mit

Stellschraube nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5,

Fig. 8 eine Schnittdarstellung des Zahnstangenlenkgetriebes nach einem dritten Ausführungsbeispiel, Fig. 9 eine Schnittdarstellung des Zahnstangenlenkgetriebes nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8,

Fig. 10 eine perspektivische Seitenansicht einer Gleitbuchse mit

Stellschraube nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8,

Fig. 11 eine Schnittdarstellung des Zahnstangenlenkgetriebes nach einem vierten Ausführungsbeispiel,

Fig. 12 eine Schnittdarstellung des Zahnstangenlenkgetriebes nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 11,

Fig. 13 eine perspektivische Seitenansicht einer Gleitbuchse mit

Stellschraube nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 11,

Fig. 14 eine Schnittdarstellung des Zahnstangenlenkgetriebes,

Fig. 15 eine perspektivische Seitenansicht des Zahnstangenlenkgetriebes nach der Fig. 14,

Fig. 16 eine perspektivische Seitenansicht des Zahnstangenlenkgetriebes nach der Fig. 14,

Fig. 17 eine Schnittdarstellung des Zahnstangenlenkgetriebes mit einer exzentrisch angeordneten Spurstangenbohrung und ei nem O-Ring,

Fig. 18 eine perspektivische Seitenansicht der Gleitbuchse nach der

Fig. 17.

Das Zahnstangenlenkgetriebe ist Teil einer Lenkeinrichtung beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Drehbewegung in einer Translationsbewegung übersetzt wird. Bei dem Zahnstangenlenkgetriebe, was nachfolgend auch nur als Getriebe bezeichnet werden kann, ist eine Zahnstange 10 vorgesehen mit einem Zahnsegment 11, in dem ein Ritzel 12 im kämmenden Eingriff steht. Das Ritzel 12 ist an einem Ende einer Lenksäule angeordnet und wird durch Drehbewegungen an einem Lenkrad ebenfalls in eine drehende Bewegung versetzt. Durch die Verzahnung von Zahnstange 10 und Ritzel 12 wird diese Drehbewegung des Ritzels 12 in eine Axialbewegung der Zahnstange 10 versetzt. Die

Zahnstange 10 ist für gewöhnlich quer zu einer Längserstreckung des Fahrzeugs angeordnet und ist an seitlichen Enden mit jeweiligen Spurstangen verbunden, durch die die Räder des Fahrzeugs gelenkt werden. Das Getriebe ist von einem Getriebegehäuse 13 umgeben, in dem die Zahnstange gelagert ist. Das Ritzel 12 ist seitlich zu der Zahnstange 10 angeordnet, wobei Zähne des Ritzels 12 mit Zähnen des Zahnsegments 11 in Eingriff stehen. Auf einer dem Ritzel 12 gegenüberliegenden Seite ist eine Stellschraube 14 angeordnet, die in gewöhnlicher Weise zur Einstellung eines Getriebespiels dient und in einer Führung angeordnet ist. Die Stellschraube steht im Wesentlichen senkrecht auf der Zahnstange, wodurch die Zahnstange mit Einstellung der Stellschraube 14 gegen das Ritzel gedrängt wird.

Im Bereich der Stellschraube 14 und des Ritzels 12 ist eine Gleitbuch- se 15 vorgesehen, die auch als Lagerbuchse, Lagerhülse oder Gleithülse bezeichnet werden kann. Die Gleitbuchse 15 umschließt im Wesentlichen die Zahnstange 10 im Bereich des Zahnsegments 11 und erstreckt sich in Längsrichtung der Zahnstange 10 gesehen, von einem ersten Bereich A bis in einen zweiten Bereich B. Dabei entspricht der erste Bereich A ei- nem Bereich zwischen dem Ritzel 12 und einem näheren Ende S der Zahnstange 10, an welchem eine Spurstange festgemacht ist. Der Bereich B ist indes ein Bereich in Höhe des Ritzels 12. Das Zahnsegment 11 erstreckt sich wie üblich nicht über die gesamte Länge der Zahnstange 10, sondern im Wesentlichen nur über einen Teilbereich, der bezogen auf die beiden Enden S und T der Zahnstange 10 näher an einem der beiden Ende S, T angeordnet ist. Damit weist das Zahnsegment 11 zu dem Ende S der Zahnstange 10 einen kleineren, also näheren, und zu dem anderen Ende T einen größeren, also weiter entfernten, Abstand auf. In dem ersten Bereich A umschließt die Gleitbuchse 15 die Zahnstange 10 mitsamt dem Zahnsegment 11, so dass die Zahnstange 10 in diesem Bereich von der Gleitbuchse 15 in radialer Richtung abstützt ist. In dem unmittelbaren Bereich um das Ritzel 12, dem Bereich B, umschließt die Gleitbuchse 15 die Zahnstange 10 nur teilweise. Hierdurch kann das Ritzel 12 mit der Zahnstange 10 in Eingriff stehen. Die

Zahnstange ist im Bereich B im Wesentlichen nur in einem dem Zahn- segment 11 gegenüberliegenden Bereich abgestützt. Die Gleitbuchse 15 weist somit ein offenes Ende M auf, wie beispielsweise in der Fig. 2 dargestellt ist, das sich bis in einen Umfangsbereich erstreckt.

Auf dem Abschnitt der Gleitbuchse 15, welcher an das offene Ende grenzt, ist auf einer Oberfläche eine abgeflachte Fläche 16 vorgesehen, die als eine Auflage für die Stellschraube 14 dient. Die Fläche 16 der Auflage verläuft in etwa quer zu einer Längserstreckung der Stellschraube 14, so dass diese im Wesentlichen vollflächig auf der Auflage aufsteht. Die Auflage ist derart ausgebildet, dass sie in ihren Randbereichen eine Überhöhung gegenüber der Oberfläche der Gleitbuchse 15 aufweist. Durch die Gleitbuchse 15 verkürzt sich ein Hebelarm, der zwischen dem näheren Ende S der Zahnstange 10 und dem Ritzel 12 normalerweise anzusetzen ist. Durch die Gleitbuchse 15 ist der Hebelarm bei dem Ausführungsbeispiel zwischen dem näheren Ende S der Zahnstange 10 und der das Ritzel 12 umschließenden Gleitbuchse 15 anzusetzen, wodurch sich Belastungen in der Zahnstange 10 deutlich reduzieren. Als Konsequenz kann ein Zahnstangendurchmesser kleiner dimensioniert werden, was auch eine Verkleinerung des Getriebegehäuses 13 zur Folge haben kann.

In dem Abschnitt der Gleitbuchse 15 mit der Auflage 16 sind zwei weitere Ausnehmungen 18 in der Gleitbuchse 15 vorgesehen, die sich in Längsrichtung erstrecken und ebenfalls in dem offenen Ende M münden und sich vorzugsweise über den umfangseitigen offenen Abschnitt erstrecken. Somit weist die Gleitbuchse 15 drei Abschnitte in dem Bereich B auf, die als Art Zungen oder Laschen von dem die Zahnstange 10 vollständig um- schließenden Bereich in den Bereich B wegstehen. Diese Ausnehmungen 18 begrenzen somit einen längsgerichteten Auflagenbereich für die Auflage 16 der Stellschraube von seitlichen Bereichen bzw. Abschnitten 19 der Gleitbuchse 15, die in etwa um 90° und 270° von der Auflage 16 versetzt vorgesehen sind . Die beiden Abschnitte 19 sind dadurch in radialer Rich^¬ tung flexibel an der Gleitbuchse 15 angelenkt. Die beiden Abschnitte 19 weisen jeweils eine Erhöhung 20 in Umfangsrichtung auf, die als kleine Stege ausgebildet sind . Die Stege 20 stehen mit jewei ls einer korrespondierenden Ausnehmung 17 in dem Gehäuse 13 in Eingriff, so dass die Gleitbuchse 15 in einem montierten Zustand nicht aus dem Gehäuse 13 herausrutschen kann . Die Ausnehmung 17 ist als eine Rille ausgebildet, die in dem Gehäuse beispielsweise einen Ring bildet, also umfangsseitig die Gleitbuchse 15 umgibt. Um einer radialen Verdrehung in dem Gehäu^¬ se 13 entgegen zu wirken, weist die Gleitbuchse 15 noch ein längsgerichtete Erhöhung in Form eines Stegs 21 auf, der beispielsweise in einem Endbereich vorgesehen ist und in etwa u m jeweils 90° versetzt zu den seitlichen Abschnitten 19 angeordnet ist. Der Steg 21 findet eine entspre- chende Ausnehmung 21a in dem Gehäuse 13, in dem der Steg 21 in Eingriff steht.

Die Gleitbuchse 15 ist federnd ausgebildet, wobei insbesondere der Be^¬ reich mit der Auflage 16 eine federnde Funktion aufweist. Diese Feder^¬ wirkung wird durch eine Kontur der Innenseite der Gleitbuchse 15 er- reicht, die leicht konvex ausgebildet ist. Insbesondere ist der dem Ritzel 12 gegenüberliegende Bereich der Gleitbuchse 15, also d ie Zunge bzw. Lasche innenseitig konvex ausgebildet, wodurch ein Lenkgetriebespiel nominal auf Null gehalten werden kann . Durch die konvexe Form der In^¬ nenseite liegt die Gleitbuchse 15 vorzugsweise nicht vollflächig a uf der Zahnstange 10 auf.

Weiterhin kann die Gleitbuchse 15 einen etwas größeren Innendurchmesser als einen Außendurch messer der Zahnstange 10 aufweisen, wobei die in U mfangsrichtung verlaufenden Stege 20 nur teilweise in den korrespondierenden Ausnehmungen in dem Gehäuse angeord net ist. Dadurch wirken die Stege 20 als ein Auflager, da sie die Gleitbuchse 15 ein Stück weit von dem Gehäuse beabstanden . Der Bereich um die Auflage 16 wird durch die Stellschraube 14 gegen die Zahnstange 10 gedrängt. Zur Unterstützung der federnden Wirkung der Gleitbuchse 15 können auch Federelemente vorgesehen sein, die nachstehend näher beschrieben werden. Zwischen der Stellschraube 14 und der Auflage 16 ist nach einem solchen Ausführungsbeispiel eine Tellerfeder 22 angeordnet, die in etwa die Abmessungen der Auflage 16 aufweist. Damit die Tellerfeder 22 auf der Auflage 16 nicht verrutscht, ist beispielsweise die Auflage leicht zurückversetzt in der Gleitbuchse 15 vorgesehen, so dass eine kleine Kante 23 die Auflage 16 begrenzt. Die Tellerfeder 22 hat zusätzlich die Funktion eines Dämpfungselements, wobei es zusätzlich als Federelement hilft das Lenkgetriebespiel auf nominal Null einzustellen.

Weiterhin kann eine Schraubenfeder 24 als Federelement vorgesehen sein, die, wie in den Fig. 8 und 9, im Wesentlichen innerhalb der Stellschraube 14 vorgesehen ist und mit einem Ende auf der Auflage 16 aufliegt und derart ausgebildet ist, gegen die Gleitbuchse 15 zu drängen, wodurch das Lenkgetriebespiel auf nominal Null eingestellt werden kann . Anstatt der Tellerfeder 22 und der Schraubenfeder 24, kann auch eine Blattfeder 25 vorgesehen sein, die in einer flächigen Ausnehmung 26 in der Gleitbuchse 15 positioniert ist. Die Blattfeder 25 weist eine in Längsrichtung verlaufende Krümmung auf, wodurch sich eine Vorspannung der Gleitbuchse 15 ergibt. Die Blattfeder 25 ist in der Ausnehmung 26 in der Gleitbuchse 15 angeordnet, die sich von dem die Zahnstange 10 umschließenden Bereich bis in die Zunge bzw. Lasche erstreckt.

Die Lasche bzw. Zunge der Gleitbuchse 15 ist durch die Ausnehmungen 18 flexibel mit der Gleitbuchse 15 verbunden, so dass die durch das Dämpfungselement hervorgerufene Kraft, auf die Zahnstange 10 leicht übertragen werden kann.

Durch die besondere Ausgestaltung der Gleitbuchse 15 ist eine umfangs- seitige Abstützung der Zahnstange 10 vorgesehen, die im Bereich des Ritzels 12 und im Bereich der Stellschraube 14 unterschiedlich ausgebil- det ist. Somit ist eine Abstützung sowohl in Ritzelrichtung als auch in Stellschraubenrichtung möglich . Dabei wird der Bereich zur Abstützung der Zahnstange 10 in Richtung der Stellschraube als erster Führungsbe- reich bezeichnet und der Bereich zur Abstützung der Zahnstange 10 in Richtung des Ritzels 12 als zweiter Führungsbereich. Zusammen bilden der erste und der zweite Führungsbereich einen Führungsbereich der Gleitbuchse 15. Damit kann die Abstützung auch auf der Verzahnungssei- te, also auf der Seite des Zahnsegments 11, erfolgen.

Hierzu kann die Gleitbuchse 15 zusätzlich innenseitig eine an das Zahnsegment 11 angepasste Kontur aufweisen, wie es in der Fig. 15 dargestellt ist. Im Gegensatz zu der übrigen Umfangsfläche der Zahnstange 10 ist das Zahnsegment 11 mit einer abgeflachten Kontur versehen, weshalb die Kontur der Gleitbuchse 15 auf der Innenseite im Bereich des Zahnsegments 11 eine korrespondierende abgeflachte Kontur aufweist. Gegenüber der im Übrigen runden Innenkontur der Gleitbuchse 15 ist der Abstützungsbereich für die Zahnstange 10 mit der abgeflachten Innenkontur dicker ausgebildet, weshalb die Gleitbuchse 15 in diesem Bereich einen kleineren Durchmesser aufweist, als die Bereiche mit einer runden Innenkontur. Die abgeflachte Kontur liegt teilweise der Lasche mit der Auflage 16 gegenüber und erstreckt sich in den Bereich der Gleitbuchse 15, der vollständig die Zahnstange 10 umgibt. In diesen Bereichen ist die Zahnstange 10 von der Gleitbuchse 15 eng umfasst. Die an das Zahn- segment 11 angepasste Kontur der Gleitbuchse 15 kann sich bis zu einem offenen Ende N der Gleitbuchse 15 erstrecken (Fig. 18) oder aber vor diesem Ende N bereits enden (Fig. 15). Wenigstens ein Ende des Ab- stützungsbereichs weist eine schräge Fläche 27 auf, die benachbart zu dem Ritzel 12 angeordnet ist. Diese Abschrägung 27 ist in den Fig. 13 und 15 gezeigt. Weiterhin kann die Gleitbuchse 15 an die Erweiterung des Zahnsegments 11 angepasst werden, indem nämlich der Bereich zur Abstützung der Zahnstange 10 in Richtung des Ritzels 12 über die gesamte Länge der Innenseite der Gleitbuchse 15 ausgebildet ist. Dieses ist in den Fig. 17 und 18 dargestellt. Zur besseren Gleitbarkeit der Gleit- buchse 15 auf der Zahnstange 10 ist die zweite Führungsfläche mit einer weiteren schrägen Fläche 27 ausgebildet, die im Bereich des Endes N liegt. In einer Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels mit einer Abstützung im Bereich des Zahnsegments 11 kann das Zahnsegment 11 selbst bis in einen Bereich des Endes S erstrecken. Somit ist es möglich die Abstützung der Zahnstange 10 im Bereich des Zahnsegments 11 bis in den Endbereich der Zahnstange 10 zu ermöglichen. Wenn nämlich die Gleitbuchse 15 nicht benachbart zu dem Ritzel 12 angeordnet wird, sondern näher zu dem Ende S der Zahnstange 10, können höhere Biegespannungen kompensiert werden. Bei dieser Ausführung des Zahnsegments 11 bis in den Endbereich der Zahnstange 10 ist beispielsweise eine Bohrung zur Anlenkung der Spurstange an die Zahnstange 10 exzentrisch in der Zahnstange 10 vorgesehen.

Die Gleitbuchse 15 ist nach einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einem O-Ring 28 ausgerüstet, der die Gleitbuchse 15 in einer Ausnehmung 29 umspannt. Die Ausnehmung 29 verläuft in Umfangsrichtung und schneidet auch die längsgerichteten Ausnehmungen 18, weshalb der O- Ring 28 in den Ausnehmungen 18 frei liegt. Die Ausnehmung 29 schneidet so weit in die Gleitbuchse 15 ein, so dass bei einer montierten Gleitbuchse 15 der O-Ring im Wesentlichen in der Ausnehmung 29 angeordnet ist. Auf der Seite der Auflage 16 ist die Ausnehmung ein wenig klei- ner als der O-Ring 28 ausgebildet, wodurch der O-Ring 28 über die Gleitbuchse 15 hervorsteht. Durch die ungleichmäßige Ausgestaltung der Gleitbuchse 15 - einerseits kann die Gleitbuchse 15 an einem Ende einen größeren Durchmesser aufweisen, als an dem gegenüberliegenden Ende und andererseits durch die federnden Eigenschaften der Gleitbuchse 15 - und einem damit verbundenen Abstand zu dem Gehäuse 13 kann der O- Ring als eine Art Auflager fungieren, wie dieses in der Fig. 17 dargestellt ist. Der O-Ring dient auch als ein Dämpfungselement zwischen der Gleitbuchse 15 und dem Gehäuse 13, wodurch zusätzlich Geräusche unterdrückt werden können. Gleichzeitig kann auch mit dem O-Ring ein Spiel in diesem Bereich reduziert werden.

Wie ebenfalls in der Fig. 17 dargestellt kann der O-Ring in Verbindung mit der konvexen Ausgestaltung der Gleitbuchse 15 vorgesehen sein. Das Spiel in Richtung des Ritzels 12 kann durch die konvexe Ausgestaltung der Innenseite der Gleitbuchse 15 weiter reduziert werden. Um jedoch keine Verpressung der Gleitbuchse 15 zu erhalten, ist zwischen der Gleitbuchse 15 und dem Gehäuse 13 ein Spalt vorgesehen . Es wird vielmehr eine Federwirkung mit der Gleitbuchse 15 erzielt, wodurch das Spiel in der Gleitbuchse 15 verringert wird .

Um ein axiales Ausziehen der Gleitbuchse 15 aus dem Lagergehäuse 13 zu verhindern, werden geeignete Maßnahmen getroffen. Diese können sein : Einpressen durch Übermaß zwischen Gehäuse 13 und Gleitbuchse 15, Einklipsen eines Stegs der Gleitbuchse 15 in eine Nut im Gehäuse 13, eine Verklebung der Gleitbuchse 15 im Gehäuse 13 oder eine Kombination aus den beschriebenen Maßnah men .

Die Funktion der Gleitbuchse 15 besteht darin, dass durch diesel be ein Biegemoment, welches bei einer hohe Biegebeanspruchung der

Zahnstange 10 für gewöhnlich in einem Lagerpunkt des Ritzels 12 mit dem Zahnsegment 11 auftritt, reduziert werden kann, da der Hebelarm verkürzt wird.

Aufgrund der Hilfsabstützung durch die Gleitbuchse 15 kann auf ein Druckstück und damit auch auf einen Druckstückdom verzichtet werden, was einerseits Gewicht und andererseits auch Kosten einspart. Zusätzlich kann durch die Gleitbuchse 15 die Zahnstange 10 dünner gefertigt werden bzw. kann das Zahnsegment 11 kleiner ausgeführt werden, was wiederum einen größeren Querschnitt der Zahnstange 10 ermög licht.

Da die Gleitbuchse 15 bis annähernd zu einer Anschlagsfläche eines Radialgelenks am Gehäuse 13 geht, erfolgt die Abstützung der radialen Kräfte auf die Zahnstange 10, eingeleitet durch die Spurstange, nicht erst an einem Druckstück, sondern schon weiter außen (näher an der Spurstange) . Dadurch verringert sich das Biegemoment auf die Zahnstange 10, welches durch die Krafteinleitung der angewinkelten Spursta ngen entsteht. Die Biegespannungen, die in einem Zahngrund der Zahnstange 10 durch die angewinkelten Spurstangen auf die Zahnstange 10 wirken, überlagern sich weniger mit den Biegespannungen die durch den Verzahnungseingriff des Ritzels 12 auf eine Verzahnung wirken. Dadurch wird die Zahnstange 10 im Ritzelbereich steifer, weshalb die Verformung verringert wird. Da die Stellschraubenachse nahe an einer Ritzelachse angeordnet ist, kann sich die Zahnstange 10 weiterhin nicht durch Biegung vom Ritzel 12 abheben.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Zahnstangenlenkgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine in einem Zahnstangengehäuse (13) angeordnete Zahnstange (10), die längsverschieblich gelagert ist, ein mit einem Zahnsegment (11) der Zahnstange (10) im kämmenden Eingriff stehendes Ritzel (12), und eine Stellschraube (14), die in ihrer Axialrichtung in etwa senkrecht zu der Zahnstange (10) angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Gleitbuchse (15), die die Zahnstange (10) umfangsseitig umgibt und sich in einem Bereich erstreckt, in dem das Ritzel mit der Zahnstange kämmt.

2. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbuchse (15) wenigstens einen Führungsbereich aufweist zur Führung der Zahnstange (10) in axialer und radialer Richtung, und der Führungsbereich derart ausgebildet ist, dass ein erster Führungsbereich die Zahnstange (10) in Richtung der Stellschraube (14) und/oder ein zweiter Führungsbereich die Zahnstange ( 10) in Richtung des Ritzels (12) führt.

3. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbereich eine konvex ausgebildete In- nenfläche aufweist, deren Krümmung sich vorzugsweise in Längsrichtung der Gleitbuchse (15) erstreckt, wobei die Gleitbuchse (15) im Bereich der konvexen Innenfläche zumindest teilweise

beabstandet von dem Zahnstangengehäuse (13) ist.

4. Zahnstangenlenkgetriebe nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbuchse (15) eine Auflage mit einer abgeflachten Fläche (16) für die Stellschraube (14) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass die Stellschraube (14) die Gleitbuchse (15) gegen die Zahnstange (10) drängt.

5. Zahnstangenlenkgetriebe nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebespiel mittels einer federbewehrten Vorrichtung auf Null einstellbar ist, wobei insbesondere auf einer dem Ritzel (12) gegenüberliegenden Seite eine Blattfeder (25), eine Schraubenfeder (24), eine Tellerfeder (22) oder dergleichen angeordnet ist.

6. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die federbewehrte Vorrichtung zwischen der Stellschraube (14) und der Gleitbuchse (15) oder zwischen der Gleitbuchse (15) und dem Zahnstangengehäuse (13) angeordnet ist.

7. Zahnstangenlenkgetriebe nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitbuchse (15) ein Dämpfungselement zugeordnet ist, das vorzugsweise als ein O-Ring (28) in einer in Umfangsrichtung verlaufenden Ausnehmung (29) in der Gleitbuchse (15) angeordnet ist.

8. Zahnstangenlenkgetriebe nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbuchse (15) eine Verdreh- und/oder- Ausziehsicherung aufweist, insbesondere in einer Längserstreckung wenigstens eine Erhöhung (21) aufweist, die mit einer korrespondierenden Ausnehmung (21a) in dem Zahnstangengehäuse (13) in Eingriff steht und/oder in Umfangsrichtung eine Erhöhung (20) aufweist, die mit einer korrespondierenden Ausnehmung (17) in dem Zahnstangengehäuse in Eingriff steht.

9. Zahnstangenlenkgetriebe nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbuchse (15) in Längsrichtung einen sich verjüngenden Querschnitt aufweist.

10. Zahnstangenlenkgetriebe nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Führungsbereich im Bereich des Ritzels (12) mit einem größeren Durchmesser als der zweite Führungsbereich ausgeführt ist.

11. Zahnstangenienkgetriebe nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spurstangenbohrung in der Zahnstange (10) zu einer Mittelachse exzentrisch angeordnet ist.