DE102014112167A1

DE102014112167A1 - Zahnstange für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102014112167A1
Application number: DE102014112167.8A
Authority: DE
Inventors: Stefan Mahlknecht; Christian Späth
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Presta AG
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Presta AG
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2016-03-03

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnstange (106) für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein sich zumindest in einem Abschnitt entlang der Längsachse (Z) der Zahnstange (106) erstreckendes erstes Verzahnungsteil (2) zum Eingriff mit einem Lenkritzel (104), wobei ein relativ zu dem ersten Verzahnungsteil (2) in Richtung der Längsachse (Z) verschiebbares zweites Verzahnungsteil (3) vorgesehen ist und das erste Verzahnungsteil (2) und das zweite Verzahnungsteil (3) gemeinsam mit dem Lenkritzel (104) in Eingriff bringbar sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnstange für ein Lenksystems eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Fahrzeuglenkungen mit einem Zahnstangenlenkgetriebe, beispielsweise mechanische, elektromechanische oder hydraulische Zahnstangenlenkgetriebe, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei einer solchen Zahnstangenlenkung wird die rotatorische Bewegung des Lenkrads über den Lenkstrang auf ein Lenkritzel übertragen, wobei das Lenkritzel eine Verzahnung umfasst, die mit der Verzahnung einer Zahnstange so zusammenwirkt, dass die rotatorische Bewegung des Lenkritzels in eine translatorische Bewegung der Zahnstange umgewandelt wird.
Zur Erreichung eines angenehmen Lenkgefühls sowie einer präzisen Lenkung ist es erforderlich, das Zusammenwirken von Zahnstange und Lenkritzel möglichst spielfrei und mit möglichst geringer Reibung bereitzustellen.
Aus der DE 10 2011 018 568 A1 ist entsprechend eine Zahnstangenlenkung bekannt, bei welcher das Lenkritzel in zwei zueinander verdrehbar gelagerte Ritzelteile aufgeteilt ist, welche in den Zahnlücken der Zahnstange mittels einer Federkraft gegen jeweils gegenüberliegende Zahnflanken der Verzahnung der Zahnstange vorspannbar sind. Hierbei ist ein erstes Ritzelteil mittels einer Außenwelle drehfest mit dem Lenkstrang gekoppelt und ein zweites Ritzelteil über eine als Torsionsfeder wirkende Innenwelle zur Erzeugung der Vorspannung vorgesehen. Die lösungsbedingte hohe Teileanzahl sowie der komplizierte Aufbau erfordern hierbei jedoch einen hohen Montage- und Wartungsaufwand.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Fahrzeuglenkung mit geringem Lenkspiel bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Zahnstange mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Entsprechend wird eine Zahnstange für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein sich zumindest in einem Abschnitt entlang der Längsachse der Zahnstange erstreckendes erstes Verzahnungsteil zum Eingriff mit einem Lenkritzel, vorgeschlagen. Erfindungsgemäß ist ein relativ zu dem ersten Verzahnungsteil in Richtung der Längsachse verschiebbares zweites Verzahnungsteil vorgesehen und das erste Verzahnungsteil und das zweite Verzahnungsteil sind gemeinsam mit dem Lenkritzel in Eingriff bringbar.
Dadurch, dass das zweite Verzahnungsteil in Richtung der Längsachse relativ zum ersten Verzahnungsteil bewegbar ist, kann die Lückenweite zwischen einer ersten Zahnflanke eines Zahns des ersten Verzahnungsteils und einer der ersten Zahnflanke gegenüberliegender zweiten Zahnflanke eines Zahns des zweiten Verzahnungsteils veränderbar bereitgestellt werden. Insbesondere ist es hierdurch möglich, das Flankenspiel eines mit der Zahnstange kämmenden Lenkritzels einzustellen beziehungsweise zu unterbinden, um beispielsweise bei einem Lastwechsel oder bei Geradeausfahrt ein verbessertes Geräuschverhalten und eine präzisere Lenkung bereitzustellen.
Weiterhin kann das Zahnstangenlenkgetriebe der Fahrzeuglenkung, welches mit der vorgeschlagenen Zahnstange versehen ist, hierdurch gegenüber einem Zahnstangenlenkgetriebe mit zweigeteiltem Lenkritzel einfacher ausgeführt werden, da weniger Teile zur Realisierung der Lenkspielminimierung beziehungsweise Lenkspielunterbindung benötigt werden. Auch kann das Zahnstangenlenkgetriebe stabiler ausgeführt und ein kompakterer Aufbau erreicht werden, da statt einer komplizierten Konstruktion der Teilritzel und der die Teilritzel tragende Welle insbesondere ein einfaches Standardritzel, eine kurze (Voll-)Welle und eine einfache Lagerung mit direkt angrenzenden Standardwälzlagern gewählt werden können.
Bevorzugt kann das zweite Verzahnungsteil hierbei parallel zum ersten Verzahnungsteil angeordnet sein. So kann das mit den Verzahnungsteilen in Eingriff stehende Lenkritzel unter Ausbildung einer linienförmigen Anlage der Zahnflanken der Zähne der Verzahnungsteile und der Zahnflanken der Zähne des Lenkritzels eine konstruktiv vorteilhafte Zahnpaarung mit den Verzahnungsteilen der Zahnstange ohne Schiefstellung und der daraus resultierenden Vorspannungen eingehen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist zwischen dem ersten Verzahnungsteil und dem zweiten Verzahnungsteil mindestens ein Vorspannelement zum Vorspannen des ersten Verzahnungsteils gegen das zweite Verzahnungsteil vorgesehen, bevorzugt zum Vorspannen des ersten Verzahnungsteils und des zweiten Verzahnungsteils auf jeweils gegenüberliegende Zahnflanken des Lenkritzels.
Durch das mindestens eine Vorspannelement, welches bevorzugt auf das bewegbare zweite Verzahnungsteil wirkt, kann zwischen den gegenüberliegenden Zahnflanken des Lenkritzels und der mit jeweils einem der gegenüberliegenden Zahnflanken des Lenkritzels in Eingriff stehenden Zahnflanke des ersten Verzahnungsteils und des zweiten Verzahnungsteils eine definierte Vorspannung aufgebracht werden, wodurch ein nochmals verbessertes spielfreies Kämmen des Lenkritzels mit der Zahnstange bereitgestellt werden kann.
Weiterhin kann durch diese Anordnung eine bezogen auf die Längsachse axiale Vorspannung ermöglicht werden, bei welcher im Vergleich zu radialen Vorspannvorrichtungen höhere Vorspannkräfte realisiert werden können, ohne dass eine starke Klemmung und hohe Reibungskräfte, welche die Leichtgängigkeit der Kämmung zwischen Lenkritzel und Zahnstange beeinträchtigen würden, auftreten.
In einer weiteren bevorzugten Ausbildung sind zwischen dem ersten Verzahnungsteil und dem zweiten Verzahnungsteil mindestens zwei Vorspannelemente vorgesehen, bevorzugt je ein Vorspannelement an jedem stirnseitigen Ende des zweiten Verzahnungsteils.
Hierdurch kann die Position des bewegbaren zweiten Verzahnungsteils über die Längen und die Federsteifigkeiten der verwendeten Vorspannelemente, insbesondere für den Einbau, genau bereitgestellt werden. Weiterhin kann die auf die Kämmung zwischen Lenkritzel und Zahnstange wirkende Vorspannkraft über die Verhältnisse der Federsteifigkeiten und Längen der Vorspannelemente genau eingestellt werden.
Bevorzugt ist mindestens ein Vorspannelement als entlang der Längsachse wirkende Druckfeder ausgebildet. Durch die Bereitstellung des mindestens einen Vorspannelements als Druckfeder kann ein kostengünstiger und einfacher Aufbau der Zahnstange realisiert werden. Weiterhin können die Anforderungen auf die mindestens eine Druckfeder hinsichtlich Federweg, Federsteifigkeit und deren Abmessungen anwendungsfallbezogen angepasst werden beziehungsweise aus einer immensen Auswahl an Standardteilen ausgewählt werden, beispielsweise genormte Spiraldruckfedern oder Tellerfedern.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das erste Verzahnungsteil verschiebefest an der Zahnstange angeordnet. So kann eine zuverlässige Übertragung des Lenkmoments unabhängig von dem zweiten Verzahnungsteil bereitgestellt werden. Insbesondere kann auch bei einem Ausfall oder einer Beschädigung des verschiebbaren zweiten Verzahnungsteils durch das verschiebefest mit der Zahnstange vorgesehene erste Verzahnungsteil das Lenkmoment übertragen werden.
Bevorzugt ist das erste Verzahnungsteil einstückig mit der Zahnstange ausgebildet und besonders bevorzugt durch Schmieden, Kaltumformen oder Gesenkschmieden hergestellt. So kann eine besonders zuverlässige Übertragung der Lenkmomente erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausbildungsform ist das zweite Verzahnungsteil in einer sich entlang der Längsrichtung in der Zahnstange erstreckenden Ausnehmung angeordnet. Hierdurch kann ein definierter Raum für das zweite Verzahnungsteil sowie für dessen Bewegungsspielraum bereitgestellt werden.
Bevorzugt ist das zweite Verzahnungsteil auch an der Zahnstange in einer Linearführung verschiebbar gehalten, bevorzugt in einer Schwalbenschwanzführung. Hierdurch ist die Verschiebung des zweiten Verzahnungsteils in Richtung der Längsachse unter Minimierung des Spiels und der bei einer translatorischen Bewegung auftretenden Winkelabweichungen bereitgestellt, wodurch eine geringe Parallelitätsabweichung des ersten Verzahnungsteils und des zweiten Verzahnungsteils zueinander ermöglicht werden kann, was sowohl die Laufruhe als auch die Präzision der Lenkung weiter verbessert. Weiterhin wird eine weitgehend konstante Durchschiebekraft der Zahnstange erreicht.
Alternativ können auch mehrere bewegbare Verzahnungsteile an der Zahnstange vorgesehen sein, bevorzugt in paralleler Ausrichtung, besonders bevorzugt beidseitig des fest mit der Zahnstange verbundenen ersten Verzahnungsteils, insbesondere zum Aufbringen einer symmetrischen Vorspannbelastung auf die Kämmung zwischen Lenkritzel und Zahnstange.
Die oben gestellte Aufgabe wird auch durch ein Zahnstangengetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs gelöst, wobei vorstehend beschriebene Zahnstange und ein mit dem ersten Verzahnungsteil und dem zweiten Verzahnungsteil gemeinsam in Eingriff stehendes Lenkritzel vorgesehen ist.
Kurze Beschreibung der Figuren
Bevorzugte weitere Ausführungsformen und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug;
2 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Zahnstange eines Lenksystems;
3 eine schematische perspektivische Detailansicht von Teilen der Zahnstange aus 2;
4 die Zahnstange aus 2 in einer auseinandergezogenen schematischen Darstellung; und
5 eine schematische Seitenansicht eines Zahnstangenlenkgetriebes mit der Zahnstange aus den 2 bis 4.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird in der nachfolgenden Beschreibung teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
In 1 ist eine schematische Darstellung eines Lenksystems 100 gezeigt, wobei ein Fahrer über ein Lenkrad 102 ein entsprechendes Drehmoment als Lenkbefehl in eine Lenkwelle 1 einbringen kann. Das Drehmoment wird dann über die Lenkwelle 1 auf ein Lenkritzel 104 übertragen, welches mit einer Zahnstange 106 kämmt, die dann ihrerseits über entsprechende Spurstangen 108 den vorgegebenen Lenkwinkel auf die lenkbaren Räder 110 des Kraftfahrzeugs überträgt.
Eine elektrische Hilfskraftunterstützung kann in Form einer mit der Lenkwelle 1 gekoppelten Hilfskraftunterstützung 112, einer mit dem Ritzel 104 gekoppelten Hilfskraftunterstützung 114 und/oder einer mit der Zahnstange 106 gekoppelten Hilfskraftunterstützung 116 vorgesehen sein. Die jeweilige Hilfskraftunterstützung 112, 114 oder 116 trägt eine Hilfskraft in die Lenkwelle 1, das Lenkritzel 104 und/oder die Zahnstange 106 ein, wodurch der Fahrer bei der Lenkarbeit unterstützt wird. Die drei unterschiedlichen, in der 1 dargestellten Hilfskraftunterstützungen 112, 114 und 116 zeigen mögliche Positionen für deren Anordnung. Es sind auch andere Positionen denkbar. Üblicherweise ist nur eine einzige der gezeigten Positionen mit einer Hilfskraftunterstützung belegt und entsprechend nur eine einzige Hilfskraftunterstützung vorgesehen.
Die Hilfskraft, welche zur Unterstützung des Fahrers mittels der jeweiligen Hilfskraftunterstützung 112, 114 oder 116 aufgebracht werden soll, wird unter Berücksichtigung eines von einem Drehmomentsensor 118 ermittelten Eingangsdrehmoments bestimmt. Alternativ oder in Kombination mit der Einbringung der Hilfskraft kann mit der Hilfskraftunterstützung 112, 114, 116 auch ein zusätzlicher Lenkwinkel in das Lenksystem eingebracht werden, der sich mit dem vom Fahrer über das Lenkrad 102 aufgebrachten Lenkwinkel summiert.
Die Lenkwelle 1 weist eine mit dem Lenkrad 102 verbundene Eingangswelle 10 und eine mit der Zahnstage 106 über das Lenkritzel 104 verbundene Ausgangswelle 12 auf. Die Eingangswelle 10 und die Ausgangswelle 12 sind drehelastisch über einen in der 1 nicht zu erkennenden Drehstab miteinander gekoppelt. Damit führt ein von einem Fahrer über das Lenkrad 102 in die Eingangswelle 10 eingetragenes Drehmoment immer dann zu einer Relativdrehung der Eingangswelle 10 bezüglich der Ausgangswelle 12, wenn die Ausgangswelle 12 sich nicht exakt synchron zu der Eingangswelle 10 dreht. Diese Relativdrehung zwischen Eingangswelle 10 und Ausgangswelle 12 kann beispielsweise über einen Drehwinkelsensor gemessen werden und entsprechend aufgrund der bekannten Torsionssteifigkeit des Drehstabes ein entsprechendes Eingangsdrehmoment relativ zur Ausgangswelle bestimmt werden. Auf diese Weise wird durch die Bestimmung der Relativdrehung zwischen Eingangswelle 10 und Ausgangswelle 12 der Drehmomentsensor 118 ausgebildet. Ein solcher Drehmomentsensor 118 ist prinzipiell bekannt und kann beispielsweise in Form einer elektromagnetischen, optischen oder anderen Messung der Relativverdrehung der Eingangswelle 10 bezüglich der Ausgangswelle 12 realisiert werden.
Entsprechend wird ein Drehmoment, welches von dem Fahrer über das Lenkrad 102 auf die Lenkwelle 1 beziehungsweise die Eingangswelle 10 aufgebracht wird, nur dann den Eintrag eines Hilfsdrehmoments durch eine der Hilfskraftunterstützungen 112, 114, 116 hervorrufen, wenn die Ausgangswelle 12 gegen den Drehwiderstand des Drehstabs relativ zu der Eingangswelle 10 verdreht wird.
Der Drehmomentsensor 118 kann alternativ auch an der Position 118‘ angeordnet sein, wobei dann die Durchbrechung der Lenkwelle 1 in Eingangswelle 10 und Ausgangswelle 12 und die drehelastische Kopplung über den Drehstab entsprechend an einer anderen Position vorliegt, um aus der Relativverdrehung der über den Drehstab mit der Eingangswelle 10 gekoppelten Ausgangswelle 12 eine Relativdrehung und damit entsprechend ein Eingangsdrehmoment und/oder eine einzutragende Hilfskraft bestimmen zu können.
Die Lenkwelle 1 in der 1 umfasst weiterhin mindestens ein kardanisches Gelenk 120, mittels welchem der Verlauf der Lenkwelle 1 im Kraftfahrzeug an die räumlichen und/oder baulichen Gegebenheiten angepasst werden kann.
In den 2 bis 5 ist eine Zahnstange 106 in einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Zahnstange 106 erstreckt sich in ihrer Längsrichtung Z, die auch der Bewegungsrichtung der Zahnstange 106 zur Übertragung eines Lenkmoments an die zu lenkenden Räder entspricht. Die Zahnstange 106 weist in einem Bereich, der im Einbauzustand in Eingriff mit einem in den 2 bis 4 hier nicht gezeigten Lenkritzel steht, ein erstes Verzahnungsteil 2 auf, welches verschiebefest mit der Zahnstange 106 verbunden ist. Das erste Verzahnungsteil 2 erstreckt sich nicht über die gesamte Länge der Zahnstange 106, sondern ist nur in einem Abschnitt entlang der Längsachse Z vorgesehen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das erste Verzahnungsteil 2 einstückig mit der Zahnstange 106 ausgebildet.
Alternativ zu der einstückigen Ausbildung mit der Zahnstange 106 kann das erste Verzahnungsteil 2 aber auch durch hier nicht gezeigte Positionier- und Verbindungselemente oder durch stoffschlüssige Verbindungsverfahren wie beispielsweise Schweißen verschiebefest mit der Zahnstange 106 verbunden werden.
Weiterhin weist die Zahnstange 106 ein in Richtung der Längsachse Z relativ zum ersten Verzahnungsteil 2 verschiebbar an der Zahnstange 106 angeordnetes zweites Verzahnungsteil 3 auf. Das erste Verzahnungsteil 2 und das zweite Verzahnungsteil 3 kommen mit dem in den 2 bis 4 nicht gezeigten Lenkritzel gemeinsam in Eingriff, um das Lenkmoment gemeinsam zu übertragen. Dieser Eingriff des Lenkritzels 104 in das erste Verzahnungsteil 2 und das zweite Verzahnungsteil 3 ist in einer schematischen Darstellung in 5 zu erkennen.
Um den gemeinsamen Eingriff des Lenkritzels in das erste Verzahnungsteil 2 und das zweite Verzahnungsteil 3 zu ermöglichen, liegen die beiden Verzahnungsteile 2, 3 entsprechend nebeneinander und haben die gleiche Orientierung ihrer Zähne 22, 32.
Das zweite Verzahnungsteil 3 ist bevorzugt parallel zum ersten Verzahnungsteil 2 angeordnet und parallel zu diesem verschiebbar. Die Zähne 32 des zweiten Verzahnungsteils 3 sind hierbei parallel zu den Zähnen 22 des ersten Verzahnungsteils 2 ausgerichtet, so dass das mit den Verzahnungsteilen 2, 3 in Eingriff stehende Lenkritzel unter Ausbildung einer parallelen, linienförmigen Anlage der Zahnflanken der Zähne 22, 32 der Verzahnungsteile 2, 3 und der Zahnflanken des Lenkritzels eine korrekte Zahnpaarung mit den Verzahnungsteilen 2, 3 der Zahnstange 106 eingeht. Zwei bezogen auf die Längsachse Z beidseitig des zweiten Verzahnungsteils 3 angeordnete Druckfedern 4 halten das zweite Verzahnungsteil 3 hierbei in einem unverbauten Zustand in einer definierten Position.
Wie aus der Detaildarstellung in 3 ersichtlich, weisen die Zähne 32 des zweiten Verzahnungsteils 3 zu den Zähnen 22 des ersten Verzahnungsteils 2 in dieser Position in Richtung der Längsachse Z einen Versatz auf, welcher durch die mittels den Druckfedern 4 aufgebrachte Vorspannung definiert ist.
Wie sich aus der auseinandergezogenen schematischen Darstellung der Lenkwelle in 4 ergibt, ist die Verschiebbarkeit des zweiten Verzahnungsteils 3 mittels einer Schwalbenschwanzführung bereitgestellt. Hierbei greift ein an dem zweiten Verzahnungsteil 3 angeordneter Schwalbenschwanzzapfen 38 in eine in der Ausnehmung 5 der Zahnstange 106 eingebrachte Schwalbenschwanznut 52.
Zur Positionssicherung der Druckfedern 4 weist das zweite Verzahnungsteil 3 stirnseitig jeweils eine Federaufnahme 36 auf. Koaxial zu den Federaufnahmen 36 sind in der Ausnahme 5 der Zahnstange 106 Senklöcher 54 vorgesehen, um die Druckfedern 4 zahnstangenseitig zu positionieren und ein Herausfallen zu verhindern. Hierdurch ist eine federnde Lagerung des zweiten Verzahnungsteils 3 in Richtung der Längsachse Z bereitgestellt.
5 zeigt die Zahnstange 106 aus den 2 bis 4 im Eingriff mit einem Lenkritzel 104 in einer schematischen Seitenansicht. Aufgrund der Anordnung der Druckfedern wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das erste Verzahnungsteil 2 an die rechte Zahnflanke 62 des in Zahneingriff stehenden Lenkritzelzahns 6 gedrückt und das zweite Verbindungselement 3 an die linke Zahnflanke 64 gedrückt. Entsprechend entsteht in der Verzahnung zwischen der Zahnstange 106 und dem Lenkritzel 104 eine Vorspannung, wodurch ein Verzahnungsspiel unterbunden wird.
Die auf die Verzahnung wirkende Druckkraft kann hierbei auf verschiedene Weise aufgebracht werden. Einerseits kann die durch den Versatz zwischen dem ersten Verzahnungsteil 2 und dem zweiten Verzahnungsteil 3 vorliegende Lückenweite L zwischen einer ersten Zahnflanke 24 eines Zahns 22 des ersten Verzahnungsteils 2 und einer der ersten Zahnflanke 24 gegenüberliegender zweiten Zahnflanke 34 eines Zahns 32 des zweiten Verzahnungsteils 3 geringer sein, als die Zahnbreite B des Lenkritzelzahns 6. Bei einem Zusammenbau der Fahrzeuglenkung bewirkt das Einsetzen des Lenkritzels 104 eine Aufweitung der Lückenweite L beziehungsweise ein Verschieben des zweiten Verzahnungsteils 3 gegen die Federkraft der die Vorspannkraft erzeugenden Druckfeder 4, was zu einer Vorspannung zwischen Lenkritzel 104 und Zahnstange 106 führt.
Alternativ kann das zweite Verzahnungsteil 3 vor dem Zusammenbau bevorzugt mittels einer hier nicht gezeigten Vorrichtung entlang der Längsachse Z in eine definierte Position ausgelenkt werden. Nach Einsetzen des Lenkritzels 104 und Entfernen der Vorrichtung drückt das zweite Verzahnungsteil 3 entgegen der Richtung der Auslenkung gegen den Lenkritzelzahn 6, wodurch die Vorspannung entsteht.
Zur Erhöhung der Vorspannkraft kann nach dem Zusammenbau die nicht zur Vorspannung von Lenkritzel 104 und Zahnstange 106 benötigte Druckfeder 4, hier beispielsweise die rechte Druckfeder in 4, zur nochmaligen Erhöhung der Vorspannkraft herausgenommen werden. Durch die Auswahl starker Druckfedern mit steilen Federkennlinien kann bereits bei einer geringen Auslenkung eine hohe Vorspannkraft auf das Zahnstangenlenkgetriebe aufgebracht werden.
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den einzelnen Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Lenkwelle
10: Eingangswelle
12: Ausgangswelle
100: Lenksystem
102: Lenkrad
104: Lenkritzel
106: Zahnstange
108: Spurstange
110: Lenkbares Rad
112: Hilfskraftunterstützung
114: Hilfskraftunterstützung
116: Hilfskraftunterstützung
118: Drehmomentsensor
118’: Drehmomentsensor
120: Kardanisches Gelenk
2: Erstes Verzahnungsteil
22: Zahn des ersten Verzahnungsteils
24: Erste Zahnflanke eines Zahns des ersten Verzahnungsteils
3: Zweites Verzahnungsteil
32: Zahn des zweiten Verzahnungsteil
34: Zweite Zahnflanke eines Zahns des zweiten Verzahnungsteils
36: Federaufnahme
38: Schwalbenschwanzzapfen
4: Druckfeder
5: Ausnehmung
52: Schwalbenschwanznut
54: Senkloch
6: Lenkritzelzahn
62: Rechte Zahnflanke eines Lenkritzelzahns
64: Linke Zahnflanke eines Lenkritzelzahns
B: Zahnbreite
L: Lückenweite
Z: Längsachse der Zahnstange

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011018568 A1 [0004]

Claims

Zahnstange (106) für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein sich zumindest in einem Abschnitt entlang der Längsachse (Z) der Zahnstange (106) erstreckendes erstes Verzahnungsteil (2) zum Eingriff mit einem Lenkritzel (104), dadurch gekennzeichnet, dass ein relativ zu dem ersten Verzahnungsteil (2) in Richtung der Längsachse (Z) verschiebbares zweites Verzahnungsteil (3) vorgesehen ist und das erste Verzahnungsteil (2) und das zweite Verzahnungsteil (3) gemeinsam mit dem Lenkritzel (104) in Eingriff bringbar sind.
Zahnstange (106) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verzahnungsteil (3) parallel zu dem ersten Verzahnungsteil (2) angeordnet ist.
Zahnstange (106) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Verzahnungsteil (2) und dem zweiten Verzahnungsteil (3) mindestens ein Vorspannelement (4) zum Vorspannen des ersten Verzahnungsteils (2) gegen das zweite Verzahnungsteil (3) vorgesehen ist, bevorzugt zum Vorspannen des ersten Verzahnungsteils (2) und des zweiten Verzahnungsteils (3) auf jeweils gegenüberliegende Zahnflanken (62, 64) des Lenkritzels (104).
Zahnstange (106) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Verzahnungsteil (2) und dem zweiten Verzahnungsteil (3) mindestens zwei Vorspannelemente (4) vorgesehen sind, bevorzugt je ein Vorspannelement (4) an jedem stirnseitigen Ende des zweiten Verzahnungsteils (3).
Zahnstange (106) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Vorspannelement (4) als entlang der Längsachse (Z) wirkende Druckfeder ausgebildet ist.
Zahnstange (106) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verzahnungsteil (2) verschiebefest an der Zahnstange (106) angeordnet ist.
Zahnstange (106) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verzahnungsteil (2) einstückig mit der Zahnstange (106) ausgebildet ist und bevorzugt durch Schmieden, Kaltumformen oder Gesenkschmieden hergestellt ist.
Zahnstange (106) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verzahnungsteil (3) in einer sich entlang der Längsrichtung (Z) in der Zahnstange (106) erstreckenden Ausnehmung (5) angeordnet ist.
Zahnstange (106) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verzahnungsteil (3) an der Zahnstange (106) in einer Linearführung verschiebbar gehalten ist, bevorzugt in einer Schwalbenschwanzführung (38, 52).
Zahnstangengetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch eine Zahnstange gemäß einem der vorstehenden Ansprüche und ein mit dem ersten Verzahnungsteil (2) und dem zweiten Verzahnungsteil (3) gemeinsam in Eingriff stehendes Lenkritzel (104).