DE3039010C2

DE3039010C2 - Verfahren zum Herstellen einer Zahnstange mit Y-Querschnitt

Info

Publication number: DE3039010C2
Application number: DE19803039010
Authority: DE
Inventors: Hiromu Matsuyama Saitama Saga
Original assignee: JIDOSHA KIKI CO Ltd TOKIO/TOKYO JP
Current assignee: JIDOSHA KIKI CO Ltd TOKIO/TOKYO JP
Priority date: 1979-10-27
Filing date: 1980-10-15
Publication date: 1985-07-11
Also published as: DE3039010A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des P3tcniiinsⁿruchs angegebenen Art.

Ein Verfahren zum Herstellen von Zahnstangen für Zahnstangenlenkgetriebe mit veränderlicher Lenkübersetzung ist bekannt (DE-OS 29 30 917. AU-PS 4 98 666). Die übersetzungsveränderliche Zahnstange hat gerade Zahnstangenzähne in ihren beiden Seitenteilen und gekrümmte Zahnstangenzähne in inrem Mittelteil. Aufgrund der gekrümmten Zahnstangenzähne kann eine kleinere oder größere Lenküberaetzung im Vergleich zu den geraden Zahnstangenzähnen in beiden Seitenteilen erzielt werden. Sei dem bekannten Verfahren wird die Zahnstange in die Y-Querschnittsform geschmiedet, und dann werden die Zahne geschnitten, d. h. spanabhebend hergestellt. Bei dem bekannten Verfahren müssen daher die spanabhebende Fertigung der Zahnstangenzähne und das Schmieden der Y-Querschnittsform in gesonderten Schritten erfolgen, was einen großen Zeitaufwand bedeutet. Außerdem erfordert die spanabhebende Fertigung an sich viel Zeit und erhöht die Produktionskosten. Da bei dem bekannten Verfahren die Zahnstangenzähne einer nach dem anderen spanabhebend hergestellt werden müssen, ist das Verfahren aufwendig und für eine Massenproduktion ungeeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es. ein Verfahren der eingangs genannten Art als ein zeit- und kostensparendes Verfahren zur Massenfertigung einer Zahnstange mit Y-Querschnitt auszugestalten.

Diese Aufgabe ist durch das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs gelöst.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung ist keine spanabhebende Bearbeitung erforderlich, wodurch die Produktionskosten verringert werden. Da die Zahnstangenzähne und die Y-Querschnittsform gleichzeitig hergestellt werden, ergibt sich auch eine beträchtliche Zeitersparnis, so daß sich das Verfahren nach der Erfindung ausgezeichnet für die Massenproduktion von Zahnstangen eignet. Dadurch, dait erfindungsgemäß die Gesamtform der Zahnstange hergestellt wird, bevor die Zahnstangenzähne fertiggeschmiedet werden, wird eine spätere erneute Verformung der Zähne ausgeschlossen. Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht daher das Herstellen von geraden und gekrümmten Zahnstangen-'/.iihncn mit einem hohen CJnid :in Genauigkeit.

liin Aiisfiilming.sbeispiel der Krfindimg wird im folgenden linier Bezugnahme auf die Zeichnungen näher ω beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 im Längsschnitt und in Draufsicht ein bekanntes Zahnstangenlenkgetriebe mit veränderlicher Lenk

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Übersetzung,

Fig. 2 einen Querschnitt auf der Linie H-II in Fig. t,

F i g. 3 in vergrößerter Draufsicht die übersetzungs- ψ veränderliche Zahnstange des Zahnstangenlenkgetrie- | bes nach den F i g. 1 und 2,

F i g. 4 ein Diagramm, das die Kennlinie der Änderungen von Lenkübersetzungen zeigt,

F ι g. 5 sine Querschnittansicht eines Obergesenks und eines Untergesenks, die in einem ersten Schritt des Verfahrens nach der Erfindung benutzt werden, auf der Linie V-V in F i g. 6,

F i g. 6 in Draufsicht das in F i g. 5 gezeigte Untergesenk,

Fig. 7 eine Querschnittansicht eines Obergesenks •.:nd eines Untergesenks, die in einem zweiten Schritt des Verfahrens benutzt werden, auf der Linie VII-VII in F i g. 8 und

F i g. 8 in Draufsicht das Untergesenk, das in F i g. 7 gezeigt ist.

Eine übersetzungsveränderliche Zahnstange 2, die in F i g 3 gezeigt ist. ist in dem Zahnstangenlenkgetriebe angeordnet, die in den F i g. 1 und 2 gezeigt ist. Die übersetzungsveränderliche Zahnstange 2 ist mit Gleitsitz in einem Gehäuse ! angeordnet. Die Zahnstangenzähne 3 der Zahnstange 2 kämmen mit einem Schrauben- oder schrägverzahnten Rad 4, das mit einem Lenkrad (nicht gezeigt) vjriegelt ist. Gemäß Fig. 2 hat die Rückseite der Zahnstange 2 im Querschnitt auf Seitenführungsflächen 5a eines zylindrischen Teiis 5 verschiebbar. Das zylindrische Teil 5 ist mit Gleitsitz in dem Gehäuse 1 angeordnet und in zu der Achse der Übersetzungsveränderlichen Zahnstange 2 rechtwinkeliger Richtung beweglich. Eine Feder 6 drückt gegen das zylindrische Teil 5, so daß die Zahnstangenzähne 3 zu dem Schraubenrad 4 gedrückt werden. Gemäß F i g. 3 bestehen die Zahnstangenzähne 3 aus geraden Zahnstangenzähnen 3a in beiden Seitenteilen und gekrümmten Zahnstangenzähnen 3b in den Mittelteilen. Die kleinere oder größere Lenkübersetzung kam im Vergleich zu beiden Seitenzahnstangenzähnen 3a durch diese gekrümmten Zahnstangenzähne 3b erzielt werden, wie es in F ι g. 4 gezeigt ist. |

Im folgenden wird ein aus zwei Schritten bestehendes Verfahren zum Herstellen der übersetzungsveränderlichen Zahnstange 2 beschrieben.

In dem hier beschriebenen Verfahren wird der Schmiedeprozeß ähnlich wie in dem zweiten Schritt in dem ersten Schritt angewandt, um Zahnstangen/ahne herzustellen, die etwa die Form der fertigen Zahnstangenzähne haben. Zuerst wird ei^ Rundstahl, der einen vorbestimmten Durchmesser hat, auf eine vorbestimmte Länge in einem Schneidschritt zugeschnitten, um ein Ausgangsmaterial 12 herzustellen. Nach einer Wärme behandlung dieses Ausgangsmaterials /um Vereinheitlichen des Metallgefüges wird es in dem ersten Schritt warm vorgeschmiedet. F i g. 5 zeigt die Querschnitte eines Obergesenks 10 und eines Untergesenks 11, die für dieses Warmschmieden benutzt werden. F i g. 6 zeigt das Untergesenk 11 in Draufsicht. Die Gesenke 10 und 11 sind so geformt, daß das runde Ausgangsmaterial 12 in die Form geschmiedet wird, die der endgültigen Form der herzustellenden Zahnstangc ähnelt. Das Unlcrgcsenk 11 ist mit zahnfoniienden Teilen II;;, II/;zum Formen der Zahnstangen/ahne 3;; und 3/; versehen, so da 1.5 die geneigten Flächen 136 auf beiden Seilen des Y-Querschnittes in dem runden Ausgangsmaterial 12 gebildetwerden.
Wenn das runde Ausgangsmaterial 12 unter Verwen-

dung des Obergesenks 10 und des Untergesenks 11 warm vorgeschmiedet wird, wird das Ausgangsmaterial in einen Zahnstangenrohling 13 verformt, der Zahnstangcn/ühnc 13a hat, deren Form der der fertigen Zahnstangen/ahne 3 ahneil, und geneigte Teile i3b. wie es in ■> F ι g. 7 gezeigt ist. Der Zahnstangenrohling 13 wird dann einer Wärmebehandlung unterworfen, beispielsweise geglüht, um innere Spannungen /u beseitigen und das Mctallgefüge zu vereinheitlichen. Nach der Wärmebehandlung wird in dem zweiten Schritt kalt fertigge- \o schmiedet. F i g. 7 zeigt die Querschnitte eines Obergesenks 14 und eines Untergesenks 15, die für dieses Kaltschmieden benutzt werden, und F i g. 8 zeigt das Untergesenk 15 in Draufsicht Das Obergesenk 14 und das Untergesenk 15 sind grundsätzlich gleich dem Obergesenk 10 bzw. Untergesenk 11 die für das Warmschmieden benutzt werden. Die geneigten Teile 14a und die zahnformenden Teile 15a und 156 sind aber so geformt, daß die endgültige Form der Zahnstangenzähne 3a und 36 und der geneigten Flächen 2a der Zahnstange 2 hergestellt wird. Wenn der Zahnstangenrohling 13 dem Schmiedevorgang mit dem Obergesenk 14 und dem Un ■ lergesenk 15 ausgesetzt wird, können demgemäß die Zahnstangenzähne 3a und 36 und die geneigten Flächen 2a fertiggeschmiedet werden.

Nach dem vorstehenden Kaltschmiedevorgang wird wieder eine Wärmebehandlung durchgeführt, um innere Spannungen zu beseitigen und das Metallgefüge zu vereinheitlichen, woran sich ein Entgraten anschließt. Weiter werden Schraubenlöcher zur Befestigung oder Nuten für Anschlagringe in beiden Endteilen der Zahnstange hergestellt Daran anschließend erfolgen die Wärmebehandlung, wie Vergüten, Induktionswärmebehandeln, Richten, Polieren und Schleifen der zylindrischen Fläche in dieser Reihenfolge, woran sich eine magnetische Rißprüfung und eine Endkontrolle anschließen, mit denen der gesamte Fertigungsprozeß abgeschlossen wird.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen einer Zahnstange mit Y-Querschnitt aus einem runden Ausgangsmateria] durch einen ersten Schritt zum Vorschmieden von Zahnstangenzähnen, weiche etwa die Form der fertigen Zähne haben, und durch einen zweiten Schritt zum Fertigschffiieden der in dem ersten Schritt vorgeschmiedeten Zahnstangenzähne, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Vorschmieden der Zahnstangenzähne (13a,) in dem ersten Schritt die zu den Zahnstangenzähnen entgegengesetzte Seite in die Y-Querschnittsform geschmiedet wird.

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