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Spindellenkung für Kraftfahrzeuge.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spindellenkung für Kraftfahrzeuge, bei der die Bewegung der Lenkspindel auf ein Muttersegment übertragen wird, das die Lenkspindel bis höchstens zur Hälfte ihres Umfanges umschliesst, und bezweckt, eine stossfreie Lenkungsmöglichkeit und leichte Nachstellbarkeit
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dass eine das Muttersegment gegen die Lenkspindel anpressende Feder angeordnet ist, wodurch sich das Muttersegment im Gewinde der Spindel selbsttätig führt und nachstellt.
In der Zeichnung ist die Spindellenkung nach der Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Verbindung der Lenksäule mit dem Lenkhebel, Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1. Fig. 3 zeigt einige Teile der Fig. 1 in einer andern Ausführungsform. Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4--4 der Fig. 3. Fig. o zeigt eine andere Ausführungsform des Muttersegments im Eingriff mit der Lenkspindel und dem Hebelfortsatz. Fig. 6 zeigt das Muttersegment gemäss Fig. Ï in Ansicht. Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform ähnlich der nach Fig. 5. Fig. 8 zeigt das Muttersegment gemäss Fig. 7 in Ansicht.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 ist die Spindel in Form einer Hülse 1, die mit einem Trapezgewinde 1 a versehen ist, auf die Lenksäule 2 gesteckt und durch den Keil 3 gegen Verdrehung und durch die Schräglage 4, 4 a gegen Verschiebung gesichert. Die Spindel 1 ist gemeinsam mit der Lenk-
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die in Pfannen mit seitlichen Absehrägungen 8. 8 a ruht. steht das Muttersegment 7 mit dem Hebelfortsatz 10 des Lenkbolzens 11 in kraftschlüssiger Verbindung. Durch die Feder 12 wird der Hebelfortsatz 10 dauernd gegen die Kugel 9 und dadurch das Muttersegment 7 gegen die Spindel 1 gedrückt. Die Feder 12
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und den Zugbolzen 15 auf den Hebelfortsatz 10 bzw. den Lenkbolzen 11 ab. Die Feder 12 kann durch die Mutter 14 nachgespannt werden.
Die Verschlussschraube 16 im Gehäuseteil 5 macht die Mutter 14 von aussen zugänglich. Am äusseren Ende des Lenkbolzens 11, der mittels der Büchse 17, 17 a im Gehäuseteil 5 a drehbar und verschiebbar gelagert ist, sitzt der Lenkhebel19.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Ausführungsform ist wie folgt : Wird die Spindel 1 durch das Handrad am oberen Ende der Lenksäule 2 verdreht, so bewegt sich das Muttersegment 7, durch die Kugel 9 an der Mitnahme in der Umfangsrichtung gehindert, in axialer Richtung zur Spindel J fort, nimmt dabei den Hebelfortsatz 10 durch die Kugel 9 mit und verdreht zwangläufig den Lenkbolzen 11 und dadurch den Lenkhebel 19. Da der Hebelfortsatz 10 einen Kreisbogen beschreibt, wird bei grösseren Lenkausschlägen das Muttersegment 7 um einen kleinen Winkel verdreht, dessen Höchstmass durch den Winkel ss in Fig. 1 bezeichnet ist. Diese kleine Verdrehung des Muttersegments 7 ist praktisch ohne Bedeutung.
Treten Stösse auf, die bekanntlich eine plötzliche Verdrehung des Lenkbolzens 11 bewirken, so wird der Kraftschluss zwischen Hebelfortsatz 10 und Kegel 9 insofern gelockert, als die Kugel 9 auf den schrägen
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Abschlussflächen der Pfannen 8, 8 a abzurollen versucht. Dies kann aber nur geschehen, wenn der Lenkbolzen 11 gegen die Spannung der Feder 12 axial nach aussen verschoben wird. DieStossarbeit (in Richtung der Spindelachse) wird hiebei in Federarbeit (normal zur Richtung der Spindelachse) umgesetzt, ohne dass der Stoss durch das Muttersegment 7 auf die Spindel 1 bzw. das Handrad übertragen wird.
Die Feder 12 ist so eingestellt, dass die Kugelpfanne 8 a mit genügender Verspannung auf die Kugel 9 drückt, so dass bei den normalen Schaltwiderständen ein Abrollen der Kugel 9 auf den Kugelpfannen und somit ein toter
Gang bei der Lenkung verhindert ist.
Bei Abnutzung der Gewindeflanken 1 a, 7 a wird das Muttersegment 7 durch die Feder 12 tiefer in die Gewindegänge der Spindel 1 hineingedrÜckt, so dass die Zahnflanken 1 a und 7 a ständig in festem Eingriff sind und auch durch die Abnutzung kein toter Gang verursacht wird. Das Gewinde ist zu diesem Zwecke mit reichlichem Spitzenspiel hergestellt, u. zw. vorzugsweise als Trapezgewinde mit vertieftem Gewindegrund und abgeflachtem Gewindekopf, wie in Fig. 2 und 4 dargestellt ist.
Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 die Stossfreiheit der Lenkung durch die kraftschlüssige Verbindung des Hebelfortsatzes 10 mit dem Muttersegment 7 erzielt wird, ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 vorgesehen, die kraftschlüssige Verbindung zwischen Muttersegment 7 und Spindel 1 zu dem gleichen Zwecke zu beeinflussen. Nach Fig. 3 besitzen die Kugelpfannen 18. 18 a
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in der Spindel 1 bzw, dem Muttersegment 7 wesentlich grosser gehalten, z. B. etwa 90 .
Bei auftretenden Stössen wird bei dieser Ausführungsform der Kraftschluss nicht zwischen den
Teilen 7, 9, 10, da die Kugel 9 nicht mehr abrollen kann, sondern zwischen dem Muttersegment 7 und der
Spindel J ! aufgehoben. lnter der Wirkung des Stosses gleiten die Flanken 7 ades Muttersegments 7 von den Flanken 1 a der Spindel 1 infolge des entsprechend grossen Spitzenwinkels des Gewindes ab. Die
Stossarbeit wird auch hiebei in gleicher Weise in Federarbeit umgesetzt und die Spindel 1 und das Handrad werden von den Lenkstössen nicht beeinflusst.
Um die Herstellung der Muttersegmente zu verbilligen, können diese in Form von vollen Muttern hergestellt werden, die nachträglich in die einzelnen Segmente zerschnitten werden.
Bei den Ausführungsformen nach Fig. 5-8 bestehen das Muttersegment und die zur Lagerung des Muttersegments im Hebelfortsatz erforderliche Kugel aus einem Stück. Dadurch kann der Abstand zwischen Spindel und Hebelfortsatz wirksam verringert, ja überhaupt auf das kleinste denkbare Mass gebracht werden. Neben der Platzersparnis, die durch Verkleinerung des ohnehin schwer unterzubringenden Lenkgehäuses eintritt, wird eine wesentliche Vereinfachung der Spindellenkung hiedurch erzielt. Diese wirkt sich in erhöhter Betriebssicherheit, erhöhter Übersichtlichkeit und erhöhter Billigkeit aiiz.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 und 6 sind Muttersegment 7 b und Kugel 7 c in der Weise miteinander vereinigt, dass das erstere am Rücken, also an der der Seite des eingeschnittenen Gewindes 7 a abgekehrten Seite, einen halbkugeligen Fortsatz aufweist, mit dessen Hilfe es unmittelbar im Hebelfortsatz 10 gelagert ist. Dabei ist die Ausbildung des Muttersegments, insbesondere dessen Längserstreckung auf der Spindel, grundsätzlich jener der schon beschriebenen Beispiele gleich, lediglich der Rücken ist abgeflacht und mit dem vorerwähnten Lagerfortsatz versehen. Dadurch wird eine beträchtliche Verringerung der Entfernung (Spindelmitte-Hebelfortsatz) erreicht, ohne dass im Aufbau oder in der Wirkungsweise der Spindellenkung eine Änderung eingetreten ist.
Eine noch weitergehende Verringerung der Entfernung bis auf das kleinstmögliche Mass kommt im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 zum Ausdruck. Hier sind Muttersegment und Kugel in der Weise miteinander verschmolzen, dass das Gewinde 9 a unmittelbar in die Kugel 9 b geschnitten ist. Zu diesem
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des Hebelfortsatzes-M hervorschaut. Der Hebelfortsatz 10 ist der Spindel 1 dabei so nahe gekommen, dass das Gewinde 1 a der letzteren mit einem die Nachstellung während des Betriebes berücksichtigenden Spiel an der Vorderseite des Hebelfortsatzes 10 vorbeigeht. An der grundsätzlichen Anordnung : und Wirkungsweise ist auch hier keine Änderung eingetreten.
Bei allen Ausführungsarten ist dafür Sorge getragen, dass im Falle eines Bruches der Feder 12
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an den sich der Hebelfortsatz 10 sofort anlegt, falls die Wirkung der Feder 1. aufhört. Die Verbindung der Teile 1, 7,9 und 10 wird hiedurch zwar gelockert, aber nicht aufgehoben, da durch den Anschlag 40 nur ein Spiel vorgesehen ist, das beträchtlich kleiner ist als die Gewindehöhe bzw. die Pfannentiefe.
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