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Rollenlager zur Lenkschneckenlagerung in
Kraftfahrzeug-Lenkgetrieben
Die Erfindung bezieht sich auf Kraftfahrzeug-Lenkgetriebe, insbesondere mit Globoid-Schnecke sowie Rollenzahn und betrifft Massnahmen zur Verbesserung der Dämpfungseigenschaften durch eine besondere
Lagerung der Lenkschnecke.
Bisher versuchte man bei Auslegung von Kraftfahrzeuglenkungen das Mass der Stossdämpfung so abzustimmen, dass ein tragbarer Lenkungs-Gesamtwirkungsgrad erzielt wurde. Nur bei schweren Fahrzeugen für Fahrten in unebenem Gelände hat sich eine besondere, zusätzlich in das Lenkgetriebe eingebaute Rückschlagsicherung durchgesetzt.
Hiezu wird die Lenkspindel an ihrer Lenkgetriebeseite mit zwei Zapfen versehen, auf denen je eine Klemmrolle sitzt. Der Durchmesser der Rollenbohrung ist etwas grösser als der Durchmesser der Lenkspindelzapfen und der Aussendurchmesser der Rollen etwas kleiner als der Halbmesser eines Klemmringes, gegen den die Klemmrollen in Ruhestellung durch ein federbelastetes Druckstück gepresst werden. Die Lenkschnecke ist mit einem Ansatz versehen, in dem das Druckstück ruht und über den die Lenkbewegung auf die weiteren Lenkungsteile übertragen wird. Bei Stössen, die von den Vorderrädern auf das Lenkgetriebe übertragen werden, bewegen sich die Sperrollen in der der Federbelastung des Druckstückes entgegengesetzten Richtung, berühren sich und verklemmen sich im Sperring.
Die Stösse werden von den Rollen aufgefangen und durch Reibschluss über den Sperring auf das Lenkgetriebegehäuse übertragen.
Der Einbau dieser Rückschlagsicherung kompliziert das Lenkgetriebe, verteuert dessen Herstellung und beeinträchtigt den selbsttätigen Rücklauf der eingeschlagenen Lenkung in die Geradeausfahrtstellung.
Man hat auch versucht, Stossdämpfer in das Lenkgestänge einzubauen, um den Fertigungs- und Montageaufwand zu verringern. Diese Massnahme hat sich jedoch nicht durchgesetzt, weil damit die Steifheit der gesamten 1. enkkinematik herabgesetzt wird. Daraus ergab sich die Aufgabe, für Lenkungen unter Einhaltung eines möglichst hohen Wirkungsgrades hinsichtlich der Leichtgängigkeit eine ausreichende Dämpfung der Stösse zu erzielen, die aus der Fahrbahn über die Vorderräder des Fahrzeuges und das Lenkgestänge in das Lenkgetriebe eingeleitet werden. Die Dämpfungseinrichtung sollte ausserdem einfach herzustellen und zu montieren sein und den normalen Aufbau der Lenkung nicht komplizieren.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Lenkschnecke zur Erreichung eines hohen Dämpfungsgrades gegen plötzliche Stösse beidseitig in je einem Rollenkranz mit kegelig angestellten Wälzkörpern läuft, die in einem Kafig geführt und als Zylinderrollen ausgebildet sind und deren Längsachse derartig geneigt ist, dass der grösste Lagerinnendurchmesser nach der Schneckenverzahnung zeigt und die Zylinderrollen mit ihrer nach innen gekehrten Stirnseite gegen einen an der Lenkschnecke angeordneten Bord anlaufen.
Dadurch, dass die zylindrischen Rollen praktisch von einem Kegelmantel umhüllt sind und die schräge Lauffläche auf der Lenkschnecke von aussen her stetig zunehmende Durchmesser aufweist, sind die Rollen bestrebt, bei Drehbewegungen in Richtung auf den grössten Hüllkreis auszuwandern und laufen dabei gegen den an der Lenkschnecke vorgesehenen Bord an. Neben der aus der Differenz der Rollenlaufbahn-Durchmesser entstehenden Laufflächenreibung und der Käfigreibung, die aus dem Bestreben der Zylinderollen nach Verdrehung um ihre Zylindermitte herrührt, nimmt die Bordreibung zwischen den Rollen-Stirnflächen und dem Schnecken-Anlaufbord die grössten Werte an.
Diese in den Lenkschneckenlagern durch kegelig angestellte Zylinderrollen trotz der Wälzlagenmg
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bewusst erzeugte Reibung reicht für die Dämpfung von in das Lenkgetriebe gelangenden Stössen aus, während es sich beispielsweise zeigte, dass bei Anwendung von Gleitlagern, die hinsichtlich der Stossdämp- fung ebenfalls geeignet erscheinen, die gesamte Lenkung zu schwergängig wurde.
Wird also eine Rückschlagsicherung in das Lenkgetriebe eingebaut, dann genügt die erfindungsgemässe Lagerung der Lenkschnecke in den kegelig angestellten Zylinderrollen. Ihr wesentlicher Vorteil liegt im Verzicht auf besondere Vorrichtungen, die den Aufbau des Lenkgetriebes komplizieren, verteuern und durch auftretenden Abrieb oder durch. federnde Teile die Funktionssicherheit der Lenkung beeinträchtigen.
Die Zeichnung stellt beispielsweise einen Längsschnitt durch ein Lenkgetriebe gemäss der Erfindung dar.
Im Lenkgetriebegehäuse 1 lagert die mit der Lenkspindel 2 verbundene Lenkschnecke 3, deren Bewegungen auf die Lenkrolle 4 und von dieser auf die (nicht dargestellten) weiteren Lenkungsteile übertragen werden.
Die Schneckenlagerung besteht aus zwei Rollenkränzen, deren einzelne Wälzkörper 5 einen zylindrischen Mantel 6 aufweisen. Die Längsachsen 7 der Zylinderrollen sind so geneigt, dass der grössere In- nendurchmesser beider Rollenlager jeweils nach der Schneckenverzahnung zeigt. Geführt durch den Käfig 8 laufen die Rollen an der Innenseite ohne Innenring direkt auf Bahnen 9. welche sich auf der Lenkschnecke befinden, und an der Aussenseite in Lagerringen 10, die in das Lenkgetriebegehäuse eingepasst sind.
Bei jeder Drehung wandern die Zylinderrollen 5 beider Lager in Richtung Schneckenverzahnung und mit ihrer Stirn 11 gegen den Anlaufbord 12 der Lenkschnecke. Der Lagerreibwert, der sich aus der Rollenlaufflächenreibung, der Käfig- und der Bordreibung zusammensetzt, wird dadurch entsprechend erhöht. Daraus ergibt sich gleichzeitig eine entsprechende Vergrösserung der Dämpfungseigenschaften des Lenkgetriebes gegen plötzliche Stösse.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rollenlager zur Lenkschneckenlagerung in Kraftfahrzeug-Lenkgetrieben, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkschnecke zur Erreichung eines hohen Dämpfungsgrades gegen plötzliche Stösse beidseitig in je einem Rollenkranz mit kegelig angestellten Wälzkörpern läuft, die in einem Käfig geführt und als Zylinderrollen (5) ausgebildet sind und deren Längsachse derartig geneigt ist, dass der grösste Lagerinnendurchmesser nach der Schneckenverzahnung zeigt und die Zylinderrollen mit ihrer nach innen gekehrten Stirnseite (11) gegen einen an der Lenkschnecke angeordneten Bord (12) anlaufen.
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Roller bearings for steering worm bearings in
Motor vehicle steering gears
The invention relates to motor vehicle steering gears, in particular with a globoid worm and roller tooth, and relates to measures for improving the damping properties by means of a special one
Storage of the steering worm.
Up to now, attempts have been made in the design of motor vehicle steering to adjust the level of shock absorption so that a sustainable overall steering efficiency was achieved. A special kickback protection built into the steering gear has only established itself in heavy vehicles for driving on uneven terrain.
For this purpose, the steering spindle is provided with two pins on its steering gear side, each with a pinch roller. The diameter of the roller bore is slightly larger than the diameter of the steering spindle pin and the outer diameter of the rollers is slightly smaller than the radius of a clamping ring against which the clamping rollers are pressed in the rest position by a spring-loaded pressure piece. The steering worm is provided with an attachment in which the pressure piece rests and via which the steering movement is transmitted to the other steering parts. In the event of bumps that are transmitted from the front wheels to the steering gear, the locking rollers move in the direction opposite to the spring loading of the pressure piece, touch each other and jam in the locking ring.
The shocks are absorbed by the rollers and transmitted to the steering gear housing by frictional engagement via the locking ring.
The installation of this kickback device complicates the steering gear, makes it more expensive to manufacture and impairs the automatic return of the turned steering into the straight-ahead position.
Attempts have also been made to build shock absorbers into the steering linkage in order to reduce the manufacturing and assembly costs. However, this measure has not caught on because it reduces the stiffness of the entire first kinematic system. This gave rise to the task of achieving sufficient damping of the shocks that are introduced into the steering gear from the roadway via the front wheels of the vehicle and the steering linkage while maintaining the highest possible degree of efficiency in terms of ease of movement. The damping device should also be easy to manufacture and assemble and not complicate the normal structure of the steering.
According to the invention, this object is achieved in that the steering worm, in order to achieve a high degree of damping against sudden impacts, runs on both sides in a roller ring with tapered rolling elements, which are guided in a cage and designed as cylindrical rollers and whose longitudinal axis is inclined so that the largest bearing inside diameter shows after the worm toothing and the cylindrical rollers run with their inwardly facing face against a rim arranged on the steering worm.
Because the cylindrical rollers are practically encased in a conical shell and the inclined running surface on the steering worm has a steadily increasing diameter from the outside, the rollers strive to migrate towards the largest enveloping circle during rotary movements and run against the one provided on the steering worm Board on. In addition to the running surface friction resulting from the difference in the roller raceway diameter and the cage friction, which results from the efforts of the cylinder rollers to rotate around their cylinder center, the edge friction between the roller end faces and the screw run-up flange assumes the greatest values.
This in the steering worm bearings by tapered cylindrical rollers despite the rolling bearings
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Deliberately generated friction is sufficient to dampen shocks entering the steering gear, while it has been shown, for example, that the use of plain bearings, which also appear suitable with regard to shock absorption, makes the entire steering too stiff.
If a kickback protection device is built into the steering gear, the storage of the steering worm according to the invention in the tapered cylindrical rollers is sufficient. Their main advantage lies in doing without special devices that complicate the structure of the steering gear, make it more expensive and through abrasion or through. Resilient parts impair the functional reliability of the steering.
The drawing shows, for example, a longitudinal section through a steering gear according to the invention.
The steering worm 3, which is connected to the steering spindle 2 and whose movements are transmitted to the steering roller 4 and from this to the other steering parts (not shown), is mounted in the steering gear housing 1.
The worm bearing consists of two roller rings, the individual rolling elements 5 of which have a cylindrical shell 6. The longitudinal axes 7 of the cylindrical rollers are inclined in such a way that the larger inside diameter of both roller bearings points towards the worm teeth. Guided by the cage 8, the rollers run on the inside without an inner ring directly on tracks 9 which are located on the steering worm, and on the outside in bearing rings 10 which are fitted into the steering gear housing.
With each rotation, the cylindrical rollers 5 of both bearings move in the direction of the worm toothing and with their end 11 against the run-up rim 12 of the steering worm. The bearing friction coefficient, which is made up of the roller running surface friction, the cage and the rim friction, is increased accordingly. At the same time, this results in a corresponding increase in the damping properties of the steering gear against sudden impacts.
PATENT CLAIMS:
1. Roller bearing for steering worm bearings in motor vehicle steering gears, characterized in that the steering worm runs on both sides in a roller ring with tapered rolling elements, which are guided in a cage and designed as cylindrical rollers (5) and are designed as cylindrical rollers (5) to achieve a high degree of damping against sudden impacts The longitudinal axis is inclined in such a way that the largest bearing inner diameter points towards the worm toothing and the cylindrical rollers with their inwardly facing end face (11) run against a rim (12) arranged on the steering worm.