<Desc/Clms Page number 1>
Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuglenkungen
Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe mit Globoidschnecke und Lenkrolle für Kraftfahrzeuge.
Um dem Fahrzeug sowohl bei Geradeausfahrt als auch bei Kurvenfahrt ein gutes Lenkverhalten zu geben, muss das gesamte Lenksystem, also auch das Lenkgetriebe, in Geradeausfahrtstellung möglichst spiel- frei sein, um unnötige Korrekturen bei Geradeausfahrt zu vermeiden.
Beim Einlenken in eine Kurve soll das Lenksystem möglichst reibungsarm arbeiten, d. h., es dürfen keine Verklemmungen am Gestänge oder am Lenkgetriebe auftreten. Ferner besteht die Forderung, dass nach erfolgter Kurvenfahrt die gelenkten Vorderräder möglichst selbsttätig wieder in die Geradeausfahrtstellung zurückkehren. Diese Forderung kann nur erfüllt werden, wenn der Achsschenkelbolzen die notwendigen Neigungswinkel bezüglich Spreizung, Nachlauf und Sturz des Rades aufweist. Diese Neigungswinkel ergeben die gewünschten Rückstellkräfte, die gerade so gross gehalten werden, dass die Räder noch automatisch in die Geradeausfahrtstellung zurücklaufen. Hiezu ist es auch erforderlich, dass das Lenkgetriebe diesen Rückstellkräften keine Hemmungen entgegensetzt.
Bei bekannten Lenkgetrieben mit Globoidschnecke und Zwei- oder Dreizahnrolle bestand bisher immer die Schwierigkeit, dass die Lenkung den von den gelenkten Vorderrädern ausgeübten Rückstellkräften im eingeschlagenen Zustand der Lenkrolle einen Widerstand entgegensetzte, weil sich die Lenkrolle in dem Schneckengang der Lenkschnecke verklemmte. Diese Verklemmerscheinungen rühren daher, dass die Lenkrolle mit einem konstanten Schrägungswinkel in die Kammer der Lenkrollenwelle eingesetzt ist, während die Steigungswinkel der Globoidschnecke in Schneckenmitte am grössten sind und sich gegen die Enden zu kontinuierlich verkleinern. Aus baulichen Gründen kann eine Anpassung der Lenkrolle an diesen veränderlichen Steigungswinkel nicht stattfinden.
Es sind nachstellbare Lenkgetriebe bekannt, bei denen die Lenkrolle nicht lotrecht unter der Lenkschnecke, sondern etwas seitlich davon angeordnet ist, so dass die Lotrechte von der Schneckenmitte auf die Lenkrollenwelle und die Verbindungslinie von Schneckenmitte und Lenkrollenmitte einen bestimmten Winkel miteinander bilden. Die Nachstellung erfolgt durch axiale Verstellung der Lenkwelle. Da sich die Schnecke hauptsächlich nur in ihrem mittleren Teil abnützt, so liegt hierin eine weitere Ursache, dass die bekannten Lenkgetriebe besonders in den Endstellungen schwergängig sind.
Die Gründe für das Versagen der bekannten Lenkungen sowie der Einfluss der einzelnen Kenngrössen
EMI1.1
ebene der Schnecke) auf die Leichtgängigkeit und den automatischen Rücklauf des Lenkgetriebes waren bisher nicht bekannt.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der genannten Nachteile und schafft ein Lenkgetriebe, welches in allen Ausschlagstellungen genügend leichtgängig ist und aus allen Ausschlagstellungen selbsttätig und mit Sicherheit in die Stellung für Geradeausfahrt zurückläuft.
Die Erfindung besteht in der Vereinigung folgender zum Teil bekannter Merkmale, u. zw. : a) der Halbmesser des sich aus dem Schnitt einer Schneckenlängsmittelebene der Globoidschnecke mit ihrer Teilkreishüllkurve ergebenden Kreisbogens ist grösser als der Teilkreishalbmesser des Kreisbogens der mit der Schnecke im Eingriff stehenden Lenkrolle ; vorzugsweise derart, dass die als volles Schneckenrad gedachte
<Desc/Clms Page number 2>
Lenkrolle eine um 1, 5-1,8 kleinere Zähnezahl aufweist als das zur Erzeugung des Schneckengewindes erforderliche Schneidrad ; b) der Abstand der Teilkreishüllkurve von der Schneckenmitte wird so gross ausgeführt, dass der kleinste Schneckenkemquerschnitt in an sich bekannterweise gleich oder kleiner ist als der Querschnitt der Antriebsspindel ;
c) die Lenkrolle ist in an sich bekannter Weise zur Mittelsenkrechten der Lenkschnecke versetzt angeordnet, wobei in an sich bekannterWeise der eingeschlossene Winkel zwischen
EMI2.1
in Geradeausfahrtstellung kleiner als 100 ist.
Es ist an sich bekannt, den kleinsten Kernquerschnitt einer Globoidschnecke zur günstigen Ausnutzung des Werkstoffes etwa gleich dem Querschnitt der mit ihr verbundenen Lenkspindel auszuführen.
Bei einem Lenkgetriebe nach der Erfindung sind alle Verzahnungsmasse so zueinander ausgewogen, dass die gewünschten Wirkungen erzielt werden. Das Merkmal b) bewirkt hiebei, dass der Steigungswinkel an denEnden der Lenkschnecke noch genügend gross bemessen ist und ausreichend weit über demReibungs-. winkel p zwischen den Schnecken- und Rollenflanken liegt, so dass ein sicherer Rücklauf im ganzen Ausschlagbereich gewährleistet ist.
Nachfolgend wird an Hand der Zeichnung ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigen Fig. l einen Längsschnitt durch ein Lenkgetriebe nach der Linie E-E'der Fig. 2, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig 1.
Im Lenkgetriebegehäuse 1 befindet sich die Globoidschnecke 2, die unlösbar, beispielsweise durch elektrisches Stumpfschweissen, mit der Lenkspindel 3 verbunden ist. A ist der Abstand vom Punkt S der Teilkreishüllkurve K der Schnecke bis zur Schneckenmitte. S ist der Berührungspunkt der Teilkreishüllkurve mit dem Teilkreisbogen L der Lenkrolle 8, welcher den Radius r hat. Die beiden kreisringförmigen Zähne der Lenkrolle sind als Teil eines vollständig gedachten Schneckenrades ausgeführt, dessen Verzahnungsteilkreis den Radius r hat. B ist der Abstand zwischen Schneckenlängsachse und Drehachse W der Lenkwelle 5 mit dem Lenkwellenkopf 13, so dass B = r + A ist. Der Radius R der Teilkreishüllkurve ist um ein bestimmtes Mass grösser als r, so dass die Lenkrolle exzentrisch zur Teilkreishüllkurve um die Achse W der Lenkwelle schwenkt.
In der in Fig. 1 gezeichneten Stellung für Geradeausfahrt ist die Lenkrolle spielfrei im Eingriff mit der Schnecke 2. Beim Ausschlag nach beiden Seiten entfernt sich die Lenkrolle zunehmend von der Schnecke und es entsteht ein Eingriffsspiel. Hiedurch wird in an sich bekannter Weise ein Klemmen infolge des nach den Schneckenenden hin kleiner werdenden Steigungswinkels vermieden ; auch gestattet dieses Eingriffsspiel die Nachstellung der Lenkrolle, ohne dass ein Klemmen in den weniger abgenutzten äusseren Teilen des Schneckenganges entsteht.
Der Abstand A wird nicht grösser gewählt als dies festigkeitsmässig notwendig ist, d. h., der kleinste Kernquerschnitt der Schnecke kann gleich oder kleiner ausgeführt werden als der Querschnitt der Lenkspindel 3.
Die Lenkschnecke 2 lagert in zwei Kugelreihen 4. Die Kugeln laufen innen in Kugelbahnen 6, welche in die Lenkschnecke eingearbeitet sind und aussen in Lagerringen 7, die sich im Gehäuse 1 befinden. Die Lenkrolle 8 stützt sich stirnseitig gegen Anlaufscheiben 9 und läuft auf einem oder mehreren Nadellagern 10, die sich auf dem Lenkrollenbolzen 11 befinden. Der Lenkrollenbolzen sitzt in zwei Bohrungen 12 des Lenkwellenkopfes'13 ; sein Sitz ist durch die angestauchten Endverstärkungen 14 gesichert.
Bei einem Lenkgetriebe ohne Eingriffskorrektur ist der Teilkreishalbmesser des Werkzeuges, welches das Schneckengewinde erzeugt, gleich dem Teilkreis-Radius r der Lenkrolle. Für den korrigierten Eingriff nach der Erfindung wird aber ein Werkzeug verwendet, welches einen Teilkreishalbmesser R erhält, der um ein bestimmtes Mass grösser ist als der Radius r.
. Zur Erzielung einer Nachstellbarkeit bei auftretendem Spiel ist die Lenkrolle 8 um das Mass x aus der Mittelsenkrechten E-E der Lenkschnecke 2 versetzt (Fig. 2). Der eingezeichnete Kreis mit Radius A schneidet die Verbindungslinie von Mitte der Schnecke 2 und Mitte der Lenkrolle 8 im Punkt S. Die lotrechte Gerade durch S bezeichnet die Ebene, in der die Flankenberührung beim Durchschwenken der Lenkrolle erfolgt. Der Abstand x ist zum Abstand A verhältig und stellt ein Mass dar für die Grösse des Eingriffsfehlers, der durch die seitliche Versetzung der Lenkrolle um den Winkel a entsteht.
Durch die angegebene geringe Bemessung von a und x'wird erreicht, dass die Eingriffsverhältnisse zwischen Lenkrolle und Lenkschnecke über den ganzen Ausschlagbereich den günstigsten Wert erreichen.