DE1219344B

DE1219344B - Steering gears, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE1219344B
Application number: DEZ9969A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Wagner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1963-03-13
Filing date: 1963-03-13
Publication date: 1966-06-16

Description

Lenkgetriebe; insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit im Lenkgetriebegehäuse gelagertem Zahnstangengetriebe und einer nachgiebigen, flexiblen Werkstoff enthaltenden Lagerung der Zahnstange sowie einem mit der Lagerung in Richtung des Antriebsritzels zusammenwirkenden Drucklager.Steering gear; particularly for motor vehicles The invention relates to a steering gear, especially for motor vehicles, with mounted in the steering gear housing Rack and pinion and a resilient, flexible material containing bearing the rack and a cooperating with the storage in the direction of the drive pinion Thrust bearing.

Es ist bereits ein Lenkgetriebe der genannten Art bekannt, bei dem entweder die Zahnstange oder die Ritzelwelle in flexiblen Büchsen gelagert ist. Diese Lagerbüchsen umschließen unmittelbar den Schaft der Zahnstange bzw. die Ritzelwelle, so daß ein verhältnismäßig rascher Verschleiß an den Gleitflächen der Lagerbüchsen auftritt. Ein weiterer Nachteil des bekannten Getriebes besteht darin, daß die flexiblen Lagerbüchsen eine große radiale Bewegung der Zahnstange bzw. der Ritzelwelle zulassen, da die Nachgiebigkeit der Büchsen nur durch die Elastizität des Lagerwerkstoffes begrenzt ist.There is already a steering gear of the type mentioned, in which either the rack or the pinion shaft is mounted in flexible bushings. These bearing bushes directly enclose the shaft of the rack or the pinion shaft, so that a relatively rapid wear on the sliding surfaces of the bearing bushes occurs. Another disadvantage of the known transmission is that the flexible Bearing bushes allow a large radial movement of the rack or pinion shaft, because the flexibility of the bushings is only due to the elasticity of the bearing material is limited.

Es ist außerdem eine Lenkeinrichtung bekannt, bei der zwischen dem Zahnstangengetriebe und seinem Gehäuse einerseits und der im gleichen Gehäuse gelagerten Spurstange andererseits Zwischenglieder aus stoßdämpfendem Werkstoff eingefügt sind. Die die Spurstange aufnehmenden flexiblen Lagerringe sind mit Gleiteinlagen versehen. Ferner ist zwischen der Zahnstange und der dem Antriebsritzel gegenüberliegenden Gehäusewand eine Blattfeder vorgesehen, die den Zahneingriff der Getriebeglieder sichern soll. Zum Ausgleich des durch Abnützung entstandenen Spieles ist die Blattfeder jedoch ungeeignet.There is also a steering device known in which between the Rack and pinion transmission and its housing on the one hand and that stored in the same housing Tie rod on the other hand intermediate links are inserted from shock-absorbing material. The flexible bearing rings that hold the tie rod are provided with sliding inserts. Furthermore, between the rack and the opposite of the drive pinion Housing wall a leaf spring is provided, the meshing of the gear members should secure. The leaf spring is used to compensate for the play caused by wear but unsuitable.

Auch bei dieser bekannten Einrichtung wirkt sich nachteilig aus, daß die radiale Nachgiebigkeit der Lagerringe, in denen die Spurstange gleitet, verhältnismäßig groß ist. Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß die bekannte Zahnstange einen erheblichen toten Gang aufweist. Schließlich kann die Zahnstange durch ihre doppelt flexible Lagerung im Lenkgetriebegehäuse beim Auftreten von Fahrbahnstößen von ihrer axialen Lage abweichen und dadurch ein Klemmen im Lenkgetriebe verursachen. Dieses Klemmen führt zum vorzeitigen Abnützen der miteinander im Eingriff befindlichen Getriebeteile.In this known device, too, has a disadvantageous effect that the radial flexibility of the bearing rings, in which the tie rod slides, is proportionate is great. Another disadvantage is that the known rack has a considerable has dead gear. Finally, the rack can be flexible due to its double Storage in the steering gear housing in the event of road bumps from their axial Position and cause jamming in the steering gear. This clamping leads to premature wear of the gear parts that are in engagement with one another.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den bekannten Lenkungen anhaftenden Mängel zu beseitigen.The invention is based on the object that the known steering to eliminate adhering defects.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß die nachgiebige Lagerung aus einer oder mehreren an sich bekannten geteilten oder in axialer Richtung geschlitzten Lagerbüchsen und aus diese umschließenden und unter Vorspannung befindlichen Ringen aus flexiblem Werkstoff besteht und daß zwischen der Mantelfläche der Lagerbüchsen und der Bohrungsfläche des Gehäuses ein vorbestimmtes begrenztes Ausweichen der Zahnstange in Richtung des Zahneingriffes zulassender Zwischenraum an sich bekannter Art gebildet ist.This object has been achieved according to the invention in that the compliant Storage from one or more known per se divided or in the axial direction slotted bearing bushes and from these enclosing and preloaded Rings made of flexible material and that between the outer surface of the bearing bushes and the bore surface of the housing a predetermined limited deflection of the Rack in the direction of the tooth engagement permitting gap per se known Kind is formed.

Ein weiteres Merkmal gemäß der Erfindung besteht darin, daß mindestens ein aus flexiblem Werkstoff bestehender Ring jeder der Lagerbüchsen zugeordnet ist und daß die Ringe in an sich bekannter Weise in entsprechende, in die Bohrung des Gehäuses und/oder der Lagerbüchsen eingearbeitete Ringnuten eingesetzt sind.Another feature according to the invention is that at least a ring made of flexible material is assigned to each of the bearing bushes and that the rings in a manner known per se in corresponding, in the bore of the Housing and / or the bearing bushes incorporated annular grooves are used.

Ein weiteres Merkmal gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Ringe in ihrer Breite geringer als die Breite der zugehörigen Ringnuten bemessen sind.Another feature according to the invention is that the rings are dimensioned in their width less than the width of the associated annular grooves.

Durch die Ausführung der Ringe mit geringerer Breite als die zugehörigen Nuten kann beim Andrücken des entsprechenden Getriebeteiles das verdrängte Volumen der flexiblen Ringteile in den vergrößerten Teil der Nuten ausweichen, ohne ein zu starkes Klemmen an den Lagerstellen hervorzurufen.By designing the rings with a smaller width than the associated ones The displaced volume can grooves when the corresponding gear part is pressed on of the flexible ring parts in the enlarged part of the grooves without a cause excessive jamming at the bearing points.

Mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Lenkgetriebe wird einerseits ein genauer spielfreier Eingriff zwischen den Getriebegliedern des Lenkgetriebes und andererseits eine maximale Stoßdämpfung der von den Fahrzeugrädern über das Gestänge auf das Lenkgetriebe und damit auf das Lenkhandrad kommenden Stöße erzielt. Außerdem weist ein solches Lenkgetriebe einen sehr einfachen Aufbau mit einer geringen Zahl von Bauteilen auf. ` In der Zeichnung ist ein Lenkgetriebe gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 das Lenkgetriebe in einem Querschnitt längs der Zahnstange und F i g. 2 den Schnitt nach der Linie II-11 der F i g. 1. In der dargestellten Zahnstangenlenkung ist die Zahnstange das getriebene Teil, die quer zur Längsachse der Lenkspindel angeordnet ist, wobei sich an die Enden der Zahnstange über entsprechende Gelenke das Gestänge anschließt.With the steering gear designed according to the invention on the one hand a precise backlash-free engagement between the gear members of the steering gear and on the other hand a maximum shock absorption of the vehicle wheels over the Linkage achieved on the steering gear and thus on the steering handwheel coming shocks. In addition, such a steering gear has a very simple structure with a low Number of components. ` In the drawing is a steering gear shown according to the invention, namely FIG. 1 the steering gear in one Cross-section along the rack and FIG. 2 shows the section along line II-11 of F i g. 1. In the rack and pinion steering shown, the rack is the driven one Part, which is arranged transversely to the longitudinal axis of the steering shaft, with the The rods are connected to the ends of the rack via corresponding joints.

Die das Lenkhandrad tragende Lenkspindel 2 steht über Flanschteile 3 und 4 mit der Ritzelwelle 5 des Antriebsritzel6 in trieblicher Verbindung. Das Antriebsritzel 6 ist mittels Wälzlagern 9 und 10 im Lenkgetriebegehäuse 12 gelagert. Das Antriebsritzel 6 steht über Zahnprofile 14 mit den Zahnprofilen 16 der Zahnstange 18 in ständigem Eingriff. An die Enden der Zahnstange 18 schließen sich nicht dargestellte Kugelgelenke für die Anlenkung des Gestänges an.The steering spindle 2 carrying the steering handwheel stands over flange parts 3 and 4 with the pinion shaft 5 of the drive pinion 6 in driving connection. That The drive pinion 6 is mounted in the steering gear housing 12 by means of roller bearings 9 and 10. The drive pinion 6 is above tooth profiles 14 with the tooth profiles 16 of the rack 18 in constant use. At the ends of the rack 18, not shown, close Ball joints for the linkage of the linkage.

Mittels ihrer Lagerschäfte 20 und 21 ist die Zahnstange 18 unter Vermittlung von Lagerbüchsen 22 und 23 im Lenkgetriebegehäuse 12 gelagert. Die Lagerbüchsen 22 und 23 sind vorzugsweise aus einem Kunststoff hergestellt, der eine sehr geringe Haftreibung aufweist. Außerdem sind die Büchsen in ihrer axialen Erstreckung geschlitzt ausgeführt und liegen mit ihrer Bohrungsfläche an den Schäften 20 und 21 an. Der Außendurchmesser der Lagerbüchsen 22 und 23 ist um einen gewissen Betrag geringer als der Durchmesser der Lagerbohrung 24 bzw. 25 im Lenkgetriebegehäuse 12 'ausgeführt, so daß ein Zwischenraum zwischen der Mantelfläche der Lagerbüchsen und der Lagerbohrung gebildet ist. Dieser Zwischenraum dient zur Aufnahme von aus flexiblem Werkstoff bestehenden Ringteilen 28, 29 und 30 bzw. 31, 32 und 33, welche die Lagerbüchsen 22 bzw. 23 an ihren Mantelflächen 35 bzw. 36 umschließen und sich an den Lagerbohrungen 24 bzw. 25 des Gehäuses 12 abstützen, so daß eine nachgiebige Lagerung der Zahnstange 18 gegenüber dem Antriebsritzel 6 bewirkt wird. Die flexiblen Ringteile sind so in den Zwischenraum zwischen den Lagerbüchsen und den Aussparungen im Gehäuse eingesetzt, daß sie beim Einbringen des zu lagernden Teiles um einen bestimmten Betrag zusammengedrückt werden. Die Ringteile 28, 29 und 30 bzw. 31, 32 und 33 umschließen somit die Lagerbüchsen 22 bzw. 23 mit einer bestimmten Vorspannung, und zwar derart, daß die Bohrungsflächen der geschlitzten Lagerbüchsen 22 bzw. 23 mit einer sich aus der Vorspannung ergebenden Kraft an die Lagerflächen der Zahnstange 18 angelegt werden. In die Gehäusebohrung 24 bzw. 25 sind entsprechend der Anzahl der flexiblen Ringteile Ringnuten 40, 41 und 42 bzw. 43, 44 und 45 eingearbeitet, in welchen die Ringteile geführt bzw. gehalten sind. Diese Ringnuten sind um einen Betrag breiter bemessen als die Breite der Ringteile 28, 29 und 30 bzw. 31, 32 und 33: Ferner ist eine auf die Zahnstange 18 einwirkende, am Gehäuse 12 angeordnete Andruckeinrichtung vorhanden. Diese Andruckeinrichtung besteht aus einer im Lenkgetriebegehäuse 12 befestigten Halterung 50, die zur Aufnahme eines sich an die Zahnstange 18 anlegenden Druckstückes 51 dient. In die Halterung ist mittels Gewinde eine auf das Druckstück 51 einwirkende Stellschraube 52 einschraubbar, die mit Hilfe einer Kontermutter 53 gegen ungewolltes Verstellen gesichert ist. Das Zusammenwirken der Stellschraube 52 mit dem Druckstück 51 erfolgt über eine Scheibe 56 und zwischengeschaltete Tellerfedern,57.The rack 18 is mediated by means of its bearing shafts 20 and 21 mounted in the steering gear housing 12 by bearing bushes 22 and 23. The bearing bushes 22 and 23 are preferably made of a plastic that has a very low Has static friction. In addition, the sleeves are slotted in their axial extension executed and rest with their bore surface on the shafts 20 and 21. Of the The outer diameter of the bearing bushes 22 and 23 is smaller by a certain amount designed as the diameter of the bearing bore 24 or 25 in the steering gear housing 12 ', so that there is a gap between the outer surface of the bearing bushes and the bearing bore is formed. This space is used to accommodate flexible material existing ring parts 28, 29 and 30 or 31, 32 and 33, which the bearing bushes 22 and 23 enclose on their lateral surfaces 35 and 36, respectively, and on the bearing bores Support 24 or 25 of the housing 12, so that a resilient mounting of the rack 18 relative to the drive pinion 6 is effected. The flexible ring parts are like this inserted into the space between the bearing bushes and the recesses in the housing, that they are compressed by a certain amount when the part to be stored is introduced will. The ring parts 28, 29 and 30 or 31, 32 and 33 thus enclose the bearing bushes 22 or 23 with a certain bias, in such a way that the bore surfaces of the slotted bearing bushes 22 and 23 with a resultant from the preload Force can be applied to the bearing surfaces of the rack 18. In the housing bore 24 and 25 are annular grooves 40, 41 corresponding to the number of flexible ring parts and 42 or 43, 44 and 45 incorporated, in which the ring parts are guided or held are. These ring grooves are made wider by an amount than the width of the ring parts 28, 29 and 30 or 31, 32 and 33: Furthermore, an acting on the rack 18, Pressure device arranged on the housing 12 is present. This pressure device consists of a bracket 50 fastened in the steering gear housing 12 for receiving a pressure piece 51 resting against the rack 18 is used. In the holder an adjusting screw 52 acting on the pressure piece 51 can be screwed in by means of a thread, which is secured against unintentional adjustment with the aid of a lock nut 53. The interaction of the adjusting screw 52 with the pressure piece 51 takes place via a Washer 56 and intermediate disc springs, 57.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist wie folgt: Bei Anziehen der Stellschraube 52 wird über die Scheibe 56 und die Tellerfedern 57 sowie das Druckstück 51 ein Druck auf die Zahnstange 18 in Richtung auf das Antriebsritze1 6 ausgeübt. Dadurch drücken sich die Ringteile 28, 29 und 30 bzw. 31, 32 und 33 an dem entsprechenden Teil ihres Umfanges zusammen und ermöglichen eine spielfreie Einstellung zwischen den Zahnprofilen 16, der Zahnstange 18 und den Gegenprofilen 14 am Antriebsritzel 6.The operation of the device according to the invention is as follows: When the adjusting screw 52 is tightened, the washer 56 and the disc springs are tightened 57 as well as the pressure piece 51 a pressure on the rack 18 in the direction of the drive pinion 1 6 exercised. As a result, the ring parts 28, 29 and 30 or 31, 32 and 33 are pressed at the corresponding part of their scope and enable a backlash-free Adjustment between the tooth profiles 16, the rack 18 and the counter profiles 14 on the drive pinion 6.

Durch die um einen bestimmten Betrag breiter als die flexiblen Ringteile 28, 29 und 30 bzw. 31, 32 und 33 ausgeführten Ringnuten 40, 41 und 42 bzw. 43, 44 und 45 ist es möglich, daß durch das Anziehen der Stellschraube 52 und das Zusammendrücken der flexiblen Ringteile deren verdrängtes Volumen seitlich auszuweichen vermag, um eine zu starke Spannung zwischen der Gehäusebohrung und der Umfangsfläche der Büchse 22 bzw. 23 zu vermeiden.By a certain amount wider than the flexible ring parts 28, 29 and 30 or 31, 32 and 33 executed annular grooves 40, 41 and 42 or 43, 44 and 45 it is possible that by tightening the set screw 52 and compressing it of the flexible ring parts whose displaced volume is able to evade laterally, to avoid excessive tension between the housing bore and the peripheral surface of the Bushings 22 and 23 to be avoided.

Mittels der die Lagerbüchsen 22 und 23 mit Vorspannung umschließenden flexiblen Ringteile - wird gleichzeitig eine gewisse Dämpfung der von der Fahrbahn auf die Zahnstange 18 kommenden Stöße sowie eine nachgiebige Lagerung der Zahnstange .am Lenkgetriebegehäuse 12 erreicht. Es ist auch denkbar, daß ein anderer Zahntrieb verwendet wird oder nur eine Lagerstelle bzw: -Lagerbüchse zur nachgiebigen Lagerung eines oder beider Getriebeglieder vorgesehen ist. Ebenso kann an Stelle der Zahnstange die Ritzelwelle 6 mit Hilfe der angegebenen.-flexiblen Ringteile nachgiebig im Gehäuse gelagert werden.By means of the bearing bushes 22 and 23 with bias flexible ring parts - will at the same time provide some damping of the road surface on the rack 18 coming impacts and a resilient mounting of the rack .Achieved on the steering gear housing 12. It is also conceivable that a different gear drive is used or only one bearing point or: -bearing bush for flexible storage one or both transmission members is provided. Likewise, instead of the rack the pinion shaft 6 resiliently in the housing with the help of the specified flexible ring parts be stored.

Claims

Claims: 1. Steering gear, especially for motor vehicles, with rack and pinion mounted in the steering gear housing and a flexible one flexible material containing storage of the rack and one with the storage thrust bearing cooperating in the direction of the drive pinion, characterized in that that the flexible storage of one or more known per se divided or bearing bushes (22 or 23) slotted in the axial direction and enclosing them and pre-tensioned rings (28, 29, 30 and 31, 32, 33) made of flexible Material consists and that between the outer surface (35 or 36) of the bearing bushes (22 or 23) and the bore surface (24 or 25) of the housing (12) a predetermined limited evasion of the rack (18) in the direction of the meshing permitting Space of a known type is formed.

2. Steering gear according to claim 1, characterized in that at least one ring made of flexible material (28, 29, 30 or 31, 32, 33) is assigned to each of the bearing bushes (22 or 23) and that the rings (28, 29, 30 or 31, 32, 33) in a manner known per se in corresponding, machined into the bore (24 or 25) of the housing (12) and / or the bearing bushes Annular grooves (40, 41, 42 or 43, 44, 45) are used.

3. Steering gear according to claims 1 and 2 or one of these claims, characterized in that that the rings (28, 29, 30 or 31, 32, 33) are smaller in width than the width of the associated annular grooves (40, 41, 42 or 43, 44, 45) are dimensioned. Into consideration printed publications: German Patent No. 956199; German interpretative publications No. 1053 951, 1094 609; Austrian Patent No. 204 895; french Patent No. 813122.