DE1262136B

DE1262136B - Steering arrangement for motor vehicles

Info

Publication number: DE1262136B
Application number: DEO10260A
Authority: DE
Inventors: Eugen Monetha; Heinz Moser
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1964-07-15
Filing date: 1964-07-15
Publication date: 1968-02-29

Description

Lenkanordnung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkanordnung für Kraftfahrzeuge mit einer unterteilten Lenkspindel, deren Abschnitte durch eine drehelastische Kupplung miteinander verbunden sind.Steering assembly for motor vehicles The invention relates to a Steering arrangement for motor vehicles with a subdivided steering shaft, the sections of which are connected to one another by a torsionally flexible coupling.

Fahrbahnstöße regen die übertragungsgestänge von Kraftfahrzeugen zu Schwingungen an, die sich bis in das Lenkrad fortpflanzen und dort vom Fahrer störend empfunden werden.Road bumps stimulate the transmission linkages of motor vehicles Vibrations that propagate into the steering wheel and are annoying to the driver there be felt.

Um die Übertragung dieser Schwingungen auf das Lenkrad zu vermeiden, ist es bekannt, die Lenkspindel durch Zwischenschalten einer drehelastischen Kupplung zu unterteilen. Dabei haben sich insofern Nachteile ergeben, als bei genügend elastischer Kupplung die Lenkung dem Fahrer ein Gefühl der Unsicherheit dadurch vermittelte, daß die gelenkten Vorderräder den Lenkbewegungen am Lenkhandrad nicht zielgenau und nur mit Verzögerung folgten. Außerdem wurden die Fahrzeuge dadurch windempfindlich, bzw. es verschlechterte sich die Spurhaltung bei auftretenden Seitenwinden.To avoid these vibrations being transmitted to the steering wheel, it is known to adjust the steering spindle by interposing a torsionally flexible coupling to subdivide. This has disadvantages insofar as it is sufficiently elastic Clutch the steering gave the driver a feeling of insecurity, that the steered front wheels do not precisely match the steering movements on the steering wheel and followed only with a delay. In addition, this made the vehicles sensitive to wind, or the tracking deteriorated when cross winds occurred.

Es sind auch drehelastische Kupplungen in der Lenkung bekannt, .die nur in einem bestimmten Winkelbereich drehelastisch sind und die bei Anwendung einer stärkeren Drehkraft, als sie durch die elastischen Mittel aufgenommen werden kann, oder bei Bruch der elastischen Übertragungsmittel eine starre Kupplung bilden. Auf diese Weise werden einerseits die als unangenehm empfundenen hochfrequenten Schwingungen vom Lenkhandrad ferngehalten und andererseits auch bei größerem Lenkwiderstand eine zielgenaue Lenkung erreicht und eine Beeinflussung der Lenkung durch Seitenkräfte nicht verspürt.There are also torsionally flexible couplings in the steering known, .die are torsionally elastic only in a certain angular range and when a stronger torque than can be absorbed by the elastic means, or form a rigid coupling if the elastic transmission means break. on On the one hand, this eliminates the high-frequency vibrations that are perceived as unpleasant kept away from the steering wheel and, on the other hand, a Accurate steering is achieved and the steering is influenced by lateral forces not felt.

Bei dieser bekannten Ausführung handelt es sich jedoch um eine verhältnismäßig aufwendige Konstruktion, bei der die Elemente, die der elastischen Kraftübertragung dienen, von den Elementen getrennt sind, die bei Überbeanspruchung oder Bruch des elastischen Gummikörpers die Lenkfähigkeit bzw. die Übertragung der Lenkbewegung in der Lenkspindel sicherstellen. Hierbei muß bei Überschreiten des zur elastischen Drehkraftübertragung als zulässig erachteten Verdrehwinkels bzw. Bruchs der elastischen Übertragungsmittel mit einem mehr oder weniger harten Einsetzen der Anschläge der starren Kupplung gerechnet werden.In this known embodiment, however, it is a relative one Elaborate construction, in which the elements are responsible for the elastic power transmission are separated from the elements that can be used in the event of overload or breakage of the elastic rubber body the steering ability or the transmission of the steering movement ensure in the steering shaft. In this case, the elastic limit must be exceeded when the Torque transmission considered permissible torsion angle or breakage of the elastic Transmission means with a more or less hard onset of the attacks rigid coupling can be expected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Lenkungskupplung zu schaffen, welche die eingeleiteten Drehbewegungen unverfälscht überträgt, hochfrequente Schwingungen jedoch vom Lenkrad fernhält. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß die drehelastische Kupplung aus einem Gummimetallbauteil mit einem äußeren Gehäuseteil und einem diesem im äußeren Umriß ähnlichen inneren Anschlußstück besteht, und daß beide Bauteile sich in geringem Abstand gegenüberliegende, parallel zur Achse der Lenkspindel angeordnete ebene Abflachungen aufweisen, zwischen denen ein beide Bauteile verbindender Gummikörper .mit Aussparungen versehen ist. Durch die vorgesehene Ausbildung der Kupplung ergibt sich ein besonderer Vorteil dadurch, daß die Teile der elastischen Drehkraftübertragung gleichzeitig zur zwangsschlüssigen Kupplung beim Bruch des Gummikörpers oder zur Ausschlagungsbegrenzung bei besonders hohem Lenkaufwand herangezogen werden. Die Kupplung nach der Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß der Übergang von der drehelastischen zur zwangsschlüssigen Drehmomentübertragung trotz des begrenzten zulässigen Verdrehwinkels nicht so schlagartig erfolgt wie bei bekannten Ausführungen, bei denen die die starre Kupplung herstellenden Flächen mit Beginn des Eingriffes sofort in vollem Umfang zur gegenseitigen Anlage kommen.The invention is based on the object of a simply constructed To create a steering clutch which undistorted the rotational movements initiated transmits, but keeps high-frequency vibrations away from the steering wheel. This task has been solved according to the invention in that the torsionally flexible coupling from a rubber-metal component with an outer housing part and this in the outer Outlined similar inner fitting consists, and that both components are slightly different Distance opposite plane arranged parallel to the axis of the steering spindle Have flats, between which a rubber body connecting the two components . is provided with recesses. The intended design of the coupling results a particular advantage in that the parts of the elastic torque transmission at the same time for positive coupling in the event of breakage of the rubber body or for Limitation of deflection can be used for particularly high steering effort. the Coupling according to the invention has the further advantage that the transition from the torsionally elastic for positive torque transmission despite the limited permissible torsion angle does not take place as suddenly as in known designs in which the rigid Clutch-producing surfaces immediately to the full extent from the start of the engagement come to mutual investment.

Da aus herstellungstechnischen Gründen die Aussparungen in dem Gummikörper zweckmäßig eine bestimmte Größe nicht unterschreiten sollen, andererseits aber große Aussparungen zu einem zu großen Verdrehwinkel zwischen den beiden Abschnitten der Lenkspindel führen würden, wird gemäß der Erfindung ferner vorgeschlagen, zur Begrenzung der Drehelastizität in der Lenkspindel in die Aussparungen des Gummikörpers Scheiben einzusetzen.Because for manufacturing reasons, the recesses in the rubber body expediently should not fall below a certain size, but on the other hand large Recesses at too large a twist angle between the two sections of the Steering spindle would lead, is also proposed according to the invention for the limitation the torsional elasticity in the steering spindle in the recesses of the rubber body washers to use.

Diese Scheiben sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung Teile einer Zwischenplatte, die aus dieser nach Freistanzen herausgebogen worden sind. Die Zwischenplatte ist ihrerseits mit einem der beiden durch den Gummikörper zu verbindenden Teile fest verbunden.According to a further feature of the invention, these disks are parts an intermediate plate, which have been bent out of this after punching free. the The intermediate plate is in turn to be connected to one of the two by the rubber body Parts firmly connected.

Eine Veränderung des Winkelbereiches, in der die Kupplung drehelastisch ist, kann durch verschiedene Dicke der in die Aussparungen des Gummikörpers eingesetzten Scheiben erzielt werden.A change in the angular range in which the coupling is torsionally flexible is, can by different thickness of the inserted into the recesses of the rubber body Slices can be achieved.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die beiden mittels -eines einvulkanisierten Gummikörpers verbundenen Bauteile des Gummimetallbauteiles die Form eines Kegelstumpfes mit zwei parallel zur Achse der Lenkspindel liegenden ebenen Abflachungen aufweisen.Another feature of the invention is that the two means -a vulcanized rubber body connected components of the rubber-metal component the shape of a truncated cone with two parallel to the axis of the steering shaft have flat flats.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt F i g.1 eine Lenkanordnung mit einer drehelastischen Kupplung, F i g. 2 einen axialen Schnitt durch die drehelastische Kupplung, -F i g. 3 einen axialen Schnitt durch das die drehelastische Kupplung bildende Gummimetallbauteil und F i g. 4 den Schnitt entlang der Linie 4-4 von F i g. 2 mit Blickrichtung auf die drehelastische Kupplung unter Weglassen der Klemmschraube und der Lenkspindel.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail. It shows F i g.1 a steering arrangement with a torsionally flexible coupling, F i g. 2 shows an axial section through the torsionally elastic Clutch, -F i g. 3 shows an axial section through the torsionally flexible coupling forming rubber-to-metal component and FIG. 4 shows the section along the line 4-4 of F. i g. 2 looking towards the torsionally flexible coupling, omitting the clamping screw and the steering shaft.

Eine Lenkspindel 11 ist an ihrem unteren Ende an einem Lenkgetriebe 12 und an ihrem oberen Ende in einem Lenkstützrohr 13 drehbar gelagert. An das Lenkstützrohr schließt sich an seinem oberen Ende eine birnenförmige Erweiterung 14 an. Das Lenkstützrohr 13 ist mittels einer Schelle 15 und zweier Schrauben 16 an der Unterkante der Armaturentafel 17 befestigt. Die Durchtrittsstelle des Lenkstützrohres durch die Stirnwand 18 der Karosserie und die Innenverkleidung 19 ist durch einen Gummistulp 20 abgedichtet. Auf das obere Ende der Lenkspindel 11 ist das Lenkhandrad 21 aufgesetzt. Aus der birnenförmigen Erweiterung 14 des Lenkstützrohres 13 tritt der Schalthebel 22 für den Fahrtrichtungsanzeiger heraus.A steering spindle 11 is rotatably mounted at its lower end on a steering gear 12 and at its upper end in a steering support tube 13. A pear-shaped extension 14 adjoins the steering support tube at its upper end. The steering support tube 13 is fastened to the lower edge of the dashboard 17 by means of a clamp 15 and two screws 16. The point of passage of the steering support tube through the front wall 18 of the body and the inner lining 19 is sealed by a rubber sleeve 20. The steering handwheel 21 is placed on the upper end of the steering spindle 11. The shift lever 22 for the direction indicator emerges from the pear-shaped extension 14 of the steering support tube 13.

Die Lenkspindel 11 ist mittels der Schraubenmutter 23 im Lenkgetriebe 12 befestigt. Das Lenkgetriebe ist beispielsweise ein Zahnstangengetriebe, wobei ein in den unteren Lenkspindelabschnitt 28 eingeschnittenes Ritzel 24 mit einer Zahnstange 25 im Eingriff steht. Die Bewegung der Zahnstange wird durch einen Stopfen (nicht dargestellt) gebremst bzw. gedämpft, dessen Anpreßkraft auf die Zahnstange durch eine Mutter 26 eingestellt und reguliert wird.The steering spindle 11 is in the steering gear by means of the screw nut 23 12 attached. The steering gear is, for example, a rack and pinion gear a cut in the lower steering shaft portion 28 pinion 24 with a Rack 25 is engaged. The movement of the rack is through a plug (not shown) braked or damped, its pressing force on the rack is set and regulated by a nut 26.

Die Lenkspindel 11 besteht aus zwei Abschnitten 27 und 28, die durch eine elastische Kupplung 29 in der Nähe des Lenkgetriebes miteinander verbunden sind.The steering shaft 11 consists of two sections 27 and 28 which are connected to one another by an elastic coupling 29 in the vicinity of the steering gear.

Die elastische Kupplung 29 besteht aus einem Gummimetallbauteil, welches durch Niete 30 und 31 mit dem ovalen Flansch 32 des unteren Lenk spindelabschnittes 28 verbunden ist.The elastic coupling 29 consists of a rubber-metal component which by rivets 30 and 31 with the oval flange 32 of the lower steering spindle portion 28 is connected.

Das Gummimetallbauteil selbst besteht aus einem äußeren Gehäuseteil 33, aus Blech mit sich gegenüberliegenden Flangchteilen 34 und 35, einem inneren Anschlußstück 36 und einem beide Bauteile verbindenden einvulkanisierten Gummikörper 37. Die beiden durch den Gummikörper 37 verbundenen Bauteile 33 und 36 des Gummimetallbauteiles sind im wesentlichen von kegeliger Gestalt. Die kleinere Stirnfläche des äußeren Gehäuseteiles 33 ist kleiner als die größere Stirnfläche des inneren Anschlußstückes 36, so daß im Fall einer Zerstörung des Gummikörpers 37 sich die beiden Lenkspindelhälften axial nicht vollständig voneinander lösen können.The rubber-metal component itself consists of an outer housing part 33, made of sheet metal with opposite flange parts 34 and 35, an inner connection piece 36 and a vulcanized rubber body 37 connecting the two components. The two components 33 and 36 of the rubber-metal component connected by the rubber body 37 are essentially of conical shape. The smaller end face of the outer housing part 33 is smaller than the larger end face of the inner connecting piece 36, so that in the event of the rubber body 37 being destroyed, the two steering spindle halves cannot be completely detached from one another axially.

Der Gehäuseteil 33 weist zwei sich -gegenüberliegende ebene Abflachungen 38 und 39 auf. In gleicher Weise sind an dem Anschlußstück 36 Abflachungen 40 und 41 vorgesehen, die ihm eine hammerähnliche Form geben. Beide Paare von Abflachungen liegen einander gegenüber. Der Gummikörper 37 weist in diesem Bereich Aussparungen 42 und 43 auf, die diesen in Achsrichtung fast vollkommen durchdringen. Mit den Flanschen 34 und 35 des äußeren Gehäuseteiles ist eine Scheibe 44 durch die Niete 30 und 31 mit dem Flansch 32 des unteren Lenkspindelabschnittes 28 verbunden. Aus dieser Scheibe sind zwei Lappen 45 und 46 hochgestellt, die in die vorgenannten Aussparungen 42 und 43 des Gummikörpers hineinragen. Die Stärke der Lappen ist so bemessen, daß sich der äußere Gehäuseteil 33 gegenüber dem inneren Anschlußstück 36 nur in einem kleinen Winkelbereich elastisch drehen kann, nach Durchfahren dieses Bereiches beide Teile jedoch verdrehsteif verbunden sind.The housing part 33 has two flat flat areas 38 and 39 lying opposite one another. In the same way, flats 40 and 41 are provided on the connecting piece 36, which give it a hammer-like shape. Both pairs of flats face each other. The rubber body 37 has recesses 42 and 43 in this area, which penetrate it almost completely in the axial direction. A disk 44 is connected to the flanges 34 and 35 of the outer housing part by the rivets 30 and 31 with the flange 32 of the lower steering spindle section 28. From this disc two tabs 45 and 46 are raised, which protrude into the aforementioned recesses 42 and 43 of the rubber body. The thickness of the tabs is such that the outer housing part 33 can only rotate elastically in a small angular range with respect to the inner connecting piece 36, but after passing through this area both parts are connected in a torsionally rigid manner.

Bei Beginn der Verdrehung zwischen den beiden Lenkspindelabschnitten 27 und 28 wird der Gummikörper 37 im wesentlichen auf Torsion beansprucht, bis nach Anlegen der beiderseitigen Abflachungen 38 und 39 bzw.40 und 41 an den Lappen 45 bzw.46 der Zwischenplatte 44 bei weiterer Erhöhung der Handkraft am Lenkhandrad die Mitnahme des unteren Lenkspindelabschnittes 28 starr erfolgt. Das Anschlußstück 36 weist einen Schlitz 47 und zwei Augen 48 und 49 mit Bohrungen 50 bzw. 51 auf. Diese Bohrungen nehmen eine Klemmschraube 52 auf, durch die der obere Lenkspindelabschnitt 27 in dem Klemmstück 36 festgespannt wird.At the beginning of the rotation between the two steering spindle sections 27 and 28, the rubber body 37 is essentially subjected to torsion until after Place the flattened areas 38 and 39 or 40 and 41 on both sides of the tabs 45 or 46 of the intermediate plate 44 when the hand force on the steering wheel is increased further the lower steering spindle section 28 is carried along rigidly. The connector 36 has a slot 47 and two eyes 48 and 49 with bores 50 and 51, respectively. These bores receive a clamping screw 52 through which the upper steering spindle section 27 is clamped in the clamping piece 36.

Durch die besondere Form und Konstruktion des Gummimetallbauteiles wird nicht nur eine ausreichende Dämpfung der von der Fahrbahn in Richtung Lenkhandrad wirkenden Stöße erreicht und gleichzeitig bei größerem Lenkkraftbedarf eine zielsichere Lenkung erzielt, sondern auch sichergestellt, daß bei Ausfall der elastischen Kupplung, insbesondere des Gummikörpers, die Lenkbarkeit des Fahrzeuges erhalten bleibt.Due to the special shape and construction of the rubber-metal component not only is there sufficient damping of the road surface in the direction of the steering wheel effective shocks and at the same time with greater steering force required a more accurate Steering achieved, but also ensured that in the event of failure of the flexible coupling, especially the rubber body, the maneuverability of the vehicle is retained.

Claims

Claims: 1. Steering arrangement for motor vehicles with a subdivided Steering spindle, the sections of which are connected to one another by a torsionally flexible coupling are, characterized in that the torsionally flexible coupling consists of a rubber-metal component with an outer housing part (33) and an inner one that is similar to this in outer contour Connection piece (36) consists and that both components are opposite each other at a small distance, Flat flats arranged parallel to the axis of the steering shaft (38 and 39 or 40 and 41), between which a rubber body (37) connecting the two components is provided with recesses (42 and 43).

2. steering arrangement according to claim 1, characterized in that in the recesses (42 and 43) in the rubber body (37) discs (45 or 46) are used to limit the torsional elasticity.

3. Steering arrangement according to Claims 1 and 2, characterized in that the Recesses (42 and 43) inserted discs (45 and 46) parts of an intermediate plate (44) that are connected to one or the other of the two by the rubber body (37) to be connected parts (33 or 36) of the rubber-metal component is firmly connected.

4.- steering arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that the torsionally elastic Angular range of the rubber-metal component by changing the thickness of the in the recesses (42 and 43) of the rubber body (37) inserted discs (45 and 46) can be changed is.

5. Steering arrangement according to claims 1 to 4, characterized in that the two components (33 and 36) of the rubber-metal component .the shape of a truncated cone with two parallel flat flats lying on the axis of the steering spindle (38 and 39 or 40 and 41) exhibit.

6. Steering arrangement according to the preceding claims, characterized in that that the inner connecting piece (36) of the rubber-metal component with a clamping device (47 to 51) for fastening a section (27) of the steering shaft (11) is.

7. Steering arrangement according to the preceding claims, characterized in that the outer housing part (33) of the rubber-metal component on the side of the flats each have a flange (33 or 34) for attachment to a section (28) provided with a counter flange (32) Has steering spindle (11). B. Steering arrangement according to the preceding claims, in particular according to claims 2 to 4, characterized in that the intermediate plate (44) between the flanges (33 or 34) of the outer housing part (33) of the rubber-metal component and a flange (32 ) the steering spindle is clamped, and that the discs (45 and 46) are angled tabs formed and angled out of the intermediate plate to limit the torsional elasticity. Documents considered: German Patent No. 923 640; British Patent No. 322,473.