DE1886801U

DE1886801U - RACK STEERING DEVICE.

Info

Publication number: DE1886801U
Application number: DEO6804U
Authority: DE
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1962-11-10
Filing date: 1962-11-10
Publication date: 1964-01-30

Description

RA.755004*23,11.65 ,„, _{t k} ,„,RA.755004 * 23.11.65, ", _tk ,",

Gebrauchsmusteranmeldung 30.September 19&3Utility model registration September 30th 19 & 3

Anmelderin: Adam Opel Aktiengesellschaft, Rüsselsheim/Hessen.Applicant: Adam Opel Aktiengesellschaft, Rüsselsheim / Hessen.

Zahnstangenlenkeinrichtung,Rack and pinion steering device,

Die Neuerung bezieht sich auf eine Zahnstangenlenkeinrichtung mit einem in eine Zahnstange eingreifendem Ritzel und einem beide Teile aufnehmenden Gehäuse, bei der die längsverschiebliche Zahnstange einesteils in einem festen Lager in einer Gehäuseverlängerung und andererseits im Bereich des Zahneingriffs mit dem Ritzel in einem zweiteiligen Lager geführt ist. Das zweiteilige Lager besteht aus einer sich selbst bei Verschleiss nachstellenden Brems- und Dämpfungseinrichtung und einer einstellbaren Pührungsbüchse, die in ihrer Bohrung die Brems- und Dämpfungseinrichtung aufnimmt und eine Aussparung zur Führung der Zahns t ange aufwe ist.The innovation relates to a rack and pinion steering device with a in a rack engaging pinion and a housing that accommodates both parts, in which the longitudinally displaceable rack is on the one hand in a fixed bearing in a housing extension and on the other hand in the area of the meshing with the pinion in a two-part bearing is led. The two-part bearing consists of a self at Wear-adjusting braking and damping device and one adjustable Pührungsbüchse, which in their bore the brake and Absorbs damping device and a recess for guiding the tooth t is aufwe.

Da die Zahnstangenlenkung nur eine geringe Dämpfung besitzt und daher Fahrbahnstösse sehr leicht bis in das Lenkhandrad eingeleitet werden können, ist es erforderlich, in die Lenkung zusätzliche Bremsoder Dämpfungseinrichtungen einzubauen. Dies geschieht hauptsächlich in der V/eise, daß ein unter Federkraft stehender Reibungsblock an irgend einer Stelle gegen den zahnlosen Teil der Zahnstange-gepresst wird. Der dadurch auf die Verschiebebewegung der Zahnstange einwirkende Reibungswiderstand ist so abgestimmt, daß sowohl eine ausreichende Brems- und Dämpfungseinwirkung erzielt wird als andererseits aber auch ein relativ leichter selbständiger Rücklauf der Räder nach beendeter Kurvenfahrt gewährleistet ist.Since the rack and pinion steering has only a low level of damping and therefore Road bumps can be initiated very easily into the steering wheel it is necessary to install additional braking or damping devices in the steering. This mainly happens in the way that a friction block under spring force is pressed at some point against the toothless part of the rack will. The frictional resistance acting on the sliding movement of the rack is coordinated in such a way that sufficient braking and damping effect is achieved than on the other hand, however, also a relatively easy, independent return of the wheels after the end of cornering is guaranteed.

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Bei einer bekannten Zahnstangenlenkeinrichtung mit einem iesten und einem nachstellbaren Lager für die Zahnstange ist das nachstellbare Lager als einteiliges Halb'ager ausgebildet, das aurch Federkraft im Bereich des Zahneingriffs gegen die Zahnstange gepresst wird, wobei sich der Verschleiss zwischen den Zähnen der Zahnstange und dem Ritzel selbsttätig ausgleicht.In a known rack and pinion steering device with an iesten and an adjustable bearing for the rack, the adjustable bearing is designed as a one-piece half-bearing, which is supported by spring force in the Area of tooth engagement is pressed against the rack, with the wear between the teeth of the rack and the pinion automatically balances.

Die das Halblager selbsttätig nachstellende Feder muss bei dieser Ausführung so stark ausgebildet sein, dass sie imstande ist, die Zahnstange bei Yerschleiss an den Zähnen gegenüber der F"hrungskraft des im Abstand von der Eingriffsstelle befindlichen festen Lagers nachzustellen als auch zu gewährleisten, dass Zahnstange und Ritzel bei Stössen von der Fahrbahn in sicherem Eingriff miteinander bleiben bzw. ein Abheben der beiden Teile mit den sich hieraus ergebenden Klappergeräuschen vermieden wird.The spring that automatically adjusts the half-bearing must in this version be designed so strongly that it is capable of spacing the toothed rack against the guiding force of the toothed rack when there is wear and tear to readjust the fixed bearing located at the point of intervention as also to ensure that the rack and pinion remain in safe engagement with each other or lift off in the event of bumps from the roadway of the two parts with the resulting rattling noises is avoided.

Diese Forderungen machen einen solchen Anpressdruck des Halblagers auf die Zahnstange notwendig, daß die damit verbundene Bremswirkung auf die Zahnstange sehr hoch wird und der gewünschte leichtgängige Rücklauf der Lenkung nach erfolgter Kurvenfahrt in Frage gestellt ist.These requirements make such a contact pressure of the half-bearing on the rack necessary that the associated braking effect on the rack becomes very high and the desired smooth return of the steering after cornering is in question.

Bei dieser bekannten Ausführungsform wird auch die seitliche Flhrung der Zahnstange durch das Halblager übernommen.In this known embodiment, the lateral guide the rack taken over by the half-bearing.

Bei einer anderen bekannten Zahnstangenlenkeinrichtung ist die Zahnstange im Bereioh der Eingriffsstelle mit dem Ritzel in einem festen Halblager geführt, das eine übliche Brems- und Dämpfungseinrichtung enthält. Das Halblager umgreift dabei die Zahnstange aber nur zu einem geringen Teil, sodaß , wenn durch Yerschleiss der Zähne Spiel zwischen dem Halblager und der Zehnstange auftritt, eine ausreichende Seitenführung der Zahnstange durch dieses Lager nioht mehr gewährleistet ist.In another known rack and pinion steering device, the rack is in the area of the point of engagement with the pinion in a fixed position Half bearing out, which contains a conventional braking and damping device. The half-bearing only engages around the rack a small part, so that if the teeth wear out, play occurs between the half-bearing and the ten rod, sufficient Lateral guidance of the rack is no longer guaranteed by this bearing is.

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Ferner ist auch eine Zahnstangenlenkeinrichtung bekannt, bei der der Reibungsblock in einer axial verschieblichen Büchse geführt ist, deren Innendurchmesser dem Durchmesser der Zahnstange entspricht und deren Wangen seitlich bis über die parallel zur Verzahnung liegende Mittelebene heruntergezogen sind. Dadurch wird zwar eine gute seitliche Fihrung der Zahnstange erreicht, die Feder für den Brems- und Dämpfungsblock muss aber auch hierbei so bemessen sein, daß bei starken Stössen von der Fahrbahn her Zahnstange und Ritzel in sicherem Eingriff gehalten und Klappergeräusche verhindert werden. Eine genaue Abstimmung auf die erwünschte Brems- und Dämpfungswirkung durch Änderung der Federkraft ist hieibei nicht ohne weiteres möglich.Furthermore, a rack and pinion steering device is known in which the Friction block is guided in an axially displaceable sleeve, the inner diameter of which corresponds to the diameter of the rack and which The cheeks are laterally pulled down over the central plane parallel to the toothing. This will make a good lateral Reached guidance of the rack, but the spring for the brake and damping block must also be dimensioned here so that in the event of strong impacts The rack and pinion are kept in safe engagement from the roadway and rattling noises are prevented. An exact coordination on the desired braking and damping effect by changing the Spring force is not easily possible here.

Um die Nachteile der nachstellbaren Lager im Bereich des Zahneingriffea bei den bekannten Ausführungen von Zahnstangenlenkeiarichtungen zu vermeiden , wird durch die Neuerung vorgeschlagen, daß die Bohrung Cer Führungsbuchse, welche die Brems- und Dämpfungseinrichtung aufnimmt, gleichen Durchmesser aufweist wie die Zahnstange und dass die die Zahnstange umgreifenden f/angen der Führungsb'ichse zur seitlichen Führung der Zahnstange bis über die parallel zur Verzahnung liegende Mittelebene der Zahnstange hinaus heruntergezogen sind.In order to avoid the disadvantages of the adjustable bearings in the area of tooth engagement a to avoid in the known designs of rack and pinion steering directions , is suggested by the innovation that the hole Cer Guide bushing, which receives the braking and damping device, has the same diameter as the rack and that the rack encompassing legs of the guide bush for lateral guidance the rack are pulled down beyond the central plane of the rack, which is parallel to the toothing.

Zwar vergrössert sich bei dieser Ausführung mit dem Verschleiss der Zähne auch das Spiel zwischen Zahnstange und Führungsbüchse in Nachstellrichtung des Reibungsblockes, unbeschadet davon bleibt aber die gute seitliche Führung erhaHen·It is true that with this version, with wear, the Teeth also the play between the rack and the guide bush in the adjustment direction of the friction block, without prejudice to this, however, the good lateral guidance is retained.

Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung ist die Führungsbüchse durch einen Schraubenstopfen nachstellbar. Diese Nachstellung erfolgt zweokmässig in gewissen Zeitabständen, wenn durch Versehleiss die Zahnstange um einen bestimmten Betrag gegen das Ritzel vorgeschoben worden ist.According to another feature of the innovation, the guide bush is through adjustable with a screw plug. This adjustment takes place in two ways at certain time intervals, when the rack has been pushed forward against the pinion by a certain amount due to failure.

Zur genauen Abstimmung der auf den Reibungsblook wirkenden Federkraft auf die gewünschte Brems- and Dämpfungsv-irkung wird schlieslich vorgeschlagen, die Pederspannung durch Beilegscheiben zwischen Führungsbiehse und Schraubenstopfen einstellbar zu machen.For precise adjustment of the spring force acting on the friction bloom the desired braking and damping effect is finally suggested, the Peders tension by washers between the guide bend and to make screw plugs adjustable.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigernAn embodiment of the innovation is shown in the drawing. Show it

Fig. 1 eine Spurstange mit Zahnstangenantrieb für eine Vorderradlenkung teilweise im Schnitt.Fig. 1 shows a tie rod with rack and pinion drive for a Front-wheel steering partially in section.

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1.FIG. 2 shows a section along line 2-2 in FIG. 1.

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der einstellbaren Führungsbüchse.Fig. 5 is a perspective view of the adjustable Guide bush.

Die Ritzelwelle 11 ist durch eine elastische Kupplung 12 mit der vom Lenkhandrad (nicht dargestellt) betätigten Lenkspindel 13 verbunden. Das Lenkgehäuse 14 weist eine Bohrung I5 zur Aufnahme der Ritzelwellö auf. Diese ist zu beiden Seiten des mit einer Geradverzahnung 16 versehenen Ritzels 17 lenkradseitig in einem Nadellager 18 und auf der gegenüberliegenden Seite in einem Gleitlager 19 gelagert. Beide Lager sind an ihrer Aussenseite durch $e einen Gummiring 20 und 21 abgedichtet. Das äussere Ende der Ritzelwelle 11 ist in kleinerem Durchmesser ausgeführt als das Ritzel 17» so daß ein Bund 22 entsteht, der an der Anlaufscheibe 23 anliegt. Die Gleitlagerbuchse 19 stützt sich über den Anschlag 24 am Lenkgehäuse 14 ab. Am Ende der Sitzelwelle 11 werden durch die Mutter 25 eine Abdeckscheibe 26 und eine Beilagscheibe 27 festgespannt. Auf den glatten Teil am Ende der Ritzelwelle 11 sind zwei sich gegenüberliegende ^rlächen 28 angefrässt.The pinion shaft 11 is connected by an elastic coupling 12 to the steering spindle 13 actuated by the steering handwheel (not shown). The steering housing 14 has a bore I5 for receiving the pinion shaft. This is mounted on both sides of the pinion 17, which is provided with straight teeth 16, on the steering wheel side in a needle bearing 18 and on the opposite side in a slide bearing 19. Both bearings are sealed on their outside by $ e a rubber ring. 20 and 21 The outer end of the pinion shaft 11 is designed with a smaller diameter than the pinion 17 »so that a collar 22 is formed which rests against the thrust washer 23. The plain bearing bushing 19 is supported on the steering housing 14 via the stop 24. At the end of the seat shaft 11, a cover disk 26 and a washer 27 are tightened by the nut 25. On the smooth part at the end of the pinion shaft 11, two opposing ^r lächen angefrässt 28th

Gegen die durch diese Bearbeitung entstandenen Schultern 29 legt sich die Abdeckscheibe 26, deren Lochquerschnitt der 7orm des VTeIi enenäes genr-u entspricht» B.n. Die Ausfräsung ist so weit in axialer Richtung ausgeführt , daß genügend Spiel für die axiale Bewegung der Ritzelwelle vorhanden ist.Against a result of that processing shoulders 29, the cover plate sets 26, the hole cross section of the 7orm of VTeIi enenäes genr-u corresponds to "Bn The countersinking is executed so far in the axial direction, that there is sufficient clearance for the axial movement of the pinion shaft is present.

Das Ritzel 17 steht mit den Zähnen 50 der Zahnstange 31 in Singriff. Beim Drehen des Ritzels 17 wird die Zahnstange 31 in ihrer Längsrichtung verschoben.The pinion 17 is in singular engagement with the teeth 50 of the rack 31. When the pinion 17 is rotated, the rack 31 becomes in its longitudinal direction postponed.

Das Gehäuse I4 weist rechtwinklig zur Bohrung I5 eine weitere Bohrung fir die Aufnahme der Zahnstange 3I auf. An das Gehäuse I4 ist eine Gehäuseverlängerung 32 angeflanscht und befestigt, an deren Snde die Zahnstange 3I i*¹ dem Lager 33 gelagert ist. Das Lenkgehäuse I4 wird unter Zwischenschaltung von Hummibüchsen 34 und 35 am Rahmen bzw.Karosserie befestigt.The housing I4 has a further bore at right angles to the bore I5 for receiving the rack 3I. A housing extension 32 is flanged and fastened to the housing I4, at the end of which the rack 3I i * ¹ is mounted on the bearing 33. The steering housing I4 is attached to the frame or body with the interposition of Hummi bushings 34 and 35.

Auf der der Eingriffstelle gegenüberlie. enden Seite der Zahnstange 3I mit dem Ritzel 17 befindet sich in einem Fortsatz 36 eine weitere BoI rung 37» die rechtwinklig zur Bohrung I5 für das Ritzel und zur Bohrung für die Zahnstange verläuft. In der Bohrung 37 ist eine Führungsbüchse 38 verschieblich gelagert, die auf der der Zahnstange zugekehrten Seite eine etwa kreisbogenförmige Aussparung 39 (Fig.3) für die Lagerung der Zahnstange 3I aufweist. Das andere Ende 40 der Fihrungsbüchse 38 sfitzt sich über Beilegscheiben 41 gegen die Stirnseite eines kappemartigen Echraubenstopfens 42 ab. Der Schraubenstopfen 42 ist durch eine Gegenmutter 43 g&gen Lösen gesichert. Durch den Schraubenstopfen 42 kann jedes gewünschte Lagerspiel zwischen der Zahnstange 3I und der Führungsbüchse 38 bzw. Plankenspiel zwischen den Zähnen 16 des Ritzels 17 und den Zähnen 30 der Zahnstange 3I eingestellt werden. Im Bereich des einge-On the opposite of the surgical site. At the end of the rack 3I with the pinion 17 there is another hole 37 in an extension 36 which runs at right angles to the hole 15 for the pinion and to the hole for the rack. A guide bushing 38 is displaceably mounted in the bore 37 and has an approximately circular arc-shaped recess 39 (FIG. 3) for the mounting of the toothed rack 3I on the side facing the toothed rack. The other end 40 of the guide bushing 38 is seated against the end face of a cap-like screw plug 42 by means of washers 41. The screw plug 42 is secured by a lock nut 43 g & gene loosening. The screw plug 42 can be used to set any desired bearing play between the rack 3I and the guide bushing 38 or plank play between the teeth 16 of the pinion 17 and the teeth 30 of the rack 3I. In the area of the

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stellten Lagerspiels ist die Führungsblchse 38 in der Bohrung 37 frei beweglich. Bei starken Stössen von der Fahrbahn können sich jedoch die Zahnflanken des Ritzels 17 und der Zahnstange 3I nur soweit voneinander entfernen, wie es das eingestellte Lagerspiel erlaubt. Bei dem geringen Y/eg, auf den zweckmässig die zulässige Bewegung begrenzt wird, sind Klappergeräusche so gut wie ausgeschlossen.Provided bearing play, the guide sleeve 38 in the bore 37 is free movable. In the event of strong impacts from the roadway, however, the tooth flanks of the pinion 17 and the rack 3I can only differ so far from one another remove as the set bearing clearance allows. At the low Y / eg, to which the permissible movement is expediently limited, are Rattling noises are almost impossible.

In dem von der Führungsbüchse 38 und dem Schraubenstopfen 42 gebildeten Innenraum ist eine Brems« und Dämpfungsvorrichtung für die Zahnstange 3I angeordnet. Diese besteht aus einem Reibungsblock 44 und einer Schraubenfeder 45» die den Reibungsblock mit einer vorbestimmten Kraft gegen den Rücken der Zahnstange 3I presst.A braking and damping device for the rack 3I is arranged in the interior space formed by the guide bushing 38 and the screw plug 42. This consists of a friction block 44 and a helical spring 45 »which presses the friction block with a predetermined force against the back of the rack 3I.

Die Zahnstange bildet einen Teil einer Spurstange 4.6 zur Lenkung der Vorderräder eines Fahrzeuges. Die an den Achsschenkeln der Räder befestigten Lenkhebel (nicht dargestellt) sind über Kugelgelenke 47» 48 mit der Spurstange verbunden. Im äusseren Bereich wird die Spurstange 46 durch Rohre 49,50 gebildet. Die Rohre sind auf beiden Enden auf Gewindestücke 51,52 und 53»54 aufgeschraubt, die jeweils einen Teil eines Kugelgelenkgehäuses 55 bis 58 bilden. Der Abstand zwischen den Kugelgelenken kann durch Drehen der Rohre 49»50 verändert werden. Klemmen 59» 60 dienen der Sicherung der Rohre auf den Gewindestücken, In den beiden Enden der Zahnstange Ji sind Kugelbolzen 61 mittels Gewindezapfen 62 befestigt. Die Kugelbolzen 61 sind in den Kugelgelenkgehäusen 56 und 57 gelagert. Von diesen Gehäuseteilen bis zum Gehäuse des Lenkgetriebes I4 spannt sich zum Schutz der Zahnstange gegen das Eindringen von Schmutz auf beiden Seiten eine Gummimanchette 63,64.The rack forms part of a tie rod 4.6 for steering the front wheels of a vehicle. The steering levers (not shown) attached to the steering knuckles of the wheels are connected to the tie rod via ball joints 47 »48. In the outer area, the tie rod 46 is formed by tubes 49, 50. The tubes are screwed onto threaded pieces 51, 52 and 53 »54 at both ends, each of which forms part of a ball-and-socket joint housing 55 to 58. The distance between the ball joints can be changed by turning the tubes 49 »50. Clamps 59 »60 are used to secure the pipes on the threaded pieces. Ball pins 61 are fastened in the two ends of the rack Ji by means of threaded pins 62. The ball pins 61 are mounted in the ball joint housings 56 and 57. From these housing parts to the housing of the steering gear I4, a rubber manchette 63, 64 extends on both sides to protect the rack against the ingress of dirt.

SchutzansprücheProtection claims

Claims

-T- BA. 755004 * 23.11.63 () Protection claims September 30, 1963

1. Zahnstangenlenkeinriohtung with one engaging in a rack Pinion and a housing accommodating both parts, in which the longitudinally displaceable Rack on the one hand in a fixed bearing in a housing extension and on the other hand in the area of the tooth engagement is guided with the pinion in a two-part bearing, the two-part bearing consisting of a self-adjusting mechanism in the event of wear and tear Braking and damping device and an adjustable guide bush exists, which receives the braking and damping device in its bore and has a recess for guiding the rack, characterized in that the bore of the guide bush (38; has the same diameter as the rack (3I), and that the the cheeks of the guide bush encompassing the rack to the side Guide are pulled down beyond the center plane of the rack that is parallel to the toothing.

2. Rack and pinion steering device according to claim 1, characterized in that that the guide bush (38) can be readjusted by means of a screw plug (42).

3. rack and pinion steering device according to claims 1 and 2, characterized in that that the spring tension for the braking and damping device (44, 45) is provided by washers (4I) between the guide bush (38) and screw plug (42) is adjustable.