DE19645726C2

DE19645726C2 - Einstellbare Spurstange für eine Fahrzeuglenkung

Info

Publication number: DE19645726C2
Application number: DE19645726A
Authority: DE
Inventors: Raymond Jackson
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1995-11-06
Filing date: 1996-11-06
Publication date: 2001-09-20
Anticipated expiration: 2016-11-07
Also published as: BR9605442A; JP2739859B2; JPH09183386A; US5603583A; DE19645726A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine einstellbare Spurstange für eine Fahrzeuglenkung.

Bekannte Fahrzeuglenkanordnungen und einige Zahnstangen lenksysteme verwenden eine Einstellhülse, um eine ein stellbare Verbindung zwischen koaxialen Stangengliedern vorzusehen. Die Einstellhülse weist eine mit Innengewinde versehene Rohrhülse auf, die entlang einer Achse zwischen zwei Außengewinde besitzenden Gliedern angeordnet ist. Jedes Ende der Hülse nimmt gewindemäßig ein zugehöriges Stangenglied auf. Ein Ende der Hülse und deren zugehöri ges Stangenglied besitzen linksgängige Gewinde, während das andere Ende der Hülse und deren zugehöriges Stangen glied rechtsgängige Gewinde besitzen. Wenn die Hülse verdreht wird, so werden beide Stangenglieder entweder in die Hülse hinein- oder aus dieser herausgeschraubt, und zwar abhängig von der Drehrichtung, wodurch eine Ver größerung oder Verringerung des Abstands der Stangen glieder zueinander bewirkt wird. Diese Einstellmöglich keit wird dazu verwendet, um die Fahrzeugkonstruktions- und Toleranzvariationen zu kompensieren, um so eine optimale Lenkausrichtung zum Zeitpunkt der Herstellung und während darauffolgender Fahrzeugwartungen zu erreichen.

Nachdem die gewünschte Einstellung erreicht ist, wird ein Verriegelungsmechanismus benutzt, um die weitere Relativdrehung der Hülse und der Stangen zu blockieren. Typischerweise weist der Verriegelungsmechanismus Mittel auf, die an jedem Ende der Hülse angelegt sind, um die Hülseninnengewinde eng gegen das Stangenaußengewinde zu drücken, wodurch die Hülse und die Stangen gegenüber relativer Drehung gehalten sind. Ein solches Mittel umfaßt Ringklammern, die um die Außenseite der Hülse herum angezogen sind. Ein zweites derartiges Mittel umfaßt Festlegmuttern, die axial gegen die entfernt gelegenen Enden der Hülse angezogen sind.

Ringklammern werden oftmals bei rohrförmigen Hülsen, bei Hülsen mit Nähten und bei zweiteiligen Hülsen verwendet. Die Umfangsringklammern bewahren die Hülsennähte und die zweiteiligen Hülsen vor einem Auseinanderziehen durch ex terne Kräfte. Die Ringklammmern können sich frei um die Einstellhülse drehen, was Fahrzeugraum erforderlich macht, um alle möglichen Klammerpositionen unterzubrin gen. Wenn erhöhte Kosten und erhöhtes Gewicht in Kauf ge nommen werden, können Ringklammern durch die Verwendung einer Abstandsstange orientiert werden. Eine Abstands- oder Indexstange ist typischerweise an einem Ende einer Stange angebracht und erstreckt sich durch einen Spalt in einer Ringklammer, auf welche Weise die Drehbewegung der Ringklammer eingeschränkt wird.

Festlegmuttern sind eine Alternative zur Ringklammerlö sung und zwar dann, wenn Fahrzeugzwischenräume oder Fahr zeugräume nicht gestatten, Ringklammern anzuwenden. Fest legmuttern werden oftmals mit Einstückhülsen verwendet. Die Festlegmuttern, die auf die Stangen aufgeschraubt sind, dienen dem gleichen Zweck wie die Ringklammern, tun dies aber in einer unterschiedlichen Art und Weise durch Anlegen von Axialkräften anstelle von Radialkräften. Das Anziehen der Verriegelungsmuttern gegen die Hülsen auf ein vorbestimmtes Drehmoment setzt die Stangen- und Hül sengewinde unter Spannung, wodurch die relative Drehbewe gung von Hülse und Stangen eingeschränkt wird. Ein Nach teil der Verriegelungsmutterlösung besteht darin, daß ex terne Drehkräfte an den Spurstangen bewirken können, daß sich die Sicherungsmuttern lösen, was zu einem vorzeiti gen Stangenausfall führen kann. Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung von Verriegelungsmuttern besteht darin, daß ein Spezialwerkzeug erforderlich ist, um das notwen dige Drehmoment an die Verriegelungsmuttern anzulegen.

Aus der DE 22 53 442 A ist eine einstellbare Spurstange für eine Fahrzeuglenkung bekannt, wobei folgedes vorgesehen ist: ein erstes Stangenglied mit einem ersten Endteil, welches ein linksgängiges Außengewinde besitzt; ein zweites Stangenglied mit einem ersten Endteil, wel ches ein rechtsgängiges Außengewinde besitzt; eine Rohrhülse mit einer Hülsenachse, wobei die Hülse einen ersten Gewindeendteil aufweist und zwar zum gewinde mäßigen Aufnehmen des ersten Endteils des ersten Stangen glieds, wobei ferner ein zweiter mit Gewinde versehener Endteil vorgesehen ist zum gewindemäßigen Aufnehmen des ersten Endteils des zweiten Stangenglieds.

Um die Hülse fest mit den Enden der Stangenglieder zu verbinden, um eine Bewegung zwischen den Teilen während des Betriebs des Fahrzeugs zu verhindern, ist es bekannt, die Enden der Hülse zu spalten und festziehbare Klammern um diese Enden herum vorzusehen, so daß die Hülse um die Gewindeenden herum zusammengezogen werden kann, um diese Enden derart zu einzuspannen, daß eine relative Bewegung gegenüber der Hülse ausgeschaltet wird.

Ferner ist aus der US 3 583 052 eine Spurstangenanordnung bekannt, bei der Stangenglieder mit Außengewinde mit entgegengesetztem Drehsinn in eine Rohrhülse geschraubt werden, wobei anschließend Vertiefungen in die Außen oberfläche der Rohrhülse gedrückt werden, um die Stangenglieder und die Rohrhülse miteinander zu verstemmen.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und die Einstellbarkeit der Spurstange von Fahrzeuglenkungen zu optimieren.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch eine Spurstange mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Insbesondere weist die Spurstange gemäß der vorliegenden Erfindung ein erstes Stangenglied und ein zweites Stan genglied auf, wobei das erste Stangenglied einen ersten Endteil mit einem linksgängigen Außengewinde besitzt, während das zweite Stangenglied einen ersten Endteil mit einem rechtsgängigen Außengewinde aufweist. Die Rohrhülse besitzt eine Hülsenachse sowie einen ersten und einen zweiten mit Gewinde versehenen Endteil, wobei der erste Gewindeendteil zum gewindemäßigen Aufnehmen des ersten Stangenglieds dient, während der zweite mit Gewinde ver sehene Endteil zur Aufnahme des zweiten Stangenglieds dient. Ein Längsschlitz in der Hülse erstreckt sich par allel zur Hülsenachse und besitzt Abschlußenden, die den Schlitz kurz vor den entfernt gelegenen Enden der Hülse abschließen, und ferner zwei radial ausgerichtete Öffnun gen, die sich durch die Hülse erstrecken. Befestigungs mittel sind vorgesehen und erstrecken sich durch die zwei radial ausgerichteten Öffnungen der Hülse. Die Befesti gungsmittel üben eine Druck- oder Kompressionskraft auf die mit Gewinde versehenen Teile der Hülse aus, um die relative Drehbewegung der Hülse und der Stangenglieder einzuschränken.

Zwei umfangsmäßig massive Endzonen oder Endregionen der Hülse sind zwischen den Abschlußenden des Schlitzes und den entfernt gelegenen Enden der Hülse vorgesehen. Der Längsschlitz sieht Elastizität für die Hülse vor und ge stattet eine kleinere plastische Verformung der Hülse während des Anziehens der Befestigungsmittel. Wenn eine relative Drehung der Hülse und der Stange auftritt, so legt die Hülse noch immer ein Drehmoment an, um einer solchen Relativdrehung zu widerstehen.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispie len anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuglenk systems einschließlich einer erfindungsgemäßen Spurstange;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teils der Spurstange der Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 der Spur stange gemäß Fig. 2, wobei Teile weggelassen sind; und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Merkmals der Erfindung.

Es sei nunmehr ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Fig. 1 zeigt ein Fahrzeuglenksy stem 10, welches ein Paar von steuer- oder lenkbaren Rä dern 12 aufweist. Die lenkbaren Räder 12 sind mit einer Mittelverbindung 14 verbunden und zwar über ein Paar von einstellbaren Spurstangen 16 und Kugelgelenke bzw. Kugelgelenkgehäuse 18. Die Kugelgelenkgehäuse 18 sind in bekannter Art und Weise an den lenkbaren Rädern 12 angebracht. Die Axialausrichtung der lenkbaren Räder 12 wird mittels einer Einstellhülse 20 erreicht, die mit den Surstangen 16 zusammenarbeiten.

Gemäß den Fig. 2 und 3 weist eine Spurstange 16 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Einstellhülse 20 auf, ferner ein erstes Stangenglied 22, ein zweites Stangenglied 24 und Befestigungsmittel 26. Das erste Stangenglied 22 besitzt einen ersten Endteil 28 mit einer mit Gewinde versehenen Außenoberfläche 30. In ähnlicher Weise besitzt das zweite Stangenglied 24 einen ersten Endteil 32 mit einer mit Gewinde versehenen Außenoberfläche 34. Das Gewinde bzw. die Gewindegänge des ersten Stangenglieds 22 erstrecken sich in einer ersten oder linkshändigen Richtung. Die Gewinde bzw. Gewinde gänge des zweiten Stangenglieds 24 erstrecken sich in einer entgegengesetzten oder rechtshändigen Richtung.

Die Einstellhülse 20 hat eine rohrförmige Gestalt und weist eine zylindrische Außenoberfläche 42, eine zylin drische Innenoberfläche 44 und eine Hülsenachse 36 auf. Die Hülse 20 ist einstückig und besteht vorzugsweise aus Kohlenstoffstahl, der auf diesem Gebiet der Technik be kannt ist. Die Hülse 20 weist ein erstes entfernt gele genes Ende 37 und einen ersten Endteil 38 auf, ferner ein zweites entfernt gelegenes Ende 39 und einen zweiten End teil 40 sowie einen Mittelteil 62. Die Innenoberfläche 44 im ersten Endteil 38 der Hülse 20 besitzt Gewindegänge, die sich in einer ersten oder linkshändigen Richtung er strecken. Die Innenoberfläche 44 des zweiten Endteils 40 der Hülse 20 ist mit Gewindegängen und einem Gewinde versehen, welches sich in eine entgegengesetzte oder rechtshändige Richtung erstreckt. Die Innenoberfläche 44 des Mittelteils 62 der Hülse 20 besitzt kein Gewinde.

Die Hülse 20 weist ferner einen Längsschlitz 46 auf, wie dies in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, und dieser erstreckt sich parallel zur Hülsenachse 36 und überspannt den ersten Teil 38, den Mittelteil 62 und den zweiten Teil 40 der Hülse 20. Der Schlitz 46 besitzt Abschlußenden 48 und 50, die den Schlitz 46 kurz vor den entfernt gelegenen Enden 37 bzw. 39 beenden. Der Schlitz ist zwischen den entfernt gelegenen Enden 37, 39 der Hülse 20 zentriert, wodurch zwei im wesentlichen ähnliche und umfangsmäßig kontinuierliche massive Endzonen oder -regionen 52 und 54 in den ersten und zweiten Endteilen 38 und 40 der Hülse 20 gebildet werden. Die massiven Endzonen 52 und 54 sind vorzugsweise nicht kürzer, was ihre Gesamtlänge anlangt, als ungefähr ein Zehntel der gesamten Länge der Hülse 20.

Die Hülse 20 besitzt auch eine erste Radialöffnung 56 und eine zweite Radialöffnung 58, wobei diese Öffnungen ra dial miteinander im Mittelteil 62 der Hülse 20 ausge richtet sind. Die ersten und zweiten Radialöffnungen 56 und 58 sind entlang einer radialen Mittellinie 60 der Hülse 20 ausgerichtet, die senkrecht zur Hülsenachse 36 verläuft und diese schneidet. Vom Schnitt der Hülsenachse 36 und der radialen Mittellinie 60 ist der Schlitz 46 vorzugsweise um 90° von den ersten und zweiten Radialöff nungen 56 und 58 angeordnet, die um 180° voneinander ent fernt sind.

Die Befestigungsmittel 26 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 weisen einen Bolzen 64 auf, der sich durch die Öffnungen 56 und 58 in der Hülse 20 erstreckt und ferner eine Mutter 66 zur Aufnahme des Bolzens 64.

Im Betrieb wird die mit Gewinde versehene Außenoberfläche 30 des ersten Stangenglieds 22 durch den mit Gewinde ver sehenen ersten Endteil 38 der Hülse 20 aufgenommen. In ähnlicher Weise wird die mit Gewinde versehene Außenober fläche 34 des zweiten Stangenglieds 24 durch den mit Ge winde versehenen Innenoberflächenteil 44 der Hülse 20 aufgenommen. Dadurch, daß das Gewinde des ersten Endteils 38 linkshändig und das Gewinde des zweiten Endteils 40 entgegengesetzt oder rechtshändig ist, kann die Gesamtlänge der Spurstange 16 leicht durch Drehen der Hülse 20 verändert werden. Die Drehung der Hülse 20 in einer Richtung schraubt gleichzeitig sowohl das erste als auch das zweite Stangenglied 22 und 24 weiter in die Hülse 20, wodurch die Gesamtlänge der Spurstange 16 verkürzt wird. Die Drehung der Hülse 20 in einer entgegengesetzten Richtung schraubt gleichzeitig sowohl die ersten als auch die zweiten Spurstangenglieder 22 und 24 weiter aus der Hülse 20 heraus, wodurch die Gesamtlänge der Spurstange 16 vergrößert wird. Durch Ver wendung der Hülse 20 zum Kürzen oder Verlängern der Länge der Spurstange 16 kann die Ausrichtung der lenkbaren Räder 12 erreicht werden.

Sobald die Spurstange 16 auf eine gewünschte Länge zum Zwecke der Ausrichtung eingestellt ist, kann diese Länge dadurch bewahrt oder festgelegt werden, daß man die Mutter 66 am Bolzen 64 anzieht. Durch Anziehen der Mutter 66 wird eine radiale Druckkraft auf die Endteile 38 und 40 der Hülse 20 ausgeübt, die im Gewindeeingriff mit den ersten und zweiten Stangengliedern 22 bzw. 24 stehen. Die Hülsenendteile 38 und 40 werden fest oder eng gegen die ersten und zweiten Stangenglieder 22 und 24 geklemmt. Auf diese Weise schränkt die Hülse 20 die weitere Relativ drehbewegung der Hülse 20 und der Stangenglieder 22 und 24 ein. Wenn die Mutter 66 angezogen wird, so dienen die ersten und zweiten massiven Endteile oder Endregionen 52 und 54 der Hülse 20 auch als Drehpunkte, wie dies schematisch in Fig. 4 gezeigt ist. Die massiven Endzonen oder -regionen 52 und 54 arbeiten als Drehpunkte dadurch, daß Hebelwirkung für die Befestigungsmittel 26 vorgesehen wird und zwar während des Zusammendrückens der Hülse 20, wie dies schematisch durch die Drehmittelpunkte 68 und 70 dargestellt ist. Der Schlitz 46 in der Hülse 20 gestattet eine kleine plastische Verformung der Hülse 20, wie dies schematisch in Fig. 4 gezeigt ist, während des Zusammen drückens der Befestigungsmittel 26. Wenn eine Relativ drehung der Hülse 20 und eines Stangenglieds 22 und/oder 24 auftreten sollte, so wird die Hülse weiterhin eine Kraft an das Stangenglied anlegen, um der Relativdrehung Widerstand entgegenzusetzen.

Aus der obigen Beschreibung erkennt der Fachmann die er findungsgemäßen Maßnahmen, Änderungen und Vorteile. Dem Fachmann sind auch Abwandlungen gegeben. Beispielsweise kann die Hülse einen zweiten Längsschlitz aufweisen, der umfangsmäßig gegenüber dem Schlitz 46 angeordnet ist.

Claims

1. Einstellbare Spurstange (16) für eine Fahrzeuglenkung (10), wobei folgendes vorgesehen ist:
ein erstes Stangenglied (22) mit einem ersten Endteil (28), welches ein linksgängiges Außengewinde (30) besitzt;
ein zweites Stangenglied (24) mit einem ersten End teil (32), welches ein rechtsgängiges Außengewinde (34) besitzt;
eine Rohrhülse (20) mit einer Hülsenachse (36), wobei die Hülse (20) einen ersten Gewindeendteil (38) auf weist und zwar zum gewindemäßigen Aufnehmen des ersten Endteils (28) des ersten Stangenglieds (22), wobei ferner ein zweiter mit Gewinde versehener End teil (40) vorgesehen ist zum gewindemäßigen Aufnehmen des ersten Endteils (32) des zweiten Stangenglieds (24), und mit einem Längsschlitz (46), der sich parallel zur Hülsenachse (36) erstreckt und Abschluß enden (48, 50) besitzt, die den Schlitz kurz vor den entfernt gelegenen Enden (37, 39) der Hülse (20) abschließen, und wobei schließlich erste und zweite radial ausgerichtete Öffnungen (56, 58) sich durch die Hülse (20) erstrecken; und
Befestigungsmittel (26), die sich durch die radial ausgerichteten Öffnungen (56, 58) erstrecken, um eine Druckkraft auf die mit Gewinde versehenen Teile der Hülse (20) auszuüben, wodurch die Drehbewegung der Hülse (20) eingeschränkt wird.

2. Spurstange nach Anspruch 1, wobei der Längsschlitz (46) um einen Mittenteil (60) der Hülse (20) zentriert ist und zwei umfangsmäßig massive Endzonen (52, 54) der Hülse (20) bildet, und zwar zwischen den abschließenden Enden (48, 50) des Schlitzes und den entfernt liegenden Enden (37, 39) der Hülse (20).

3. Spurstange nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste und zweite radial ausgerichtete Öffnung (56, 58) sich senkrecht zur Hülsenachse (36) erstreckt, und zwar durch den Mittelteil (60) der Hülse.

4. Spurstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Befestigungsmittel (26) einen Bolzen (64), der sich durch die erste und zweite ausgerichtete Öffnung (56, 58) in der Hülse (20) erstreckt, und eine Mutter (66) zur Aufnahme des Bolzens (64) aufweisen.

5. Spurstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hülse (20) ein einstückiges zylindrisches Rohrglied ist.

6. Spurstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zwei massiven Endzonen (52, 54) der Hülse (20) nicht kürzer in ihrer Gesamtlänge sind als ungefähr ein Zehntel der Gesamtlänge der Hülse (20).

7. Spurstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Längsschlitz (46) umfangsmäßig zwischen den zwei radial ausgerichteten Öffnungen (56, 58) ange ordnet ist.