DE2431416A1

DE2431416A1 - Power assisted steering for tiltable cab vehicles - has steering wheel shaft with cross slot connection with worm drive

Info

Publication number: DE2431416A1
Application number: DE2431416A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Wagner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1974-06-29
Filing date: 1974-06-29
Publication date: 1976-01-08
Also published as: BR7504064A; JPS5116532A; ES438961A1; IT1040605B

Abstract

An axial displacement occurs at the steering worm drive shaft (4) each time the steering nut (5) meets with a resistance. Should the resistance be greater than the pre-tensioned force of the limit spring (3) the steering worm shaft and with it the connected regulator piston moves axially. To compensate for this movement, the connection between the two shafts is formed by a cross slotted disc (9). The steering worm shaft and the steering shaft have axial projections at their neighbouring ends which mesh into corresp cross slits in the connecting disc, to form an extremely short connection between the two shafts. To avoid noise and friction, the projections and or the cross slits are coated with a plastic having a low friction value.

Description

Lenkgetriebe mit Hilfskraftunterstützung insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches. Power-assisted steering gears, in particular for motor vehicles The invention relates to a steering gear according to the preamble of the first claim.

Bei derartigen Lenkgetrieben wird das Steuerventil durch die Axialbewegung der Gewindespindel gegenüber der Lenkmutter verstellt. Um eine axiale Verschiebung der Lenkspindel und damit eine axiale Bewegung des über eine obere Lenkspindel mittels einer Kupplung angeschlossenen Lenkhandrades bei gleichzeitig möglicher axialer Verschiebbarkeit der Gewindespindel zu verhindern, wird bei bekannten Lenkgetrieben die Gewindespindel mit der Lenkspindel über ein Keilwellenprofil verbunden (z. B. US-PS 3 444 948). Solche Keilwellenprofile benötigen eine große tragende Länge und ergeben dadurch eine große Baulänge des Lenkgetriebes. Da Keilwellenprofile keinen radialen Ausgleich zulassen, entstehen zwangsläufig Verklemmungen und dadurch Fehlfunktionen des Lenksteuerventils. Für Lenkgetriebe, denen nur ein geringer Einbauraum zur Verfügung w steht, beispielsweise bei Lastkraftwagen mit Kippfahrerhaus, ist eine Verwendung derartiger langer Keilwellenprofilverbindungen nicht möglich. In steering gears of this type, the control valve is actuated by the axial movement the threaded spindle is adjusted relative to the steering nut. To an axial displacement the steering spindle and thus an axial movement of the means via an upper steering spindle a clutch connected steering handwheel with simultaneous possible axial To prevent displaceability of the threaded spindle is used in known steering gears the threaded spindle is connected to the steering spindle via a spline (e.g. U.S. Patent 3,444,948). Such splines require a large load-bearing length and result in a large overall length of the steering gear. Since splines do not have Allowing radial compensation will inevitably result in deadlocks and thus malfunctions of the steering control valve. For steering gears that only have limited installation space w stands, for example in trucks with a tipping cab, is one use such long spline connections not possible.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Lenkgetriebe mit Hilfskraftunterstützung zu schaffen, das insbesondere im Bereich der Verbindungsstelle zwischen der axial verschiebbaren Gewindespindel und der axial unverschiebbaren Lenkspindel eine kurze Baulänge aufweist. The invention is therefore based on the object of a steering gear to create with the help of an unskilled worker, especially in the area of the connection point between the axially displaceable threaded spindle and the axially immovable Steering spindle has a short overall length.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruches angeführten Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben. This object is achieved by the characterizing part of the first claim cited features solved. Appropriate refinements of the invention are shown in further claims specified.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention is illustrated below with the aid of a drawing Embodiment explained in more detail.

Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe, Fig. 2 einen Teilschnitt durch den oberen Teil des Lenkgetriebes der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 den Teilschnitt der Fig. 2, jedoch mit verschobener Gewinde spindel, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV - IV der Fig. 2, Fig. 5 zeigt den Einbau des Lenkgetriebes in der Lenkanlage eines Kraftfahrzeugs mit Kippfahrerhaus.It shows: FIG. 1 a longitudinal section through a steering gear according to the invention, FIG. 2 shows a partial section through the upper part of the steering gear of FIG. 1 in an enlarged manner Scale, Fig. 3 shows the partial section of Fig. 2, but with the threaded spindle displaced, Fig. 4 shows a section along the line IV - IV of FIG. 2, FIG. 5 shows the installation of the Steering gear in the steering system of a motor vehicle with a tilting cab.

Das Lenkgetriebe besteht im wesentlichen aus einem mehrteiligen Lenkgehäuse 1, einer axial unverschiebbar im Lenkgehäuse 1 gelagerten Lenkspindel 2, einer gegen die Kraft einer Grenzkraftfedereinrichtung 3 axial verschiebbaren Gewindespindel 4, einer Lenkmutter 5, einer Lenkwelle 6 und einer Steuerventileinrichtung 7, deren Ventilkolben 8 spielfrei auf der Gewindespindel 4 gelagert ist. The steering gear essentially consists of a multi-part steering housing 1, an axially immovable in the steering housing 1 mounted steering spindle 2, one against the force of a limit force spring device 3 axially displaceable threaded spindle 4, a steering nut 5, a steering shaft 6 and a control valve device 7, whose Valve piston 8 is mounted on threaded spindle 4 without play.

Eine Axialverschiebung der Gewindespindel 4 tritt beim Drehen derselben dadurch auf, daß die Lenkmutter 5 dieser Drehbewegung zunächst einen Widerstand entgegensetzt. Übersteigt dieser Widerstand die Vorspannkraft der Grenzkraftfedereinrichtung 3, so weicht die Gewindespindel 4 und der mit ihr verbundene Ventilkolben 8 axial aus. An axial displacement of the threaded spindle 4 occurs when rotating the same in that the steering nut 5 this rotational movement initially a resistance opposed. If this resistance exceeds the pretensioning force of the limit force spring device 3, the threaded spindle 4 and the valve piston 8 connected to it give way axially the end.

Die weitere Funktion des Lenkgetriebes, insbesondere der Hilfskraftunterstützung, betrifft nicht den Erfindungsgegenstand und wird deshalb nicht näher beschrieben. The further function of the steering gear, in particular the auxiliary power support, does not relate to the subject matter of the invention and is therefore not described in more detail.

Zwischen der Gewindespindel 4 und der Lenkspindel 2 ist gemäß der Erfindung eine Kreuzschlitzscheibe 9 in dem Lenkgehäuse 1 mit geringem Spiel angeordnet. Die Lenkspindel 2 und die Gewindespindel 4 weisen an ihren einander benachbarten Enden axiale Fortsätze 10 bzw. 11 auf, die zweiseitig parallel abgeflacht sind. Die axialen Fortsätze 10 und 11 greifen in kreuzweise angeordnete Führungsschlitze 12 bzw. Between the threaded spindle 4 and the steering spindle 2 is according to the Invention a Phillips disk 9 in the steering housing 1 with minor Game arranged. The steering spindle 2 and the threaded spindle 4 point to each other adjacent ends have axial extensions 10 and 11, which are flattened parallel on both sides are. The axial extensions 10 and 11 engage in guide slots arranged crosswise 12 or

13 der Kreuzschlitzscheibe 9 ein. Durch die Kreuzschlitzscheibe 9 und die axialen Fortsätze 10 und 11 wird eine extrem kurze Verbindung zwischen der Gewindespindel 4 und der Lenkspindel 2 hergestellt, durch die Axialverschiebungen der Gewindespindel 4 ausgeglichen werden.13 of the Phillips disk 9. Through the Phillips disk 9 and the axial extensions 10 and 11 is an extremely short connection between the Threaded spindle 4 and the steering spindle 2 produced by the axial displacements the threaded spindle 4 are compensated.

Um ein möglichst kurzes Einbaumaß von Mitte Lenkung (Lenkwelle 6) bis Ende Lenkspindel 2 zu erreichen, wird die Dicke der Kreuzschlitzscheibe 9 weiter verringert. Deshalb sind in der Mitte der axialen Fortsätze 10 und 11 stirnseitige Ausnehmungen 14 bzw. 15 vorgesehen, die ein Ineinandergreifen der axialen Fortsätze 10 und 11 ohne gegenseitige Berührung ermöglichen. Da diese Ausnehmungen in der neutralen Zone der Fortsätze 10 und 11 liegen, wird die Bauteilfestigkeit nicht beeinflußt. To keep the installation dimension as short as possible from the center of the steering (steering shaft 6) to reach the end of the steering spindle 2, the thickness of the Phillips disk 9 is further decreased. Therefore, in the middle of the axial extensions 10 and 11 are end faces Recesses 14 and 15 are provided, which interlock the axial extensions 10 and 11 allow without touching each other. Since these recesses in the the neutral zone of the extensions 10 and 11 are, the component strength is not influenced.

Die Tiefe der Ausnehmungen 14 und 15, die Länge der axialen Fortsätze 10 und 11 und die Dicke der Kreuzschlitzscheibe 9 sind so ausgelegt, daß die Fortsätze 10 und 11 bei Neutralstellung der Gewindespindel 4 bereits um ein bestimmtes Maß berührungsfrei ineinandergreifen, das bei Verschiebung der Gewindespindel 4 je nach der Verschieberichtung entweder vergrößert oder verkleinert wird. Dabei ist die Eingriffslänge des axialen Fortsatzes 11 in dem Führungsschlitz 13 der Kreuzschlitzscheibe 9 bei allen Stellungen der Gewindespindel 4 für eine übertragung der Lenkbewegung von der Lenkspindel 2 auf die Gewindespindel 4 ausreichend. The depth of the recesses 14 and 15, the length of the axial extensions 10 and 11 and the thickness of the Phillips disk 9 are designed so that the extensions 10 and 11 in the neutral position of the threaded spindle 4 already at a certain point Measure interlock contactlessly, depending on the displacement of the threaded spindle 4 the direction of movement is either increased or decreased. Here is the Length of engagement of the axial extension 11 in the guide slot 13 of the Phillips disk 9 in all positions of the threaded spindle 4 for transmission of the steering movement from the steering spindle 2 to the threaded spindle 4 is sufficient.

Der axiale Fortsatz 10 der Lenkspindel 2 ist in dem Führungsschlitz 12 ohne wesentliche axiale Verschiebung geführt und kann deshalb eine entsprechend kurze Eingriffs länge aufweisen.The axial extension 10 of the steering spindle 2 is in the guide slot 12 performed without substantial axial displacement and can therefore be a corresponding have a short engagement length.

Zur Verminderung von Reibung und von beim Auftreten von Spiel entstehenden Geräuschen werden die Führungsflächen der Führungsschlitze 12 und 13 und/oder der axialen Fortsätze 10 und 11 zweckmäßigerweise mit einer Auflage aus reibungsarmem Kunststoff belegt. To reduce friction and the occurrence of play The guide surfaces of the guide slots 12 and 13 and / or the axial extensions 10 and 11 expediently with a support of low-friction Plastic covered.

Bei entsprechender Dimensionierung der Kreuzschlitzscheibe kann dieselbe aus Kunststoff oder aus einem Kunststoff mit eingegossenem Metallträger bestehen. With the appropriate dimensioning of the Phillips disk, the same can made of plastic or of a plastic with a cast metal support.

Neben der kurzen Baulänge der Ausgleichsverbindung zwischen Lenkspindel und Gewindespindel besteht ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung der Kreuzschlitzscheibe in dem Lenkgetriebe darin, daß mit der radial in bestimmten Grenzen frei beweglichen Kreuzschlitzscheibe durch Fluchtungsfehler entstehende Ungenauigkeiten zwischen der Lenkspindel und der Gewindespindel radial ausgeglichen werden. In addition to the short overall length of the compensating connection between the steering spindle and threaded spindle there is a further advantage of the arrangement according to the invention the Phillips disk in the steering gear in that with the radial in certain Limits of freely moving Phillips disc resulting from misalignment Radially compensated for inaccuracies between the steering spindle and the threaded spindle will.

Ein weiterer Vorteil der Konstruktion besteht darin, daß die Lagerung der Lenkspindel 2 und die Ausgleichseinrichtung 9 - 10 - 11 vom Rücklauföl der Hydrolenkung voll umgeben sind, wodurch ein Mindestbauaufwand verbunden mit größtmöglichem Wirkungsgrad aller beweglichen Teile ermöglicht wird. Another advantage of the design is that the storage the steering spindle 2 and the compensating device 9-10-11 from the return oil of the hydraulic steering are fully surrounded, whereby a minimum construction effort combined with the greatest possible efficiency all moving parts is made possible.

Claims

0 Power steering gear, especially for motor vehicles, with one against the force of a limit force spring device around the adjustment a control valve device required control stroke axially displaceable threaded spindle and an axially immovable steering spindle, characterized in that between the threaded spindle (4) and the steering spindle (2) one the two spindles (4 and 2) non-rotatably connecting Phillips disk (9) is arranged, in the crosswise arranged guide slots (12; -13) at the adjacent ends of the threaded spindle (4) and the steering spindle (2) arranged, axially flattened parallel on both sides Extensions (10; 11) engage axially movably.

2. Steering gear according to claim 1, characterized in that in the Center of the axial extensions (10 and 11), axial recesses (14 or 15) are arranged, the dimensions of which interlock without contact allow axial extensions (10 and 11).

3. Steering gear according to one of claims 1 or 2, characterized in that that the guide surfaces of the guide slots (12 and 13) and / or the axial extensions (10 and 11) are covered with a layer made of a low-friction plastic.

4. Steering gear according to one of claims 1 or 2, characterized in that that the Phillips disk (9) is made of plastic.

5. Steering gear according to one of claims 1 or 2, characterized in that that the Phillips disk (9) consists of a sintered material.

6. Steering gear according to claim 4, characterized in that the Phillips disk (9) contains an incorporated metal support.