DE2934275A1

DE2934275A1 - Steuerungsmechanismus fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2934275A1
Application number: DE19792934275
Authority: DE
Inventors: Forno Antonio Da
Original assignee: TRW Automotive Italia SRL
Current assignee: ZF Automotive Italia SRL
Priority date: 1978-09-05
Filing date: 1979-08-24
Publication date: 1980-03-20
Also published as: IT1103037B; GB2032573B; IT7805243A0; GB2032573A; ES483600A1

Description

1\- August 1979

.η P 8105-resp

O?. E. W. ITALIA S.p.A., Gardone V.T. (Brescia) Italien

Steuerungsmechanismus für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft einen Steuerungsmechanismus für Kraftfahrzeuge, der ein in einem entsprechenden Lagerund Führungskörper drehbar gelagertes Zahnrad hat, das mit der Verzahnung einer Zahnstange eingreift, die in Längsrichtung durch den Führungskörper hindurch verstellbar ist und mit den Betätigungs- bzw. Lenkstangen zur Steuerung der Räder des Fahrzeugs verbunden-ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich also auf einen Steuerungsmechanismus für Kraftfahrzeuge, bei dem ein Ritzel und eine Zahnstange ineinandergreifen, insbesondere bezieht sich die Erfindung auf elastische Mittel, die geeignet sind, ein konstantes, stetiges und genaues Ineinandergreifen zwischen dem Zahnrad oder Ritzel und der Zahnstange mit dem Zweck sicherzustellen, daß der Einfluß von sich im Zuge der Verwendung ergebendem Spiel und von Schlägen eliminiert wird.

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Die -Steuerungsmechanismen der vorgenannten Art enthalten im allgemeinen ein Zahnrad oder Ritzel, das in einem entsprechenden Gehäuse drehbar gelagert ist und mit der Verzahnung einer Zahnstange kämmt, die axial in einem entsprechenden Führungsrohr verstellbar ist und mit den Lenk- oder Betätigungsstangen für die Betätigung bzw. Steuerung der Kader des Fahrzeuges verbunden ist.

Um ein korrektes und genaues Ineinandergreifen des Steuerungs-Zahnrades mit der zu steuernden Zahnstange sicherzustellen, sind bereits Lösungen vorgeschlagen worden, die die Verwendung von im wesentlichen gabelförmig ausgebildeten elastischen Unterstützungsmitteln aus Gummi oder aus einem Kunststoffmaterial vorsehen, die auf die Zahnstange ίκ weeeatüefeea entgegengesetzt zu den radialen Drücken des Zahnrades auf die Zahnstange einwirken. Um sodann die Wirkung dieser Unterstützungsmittel zu integrieren, ist auch vorgesehen worden, diesen eine Schraubenfeder zuzuordnen, die mit einer vorbestimmten Belastung oder Vorspannung den elastischen Kontakt der Mittel selbst mit der Zahnstange sicherstellt, um die Zahnstange auf diese Art in geeigneter, zweckmäßiger Weise zu unterstützen und die Schübe oder Biegungen aufzunehmen. Bei allen bisher vorgeschlagenen Lösungen sind die elastischen Mittel in einer entsprechenden Aufnahme schlüssig eingesetzt, und sie werden gezwungen, eine Verstellung oder eine elastische Verformung in einer einzigen Eichtung und insbesondere

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in Eichtung der Achse dieser Elemente zu erfahren, die einer radialen Eichtung der Zahnstange entspricht. Jedoch ist ein solcher Aufbau nicht geeignet, die Punktion für die er vorgesehen ist, vollständig auszuführen, außerdem ist die Ausführung komplizierter und aufwendiger als zu wünschen ist.

Ausgehend von solchen Voraussetzungen besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Steuerungsmechanismus mit Mitteln zu schaffen, die geeignet sind, die Zahnstange elastisch zu unterstützen und elastische Verformungen in mindestens zwei verschiedenen radialen Hichtungen als Folge eines kontrollierten, gesteuerten Auseinanderspreizens oder -gehens von zwei Abschnitten auszuführen, die in Berührung mitteinander gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Seiten der Zahnstange sind, wobei diese Verformungen von sogenannten Tellerfedern gesteuert und durch feste Schultern oder Stufen begrenzt werden, die diesen Abschnitten zugeordnet sind.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Steuerungsmechanismus mit elastischen Mitteln zur Unterstützung der Zahnstange zu schaffen, der einfach im Aufbau und wirtschaftlich herzustellen ist, der leicht an der aus Zahnrad und Zahnstange bestehenden Gruppe oder Einheit anzubringen ist und der in der Lage ist, die Zahnstange mit dem Zahnrad korrekt und genau in Eingriff zu halten, weiterhin die beim Stoß oder Schlag

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auf die Zahnstange und das Zahnrad ausgeübten auftretenden Kräfte zu absorbieren und zu dämpfen und gleichzeitig jedoch der Zahnstange korrekte und genaue axiale Verstellbewegungen zu gestatten und das auf Bearbeitungstoleranzen und auf Toleranzen bei der Montage zurückzuführende Spiel sowie das nach längerem Gebrauch durch Abnutzung auftretende Spiel zu kompensieren und aus zugleichen.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zahnstange und dem Lager- und JPührungskörper mindestens ein Unterstützungsmittel aus Kunststoffmaterial zwischengeschaltet ist, das eine Höhlung oder Ausnehmung zur Aufnahme des der Verzahnung gegenüberliegenden Teiles dieser Zahnstange begrenzt und zwei biegsame Partien aufweist, die sich an zwei einander gegenüberliegenden Seiten erstrecken und mit der Zahnstange in Berührung stehen, ohne mit der Innenfläche des Lager- und ^ührungekörpers in Berührung zu stehen, und daß dem obigen halbzylindrischen Element eine z. B. tellerfederartige Kontrollfeder zugeordnet ist, die vorgespannt ist und an den biegsamen Partien angreift, um sie an der Zahnstange angelegt zu halten, jedoch gleichzeitig eine kontrollierte Biegung dieser Abschnitte in radialer Richtung mit Bezug auf die Achse der Zahnstange gestattet.

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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Pig. 1 die Gesamtheit eines ßteuerungsmechanismus gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht teilweise im Längsschnitt,

Pig. 2 einen Schnitt durch die Ano*-rdnung nach Pig. im Bereich der elastischen Unterstützungsmittel in größerem Maßstab,

Pig. 3 eine erste Ausführungsform eines elastischen Unterstützungsmittels für sich allein im Schnitt,

Pig. 4· die Anordnung nach Pig. 3 in einer Seitenansicht und

Pig. 5 eine Variante zu der Anordnung nach Pig. 3 und 4-wiederum in einem Schnitt in derselben Darstellungsweise.

In der Zeichnung ist mit 1 das Zahnrad bezeichnet, das in einem Lager- und Pührungskörper 2 drehbar untergebracht ist und mit der Verzahnung 3 einer Zahnstange 4- eingreift, die axiale Verstellbewegungen durch den Lager- und Pührungskörper hindurch ausführen kann. Das Zahnrad 1 wird von der Welle des Lenkrades des Fahrzeugs gesteuert, während die Enden der Zahnstange 4 mit Zugstangen 5 verbunden sind,

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die zu!? Steuerimg der nicht dargestellten Lenk- "bzw. Betätigungsstangen dienen, die auf die Räder des zu steuernden Fahrzeugs einwirken.

Gemäß der Erfindung ist der Zahnstange 4 mindestens ein elastisches Unterstützungsmittel 6 zugeordnet, das eine Höhlung oder Ausnehmung 7 begrenzt, die geeignet ist, die zylindrische Partie der Zahnstange 4· aufzunehmen, die der Verzahnung 3 gegenüberliegt, die mit dem Zahnrad zusammenwirkt. Dieses Unterstützungsmittel oder -element 6 wird in solcher geeigneter Weise in den Lager- und Führungskörper 2 der Zahnstange 4- eingeführt, um daran gehindert zu werden, sich während der Bewegungen der Stange selbst zu drehen und axial zu verstellen.

Veiter ins einzelne gehend ist darauf hinzuweisen, daß das Unterstützungselement 6 durch Pressen aus einem geeigneten Eunststoffmaterial hergestellt ist, das verhältnismäßig flexibel ist, und es besitzt einen Grundsockel 8, mit dem es sich mehr oder weniger stark auf der Innenfläche 2' der Lager- und Führungskörper 2 abstützt und der zwischen zwei biegsamen Partien 9» 9 liegt, die sich an zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Zahnstange erstrecken, ohne mit der Innenfläche 2¹ des Lager- und Führungskörpers 2 in Berührung zu stehen, derart, daß sie Biegungsverstellungen in Richtung der Pfeile F in Fig. 3 ausführen können, deren Schwenkachse

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dem Grundsockel 8 gegenüberliegt und entspricht. Andererseits "besitzt die Oberfläche der Höhlung oder Ausnehmung 7 des Unterstützungsmittels Abschnitte mit verschieden großen Radien, um auf diese Weise zwei Unterstützungszonen oder -linien 10, 10 für die Zahnstange 4 zu definieren, zwischen denen mindestens eine Vertiefung 1'i vorhanden ist, wobei diese Unterstützungszonen oder -linien 10, 10 jeweils einem mittleren Bereich der flexiblen biegsamen Partien 9» 9 gegenüberliegen, während die Vertiefung 11 dem Grundsockel 8 gegenüberliegt oder unterhalb der Zahnstange 4 liegt.

Am Grundsockel 8 des Unterstützungsmittels 6 ist außerhalb desselben eine Feder 12 angebracht, z. B. eine Tellerfeder od. dgl., die sich gegen die flexiblen Partien 9» 9 erstreckt und an diesen angreift in dem Sinne, um sie an die Zahnstange 4 angelegt zu halten und hierbei gleichzeitig ihre kontrollierte Biegung zu gestatten, wenn sie radialen Kräften unterworfen sind, die von dieser Zahnstange übertragen werden. Diese Feder ist in geeigneter Weise geeicht und mit einer vorbestimmten Vorspannung in Abhängigkeit davon montiert, welche Reaktion man auf die von der Zahnstange übertragenen Kräfte erzielen will, und in welchem Umfang man das Spiel und die Fertigungs- und Montagetoleranzen der Zahnstange mit Bezug auf das Ritzel oder Zahnrad 1 oder den Lager- und Führungskörper ausgleichen und korrigieren will.

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ORIGINAL INSPECTED

In jedem Fall werden die ano.rmalen radialen Schübe oder die Bearbeitungsfehler der Gruppe bzw. Einheit zurückgeworfen und von Pail zu Fall vom Unterstützungsmittel 6 mit der Kontrollfeder 12 absorbiert und aufgenommen, derart, daß ein konstantes und korrektes Ineinandergreifen zwischen dem Zahnrad 1 und der Zahnstange 4 aufrecht erhalten wird. In der Tat trägt die Möglichkeit, daß die biegsamen Partien 9» 9 des Unterstützungsmittels 6 elastisch auseinandergehen und ihre elastische Reaktion nach jedem Auseinandergehen, die durch die Kon-trollfeder 12 sichergestellt wird, immer bei, daß der genaue Zwischenachsenabstand und die vorbestimmte Kupplungskraft zwischen dem Zahnrad und der Zahnstange für eine korrekte und genaue Wirkungsweise ohne Hemmungen und für ein automatisches Wiedergewinnen des sich von der Abnützung her ergebenden Spiels aufrecht erhalten wird.

Es ist noch zu notieren, daß,während der Reaktion der Feder 12 in dem Sinne der Verstellung der Verzahnung der Zahnstange in Richtung zum Zahnrad nichts entgegen-

dies
wirkt, wenn/nicht die Kräfte der Kupplung zwischen Zahnrad und Zahnstange/das Auseinandergehen der flexiblen oder biegsamen Partien 9, 9 des Unterstützungsmittels begrenzt ist, um auf alle Fälle zu verhindern, daß das Zahnrad und die Zahnstange voneinander ausgerückt werden und um die Biegung der Feder 12 begrenzt zu halten, um deren Bruch zu verhindern, wobei diese Begrenzung z. B. erzielt v/erden kann mit Hilfe von verstärkten Anschlagabschnitten 9¹» 9¹,

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die am Element (Partien 9₅ 9) selbst vorgesehen sind und dazu bestimmt sind, sich an der Innenfläche 2' des Lager- und Führungskörpers 2 abzustützen, wenn daß Element (9? 9 ) dem maximalen zulässigen Auseinanderspreizen unterworfen ist.

In Fig. 5 der Zeichnung 9 ist eine konstruktive Variante des Unterstützungsmittels 6' dargestellt, die unter Beibehaltung der Merkmale und der wichtigsten Aufgaben, die oben beschrieben worden sind, als einzigen Unterschied eine z. B. als Tellerfeder ausgebildete Kontrollfeder 12' aufweist, deren Enden in entsprechenden Ausnehmungen 13 festgehalten werden, die durch Flügel 14 definiert sind, die mit dem Element 6' fest verbunden sind; ein weiterer Unterschied besteht darin, daß Mittel zur Begrenzung der Biegung vorgesehen sind, die durch diese Flügel 14 gebildet werden, die dazu bestimmt sind, sich auf der Innenfläche des Führungskörpers 2 beim Erreichen der maximalen zulässigen Biegung abzustützen.

Eine solche Lösung bringt den Vorteil, daß im Falle des Bruchs der Feder 12' die Fragmente am Unterstutzungselement festgehalten werden, ohne daß sie die Möglichkeit haben, bis zur Höhlung des Zahnrades und der Zahnstange zu gelangen, so daß auf diese Weise irreparable Schaden für die Einheit vermieden werden.

Wenn auch in der beigefügten Zeichnung das Unterstützungsmittel 6, 6' als halbzylindrischer Körper dargestellt

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worden ist, wird dadurch nicht ausgeschlossen, daß das Element selbst im wesentlichen zylindrisch sein kann in dem Sinne, daß die freien Enden der biegsamen Partien 9? 9 miteinander verbunden werden können mit Hilfe eines kontinuierlichen Streifens 19 oder mit Hilfe eines unterbrochenen Streifens, der die Zahnstange 4- umfaßt, vgl. die gestrichelten Linien in 3?ig. 5» und der einen kufenartigen Abschnitt 20 hat, der auf die Zahnstange entgegen der Wirkung der biegsamen Partien 9» 9 einwirkt.

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Claims

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Steuerungsmechanismus für Kraftfahrzeuge

Ansprüche

1 J Steuerungsmechaiiismus für Kraftfahrzeuge, der ein in einem entsprechenden Lager- und Führungskörper drehbar gelagertes Zahnrad hat, das mit der Verzahnung einer Zahnstange eingreift, die in Längsrichtung durch den iührungskörper hindurch verstellbar ist und mit den Betätigungs- bzw. Lenkstangen zur Steuerung der käder des Fahrzeugs

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verbunden ist, dadurch, gekennzeichnet, daß zwischen der Zahnstange (4-) und dem Lager- und Führungskörper (2) mindestens ein Unterstützungsmittel (6, 6) aus Kunststoffmaterial zwischengeschaltet ist, das eine Höhlung oder Ausnehmung (7) zur Aufnahme des der Verzahnung gegenüberliegenden Teiles dieser Zahnstange begrenzt und zwei biegsame Partien (9, 9) aufweist, die sich an zwei einander gegenüberliegenden Seiten erstrecken und mit der Zahnstange in Berührung stehen, ohne mit der Innenfläche (2¹) des Lager- und Führungskörpers in Berührung zu stehen, und daß dem obigen halbzylindrischen Element eine z. B. tellerfederartige Kontrollfeder (12, 12') zugeordnet ist, die vorgespannt ist und an den biegsamen Partien (9, 9) angreift, um sie an der Zahnstange angelegt zu halten, jedoch gleichzeitig eine kontrollierte Biegung dieser Abschnitte in radialer Richtung mit Bezug auf die Achse der Zahnstange gestattet.
2. Steuerungsmec-hanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterstützungsmittel (6, 6¹) einen Grundsockel (8) aufweist, mit dem es sich, auf der Innenfläche (2¹) des Lager- und i'ührungskörpers (2) für die Zahnstange (4) abstützt oder auch nicht und der sowohl die Schwenkachse für die Biegung der biegsamen Partien (9, 9) bildet, als auch das Anlageorgan für die Kontrollfeder (12, 12') darstellt.

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3- Steuerungsmechanismus nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollfeder (12) am Grundsockel (8) des Unterstützungsmittels (6) befestigt ist und frei gegen die flexiblen Partien des Elementes selbst wirkt.
4. Steuerungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollfeder (12') am Grundsockel (8) des Unterstützungselementes (6¹) befestigt ist und seine beiden Enden in entsprechende Ausnehmungen (1p) untergebracht findet, die an den flexiblen oder biegsamen Partien (9, 9) des Elementes selbst vorgesehen und durch Schutzflügel (14) begrenzt sind.
5· Steuerungsmechanismus nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der flexiblen Abschnitte (9» 9¹) aes Unterstützungsmittels (6, 6') miteinander durch mindestens einen Streifen (19) niit einem kufenartigen Abschnitt (20) verbunden sind, der auf die Zahnstange entgegen der Wirkung der biegsamen oder flexiblen Partien einwirkt.
6. Steuerungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterstützungsmittel (6, 6¹) Mittel zum Begrenzen der Biegung der biegsamen Partien (9, 9') aufweist, die sich gegen die innere· Fläche (2¹) des Lager- und Führungskörpers (2) für die Zahnstange (4) abstützen, wenn diese Abschnitte ihre maximale zulässige Biegung erreichen.

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