DE3118254C2

DE3118254C2 - Zahnstangenlenkgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3118254C2
Application number: DE3118254A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ing.(grad.) 7322 Donzdorf Rieger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1981-05-08
Filing date: 1981-05-08
Publication date: 1986-06-26
Also published as: IT8220923A0; DE3118254A1; IT1151315B; US4479400A

Abstract

In einem Zahnstangenlenkgetriebe mit Mittenantrieb sind die Spurstangen (3 und 4) mit Bolzen (6 bzw. 7) an der Zahnstange (2) befestigt. Die Anlenkung der Spurstangen (3 und 4) ist durch einen aus einem Gleitstein (13) und einem Stützblech (14) bestehenden Kastenverband verstärkt. Der Gleitstein (13) ist in einem Führungsschlitz (8) des Gehäuses (1) abgestützt, der zugleich als Anschlag in den Enden (8A und 8B) des Führungsschlitzes (8) dient. In Aussparungen (20 und 21) an den Stirnseiten des Gleitsteines (13) sind Dämp fungsglieder (22, 23) eingesetzt, deren Breite (b) kleiner ist als die Breite (B) der Aussparungen. Im unbelasteten Zustand haben die Dämpfungsglieder (22, 23) z.B. rechteckförmigen Querschnitt, der während des Anlaufvorganges in die Aussparungen (22, 23) verdrängt wird.

Description

dadurch gekennzeichnet,

— daß die Stirnflächen des Gleitsteines (13) der Umfangsrichtung der Abrundung folgende bogenförmige Aussparungen (20 und 21) aufweisen;

— daß in die Aussparungen (20 und 21) quaderförmige Dämpfungsglieder (2? bzw. 23) aus elastischem Material eingelegt sind, die im unbelasteten Zustand eine gerade, also nicht dem Umfangsbogen der Aussparung folgende Mittelachse aufweisen und dicker sind als die Aussparungen ti *.f sind;

— daß die Länge (B)der Aussnarungen (20 und 21) größer ist als die Länge (b) der unbelasteten Dämpfungsglieder (22 bzw. 23), so daß in der Anlaufphase sich zunächst die Endkanten der Dämpfungsglieder als kleine Kontaktflächen am Ende (&A bzw. 8B) des Führungsschlitzes (8) anlegen und der weitere Anlaufweg durch die elastische Durchbiegung des Dämpfungsgliedes (22 bzw. 23) gedämpft wird, bis nach dessen vollständiger Anlage am Grund der Aussparung durch elastische Verdrängung in die Ausmaße der Aussparung (20 bzw. 21), die Kontur des Dämpfungsgliedes (22 bzw. 23) mit der Kontur des Gleitsteines (13) bündig ist.

2. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsglieder (22, 23) als Kunststoff-Spritzgußteile hergestellt sind.

3. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsglieder (22, 23) an den Endkanten hervorstehende Kontaktnocken (24) aufweisen.

Zahnstangenlenkgetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sind aus dem DE-GM 74 11 046 bekannt. Ein solches Lenkgetriebe weist zwei in der Mitte der Zahnstange befestigte Bolzen auf, die durch einen Längsschlitz im Lenkgehäuse nach außen ragen, wobei an den Bolzen die mit den Fahrzeugrädern verbundenen Spurstangen angelenkt sind. Die beiden Bolzen sind durch einen in dem Längsschlitz geführten Gleitstein verbunden, der gleichzeitig eine Verdrehung der Zahnstange gegenüber dem Gehäuse verhindert. Der Gleitstein bildet mit einem außerhalb des Gehäuses die Bolzen verbindenden Stützblech einen Kastenverband, wodurch eine gute Steifigkeit der Spurstangenbefestigung für erreicht wird. Der Gleitstein dient außerdem beim Anlaufen an den Enden des Längsschlitzes als Hubbegrenzung. Daraus ergibt sich ein hartes Anschlagen des Gleitsteines an den Enden des Längsschlitzes mit den damit verbundenen störenden Anlaufgeräuschen. Aus der erwähnten DE-GM geht zwar ebenfalls als bekannt hervor, einen Gleitstein wahlweise aus Kunststoff zu verwenden. Dieser Kunststoff muß jedoch aus sehr hartem Material gefertigt sein, damit das hohe Schraubenanzugsmoment für die Spurstangenbefestigung aufgenommen werden kann. Em guter Stoßabbau, verbunden mit einer geringen Geräuschentwicklung, ist mit einem solchen Werkstoff nicht möglich. Schließlich ist es aus dem DE-GM noch bekannt, den Gleitstein im Bereich seiner Gleitflächen zur Reibungsverminderung mit einer Kunststoffauflage zu versehen.

In der GB-PS 9 27 099 ist weiterhin ein Zahnstangenlenkgetriebe mit Mittenabtrieb beschrieben, dessen den Führungsschlitz abdeckender Faltenbalg Flansche aufweist, welche die Bolzen für die Spurstangenanlenkung in oberen an den Längsschlitzenden anschlagendem Bereich umfassen. Diese Faltenbalgflansche sind durch Buchsen aus metallischem oder nichtmetallischen! Material geschützt Bei vollem Lenkausschlag stoßen die Buchsen an einem der beiderseitigen Längsschlitzenden an, so daß Anlaufstöße durch das innenliegende weichere Material der Flansche in gewissem Umfang gedämpft werden. Dabei kann nicht ausgeschlossen werden, daß das Material des Faltenbalges über den zulässigen Verformungsgrad hinaus verdrängt und dabei zerstört wird. Durch die aus hartem Material gefertigten Buchsen kann auch das Anlaufgeräusch nicht verringert werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den harten Anlauf einer Zahnstangenlenkung in den Endstellungen zu dämpfen und die störenden A.nlaufgeräusche zu beseitigen. Die Einrichtung zur Dämpfig soll dabei nicht überlastbar sein und eine gute Standfestigkeit aufweisen.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Eine auf das Lenkgetriebe individuell abstimmbare Dämpfung wird mit den Merkmalen nach Anspruch 3 erzielt.

Durch die Dämpfungsglieder nach den Hauptmerkmalen der Erfindung ist es möglich, die Stoßenergie im Bereich der Endlagen über einen vorgegebenen Anlaufweg in mehreren Verformungsstadien abzubauen. Zu Beginn der Anlaufbewegung kommt das Dämpfungsglied nur mit kleinen Kontaktflächen an einem Führungsschlitzende zur Anlage, womit eine vollflächige Einleitung des Körperschalls vermieden wird. Zum weiss teren Stoßabbau wird das Dämpfungsglied durch elastische Durchbiegung in die Aussparung des Gleitsteines gedruckt und kommt am Grund an den Enden der Aussparung vollflächig zur Anlage, wobei die Kontur des Dämpfungsgliedes mit der Kontur des Gleitsteines bündig ist. Damit ist der Dämpfungsweg erschöpft und es ist eine metallische Anlage zwischen dem Gleitstein und dem Führungsschlitzende vorhanden. Eine weitere Verformung des Dämpfungsgliedes über dem zulässigen Verformungsgrad hinaus ist damit unmöglich. Da das Dämpfungsglied selbst nur aus einem einfachen, im unbelasteten Zustand quaderförmigen Bauteil besteht, das lose in die Aussparung und zwischen die umgebenden Bauteile eingesetzt ist, sind die Herstellungskosten nur

gering. Die Dämpfungsglieder sind auf einfache Weise austauschbar.

Zwei Ausführungsbeispiele sind anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch ein Zahnstangenlenkgetriebe,

F i g. 2 einen vergrößerten Teilschnitt nach der Linie H-II in Fig. 1,

F i g. 3 eine vergrößerte Einzelheit entsprechend der Ziffer III in Fi g.l,

F i g. 4 bis 6 die verschiedenen Verformungsgrade eines Dämpfungsgliedes beim Anlaufen in die Endstellung im Schnitt,

F i g. 7 eine andere Ausführungsform der Dämpfungsglieder in vergrößerter Darstellung.

In F i g. 1 überträgt eine in einem Lenkgehäuse 1 axial verschiebliche Zahnstange 2 die Lenkbewegungen über zwei Spurstangen 3 und 4 auf die zu lenkenden Fahrzeugräder. Der Antrieb der Zahnstange erfolgt über ein mit einer nicht dargestellten Lenkspindel verbundenes Ritzel 5. Die Spurstangen 3 und 4 sind durch zwei radial an der Zahnstange 2 befestigte Bolzen 6 bzw. 7 mit der Zahnstange 2 verbunden. Die Bolzen 6 und 7 ragen durch einen Führungsschlitz 8 in dem Gehäuse 1 nach außen. Der Führungsschlitz ist durch abgerundete Enden 8A und 8B begrenzt. Im Bereich des Führungsschlitzes 8 ist das Gehäuse 1 von einem an den Bolzen 6 und 7 befestigten Schutzrohr 9 umgeben, das zusammen mit zwei Faltenbälgen 10 und 11 einen nach außen abgedichteten Raum 12 begrenzt Im Innern des Raumes 12 sind die Bolzen 6 und 7 durch einen als Brücke ausgebildeten Gleitstein 13 verbunden, der in dem Führungsschlitz 8 geführt ist und dadurch eine Verdrehung der Zahnstange 2 gegenüber dem Lenkgehäuse 1 verhindert Gleichzeitig dient der Gleitstein 13 an den Enden SA und 85 des FührungsschHtzes 8 als Hubbegrenzung für die Zahnstange 2. Der Gleitstein 13 bildet zusammen mit einem außerhalb des Raumes 12 an den Bolzen 6 und 7 angeordneten, ebenfalls als Brücke ausgebildeten Stützblech t4, einen Kastenverband. Die Zahnstange 2 ist im Bereich des Mittenabtriebs in einer Lagerbüchse 15 abgestützt.

Die Zahnstange weist in ihrer Verlängerung eine Kolbenstange 16 auf, die einen Kolben 17 trägt. Über ein nicht dargestelltes, durch die Drehbewegung der Lenkspindel betätigbares Steuerventil, kann Drucköl jeweils in einen Druckraum 18 oder 19 eingeleitet werden. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Anschlagbegrenzung ist jedoch ebenso bei einer mechanischen Zahnstangenlenkung möglich.

In die abgerundeten Stirnflächen des Gleitsteins 13 sind zur Zahnstange 2 hin offene Aussparungen 20 und 21 eingearbeitet. In diesen Aussparungen 20 und 21 befinden sich Dämpfungsglieder 22 bzw. 23, deren Breite b kleiner ist als die Breite B der Aussparungen (siehe F i g. 4). Diese Dämpfungsglieder 22 und 23 sind gegen Herausfallen durch die Zahnstange 2 und den Gleitstein 13 bzw. durch die Lagerbüchse 15 gesichert (Fig. 3).

Aus den F i g. 4 bis 6 gehen die verschiedenen Verformungsstadien, z. B. des Dämpfungsgliedes 23 beim Anlaufen des Gleitsteines 13 am Ende 8ß des FührungsschHtzes 8, hervor. Aus F i g. 4 ergibt sich zunächst eine partielle Anlage beiderseits der Kontaktfläche des Dämpfungsgliedes 23. Da der Körperschall nicht vollflächig in das Gehäuse 1 eingeleitet wird, kann kein störendes Anschlaggeräusch entstehen. Der weitere Anlaufweg erfolgt gedämpft üter die elastische Durchbiegung des Dämpfungsgliedes 23 bis zu dessen voller Anlage (F i g. 5). Daran schließt sich eine elastische Verformung des Dämpfungsgliedes 23 bis zu dessen vollständiger Verdrängung in die Aussparung 21 an (Fig.6). Ist die Außenkontur des Dämpfungsgliedes 23 mit dem Gleitstein 13 bündig, so besteht durch metallische Anlage eine Hubbegrenzung. Das Material des Dämpfungsgliedes kann somit nicht zerstört werden.

In einer anderen Ausführungsform nach F i g. 7 ist ein Dämpfungsglied 22A bzw. 23Λ als Kunststoff-Spritzgußteil mit hervorstehenden Kontaktnocken 24 ausgebildet, die in der Anlaufphase die benötigten kleinen Kontaktflächen bilden.

Die beschriebene Dämpfungsvorrichtung ist auf die Anforderungen des Lenkgetriebes bzw. auf die auftretenden Lenkkräfte abstimmbar. Je nach Größe und Form der Aussparung sowie Art des Dämpfungswerkstoffes sind verschiedene Dämpfungskennlinien wählbar.

Es ist a'jch möglich, entsprechende Dämpfungsglieder 22 und 23 bzw. 22/4 und 23Λ i⁷.·. Aussparungen der abgerundeten Enden SA und So des Füh~ungsschiitzes 8 unterzubringen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zahnstangenlenkgetriebe, insbesondere
Kraftfahrzeuge mit folgenden Merkmalen:

— Das Lenkgetriebe weist einen Mittenabtrieb auf, bei dem ein Kastenverband durch zwei Bolzen mit einer Zahnstange verbunden ist;

— an die Bolzen sind Spurstangen angeschlossen;

— ein Teil des Kastenverbandes bildet einen länglichen, an beiden Enden abgerundeten Gleitstein, der in einem Führungsschlitz eines Gehäuses abgestützt ist;

— die ebenfalls abgerundeten Enden des Führungsschlitzes stellen Anschlagbegrenzungen für den Lenkausschlag dar,