DE3429597A1

DE3429597A1 - Zahnstangen-lenkapparat

Info

Publication number: DE3429597A1
Application number: DE19843429597
Authority: DE
Inventors: Yasuyoshi Gunma Emori; Ikuo Higashimatsuyama Saitama Nomura
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1983-08-12
Filing date: 1984-08-10
Publication date: 1985-02-28
Also published as: US4709591A; JPH0319822B2; DE3429597C2; JPS6038262A

Description

HOFFMANN · ElTLE & PARTNER

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PATENTANWÄLTE DIPL.-ΙΝΘ. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-1NG. W. LEHN

. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN . DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS · DIPL.-INS. K. GORG DIPL.-ΙΝβ. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE

40 636 p/st

Jidosha Kiki Co., Ltd.· Tokyo / Japan

Zahnstangen-Lenkapparat

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zahnstangen-Lenkapparat, und mehr insbesondere auf einen Apparat des außermittigen Typs, bei dem Spurstangen vorhanden sind, die eine Lenkkraft auf die lenkbaren Straßenräder übertragen, wobei diese Spurstangen im Mittenbereich an der Zahnstange befestigt sind.

Im allgemeinen sind bei einem Zahnstangen-Lenkapparat des außermittigen Typs die Spurstangen, welche eine hin- und hergehende Bewegung der Zahnstange übertragen, um die lenkbaren Räder zu drehen, an einen Mittelabschnitt der Zahnstange mittels Schraubenbolzen verbunden, welche durch ein im Zahnstangen-Gehäuse ausgebildeten Schlitz ragen, und zwar eher als daß sie an den entgegengesetzten Endflächen der Zahnstange angeschlossen sind. Um die Axialbewegung der Zahnstange zu begrenzen, werden das Paar von Schraubenbolzen, die dazu bestimmt sind, die Spurstangen mit der Zahnstange zu verbinden, dazu verwendet, ein Anschlagglied mit der Zahnstange zu befestigen, wobei die Endfläche der Anschlagglieder so angeordnet

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sind, daß sie mit der Endfläche des Langloches in Berührung gelangen, um die Zahnstange anzuhalten.

Bei einem herkömmlichen Lenkapparat des beschriebenen Typs ist das Zahnstangengehäuse aus Metall hergestellt, während entweder Metall oder Kunststoff für das Anschlagglied verwendet werden. Wenn das Anschlagglied aus Metall besteht, hat es eine ausreichende Festigkeit, um eine zufriedenstellende Funktionszuverlässigkeit zur Begrenzung des Hubs vorzusehen. Es entstehen jedoch dadurch unannehmbare Auftreffgeräusche zwischen den Metallen. Die Verwendung eines Kunststoffanschlages reduziert diese Auftreffgeräusche auf wirksame Weise, jedoch mit dem Nachteil, daß es unmöglich ist, eine zuverlässige Begrenzung des Hubs zu erreichen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Zahnstangen-Lenkapparat zu schaffen, welcher dem Erfordernis der zufriedenstellenden Hubbegrenzung genügt und dabei während des vollen Hubes das Erzeugen von Auftreffgeräuschen verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Anschlagglied aus Metall gelöst und dadurch, daß ein elastisch nachgiebiges Teil teilweise in eine der Berührungsflächen des Anschlaggliedes oder der Endfläche des im Gehäuse ausgebildeten Langloches eingebettet ist, so daß eine Berührung zwischen den Metallen auftrifft, nachdem eine anfängliche Berührung des elastisch nachgiebigen Teiles mit jeder Fläche erfolgt ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten ³^ ausführungsbeispiele. Es zeigt:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Zahnstangen-Ritzel-Lenkapparates gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der in Fig. 1 dargestellten Anordnung,

Fig. 3 eine schematische Ansicht mit.der Darstellung eines in einem Gehäuse ausgebildeten Langloches und eines darin angeordneten Anschlaggliedes,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Anschlaggliedes, wenn dieses von der Unterseite her betrachtet wird,

Fig. 5 andere Formen eines elastisch nachgiebigen ^1S Teiles, wobei Fig. 5A bis 8A perspektivische Ansichten, Fig. 5B bis 8B Draufsichten und Fig. 8C eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C in Fig. 8B sind,

Fig. 9 eine vergrößerte Teil-Längsschnittansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 10 eine Draufsicht auf ein in einem Gehäuse ausgebildetes Langloch, welches bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform verwendet wird,

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines elastisch nachgiebigen Teiles, welches bei der Anordnung

gemäß Fig. 9 und 10 verwendet wird, und

Fig. 12 eine Querschnittsansicht mit der Darstellung einer anderen Form eines elastisch nachgiebigen Teiles.

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In Fig. 1 ist ein Zahnstangen-Lenkapparat des Mittenabschlagstyps einschließlich einem Zahnstangengehäuse 1 dargestellt. Eine Zahnstangenwelle 2 wird verschiebbar innerhalb des Zahnstangengehäuses 1 aufgenommen und ist mit Zahnstangenzähnen 3 entlang eines Endabschnittes ausgebildet, während das andere Ende der Zahnstangenwelle mit einem Paar von Schraubenbolzen 4, 5 im Gewindeeingriff steht, welche durch ein Langloch 6 ragen, das im Zahnstangengehäuse ausgebildet ist. Die Schraubenbolzen 4, 5 sind mit nicht-dargestellten Spurstangen verbunden, welche axial zur Zahnstangenwelle 2 verlaufen. Das andere Ende dieser Spurstangen ist mit einem Paar von lenkbaren Straßenrädern verbunden, welche aufgrund einer hin- und hergehenden Bewegung der Zahnstangenwelle 2 nach links oder nach rechts gedreht werden können. Die Zahnstangenzähne 3 stehen in kämmendem Eingriff mit einem Ritzel 7, welches von einem nicht-dargestellten Lenkrad gedreht wird. Auf diese Weise kann eine Drehbewegung des Lenkrades auf das Ritzel' 7 und die Zahnstangenwelle 2 übertragen werden, um eine Verschiebung der lenkbaren

Straßenräder entweder nach rechts oder nach links zu erzeugen.

Es ist verständlich, daß das Langloch 6, welches im Zahnstangengehäuse ausgebildet ist, eine Länge hat, welches eine ausreichende Bewegung der Zahnstangenwelle in Axialrichtung erlaubt. In diesem Bereich ist der Umfang des Zahnstangengehäuses 1 durch eine Manschette 8 aus flexiblem Material bedeckt, um das Eindringen von Fremdmaterialien in das Gehäuse zu verhindern. Ein Anschlagglied 9 ist mittels des Paares von Schraubenbolzen 4 und 5 an der Zahnstangenwelle 2 befestigt. Das Ausmaß der Bewegung der Zahnstangenwelle 2 nach rechts oder nach links ist durch die Einwirkung des Anschlaggliedes 9 mit einer der axialen Endflächen 6a, 6b des Langloches 6 begrenzt.

Fig. 2 bis 4 zeigen den Aufbau des Anschlaggliedes im einzelnen. Das Anschlagglied 9 umfaßt einen Körper 10 aus Metall, welcher elastisch nachgiebige Teile 11 trägt, welche aus Kunststoff o. dgl. hergestellt sein können und am unteren Abschnitt der entgegengesetzt ausgerichteten axialen Endflächen angebracht sind. Entsprechend der Darstellung in Fig. 3 und 4 ist jedes elastisch nachgiebige Teil 11 halbkreisförmig ausgebildet und hat eine Höhe h¹, welche im wesentlichen gleich der Hälfte der Höhe h des Metallkörpers 10 ist. An seinen entgegengesetzt ausgerichteten Enden ist das elastisch nachgiebige Teil mit einem Paar von nach innen gerichteten Zungen 11a versehen. Entlang desbogenförmig gekrümmten Umfangs ist der obere Abschnitt des elastisch nachgiebigen Teiles mit einem Wulst 11b versehen.

Jedes Ende des Metallkörpers 10 hat eine halbkreisförmige Peripherie 10a, deren untere Hälfte als Abschnitt 10b reduzierten Durchmessers' ausgebildet ist, welcher im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des elastisch nachgiebigen Teiles 11 ist. Der Abschnitt 10b ist an seinen entgegengesetzten Enden mit Ausnehmungen 1Oc versehen, mit denen die Zungen 11a des elastisch nachgiebigen Teiles in Eingriff gelangen können, um so zu verhindern, daß das elastisch nachgiebige Teil 11 sich vom Körper 10 löst.

Bei der beschriebenen Konstruktion gelangt nur der Wulst 11b des elastisch nachgiebigen Teiles 11 in Berührung mit einer der Endflächen 6a oder 6b, ohne daß für eine neidrige Last Auftreffgeräusche entstehen, wenn das Lenkrad um einen großen Winkel gedreht wird., aufgrund dessen die Zahnstangenwelle 2 durch das Zahnritzel 7 so axial angetrieben wird, daß das Anschlagglied 9 auf eine der Endflächen 6a oder 6b des Langloches trifft, um den Hub zu begrenzen. Für mittlere bis hohe Belastungen berührt der Wulst 11b des elastisch nachgiebigen Teiles anfänglich eine der Endflächen 6a oder 6b, gefolgt

von einer graduellen Kompression des Wulstes 11b, um die kinetische Auftreffenergie zu absorbieren und so die Auftreffgeschwindigkeit zwischen dem Anschlagglied 9 und dem Gehäuse 1 auf ein Niveau zu reduzieren, bei dem kein Auftreffgeräusch erzeugt wird. Schließlich trifft der obere Umfangsabschnitt 10a des Metallkörpers 10 mit einer der Endflächen 6a oder 6b des Langloches zusammen, um die Hubbegrenzungsfunktion zu vollenden. Auf diese Weise wird eine hohe Zuverlässigkeit hinsichtlich der Begrenzung des Hubes erzielt und gleichzeitig das Erzeugen von Auftreffgeräuschen verhindert.

Fig. 5 bis 8 zeigt nun andere Formen des elastisch nachgiebigen Teiles 11, welche auf den Metallkörper 10 des Anschlaggliedes 9 befestigt werden können. In Fig. ist der Wulst 11b des elastisch nachgiebigen Teiles gewellt, während der Wulst 11b in Fig. 6 als eine ebene Fläche ausgebildet ist. In Fig. 7A und 7B ist ein elastisch nachgiebiges Teil 11 von im wesentlichen rechteckiger Gestalt in ein benachbartes Ende des Körpers eingebettet, wobei ein Teil nach außen frei liegt. In Fig. 8 hat das elastisch nachgiebige Teil 11 die Form eines O-Rings, welcher um den Körper 10 so aufgesetzt ist, daß dessen Außenseite nach außen frei liegt. Es sollte jedoch verstanden werden, daß die Gestalt des elastisch nachgiebigen Teiles 11 nicht auf die zuvor angegebenen, besonderen Beispiele begrenzt ist. Es kann vielmehr jegliches elastische Teil verwendet werden, welches in den Körper 10 so eingebettet ist, daß es teilweise an den in Längsrichtung angeordneten, entgegengesetzten Enden desselben freiliegt, so daß am Ende des Hubs das elastisch nachgiebige Teil 11 anfänglich mit dem Gehäuse 1 in Berührung gerät, gefolgt durch eine Kompression desselben, damit der Metallkörper 10 in Berührung mit dem Gehäuse 1 gebracht wird.

Fig. 9 bis 11 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der ein elastisch nachgiebiges Teil auf dem Gehäuse 1 angeordnet ist,Entsprechend der Darstellung in Fig. 10 ist jede der Endflächen 6a, 6b eines im Gehäuse ausgebildeten Langloches 6 mit einer im wesentlichen halbkreisförmigen Ausnehmung 12 versehen, die in der oberen Hälfte angeordnet ist und in der ein elastisch nachgiebiges Teil 13 befestigt ist. Das elastisch nachgiebige Teil 13 ist halbkreisförmig ausgbildet und hat eine Dicke T, welche größer ist als die Tiefe d in der Ausnehmung 12 (siehe Fig. 11), so daß, wenn es in der Ausnehmung 12 angebracht ist, das elastisch nachgiebige Teil über die unteren Abschnitte 6a¹, 6b¹ der Endflächen 6a, 6b nach innen vorsteht. Wenn dementsprechend das Anschlagteil 9 sich in Berührung mit einer der Endflächen 6a, 6b am Ende des Hubes der Zahnstangenwelle 2 bewegt, stößt der vorstehende Abschnitt 13a des elastisch nachgiebigen Teiles 13 zunächst gegen das Anschlagglied 9. Nachfolgend gelangt die Metallfläche des unteren Abschnittes 6a' oder 6b' der Endfläche 6a oder 6b in Berührung mit dem Anschlagglied 9, wodurch dann exakt der Hub begrenzt wird. Wie bei der ersten Ausführungsform ist die Zuverlässigkeit der Grundfunktion zum Begrenzen des Hubes sichergestellt, während gleichzeitig das Erzeugen von Aufschlaggeräuschen verhindert wird.

Fig. 12 zeigt eine andere Form des elastisch nachgiebigen Teiles, welches im Gehäuse 1 angebracht ist. 30

Das elastisch nachgiebige Teil 14 ist an einem L-förmigen Metallstück 15 durch Löten befestigt. Das Metallstück ist mit dem Gehäuse 1 über eine Feststellschraube 16 verbunden. Das elastisch nachgiebige Teil 14 dieses Beispiels dient demselben Zweck wie das zuvor erwähnte Teil. Dessen Lösen vom Gehäuse 1 kann wirksam verhindert werden.

Claims

HOFFMANN · ElTLE & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PATENTANWÄLTE DIPL.-ΙΝΘ. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ΙΝΘ. W. LEHN DIPL.-1NG. K. FOCHSLE . DR. RER. NAT. B. HANSEN . DR. RER. NAT. H-A. BRAUNS · DIPL.-INQ. K. GORO DIPL.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE 40 636 p/st Jidosha Kiki Co., Ltd. Tokyo / Japan Zahnstangen-Lenkapparat Patentansprüche

1. Zahnstangen-Lenkapparat mit einer von einem Zahnstangengehäuse aufgenommenen Zahnstange, welche im Gehäuse hin- und herbewegbar ist, einem mit der Zahnstange im kämmenden Eingriff stehenden Ritzel, welches durch seine Drehung eine Bewegung der Zahnstange aufgrund einer Betätigung des Lenkrades verursacht, mit einem Paar von Spurstangen, welche mit der Zahnstange im Gewindeeingriff stehen, wobei das eine Ende der Spurstangen durch ein im Gehäuse ausgebildetes axiales Langloch ragt und das Paar von Spurstangen mit dem Ende der jeweiligen Schraubenbolzen verwunden ist, um lenkbare Straßenräder zu drehen, und wobei ein Anschlagglied an der Zahnstange befestigt und so betreibbar ist, daß es mit den axialen Endflächen des im Gehäuse ausgebildeten Langloches in Eingriff gelangt, um die Bewegung der Zahnstange in jeder Richtung zu begrenzen, dadurch gekennzei chnet, daß das Anschlagglied (9) aus Metall besteht und daß

ein elastisch nachgiebiges Teil (11; 13; 14) vorgesehen ist, welches die Aufschlagkraft zwischen dem Anschlagglied und der Endfläche des Langloches absorbiert, wobei das elastisch nachgiebige Teil in einem Teil der einen oder anderen Kontaktfläche des

Anschlaggliedes oder der Endfläche (6a, 6b) des Langloches (6) so eingebettet ist, daß das elastisch nachgiebige Teil über die zugehörige Berührungsfläche vorsteht.
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2. Zahnstangen-Lenkapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das elastisch nachgiebige Teil an entgegengesetzten Enden des Anschlaggliedes angebracht ist.

3. Zahnstangen-Lenkapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das elastisch nachgiebige Teil eine bogenförmig gekrümmte Berührungsfläche hat.

4. Zahnstangen-Lenkapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das elastisch nachgiebige Teil eine ebene Kontaktfläche hat.

5. Zahnstangen-Lenkapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das elastisch nachgiebige Teil eine gewellte Berührungsfläche hat.

6. Zahnstangen-Lenkapparat nach Anspruch 2, dadurch ^O gekennzeichnet, daß das elastisch nachgiebige Teil eine ringförmige Gestalt hat und um das Anschlagglied aufgesetzt ist.

7. Zahnstangen-Lenkapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Anschlaglied (9) einen Körper (10) hat und das elastisch nachgiebige Teil im unteren Abschnitt des Körpers angebracht ist.

8. Zahnstangen-Lenkapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß.das Anschlagglied (9) einen Körper (10) hat und das elastisch nachgiebige Teil mittig im Körper angeordnet ist.

9. Zahnstangen-Lenkapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das elastisch nachgiebige Teil mit einer Zunge (11a) versehen ist und daß das Anschlagglied (9) einen Körper (10) aufweist, in dem eine Ausnehmung (10c) zur Aufnahme der Zunge (11a) ausgebildet ist, wobei der Eingriff zwischen der Zunge und der Ausnehmung dahingehend wirksam ist, das elastisch nachgiebige Teil am Körper des Anschlaggliedes anzubringen.

10. Zahnstangen-Lenkapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch nachgiebige Teil an entgegengesetzten axialen Endflächen (6a, 6b) des im Gehäuse ausgebildeten Langloches (6) angeordnet ist.

11. Zahnstangen-Lenkapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das elastisch nachgiebige Teil in eine Vertiefung eingesetzt ist, die in der Endfläche des im Gehäuse ausgebildeten Langloches ausgebildet ist.

12. Zahnstangen-Lenkapparat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das elastisch nachgiebige Teil an einem Befestigungsteil angebracht ist, welches durch eine Klemmschraube am Gehäuse befestigt ist.

13. Zahnstangen-Lenkapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß beim Auftreffen des Anschlaggliedes auf das Gehäuse anfänglich das elastisch nachgiebige Teil zusammengedrückt wird, bevor die beiden Metalle miteinander in Berührung gelangen.