DE649925C

DE649925C - Self-locking steering gear for motor vehicles

Info

Publication number: DE649925C
Application number: DEB165116D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-04-17
Filing date: 1934-04-17
Publication date: 1937-09-06

Description

REICREIC

ENTAMTENTAMT

Bei den für Kraftfahrzeuge verwendeten Lenkungen werden üblicherweise Schraubenoder Schneckengetriebe benutzt, deren Steigungswinkel so gering bemessen ist, daß fast Selbsthemmung erreicht wird, um schädliche und ermüdende Rückwirkungen auf den Fahrer auszuschalten. Derartige Getriebe weisen aber bekanntlich einen schlechten Wirkungsgrad auf, so daß man dazu übergegangen ist, für schwere Fahrzeuge Hilfsvorrichtungen, sogenannte Servolenkungen, anzuwenden, um leichtes und genügend schnelles Lenken zu erreichen. Dadurch wird natürlich die ganze Lenkungsanlage verwickelt und sehr verteuert. Schrauben- oder Schneckengetriebe mit großem Steigungswinkel weisen wohl einen sehr günstigen Wirkungsgrad, aber geringe oder gar keine Selbsthemmung auf, und es müssen -daher besondere Mittel vorgesehen werden, unerwünschte Rückwirkungen der Räder auf den Fahrer zu verhindern oder abzuschwächen.The steering systems used for motor vehicles are usually screw or Worm gear used, the pitch angle is so small that almost Self-locking is achieved in order to eliminate harmful and tiring repercussions on the driver. Such gears but are known to have a poor degree of efficiency, so that one went over to it is to use auxiliary devices, so-called power steering, for heavy vehicles, in order to be light and sufficient to achieve rapid steering. This, of course, involves the whole steering system and very expensive. Screw or worm gear with a large lead angle probably have a very favorable degree of efficiency, but little or no self-locking, and it must be special Means are provided to prevent or mitigate undesirable effects of the wheels on the driver.

Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck erreicht durch den Einbau selbsttätig in Wir-; kung tretender Reibungssperren (Bremsen), die im Gegensatz zu den bisher vorgeschlagenen Klemmgesperren geringe Flächenpressungen, leichte, billige Herstellung und genaueste Einstellung ermöglichen. Durch die beiliegende Zeichnung wird der Erfindungsgedanke näher erläutert, und zwar stellt Abb. ι beispielsweise ein übliches, aus Schnecke und Schneckenrad bestehendes Lenkgetriebe dar mit der neuartigen Sperrung. In Abb. 2 und 3 sind die doppelkeilförmigen oder schrägen Stirnzähne der Sperrvorrichtungen abgewickelt und in verschiedenen Arbeitsstellungen dargestellt. Abb. 4 zeigt die schrägen Stirnzähne mit zwischengeschalteten Kugeln zur Verminderung der Eigenreibung bei gegenseitiger Verschiebung. Abb. 5, erläutert die Mitnahme des Antriebselementes (Schnecke, Schraube) bei Drehung der Lenksäule. According to the invention, this purpose is achieved by the installation automatically in We-; Acting friction locks (brakes), in contrast to the previously proposed Clamp locks allow low surface pressures, easy, inexpensive production and the most precise adjustment. Through the accompanying drawing, the inventive idea is explained in more detail, namely represents Fig. Ι, for example, a conventional steering gear consisting of a worm and a worm wheel dar with the new type of lock. In Fig. 2 and 3 are the double wedge-shaped or inclined front teeth of the locking devices unwound and shown in different working positions. Fig. 4 shows the slopes Front teeth with interposed balls to reduce self-friction in the event of mutual displacement. Fig. 5, explained the entrainment of the drive element (worm, screw) when the steering column is turned.

Auf der Lenksäule α sitzt das Antriebselement (Schnecke oder Schraube) b drehbar und axial verschiebbar. Mit diesem Antriebselement b undrehbar, aber verschiebbar, sind die Sperr- oder Bremskegel c und d verbunden. An den -Stirnseiten ist das Antriebselement mit doppelkeilförmigen oder schrägen Zähnen s versehen, die mit gleichartig ausgebildeten Zähnen der auf der Lenkradwelle α fest angeordneten Muffen e zusammenarbeiten. Die Sperr- oder Bremskegel sind in der Abbildung beispielsweise als Außenkegel ausgebildet, die in die mit dem Gehäuse fest verbundenen Innenkegel / eingreifen. Zwischen den Sperrkegeln und der Schnecke sowie zwischen dieser und den Muffen muß so viel Spielraum ρ in axialer Richtung vorhanden sein, daß die Sperrkegel c, d bei Lösung der Sperrung außer Eingriff mit den Gegenkegeln f gebracht werden können. Dieser Spielraum beträgt nur Bruchteile eines Millimeters, und zur genauen Einstellung desselben sind sowohl die Muffen e als auch die Innenkegel f axial einstellbar. Die bei Lösung der Sper-The drive element (worm or screw) b is rotatably and axially displaceable on the steering column α. The locking or braking cones c and d are connected to this drive element b, non-rotatable but displaceable. At the end faces of the drive element is provided with double-wedge-shaped or inclined teeth s , which work together with similarly designed teeth of the sleeves e fixedly arranged on the steering wheel shaft α. The locking or braking cones are designed as outer cones in the figure, for example, which engage in the inner cones / cones that are firmly connected to the housing. Between the locking cones and the worm, as well as between this and the sleeves, there must be enough play ρ in the axial direction that the locking cones c, d can be disengaged from the counter cones f when the locking is released. This margin is only a fraction of a millimeter, and both the sleeves e and the inner cones f are axially adjustable for precise adjustment. When solving the lock

rung auftretenden Axialdrucke werden von den Muffen unter Zwischenschaltung von Kugeln auf das Gehäuse k übertragen, in diesem Beispiel sind Muffen und Kegel auch gleichzeitig als Kugeltraglager ausgebildet.;· in bekannter Weise greift dann die Schnecke b} in das Schneckenrad /, das mit der Lenkhebelwelle in fest verbunden ist.tion Axialdrucke occur are transmitted k of the sleeves with the interposition of balls on the housing, in this example, sleeves and cones are formed at the same time as a ball bearing support;. · then engages in a known manner the screw b} in the worm / that with the steering lever shaft in is firmly connected.

Die Wirkungsweise dieser neuen Erfindung »ο ist nun folgende:The mode of action of this new invention »ο is now as follows:

Bei irgendwelchen von der Fahrbahn herrührenden Stößen versucht das Schneckenrad / infolge des hohen Steigungswinkels der Schnecke fr, diese zu verdrehen. Dieses bedingt, daß die Schnecke & sich infolge ihrer stirnseitigen, schrägen Verzahnung zu den mit der Lenksäule a, welche von Hand festgehalten wird, fest verbundenen Muffen e relativ axial verschiebt, bis die Sperrkegel c ao oder d in die Gegenkegel f fest hineingedrückt sind und weitere Verdrehung ausschließen. Wird nun andererseits die Lenksäule α von Hand gedreht, um die Wagenräder unter Vermittlung des Schneckengetriebes zu verstellen, so drücken die Muffen e mit ihren" schrägen Stirnzähnen ί gegen die entsprechenden Zähne der Schnecke b und verschieben diese axial, so daß die Kegel außer Eingriff kommen und das Getriebe gedreht werden kann. Je nachdem, ob die von den Wagenrädern einerseits und von dem Lenkrad andererseits verursachten Drehbewegungen gleich oder entgegengesetzt gerichtet sind, wechseln auch die Anlageflächen der Schrägverzahnung gemäß Abb. 5. Theoretisch erfolgt also bis zur jeweiligen Herstellung des Gleichgewichtes der Kräfte ein dauerndes Hinundherpendeln der Schnecke, verbunden mit einer geringen, der Neigung der Zähne entsprechenden Verdrehung derselben, was sich in der Praxis als Totgang der Lenkung bemerkbar macht. Da, wie schon erwähnt, das axiale Spiel nur Bruchteile eines Millimeters beträgt, ist auch der Drehwinkel der Schnecke b gering und der gesamte Totgang dieser selbstsperrenden Lenkung geringer als die heute verwendeten Servolenkungen, die durch sogenannte Schleppsteuerungen betätigt werden. Die Neigungswinkel der Sperrkegel sowie die Steigungs- : .wm'kel der schrägen Verzahnung stehen in "einem bestimmten, erfahrungsgemäßen Verhältnis sowohl zueinander als auch zu den einzelnen Wagenarten und lassen sich rechnungsmäßig erfassen und festlegen. Um'nun noch die auftretenden Reibungswiderstände der unter Belastung gegeneinander zu verdrehenden schrägen Stirnverzahnung weitgehendst zu verringern, kann man zweckmäßigerweise Kugeln oder Rollen Zwischenschalten, wie in Abb. 4 dargestellt ist. An Stelle der kegelförmigen Ausbildung der Sperrkegel c,d und /" können diese Teile in bekannter Weise auch als Lamellenkupplungen ausgeführt werden. Man wird die ganze Anordnung im ölbad arbeiten lassen, um die Reibungskoeffizienten möglichst konstant zu erhalten. Das in Abb. S dargestellte Diagramm erläutert die wirksamen Kräfte.In the event of any impacts from the roadway, the worm wheel / tries to turn the worm fr due to the high helix angle of the worm. This means that the worm & due to its frontal, inclined toothing to the sleeves e firmly connected to the steering column a, which is held by hand, shifts relatively axially until the locking cones c ao or d are firmly pressed into the counter cones f and exclude further rotation. If, on the other hand, the steering column α is turned by hand in order to adjust the wagon wheels with the help of the worm gear, the sleeves e press with their "inclined front teeth ί against the corresponding teeth of the worm b and move them axially so that the cones disengage and the gear can be rotated. Depending on whether the rotational movements caused by the wagon wheels on the one hand and the steering wheel on the other hand are the same or opposite, the contact surfaces of the helical gearing change according to Fig Forces a constant swaying of the worm, combined with a slight twisting of the same, corresponding to the inclination of the teeth, which in practice is noticeable as a backlash of the steering. Since, as already mentioned, the axial play is only a fraction of a millimeter, that too Angle of rotation of the screw b is low and the total backlash d This self-locking steering is less than the power steering systems used today, which are operated by so-called drag controls. The angle of inclination of the locking cone and the pitch: .wm'kel of the inclined toothing are in "a certain, experience-based relationship both to each other and to the individual types of car and can be calculated and determined To reduce the inclined spur teeth that are to be rotated against each other as far as possible, balls or rollers can expediently be interposed, as shown in Fig. 4. Instead of the conical design of the locking cones c, d and / ", these parts can also be designed as multi-plate clutches in a known manner. The whole arrangement will work in an oil bath in order to keep the coefficient of friction as constant as possible. The diagram shown in Fig. S explains the effective forces.

Claims

Claim:

Self-locking steering gear for motor vehicles, characterized in that the drive element (b) (e.g. worm or screw) which is freely rotatable and longitudinally displaceable on the steering column (α) for absorbing the impacts from the steering wheels with friction locking parts (c ) which can be displaced on the drive element (b) , d) which are in engagement with the counter-locking parts (/) fixedly arranged on the housing (k) and, when the steering column (a) is rotated, by inclined surfaces (s) that are firmly connected to it, the counter-inclined surfaces arranged on the drive element (b) surfaces (s) act, are disengaged, so that then the drive element (b ) is rotated by the steering column (α).

1 sheet of drawings