DE914105C

DE914105C - Steering gears, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE914105C
Application number: DEST4595A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Lehner
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1947-12-08
Filing date: 1952-03-20
Publication date: 1954-06-24
Also published as: FR1100524A

Description

Es sind Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, bei welchen eine auf der Lenkspindel sitzende Schnecke mit einem auf der Lenkwelle angeordneten Lenksegment oder Lenkfinger im Eingriff steht, wobei die Einstellung und bei einigen Ausführungen auch die Nachstellung durch eine im Lenkgetriebegehäuse schraubbare Stellschraube mit Feststelknutter bei Bedienung von außen erfolgt. Zur Ausschaltung eines zu großen Getriebespieles bei längerer Benutzung besteht die Nachstellung bei einer solchen bekannten Ausführung darin, daß durch einen von außen bedienbaren besonderen Schneckentrieb eine im Lenkgetriebegehäuse drehbar angeordnete exzentrische Büchse, in der die Lenkschnecke gelagert ist, verdreht wird, deren Nachteile darin bestehen, daß sich das Lagerspiel der die Lage der Lenkschnecke verändernden exzentrischen Büchse ungünstig auf die Lenkung auswirkt und das Lenkgetriebe vielteil'ig, schwierig herstellbar und teuer ist. Bei einer anderen Aus- ao führungsform mit einem Lenksegment mit schräg geneigten Zähnen erfolgt die Nachstellung mittels einer im Lenkgetriebegehäuse schraubbaren Nachstellschraube, die mit der Lenkwelle im Dreheingriff steht, so daß sich bei der axialen Verischiebung der Lenkwelle die schräg geneigten Zähne auf die Schnecke hin oder von dieser weg bewegen. Die SchrägsteMung der Zähne des LenksegmentesSteering gears for motor vehicles are known in which a worm seated on the steering spindle is in engagement with a steering segment or steering finger arranged on the steering shaft, the setting and, in some designs, also the readjustment by means of an adjusting screw that can be screwed into the steering gear housing with a locking nut when operated from the outside he follows. To eliminate excessive gear backlash during prolonged use, the adjustment in such a known embodiment consists in turning an eccentric bushing, which is rotatably arranged in the steering gear housing and in which the steering worm is mounted, by means of a special worm drive that can be operated from the outside, the disadvantages of which are: that the bearing play of the eccentric sleeve changing the position of the steering worm has an unfavorable effect on the steering and the steering gear is multi-part, difficult to manufacture and expensive. In another embodiment with a steering segment with obliquely inclined teeth, the adjustment takes place by means of an adjustment screw which can be screwed into the steering gear housing and which is in rotary engagement with the steering shaft, so that the obliquely inclined teeth move towards the worm or during the axial displacement of the steering shaft move away from this. The inclination of the teeth of the steering segment

ergibt außer einer nur engbegrenzten Nachstellmöglichkeit den Hauptnachteil, daß bei spielfreier Einstellung der Verzahnung bei der einen Drehrichtung der Schnecke (infolge Mitnahme durch Reibungsschluß) die unerwünschte Neigung zum Verklemmen vorhanden ist, was durch ein geringes Spiel in der Verzahnung vermieden werden muß, das toten Gang in der Lenkung ergibt. Außerdem ist die Nachstelibarkeit dieser Vorrichtung um jeweils nur ein Sechstel einer Umdrehung nur eine verhältnismäßig grobe.results in addition to a narrowly limited adjustment option the main disadvantage that with backlash-free setting of the toothing in one direction of rotation the worm (due to entrainment by frictional engagement) the undesirable tendency to There is jamming, which must be avoided by adding a small amount of play in the toothing. that results in dead gear in the steering. In addition, the adjustability of this device is by each only a sixth of a turn only a relatively rough one.

Es ist auch ein Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem durch eine Lenkschnecke in Form von Daumenscheiben mittels einer in diese eingreifenden Scheibe mit ebener, kreisförmiger Arbeitsfläche eine Lenkwelle gedreht wird, wobei die Achse der Scheibe die Achse der Lenkwelle nicht schneidet und bei der die Nachstellvorrichtung so getroffen ist, daß die axial unverschiebbare Lenkwelle eine zur Achse geneigte Fläche aufweist, auf welcher Keilfläche eine entsprechend abgeschrägte Stützscheibe für die Scheibe durch eine in der Lenkwelle axial angeordnete und gegen den Zylinderumfang der Stützscheibe wirkende Stellas schraube verschiebbar ist, so daß die kugelgelagerte Scheibe der Schnecke genähert wird, wobei Ansätze und Schlitze der Führung der Stützscheibe dienen. Bei einer Abart dieses Lenkgetriebes ist eine auf der Lenkwelle drehbar gelagerte Scheibe mit einer kegelstumpf förmigen Arbeitsfläche, die entsprechend abgeschrägte Flächen der Schnecke berührt und deren Achse die Achse der Lenkspindel nicht schneidet, axial verstellbar durch eine in der Lenkwelle angeordnete Stellschraube, die, innerhalb des Lenkgetriebegehäuses befindlich, von außen nicht verstellt werden kann. Diese gegenüber der Schnecke schräg gleitende Scheibe hat unter anderem den Nachteil, daß sie bei einer Nachstellung ohne Zahnluft zu Klemmungen bei der einen Drehrichtung neigt und keine betriebssichere Bauart des Lenkgetriebes ergibt.A steering gear for motor vehicles is also known in which a steering shaft is rotated by a steering worm in the form of thumb disks by means of a disk engaging in this with a flat, circular working surface, the axis of the disk not intersecting the axis of the steering shaft and in which the adjusting device is made so that the axially immovable steering shaft has a surface inclined to the axis, on which wedge surface a correspondingly beveled support disc for the disc is displaceable by a Stellas screw located axially in the steering shaft and acting against the cylinder circumference of the support disc, so that the ball-bearing disc the screw is approached, with lugs and slots serving to guide the support disc. In a variant of this steering gear, a disc rotatably mounted on the steering shaft with a truncated cone-shaped working surface that touches the corresponding beveled surfaces of the worm and the axis of which does not intersect the axis of the steering spindle, is axially adjustable by an adjusting screw arranged in the steering shaft, which, within the Steering gear housing located, cannot be adjusted from the outside. This disc, which slides obliquely with respect to the worm, has the disadvantage, among other things, that it tends to jam in one direction of rotation when readjusted without tooth clearance and does not result in an operationally reliable design of the steering gear.

Die Erfindung bezweckt gegenüber diesen bekanntgewordenen Ausführungsformen eine fort- j schrittliche Entwicklung auf dem Gebiete der Lenk getriebe, die eine Vereinfachung und Verbesserung der Anordnung und der Wirkungsweise bringt,, eine feinfühlige Nachstellvorrichtung bei Bedienung von außen ergibt sowie eine billigere und einfachere Herstellungsweise der einzelnen baulichen Bestandteile ermöglicht.In relation to these embodiments which have become known, the invention aims at a continued j gradual development in the field of steering gears, simplifying and improving the arrangement and the mode of operation brings, a sensitive adjustment device in operation results from the outside as well as a cheaper and simpler production method of the individual structural Components enables.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenkgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem durch eine auf der Lenkspindel angeordnete Lenkschnecke mittels in diese eingreifender Zähne eines Lenk-Segmentes eine axial unverschiebbare Lenkwelle gedreht wird und die Nachstellung durch Bedienung von außen erfolgt.The invention relates to a steering gear, in particular for motor vehicles, in which an axially immovable steering shaft is rotated by a steering worm arranged on the steering spindle by means of teeth of a steering segment engaging in it, and the adjustment is carried out by operation from the outside.

Die Erfindung besteht darin, daß ein in der ■ Lenkwelle gelagertes Lenksegment gegenüber der Lenkschnecke durch Keilwirkung in Verbindung mit einer an sich bekannten, im Lenkgetriebegehäuse schraubbaren Nachstellschraube von außen nachstellbar ist. Die Nachs.tellvorrichtung für das Lenksegment kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß gegen seine Schrägfläche mit der entsprechenden Keilfläche am inneren Ende des Führungsschaftes ein in der Lenkwelle gleichachsig ! angeordneter Nachstellkeil wirkt, der sich gegen eine Nachstellschraube abstützt, die in einem Ge-' winde des Lenkgetriebegehäuses vor- und zurückgeschraubt und mit einer Mutter gesichert wird. Bei einem Lenkgetriebe mit einem nachstellbaren einzahnigen Lenksegment mit zylindrischem Führungsschaft in der Lenkwelle ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das nachstellbare Lenksegment am inneren Ende seines Führungsschaftes kegelförmig ausgebildet, gegen das sich der Nachstellkeil abstützt. Da zur Einstellung und zur Ausschaltung eines zu großen Getriebespieles zwischen der Lenkschnecke und dem Lenksegment bei längerer Benutzung lediglich nach dem Lösen der j Mutter durch Hmeinschrauben der Nachstellj schraube in das Lenkgetriebegehäuse der Nachstellkeil nach innen wandert und durch seine Keilfläche ι über die entsprechende Schrägfläche am inneren ! Ende des Führungsschaftes des Lenksegmentes dieses nach außen bewegt, bis die Zähne spielfrei in die Verzahnung der Lenkschnecke eingreifen, ermöglicht die erfindungsgemäß gestaltete Anordnung des Lenkgetriebes vorteilhafterweise eine sehr feinfühlige, genaue und auch einen großen Nachstellweg zulassende Einstellung, bei der nur die sehr geringen Massen der Nachstellteile zu bewegen sind. Da sowohl die Lenkschnecke mit der Lenkspindel als auch die Lenkwelle im Lenkgetriebegehäuse nur drehbar, aber axial spielfrei und unverschiebbar angeordnet sind, ergeben sich für diese Bauteile bei Betätigung der Lenkung auch keine Lageänderungen, die sich auf das Lenkgestänge des Kraftfahrzeuges ungünstig auswirken können. Das Lenkgetriebe mit dem ein- oder mehrzahnigen Lenksegment als selbständigem und leicht herstellbarem Teil gewährt vollkommene Betriebssicherheit im Zahneingriff. Seine Nachstellvorrichtung kann in einfachster Weise jederzeit schnell von außen durch den¹ Bedienungsmann betätigt werden und ist in der Herstellung außerordentlich einfach und billig.The invention consists in that a steering segment mounted in the steering shaft can be adjusted from the outside with respect to the steering worm by wedge action in conjunction with an adjusting screw known per se which can be screwed into the steering gear housing. The Nachs.tellvorrichtung for the steering segment is characterized according to the invention in that against its inclined surface with the corresponding wedge surface at the inner end of the guide shaft a coaxial in the steering shaft! arranged adjusting wedge acts, which is supported against an adjusting screw which is screwed back and forth in a thread of the steering gear housing and secured with a nut. In a steering gear with an adjustable single-tooth steering segment with a cylindrical guide shaft in the steering shaft, in a further embodiment of the invention, the adjustable steering segment is conical at the inner end of its guide shaft, against which the adjusting wedge is supported. Since to set and to eliminate too large a gear backlash between the steering worm and the steering segment with prolonged use only after loosening the nut by screwing the adjustment screw into the steering gear housing, the adjustment wedge migrates inwards and through its wedge surface ι over the corresponding inclined surface on the inside ! At the end of the guide shaft of the steering segment this moves outwards until the teeth engage the toothing of the steering worm without play, the arrangement of the steering gear designed according to the invention advantageously enables a very sensitive, precise and also a large adjustment path allowing setting, in which only the very small masses of the Adjusting parts are to be moved. Since both the steering worm with the steering spindle and the steering shaft in the steering gear housing are only rotatable, but axially backlash-free and immovable, there are no changes in position for these components when the steering is operated, which could have an unfavorable effect on the steering linkage of the motor vehicle. The steering gear with the single or multi-toothed steering segment as an independent and easy to manufacture part ensures complete operational reliability in the meshing. His adjuster can in einfachster way anytime soon from the outside through the ¹ operator be operated and is extremely simple and inexpensive to manufacture.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.The subject matter of the invention is shown in an exemplary embodiment in the drawing.

Fig. ι zeigt den Querschnitt durch das Lenkgetriebe mit Schneckenantrieb in Richtung der Lenkspindel längs der Linie I-I in Fig. 2;Fig. Ι shows the cross section through the steering gear with worm drive in the direction of the steering spindle along the line I-I in Fig. 2;

Fig. 2 ist ein teilweiser Querschnitt durch die Lenkwelle, das Lenksegment und die Nachstellvorrichtung längs der Linie Π-ΙΙ in Fig. 1;Fig. 2 is a partial cross-section through the steering shaft, the steering segment and the adjustment device along the line Π-ΙΙ in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt das Lenksegment in der Draufsicht. Mit der Lenkspindel 1 ist die Lenkschnecke 2 zu einem Stück verbunden, die zur Verminderung der durch den Axialschub bedingten Reibung mittels der Schrägkugellager 3 im Lenkgetriebegehäuse 4 gelagert ist. Ein mit der beispielsweise als Globoidschnecke gezeichneten Lenkschnecke 2 kämmendes dreizähniges Lenksegment 5 besitzt einen zylindrischen Schaft 6 und am freien Schaftende eine zur Lenksegmentachse schräge Fläche 7 für dieFig. 3 shows the steering segment in plan view. With the steering spindle 1, the steering worm 2 is closed connected in one piece, which is used to reduce the friction caused by the axial thrust the angular contact ball bearing 3 is mounted in the steering gear housing 4. One with the, for example, as a globoid worm Drawn steering worm 2 meshing three-toothed steering segment 5 has a cylindrical Shank 6 and at the free end of the shank a surface 7 inclined to the steering segment axis for the

Nachstellvorrichtung. Die Zähne des Lenksegmentes 5 weisen eine dem Steigungswinkel des Schneckengewindes entsprechende Schräge auf. Das Lenksegment 5 ist mit seinem Zahnkranz und dem zylindrischen Schaft 6 in der entsprechenden Ausnehmung bzw. in der zylindrischen Bohrung des Kopfes 8 der Lenkwelle 9 zur Aufnahme des Zahndruckes gelagert und so angeordnet, daß seine Achse die Achse der Lenkwelle 9 ' senkrecht schneidet. Die Zähne 5 des Lenksegmentes bilden einen Teil eines zylinderförmigen Schneckenrades, dessen Achse mit der Achse der Lenkwelle 9 zusammenfällt. Die Achse des Lenksegmentes 5, 6 liegt in der Mittelstellung des Lenkgetriebes in der Richtung des kleinsten Abstandes der beiden sich rechtwinklig kreuzenden Achsen der Lenkwelle 9 und der Lenkschnecke 2 und schneidet bei anderen Lenkstellungen die Achse der Lenkschnecke 2 schiefwinklig. Die Lenkwelle9 ist im Lenkgetriebegehäuse 4 in Gleitlagern 10 gelagert und einerseits durch einen Wellenbund 11 gegenüber dem Gehäuse 4 und andererseits durch eine Verlängerung 12 der Lenkwelle 9 gegenüber dem Getriebegehäusedeckel 13 axial unverschieblich angeordnet.Adjusting device. The teeth of the steering segment 5 have a pitch angle of the Worm thread corresponding slope. The steering segment 5 is with its ring gear and the cylindrical shaft 6 in the corresponding recess or in the cylindrical bore of the head 8 of the steering shaft 9 mounted for receiving the tooth pressure and arranged so that its Axis intersects the axis of the steering shaft 9 'perpendicularly. Form the teeth 5 of the steering segment part of a cylindrical worm wheel, the axis of which coincides with the axis of the steering shaft 9. The axis of the steering segment 5, 6 is in the middle position of the steering gear Direction of the smallest distance between the two axes of the steering shaft 9 which intersect at right angles and the steering worm 2 and intersects the axis of the steering worm 2 in other steering positions at an oblique angle. The steering shaft 9 is mounted in the steering gear housing 4 in slide bearings 10 and on the one hand by a shaft collar 11 opposite the housing 4 and on the other hand by an extension 12 of the steering shaft 9 relative to the gear housing cover 13 is arranged axially immovable.

Sie trägt an ihrem freien Wellenende den Lenkstockhebel 14. Für die Nachstellvorrichtung ist in der Verlängerung 12 der Lenkwelle 9 zweckmäßigerweise gleichachsig ein zylindrischer Bolzen 15 als Nachstellkeil angeordnet, der sich mit seinem inneren, entsprechend abgeschrägten Ende 16 gegen die Schrägfläche 7 des Lenksegmentes 5, 6 und mit dem äußeren Ende gegen eine Nachstellschraube 17 abstützt, die in einem Gewinde des Getriebegehäusedeckels 13 vor- und zurückgeschraubt und mittels einer Gegenmutter 18 in jeder Stellung gesichert werden kann.It carries the pitman arm 14 on its free shaft end. For the adjustment device is in the extension 12 of the steering shaft 9 expediently coaxially a cylindrical bolt 15 arranged as an adjusting wedge, which with its inner, correspondingly beveled end 16 against the inclined surface 7 of the steering segment 5, 6 and with the outer end against an adjustment screw 17 supported, screwed back and forth in a thread of the gear housing cover 13 and can be secured in any position by means of a lock nut 18.

Die Wirkungsweise des Lenkgetriebes und der Nachstellvorrichtung ist folgende: Die Drehung der Lenkspindel 1 von einem nicht gezeichneten Lenkrad von Hand aus wird über die Lenkschnecke 2, das Lenksegment 5, 6 entsprechend der Übersetzung im Schneckentrieb auf die Lenkwelle 8,9 übertragen, die durch den Lenkstockhebel 14 und das Lenkgestänge die gelenkten Räder des Fahrzeuges verstellt. In der Mittelstellung des Lenkgetriebes fährt das Fahrzeug geradeaus. Soll der sich nach längerer Benutzung ergebende tote Gang in der Verzahnung beseitigt werden, ist die Gegenmutter 18 zu lösen und die Nachstellschraube 17 weiter in den Getriebegehäusedeckel 13 hineinzuschrauben, wodurch der Nachstellkeil 15 nach innen und durch seine Schrägfläche 16 über die entsprechende Gegenfläche 7 das Lenksegment 5, 6 in seiner Führung radial nach außen verschoben wird, bis die Zähne 5 spielfrei in die Verzahnung der Lenkschnecke 2 eingreifen. Dies wird durch Hinundherdrehung der Lenkspindel mit dem Lenkrad festgestellt. Nach so erfolgter feinfühliger Nachstellung ist lediglich die Gegenmutter 18 wieder festzuziehen. Die Nachstellvorrichtung, die einen großen Nachstelhveg zuläßt, kann somit ohne zeitraubende Zerlegung des Lenkgetriebes oder Ausbau von Bestandteilen im Fahrzeug vorteilhafterweise durch den Bedienungsmann von außen in einfacher Weise jederzeit schnell getätigt und gesichert werden. Bei der Nachstellung ist die gedachte Achse des zylinderförmigen Schneckenrades, von dem die Zähne 5 des Lenksegmentes einen kleinen Teil bilden, zur Achse der Lenkwelle 9 parallel um jenes geringe Maß verschoben, das die radiale Verschiebung des Lenksegmentes ausmacht.The operation of the steering gear and the adjustment device is as follows: The rotation the steering spindle 1 from a steering wheel (not shown) by hand is via the steering worm 2, the steering segment 5, 6 according to the translation in the worm drive on the steering shaft 8.9 transferred by the pitman arm 14 and the steering linkage, the steered wheels of the vehicle adjusted. In the middle position of the steering gear, the vehicle drives straight ahead. Intended to the dead gear in the toothing that results after prolonged use is eliminated Loosen the counter nut 18 and screw the adjuster screw 17 further into the gear housing cover 13, whereby the adjusting wedge 15 inwards and through its inclined surface 16 over the corresponding Counter surface 7, the steering segment 5, 6 is moved radially outward in its guide, until the teeth 5 engage in the toothing of the steering worm 2 without play. This is done by turning it back and forth the steering shaft fixed with the steering wheel. After such a sensitive adjustment all you have to do is tighten the lock nut 18 again. The adjustment device that one large Nachstelhveg allows, can thus without time-consuming dismantling of the steering gear or removal of components in the vehicle advantageously by the operator from the outside in a simple manner Way can be made and secured quickly at any time. In the case of the reenactment, it is imaginary Axis of the cylindrical worm wheel, of which the teeth 5 of the steering segment have a small one Form part, shifted parallel to the axis of the steering shaft 9 by that small amount that the radial Makes shift of the steering segment.

Die ""Zähne 5 des Lenksegmentes können mit einem Formfräser gleichzeitig hergestellt werden, was in fertigungstechnischer Hinsicht einfach, zeit- und kostensparend ist.The "" teeth 5 of the steering segment can with can be produced at the same time using a form milling cutter, which is simple, time-consuming in terms of production technology. and is cost-saving.

Es entspricht auch der Erfindung, wenn an Stelle der gezeichneten drei Zähne des Lenksegmentes 5, die zwei Gänge der Lenkschnecke 2 umgreifen, deren zwei oder ein Zahn je nach den gegebenen Betriebs- und Belastungsverhältnissen Verwendung finden, wobei die Führung eines einzahnigen Lenksegmentes 5 ein gegebenenfalls verlängerter zylindrischer Führungsschaft 6 in der genauen Bohrung des Kopfes 8 der Lenkwelle 9 übernimmt und die seitliche Führung des Zahnkranzes in der entsprechenden Ausnehmung des Kopfes 8 entfallen kann. Dadurch ist auch eine freie Selbsteinstellung der Zähne oder des Zahnes 5 des Lenksegmentes auf die bekanntlich untereinander verschiedenen Steigungswinkel einer Globoidschnecke 2 bei erleichtertem Zusammenbau gegeben. Bei vergleichsweise geringen Kräften kann zur Vereinfachung der Herstellung das innere Ende des Führungsschaftes 6 des Lenksegmentes 5 auch kegelförmig anstatt mit einer Schrägfläche 7 ausgebildet sein, gegen das sich der Nachstellkeil 15 abstützt.It also corresponds to the invention if instead of the drawn three teeth of the steering segment 5, the two gears of the steering worm 2 encompass their two or one tooth depending on the given Find operating and load conditions use, with the leadership of a single-tooth steering segment 5 a possibly elongated cylindrical guide shaft 6 in the exact bore of the head 8 of the steering shaft 9 takes over and the lateral guidance of the ring gear in the corresponding Recess of the head 8 can be omitted. As a result, there is also a free attitude towards oneself of the teeth or the tooth 5 of the steering segment on which, as is known, are different from one another Angle of inclination of a globoid worm 2 with a facilitated Assembly given. In the case of comparatively low forces, this can be used for simplification the manufacture of the inner end of the guide shaft 6 of the steering segment 5 is also conical instead of being designed with an inclined surface 7, against which the adjusting wedge 15 is supported.

Claims

Patent claims:

1. Steering gear, especially for motor vehicles, in which by one on the steering shaft arranged steering worm by means of engaging teeth of a steering segment one axially immovable steering shaft is rotated and readjustment by operation from the outside takes place, characterized in that a steering segment (5, 6) mounted in the steering shaft (9) opposite the steering worm (2) by wedge effect (7, 16) in conjunction with a known, in the steering gear housing (cover 13) screwable adjuster screw (17) from is adjustable on the outside.

2. Steering gear according to claim 1, characterized in that the adjusting device for the steering segment (5, 6) consists in that against its inclined surface (7) with the corresponding Wedge surface (16) an adjusting wedge arranged coaxially in the steering shaft (9, 12) (15) acts, which is supported against an adjustment screw (17), which is in a thread of the steering gear housing (4, 13) screwed back and forth and secured with a nut (18) is secured.

3. Steering gear according to claim 1 and 2 with an adjustable, single-tooth steering segment with a cylindrical guide shaft in the steering

shaft, characterized in that the adjustable steering segment (5) at the inner end (7) of its guide shaft (6) is conical, against which the adjustable Wedge (15) is supported.

Referred publications: French Patent Nos. 813 335, 803 560;

U.S. Patent No. 2,329,871; German patent specification No. 699 530.

1 sheet of drawings

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