DE1075959B - Rack and pinion steering device - Google Patents
Rack and pinion steering deviceInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung bezieht sick auf eine zum Lenken von motorisch angetriebenen Fahrzeugen, insbesondere Automobilen,, vorgesehene Zahnstangenlenkeinrichtung mit in eine Zahnstange eingreifendem Ritzel und einem beide Teile aufnehmenden Gehäuse, in dem die durch ein sich selbst bei Verschleiß nachstellendes Drucklager gegen das Ritzel gepreßte Zahnstange axial verschiebbar ist.The invention relates to one for steering motor-driven vehicles, in particular Automobiles, provided rack and pinion steering device with a rack engaging pinion and a Housing accommodating both parts in which the pressure bearing adjusts itself in the event of wear against the pinion pressed rack is axially displaceable.
Der Nachteil dieser Ausführung besteht darin, daß die Zahnstange eine zu große- Bewegungsfreiheit hat, so daß dadurch die Gefahr vorhanden ist, daß sie das Gehäuse beschädigt sowie ungünstige Wirkungen auf die Lenkung des Fahrzeuges hat.The disadvantage of this design is that the rack has too much freedom of movement, so that thereby there is a risk of damaging the housing and adverse effects has the steering of the vehicle.
Bei einer anderen bekannten Ausführung ist in einer Gehäuseverlängerung des Zahnstangengehäuses ein verschiebbares Rohr vorgesehen, das als Gleitlager für das darin verschiebbare kugelige oder ballige Ende der Zahnstange dient, die'in dieseni'-Fälle aus zwei Teilen zusammengesetzt ist. Die Herstellung einer solchen Einrichtung ist verhältnismäßig zeitraubend und kostspielig, bedingt durch die Anordnung des verschiebbaren Rohres.In another known embodiment, a housing extension of the rack housing is a Slidable tube provided as a plain bearing for the spherical or convex end of the slidable therein The rack is used, which 'in these' cases consists of two parts is composed. The manufacture of such a device is relatively time consuming and costly, due to the arrangement of the sliding tube.
Außer den vorstehend behandelten Ausführungen ist weiter eine Einrichtung bekanntgeworden, bei der beide Enden der Zahnstange in abgefederten, als Lager dienenden Hülsen sitzen. Hierbei muß dasjenige Ende, das vom Ritzel· abgewandt ist, um ein bestimmtes Maß belastet werden, wenn eine stabile Lagerung erreicht werden soll. Durch eine solche Belastung findet aber·; eine zu starke Dämpfung und infolgedessen eine Erschwerung der Lenkung statt.In addition to the embodiments discussed above, a device has also become known in which both ends of the rack sit in spring-loaded sleeves that serve as bearings. Here must be the end that faces away from the pinion can be loaded by a certain amount when a stable bearing is achieved shall be. However, due to such a burden ·; too much damping and consequently an aggravation the steering instead.
Die Erfindung vermeidet die vorstehend angegebenen Nachteile der bekannten Ausführungen. Sie.besteht darin, daß der zahnlose Teil der Zahnstange, der .in an sich bekannter Weise in einer Gehäuseverlängerung liegt, unmittelbar in einem einzigen feststehenden Gleitlager axial verschiebbar ist, das. in einem solchen Abstand von, der Eingriffsstelle des Ritzels in die Zahnstange angeordnet ist, daß das Drucklager einen Verschleiß zwischen den Zähnen des Ritzels und der Zahn stange, ausgleichen kann.The invention avoids the above-mentioned disadvantages of the known designs. It consists in the fact that the toothless part of the rack, which is located in a housing extension in a manner known per se, is axially displaceable directly in a single stationary slide bearing which is arranged at such a distance from the point of engagement of the pinion in the rack is that the thrust bearing can compensate for wear between the teeth of the pinion and the rack.
Bei einer derartigen ■ Ausbildung kann, sowohl auf das gemäß den bekannten Ausführungen vorgesehene verschiebbare Rohr nebst der kugeligen oder balligen Ausgestaltung des darin ^verschiebbaren Zahnstangenendes als auch auf die Abfederung der Gleitlager verzichtet werden, so daß ein wesentlich einfacherer, billigerer und ein geringeres Gewicht aufweisender Aufbau zu verzeichnen ist. Außerdem: ist.ein Verstellen der Endlager der Zahnstange zwecks Anpassung an etwaige Durchbiegungen od. dgl. an sich nicht mehr erforderlich. With such a construction, both the displaceable tube provided according to the known designs, along with the spherical or spherical configuration of the rack end displaceable therein, and the cushioning of the slide bearings can be dispensed with, so that a much simpler, cheaper and lower weight Construction is recorded. In addition: an adjustment of the end bearings of the rack for the purpose of adapting to any deflections or the like is no longer necessary.
In der Zeichnung ist ein AusführungsbeispfelderEr-" findung dargestellt. Es zeigtIn the drawing is an execution example field Er- " finding shown. It shows
ZahnstangenlenkeinrichtungRack and pinion steering device
Anmelder:Applicant:
AIford & Alder (Engineers) Limited,AIford & Alder (Engineers) Limited,
Hemel Hempstead, HertfordshireHemel Hempstead, Hertfordshire
(Großbritannien)(Great Britain)
. Vertreter: Dipl.-Chem. Dr. W. Koch,
Hamburg 4, Simon-von-Utrecht-Str. 43,
und Dr.-Ing. R. Glawe, München 27, Patentanwälte. Representative: Dipl.-Chem. Dr. W. Koch,
Hamburg 4, Simon-von-Utrecht-Str. 43,
and Dr.-Ing. R. Glawe, Munich 27, patent attorneys
Beanspruchte. Priorität:
Großbritannien vom 20, August 1954Claimed. Priority:
Great Britain August 20, 1954
John Alexander Lind, Hemel Hempstead, Hertfordshire (Großbritannien),John Alexander Lind, Hemel Hempstead, Hertfordshire (Great Britain),
ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor
Fig. 1 eine Spurstange nebst· Zahnstangen- und Ritzelantrieb für eine Vorderradlenkung, teilweise im Schnitt, teilweise in Ansicht,,1 shows a tie rod with rack and pinion drive for a front wheel steering, partly in the Section, partially in view,
« Fig. 2 den Schnitt durch Fig. 1 in Richtung 2-2,
Fig. 3 den Schnitt durch Fig. 1 in Richtung 3-3 und
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Kugelgelenks,
das am Ende der Spurstange der Fig. 1 sitzt, teilweise im Schnitt, teilweise,"in Ansicht.«Fig. 2 shows the section through Fig. 1 in the direction 2-2,
3 shows the section through FIG. 1 in the direction 3-3 and FIG. 4 shows a further embodiment of a ball joint which sits at the end of the tie rod of FIG. 1, partly in section, partly in view.
11 ist ein Gehäuse, das eine durchgehende Bohrung 12 aufweist, die zur Aufnahme.einer Ritzelwelle 13 dient. Diese ist mit Zähnen 14 versehen, die in der Mitte der Bohrung liegen. Die Welle 13 ist an beiden Enden zylindrisch und in Nadellagern 15 gelagert, die . aus einem Streifen gehärteten Bandstahles 16 bestehen, der kreisförmig gebogen ist uhd nach innen bei 17 umgebogen ist. Der so geformte Bandstahl hält eine Anzahl von NadelroUenlS, welche mit ihren spitzen Stirnseiten in die abgebogenen Enden 17 fassen. Diese.Band-'■ stahlkäfige' -sind .'bekannt. Es kann statt der heschriebenen Lager auch jede andere Lagerbüchse verwendet : Werden.* -----·-*.; ■ ' ■ ·.-i ■'"■■■ "-*"" ~ ' ''■ 11 is a housing which has a through hole 12 which is used to receive a pinion shaft 13. This is provided with teeth 14 which are in the center of the bore. The shaft 13 is cylindrical at both ends and mounted in needle bearings 15, the. consist of a strip of hardened steel strip 16, which is curved in a circle and bent inwards at 17. The steel strip thus formed holds a number of needle rollers, which grasp into the bent ends 17 with their pointed end faces. These .strip '■ steel cages' are .'known. Instead of the bearings described here, any other bearing bush can also be used : Will. * ----- · - * .; ■ ' ■ ·.-I ■'"■■■" - * "" ~ '''■
Die Oberfläche der Ritzelwelle.13 ist an der Stelle,The surface of the pinion shaft. 13 is at the point
• wo sie in den Nadellagern 15 liegt, zylindrisch" geü schliffen. Das Gehäuse 11 weist rechtwinklig zur. Bohrung 12: eine-weitere -BohrufigilS.Hx eine 'ZahnstangeWhere it is located in the needle roller bearings 15, it is ground cylindrically. The housing 11 points at right angles to the bore 12: a further BohrufigilS. Hx a toothed rack
19 auf, die aus Stangenmaterial kreisförmigen Quer-■ Schnitts besteht und Zähne 20 aufweist, welche quer ' zur Längsachse in die Stange eingeschnitten und so mit19, made of rod material circular transverse ■ Section consists and has teeth 20, which cut transversely to the longitudinal axis in the rod and so with
* den Ritzelzähnen 14 im Eingriff sind, daß, wenn die* the pinion teeth 14 are engaged that when the
909 730/278909 730/278
Zahnstange annähernd konzentrisch in der Bohrung liegt, die Zähne genau miteinander im Eingriff sind, ohne daß eine absolut genaue Lage der Bohrung 18 zur Bohrung 12 für das Ritzel erforderlich ist. Hinter der Eingriffsstelle der Zahnstange 19 mit dem Ritzel befindet sich eine weitere Bohrung 21, welche rechtwinkligRack is approximately concentric in the bore, the teeth are exactly in mesh with each other, without an absolutely precise position of the bore 18 to the bore 12 for the pinion is required. Behind the The point of engagement of the rack 19 with the pinion is another bore 21 which is at right angles
t zur \Ritzelbohrung und zur Zahnstangenbohrung verläuft. In der Bohrung 21 befindet sich ein Lagerblock 22, t runs to the pinion hole and the rack hole. In the bore 21 there is a bearing block 22,
•■-'■Her an der einen Seite eine Aussparung für die Zahnstange 19 aufweist und durch eine Kappe 23 gehalten wird, die in die Bohrung21 eingeschraubt ist. Zwischen dieser Kappe und dem Lagerblock 22 befindet sich eine !'Starke Feder 24. Der flanschartige Kopf der Kappe liegt Has a recess for the rack 19 on one side and is held by a cap 23 which is screwed into the bore 21. Between this cap and the bearing block 22 there is a strong spring 24. The flange-like head of the cap is located
„im Abstand von dem Ende der Bohrung. In dem Zwischenraum liegen Zwischenscheiben 25. Auf diese Weise wird die Zahnstange 19 dauernd mit dem Ritzel im Eingriff gehalten. Tritt eine Abnutzung auf, kann eine Zwischenscheibe 25 herausgenommen und ein etwas größerer Druck auf die Zahnstange 19 ausgeübt werden. Die Zahnstange sitzt nur lose in der Bohrung 18 und ragt nach beiden Seiten frei aus dem Gehäuse 11 heraus. Das eine herausragende Ende ist von einer Hülse“At a distance from the end of the hole. In the space there are intermediate disks 25. In this way the rack 19 is kept continuously engaged with the pinion. If there is wear, a The intermediate disk 25 can be removed and a somewhat greater pressure exerted on the rack 19. The rack is only loosely seated in the bore 18 and protrudes freely from the housing 11 on both sides. The one protruding end is from a sleeve
26 umgeben, die eine Fortsetzung des Gehäuses 11 über eine gewisse Strecke der Zahnstange darstellt. Die Hülse ist da, wo sie gegen das Gehäuse liegt, bei 27 angeflanscht und wird durch drei oder mehrere Stellschrauben 28 gehalten. Die Hülse 26 kann aus gezogenem Stahlrohr bestehen und weist an ihrem freien Ende eine Buchse 29 auf, welche dicht auf der Zahnstange 19 sitzt. Die Entfernung der Buchse 29 von dem Mittelteil der Zahnstange 19, der in das Ritzel 14 eingreift, reicht aus, daß eine kleine Abweichung der Zahnstange von der Mitte, welche das unterhalb, der Kappe 23 befindliche Drucklager 22 zuläßt, nutzbar gemacht wer- : den.kann, um die Zähne20 der Zahnstange fest mit den Zähnen 14 des Ritzels in Eingriff zu bringen. Die Löcher für die Stellschrauben 28, die in dem Flansch26, which is a continuation of the housing 11 over a certain distance of the rack. the The sleeve is flanged at 27 where it lies against the housing and is secured by three or more set screws 28 held. The sleeve 26 can consist of drawn steel tube and has at its free end a bushing 29, which is tight on the rack 19 sits. The removal of the bushing 29 from the central part of the rack 19 which meshes with the pinion 14, is sufficient that a small deviation of the rack from the center, which is located below, the cap 23 Thrust bearing 22 allows to be made usable: den.kann to the teeth 20 of the rack firmly with to bring the teeth 14 of the pinion into engagement. The holes for the set screws 28 that are in the flange
27 der Hülse sitzen, sind etwas größer' als die Stellschrauben. Beim Zusammenbau der Teile sind die Stellschrauben 28 zuerst lose, so daß die Zahnstange nur durch das Mittellager in ihrer Lage gehalten wird. Da- !-her wird die Hülse 26 mit ihrer Buchse 29 durch die !Zahnstange automatisch in der Mittellage gehalten. Wenn die Stellschrauben 28 angezogen werden, wird jeder Teil in seiner eingestellten Lage gehalten, ohne : daß irgendwelche genaue maschinelle Bearbeitung der Teile notwendig ist.27 of the sleeve are slightly larger 'than the adjusting screws. When assembling the parts, the set screws 28 are initially loose, so that the rack is only held in place by the center bearing. There- ! -her the sleeve 26 with its socket 29 is automatically held in the central position by the rack! When the screws 28 are tightened, each part is held in its set position, without: that any accurate machining of parts is required.
Infolge der Verwendung des verstellbaren Lagers 22 nebst der Feder 24 bleibt das Getriebe fest im Eingriff, selbst wenn eine Abnutzung der mittleren Zähne der Zahnstange in einem größeren Ausmaße erfolgt als bei den Endzähnen.As a result of the use of the adjustable bearing 22 together with the spring 24, the transmission remains firmly in engagement, even if the central teeth of the rack are worn to a greater extent than in the case of the end teeth.
Die Zahnstange 19 bildet einen Teil einer Spurstange zur Lenkung der Vorderräder eines Fahrzeuges, das die üblichen Lenkhebel 30 aufweist, welche über GelenkeSl mit den Enden 32 bzw. 33 der Spurstange verbunden sind. Diese Enden sitzen in rohrförmigen Teilen 34 bzw. 35, in denen sie fest durch Klemmen 36 bzw. 37 gesichert sind, ragen nach innen und enden in Kugeln 38 bzw. 39, weiche mit den Enden der Zahnstange 19 durch Kappen 40 bzw. 41 verbunden sind. Diese Kappen sind auf Hohlzapfen 42 bzw. 43 aufgeschraubt, die mitiels Gewindezapfen 44 bzw. 45 in die Enden der Zahnstange 19 eingeschraubt sind. Innerhalb der Kappen sind Gleitbuchsen 46 vorgesehen, die durch Federn . 47 gegen die Kugeln 38 bzw. 39 gedrückt werden.The rack 19 forms part of a tie rod for steering the front wheels of a vehicle that has the usual steering levers 30, which are connected to the ends 32 and 33 of the tie rod via joints S1 are. These ends sit in tubular parts 34 and 35, in which they are fixed by clamps 36 and 37, respectively are secured, protrude inward and end in balls 38 and 39, respectively, soft with the ends of the rack 19 are connected by caps 40 and 41, respectively. These caps are screwed onto hollow pins 42 and 43, respectively mitiels threaded pin 44 and 45 in the ends of the Rack 19 are screwed in. Slide bushings 46 are provided within the caps, which are spring-loaded . 47 are pressed against the balls 38 and 39, respectively.
Das Ende der Hülse 26 ist mit dem Teil der Spurstange 34 verbunden, der hinter der Kugel 38 liegt. Die Verbindung erfolgt über einen Gummibalg 48. Auf der anderen Seite des Gehäuses 11 ist ein zylindrischer Teil 49, der mit der Spurstange 35 über einen Gummibalg 50 verbunden ist. Die Zahnstange 19 geht sehr leicht durch den zylindrischen Teil 49 des Gehäuses 11, so daß das Schmiermittel, welches das Gehäuse und die Bälge füllt, frei vom einen zum anderen Ende ge-The end of the sleeve 26 is connected to the part of the tie rod 34 which is behind the ball 38. the Connection is via a rubber bellows 48. On the other side of the housing 11 is a cylindrical one Part 49, which is connected to the tie rod 35 via a rubber bellows 50. The rack 19 is very good easily through the cylindrical part 49 of the housing 11, so that the lubricant, which the housing and the bellows fills freely from one end to the other
lö langen kann, wenn die Bälge beim Betätigen des Ritzels 14 expandieren und sich wieder zusammenziehen. Auf der anderen Seite der Einrichtung, wo die Buchse 29 dicht auf der Zahnstange 19 sitzt, ist jedoch ein starker Widerstand vorhanden, der den Lenkbewegungen entgegenwirkt, weil, wenn die Stange bewegt wird und der Balg 48 expandiert, eine Saugwirkung auf ihn ausgeübt wird, während er beim Zusammenziehen unter Druck gesetzt wird. Demgemäß hat die Buchse 29 am Umfang eine Anzahl axialer Nuten 51, die zwischenlö long if the bellows when operating the pinion 14 expand and contract again. On the other side of the facility where the socket 29 sits tightly on the rack 19, but there is a strong resistance that counteracts the steering movements, because when the rod is moved and the bellows 48 expands, suction is applied to it while being pressurized as it is contracted. Accordingly, the socket 29 has on Perimeter a number of axial grooves 51 between
20' ihr und der hülsenartigen Verlängerung 26 des Gehäuses liegen. Durch diese Nuten kann das Schmiermittel frei hindurchgehen, so daß jegliches Behindern der Lenkbewegungen vermieden wird.20 'her and the sleeve-like extension 26 of the housing lie. The lubricant can pass freely through these grooves, so that any obstruction the steering movements is avoided.
Fig. 4 zeigt eine etwas abgeänderte Ausführungsform, gemäß der das Ende der Zahnstange 19 Außengewinde aufweist, auf das die Kappe aufgeschraubt ist und eine Aussparung enthält, in der eine Feder 52 Hegt, deren Wirkungsweise derjenigen der Feder 47 der Fig. 1 entspricht. Es fehlt hier also der Hohlzapfen 42, der gemäß Fig. 1 zum Befestigen der Kappe 40 dient. Statt der Buchse 46 drückt die Feder 52 ein Kissen 53 gegen den Kopf der Kugel 38.Fig. 4 shows a somewhat modified embodiment, according to which the end of the rack 19 external thread has, on which the cap is screwed and contains a recess in which a spring 52 lies, the mode of operation of which corresponds to that of the spring 47 in FIG. The hollow pin 42 is missing here, which is used to fasten the cap 40 according to FIG. 1. Instead of the bushing 46, the spring 52 presses a cushion 53 against the head of the ball 38.
Claims (3)
Französische Patentschriften Nr. 813 122, 776299, 632 359 ■
britische Patentschriften Nr. 698883, 679958,Considered publications:
French patents nos. 813 122, 776299, 632 359 ■
British Patent Nos. 698883, 679958,
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB766141A (en) | 1957-01-16 |
| FR1134559A (en) | 1957-04-15 |
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