DE1132452B - Steering gear housing, especially for motor vehicles - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebegehäuse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit Innenräumen für die Aufnahme einer Globoidschnecke, für die Lagerung eines Mantelrohres, einer Lenkwelle und eines die Lenkrolle tragenden Lenkwellenkopfes.The invention relates to a steering gear housing, in particular for motor vehicles, with interior spaces for the inclusion of a globoid worm, for the storage of a casing tube, a steering shaft and one the steering shaft head supporting the swivel castor.

Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung des Lenkgetriebegehäuses unter dem besonderen Gesichtspunkt des Erzielens möglichst großer Gewichtserleichterung sowie einer wirtschaftlichen Fertigung.The invention relates to the design of the steering gear housing from the special point of view achieving the greatest possible weight reduction and economical production.

Gehäuse für Lenkgetriebe, vorzugsweise mit Globoidschnecke und Lenkrolle, werden gegenwärtig aus Temperguß hergestellt. Die Grundform derartiger Gehäuse besteht aus zwei miteinander verbundenen Körpern von annähernd zylindrischer Form, die um 90° versetzt zueinander angeordnet sind, in denen die Räume zur Aufnahme der Lenkschnecke sowie der Lenkwelle mit ihrem Lenkwellenkopf und dessen Kammer für die Lenkrolle gebildet sind. Am Gehäuse sind Flansche für den Anbau des Lenkgetriebes an ein Fahrzeug sowie zum Anschrauben eines Lagerdeckels für die Aufnahme des Lenkwellenstumpfes und einer Nachstellvorrichtung vorgesehen.Housing for steering gears, preferably with globoid worm and swivel castor, are currently being made Malleable cast iron produced. The basic shape of such a housing consists of two interconnected bodies of approximately cylindrical shape, which are arranged offset from one another by 90 °, in which the Rooms to accommodate the steering worm and the steering shaft with its steering shaft head and its Chamber for the castor are formed. There are flanges on the housing for attaching the steering gear a vehicle and for screwing on a bearing cover to hold the stub shaft and an adjusting device is provided.

Die gegossenen Gehäuse sollen sämtliche auf diese einwirkenden Kräfte sicher aufnehmen, eine gewisse Dämpfungseigenschaft besitzen, um von der Fahrbahn auf das Lenkgetriebe kommende Stöße aufzufangen, und in großen Stückzahlen unter Einhalten der erforderlichen geringen Toleranzen wirtschaftlich herstellbar sein. Schließlich soll das Gewicht der gesamten Lenkeinrichtung auf ein geringstmögliches Maß reduziert werden. Der Umgestaltung des Lenkgetriebegehäuses derart, daß Nichteisen-Werkstoffe verwendet werden, kommt dabei besondere Bedeutung zu.The cast housing should safely absorb all forces acting on them, a certain amount Have damping properties in order to absorb shocks coming from the road on the steering gear, and economically in large numbers while maintaining the required small tolerances be producible. Finally, the weight of the entire steering device should be as low as possible Measure to be reduced. The redesign of the steering gear housing in such a way that non-ferrous materials are used, is of particular importance.

Es ist bereits versucht worden, unter Berücksichtigung der bekannten Gestaltungsregeln eine Gehäuseform zu schaffen, die den gießtechnischen Eigenschaften von Leichtmetallegierungen und den Festigkeitserfordernissen entspricht, welche sich speziell für Lenkgetriebegehäuse aus der praktischen Verwendung ergeben. Dabei wurde berücksichtigt, daß die spezifische Festigkeit von gegossenen Werkstoffen um so geringer ist, je dicker die Wandstärken ausgeführt sind. Aus diesem Grunde hat man die gesamte Oberfläche des Gehäuses mit Rippen versehen, um eine genügende Erhöhung des Trägheitsmomentes zu erzielen und auftretende Biegebeanspruchungen in Zug- und Druckspannungen aufzulösen.Attempts have already been made to create a housing shape, taking into account the known design rules to create that corresponds to the casting properties of light metal alloys and the strength requirements, which are specifically for Steering gear housing resulting from practical use. It was taken into account that the The specific strength of cast materials is lower, the thicker the wall thickness are. For this reason, the entire surface of the housing has been ribbed in order to to achieve a sufficient increase in the moment of inertia and the bending stresses that occur in Dissolve tensile and compressive stresses.

Aus dieser Maßnahme ergibt sich jedoch eine unerwünschte Verwicklung des gesamten Gußstückes, durch die eine wirtschaftliche Fertigung stark beeinträchtigt wird. Außerdem hat sich gezeigt, daß die im Lenkgetriebegehäuse,
insbesondere für KraftfahrzeugeThis measure, however, results in an undesirable entanglement of the entire casting, which greatly impairs economic production. It has also been shown that the steering gear housing,
especially for motor vehicles

Anmelder:Applicant:

Zahnradfabrik Friedrichshafen
Aktiengesellschaft, FriedrichshafenGear factory in Friedrichshafen
Aktiengesellschaft, Friedrichshafen

Hans Christoph v. Fraunberg,Hans Christoph v. Fraunberg,

Alfdorf bei Schwäbisch Gmünd,Alfdorf near Schwäbisch Gmünd,

und Johannes Herold, Schwäbisch Gmünd,and Johannes Herold, Schwäbisch Gmünd,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Betrieb auftretenden zusammengesetzten Beanspruchungen große Belastungsspitzen in den Außenrippen hervorrufen, die das so ausgebildete Gehäuse gefährden. When combined stresses occur during operation, large load peaks in the outer ribs cause which endanger the housing designed in this way.

Es ist auch aus verschiedenen Zweigen der Technik bekannt, durch eine doppelwandige, mittels Stege miteinander verbundene Ausführung, beispielsweise von Zylindern, Behältern od. dgl., eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Druckbeanspruchungen zu verleihen. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Lenkgetriebegehäuse so auszubilden, daß sich diese in großen Stückzahlen wirtschaftlich herstellen lassen und den erforderlichen Festigkeitsanforderungen bei möglichst geringem Gewicht mit Sicherheit genügen.It is also known from various branches of technology, through a double-walled, means of webs Interconnected execution, for example of cylinders, containers or the like. A high level of resistance to lend against pressure loads. In contrast, the invention has the task based on training steering gear housing so that they can be produced economically in large numbers and the necessary strength requirements with the lowest possible weight Security is enough.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Lenkwellenlagerhals und der Mantelrohrlagerstutzen in an sich bekannter Weise aus Doppelzyündern und die Räume für die Aufnähme der Lenkschnecke sowie des Lenkwellenkopfes ebenfalls in an sich bekannter Weise aus doppelwandigen, zylinderförmigen oder annähernd zylinderförmigen Körpern gebildet und deren Innen- und Außenwände untereinander in an sich bekannter Weise durch Stege verbunden sind, wobei der Außenzylinder des Lenkwellenlagerhalses teilweise in den doppelwandigen Lenkschneckenzylinders übergeht, während die Verlängerung seiner übrigen Fläche den doppelwandigen Gehäuseteil zur Aufnahme des Lenkwellenkopfes bildet und die durch die inneren sowie äußeren Wände gebildeten Hohlräume sich überlappen. The object is achieved according to the invention in that the steering shaft bearing neck and the Jacketed pipe bearing supports in a known manner from double cylinders and the spaces for the recording the steering worm and the steering shaft head also in a known manner from double-walled, cylindrical or approximately cylindrical bodies formed and their inner and Outer walls are connected to one another in a manner known per se by webs, the outer cylinder of the steering shaft bearing neck partially merges into the double-walled steering worm cylinder, while the extension of its remaining surface the double-walled housing part for receiving the steering shaft head forms and the cavities formed by the inner and outer walls overlap.

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Der Schneckenzylinder zur Aufnahme der Lenkschnecke ist doppelwandig ausgeführt und trägt an einer Seite den Mantelrohrstutzen, der ebenfalls aus einem Doppelzylinder besteht. Zum Schneckenzylinder um 90° versetzt und mit dessen Wandung verbunden ist der Lagerhals für die Aufnahme der Lenkwelle und an diesen anschließend der Gehäuseteil angeordnet, der den Lenkwellenkopf mit der Lenkrolle aufnimmt. Dieser Gehäuseteil wird durch einen Deckel verschlossen, in dem der Stumpf der Lenkwelle lagert und in dem sich eine Nachstellvorrichtung befinden kann. Der Lagerhals für die Lenkwelle besteht aus einem inneren Zylinder, von dem die Lenkwelle aufgenommen wird, und einem äußeren Zylinder, der auf einer Seite in den quer zu seiner Längsachse liegenden Schneckendoppelzylinder übergeht, während sich seine Unterseite in den Gehäuseteil fortsetzt, der den Lenkwellenkopf aufnimmt. Dieser Gehäuseteil ist ebenfalls doppelwandig ausgebildet, so daß das gesamte Lenkgetriebegehäuse aus insgesamt vier ineinander übergehenden Doppelzylindem gebildet wird, deren Innenzylinder durch Stege mit den Außenzylindern verbunden sind. Die Hohlräume zwischen den Zylindern sind den gießtechnischen Erfordernissen entsprechend konisch ausgebildet, wodurch das Ziehen der Kerne nach dem Erstarren des Gußstückes möglich wird. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Lenkgetriebegehäuses ist es möglich, sämtliche Wandungen in gleichmäßiger Stärke und beispielsweise bei der Verwendung von Leichtmetall und der Anwendung des Druckguß-Verfahrens in maximal geringer Dicke auszuführen. Sämtliche im Betrieb auftretenden Beanspruchungen werden durch ein solches Gehäuse mit Sicherheit aufgenommen.The screw cylinder to accommodate the steering screw is double-walled and carries the jacket pipe socket on one side, which is also from consists of a double cylinder. Offset by 90 ° to the screw cylinder and connected to its wall is the bearing neck for receiving the steering shaft and then the housing part arranged, which receives the steering shaft head with the steering roller. This housing part is through a Cover closed, in which the stump of the steering shaft is stored and in which there is an adjusting device can be located. The bearing neck for the steering shaft is made an inner cylinder, from which the steering shaft is received, and an outer cylinder, which merges on one side into the double screw cylinder lying transversely to its longitudinal axis, while its underside continues into the housing part that receives the steering shaft head. This housing part is also double-walled, so that the entire steering gear housing from a total of four merging double cylinders is formed, the inner cylinder by webs with the Outer cylinders are connected. The cavities between the cylinders are the casting technology Conical design according to requirements, whereby the pulling of the cores after the solidification of the Casting becomes possible. The inventive design of the steering gear housing, it is possible all walls of uniform thickness and, for example, when using light metal and the use of the die-casting process in a maximally small thickness. All in Stresses occurring during operation are safely absorbed by such a housing.

Entsprechend der Größe des Lenkgetriebes und unter Berücksichtigung der von diesem aufzunehmenden Belastungen kann das Gehäuse beispielsweise auch mit doppelwandigem Lenkwellenlagerhals sowie Schneckengehäuse ausgebildet werden, während die Partien am Mantelrohrstutzen und am Raum des Lenkwellenkopfes massiv gehalten sind.According to the size of the steering gear and taking into account the size of the steering gear The housing can withstand loads, for example, with a double-walled steering shaft bearing neck as well Snail shells are formed, while the parts on the jacket pipe socket and on the space of the Steering shaft head are held solid.

Wenn auch der Herstellung der Gehäuse aus den aufgezeigten Gründen heraus besondere Bedeutung zukommt, lassen sich jedoch auch mit anderen Werkstoffen, beispielsweise Temperguß, die gleichen oder annähernd gleichen Vorteile wie bei der Verwendung von Leichtmetallegierungen gegenüber den bisher bekannten Bauarten von Lenkgetriebegehäusen erzielen.Even if the manufacture of the housing is of particular importance for the reasons outlined above but can also be used with other materials, for example malleable cast iron, the same or almost the same advantages as with the use of light metal alloys compared to the previously known Achieve types of steering gear housing.

Nachfolgend wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung beschrieben. Es zeigtAn exemplary embodiment according to the invention is described below with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Lenkgetriebegehäuse, 1 shows a longitudinal section through a steering gear housing,

Fig. 2 eine Seitenansicht des ungeschnittenen Lenkgetriebegehäuses nach der Pfeilrichtung in Fig. 1 undFig. 2 is a side view of the uncut steering gear housing in the direction of the arrow in Fig. 1 and

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie HI-III der Fig. 1.FIG. 3 shows a section along the line HI-III in FIG. 1.

Das aus einem Gußstück bestehende, vorzugsweise in Leichtmetall - Druckgußausführung hergestellte Lenkgetriebegehäuse umschließt die Räume 1 bis 4 für die Lagerung der Lenkschnecke, für die Aufnähme des Mantelrohres (Fig. 3), für die Lagerung der Lenkwelle und für die Aufnahme des Lenkwellenkopfes mit der Lenkrolle.The one consisting of a casting, preferably made in a light metal die-cast design The steering gear housing encloses the spaces 1 to 4 for the storage of the steering worm, for the recording of the jacket tube (Fig. 3), for mounting the steering shaft and for receiving the steering shaft head with the swivel castor.

Alle vier genannten Gehäusepartien sind als Doppelzylinder bzw. in annähernd zylindrischer Form als doppelwandige Gehäuseteile ausgebildet. Der Raum 1 für die Lenkschnecke wird vom Innenzylinder 5 begrenzt, der seinerseits von der Außenwand 6 umfaßt ist (Fig. 3). Zwischen den beiden Gehäusewänder befinden sich die Hohlräume 7, 8 und 9, die von konischer Gestalt sind und zwischen denen Verbindungsstege 10 und 11 liegen. All four named housing parts are as double cylinders or in an approximately cylindrical shape as double-walled housing parts formed. The space 1 for the steering worm is limited by the inner cylinder 5, which in turn is enclosed by the outer wall 6 (Fig. 3). Between the two housing walls are the cavities 7, 8 and 9, which are conical in shape and between which connecting webs 10 and 11 are located.

An den Lenkschnecken-Gehäuseteil schließt sich der Mantelrohrstutzen an (Fig. 3), der aus dem Doppelzylinder 12,13 und dazwischenliegenden Hohlräumen 14 besteht.The jacket pipe socket (Fig. 3), which consists of the double cylinder, connects to the steering worm housing part 12, 13 and cavities 14 therebetween.

Unter dem Lenkschneckenzylinder und um 90^c zu dessen Achse versetzt befindet sich der Lagerhals, der den Raum 3 umschließt, welcher für die Aufnahme der Lenkwelle vorgesehen ist. Der Lagerhals besteht wiederum aus einem inneren Zylinder 15 sowie einem äußeren Zylinder 16, die durch die konischen Hohlräume 17 voneinander getrennt sind.Under the steering screw cylinder and offset by 90 ^c to its axis is the bearing neck, which encloses the space 3, which is provided for receiving the steering shaft. The bearing neck in turn consists of an inner cylinder 15 and an outer cylinder 16, which are separated from one another by the conical cavities 17.

Der Außenzylinder, dessen oberer Teil in den Schneckenzylinder übergeht, trägt einen angegossenen Befestigungsfiansch 18, mit dem das Lenkgetriebe am Fahrzeugrahmen verschraubt wird. Die Verlängerung der Unterseite des Außenzylinders 16 umschließt den Raum 4, der für die Aufnahme des Lenkwellenkopfes mit der Lenkrolle vorgesehen ist. Auch diese Gehäusepartie ist doppelwandig und besteht aus der inneren Wandung 19 sowie der äußeren Wandung 20, zwischen denen Hohlräume 21, 22, 23 und 24 sowie Verbindungsstege 25, 26 und 27 angeordnet sind (Fig. 3).The outer cylinder, the upper part of which merges into the screw cylinder, has a cast-on one Fastening flange 18 with which the steering gear is screwed to the vehicle frame. The extension the underside of the outer cylinder 16 encloses the space 4 for receiving the steering shaft head is provided with the swivel castor. This part of the housing is also double-walled and consists of the inner one Wall 19 and the outer wall 20, between which cavities 21, 22, 23 and 24 and connecting webs 25, 26 and 27 are arranged (Fig. 3).

Aus Fig. 2 ist besonders die Verbindung des den Lenkwellenraum 3 bildenden Innenzylinders 15 mit dem Außenzylinder 16 an der Übergangsstelle in den Lenkwellenkopfraum 4 dargestellt. Beide Zylinder sind durch Stege 28 verbunden.From Fig. 2 is particularly the connection of the steering shaft space 3 forming the inner cylinder 15 with the outer cylinder 16 at the transition point into the steering shaft head space 4. Both cylinders are connected by webs 28.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH:PATENT CLAIM: Lenkgetriebegehäuse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit Innenräumen für die Aufnahme einer Globoidschnecke, für die Lagerung eines Mantelrohres, einer Lenkwelle und eines die Lenkrolle tragenden Lenkwellenkopfes, dadurch ge kennzeichnet, daß der Lenkwellenlagerhals und der Mantelrohrlagerstutzen in an sich bekannter Weise aus Doppelzylindern (15, 16 bzw. 12, 13) und die Räume (1 und 4) für die Aufnahme der Lenkschnecke sowie des Lenkwellenkopfes (4) ebenfalls in an sich bekannter Weise aus doppelwandigen, zylinderförmigen oder annähernd zylinderförmigen Körpern (7 bis 9 bzw. 21 bis 24) gebildet und deren Innen- und Außenwände untereinander in an sich bekannter Weise durch Stege verbunden sind, wobei der Außenzylinder (16) des Lenkwellenlagerhalses teilweise in den doppelwandigen Lenkschneckenzylinder übergeht, während die Verlängerung seiner übrigen Fläche den doppelwandigen Gehäuseteil (19, 20) zur Aufnahme des Lenkwellenkopfes bildet und die durch die inneren sowie äußeren Wände gebildeten Hohlräume (17 und 21 bis 24 bzw. 14 und 7 bis 9) sich überlappen.Steering gear housing, in particular for motor vehicles, with interiors for the accommodation of a globoid worm, for the storage of a casing tube, a steering shaft and a steering shaft head carrying the steering roller, characterized in that the steering shaft bearing neck and the casing tube bearing support are made up of double cylinders in a manner known per se (15, 16 or 12, 13) and the spaces (1 and 4) for receiving the steering worm and the steering shaft head (4) also formed in a manner known per se from double-walled, cylindrical or approximately cylindrical bodies (7 to 9 or 21 to 24) and the inner and outer walls of which are connected to one another in a manner known per se by webs, the outer cylinder (16) of the steering shaft bearing neck partially merging into the double-walled steering worm cylinder, while the extension of its remaining surface area the double-walled housing part (19, 20) for receiving the steering shaft head forms and the ge by the inner and outer walls formed cavities (17 and 21 to 24 or 14 and 7 to 9) overlap. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 843 482;
österreichische Patentschrift Nr. 123 279;
USA.-Patentschrift Nr. 2045 811.Considered publications:
German Patent No. 843 482;
Austrian Patent No. 123 279;
U.S. Patent No. 2045811. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings © 209 617/249 6.© 209 617/249 6.