DE3118254A1

DE3118254A1 - Zahnstangenlenkgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3118254A1
Application number: DE19813118254
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ing.(grad.) 7322 Donzdorf Rieger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1981-05-08
Filing date: 1981-05-08
Publication date: 1982-11-25
Also published as: US4479400A; DE3118254C2; IT8220923A0; IT1151315B

Description

Stand der Technik

Ein Zahnstangenlenkgetriebe nach dem Oberbegriff des Patenanspruches ist bereits aus der DE-OS 24 15 236 bekannt. Ein solches Lenkgetriebe weist zwei in der Mitte der Zahnstange befestigte Bolzen auf, die durch einen Längsschlitz im Lenkgehäuse nach außen ragen, wobei an den Bolzen die mit den Fahrzeugrädern verbundenen Spurstangen angelenkt sind. Die beiden Bolzen sind durch einen in dem Längsschlitz geführten Gleitstein verbunden, der gleichzeitig eine Verdrehung der Zahnstange- gegenüber dem Gehäuse verhindert. Der Gleitstein bildet mit einem außerhalb des Gehäuses die Bolzen verbindenden Stützblech einen Kastenverband, wodurch eine gute Steifigkeit der Spurstangenbefestigung erreicht wird. Der Gleitstein dient außerdem beim Anlaufen an den Enden des Längsschlitzes als Hubbegrenzung. Daraus ergibt sich ein hartes Anschlagen des Gleitsteines an den Enden des Längsschlitzes mit den damit verbundenen störenden Anlaufgeräuschen. Aus der erwähnten DE-OS geht zwar ebenfalls als bekannt hervor, einen Gleitstein wahlweise aus Kunststoff zu verwenden. Dieser Kunststoff muß jedoch aus sehr hartem Material gefertigt sein, damit das hohe Schraubenanzugsmoment für die SpurStangenbefestigung aufgenommen werdne kann. Ein guter Stoßabbau, verbunden mit einer geringen Geräuschentwicklung, ist mit einem solchen Werkstoff nicht möglich.

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In der GB-PS 927 099 ist weiterhin ein Zahnstangenlenkgetriebe beschrieben, dessen Faltenbalg Flansche aufweist, welche im Bereich der Längsschlitzenden die Bolzen für die Spurstangenanlenkung umfassen. Diese Faltenbalgflansche sind durch Büchsen aus metallischem oder nichtmetallischen Material geschützt. Bei vollem Lenkausschlag stoßen die Büchsen an einem der beiderseitigen Längsschlitzenden an., so daß Anlauf stoße durch das innenliegende weichere Material der Flansche in gewissem Umfang gedämpft werden. Dabei kann nicht ausgeschlossen werden, daß das Material des Faltenbalges über den zulässigen Verformungsgrad hinaus verdrängt und dabei zerstört wird. Durch die aus hartem Material gefertigten Büchsen kann auch das Anlaufgeräusch nicht verringert werden.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den harten Anlauf einer Zahnstangenlenkung in den Endstellungen zu dämpfen und die störenden Anlaufgeräusche zu beseitigen. Die Einrichtung zur Dämpfung soll dabei nicht überlastbar sein und eine gute Standfestigkeit aufweisen. Außerdem soll die Dämpfung auf das Lenkgetriebe individuell abstimmbar sein.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.

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Durch die Dämpfungsglieder nach der Erfindung ist es möglich, die Stoßenergie im Bereich der Endlagen über einen vorgegebenen Anlaufweg in mehreren VerformungsStadien abzubauen. Zu Beginn der Anlaufbewegung kommt die Kontaktfläche infolge einer besonderen Formgebung des Dämpfungsgliedes nur teilweise an einem Führungsschlitzende zur Anlage, womit eine vollflächige Einleitung des Körperschalls vermieden wird. Zum weiteren Stoßabbau gelangt das Dämpfungsglied in der Aussparung des Gleitsteines und am Ende des Führungsschlitzes allmählich vollflächig zur Anlage und wird nachfolgend in die gesamte Aussparungsbreite verdrängt. Damit ist der Dämpfungsweg erschöpft und es ist eine metallische Anlage zwischen dem Gleitstein und dem Führungsschlitzende vorhanden. Eine weitere Verformung des Dämpfungsgliedes über den zulässigen Verformungsgrad hinaus ist damit unmöglich. Da das Dämpfungslgied selbst nur aus einem einfachen, im unbelasteten Zustand z. B. quaderförmigen Bauteil besteht, das lose in die Aussparung und zwischen die umgebenden Bauteile eingesetzt ist, sind die Herstellungskosten nur gering. Die Dämpfungsglieder sind.auf einfache Weise austauschbar.

Erläuterung der Erfindung

Zwei Ausführungsbeispiele sind anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:

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Fig. 1 einen Schnitt durch ein Zahnstangenlenkgetriebe ,

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt nach der Linie II-II in Fig. l_f

Fig. 3 eine vergrößerte Einzelheit entsprechend der Ziffer III in Fig. 1,

Fig. 4 die verschiedenen Verformungsgrade eines bis 6 Dämpfungsgliedes beim Anlaufen in die Endstellung im Schnitt,

Fig. 7 eine andere .Ausfuhrungsform der Dämpfungsglieder in vergrößerter Darstellung.

In Fig. 1 überträgt eine in einem Lenkgehäuse 1 axial verschiebliche Zahnstange 2 die Lenkbewegungen über zwei Spurstangen 3 und 4 auf die zu lenkenden Fahrzeugräder. Der Antrieb der Zahnstange erfolgt über ein mit einer nicht dargestellten Lenkspindel verbundenes Ritzel 5. Die Spurstangen und 4 sind durch zwei radial an der Zahnstange 2 befestigte Bolzen 6 bzw. 7 mit der Zahnstange 2 verbunden. Die Bolzen und 7 ragen durch einen Führungsschlitz 8 in dem Gehäuse 1 nach außen. Der Führungsschlitz ist durch die abgerundeten Enden 8A und 8B begrenzt. Im Bereich des Führungsschlitzes

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8 »

ist das Gehäuse 1 von einem an den Bolzen 6 und 7 befestigten Schutzrohr 9 umgeben, das zusammen mit zwei Faltenbälgen 10 und 11 einen nach außen abgedichteten Raum 12 begrenzt. Im Innern des Raumes 12 sind die Bolzen 6 und 7 durch einen als Brücke ausgebildeten Gleitstein 13 verbunden, der in dem Führungsschlitz % geführt ist und dadurch eine Verdrehung der Zahnstange 2 gegenüber dem Lenkgehäuse 1 verhindert. Gleichzeitig dient der Gleitstein 13 an den Enden 8A und 8B des Führungsschlitzes 8 als Hubbegrenzung für die Zahnstange 2. Der Gleitstein 13 bildet zusammen mit einem außerhalb des Raumes 12 an den Bolzen 6 und 7 angeordneten, ebenfalls als Brücke ausgebildeten Stützblech 14, einen Kastenverband. Eine so ausgelegte Zahnstangenlenkung ist auch unter der Bezeichnung - Mittenabtriebslenkung - bekannt. Die Zahnstange 2 ist im Bereich des Mittenabtriebs in einer Lagerbüchse 15 abgestützt.

Die Zahnstange weist in ihrer Verlängerung eine Kolbenstange 16 auf, die einen Kolben 17 trägt. Ober ein nicht dargestelltes, durch die Drehbewegung der Lenkspindel betätigbares Steuerventil, kann Drucköl jeweils in einen der beiden Druckräume 18 oder 19 eingeleitet werden. Die Anwendung der Erfindung ist jedoch ebenso bei einer mechanischen Zahnstangenlenkung möglich.

Nach der Erfindung sind in die abgerundeten Stirnflächen des Gleitsteins 13 zur Zahnstange 2 hin offene Aussparungen und 21 eingearbeitet. In diesen Aussparungen 20 und 21 befinden

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sich Dämpfungsglieder 22 bzw. 23, deren Breite b kleiner ist als die Breite B der Aussparungen (siehe Fig. 4). Diese Dämpfungsglieder 17 und 18 sind in radialer Richtung zur Zahnstange 2 durch die Zahnstange 2 und den Gleitstein 13 gehalten. Gegen ein Herausfallen in axialer Richtung sind die Dämpfungsglieder 22 und 23 durch die Lagerbuchse 15 gesichert (Fig. 3).

Aus den Fig. 4 bis 6 gehen die verschiedenen Verformungsstadien, z. B. des Dämpfungsgliedes 23 beim Anlaufen des Gleitsteines 13 am Ende 8B des Führungsschlitzes 8, hervor. Aus Fig. 4 ergibt sich zunächst eine partielle Anlage beiderseits der Kontaktfläche des Dämpfungsgliedes 23. Da der Körperschall nicht vollflächig in das Gehäuse 1 eingeleitet wird, kann kein störendes Anschlaggeräusch entstehen. Der weitere Anlaufweg erfolgt gedämpft über die elastische Durchbiegung des Dämpfungsgliedes 23 bis zu dessen voller Anlage (Fig. 5). Daran schließt sich eine elastische Verformung des Dämpfungsgliedes 23 bis zu dessen vollständiger Verdrängung in die Aussparung 21 an (Fig. 6). Ist die Außenkontur des Dämpfungsgliedes 23 mit dem Gleitstein 13 bündig, so besteht durch metallische Anlage eine Hubbegrenzung.. Das Material des Dämpfungsgiiedes kann somit nicht zerstört werden.

In einer anderen Ausfuhrungsform nach Fig. 7 ist ein Dämpfungsglied 22A bzw. 23A als Kunststoff-Spritzgußteil mit hervorstehenden Kontaktnocken 24 ausgebildet, die in der Anlaufphase die benötigten kleinen Kontaktflächen bilden.

Akte 5765 G

Die beschriebene Dämpfungsvorrichtung ist abstimmbar auf das erforderliche Lenkgetriebe bzw. auf die auftretenden Lenkkräfte. Je nach Größe und Form der Aussparung sowie Art des Dämpfungswerkstoffes sind verschiedene Dämpfungskennlinien wählbar.

Es ist auch möglich, entsprechende Dämpfungsglieder und 23 bzw. 22A und 23A in Aussparungen der abgerundeten Enden 8A und 8B des Führungsschlitzes 8 unterzubringen.

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Leerseite

Claims

^:..^:O ·:.:"":·:":" Ί 31 1825A

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN

Aktiengesellschaft
Friedrichshafen

Zahnstangenlenkgetriebe,
insbesondere für Kraftfahrzeuge

Patentansprüche

!.Zahnstangenlenkgetriebe, insbesondere für'Kraftfahrzeuge^mit folgenden Merkmalen:

das Lenkgetriebe weist einen aus zwei Bolzen und einem Kastenverbahd bestehenden, mit einer Zahnstange verbundenen Mittenabtrieb auf;
- an die Bolzen sind Spurstangen angeschlossen;

ein Teil des Kastenverbandes besteht aus einem in einem Führungsschlitz eines Gehäuses abgestützten Gleitstein; die Enden des Führungsschlitzes sind Anschlagbegrenzungen für den Lenkausschlag,

dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Enden (8A und 8B) des Führungsschlitzes (8) und den mit diesen zur Anschlagbegrenzung zusammenwirkenden Stirnflächen des Gleitsteines (13) Dämpfungsglieder (22
bzw. 23) aus elastischem Material eingesetzt sind.

Akte 5765 G

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• · a

ι *
2. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: die Stirnflächen des Gleitsteines (13) weisen.bogenförmige Aussparungen (20 und 21) für die Aufnahme der Dämpfungsglieder (22 bzw. 23) auf;

- die Breite (B) der Aussparungen (20 und 21) ist größer als die Breite (b) der Dämpfungsglieder (22 bzw. 23); die Dämpfungsglieder (22 und 23) haben in der Anlaufphase wirkende kleine Kontaktflächen.

•
3. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,, daß die Dämpfungsglieder (22 und 23) im unbelasteten Zustand quaderförmig sind, so daß bei Anlauf an den abgerundeten Enden 8A und 8B des Führungsschlitzes 8 die kleinen Kontaktflächen entstehen.
4. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsglieder (22, 23) als Kunststoff-Spritzgußteile ausgebildet und mit beiderseits hervorstehenden Kontaktnocken (24) versehen sind.

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• · 1

• ·
5. Zahnstangenlenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Verformungsweges die Kontur der Dämpfungsglieder (22 und 23) mit der Kontur des Gleitsteines (13) bündig ist und zwischen Gleitstein (13) und Gehäuse (1) metallische Anlage besteht.

Akte 5764 G