DE8203943U1

DE8203943U1 - Lenkgetriebe fuer kraftfahrzeuge mit einem gegendruckelement fuer die zahnstange

Info

Publication number: DE8203943U1
Application number: DE19828203943
Authority: DE
Original assignee: RIV SKF Officine di Villar Perosa SpA
Current assignee: SKF Industrie SpA
Priority date: 1981-02-24
Filing date: 1982-02-12
Publication date: 1982-07-01
Also published as: ES263455U; ES263455Y

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einem Gegendruckelement für die Zahnstange des Lenkgetriebes, wobei das Gegendruckelement eine Verschiebung der Zahnstange mit erheblich verringerter Reibung ermöglicht und dadurch eine ruhigere und genauere Lenkung des Kraftfahrzeugs erlaubt.

Bestimmte Lenkgetriebe weisen ein drehbares Zahnritzel auf, welches mit einer axial verschiebbaren Zahnstange kämmt, die gemeinsam in einem Gehäuse angeordnet sind, wobei das Zahnritzel so mit der Lenksäule verbunden ist, daß es von dieser gedreht wird, und die Zahnstange mit dem die Lenkbewegungen der Räder steuernden Gestänge (Spurstangen) gekoppelt ist.

Die Zahnstange wird üblicherweise von einer oder mehreren in ihren Endbereichen angeordneten Lagerbüchse^) längsverschieblich geführt- Diese Lagerbüchsen können auch-als Kugel-Führungsbüchsen ausgebildet sein, wie sie in der am 3.3.1980 unter dem Titel "Lenkgetriebe für einen Kraftfahrzeug-Lenkmechanismus¹¹ angemeldeten älteren Gebrauchsmue te ranine ldung beschrieben sind.

Auf der dem Zahnritzel gegenüberliegenden Seite der Zahnstange ist üblicherweise ein Druckstück mit einer Gegendruckflache angeordnet, welche an einer zugeordneten

Fläche der Zahnstange anliegt. Von der zwischen den Zähnen des Zahnritzels und der Zahnstange wirkenden Kraft wird die normal zur Zahnstangen-Längsachsυ wirkende Kraftkomponente über die erwähnten ane Lnanderliegenden Flächen abgestützt.

Lenkgetriebe der beschriebenen Art haben den Nachteil, daß sie eine bei Lenkbewogungen erheblich^ am Lenkrad auszuübende Kraft erfordern, insbesondere dünn, wenn eine Lenkbewegung bei stehendem Fahrzeug oder unter bestimmten Betriebsbedingungen ausgeführt wird. Dies ist auf die erheblichen Reibungskräfte zurückzuführen, welche durch die Anlage zwischen der Ge^endruckflache und der zugeordneten Fläche der Zahnstange entstehen und demzufolge einer Axialverschiebung der Zahnstange einen Widerstand entgegensetzen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Lenkgetriebe zu schaffen, welches frei von den vorstehend geschilderten Nachteilen ist.

Ausgehend von einem Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einem drehbaren Zahnritzel und einer in einem Gehäuse axial verschiebbaren Zahnstange, mit welcher das an ihrer einen Seite angeordnete Zahnritzel kämmt, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch wenigstens ein den vom Zahnritzel während des Betriebs auf die Zahnstange ausgeübten Druck im wesentlichen abs tützendes drehbares Gegendruckelement, welches auf der der Eingriffsseite mit dem Zahnritzel gegenüberliegenden Seite der Zahnstangs angeordnet ist und eine Gegendruck- -

fläche aufweist, die ohne zu gleiten auf einer zugeordneten Fläche der Zahnstange abrollt, und welches von einem durch eine Federeinrichtung axial in Richtung auf die Zahnstange vorgespannten Druckstück gehaltert ist.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, undJzwar zeigt bzw. zeigen:

Figuren 1 und 2 jeweils einen Längsschnitt

durch Teile eines in der erfindungsgemäßen Weise aufgebauten Lenkgetriebes ; und

Figuren 3, 4 und 5 Schnittansichten entlang von

rechtwinklig zur Zahnstangen-Längsachse gelegten Schnittebenen durch verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungagemäßen Gegendruckelements.

Das erfindungsgemäße Lenkgetriebe weist ein Gehäuse auf, in dem ein drehbar gelagertes Zahnritzel 2 zusammen mit einer mit dem Ritzel kämmenden und axial im Gehäuse verschiebbaren Zahnstange 3 angeordnet ist. Eino Lgerbüchse oder eine Kugel-Führungsbüchse 4, wie sie in der detaillierten Ansicht gemäß Fig. 2 dargestellt ist, kann an einem oder an beiden Enden des Gehäuses angeordnet sein, um die Zahnstange längsverschioblich zu führen.

Auf dem der Eingriffsseite des Ritzels 2 mit der Zahnstange 3 gegenüberliegenden Seite der Zahnstange ist ein drehbares Gegendruckelement 5 so angeordnet, daß es die vom Ritzel auf die Zahnstange übertragene Kraft im wesentlichen abstützt. Dieses Gegendruckelement ist mit einer Gegendruckfläche 6 versehen, welche so ausgebildet ist, daß sie auf einer zugeordneten Fläche 7 der Zahnstange ohne relative GIe it bewehrung abrollt. Das Gegendruckelement 5 wird von einem Druckstück 8 getragen, welches in einem zugeordneten Sitz des-Gehäuses 1 verschiebbar ist, wobei die Achse dieses Druckstücks im wesentlichen rechtwinklig zur Achse der Zahnstange 3 verläuft. Das Druckstück wird von einer zwischen dem Druckstück und einem starr mit dem Gehäuse 1 verbundenen Deckel 10 angeordneten Feder 9 in Richtung auf die Zahnstange vorgespannt.

Das Gagendruckelement 5 kann - wie in Fig. 3 gezeigt ist von einer drehbar gelagerten Rolle 13 gebildet sein, die mit einem Paar von Lagerzapfen 14 versehen ist, von denen jeder in eine zugeordnete, vom Druckstück gehalterten Büchse 15 eingesetzt ist. In diesem Fall weist die Rolle 13 eine im wesentlichen zylindrische mittige Druckfläche 16 und ein Paar von hieran anschließenden konischen Druckflächen 17 auf, die so angeordnet sind, daß sie alle drei in Anlage an der zugeordneten Fläche 7 der Zahnstange 3 stehen.

Bei einem in Fig. k dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel kann das drehbare Gegendruckelement 5 ein Ringelement 18 sein, welches mit einem Paar von Wälzlagern 19 auf einer vom Druckstück 8 getragenen Achse 20 gelagert ist. In diesem Fall hat die äußere Gegendruckfläche 6 des Ringelement» einen kreisbogenförmigen Querschnitt, und die Gegendruckfläche liegt entlang dieses kreisbogenförmigen Querschnitts an der zugeordneten Oberfläche 7 der Zahnstange 3 an.

Figur k zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem ein Paar von Gegendruckelementen 5 verwendet wird, von denen in diesem Fall jedes vom Außenring eines Wälzlagers 21 gebildet wird. Jedes dieser Wälzlager ist auf einem zugeordneten Lagerzapfen 22 gelagert, die ihrerseits am Druckstück befestigt sind. Die Achsen der Lagerzapfen bilden einen eingeschlossenen Winkel von weniger als 180 , so daß die Gegendruckflächen der beiden Außenringe der Lager auf zugeordneten V-Flächen aufruhen, welche den gleichen Winkel zwischen sich einschließen.

Wenn das Zahnritzel 3 gedreht wird, verursacht es eine Axialverschiebung der Zahnstange 3» während derer die Zahnstange von den Kugel-Führungsbüchsen k (oder äquivalenten Führungsbüchsen) geführt wird. Während der Übertragung der Bewegung des Zahnritzels 2 auf die Zahnstange 3 übertragen die Zähne des Ritzels Kräfte auf die Zähne der Zahnstange, die eine erste

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Komponente in Richtung der Achse der Zahnstange 3 (, so daß diese eine Translationsbewegung erteilt und so das Lenkgestänge gesteuert wird,) und eine zweite, rechtwinklig zur ersten Kraftkcmponente verlaufende Kraftkomponanüe haben. Diese letzterwähnte Kraftkomponente wird vom Gegendruckelement abgestützt, welches infolge seines konstruktiven Aufbaus erhebliche Kräfte aufzunehmen vermag. Während der Translationsbewegung der Zahnstange 3 dreht sich das Gegendruckelement 5, wodurch die Zahnstange auch, dann Verschiebungen mit nur geringer Reibung auszuführen vermag, wenn zwischen dem Ritzel und der Zahnstange erhebliche Kräfte übertragen werden.

Durch das Vorhandensein der Feder 9 wird die Druckverteilung zwischen den mit 6 bzw. 7 (oder 23 im Falle der Fig. 5) bezeichneten aneinander anliegenden Flächen des Gegendruckelements 5 urd der Zahnstange 7 verbessert und konstruktive oder Montageunregelmäßigkeiten werden ausgeglichen. Die Feder kann darüber hinaus jede Abnutzung der zusammenwirkenden Elemente ausgleichen.

Es ist ersichtlich, daß im Rahmen des Erfindungsgedankens Abwandlungen und Weiterbildungen der beschriebenen Ausführunggbeispiele verwirklichbar sind.

Claims

" PATENTANWÄLTE HELSER S. ZENZ- GIEBEER W Ιί·Β ι^~? "S14<»'ZV\/lVvl te E t\J βΈ ή g' 'tEL. 0 62 51-74108 R 8201 HXV-SKF OPFICINE DI VILLAH PEROSA S.p.A., Via Mazzini, 53, 1-10123 Turin/Italien Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einem Gegendruckelement für die Zahnstange Schutzansprüche ssssaasssssxsassssasssassssa:

1. Lenkgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem drehbaren Zahnritzel und einer in einem Gehäuse axial verschiebbaren Zahnstange, mit welcher das an ihrer einen Seite angeordnete Zahnritzel kämmt, gekennzeichnet -durch wenigstens ein den vom Zahnritzel (2) während des Beitriebes auf die Zahnstange (3) ausgeübten Druck im wesentlicher abstützendes drehbares Gegendruckelenient (5), welches auf der der Eingriffsseite mit dem Zahnritzel (2) gegenüberliegenden Seite der Zahnstange (3) angeordnet ist und eine Ge,jendruckflache (6) aufweist, die ohne zu gleiten auf einer zugeordneten Fläche (7? 23) der Zahnstange (3) abrollt, und welches von einem durch eine Feuereinrichtung (P'eder 9) axial in Richtung auf el Le Zahnstange (3) vorgespannten Druckstück (8) gehaltert ist,

-Z-

2. Lenkgetriebe nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckfläche (6) des Ge^endruckelements (5) ein im wesentlichen konkaves Quarschnitteprofil aufweist, welches an mehreren Punkten auf der zugeordneten Fläche (7) der Zahnstange (3) anliegt.

3. Lenkgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement von einer drehbaren Rolle (13) gebildet wird, welche mit einem Paar von Lagerzapfen (lh) versehen ist, die in zugeordneten Lagern (15) im Druckstück (8) drehbar gelagert sind.

k. Lenkgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement als drehbares Ringelement (18) ausgebildet ist, welches mit Wälzlagern (19) auf einer vom Druckstück (8) getragenen Achse gehaltert ist.

5. Lenkgetriebe nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gegendruckfläche (6) bildende äußere Fläche des Ringelements (18) einen kreisbogen förmigen Querschnitt aufweist.

6. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei drehbare Gegandruckeleraente, von denen jedes vom Außenring eines Wälzlagers (21) gebildet wird und so angeordnet ist, daß es auf jeweils einem zugeordneten ebenen Flächenabschnitt (23) der Zahnstange (3) abrollt, wobei die Achsen der beiden Wälzlager (21 ) einen Winkel von «/eniger als 180 einschließen.

7. Lenkgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Wälzlager (21) von einem starr im OruckstUck (δ) gehalterten Lagerzapfen (22) getragen wird, wobei die Lagerzapfen so angeordnet sind, daß ihre Längsachsen den besagten Winkel von weniger als 180 einschließen.

8. Lenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gtonnzeichnet, daß die Federeinrichtung von einer zwischen dem Druckattick (8) und einem am Gehäuse (i) befestigten Deckel (1O) angeordneten Feder (9) gebildet wird.

9. Lenkgetriebe wie beschrieben und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt.