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Rollenlager zur Lenkschneckenlagerung in
Kraftfahrzeug-Lenkgetrieben
Die Erfindung bezieht sich auf Kraftfahrzeug-Lenkgetriebe, insbesondere mit Globoid-Schnecke sowie Rollenzahn und betrifft Massnahmen zur Verbesserung der Dämpfungseigenschaften durch eine besondere
Lagerung der Lenkschnecke.
Bisher versuchte man bei Auslegung von Kraftfahrzeuglenkungen das Mass der Stossdämpfung so abzustimmen, dass ein tragbarer Lenkungs-Gesamtwirkungsgrad erzielt wurde. Nur bei schweren Fahrzeugen für Fahrten in unebenem Gelände hat sich eine besondere, zusätzlich in das Lenkgetriebe eingebaute Rückschlagsicherung durchgesetzt.
Hiezu wird die Lenkspindel an ihrer Lenkgetriebeseite mit zwei Zapfen versehen, auf denen je eine Klemmrolle sitzt. Der Durchmesser der Rollenbohrung ist etwas grösser als der Durchmesser der Lenkspindelzapfen und der Aussendurchmesser der Rollen etwas kleiner als der Halbmesser eines Klemmringes, gegen den die Klemmrollen in Ruhestellung durch ein federbelastetes Druckstück gepresst werden. Die Lenkschnecke ist mit einem Ansatz versehen, in dem das Druckstück ruht und über den die Lenkbewegung auf die weiteren Lenkungsteile übertragen wird. Bei Stössen, die von den Vorderrädern auf das Lenkgetriebe übertragen werden, bewegen sich die Sperrollen in der der Federbelastung des Druckstückes entgegengesetzten Richtung, berühren sich und verklemmen sich im Sperring.
Die Stösse werden von den Rollen aufgefangen und durch Reibschluss über den Sperring auf das Lenkgetriebegehäuse übertragen.
Der Einbau dieser Rückschlagsicherung kompliziert das Lenkgetriebe, verteuert dessen Herstellung und beeinträchtigt den selbsttätigen Rücklauf der eingeschlagenen Lenkung in die Geradeausfahrtstellung.
Man hat auch versucht, Stossdämpfer in das Lenkgestänge einzubauen, um den Fertigungs- und Montageaufwand zu verringern. Diese Massnahme hat sich jedoch nicht durchgesetzt, weil damit die Steifheit der gesamten 1. enkkinematik herabgesetzt wird. Daraus ergab sich die Aufgabe, für Lenkungen unter Einhaltung eines möglichst hohen Wirkungsgrades hinsichtlich der Leichtgängigkeit eine ausreichende Dämpfung der Stösse zu erzielen, die aus der Fahrbahn über die Vorderräder des Fahrzeuges und das Lenkgestänge in das Lenkgetriebe eingeleitet werden. Die Dämpfungseinrichtung sollte ausserdem einfach herzustellen und zu montieren sein und den normalen Aufbau der Lenkung nicht komplizieren.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Lenkschnecke zur Erreichung eines hohen Dämpfungsgrades gegen plötzliche Stösse beidseitig in je einem Rollenkranz mit kegelig angestellten Wälzkörpern läuft, die in einem Kafig geführt und als Zylinderrollen ausgebildet sind und deren Längsachse derartig geneigt ist, dass der grösste Lagerinnendurchmesser nach der Schneckenverzahnung zeigt und die Zylinderrollen mit ihrer nach innen gekehrten Stirnseite gegen einen an der Lenkschnecke angeordneten Bord anlaufen.
Dadurch, dass die zylindrischen Rollen praktisch von einem Kegelmantel umhüllt sind und die schräge Lauffläche auf der Lenkschnecke von aussen her stetig zunehmende Durchmesser aufweist, sind die Rollen bestrebt, bei Drehbewegungen in Richtung auf den grössten Hüllkreis auszuwandern und laufen dabei gegen den an der Lenkschnecke vorgesehenen Bord an. Neben der aus der Differenz der Rollenlaufbahn-Durchmesser entstehenden Laufflächenreibung und der Käfigreibung, die aus dem Bestreben der Zylinderollen nach Verdrehung um ihre Zylindermitte herrührt, nimmt die Bordreibung zwischen den Rollen-Stirnflächen und dem Schnecken-Anlaufbord die grössten Werte an.
Diese in den Lenkschneckenlagern durch kegelig angestellte Zylinderrollen trotz der Wälzlagenmg
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bewusst erzeugte Reibung reicht für die Dämpfung von in das Lenkgetriebe gelangenden Stössen aus, während es sich beispielsweise zeigte, dass bei Anwendung von Gleitlagern, die hinsichtlich der Stossdämp- fung ebenfalls geeignet erscheinen, die gesamte Lenkung zu schwergängig wurde.
Wird also eine Rückschlagsicherung in das Lenkgetriebe eingebaut, dann genügt die erfindungsgemässe Lagerung der Lenkschnecke in den kegelig angestellten Zylinderrollen. Ihr wesentlicher Vorteil liegt im Verzicht auf besondere Vorrichtungen, die den Aufbau des Lenkgetriebes komplizieren, verteuern und durch auftretenden Abrieb oder durch. federnde Teile die Funktionssicherheit der Lenkung beeinträchtigen.
Die Zeichnung stellt beispielsweise einen Längsschnitt durch ein Lenkgetriebe gemäss der Erfindung dar.
Im Lenkgetriebegehäuse 1 lagert die mit der Lenkspindel 2 verbundene Lenkschnecke 3, deren Bewegungen auf die Lenkrolle 4 und von dieser auf die (nicht dargestellten) weiteren Lenkungsteile übertragen werden.
Die Schneckenlagerung besteht aus zwei Rollenkränzen, deren einzelne Wälzkörper 5 einen zylindrischen Mantel 6 aufweisen. Die Längsachsen 7 der Zylinderrollen sind so geneigt, dass der grössere In- nendurchmesser beider Rollenlager jeweils nach der Schneckenverzahnung zeigt. Geführt durch den Käfig 8 laufen die Rollen an der Innenseite ohne Innenring direkt auf Bahnen 9. welche sich auf der Lenkschnecke befinden, und an der Aussenseite in Lagerringen 10, die in das Lenkgetriebegehäuse eingepasst sind.
Bei jeder Drehung wandern die Zylinderrollen 5 beider Lager in Richtung Schneckenverzahnung und mit ihrer Stirn 11 gegen den Anlaufbord 12 der Lenkschnecke. Der Lagerreibwert, der sich aus der Rollenlaufflächenreibung, der Käfig- und der Bordreibung zusammensetzt, wird dadurch entsprechend erhöht. Daraus ergibt sich gleichzeitig eine entsprechende Vergrösserung der Dämpfungseigenschaften des Lenkgetriebes gegen plötzliche Stösse.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rollenlager zur Lenkschneckenlagerung in Kraftfahrzeug-Lenkgetrieben, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkschnecke zur Erreichung eines hohen Dämpfungsgrades gegen plötzliche Stösse beidseitig in je einem Rollenkranz mit kegelig angestellten Wälzkörpern läuft, die in einem Käfig geführt und als Zylinderrollen (5) ausgebildet sind und deren Längsachse derartig geneigt ist, dass der grösste Lagerinnendurchmesser nach der Schneckenverzahnung zeigt und die Zylinderrollen mit ihrer nach innen gekehrten Stirnseite (11) gegen einen an der Lenkschnecke angeordneten Bord (12) anlaufen.