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Lenkungsdruckstück (Führungslager)

Fahrzeug-Chassis Zahnstange Führungsbuchse PTFE NORGLIDE

Die Zahnstange hat in allen Kraftfahrzeugen Kraftfahrzeugen eine wichtige Funktion. Am häufigsten steht die Zahnstange mit einem Schneckenrad am unteren Ende der Lenksäule in Kontakt, wodurch die Lenkbewegungen des Fahrers übertragen werden. Das Drehen des Lenkrads bewirkt eine Rechts- / Linksbewegung der Zahnstange, die dadurch den Lenkwinkel der Räder bestimmt. Das sichere Ineinandergreifen von Zahnstange und Schneckenrad ist sicherheitskritisch, da der Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug verliert, wenn der Kontakt der Verzahnung nicht permanent gewährleistet wird.

Zahnstange und Zahnradgetriebe-Baugruppe Lagerfläche Druckstück und vorgespannte FederZur Sicherstellung des dauerhaften Kontakts von Zahnstange und Schneckenrad wird ein Lenkungsdruckstück (Führungslager) verwendet. Dieses ist mit einer Feder vorgespannt und drückt die Zahnstange gegen das Schneckenrad.

Die Zahnstange bewegt sich im Lenkungsdruckstück, was bedeutet, dass die an dieser Stelle entstehende Reibung erheblichen Einfluss auf das Lenkgefühl hat. Eine Lagerstelle mit einem niedrigen Reibwert sorgt für einen sicheren Geradeauslauf über die gesamte Nutzungsdauer des Fahrzeugs für ein sicheres Lenkgefühl.

Lenkungsdruckstücke mit NORGLIDE® Gleiteinlage werden spezifisch auf die Zahnstange jedes beliebigen Lenksystems angepasst. Der spezielle Aufbau mit einer dicken PTFE Funktionsschicht erlaubt ein besonderes Design und ein angenehmes Lenkgefühl – während jeder Fahrt.

Entwickler von Saint-Gobain haben die Form der Gleiteinlage des Lenkungsdruckstücks weitgehend der Kontur der Zahnstangenrückseite angepasst (Abbildung 1). So entsteht – im Vergleich zum herkömmlichen Design - eine größere Kontaktfläche zwischen der Lagerfläche und der Zahnstange, was die Flächenbelastung reduziert und den über die Nutzungsdauer des Fahrzeugs hinweg auftretenden Verschleiß verringert. Dies funktioniert allerdings nur aufgrund der besonderen Eigenschaften bedingt durch den besonderen Schichtaufbau der NORGLIDE® Gleitlager (Abbildung 2).
 
Abbildung 1: Der Unterschied der Oberflächenkontur zwischen Lenkungsdruckstück und Zahnstangenwelle ist mehr als eine Größenordnung geringer als bei konkurrierenden Lösungen. In diesem Beispiel weist das NORGLIDE® Lenkungsdruckstück einen Abstand von 0,03 mm auf; der Wert für das Lenkungsdruckstück des Mitbewerbers liegt bei 0,55 mm. Das NORGLIDE® Lenkungsdruckstück liegt damit dichter an der Stange an, sorgt für größere Kontaktzonen und verringert somit die spezifische Flächenlast und den Verschleiß.
 

Automobilindustrie Lenkungsdruckstück Lager mit geringer Reibung und leichtgängiger Lenkung (Diagramm)

 

Abbildung 2: Schnitt durch NORGLIDE® zeigt den besonderen Materialaufbau (links – SMTL, rechts – PRO), der aufgrund der verschleißfesten PTFE-Schicht eine gleichbleibende Leistung über die gesamte Nutzungsdauer hinweg gewährleistet.

 
NORGLIDE ® Lenkungsdruckstück (Abb. 1) | Saint-Gobain
NORGLIDE® PRO-Gleitlager, Fahrzeug-Lenkungsdruckstück (Abb. 2) | Saint-Gobain

Konstruktionsbedingte Vorteile in Bezug auf intelligentes Design für LenkungsdruckstückeDurch Intelligentes Design erzeugte Konstruktionsvorteile beim Lenkungsdruckstück 

 

Zur Analyse verschleißbedingter Auswirkungen auf die Leistung werden Haltbarkeitstests durchgeführt. Es wurde die Reibkraft bei (a) dynamischer Reibung und (b) bei statischer Reibung gemessen, wobei:
Fstatic= Fpeak- Fdynamic.

 

Vorteile intelligenten Designs für Lenkungsdruckstück, Langlebigkeit (Reibung) | Saint-Gobain 
Vorteile intelligenten Designs für Lenkungsdruckstück, Langlebigkeit (Haft-/Gleitreibung) | Saint-Gobain 

 

 

Konstruktionsbedingte Vorteile in Bezug auf die perfekte Passung für LenkungsdruckstückeDurch perfekte Passung erzeugte Konstruktionsvorteile beim Lenkungsdruckstück

 

Die besondere Festigkeit des NORGLIDE® Laminats führt zu einer höheren Haltekraft des tief gezogenen Napfes in einer Bohrung des Druckstückgehäuses. Das Diagramm zeigt an jeweils drei Proben die Kraft, die erforderlich ist, um den Napf vollständig vom Gehäuse zu entfernen.

 

Konstruktionsbedingte Vorteile in Bezug auf die Geräuschlosigkeit für LenkungsdruckstückeGeräuschlose Konstruktionsvorteile beim Lenkungsdruckstück

Mit NORGLIDE® ausgerüstete Lenkungsdruckstücke zeigen im Lebensdauertest deutlich weniger Verschleiß. Hohe Verschleißraten erzeugen jedoch Spiel im System, was zu einem hörbaren Rasseln zwischen den Verzahnungen von Zahnstange und Schneckenrad führen kann. Geschwindigkeit: 66,7 mm/s, Raumtemperatur, 50 mm Verfahrweg, Schmierstoff: Multitemp AC-P, 180.000 Zyklen mit einer Anpresskraft des Druckstücks von 2.700 N auf die Zahnstange.

 

Konstruktionsbedingte Vorteile in Bezug auf lange Lebensdauer für LenkungsdruckstückeDurch Langlebigkeit erzeugte Konstruktionsvorteile beim Lenkungsdruckstück

 

Während des Lebensdauertests wurde der Reibungskoeffizient gemessen, um den Einfluss von Verschleiß auf diesen Leistungs-Kennwert zu erkennen. Dieser Test lässt Rückschlüsse auf das Leistungsvermögen des Lenkungsdruckstücks über die Fahrzeuglebensdauer zu. Wie erkennbar, sind die Reibwerte mit NORGLIDE® Material in diesem Test deutlich konstanter. Die ausgeprägte Linienlast der Wettbewerbsproben führt zu einer höheren spezifischen Last im Kontaktbereich, was einen höheren Verschleiß bis in die Sinter-Bronze-Schicht und dadurch bedingt auch eine höhere Reibung im Lenksystem zur Folge hat.