DE2159487A1 - Zahnstangen-hydrolenkung - Google Patents

Zahnstangen-hydrolenkung

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Description

ZAHIiRADITABRIK FRIEDRIGHSiLlPSIT Aktiengesellschaft lTriedrichshafen
Zahnstangen-Hydrolenkung
Die Erfindung "betrifft eine Zahnstangen-Hydrolenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zwei Lagerstellen für die Zahnstange im Lenkgetriebegehäuse und mit einem koaxial zur Zahnstange angeordneten Servozylinder mit drei Dichtatellen, dessen i Druckräume durch, einen auf der Zahnstange "befestigten Hydraulikkorben voneinander getrennt sind.
Bei den bekannten Zahnstangen-Hydrolenkungen sind durch die koaxial zur Zahnstange angeordneten und von dem Hydraulikkolben getrennten Druckräume drei hintereinander auf einer Achse angeordnete Dichtstellen erforderlich. Dies führt jedoch nicht nur wegen der axialen Überbestimmuhg, sondern vor allem wegen der durch seitliche Belastungen verursachten Durchbiegung der Zahn- | stange zu Schwierigkeiten, da die mittlere Dichtstelle am Hydraulikkolben nicht in radialer Richtung ausweichen kann. Auf diese Weise entsteht übermäßige Reibung und damit verbunden großer Verschleiß, aber auch Undichtheit zwischen den beiden Druckräumen des Servomotors. So werden beispielsweise auf schlechten Straßen bereits Querkräfte von 200 kp an der Zahnstange bei einer Frequenz von 15 Hz festgestellt, wobei die starr auf dem Kolben der Zahnstange angeordnete Dichtung den schnellen Radialbewegungen nicht
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mehr zu folgen vermag. Auch bisher verwendete Lagerbüchsen mit Gummimanschetten haben sich nicht "bewährt, weil sie wegen, der notwendigen radialen Festigkeit, entgegen der Erwartung, sehr genau zentrisch eingepreßt sein müssen, was eben für die äußeren, die beiden Druckräume abschließenden Dichtstellen in bezug auf die mittlere Dichtstelle am Hydraulikkolben nicht zu erreichen ist.
Daher ist es die Aufgabe der Erfindung die drei Dichtstellen fc derart auszubilden, daß die radialen und seitlichen Belastungen der Zahnstange ohne Störung der Lenkfunktion aufgenommen und ausgeglichen werden.
Die Erfindung besteht darin, daß die für die Durchbiegung der Zahnstange unter seitlicher Last maßgebende Dichtstelle A am Hydraulikkolben und die den innenliegenden Druckraum gegen die Zahnstange abschließende Dichtstelle B in der Weise radial nachgiebig ausgebildet sind, daß die Dichtstelle A am Hydraulik- ^ kolben aus einem elastisch gelagerten Dichtring in der Außennut eines mittels eines Gummiringes auf der Zahnstange sich abstützenden Kolbenringes besteht, wobei der Gummiring und der Kolbenring über beiderseits angeordnete Scheiben mittels zweier Sprengringe auf der Zahnstange axial gesichert sind, und die den innenliegenden Druckraum abschließende Dichtstelle von einer Dichtung am freien Ende eines schwenkbar am inneren Gehäuseteil des Lenkgetriebes befestigten Rohres gebildet wird.
Zu. der Erfindung gehören noch die weiteren Merkmale, daß das Rohr an der dem inneren Gehäuseteil zugewandten Seite mittels eines sprengringähnlichen Anschlages in einer Ausnehmung des genannten Gehäuseteils durch zwei unterschiedlich große Scheiben axial fixiert ist, wobei die größere Scheibe von einem zum Lenkgetriebegehäuse gehörenden Zylinderrohr gegen einen Absatz des Gehäuseteils gehalten ist, während die kleinere Scheibe auf der anderen Seite des Anschlages gegen einen das Ende des Rohres umfassenden Dichtring nachgiebig angeordnet ist, und daß das { schwenkbar gelagerte Rohr an seinem für die Aufnahme der Dichtung verdickten Ende gegenüber dem umfassenden Zylinderrohr ein Spiel aufweist.
Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß durch die erfindungsgemäße Ausbildung der maßgebenden Dichtstellen am Hydraulikkolben und am inneren Dru.ckraum einer Zahnstangen-Hydrolenkung beim Durchbiegen der Zahnstange unter Seitenlast die Zahnstange entsprechend ausweichen kann, ohne daß an den Dichtstellen größere Reibungskräfte entstehen oder unzulässig " viel Lecköl austritt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung näher beschrieben.
Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 die Anordnung der Dichtstellen bei einer Zahnstangen-Hydrolenkung, in
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Fig. 2 .die Dichtstelle A am Hydraulikkolben und in
Pig. 3 die Dichtstelle B am inneren Druckraum, "beide in einem größeren Haßstab.
Ein lenkgetriebe 1 einer Zahnstangen-Hydrolenkung umfaßt eine Zahnstange 2, die einerseits in einem inneren Gehäuseteil 3 gelagert und mit einem Ritzel 4 trieblich verbunden ist, andererseits in einem äußeren Gehäuseteil 5 abgestützt ist, das über ein Zylinderrohr 6 mit dem inneren Gehäuseteil 3 fest verbunden ist. Die Zahnstange 2 hat an beiden Enden nicht gezeichnete Spurstangen angelenkt, die mit Radlenkhebeln zusammenarbeiten. Ein Hydraulikkolben 7 trennt zwei koaxial zur Zahnstange 2 angeordnete Druckräume 8 und 9 mittels einer Dichtstelle A voneinander. Die Dichtstelle A besteht aus einem Kolbenring 10, der in einer Außennut einen elastisch gelagerten Dichtring 11 trägt und aus einem den Kolbenring 10 radial abstützenden Gummiring 12, der seinerseits auf der Zahnstange 2 gelagert ist. Um den Kolbenring 10 und den Gummiring 12 axial auf der Zahnstange 2 zu fixieren, ihre radiale Verschiebung jedoch zu ermöglichen, sind beiderseits Scheiben 13 und 14 angeordnet, die von zwei Sprengringen 15 und 16 axial fest auf der Zahnstange 2 gehalten werden. Durch diese Ausbildung der Dichtstelle A ist dem Hydraulikkolben 7 die Möglichkeit gegeben, einer Durchbiegung der Zahnstange 2 bei seitlicher Bela-stung und bei radialen Schwingungen zu folgen, ohne daß die Dichtwirkung vermindert wird.
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Eine mit der Dichtstelle A korrespondierende Dichtstelle B am innenliegenden Druckraum 8, die beide für eine größtmögliche Durchbiegung der Zahnstange 2 zwischen dem als erste Lagerstelle ausgebildeten inneren Gehäuseteil 3 und dem als zweite Lagerstelle ausgebildeten äußeren Gehäuseteil 5 ausgelegt sein müssen, wird von einem Rohr 17 gebildet, das an seinem radial frei beweglichen und entsprechend verdickten Ende 18 einen Dichtring 19 trägt, der den Druckraum 8 gegen die Zahnstange 2 abdichtet. Das Rohr 17 ist mit seinem anderen Ende derart im Gehäuseteil 3 ge- a halten, daß eine ausreichende«radiale Beweglichkeit des Endes mit dem Dichtring 19 gewährleistet ist, wozu ein Spiel 20 zwischen dem Ende 18 des Rohres 17 und dem Zylinderrohr 6 dient. Ferner ist für diesen Zweck das Rohr 17 mit einem sprengringähnlichen Anschlag 21 versehen, der beiderseits an Scheiben 22 und 23 anliegt. Dabei wird die größere Scheibe 22 in einer Ausnehmung 24 des Gehäuseteils 3 von dem Zylinderrohr 6 gegen einen Absatz 25 gehalten, das seinerseits über einen Haltering 26 mit dem Gehäuseteil 3 fest verbunden ist. In ähnlicher Weise ist das Zylinderrohr 6 mit dem Gehäuseteil 5 verbunden. Die kleinere Scheibe 23 auf der anderen Seite des Anschlages 21 hält einen das Ende des Rohres 17 umfassenden Dichtring 27 in einer Ausnehmung 28 des Gehäuseteils 3f der eine pendelnde Bewegung des axial fixierten Rohres 17 zuläßt. Wegen des radialen Spiels 20 kann sich das Rohr 17 mit dem Dichtring 19 einer Durchbiegung der Zahnstange 2 anpassen ohne die Dichtwirkung zu mindern.
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Damit "bei Querschwingungen der Zahnstange 2 im Bereich der Dichtstelle B keine oder nur sehr kleine Relativbewegungen auftreten können, weist das Pendelrohr 17 an seinem für die Aufnahme des Dichtringes 19 verdickten Ende 18 gegenüber der Zahnstange 2 ein minimales Spiel von ca. 0,05 mm auf. Dadurch wird Undichtheit des Dichtringes 19 verhindert, der den bei höheren Frequenzen auftretenden, zugroßen Bewegungen nicht mehr folgen kann.
Eine den äußeren Druckraum 9 gegen die Zahnstange 2 abdichtende dritte Diehtstelle G besteht aus einem Dichtring 29 in dem äußeren Gehäuseteil 5, daa gleichzeitig den Druckraum 9 abschließt und als Lagerstelle für die Zahnstange 2 dient. Da die Durchbiegung der Zahnstange 2 im mittleren Bereich zwischen den beiden Lagerstellen höchstens einige Zehntelmillimeter ausmacht und die Lagerstellen in den Gehäuseteilen 3 und 5 relativ weit auseinanderliegen ist eine pendelnde Lagerbüchse im Gehäuseteil 5 nicht erforderlich.
30.11.1971
Mü/Bl Akte 5059
3 i \ w $ 21s η£^ 11

Claims (1)

  1. 2159407
    Patentansprüche:
    1. Zahnstangen-Hydrolenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, -—''mit zwei Lagerstellen für die Zahnstange im Lenkgetriebegehäuse und mit einem koaxial zur Zahnstange angeordneten Servozylinder mit drei Dichtstellen, dessen Druckräume durch einen auf der Zahnstange befestigten Hydraulikkolben voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Durchbiegung der Zahnstange (2) unter seitlicher Last i maßgebende Dichtstelle A am Hydraulikkolben (7) und die den innenliegenden Druckraum (8) gegen die Zahnstange (2) abschließende Dichtstelle B in der Weise radial nachgiebig angeordnet sind, daß die Dichtstelle A am Hydraulikkolben (7) aus einem elastisch gelagerten Dichtring (11) in der Außennut eines mittels eines Gummiringes (12) auf der Zahnstange (2) sich abstützenden Kolbenringes (10) besteht, wobei der Gummiring (12) und der Kolbenring (10) über beiderseits angeordnete Scheiben (13 und 14) mittels zweier Sprengringe (15 und λ 16) auf der Zahnstange (2) axial gesichert sind, und die den innenliegenden Druckraum (8) abschließende Dichtstelle B von einer Dichtung (19) am freien Ende (18) eines schwenkbar am inneren Gehäuseteil (3) des Lenkgetriebes (1) befestigten Rohres (17) gebildet wird.
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    2. Zahnstangen-Hydrolenkung nach Anspruch 1 , dadurch, gekennzeichnet, daß das Rohr (17) an der dem inneren Gehäuseteil (3) zugewandten Seite mittels eines sprengringähnlichen Anschlages (21) in einer Ausnehmung (24 "bzw. 28) des genannten Gehäuseteils (3) durch zwei unterschiedlich große Scheiben (22 und 23) axial fixiert ist, wobei die größere Scheibe (22) von einem zum Lenkgetriebegehäuse gehörenden Zylinderrohr (6) gegen einen Absatz (25) des Gehäuseteils (3) gehalten ist, während die kleinere Scheibe (23) auf der anderen Seite des Anschlages (21) gegen einen das Ende des Rohres (17) umfassenden Dichtring (27) nachgiebig angeordnet ist.
    3. Zahnstangen-Hydrolenkung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das schwenkbar gelagerte Rohr (17) an seinem für die Aufnahme der Dichtstelle B verdickten Ende (18) gegenüber dem umfassenden Zylinderrohr (6) ein Spiel (20) aufweist.
    4. Zahnstangen-Hydrolenkung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendelrohr (17) an seinem für die Aufnahme des Dichtringes (19) verdickten Ende (18) gegenüber der Zahnstange (2) ein minimales Spiel von ca. 0,05 mm aufweist.
    30.11.1971
    Mü/Bl Akte 5059
    •3 09823/0531
    Le e r s e i ΐ e
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