DE2730167A1

DE2730167A1 - Kraftverstaerktes zahnstangen-lenkgetriebe

Info

Publication number: DE2730167A1
Application number: DE19772730167
Authority: DE
Inventors: Terence Alan Watson
Original assignee: TRW Steering Systems Ltd
Current assignee: TRW Steering Systems Ltd
Priority date: 1976-07-07
Filing date: 1977-07-04
Publication date: 1978-01-19
Also published as: FR2357414A1; GB1580531A; IT1083885B

Description

HEINZ H. PUSCHMANN · PATENTANWALT

D 8000 AAONCHEN 22 · THOMAS - V/IMMER- RING 14 TELEFON 089/227887

CAM GEARS LIMITED München, 30.06.1977

45 Wilbury Way, P 481/77

Hitchin, Pu/rei Hertfordshire, England

Kraftverstärktes Zahnstangen-Lenkgetriebe

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Die Erfindung bezieht sich auf ein kraftverstärktes Zahnstangen-Lenkgetriebe.

Solche als Servo-Lenkgetriebe bezeichnete Lenkeinrichtungen weisen im allgemeinen einen in einem Zylinder verschieblich gelagerten Kolben auf, an dessen Stirnseiten je eine Zylinderkammer gebildet ist. Bei Verdrehung des Lenkrades des Fahrzeuges wird ein Steuerventil betätigt, so daß Drucköl in jeweils eine der Kammern einströmt, wodurch sich der Kolben im Zylinder in der gleichen Richtung wie die Zahnstange verschiebt. Der Kolben ist mit der Zahnstange verbunden, so daß die Verschiebung des Kolbens unter dem Einfluß des Drucköls die Zahnstangenbewegung kraftverstärkt und demzufolge auch die über Spurstangen auf die Fahrzeugräder zu übertragende Lenkbewegung.

Bei einer herkömmlichen Servolenkung dieser Art ist der Kolben auf der Zahnstange angeordnet und verschiebt sich in dem gleichzeitig als Hydraulikzylinder dienenden Zahnstangengehäuse.

Bei Zahnstangen-Lenkgetrieben, bei denen das die Lenkbewegung übertragende Ritzel auf oder unmittelbar im Bereich der Mittellinie des Fahrzeuges angeordnet ist, ist es häufig schwierig, eine Kolbenanordnung in der der Zahnstange entsprechenden Länge vorzusehen. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist vorgeschlagen worden, den Kolben auf einer Kolbenstanjjp innerhalb eines vom Zahnstangengehäuse getrennt vorgesehenen Hydraulikzylinders anzuordnen und die Kolbenstange mit der Zahnstange an deren einem Ende oder im Bereiche eines Endes zu verbinden. Da hierbei die Krafteinleitung entweder am Ende der Zahnstange oder im Bereich ihres Endes erfolgt, werden Seiten- oder Querkräfte auf die Zahnstange übertragen. Dies hat eine Durchbiegung der Zahnstange und entsprechende Ungenauigkeiten in der Lenkbewegung zur Folge.

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Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, ein raumsparendes, kraftverstärktes Zahnstangen-Lenkgetriebe mit Mittelabgriff konstruktiv so auszubilden, daß trotz gedrängter Bauweise die auf die Zahnstange wirkenden Stellkräfte nicht zu einer Verbiegung der Zahnstange führen.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die mit Spurstangen verbundene Zahnstange in einem Gehäuse unter Vermittlung mindestens eines Lagers verschieblich gelagert ist, daß ein in einem vom Gehäuse getrennten Zylinder hydraulisch betätigter Arbeitskolben vorgesehen ist, der zum Zwecke der Kraftverstärkung der Zahnstangenbewegung mit dem Lager verbunden ist.

Das Kupplungsorgan weist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein durch das Zahnstangengehäuse hindurchgeführtes Verbindungsstück auf, das mit dem Arbeitskolben verbunden ist. Hierzu ist ein Langloch im Zahnstangengehäuse vorgesehen. Das dem Kupplungsorgan abgewandte Ende des Verbindungsstückes ist mit der Kolbenstange dos Arbeitskolbens verbunden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist das Kupplungsorgan eine zylindrische Lagerführungshülse auf, an derdas Verbindungsstück befestigt ist, sowie eine in der Lagerführungshülse angeordnete zylindrische Buchse. Das Verbindungsstück erstreckt sich vorzugsweise radial zur Zahnstange und Kolben und Zahnstange sind zueinander parallel beweglich gelagert.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Lenkgetriebes erfolgt die Krafteinleitung in die im Gehäuse verschieblich gelagerte, mit den Spurstangen verbundene Zahnstange im Bereich der eine rohrförmige Buchse aufweisenden Lagerführungshülse, so daß auftretende Seitenkräfte von der Buchse aufgenommen werden können, die Zahnstange also unbeeinflußt bleibt und damit von diesen Seiten- oder Querkräften nicht verbogen werden kann.

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Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf einen Teil eines Fahrzeug-Lenkgetriebes und

Figur 1 a eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht auf einen Teil des Lenkgetriebes nach Figur 1 in vergrößerter Darstellung.

Ein Fahrzeug-Lenkgetriebe gemäß Figur 1 weist eine Zahnstange ?. auf, die in ein mittig angeordnetes Antriebsrad 4 eingreift, das über ein Anschlußstück 6 mit einer nicht dargestellten Lenksäule verbunden ist. Die Zahnstange 2 ist in einem stirnseitig offenen Gehäuse 8 mittels zweier Lageranordnungen, die sich zu beiden Seiten des Antriebsrades 4 befinden, verschieblich gelagert. Jede Lageranordnung besteht aus einer rohrförmigen Buchse ΊΟ, die auf einer an der Zahnstange 2 angeordneten Lagerführungühülse Ί2 montiert ist. Jede Buchse ΊΟ liegt auf der zugeordneten Lagerführungshülse 12 in einer Eindrehung und ist durch einen Sicherungsring 13 gehalten.

Die Enden der Zahnstange 2 sind jeweils über ein Kugelgelenk 14 mit einem nicht näher bezeichneten Gestänge zur Übertragung der Lenkbewegung auf je ein zugeordnetes Rad verbunden.

Ferner ist an jeder Stirnseite des Zahnstangengehäuses 8 ein Dichtelement 16 vorgesehen, von dem jeweils ein Ende mit der zugeordneten Stirnseite des Gehäuses 8 verbunden ist, während der mittlere Abschnitt mit dem Kugelgelenk 14 verbunden ist. Das jeweils andere Ende ist dagegen mit dem nicht dargestellten Gestänge verbunden. Um den Bewegungen der Zahnstange 2 im Gehäuse

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folgen zu können, ist das Lichtelement 16 ausziehbar ausgebildet.

Das Lenkgetriebe enthält ferner einen Arbeitskolben 18, der in einem geschlossenen, parallel zum Zahnstangengehäuse ti angeordneten Zylinder 20 verschieblich gelagert ist und den Zylinder 20 in zwei Kammern 22 und 24- unterteilt, von denen jeweils eine zu jeder Seite des Kolbens liegt. Eine Kolbenstange 26 ist durch die linke Stirnwand des geschlossenen Zylinders 20 öldicht hindurchgeführt. Ein Ende der Kolbenstange 26 ist an dem Arbeitskolben 18 befestigt, während das andere Ende über den Zylinder 20 hinausragt und an seinem freien Ende mit einem Gewinde 28 versehen ist.

Die in der Zeichnung links gezeigte Lagerführungshülse 12 ist einstückig mit einem Verbindungsstück 30 versehen, das durch ein Langloch 32 im Zahnstangengehäuse ö radial nach außen ragt. Das der Lagerführungshülse 12 abgewandte Ende des Verbindungsstückes 30 bildet eine öse 34 mit zylindrischer Innenmantelfläche, deren lichte Weite größer ist als der Gesamtdurchmesser des Endes 28 der Kolbenstange.

Zum Anschluß des Verbindungsstückes 30 an die Kolbenstange 26 ist eine Anschlagmutter 36 auf das Gewinde 2ö aufgeschraubt. Zwei zylindrische Gummibuchsen 38, von denen jede an ihren Enden einen nach außen gerichteten Flansch 40 aufweist, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Verbindungsstückes 30 anliegen, sind in der öse 34 angeordnet. Ein rohrförmiger Abstandshalter 4-2 aus Stahl ist zwischen die Buchsen 38 eingebracht und ein U-förmiges Dichtelement 44 umschließt die Buchsen-Abstandsstück-Ansordnung. Das Dichtelement 44 weist zwei koaxiale Durchbrüche auf, die mit der Bohrung im Abstandshalter 42 fluchten.

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Die Abmessungen der beschriebenen Anordnung sind so gewählt, daß die Bohrung im Abstandshalter 42 und die Durchbrüche in dem Dichtelement 44 etwas größer sind als der Durchmesser des Endes der Kolbenstange 2ö. Die Anordnung wird auf das Ende 28 bis zum Anschlag an der Mutter 36 aufgeschraubt, so daß sie zwischen den Muttern 36 und 46 fixierbar ist.

Im Betrieb wird durch die Bewegung des Lenkrades des Fahrzeuges ein Steuerventil 4b betätigt, wodurch öl in eine der beiden Kammern 22 oder 24 zufließt, so daß sich der Kolben 18 zum Zwecke der Kraftverstärkung der Bewegung der Zahnstange 2 verschiebt. Die Kolbenbewegung wird über die Kolbenstange 26, die Abstandshalter-Buchsen-Anordnung, das Verbindungsstück 30 und die linke Lagerführungshülse 12 auf die Zahnstange 2 übertragen. Da die Krafteinleitung in die Zahnstange im Bereich der Lagerführungshülse 12 erfolgt, werden die durch den vom Drucköl verstellten Arbeitskolben aufgebrachten Seitenkräfte von der Buchse 10 im Gehäuse 8 aufgenommen, so daß ein Durchbiegen der Zahnstange 2 ausgeschlossen ist.

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Claims

HEINZ H. PUSCHMaNN PATENTANWALT D 8000 MÜNCHEN 22 · THOMAS- WlMMER-RING 14 TELEFON 089/227887 CAM GEABS LIMITED München, 30.06.1977 Wilbury Way, P 481/77 Hitchin, Pu/rei Hertfordshire, England Patentansprüche

1. ι Kraftverstärktes Zahnstangen-Lenkgetriebe, dadurch

gekennzeichnet, daß die mit Spurstangen verbundene Zahnstange (2) in einem Gehäuse (8) unter Vermittlung mindestens eines Lagers (10, 12) verschieblich gelagert ist, daß ein in einem vom Gehäuse getrennten Zylinder (20) hydraulisch betätigter Arbeitskolben (18) vorgesehen ist, der zum Zwecke der Kraftverstärkung der Zahnstangenbewegung mit dem Lager verbunden ist.

2. Zahnstangen-Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Lager (10, 12) ein durch das Zahnstangengehäuse (8) hindurchgeführtes Verbindungsstück(30) aufweist, mit dem der Arbeitskolben (18) verbunden ist.

3. Zahnstangen-Lenkgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Verbindungsstück (30) durch ein Langloch (32) im Zahnstangengehäuse (8) geführt ist.

4. Zahnstangen-Lenkgetriebe nach den Ansprüchen 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet , daß das vom Lager (10, 12) abgewandte Ende des Verbindungsstückes (30)

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als Öse (34·) ausgebildet und mit der Kolbenstange (26) des Arbeitskolbens (18) verbunden ist.

5· Zahnstangen-Lenkgetriebe nach den Ansprüchen 2 bis 4-, dadurch gekennzeichnet , daß das Lager eine zylindrische Lagerführungshülse (12) aufweist, an der das Verbindungsstück (30) befestigt ist.

6. Zahnstangen-Lenkgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Lager eine rohrförmige Buchse (10) aufweist, die auf der Lagerführungshülse (12) angeordnet ist.

7. Zahnstangen-Lenkgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Buchse (10) in einer Ausnehmung in der Lagerführungshülse (12) angeordnet und mit Hilfe eines Sprengringes (13) gesichert ist.

8. Zahnstangen-Lenkgetriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Verbindungsstück (30) sich radial zur Zahnstange {2) erstreckt.

9. Zahnstangen-Lenkgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Arbeitskolben (.1b) und die Zahnstange (2) zueinander parallel bewegbar gelagert sind.

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