DE2843556A1 - Zahnstangen-lenkhilfeeinrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Zahnstangen-Lenkhilfeeinridtung.

Genauer betrifft die Erfindung eine Zahnstangen-Lenkhilfeeinrichtung, bei der ein Gehäuse einen Hohlraum bildet. Ein Ritzel erstreckt sich in den Hohlraum und kämmt mit einer darin befindlichen Zahnstange. Das Gehäuse enthält Abschnitte, welche sich in den Hohlraum des Gehäuses erstrecken und verschiebbar ein Hülsenteil tragen. Dieses trägt seinerseits die Zahnstange. Das Hülsenteil bildet zwei Öffnungen, die sich in entgegengesetzte Richtungen öffnen und werden von einer Trennwand am Hülsenteil getrennt, so daß das Hülsenteil im wesentlichen H-förmig ist.

Um die Lenkeinrichtung an zwei steuerbare Räder zu koppeln, werden die beiden Stangen fest an der Trennwand befestigt und mit den steuerbaren Rädern so gekoppelt, daß eine Bewegung des Hülsenteils eine Veränderung der Richtung der steuerbaren Räder bewirkt. Die Gehäuseabschnitte wirken mit den beiden Stangen zusammen sowie mit dem Hülsenteil und bilden im wesentlichen Druckkammern, welche mit einer Druckmittelquelle derart kommunizieren, daß eine Bewegung der Zahnstange durch Drehung des Ritzels das Ventilteil sich relativ zum Hülsenteil bewegen läßt. Dadurch wird die Druckmittelquelle mit einer Druckkammer verbunden. Die Erhöhung des Druckes in einer Druckkammer wirkt gegen die Gehäusetrennwand und bewegt das Hülsenteil und die beiden Stangen relativ zum Gehäuse.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine in Aufbau und

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Funktion besonders einfache Lenkhilfeeinrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs beschriebene Erfindung gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt, teilweise im Schnitt, eine erfindungsgemäße Zahnstangen-Lenkhilfeeinrichtung.

Die Zahnstangen-Lenkhilfeeinrichtung 1o, die in der einzigen Figur dargestellt ist, enthält ein Steuerrad 12. Dieses ist im allgemeinen im Fahrerabteil angeordnet und läßt sich vom Fahrzeugführer drehen. Zwei lenkbare Räder 14 dienen zum Steuern des Fahrzeugs. Das Steuergetriebe der Lenkhilfeeinrichtung 1o befindet sich in einem Gehäuse 2o, welches einen Hohlraum 22 bildet.

Ein Ritzel 24, welches an das Steuerrad 12 angekoppelt ist, erstreckt sich in den Gehäusehohlraum 22 und greift in eine Zahnstange 26 ein. Zähne 28 auf der Zahnstange 26 berühren entsprechende Zähne 31 am Ritzel 24, so daß eine Drehung des Ritzels 24 eine Querbewegung der Zahnstange 26 hervorruft.

Ein Hülsenteil 3o ist mit einer Bohrung versehen, welche zwei aufeinander ausgerichtete öffnungen an Blindbohrungen 32,34 umfaßt. Diese zeigen in entgegengesetzte Richtungen. Gehäuseabschnitte verlaufen bei 36 und 38 in die entsprechenden öffnungen

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bzw. Bohrungen 32 und 34 und tragen verschiebbar das Hülsenteil innerhalb des Gehäusehohlraums 22. Die Gehäuseabschnitte 36,38 bilden Bohrungen 4o,42, welche verschiebbar und dicht entsprechende Stangen 44,46 aufnehmen. Diese führen zum rechten bzw. linken Rad.

Die Öffnungen 32,34 sind durch eine Trennwand 5o am Hülsenteil 3o getrennt. Die Stangen 44,46 sind in geeigneter Weise fest an der Trennwand befestigt. Die Trennwand wirkt mit dem Hülsenteil, den beiden Stangen 44,46 und den Abschnitten 36,38 zusammen und bildet zwei Druckkammern 54,56.

Zur Erzeugung einer Lenkhilfe für den Fahrzeugfahrer kommuniziert eine Lenkhilfepumpe bzw. Druckquelle 58 mit einer Einlaßöffnung 48 am Gehäuseabschnitt 38. Ein Kanal 57 im Abschnitt 38 verbindet die Lenkhilfepumpe 58 mit der Druckkammer 56. Das Hülsenteil 3o trägt ein schieberartiges Ventilteil 6o in einer Stufenbohrung 62, deren Achse parallel zu den aufeinander ausgerichteten Bohrungen 32,34 verläuft. Ein Kanal 64 verbindet die Druckkammer 56 mit der Bohrung 62, während ein Kanal 66 die Stufenbohrung 62 mit der Druckkammer 54 verbindet.

Das Ventilteil 6o weist eine Stange auf, die einen ersten Steg 74 trägt. Diese regelt die Strömungsmittelkommunikation zwischen dem Kanal 64 und der Bohrung 62. Ein zweiter Steg 78 regelt die Strömungsmittelkommunikation zwischen der Bohrung 62 und einer Rückführöffnung 76, die im Teil 3o gebildet ist. Die Rückführöffnung selbst kommuniziert mit der Niedrigdruckseite der Pumpe 58

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über den Hohlraum 22 und eine Auslaßöffnung 49.

Flansche 68 an der Zahnstange 26 berühren das Ventilteil 6o und bewegen letzteres innerhalb der Stufenbohrung 62, wenn die Zahnstange durch die Drehung des Ritzels 24 bewegt wird.

Zwei Federn 7o widersetzen sich Armen 72 am Hülsenteil 3o und den Flanschen 68 und positionieren das Ventilteil 6o in der neutralen Stellung innerhalb der Stufenbohnng 62. In dieser Neutralstellung wird ungefähr die Hälfte des Druckes aus der Druckkammer 56 zur Druckkammer 54 geleitet, wobei die vom Steg 74 im Kanal 64 und vom Steg 78 in der öffnung der Rückführöffnung 76 gebildete Drosselung berücksichtigt ist. Demzufolge sind die Stangen 44,46 so dimensioniert, daß die Zone der Trennwand 5o, die dem Druck in der Kammer 56 ausgesetzt ist, halb so groß ist wie die Zone der anderen Fläche der Trennwand 5o, die dem Druck in der Kammer 54 ausgesetzt ist. Auf diese Weise sind die Kräfte, die gegen jede Seite der Trennwand 5o wirken, in der Neutralstellung gleich.

Beim normalen Fahrzeugbetrieb leitet die Lenkhilfepumpe 58 unter Druck stehendes Strömungsmittel zur Druckkammer 56 über die Einlaßöffnung 48 und den KaraL 57. Wenn sich das Ventilteil 6o in der Neutralstellung befindet, wird das unter Druck stehende Mittel in der Kammer 56 über die Kanäle 64,66 in die Druckkammer 54 geleitet und zwar an der Drosselstelle vorbei, die zwischen dem Steg 74 und der Bohrung 62 gebildet wird. Ein Teil: des unter Druck stehenden Strömungsmittels innerhalb der Stufenbohrung 62 wird zur

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Rückführöffnung 76 geleitet, so daß die vom Steg 74 und der Rückführöffnung 76 gebildete Drosselstelle in der Neutralstellung so mitwirkt, daß im wesentlichen die Hälfte des Druckes in der Kammer 56 der Kammer 54 zugeleitet wird. Demzufolge widersetzen sich die Kräfte, die gegen die Trennwand 5o durch die unter Druck stehenden Strömungsmittel in den Kammern 54,56 ausgeübt werden, gegeneinander so, daß das Hülsenteil 3o relativ zum Gehäuse fest stehenbleibt.

Wenn der Fahrzeugführer das Steuerrad 12 um einen .kleinen Winkel dreht, um also die Richtung der Fahrzeugräder zu verändern, wird auch das Ritzel 24 gedreht; es verleiht der Zahnstange 26 eine Querbewegung. Auch die Flansche 68 an der Zahnstange werden bewegt, wodurch die Ventilteile 6o innerhalb der abgestuften Bohrung 62 bewegt werden. Wenn das Ventilteil 6o nach rechts bewegt wird, vergrößert der Steg 74 die Drosselung über den Kanal 64 und erhöht den Druck innerhalb der Kammer 56. Gleichzeitig wird die öffnung der Rückführöffnung 76 durch den Steg 78 vergrößert, was den Druck innerhalb der Kammer 54 verringert. Daher sind die Kräfte, welche gegen die Trennwand 5o auf der Seite der Kammer wirken größer, so daß das Hülsenteil 3o und die Stangen 44,46 nach rechts bewegt werden, bis das Ventilteil 6o sich wiederum in einer Neutralstellung, bezogen auf das Hülsenteil 3o, befindet. Wenn das Ventilteil 6o nach links bewegt wird, vergrößert der Steg die öffnung an dem Kanal 64 und verringert die Drosselung am Kanal 64; der Steg 78 verringert die öffnung über der Rückführöffnung 76 und erhöht die Drosselung an der Rückführöffnung 76,

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wodurch im wesentlichen die Drucke innerhalb der Kammern 54,56 gleichgemacht werden. Wenn sich in den Kammern im wesentlichen gleiche Drucke befinden, führt die größere Zone der Trennwand 5o, die der Kammer 54 ausgesetzt ist, dazu, daß die Kräfte in der Kammer 54 diejenigen in der Kammer 56 überwinden und das Hülsenteil 3o nach links bewegen, bis das Hülsenteil und das Ventilteil sich in der Neutralstellung befinden.

Wenn die Druckmittelquelle 58 kein Druckmittel mehr dem Gehäuse 2o zuliefert, funktioniert die Zahnstangenlenkeinrichtung manuell, da die Zahnstangenflansche 68 mit dem Abschnitt des Hülsenteils 3o in Berührung gebracht werden kann, der das Ventilteil 6o trägt. So kann eine Querbewegung auf das Hülsenteil und die daran befestigten Stangen ausgeübt werden.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen die Stangen 44,46 unterschiedliche Größe. Es versteht sich, daß zwei Stangen von im wesentlichen demselben Durchmesser und Querschnitt auch verwendet werden können. Wenn die Stangen dieselben Größen besitzen, benötigt das Ventilteil 6o eine geringfügige Abwandlung, damit gleiche Drucke den Kammern 54,56 in der Neutralstellung zugeführt werden, da die Zonen der Trennwand 5o, die den Drucken in den Kammern 54,56 ausgesetzt sind, im wesentlichen gleich wären.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   Ί.1 Zahnstangen-Lenkhilfe-Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt: ein Gehäuse (2o), in dem ein Hohlraum (22) ausgebildet ist und welches eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung besitzt; mit einer von dem Fahrzeugführer betätigten Zahnstange (26) , die innerhalb des Hohlraums (22) bewegbar angeordnet ist; mit einem Hülsenteil (3o), welches im Gehäusehohlraum (22) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (2o) mit dem Hülsenteil (3o) so zusammenwirkt, daß sich eine erste (54) und eine zweite (56) Druckkammer bildet und das Hülsenteil (3o) gegenüber dem Gehäuse (2o) bewegbar ist, wenn eine bestimmte Druckdifferenz zwischen den beiden Druckkammern besteht; mit zwei Stangen (44,46), die fest an dem Hülsenteil (3o) befestigt sind und sich nach außen aus dem Gehäuse (2o) erstrecken; mit einem Ventilteil (6o), das von dem Hülsenteil (3o) getragen wird und den Strömungsmittelfluß zwischen der Einlaß- und der Auslaßöffnung und der ersten und der zweiten Druckkammer regelt, wobei die Zahnstange (26) in Eingriff mit

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   dem Ventilteil (60) gebracht werden kann und relativ zum Hülsenteil (3o) bewegbar ist, wodurch dem Ventilteil eine Bewegung verliehen werden kann, die zu der bestimmten Druckdifferenz führt.
2. 2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hülsenteil (3o) eine erste Bohrung (32,34) umfaßt, welche eine Trennwand (5o) umfaßt, welche die Bohrung in die erste (54) und die zweite (56) Druckkammer unterteilt, wobei die beiden Stangen (44,46) fest an der Trennwand (5o) befestigt sind.
3. 3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zwei Stopfen (36,38) enthält, welche sich in die erste und die zweite Druckkammer (54,56) erstrecken und verschiebbar das Hülsenteil (3o) tragen.
4. 4. Lenkeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Stopfen (36,38) verschiebbar eine der beiden Stangen (44,46) trägt.
5. 5. Lenkeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer (38) der beiden Stopfen einen Kanal (57) enthält, welcher die Einlaßöffnung mit einer (56) der beiden Kammern verbindet, wobei das Ventilteil (60) den Strömungsmittelfluß zwischen der einen Kammer (56), der anderen Kammer (54) und der Auslaßöffnung regelt.

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6. 6. Lenkeinrichtung nach Anspruch 2,oder 3 bis 5 in Kombination mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil (6o) ein Schieber ist, der in einer zweiten Bohrung (62) in dem Hülsenteil (3o) angeordnet ist, wobei die Achse der zweiten Bohrung (62) parallel zu derjenigen der ersten Bohrung (32,34) ist.

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