DE2131510A1 - Hilfskraftunterstuetztes Zahnstangengelenkgetriebe fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Z/DR-2 Ri uk

Patentanmeldung Hilfskraftunterstütztes Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftahrzeuge

Die Erfindung betrifft ein hilfskraftunterstütztes Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit einem Zahnrad, das mit einer Zahnstange kämmt, wobei an letzterer die Einrichtungen zur Lenkung der Räder angeordnet sind.

Bekannte hilfskraftunterstützte Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge enthalten neben einer Pumpe ein Kontrollventil sowie einen Zylinder, der eine Bewegung in zwei Richtungen erlaubt. Der Zylinder, der die Hilfskraft aufbringt, kann in Kombination mit der Zahnstange ausgeführt sein oder von dieser unabhängig sein. Solche Konstruktionen sind in jedem Fall aufwendig und teuer. Es ist Ziel der Erfindung, eine Lösung vorzuschlagen, die unaufwendiger baut und die aus einer geringeren Anzahl von Einzelteilen besteht.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass das vom Lenkrad bewegte Zahnrad in Eingriff mit einem zweiten Zahnrad steht, wobei die Zahnräder einen

US-146 / 14. Juni 1971

109883/1160

8Hz der Geeetechatt: KMn ■ Regitttrgericht Köln, HRB 84 ■ Vorsitzender des Aufalchtaratee: Max Ueber - Vorstand: John A. Banning, Vorsitzender

Dr. Klau« B. Amedtck · Hens-Adolf Barthetmeh ■ Waldemar Ebers ■ WHhekn Indan · Alfred Langer - Hana Schabergar Stellvertretend: Horst Bergemann ■ Hans-Joachim Lehmann

von einer Pumpe mit Druckflüssigkeit beaufschlagten Zahnradmotor bilden, und dass dem in beiden Drehrichtungen betreibbaren Zahnradmotor über ein Schaltventil Druckflüssigkeit zuleitbar ist und dass weiterhin das Zahnrad, das vom Lenkrad bewegt wird, in einer Bewegungsrichtung parallel zur Bewegungsrichtung der Zahnstange zwischen den Kammerwänden bewegbar angeordnet ist, so dass in seiner Mittelstellung das Zahnrad die Kammerwände nicht berührt, bei Einschlagen der Lenkung nach jeder Seite die Zähne des Zahnrades eine der Kammerwände abdichtend berühren.

Erfindungsgemäss sind die Einlasskanäle des Zahnradmotors mit je einer Seite eines durch Federn belasteten Schaltventils verbunden, wobei durch Verschieben des Schalt ventile s einer der Einlasskanäle absperrbar ist.

Die Zahnstange selbst kann in einem Zylinder verschieblich angeordnet sein, wobei in dem Zylinder Öffnungen vorhanden sind zur Ableitung der Druckflüssigkeit vom Zahnrad zu Auslasskanälen.

Durch die erfindungsgemässe Anordnung wird bei einer Bewegung des Lenkrades in eine der beiden möglichen Richtungen erreicht, dass das am Lenkrad angeordnete Zahnrad auf einer Seite den Abfluss der Druckflüssigkeit durch Anliegen der Zähne an die Kammerwand verhindert, wodurch auf einer Seite des Schaltventiles ein Überdruck entsteht, was zur Verschiebung des Schaltventiles und Absperrung eines Einlasskanales führt. Dadurch wird auf einer Seite des Zahnradmotors ein höherer Druck erreicht als auf der anderen Seite, mit der Folge, dass durch diesen höheren Druck der Zahnradmotor angetrieben wird und die Lenkbewegung, die durch das Lenkrad ausgelöst wird, unterstützt.

Die Erfindung wird näher erläutert anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles.

US-146 / 14. Juni 1971 - 3 -

109883/1160

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Übersichtszeichnung über die erfindungsgemässe Einrichtung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die erfindungsgemässe Einrichtung.

In der Fig. 1 ist ein hilfskraftunterstütztes Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge dargestellt. Eine Pumpe 11 versorgt den Zahnradmotor 12 mit Druckflüssigkeit. Eines der Zahnräder des Motors ist das Zahnrad 13, das mit der Zahnstange 14 kämmt. Zwei Stangen 16 und 17 verbinden die Enden der Zahnstange mit den Radträgern 18 und 19. Dadurch erfolgt die Lenkung der Räder 21 und 22 . Die Räder sind auf konventionelle Weise am Fahrzeugkörper befestigt. Eine Lenkspindel 23 ist mit dem Zahnrad 13 verbunden undbewirkt eine entsprechende Drehung des Zahnrades.

Der Zahnradmotor 12, der mit Einzelheiten in der Fig. 2 gezeigt ist, enthält ein Gehäuse 26 mit einer Kammer 27, die zwei miteinander kämmende Zahnräder 13 und 28 aufnimmt. Die Kammer enthält eine erste zylindrische Kammer 29, in der das Zahnrad 28 angeordnet ist. Es ist so ausgelegt, dass es um eine feststehende Achse rotiert. Die Kammer enthält weiterhin Kammerflächen 31 und 32, die das Zahnrad 13 aufnehmen. Die Kammer ist jedoch so ausgelegt, dass die.Achse des Zahnrades einen begrenzten Weg in Richtung der Bewegungsrichtung der Zahnstange ausführen kann. Mit anderen Worten, es befindet sich ein gewisses Spiel zwischen den Zähnen und den Kammerflächen. Die Flächen der Kammer 29 besitzen einen solchen Radius, dass die Zähne 33 des Zahnrades 28 dichtend an den Kammerflächen anliegen. In ähnlicher Weise sind die Kammerflächen 31 und 32 so ausgebildet, dass die Zähne 34 des Zahnrades 13 dichtend an den Kammerflächen

US-146 / 14. Tuni ITi - 4 -

109883/ 1160

anliegen können, wobei jedoch bei entsprechender Verschiebung des Zahnrades nur eine der Kamm er flächen abdichtend sich an die Zähne anlegen kann. Die Zahnstange 14 wird in einem Zylinder 36 aufgenommen, der eine Verbindung mit der Kammer 27 besitzt. Die Zahnstange besitzt Zähne 37, die mit den Zähnen des Zahnrades 13 kämmen, so dass eine Drehbewegung des Zahnrades eine Linearbewegung der Zahnstange hervorruft.

Die Zahnstange besitzt zylindrische Enden 38 und 39, die mit entsprechenden Dichtungen 41 und 42 im Gehäuse 26 zusammenwirken. Eine Einstellvorrichtung 43 auf der Unterseite des Gehäuses zur Aufnahme der Zahnstange sorgt dafür, dass bei auftretendem Verschleiss zwischen den Zähnen der Zahnstange und dem Zahnrad die Zahnstange nach oben verstellt werden kann, um einen einwandfreien Eingriff der Zähne zu erreichen.

Ein Einlasskanal 44 auf einer Seite der Kammer 27 ist mit einer Druckquelle verbunden.

In ähnlicher Weise verbindet ein Einlasskanal 46 die andere Seite der Kammer mit einer Druckquelle. Ein Auslasskanal 47 verbindet das Gehäuse der Zahnstange mit der Ansaugseite der Pumpe 11.bzw mit dem Pumpenreservoir.

Ein Schaltventil 48 ist nach beiden Seiten beweglich in einem Gehäuse angeordnet und wird in der Normalposition durch zwei auf jeder Seite angeordnete Federn 49 und 51 gehalten. Wird das Schaltventil entgegen der Wirkung der Federn in eine der Endstellungen bewegt, so wird entweder der Einlasskanal 46 oder der Einlasskanal 44 abgesperrt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Konstruktion ist wie folgt: US-146 / 14. Juni 1971 - 5 -

109883/1160

Das ganze System wird gesteuert durch die Bewegung des Lenkrades 24, das über die Lenkspindel 23 das Zahnrad 13 verstellt. Wenn kein Drehmoment auf das Lenkrad wirkt, steht das Zahnrad 13 in der neutralen Position, d. h., dass Flüssigkeit auf beiden Seiten des Zahnrades von dem Einlasskanal 44 und dem Einlasskanal 46 an den Kammerflächen 31 und 32 vorbei durch den Auslasskanal fliessen kann. Das Schaltventil 48 wird durch die Federn 49 und 51 in der Mittelposition gehalten, sojwie es mit den gestrichelten Linien in der Fig. 2 dargestellt ist. Dadurch sind sowohl der Einlasskanal 46 als auch der Einlasskanal 44 offen. Wird ein Drehmoment, dass im Uhrzeigersinn wirkt, auf das Zahnrad 13 aufgebracht, d adurch, dass der Fahrzeugführer das Lenkrad 24 verdreht, so wird das Zahnrad 13 aus der Mittelposition nach rechts in die Position gebracht, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist. Das bedeutet, dass die Zähne des Zahnrades in Kontakt mit der Kammerfläche 32 der Kammer 27 kommen und diese entsprechend abdichtend absperren. Dabei bleibt jedoch der Einlasskanal 44 mit dem Auslasskanal 47 verbunden. Im Einlasskanal 46 wird nun entsprechend der Druck ansteigen, wodurch das Schaltventil 48 nach links in die in der Fig. 2 gezeichnete Position gedrückt wird mit der Folge, dass der Einlasskanal 44 vollständig abgesperrt wird. Damit ist die Position gegeben, dass das Zahnrad 13 und das Zahnrad 28 innerhalb der Kammer 27 als Zahnradmotor arbeiten könne. Der Druck im Einlasskanal 46 bewirkt, dass das Zahnrad 13

28 im Uhrzeigersinn gedreht wird und dass das Zahnrad entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Das auf diese Weise auf die Zahnräder aufgebrachte Drehmoment verstärkt das vom Fahrzeugführer über das Lenkrad 24 auf das Zahnrad 13 aufgebrachte Drehmoment. Dadurch wird hilfskraftunterstützt die Zahnstange 14 nach links verschoben, wodurch eine Lenkbewegung auf dieRäder 21 und 22 ausgeübt wird. Dreht der Fahrzeugführer das Lenkrad in entgegengesetzter Richtung, so laufen die oben angeführten Bewe'gungsvorgänge in umgekehrter bzw spiegelbildlicher Folge ab.

US-146 / 14. Juni 1971

109883/1160

Claims (3)

Patentansprüche

1. tiilfskraftunterstütztes Zahnstangenlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge mit /einem Zahnrad, das mit einer Zahnstange kämmt, wobei an letzterer die Einrichtungen zur Lenkung der Räder angeordet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Lenkrad (24) bewegte Zahnrad (13) in Eingriff mit einem zweiten Zahnrad (28) steht, wobei die Zahnräder (13, 28) einen von einer Pumpe (11) mit Druckflüssigkeit beaufschlagten Zahnradmotor (12) bilden, und dass dem in beiden Drehrichtungen betreibbaren Zahnradmotor (12) über ein Schaltventil (48) Durckflüssigkeit zuleitbar ist und dass weiterhin das Zahnrad (13) in eine Bewegungsrichtung parallel zur Bewegungsrichtung der Zahnstange (14) zwischen den Kammerwänden (31, 32) bewegbar angeordnet ist, so dass in seiner Mittelstellung das Zahnrad (13) die Kammerwände (31, 32) nicht berührt, bei Einschlagen der Lenkung nach jeder Seite die Zähne (34) des Zahnrades (13) eine der Kammernwände (31, 32) abdichtend berühren.

2. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskanäle (44, 46) des Zahnradmotors (12) mit je einer Seite eines durch Federn (49, 51) belasteten Schaltventils (48) verbunden sind, wobei durch Verschiebung des Schaltventils (:3) einer der Einlasskanäle (44, 46) absperrbar ist.

3. Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (14) in einem Zylinder (36) verschieblich angeordnet ist, wobei in dem Zylinder öffnungen vorhanden sind zur Ableitung der Druckflüssigkeit vom Zahnrad (13) zu Auslasskanälen (42).

US-146 / 14. Juni 1971

109883/1160

Leerseite