DE2159487C3

DE2159487C3 - Zahnstangen-Hydrolenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2159487C3
Application number: DE2159487A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 7070 Schwaebisch Gmuend Walter
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1971-12-01
Filing date: 1971-12-01
Publication date: 1979-07-19
Also published as: YU33518B; FR2164188A5; DE2159487A1; SE392594B; GB1340838A; JPS4876228A; JPS5135285B2; IT973770B; YU293872A; DE2159487B2; ES409110A1; BR7208482D0; DD102655A5; US3817155A; AR195988A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnstangen-Hydrolenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Zahnstangen-Hydrolenkung w> (nach GB-PS 10 22 029) sind ein inneres und ein äußeres Gehäuseteil durch ein äußeres Rohr verbunden. In diesem Zusammenbau ist die Zahnstange verschiebbar angeordnet. Ein mit der Zahnstange fest verbundenes Rohr trägt einen Servokolben, der die beiden zwischen μ dem äußeren Rohr und einem mit dem inneren Gehäuseteil verbundenen inneren Rohr angeordneten Druckräume des Servomotors voneinander trennt.

Durch diese Anordnung ist es möglich, Fluchtungsfehler auszugleichen, die zwischen den einzelnen Teilen des Lenkgetriebes bestehen. Nicht sicher können dagegen Querkräfte verarbeitet werden, die beispielsweise auf schlechten Straßen bei derartigen Zahnstangen-Hydrolenkungen in einer Größe von 200 kp an der Zahnstange mit einer Frequenz von 15 Hz auftreten können. Dabei ist ein einwandfreies Funktionieren der Dichtstellen nicht gewährleistet

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Zahnstangen-Hydrolenkung zu schaffen, bei der übermäßige Reibung, Verschleiß und Undichtheiten vermieden werden, die durch radiale und seitliche Belastungen und damit verbundene Durchbiegungen der Zahnstange verursacht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein mit dem Anmeldungsgegenstand gegenüber den Einrichtungen nach dem Stand der Technik erzielter Vorteil besteht darin, daß an den Dichtstellen eindeutige Bewegungs- und Kräfteverhältnisse unter auf die Zahnstange einwirkenden Querkräften bestehen. Dies bedeutet daß die Zahnstange bei einem Durchbiegen unter Seitenlast entsprechend ausweichen kann, ohne daß an den Dichtstellen größere Reibkräfte entstehen oder unzulässig viel Lecköl austritt Außerdem wirken sich die gleich großen Kolbenflächen des Servomotors besonders bei den üblichen hohen Drücken vorteilhaft auf das Lenkverhalten aus.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 die Anordnung der Dichtstellen bei einer Zahnstangen-Hydrolenkung, in

F i g. 2 die Dichtstelle A am Hydraulikkolben und in

F i g. 3 die Dichtstelle B am inneren Druckraum, beide in einem größeren Maßstab.

Ein Lenkgetriebe 1 einer Zahnstangen-Hydrolenkung umfaßt eine Zahnstange 2, die einsrseits 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. An die Zahnstange 2 sind an beiden Enden nicht gezeichnete Spurstangen angelenkt die mit Radlenkhebeln zusammenarbeiten. Ein Kolben 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 Kolben 7 die Möglichkeit gegeben, einer Durchbiegung der Zahnstange 2 bei seitlicher Belastung und bei radialen Schwingungen zu folgen, ohne daß die Dichtwirkung vermindert wird.

Eine mit der Dichtstelle A korrespondierende Dichtstelle Bum 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 Dmckraum 8 gegen die Zahnstange 2 abdichtet Das Rohr 17 ist mit seinem anderen Ende derart im Gehäuseteil 3 gehalten, daß eine ausreichende radiale Beweglichkeit des Endes 18 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 Haltering 21 versehen, der beiderseits an Scheiben 22 und 23 anliegt Dabei wird die größere Scheibe 22 in einer Ausnehmung 24 des Gehäuseteil^ 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 Schübe 23 auf der anderen Seite des Anschlages 21 hält einen das Ende des Rohres 17 umfassenden Dichtring 27 in einer Ausnehmung 28 des Gehäuseteil 3, 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.

Damit bei Querschwingungen der Zahnstange 2 im Bereich der Dichtstelle B keine oder nur sehr kleine Relativbewegungen auftreten können, weist das Rohr 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, zu großen Bewegungen nicht mehr folgen kann.

Eine den äußeren Druckraum 9 gegen die Zahnstange 2 abdichtende dritte Dichtstelle C besteht aus einem Dichtring 29 in dem äußeren Gehäuseteil 5, das 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zahnstangen-Hydrolenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einer einerseits in einem inneren Gehäuseteil zwischen einem Ritzel und einem Druckstock und andererseits in einem in einem mit dem inneren durch ein Rohr verbundenen äußeren Gehäuseteil ausgebildeten Lager geführten Zahnstange mit einem koaxial zu ihrem verzahnten Bereich angeordneten Servomotor, dessen Kolben auf der Zahnstange in radialer Richtung elastisch nachgiebig angeordnet ist und zwischen innerem und äußerem Gehäuseteil gelegene Druckräume voneinander trennt, wobei der dem inneren Gehäu- ι seteil zugewandte Druckraum gegenüber der Zahnstange durch eine auf dem freien Ende eines Rohres angeordnete Dichtung abgedichtet ist, wobei das Rohr die Zahnstange umgibt und mit dem inneren Gehäuseteil verbunden ist und gegen das äußere Gehäuseteil vorsteht, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der in einer Nut seines Außenumfangs einen Dichtring (11) aufweisende Kolben (7) mittels eines Gummiringes (12) elastisch auf der Zahnstange (2) gelagert und zwischen beidseitig angeordneten Scheiben (13,14) durch Sprengringe (15, 16) gehalten ist, sowie daß das die Zahnstange (2) umgehende Rohr (17) schwenkbar am inneren Gehäuseteil (3) befestigt ist

2. Zahnstangen-Hydrolenkung nach Anspruch 1, )0 dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (17) am inneren Gehäuseteil (3) über einen in eine Nut seines Außenumfanges eingesetzten Kaltering (21) in einer Ausnehmung (24 bzw. 28) des inneren Gehäuseteils (3) zwischen zwei Scheiben (22 und 23) mit η unterschiedlichem Außendurchmesser axial ist, von denen die größere Scheibe (22) durch ein das äußere (S) mit dem inneren Gehäuseteil (3) verbindendes Zylinderrohr (6) gegen einen Absatz (25) des inneren Gehäuseteils (3) gehalten ist und die kleinere Scheibe (23) gegen einen das Ende des Rohres (17) umfassende nachgiebigen Dichtring (27) anliegt.

3. Zahnstangen-Hydrolenkung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das schwenkbar gelagerte Rohr (17) an seinem für die Aufnahme der Dichtung verdickten freien Ende (18) gegenüber dem umfassenden Zylinderrohr (6) ein Spiel (20) aufweist.

4. Zahnstangen-Hydrolenkung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (17) an 5< > seinem freien Ende (18) gegenüber der Zahnstange (2) ein minimales Spiel von ca. 0,05 mm aufweist.