DE2250374A1

DE2250374A1 - Steuer- oder lenkgestaenge

Info

Publication number: DE2250374A1
Application number: DE2250374A
Authority: DE
Inventors: Richard Cass
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1971-11-09
Filing date: 1972-10-13
Publication date: 1973-05-24
Also published as: USRE28992E; AU4764972A; JPS5410099Y2; US3762740A; JPS53116933U; ES408377A1; JPS4858527A; DE2250374B2; DE2250374C3; IT970325B; BR7207859D0; CA977790A; FR2160092A5; GB1404986A; AU463966B2

Description

TRW INC., 23 555 Euclid Avenue, Cleveland, Ohio HH 11? /. V. St. A.

Unser Zeichen: T 1287

Steuer- oder Lenkgestänge

Die Erfindung bezieht sich auf Lenkanordnungen und insbesondere auf eine Kappen- oder Balgendichtung für diese Lenkanordnungen, wobei eine angeformte Befestigungsstelle für eine übertragungsleitung eines fluiden Mediums vorgesehen ist.

Steuer- oder Lenkgestänge, insbesondere solche, die eine Zahnstange und ein Ritzel aufweisen, haben ein Rohr, durch welches sich die Zahnstange erstreckt und zwar auch aus den offenen Enden dieses Rohres hinaus. Um die offenen Enden dieses Rohres abzudichten und um den Bereich der Zahnstange abzuschließen., der sich in das Rohr hinein.und aus diesem heraus bewegen kann_a sind allgemein Kappenoder Balgendichtungen vorgesehen. Die Kappe weist ein axiales Ende auf, welches in abdichtender Weise um den Umfang der Zahnstange herum oder einer Zugstange herum angeordnet ist, die am Ende der Zahnstange befestigt ist. Das andere Ende der Kappen- oder Balgendichtung ist in abdichtender Weise um den umfang des Rohres herum angeordnet. Die Dichtung ist ganz allgemein eine Kappen- oder Balgendichtung und diese Dichtung kann sowohl eine Axialbewegung als auch eine Querbewegung der Zugstange gegenüber dem Rohr aufnehmen. Oftmals endet das Rohr in einem beweglichen Verbindungsteil innerhalb der Dichtung. Der bewegliche Verbindungsteil ver~

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bindet die Zahnstange mit der Zugstange in einer Gelenk- oder Schwenkverbindung. Wenn man diese Gelenk- oder Schwenkverbindung innerhalb der Dichtung anordnet, so ist es möglich, daß die Kappen- oder Balgendichtung als Schutzabdichtung für diese Verbindung dient, die Dichtung muß deshalb in der Lage sein, sowohl die axiale Bewegung der Zahnstange als auch die Querbewegung der Zugstange gegenüber der Zahnstange aufzunehmen.

Wenn sich beim Lenken die Zahnstange axial bewegt, muß die Balgen oder Kappendichtung die Expansion und die Kontraktion der inneren Abmessungen dieser Dichtung aufnehmen. Um dieses bei Aufrechterhaltung der Abdichtung zu ermöglichen, ist es erforderlich, dafür zu sorgen, daß der Druck eines Mediums aus dem Innenraum der Dichtung abgelassen werden kann.

Bei einigen Ausführungsformen ist die Ausbildung derart, daß der Druck durch das Rohr hindurch geleitet wird, der die Zahnstange aufnimmt, wobei die Druckleitung von einem axialen Ende aus zum anderen axialen Ende hin erfolgt. Bei einigen Lenkeinrichtungen mit Zahnstange und Ritzel, insbesondere bei Servolenkungen, ist es nicht möglich, ein fluides Medium von einem Ende des Zahnstangenrohres zum anderen hin zu leiten. In Servolenkungen werden insbesondere Abschnitte des Zahnstangenrohres als Arbeitszylinder verwendet und das Vorhandensein eines sich bewegenden Kolbens um die Zahnstange herum, der gegen die inneren Umfange des Zahnstangenrohres abgedichtet ist, verhindert, daß ein Druck eines fluiden Mediums längs des Innenraumes des Zahnstangenrohres übertragen wird.

Für diese Fälle wurde vorgeschlagen, ein getrenntes Leitungsrohr vorzusehen, welches sich von einer Kappendichtung zur anderen erstreckt und durch welches hindurch der Druckabgleich zwischen den beiden Dichtungen erfolgt. Wenn eine Dichtung zusammengedrückt wird, dehnt sich im allgemeinen die andere aus und die Anordnung einer Verbindungsleitung, die das Innere der beiden Dichtungen miteinander verbindet, ermöglicht einen Druckausgleich in den Dichtungen, ohne daß eine Leckage in das Innere des Systems auf~ tritt. 309821/0677

OWGlNAL INSPECTED

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Die meisten bekannten Übertragungsleitungen enden in Anschlüssen _s die Bohrungen aufweisen, die sich durch die Endgehäuse hindurch erstrecken, welche das Zahnstangenrohr tragen. Keines dieser Gehäuse bildet die Befestigungsstelle für die Kappendichtung, die dem entsprechenden Rohrabschnitt zugeordnet ist. Eines der Endgehäuse kann ein Teil des Ritzelsgehäuses sein. Die Verwendung von Gehäusebohrungen zur Verbindung des Inneren der Dichtungen mit dem Inneren des Rohres erfordert eine ganz beträchtliche maschinelle Bearbeitung der Gehäuseeinheiten, um eine Bohrung von außen her zum Ende herzustellen und zwar innerhalb der Befestigungsstelle der Kappendichtung am.Gehäusebauteil. Eine derartige maschinelle Bearbeitung erhöht ganz-erheblich die Kosten des Lenksystems.

Durch die Erfindung werden die Nachteile der bekannten Befestigungen dadurch ausgeschaltet, daß eine Befestigung der übertragungsleitung direkt an der Kappen- oder Balgendichtung vorgesehen ist. Bei den beiden dargestellten Ausführungsbeispielen erfolgt die Befestigung durch einen angeformten Abschnitt der Kappendichtung. Bei der ersten Ausführungsform ist ein Abschnitt des äußeren Teiles der Dichtung,vorzugsweise eine der äußeren Wellungen des Balgens, mit einem Nippel ausgestattet, der angeformt ist, wobei dieser Nippel eine Bohrung aufweist, die mit dem Innenraum des Balgens in Verbindung steht. Das Ende der übertragungsleitung ist an diesem Nippel montiert. Der äußere Umfang, des Nippels und der innere Umfang des Rohres können angepaßte Ausbildungsformen haben, um eine Verriegelung zu bilden. Das Rohr kann auch am Nippel festgespannt sein.

Bei einer anderen Ausführungsform ist die Befestigung für die Übertragungsleitung an der Balgendichtung am Ende der Balgendichtung vorgesehen, welches am Gehäuse befestigt ist. Normalerweise wird eine Umfangseinspannvorrichtung verwendet, um das Ende der Balgen- oder Kappendichtung am Gehäuse zu befestigen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine eingeformte Öffnung oder ein Ansatz im axialen Ende der Kappendichtung vorgesehen, der das Ende der übertragungsleitung aufnimmt. Die Spannvorrichtung oder

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Spannschelle erstreckt sich um die Kappen- oder Balgendichtung im Bereich des Ansatzes derart herum, daß auch der angeformte Ansatz und das Übertragungsrohr an der äußeren Oberfläche des Gehäuses festgespannt werden. Der angeformte Ansatz kann eine Bohrung zur Aufnahme des Rohres aufweisen, wobei ein Teil des axialen Endes der Kappendichtung in Kontakt mit der äußeren Oberfläche des Gehäuses stehen. Dieser Ansatz kann auch im inneren Umfang eine Nute aufweisen, die das Rohr aufnimmt, wodurch eine Verbindung hergestellt wird, bei der die äußere Oberfläche des Übertragungsrohres die äußere Oberfläche des Gehäuses berührt.

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine neue Befestigungsart von Druckübertragungsleitungen vorzusehen, die in Lenk- oder Steueranordnungen vorgesehen werden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Lenkanordnung mit Zahnstange und Ritzel vorzusehen, wobei eine übertragungsleitung vorgesehen ist, die das Innere der Kappen- oder Balgendichtungen an den axialen Enden des Zahnstangenrohres miteinander verbindet, wobei diese Verbindung durch öffnungen in den Kappen- oder Balgendichtungen erfolgt.

Ferner ist es Ziel der Erfindung, eine Befestigung einer übertragungsleitung an einer Kappendichtung für eine Lenkanordnung vorzusehen, wobei die Kappendichtung mit einer angeformten öffnung ausgebildet ist, die so bemessen ist, daß diese einen Teil der übertragungsleitung aufnimmt.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen in der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargelegt werden. Es können Abänderungen vorgenommen werden, die im Rahmen der Erfindung liegen. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Lenkung mit Zahnstange und Ritzel für die lenkbaren Räder eines Fahrzeuges,

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Fig.- 2 eine Draufsicht auf eine Lenkanordnung mit Zahnstange und Ritzel,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer Ausfuhrungsform der Erfindung, bei der die Befestigung einer Verbindungsleitung. an der Kappendichtung dargestellt ist

und

Fig. ¹J eine Schnittansicht, genommen längs der Linie IV-IV der ;' r.Fig. 2, wobei eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. ·

Fig. 1 zeigt eine Lenkanordnung 10 mit Zahnstange und Ritzel zur Steuerung der Stellung der lenkbaren Räder 11 eines Fahrzeuges. Die Lenkanordnung weist ein Ritzel 11 auf, welches durch das Lenkrad 12 eines Fahrzeuges eingestellt wird. Das Ritzel 11 ist in einem Gehäuse 12 angeordnet, durch welches hindurch sich eine Zahnstange erstreckt, die in einem Zahnstangenrohr 13 angeordnet ist. Das Gehäuse 12 ist am Rahmen eines Fahrzeuges angeordnet, ebensAiwie ein Gehäusebauteil 12, der an einem Ende des Zahnstangenrohres 13 angeordnet ist. über die Enden des Zahnstangenrohres hinweg erstrecken sich zwei Zugstangen 16, die zu Kugelgelenken 17 hin verlaufen, die an den Lenkstangen 18 befestigt sind, die ihrerseits an den Rädern 11 befestigt sind. Die anderen Enden der Zugstangen sind an der Zahnstange mittels einer Gelenkverbindung befestigt. Um die Enden des Zahnstangenrohres 13 abzudichten, von denen aus sich die Zugstangen 16 erstrecken, sind Kappen- oder Balgendichtungen 20 vorgesehen. Diese Dichtungen schützen ebenfalls die Verbindung zwischen der Zahnstange und der Zugstange. Wie die Fig. 2 zeigt, weisen die.Balgen-Kappendichtungen 20a und 20b Enden 22 mit großem Durchmesser auf und Enden 23 mit kleinem Durchmesser und zwischen diesen Enden 22 und 23 Ist ein Balgenkörper 2^l\ vorgesehen. Die Dichtung besteht vorzugsweise ans Kautschuk oder Gummi oder einem anderen elastomeren Material und die Dichtung ist in axialer Richtung ausdehnbar und zusammendrückbar sowie axial gelenkig-derart, daß ein Ende der Dichtung gegenüber

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dem anderen Dichtungsende unter einem Winkel abgebogen werden kann.

Das Ende 22 ist um das Zahnstangenrohr 13 herum befestigt und wird mittels einer Spannschelle 25 festgehalten. Das Ende 23 ist um die Zugstange 16 herum angeordnet und wird an dieser mittelr, einer Spannschelle 26 gehalten. Wenn sich die Zugstange 1.6 gegenüber dem Zahnstangenrohr 13 bewegt, bewegt sich die Balgendichtung mit dieser Zugstange und nimmt die Bewegung auf und zwar durch eine Expansion oder durch eine Zusammenziehung der Dichtung oder durch eine Abbiegung der Kappen- oder Balgendichtung.

Fig. 2 zeigt die Steueranordnung 10, bei der sich die Zugstange 16a vom Rohr 13 aus erstreckt und die Zugstange lob zum Rohr 13 hingezogen ist. Es ist dargestellt, daß die Balgendichtung 20a ausgedehnt ist, während die Balgendichtung 20b zusammengedrückt ist. ·

Um Änderungen der inneren Volumina der Balgendichtungen aufzunehmen, wobei eine Abdichtung an beiden Befestigungsstellen der Enden 22 und 23 vorgesehen ist, ist es erforderlich, einen Druckablaß der sich zusammenziehenden Balgen vorzusehen und einen Einlaß eines fluiden Mediums in dem sich ausdehnenden Balgen.

Es wurde vorgeschlagen, dies mittels der Verwendung einer übertragungsleitung, wie beispielsweise der Leitung 30, zu ermöglichen, deren Enden mit den Innenräumen der Balgen verbunden :;ind. Normalerweise ist diese Leitung eine eingesetzte Leitung, deren fc'nile in Bohrungr.offnungen entweder im Zahnr,tant;(;nrchr nebt;» dem Bilgen oder in Ooh'iuneabochnitten sitzen, die die Balgen auineh ■ men. Eine derartige Ausbildung macht eine sehr teure maschinelle Bearbeitung erforderlich.

Die Erf indung *;i *ht vor, die liefest igung der Enden der Ub;.itrißungsleitung 50* iirekt an den Balgen vorzunehmen, vorzugnu MHi;

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mittels einer angeformten Öffnung, die zum Inneren der Balgen führt. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Nippel 35 an der äußeren Oberfläche einer der äußeren Wellungen 36 der Balgen der Kappendichtung 20 vorgesehen ist. Der Nippel 35 weist eine Bohrung 37 auf, die mit dem Innenraum der Balgendichtung in Verbindung steht. Die übertragungsleitung 30 weist ein Ende 38 auf, welches vom Nippel aufgenommen wird und an diesem befestigt ist. Die Befestigung kann, wie Fig. 3 zeigt, mittels eines Paßsitzes erfolgen, der ein Strecken der Rohrleitung erforderlich macht, um ein geflanschtes Ende des Nippels aufzunehmen. Dieses Ende wird in einer Innennut im Rohr aufgenommen. Es können aber auch Einspanneinrichtungen, wie Spannschellen, vorgesehen sein oder es kann eine Befestigung mittels Klebstoffen u. dgl. erfolgen.

Fig. 4 zeigt eine andere Befestigungsweise der übertragungsleitung 30 an der Balgen-Kappendichtung. Bei dieser Ausführungsform weist das Ende 22 der Balgendichtung einen Ansatz 40 mit einer Bohrung

42 auf, wobei die Bohrung durch das Material des Ansatzes zum Innenraum der Balgendichtung hinein verläuft und zwar axial über das Ende 22 hinaus. Das Ende der übertragungsleitung 30 wird von der öffnung 22 aufgenommen und erstreckt sich in die Balgen um eine Strecke hinein, die .ausreicht, um in den Innenraum der Balgen zu münden. Die Einspanneinrichtung 25 kann einen Ansatζabschnitt

43 aufweisen, der entsprechend dem Ansatz 40 dimensioniert ist und um diesen herum angeordnet sein kann. Wenn die Einspanneinrichtung oder Spannschelle 25 festgezogen ist, hält diese die Dichtung 22 am Zahnstangenrohr 13 und spannt das Ende der übertragungsleitung 30 in der Bohrung 42 des Ansatzes 40 fest. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist der Ansatzabschnitt 43 der Spannschelle an den Enden 45 und 46 der Spannschelle vorgesehen. Es sei bemerkt, daß dieser Ansatzabschnitt auch an einem anderen Abschnitt der Spannschelle vorgesehen sein kann. ·

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Wie Fig. ¹J zeigt, kann die Bohrung k2 die Form einer Nut haben, . die im Material des Ansatzes vom Innenumfang Ί7 her ausgebildet ist, wobei das Rohr 30 zwischen dem äußeren Abschnitt 48 des Ansatzes und der Oberfläche des Zahnstangenfohres 13 angeordnet ist. Die Bohrung H2 kann sich auch vollständig innerhalb des Materials des Ansatzes 40 erstrecken, wobei die Leitung 30 vom Material des Ansatzes umgeben wird und der Kontakt mit der Oberfläche des Zahnstangenrohres erfolgt vollständig durch die Materialien der Balgendichtung.

Bei allen Ausführungsbeispielen ist für die Befestigung einer übertragungsleitung für Lenkgestängeabdichtung ein derartiger Aufbau vorgesehen, daß die Befestigung dieser Leitungen unabhängig von irgendeiner Bearbeitung von Teilen des Gestänges erfolgt. Bei allen Ausführungsformen verlaufen die Enden der übertragungsleitung direkt in das Innere der Balgendichtungen hinein und zwar direkt durch eine öffnung in dieser Dichtung hindurch.

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Claims

- 9 - Patentansprüche

Steuergestänge mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Dichtungen, die Abschnitte des Gestänges umgeben, wobei sich die.inneren Volumina dieser Dichtungen invers zueinander verändern und mit einer übertragungsleitung für ein fluides Medium, welche die Innenräume der Dichtungen miteinander verbindet, um fluide Medien von einer Dichtung in die andere zu übertragen und zwar entsprechend der Änderungen der inneren Volumina der Dichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr in den Innenraum der- Dichtungen hinein durch angeformte öffnungen in den Wandungen der Dichtungen mündet.
2. Steuergestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angeformten öffnungen Nippel bilden, die an den äußeren Oberflächen der Wandungen der Dichtung ausgebildet sind, daß die Nippel öffnungen aufweisen, die in das Innere der Dichtungen hinein münden, daß die Nippel die Enden der Übertragungsleitungen aufnehmen, wobei die Bohrung der übertragungsleitung mit der öffnung, die durch die Nippel hindurchgeht, in Verbindung steht.
3. Steuergestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung eine eingeformte öffnung durch einen gewölbten Abschnitt in einer axialen Endwandung der Dichtung ist und daß diese öffnung ein Ende der übertragungsleitung aufnimmt.

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