DE2657289A1 - Zahnstangen-lenkhilfegetriebe - Google Patents

Description

Zahnstangen-Lenkhilfegetriebe

Die Erfindung betrifft ein Zahnstangen-Lenkhilfegetriebe mit einem Gehäuse, in dem eine Längsbohrung und eine Querbohrung ausgebildet ist, wobei ein Ende der Längsbohrung abgeschlossen ist, mit einer Zahnstange, die innerhalb der Längsbohrung gleitet, einem Ritzel, das drehbar in der Querbohrung angebracht ist und mit der Zahnstange kämmt, einem Rohr, v/elches in der Längsbohrung angeordnet ist und die Zahnstange umgibt, wobei die äußere ümfangsflache des Rohrs mit der inneren Umfangsflache der Längsbohrung zusammenwirkt und einen ringförmigen Kanal dazwischen ausbildet, mit einem doppelt wirkenden Kolben, der an der Zahnstange angebracht ist und gleitend und dicht die innere ümfangsfläche des Rohres berührt und mit dieser so zusammenwirkt, daß zwei Strömungsmittelkammern zwischen gegenüberliegenden Enden des Rohres und entsprechenden Flächen des Kolbens gebildet werden, mit einer Öffnung im Rohr, welche eine Verbindung zwischen dem ringförmigen Kanal und einer dieser Kammern herstellt, mit einem Lenkhilfeventil, welches vom Gehäuse getragen wird, wobei die Arbeitsöffnungen dieses Ventils mit dem ringförmigen Kanal und der anderen der genannten Kammern über im Gehäuse ausgebildete Kanäle kommunizieren.

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Ein solches Lenkhilfegetriebe ist aus der britischen Patentschrift 979 377 bekannt. Ein Zahnstangenmechanismus dieser Bauweise erfordert, daß der breitere Abschnitt der Gehäusebohrung, in welchen das Rohr eingepaßt ist, an seinem dem Lenkhilfeventil benachbarten Ende abgestuft sein muß. Dadurch wird eine Schulter gebildet, welche einen Abschnitt mit großem Durchmesser von einen anderen Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser trennt. Ein Kanal öffnet sich in den ringförmigen Kanal in Höhe des Abschnittes mit großem Durchmesser; der andere Kanal öffnet sich in das innere Volumen des Rohrs in Höhe des benachbarten Abschnittes mit kleinerem Durchmesser. Diese Bauweise bringt Komplikationen

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in der Gestaltung und Herstellung des Gehäuses mit sich. Außerden

■ ist bei der Herstellung eines bestimmten Zahnstangenmechanismus

, dieser bekannten Art erforderlich, daß ein Rohr bestimmten Durch-

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messers zur Verfügung steht, welches perfekt zur Schulter im Ge-

! häuse paßt.

Ein weiterer Nachteil des oben beschriebenen, bekannten Mechanis-

■ mus besteht darin, daß er ein zweites Rohr benötigt, welches

j koaxial zum ersten Rohr ist und einen kleineren Durchmesser auf-

weist. Dieses zweite Rohr wird durch die Längsbohrung gehalten ! und dringt in das erste Rohr an dessen dem Ritzel benachbarten Ende ein. Der Zweck dieses zweiten Rohres besteht darin, einen

strömungsmitteldichten Abschluß von einer Strömungsmittelkammer \ durch eine Dichtung zu schaffen, die an seinem in das erste Rohr

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^: einragenden Ende getragen wird. Diese Dichtung wirkt mit dem j

Innenumfana des ersten Rohres zusammen.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Zahnstangen-Lenkhilfemechanismus vereinfachter Bauweise zu schaffen, bei dem die oben erwähnten Nachteile nicht mehr auftreten.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst? vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt einen teilweisen Querschnitt durch eine Ausführungsform des Zahnstangen-Lenkhilfegetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung.

Das Zahnstangen-Lenkhilfegetriebe ist durch die Bezugszahl 10 gekennzeichnet. Es enthält ein Gehäuse, das durch die Bezugszahl 12 gekennzeichnet ist. Das Gehäuse enthält eine Längsbohrung 14 und eine Querbohrung 16. Die Längsbohrung 12 ist abgestuft. Dadurch wird ein Abschnitt 18 mit kleinerem Durchmesser und ein Abschnitt 20 mit größerem Durchmesser und eine dazwischenliegende Schulter 22 gebildet. Ein Stopfen 24 wird im rechten Ende der Bohrung 14 (in der Sicht der Figur) aufgenommen. Er ist mit einei Öffnung 26 versehen, welche ein Lager 28 aufnimmt. Ein weiteres Lagerteil 30 befindet sich im Abschnitt 18 mit kleinerem Durchmesser der Bohrung 14. Die Lager 28, 30 wirken miteinander zusammen und bilden eine Gleitführung für eine Zahnstange 32, die sich längs innerhalb des Gehäuses 12 bewegt. Die gegenüberliegen-

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den Enden 34, 36 der Zahnstange 32 ragen aus den entsprechenden Enden des Gehäuses 12 hervor. Sie sind mit dem linken bzw. dem rechten Fahrzeugrad verbunden. Wie dies bei Zahnstangen-Lenkhilfen üblich ist, ist das linke Ende der Zahnstange 32 mit Zähnen 38 versehen. Der Abschnitt der Zahnstange, der rechts von der Linie 40 liegt, ist im wesentlichen jedoch kreisförmig und verhältnismäßig glatt. Manschetten 42, 44 ragen über die gegenüberliegenden Enden der Zahnstange 32; die Innenräume der Manschetten 42, 44 stehen miteinander über das Rohr 46 in herkömmlicher Weise in Verbindung.

Ein Ritzel 48 ist drehbar in der Querbohrung 16 an deren Kreuzungsstelle mit der Längsbohrung 14 angebracht. Es kämmt mit den Zähnen 38 der Zahnstange 32 und drückt diese nach links oder rechts, je nach der Steuerung des Fahrzeugs. Das Ritzel 48 ist auf einer Ritzelwelle 50 angebracht, die mit dem Steuerrad des Fahrzeugs verbunden ist. Ein Ventilmechanismus, der durch die Bezugszahl 52 gekennzeichnet ist, spricht ebenfalls auf die Drehung der Ritzelwelle 50 an und regelt die Strömungsmittelverbindung zwischen einer Einlaßöffnung 54, einer Auslaßöffnung 56 und Strömungsmittelkanälen 58, 60. Diese befinden sich in einem Vorsprung 62, der den Abschnitt des Gehäuses 12, in dem sich die Querbohrung" 16 befindet, mit dem Abschnitt des Gehäuses, in dem sich die Längsbohrung 14 befindet, verbindet. Ein Ende der Leitungen 58, 60 kommuniziert mit dem Ventilmechanismus; das andere Ende der Leitungen kommuniziert mit der Bohrung 14 in einer hiernach noch im einzelnen zu beschreibenden Weise.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Ventil 52 (das

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nicht im Detail gezeigt ist) ein Drehventil. Es kann nach jeder Bauweise hergestellt werden, die dem Fachmann wohl bekannt ist und wird daher nicht näher beschrieben.

Zur Erzeugung der Lenkhilfe für den Fahrzeugführer ist das Getriebe 10 mit einem hydraulischen Motor und einem durch die Bezugszahl 64 gekennzeichneten Rohrmechanismus versehen. Der den Strömungsmittelmotor bildende Rohrmechanismus 64 enthält ein Rohr 66, dessen Außendurchmesser geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des größeren Abschnitts 20 der Bohrung 14 ist. Die äußere Umfangsfläche des Rohrs 66 wirkt mit der Wand der Bohrung 14 zusammen und bildet dabei einen Ringkanal 68 zwischen

j diesen Wänden. Ein doppelt wirkender Kolben 70 mit zwei gegen- ; überliegenden Flächen 72 und 74 ist starr auf der Zahnstange 32 befestigt und steht in Gleitberührung mit der inneren Umfangsfläche des Rohrs 66. Die Fläche 74 des Kolbens 70 wirkt mit dem Stopfen 24 zusammen und bildet so eine Druckkammer 76 für das Strömungsmittel. Das Rohr 66 berührt an einem Ende 80 den Stopfen 24. Eine Öffnung 78 ist im Rohr nahe am Ende 80 vorgesehen, welche eine Verbindung zwischen dem Ringkanal 68 und der Strömungs-

! mittelkammer 76 schafft. !

Der Rohr- und Strömungsmittelmotor-Mechanismus 64 enthält außerdem eine abgestufte Hülse, die durch die Bezugszahl 82 gekennzeichnet ist. Die Hülse 82 ist so abgestuft, daß sich ein Ab-

^! schnitt 84 mit größerem und ein Abschnitt 86 mit kleinerem Durch·]· messer ergeben. Dazwischen bildet sich eine Schulter 88. Die ι

^: -10-

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Hülse 82 umfaßt eine Längsbohrung, in der die Zahnstange 32 gleitet. Eine Dichtung ist vorgesehen, welche verhindert, daß Strömungsmittel durch die Fläche zwischen Hülse und Zahnstange durchleckt. Das gegenüberliegende Ende 90 des Rohrs 66 liegt gegen die Schulter 88 an, so daß der Abschnitt 86 der Hülse 82 mit kleinerem Durchmesser im Rohr 66 aufgenommen wird. Die Fläche 72 des Kolbens 70 wirkt mit dem Rohr 66 und der Hülse 82 zusammen und bildet dabei eine zweite Strömungsmittelkammer 92. Ein Kanal 94 verläuft durch die Wand der Hülse 82 und verbindet die Kammer 92 mit einer Ringnut 96. Diese umgibt die innere Umfangsflache der Bohrung 14. Zwei geeignete Strömungsmittel-Druckdichtungen 98, 100 verhindern eine Kommunikation aus der Nut 96 außer über

ι den Kanal 94. Die Nut 96 steht über die Leitung 60 mit dem Ven-

til 52 in Verbindung. Die Leitung 58 verbindet das Ventil 52

mit dem Ringkanal 68.

Das soebene beschriebene Lenkhilfegetriebe arbeitet folgendermaßen.

Wenn sich das Fahrzeug im wesentlichen geradeaus bewegt, befinden sich die verschiedenen Bauteile des Lenkhilfegetriebes 10 in den Stellungen, die in der Zeichnung dargestellt sind. In diesem Zustand verbindet das Ventil 52 die Leitungen 58 und 60 mit der Auslaßöffnung 56 und daher mit der Einlaß- oder Niedrig-

druckseite der Lenkhilfepumpe des Fahrzeugs. Wenn der Fahrzeug- j

! führer nach rechts lenkt, wird die Welle 50 im Uhrzeigersinn j gedreht. Dabei wird auch das Ritzel 48 in Uhrzeigerrichtung gej dreht. Aufgrund des kämmenden Eingriffs zwischen Ritzel 48 und

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Zahnstange 38 drückt die Drehung des Ritzels 48 in Uhrzeigerrichtung die Zahnstange 32 in der Figur nach links. Da die Enden 34, 36 der Zahnstange 32 mit dem linken oder rechten Vorderrad des Fahrzeugs verbunden sind, schwenkt die Bewegung der Zahnstange 32 nach links die Räder in eine Richtung, in der sich eine Kurve nach rechts ergibt. Wenn die Welle 50 im Uhrzeigersinne gedreht wird, leitet das Ventil 52 einen modulierten Druck von der Einlaßöffnung 54 zur Strömungsmittelleitung 58. Das Ventil 52 verbindet weiterhin die Leitung 60 mit der Auslaßöffnung 56. Da die Leitung 58 über den Ringkanal 68 und die öffnung 78 mit der Strömungsmittel-Druckkammer 76 in Verbindung steht, wird ein verhältnismäßig hoher Strömungsmitteldruck in die Druckkammer 76 geleitet. Da jedoch die Leitung 60 weiterhin mit dem relativ niedrigen Druck an der Auslaßöffnung 56 kommuniziert, befindet sich der Druck in der Kammer 92 im wesentlichen auf dem Niveau im Reservoir, da er über den Kanal 94 und die Nut 96 mit der Leitung 60 kommuniziert. Daher drückt der relativ hohe Strömungsmitteldruck in der Kammer 76, der gegen die Fläche 74 des Kolbens 70 wirkt, den letzteren und damit die Zahnstange 32 in der Figur nach links. So ergibt sich für den Fahrzeugführer eine Lenkhilfe bei der Bewegung der Zahnstange. Wird die Welle 50 gegen den Uhrzeigersinn vom Fahrzeugführer gedreht, um eine Linkskurve zu bewirken, drückt der kämmende Eingriff zwischen Ritzel 48 und Zahnstange 38 die Zahnstange in der Figur nach rechts. In diesem Falle verbindet das Ventil 52 die Leitung 58 und damit die Kammer 76 mit dem relativ geringen Strömungsmitteldruck an der Auslaß-' öffnung 56 und leitet gleichzeitig den relativ hohen Strömungs-• mitteldruck in der Einlaßöffnung 54 über die Leitung 60 zur

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Ringnut 96 und über den Kanal 94 in die Druckkammer 92. Der Druck in eier Druckkairjner 92 wirkt auf die Fläche 72 des Kolbens 70 und drückt desen urri damit die Zahnstange 32 in der Figur nach rechts. Auf diese Weise ergibt sich eine Lenkhilfe für den Fahrzeugführer bei der Ausführung einer Rechtskurve.

Der Vorteil, v/elcher der iri der Zeichnung dargestellten Konstruktion zu eigen ist, besteht darin, daß bei Elimination des Rohr- und Strönungsnittelmotor-r'echanisiiius 64 und des Ventilmechanismus 52 der I-'echanismus 10 als Hand-Zahns tangens teuer getriebe verwendet werden kann. Auf diese V/eise v/erden beträchtliche Herstellungskosten eingespart, da im wesentlichen alle Teile, die beim Hand-Steuergetriebe Verwendung finden, auch beim Lenkhilfegetriebe verwendet v/erden. Die einzigen Teile, die zur Herstellung des Lenkhilfcsgetriebes zugefügt werden müssen, sind der Kolben 7O, das Rohr 66, die Hülse 82 und das Ventil 52.

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BAD ORIGINAL

Claims (8)

1. Patentanwälte

   Dipl. Ing. H. Hauck

   Dipl. Phys. W. Schmitz

   Dipi. Ing. E. Graalfs Dipl. Ing. W. V\ahnert Dipl. Phys. W. Carstens 8 München 2

   Mozartstr. 23 The Bendix Corporation

   Executive Offices
   Bendix Center

   Southfield,Mich.48075,USA München, 15. Dezember 1976

   Anwaltsakte: M-4128

   Patentansprüche

   Zahnstangen-Lenkhilfegetriebe mit einem Gehäuse, in dem sich ; eine Längsbohrung und eine Querbohrung befindet, wobei ein Ende der Längsbohrung abgeschlossen ist, mit einer Zahnstange^ die innerhalb der Längsbohrung gleitet, mit einem Ritzel, das drehbar in der Querbohrung angebracht ist und mit der Zahnstange kämmt, mit einem Rohr, das in der Längsbohrung angebracht ist und die Zahnstange umgibt, wobei die äußere Umfangswand des Rohrs mit der inneren ümfangswand der Längsbohrung zusammenwirkt und dazwischen einen Ringkanal ausbildet, mit einem doppelt wirkenden Kolben, der an der Zahnstange angebracht ist und gleitend und dichtend die innere Ümfangswand des Rohrs berührt und mit diesem zusammenwirkt und zwei Strömungsmittelkammern zwischen gegenüberliegenden Enden des Rohres und entsprechenden Flächen des Kolbens bildet,

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   wobei eine Öffnung im Rohr den Ringkanal mit einer dieser Kammern verbindet, mit einem Lenkhilfeventil, das vom Gehäuse getragen wird, wobei die Arbeitsöffnungen des Ventils mit dem Ringkanal und der anderen Kammer über Kanäle kommunizieren, die innerhalb des Gehäuses ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Längsbohrung (14) eine Hülse (86) angeordnet ist, die so abgestuft ist, daß sich Abschnitte (84,86) mit größerem und kleinerem Durchmesser und einer dazwischenliegenden Schulter (88) ergeben, wobei ein Ende des Rohres (66) die Schulter (88) an der Hülse (86) berührt ; und der kleinere Abschnitt (86) der Hülse im Rohr (66) aufge-1 nommen wird, daß die Kanäle zwei Leitungen (58,60) umfassen,, von denen eine durch die Hülse (86) hindurch verläuft und j

   mit der anderen Kammer kommuniziert und von denen die andere '■

   I Leitung mit dem Ringkanal (68) kommuniziert. ;
2. 2.Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ringnut (96) in der Wandder Längsbohrung (14) vorgesehen ist, daß die eine Leitung einen ersten Abschnitt (60) enthält, der durch die Wand der Längsbohrung (14) verläuft und mit der Nut (96) kommuniziert, und einen zweiten Abschnitt (94), der durch die Hülse (86) verläuft und die Nut (96) mit der anderen Kammer verbindet.
3. 3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung vorgesehen ist, welche das Lecken von Strömungsmittel durch die Fläche zwischen Hülse (86) und Zahnstange (32) verhindert.

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4. 4. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbohrung einen größeren Abschnitt (14) und einen kleineren Abschnitt (18) mit einer dazwischenliegenden Schulter (22) besitzt, daß die Zahnstange (32) gleitend in einer Bohrung des Abschlußteiles (24) und in dem kleineren Abschnitt (18) angebracht ist, und daß das Rohr (66) und die Hülse (86) in dem größeren Abschnitt (14) angebracht sind.
5. 5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Abschnitt (84) der Hülse mit einem Ende der Schulter am Gehäuse gegenüberliegt.
6. 6. Getriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbohrung (16) die Längsbohrung (14) an deren Abschnitt mit kleinerem Durchmesser schneidet.
7. 7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß das Ventil (52) ein Drehventil ist, das in der Querbohrung (16) montiert ist, und daß das Gehäuse einen Vorsprung (62) enthält, welcher zum Gehäuseabschnitt führt, in der die Längsbohrung (14) ausgebildet ist.
8. 8. Getriebe nach Anspruch 4 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ringdichtungen (98,100) am Umfang der Hülse (86) vorgesehen sind, welche eine strömungsmitteldichte Kommunikation zwischen den beiden Abschnitten der einen Leitung sicher-

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   stellen, und außerdem einen Strömungsmitteldichten Abschluß von einem Ende des größeren Abschnitts der Längsbohrung (14) sicherstellen.

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