DE2730167A1 - POWER-REINFORCED RACK STEERING GEAR - Google Patents
POWER-REINFORCED RACK STEERING GEARInfo
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Description
HEINZ H. PUSCHMANN · PATENTANWALTHEINZ H. PUSCHMANN · PATENT ADVOCATE
D 8000 AAONCHEN 22 · THOMAS - V/IMMER- RING 14 TELEFON 089/227887D 8000 AAONCHEN 22 THOMAS - V / IMMER- RING 14 TELEPHONE 089/227887
CAM GEARS LIMITED München, 30.06.1977CAM GEARS LIMITED Munich, June 30th, 1977
45 Wilbury Way, P 481/7745 Wilbury Way, P 481/77
Hitchin, Pu/rei Hertfordshire, EnglandHitchin, Pu / rei Hertfordshire, England
Kraftverstärktes Zahnstangen-LenkgetriebePower-amplified rack and pinion steering gear
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Die Erfindung bezieht sich auf ein kraftverstärktes Zahnstangen-Lenkgetriebe. The invention relates to a power-assisted rack and pinion steering gear.
Solche als Servo-Lenkgetriebe bezeichnete Lenkeinrichtungen weisen im allgemeinen einen in einem Zylinder verschieblich gelagerten Kolben auf, an dessen Stirnseiten je eine Zylinderkammer gebildet ist. Bei Verdrehung des Lenkrades des Fahrzeuges wird ein Steuerventil betätigt, so daß Drucköl in jeweils eine der Kammern einströmt, wodurch sich der Kolben im Zylinder in der gleichen Richtung wie die Zahnstange verschiebt. Der Kolben ist mit der Zahnstange verbunden, so daß die Verschiebung des Kolbens unter dem Einfluß des Drucköls die Zahnstangenbewegung kraftverstärkt und demzufolge auch die über Spurstangen auf die Fahrzeugräder zu übertragende Lenkbewegung.Such steering devices, referred to as servo-steering gears, generally have one that is mounted displaceably in a cylinder Pistons, on each of the end faces of which a cylinder chamber is formed. When turning the steering wheel of the vehicle a control valve is actuated, so that pressure oil flows into one of the chambers, whereby the piston in the cylinder in the same direction as the rack moves. The piston is connected to the rack, so that the displacement of the Piston, under the influence of the pressure oil, increases the force of the rack movement and consequently also the through tie rods on the Steering movement to be transmitted to vehicle wheels.
Bei einer herkömmlichen Servolenkung dieser Art ist der Kolben auf der Zahnstange angeordnet und verschiebt sich in dem gleichzeitig als Hydraulikzylinder dienenden Zahnstangengehäuse.In a conventional power steering of this type, the piston is arranged on the rack and moves in it at the same time rack housing serving as hydraulic cylinder.
Bei Zahnstangen-Lenkgetrieben, bei denen das die Lenkbewegung übertragende Ritzel auf oder unmittelbar im Bereich der Mittellinie des Fahrzeuges angeordnet ist, ist es häufig schwierig, eine Kolbenanordnung in der der Zahnstange entsprechenden Länge vorzusehen. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist vorgeschlagen worden, den Kolben auf einer Kolbenstanjjp innerhalb eines vom Zahnstangengehäuse getrennt vorgesehenen Hydraulikzylinders anzuordnen und die Kolbenstange mit der Zahnstange an deren einem Ende oder im Bereiche eines Endes zu verbinden. Da hierbei die Krafteinleitung entweder am Ende der Zahnstange oder im Bereich ihres Endes erfolgt, werden Seiten- oder Querkräfte auf die Zahnstange übertragen. Dies hat eine Durchbiegung der Zahnstange und entsprechende Ungenauigkeiten in der Lenkbewegung zur Folge.In the case of rack and pinion steering gears in which the pinion transmitting the steering movement is on or directly in the area of the center line of the vehicle is arranged, it is often difficult to obtain a piston arrangement in the length corresponding to the rack to be provided. In order to avoid these difficulties, it has been proposed to place the piston on a piston rod inside a hydraulic cylinder provided separately from the rack housing and the piston rod with the rack to connect at one end or in the area of one end. Since here the introduction of force either at the end of the rack or takes place in the area of its end, lateral or transverse forces are transmitted to the rack. This has a sag the rack and corresponding inaccuracies in the steering movement result.
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Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, ein raumsparendes, kraftverstärktes Zahnstangen-Lenkgetriebe mit Mittelabgriff konstruktiv so auszubilden, daß trotz gedrängter Bauweise die auf die Zahnstange wirkenden Stellkräfte nicht zu einer Verbiegung der Zahnstange führen.Accordingly, it is the object of the invention to provide a space-saving, power-amplified Rack-and-pinion steering gear with center tap construction to be trained in such a way that despite the compact design, the actuating forces acting on the rack do not lead to a bending of the Guide rack.
Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die mit Spurstangen verbundene Zahnstange in einem Gehäuse unter Vermittlung mindestens eines Lagers verschieblich gelagert ist, daß ein in einem vom Gehäuse getrennten Zylinder hydraulisch betätigter Arbeitskolben vorgesehen ist, der zum Zwecke der Kraftverstärkung der Zahnstangenbewegung mit dem Lager verbunden ist.This object is achieved according to the invention in that the rack connected to tie rods is mediated in a housing at least one bearing is displaceably mounted that a hydraulically actuated in a cylinder separate from the housing Working piston is provided, which is connected to the bearing for the purpose of increasing the force of the rack movement.
Das Kupplungsorgan weist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein durch das Zahnstangengehäuse hindurchgeführtes Verbindungsstück auf, das mit dem Arbeitskolben verbunden ist. Hierzu ist ein Langloch im Zahnstangengehäuse vorgesehen. Das dem Kupplungsorgan abgewandte Ende des Verbindungsstückes ist mit der Kolbenstange dos Arbeitskolbens verbunden.The coupling member has according to a further feature of the invention a connecting piece passed through the rack housing and connected to the working piston. For this purpose, an elongated hole is provided in the rack housing. The end of the connecting piece facing away from the coupling element is connected to the piston rod of the working piston.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist das Kupplungsorgan eine zylindrische Lagerführungshülse auf, an derdas Verbindungsstück befestigt ist, sowie eine in der Lagerführungshülse angeordnete zylindrische Buchse. Das Verbindungsstück erstreckt sich vorzugsweise radial zur Zahnstange und Kolben und Zahnstange sind zueinander parallel beweglich gelagert.According to a further feature of the invention, the coupling member has a cylindrical bearing guide sleeve on which the connecting piece is attached, as well as a cylindrical bushing arranged in the bearing guide sleeve. The connector extends preferably radially to the rack and the piston and rack are mounted so that they can move parallel to one another.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Lenkgetriebes erfolgt die Krafteinleitung in die im Gehäuse verschieblich gelagerte, mit den Spurstangen verbundene Zahnstange im Bereich der eine rohrförmige Buchse aufweisenden Lagerführungshülse, so daß auftretende Seitenkräfte von der Buchse aufgenommen werden können, die Zahnstange also unbeeinflußt bleibt und damit von diesen Seiten- oder Querkräften nicht verbogen werden kann.Due to the inventive design of the steering gear, the force is introduced into the displaceably mounted in the housing, rack connected to the tie rods in the area of the bearing guide sleeve having a tubular bushing, so that occurring Lateral forces can be absorbed by the socket, so the rack remains unaffected and thus by these Lateral or transverse forces cannot be bent.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:The invention is shown below with reference to one in the drawing illustrated embodiment explained. Show it:
Figur 1 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf einen Teil eines Fahrzeug-Lenkgetriebes undFigure 1 is a plan view, partially in section, on part of a vehicle steering gear and
Figur 1 a eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht auf einen Teil des Lenkgetriebes nach Figur 1 in vergrößerter Darstellung.Figure 1 a is a partially sectioned plan view of part of the steering gear according to Figure 1 in an enlarged view.
Ein Fahrzeug-Lenkgetriebe gemäß Figur 1 weist eine Zahnstange ?. auf, die in ein mittig angeordnetes Antriebsrad 4 eingreift, das über ein Anschlußstück 6 mit einer nicht dargestellten Lenksäule verbunden ist. Die Zahnstange 2 ist in einem stirnseitig offenen Gehäuse 8 mittels zweier Lageranordnungen, die sich zu beiden Seiten des Antriebsrades 4 befinden, verschieblich gelagert. Jede Lageranordnung besteht aus einer rohrförmigen Buchse ΊΟ, die auf einer an der Zahnstange 2 angeordneten Lagerführungühülse Ί2 montiert ist. Jede Buchse ΊΟ liegt auf der zugeordneten Lagerführungshülse 12 in einer Eindrehung und ist durch einen Sicherungsring 13 gehalten.A vehicle steering gear according to FIG. 1 has a rack ?. which engages in a centrally arranged drive wheel 4 which is connected via a connector 6 to a steering column, not shown. The rack 2 is mounted displaceably in a housing 8 which is open at the end by means of two bearing arrangements which are located on both sides of the drive wheel 4. Each bearing arrangement consists of a tubular bush ΊΟ which is mounted on a bearing guide sleeve Ί2 arranged on the rack 2. Each bush ΊΟ lies on the assigned bearing guide sleeve 12 in a recess and is held by a locking ring 13.
Die Enden der Zahnstange 2 sind jeweils über ein Kugelgelenk 14 mit einem nicht näher bezeichneten Gestänge zur Übertragung der Lenkbewegung auf je ein zugeordnetes Rad verbunden.The ends of the rack 2 are each connected via a ball joint 14 connected to an unspecified linkage for transmitting the steering movement to an associated wheel.
Ferner ist an jeder Stirnseite des Zahnstangengehäuses 8 ein Dichtelement 16 vorgesehen, von dem jeweils ein Ende mit der zugeordneten Stirnseite des Gehäuses 8 verbunden ist, während der mittlere Abschnitt mit dem Kugelgelenk 14 verbunden ist. Das jeweils andere Ende ist dagegen mit dem nicht dargestellten Gestänge verbunden. Um den Bewegungen der Zahnstange 2 im GehäuseFurthermore, a sealing element 16 is provided on each end face of the rack housing 8, one end of which is associated with the associated Front side of the housing 8 is connected, while the middle section is connected to the ball joint 14. That each the other end, however, is connected to the linkage, not shown. To the movements of the rack 2 in the housing
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folgen zu können, ist das Lichtelement 16 ausziehbar ausgebildet. To be able to follow, the light element 16 is designed to be extendable.
Das Lenkgetriebe enthält ferner einen Arbeitskolben 18, der in einem geschlossenen, parallel zum Zahnstangengehäuse ti angeordneten Zylinder 20 verschieblich gelagert ist und den Zylinder 20 in zwei Kammern 22 und 24- unterteilt, von denen jeweils eine zu jeder Seite des Kolbens liegt. Eine Kolbenstange 26 ist durch die linke Stirnwand des geschlossenen Zylinders 20 öldicht hindurchgeführt. Ein Ende der Kolbenstange 26 ist an dem Arbeitskolben 18 befestigt, während das andere Ende über den Zylinder 20 hinausragt und an seinem freien Ende mit einem Gewinde 28 versehen ist.The steering gear also contains a working piston 18 which is slidably mounted in a closed cylinder 20 arranged parallel to the rack housing ti and divides the cylinder 20 into two chambers 22 and 24, one on each side of the piston. A piston rod 26 is passed through the left end wall of the closed cylinder 20 in an oil-tight manner. One end of the piston rod 26 is fastened to the working piston 18, while the other end projects beyond the cylinder 20 and is provided with a thread 28 at its free end.
Die in der Zeichnung links gezeigte Lagerführungshülse 12 ist einstückig mit einem Verbindungsstück 30 versehen, das durch ein Langloch 32 im Zahnstangengehäuse ö radial nach außen ragt. Das der Lagerführungshülse 12 abgewandte Ende des Verbindungsstückes 30 bildet eine öse 34 mit zylindrischer Innenmantelfläche, deren lichte Weite größer ist als der Gesamtdurchmesser des Endes 28 der Kolbenstange.The bearing guide sleeve 12 shown in the drawing on the left is provided in one piece with a connecting piece 30, which is through a Long hole 32 in the rack housing ö protrudes radially outward. That the end of the connecting piece 30 facing away from the bearing guide sleeve 12 forms an eyelet 34 with a cylindrical inner circumferential surface, the inside width is greater than the total diameter of the end 28 the piston rod.
Zum Anschluß des Verbindungsstückes 30 an die Kolbenstange 26 ist eine Anschlagmutter 36 auf das Gewinde 2ö aufgeschraubt. Zwei zylindrische Gummibuchsen 38, von denen jede an ihren Enden einen nach außen gerichteten Flansch 40 aufweist, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Verbindungsstückes 30 anliegen, sind in der öse 34 angeordnet. Ein rohrförmiger Abstandshalter 4-2 aus Stahl ist zwischen die Buchsen 38 eingebracht und ein U-förmiges Dichtelement 44 umschließt die Buchsen-Abstandsstück-Ansordnung. Das Dichtelement 44 weist zwei koaxiale Durchbrüche auf, die mit der Bohrung im Abstandshalter 42 fluchten.For connecting the connecting piece 30 to the piston rod 26 a stop nut 36 is screwed onto the thread 2ö. Two cylindrical rubber bushings 38, each of which has an outwardly directed flange 40 at its ends, which on each other opposite sides of the connecting piece 30 are in contact, are arranged in the eyelet 34. A tubular spacer 4-2 made of steel is inserted between the sockets 38 and a U-shaped sealing element 44 encloses the socket-spacer arrangement. The sealing element 44 has two coaxial openings which are connected to the bore in the spacer 42 cursing.
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Die Abmessungen der beschriebenen Anordnung sind so gewählt, daß die Bohrung im Abstandshalter 42 und die Durchbrüche in dem Dichtelement 44 etwas größer sind als der Durchmesser des Endes der Kolbenstange 2ö. Die Anordnung wird auf das Ende 28 bis zum Anschlag an der Mutter 36 aufgeschraubt, so daß sie zwischen den Muttern 36 und 46 fixierbar ist.The dimensions of the arrangement described are chosen so that the hole in the spacer 42 and the openings in the sealing element 44 are slightly larger than the diameter of the end of the piston rod 20. The arrangement is on the end 28 screwed up to the stop on the nut 36 so that it can be fixed between the nuts 36 and 46.
Im Betrieb wird durch die Bewegung des Lenkrades des Fahrzeuges ein Steuerventil 4b betätigt, wodurch öl in eine der beiden Kammern 22 oder 24 zufließt, so daß sich der Kolben 18 zum Zwecke der Kraftverstärkung der Bewegung der Zahnstange 2 verschiebt. Die Kolbenbewegung wird über die Kolbenstange 26, die Abstandshalter-Buchsen-Anordnung, das Verbindungsstück 30 und die linke Lagerführungshülse 12 auf die Zahnstange 2 übertragen. Da die Krafteinleitung in die Zahnstange im Bereich der Lagerführungshülse 12 erfolgt, werden die durch den vom Drucköl verstellten Arbeitskolben aufgebrachten Seitenkräfte von der Buchse 10 im Gehäuse 8 aufgenommen, so daß ein Durchbiegen der Zahnstange 2 ausgeschlossen ist.In operation, a control valve 4b is actuated by the movement of the steering wheel of the vehicle, whereby oil into one of the two chambers 22 or 24 flows in, so that the piston 18 is displaced for the purpose of amplifying the force of the movement of the rack 2. The piston movement is controlled by the piston rod 26, the spacer-bushing arrangement, the connecting piece 30 and the left bearing guide sleeve 12 are transferred to the rack 2. Since the Force is introduced into the rack in the area of the bearing guide sleeve 12, which are adjusted by the pressure oil Side forces applied to the working piston are absorbed by the bushing 10 in the housing 8, so that bending of the toothed rack 2 is excluded.
^09883/077A^ 09883 / 077A
Claims (9)
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |