DE2931184A1

DE2931184A1 - Zahnstangen-hydrolenkung

Info

Publication number: DE2931184A1
Application number: DE19792931184
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Walter
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1979-08-01
Filing date: 1979-08-01
Publication date: 1981-02-05
Also published as: FR2463040A1; ES8104756A1; ES493654A0; GB2056387B; US4380273A; JPH0223393B2; FR2463040B1; IT1154071B; SE8005465L; JPS5625058A; BR8004813A; IT8046871A1; AR220065A1; SE443961B; GB2056387A; IT8046871A0; DE2931184C2

Description

17. Juli 1979 - to Akte: ZF 593 48/79

Ar S6 3C'

Anmelder:

Zahnradfabrik Friedrichshafen

Aktiengesellschaft

7990 Friedrichshafen

Zahnstangen-Hydrolenkung

Die Erfindung betrifft eine Zahnstangen-Hydrolenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer in einem Lenkgehäuse in einer äußeren und in einer inneren Lagerung gelagerten, von einem Lenkritzel aus betätigten Zahnstange, auf der in radialer Richtung elastisch nachgiebig ein Kolben mit einem Kolbenring mit einer Außenringdichtung und mindestens einem elastischen inneren Dichtring befestigt ist, wobei in dem Lenkgehäuse durch den Kolben ein innerer und ein äußerer Druckraum gebildet ist.

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Eine derartige Lenkung ist in der DE-AS 21 59 487 beschrieben. Dabei ist das Lenkritzel und der gezahnte Teil der Zahnstange mit einer Lagerung in einem Lenkgehäuse angeordnet, während der übrige Teil der zahnstange im Inneren eines Zylinderrohres liegt. Bei Zahnstangen-Hydrolenkungen dient das Zylinderrohr: gleichzeitig als Arbeitszylinder, wobei der Servokolben auf der Zahnstange angeordnet ist. Der Kolben bildet dabei einen inneren und einen äußeren Druckraum in dem Zylinderrohr.

Ein Problem bei derartigen Lenkungen besteht darin, daß aufgrund von Fluchtungsfehlern und von Biegemomenten eine einwandfreie Abdichtung an dem Kolben nicht mehr gewährleistet ist. Aus diesem Grunde ist in der DE-AS 21 59 487 ein in axialer Richtung schwimmend gelagerter Kolben vorgeschlagen worden, durch den Fluchtungsfehler und Biegemomente ausgeglichen werden können. Dabei ist ein Kolbenring/^mer Außenringdichtung über einem elastischen inneren Dichtring mit der Zahnstange verbunden. In axialer Richtung ist der Kolbenring durch zwei Sprengringe gehalten. Große Axialkräfte können deshalb von dem Kolben nicht aufgenommen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zahnstangen-Hydrolenkung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der durch eine entsprechende Bauart des Kolbens Fluchtungsfehler und Biegemomente

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ebenso wie beim Stand der Technik ausgeglichen werden können, die aber einen geringeren Platzbedarf hat.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

a) der Kolben an dem inneren, verzahnten Ende der Zahnstange angeordnet ist;

b) auf das innere , verzahnte Ende der Zahnstange ein Basisring bis zu einem Anschlag aufschiebbar ist;

c) der Kolbenring zwischen dem Anschlag und einem von dem Zahnstangenende her aufgeschobenen Anschlagring in axialer Richtung mit Spiel gehalten ist;

d) der elastische Dichtring zwischen dem Basisring und dem Kolbenring angeordnet ist;

e) Anschlagring und Basisring durch eine Befestigungseinrichtung fest mit der Zahnstange verbunden sind.

Durch die Anordnung des Kolbens am inneren, verzahnten Ende der Zahnstange wird eine kürzere Bauart erreicht. Wahrend auf der inneren Seite als innerer Druckraum der Raum zwischen dem Zahnstangenende und der inneren Stirnseite des Zylinderrohres verwendet wird, dient als äußerer Druckraum der Ringraum zwischen der Zahn-

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stange und dem die Zahnstange umgebenden Zylinderrohr. Gleichzeitig dient dabei der Kolben als Anschlag, das heißt als Wegbegrenzung für die Lenkbewegung. Durch diese Maßnahme ist es erforderlich, daß der Kolben in axialer Richtung hohe Kräfte aufnehmen kann. An Stelle von Sprengringen wird dies durch den erfindungsgemäßen Anschlag und die Befestigungseinrichtung erreicht. In axialer Richtung ist der Kolben durch den elastischen Dichtring zwischen dem Basisring und dem Kolbenring schwimmend gelagert. Es ist lediglich dafür zu sorgen, daß der Kolbenring in axialer Richtung nicht eingeklemmt ist. Dies bedeutet, daß er nicht zwischen dem Anschlagring und dem Anschlag eingeklemmt werden darf. Dies kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß der Basisring eine größere axiale Länge aufweist,als die Dicke des Kolbenringes in diesem Bereich.

Eine einfache Befestigungseinrichtung des Kolbens auf dem Zahnstangenende besteht darin, daß die Befestigungsenrichtung als Klemmeinrichtung ausgebildet ist.

In Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß die Klemmeinrichtung durch eine nietförmige Umbördelung des Zahnstangenendes gebildet ist.

Diese nietförmige ümbördelung kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß das Zahnstangenende an dieser Stelle eine entsprechend große Innenbohrung aufweist, die einen derartigen Durchmesser hat, daß nur

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noch ein relativ schmaler Ring übrig ist. Zur Montage werden dann die einzelnen Teile auf die Zahnstange geschoben und anschließend wird der Ring nietförmig umgebordelt. Auf diese Weise ist der Kolben sicher auf der Zahnstange gehalten.

Erfindungsgeraäß kann ferner vorgesehen sein, daß Basisring und Anschlagring als gemeinsamer Winkelring ausgebildet ist, wobei die axiale Länge des Basisteiles des Winkelringes um ein geringes Maß größer ist, als die axiale Dicke des Kolbenringes in diesem Bereich.

Diese Ausgestaltung stellt eine einfache Konstruktion dar. Basisring und Anschlagring sind als gemeinsames Teil ausgebildet. Weiterhin wird durch die etwas größere axiale Länge des Basisteiles des Winkelringes, das auf die Zahnstange geschoben ist, die Spielfreiheit des Kolbenringes in axialer Richtung sicher gestellt.

Eine konstruktiv einfache Lösung für den Anschlag besteht darin, daß der Anschlag durch eine Durchmesserverringerung der Zahnstange am inneren Ende gebildet ist.

Selbstverständlich ließe sich der Anschlag auch auf andere Weise erreichen; z. B. durch entsprechende Anschlagringe, Anschlagstifte auf der Zahnstange ö. dgl.

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Statt der Befestigung des Kolbenringes durch eine nietförinige Umbördelung sind auch andere Befestigungsarten möglich; z. B. durch aufgedrehte Gewinderinge, Anschlagstifte o. dgl..

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Zahnstangen-Hydrolenkung;

Fig. 2 eine Ausschnittsvergrößerung des Kolbens.

Die Zahnstangen-Hydrolenkung weist ein Lenkgehäuse 1, ein damit verbundenes Zylinderrohr 2, eine Zahnstange 3 und ein Lenkritzel 4 auf. In dem Lenkgehäuse 1 befindet sich weiterhin auch das Lenkventil mit der Hydraulik für die Hydrolenkung. Diese Hydraulik ist von bekanntem Aufbau und wird deshalb nachfolgend nur kurz beschrieben. Die Lenkhandkraft wird über eine Lenkspindel 5 und einen Drehstab 6 in das Lenkventil eingeleitet und in bekannterweise hydraulisch unterstützt.

Am rechten, äußeren Ende der Zahnstange 3 sind die Spurstangenbefestigungen 7 angeordnet. Ein Servokolben8 ist aminneren, verzahnten Ende der Zahnstange 3 an-

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geordnet und bildet dadurch einen inneren Druckraum 9 und einen äußeren Druckraum 10. Der innere Druckraum wird von dem Zylinderrohr 2 mit einer Stirnseite begrenzt, während der Druckraum 10 durch die Umfangswand des Zylinderrohres 2 als Ringraum gebildet ist.

Ausbildung und Befestigung des Kolbens 8 auf dem inneren Zahnstangenende 3 ist aus der Fig. 2 deutlich ersichtlich.

Der Kolben weist einen Kolbenring 11 mit einer Außenringdichtung 12 auf. Die Außenring^dichtung 12 dichtet die beiden Druckräume 9 und 10 voneinander ab. Der Kolben 8 selbst läuft in einem in dem Zylinderrohr 2 befestigten Führungsrohr 13.

Auf die Zahnstange 3, deren inneres Ende einen geringeren Durchmesser hat als im übrigen Bereich, wodurci \?in Anschlag 14 entsteht, ist ein Winkelring 15 aufgeschoben. Zwischen dem Winkelring 15 und dem Kolbenring 11 sind zwei elcEbische Dichtringe 16 angeordnet. Das Basisteil 17 des Winkelringes 15 ist in axialer Richtung um ein geringes Maß langer als die Dicke des Kolbenringes 11 in diesem Bereich. Durch diese Maßnahme ist der Kolbenring 11 mit Spiel zwischen dem Winkelring 15 und dem Anschlag 14 angeordnet und kann sich in radialer Richtung bewegen. Durch diese Maßnahme werden Fluchtungsfehler und auftretende Biegemomente ausgeglichen.

Der Winkelring 15 ist durch eine nietförmige Umbordelung

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17 der Zahnstange 3 sicher auf der Zahnstange gehalten. Diese nietförmige Umbordelung 17 wird dadurch erreicht, daß die Zahnstange mit einer entsprechend großen Bohrung

18 versehen ist, so daß nur ein schmaler Ring 'übrig bleibt. Nach Montage der Einzelteile des Kolbens auf der Zahnstange wird dieser Ring in üblicherweise nietförmig umgebördelt.

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Claims

17. Juli 1979 - to Akte: ZF 593 48/79

Anmelder:

Zahnradfabrik Friedrichshafen

Aktiengesellschaft

Friedrichshafen

Patentansprüche

Zahnstangen-Hydrolenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer in einem Lenkgehäuse in einer äußeren und in einer inneren Lagerung gelagerten, von einem Lenkritzel aus betätigten Zahnstange, auf der in radialer Richtung elastisch nachgiebig ein Kolben mit einem Kolbenring mit einer Außenringdichtung und mindestens einem elastischen inneren Dichtring befestigt ist, wobei in dem Lenkgehäuse durch den Kolben ein innerer und ein äußerer Druck-

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raum gebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Kolben (8) an dem inneren, verzahnten Ende der Zahnstange (3) angeordnet ist;

b) auf das innere, verzahnte Ende der Zahnstange

(3) ein Basisring (15) bis zu einem Anschlag (14) aufschiebbar ist;

c) der Kolbenring (11) zwischen dem Anschlag (14)

und einem von dem Zahnstangenende her aufgeschobenen Anschlagring (15) in axialer Richtung mit Spiel gehalten ist;

d) der elastische Dichtring (16)zwischen dem Basisring (15) und dem Kolbenring (11) angeordnet ist;

e) Anschlagring (15) und Basisring (15) durch eine Befestigungseinrichtung (17) fest mit der Zahnstange (3) verbunden sind.

2. Zahnstangen-Hydrolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung als Klemmeinrichtung (17) ausgebildet ist.

3. Zahnstangen-Hydrolenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung durch eine nietförmige Umbördelung (17) des Zahnstangenendes gebildet ist.

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4. Zahnstangen-Hydrolenkung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß Basisring und Anschlagring als gemeinsamer Winkelring (15) ausgebildet ist, wobei die axiale Länge des Basisteiles des Winkelringes (15y^raein geringes Maß größer ist, als die axiale Dicke des Kolbenringes ("ti) in diesem Bereich.

5. Zahnstangen-Hydrolenkung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag durch eine Durchmesserverringerung (14) der Zahnstange (3) am inneren Ende gebildet ist.

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