DE3922442A1 - Stroemungsmittelbetaetigte lenkhilfe fuer zahnstangenlenkgetriebe mit endseitigem anschluss - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Lenkgetriebe und im besonderen eine strömungsmittelbetätigte Lenkhilfe für ein Zahnstangenlenkgetriebe mit endseitigem Anschluß.

Strömungsmittelbetätigte Lenkhilfen für Zahnstangenlenkge­ triebe mit endseitigem Anschluß sind bekannt. Die US-PS 42 11 152 offenbart ein solches Lenkgetriebe. Das Lenkgetriebe der US-PS 42 11 152 umfaßt ein Zahnstangengehäuse zur Befestigung an einem Fahrzeug. Ein Zahnstangenteil wird in dem Gehäuse für eine axiale Bewegung bezüglich des Zahnstangengehäuses gehalten. Axial gegenüberliegende Enden des Zahnstangenteils sind jeweils mit einem Kugelgelenk von jeweiligen Spurstangen verbunden, die den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs zugeordnet sind. Zahnstangenzähne sind auf dem Zahnstangenteil neben einem seiner axialen Enden ausgebildet. Ein drehbares Ritzel befindet sich in Zahneingriff mit den Zahnstangenzähnen. Ein Fluidmotor ist dem Zahnstangenteil zur Bereitstellung einer Lenkhilfe für die Bewegung zugeordnet. Der Fluidmotor umfaßt einen Kolben, der an dem Zahnstangenteil fixiert ist, sich in einer Fluidkammer des Fluidmotors befindet und mit dem Zahn­ stangenelement bewegbar ist. Der Kolben befindet sich zwischen Endwänden der Fluidkammer und unterteilt die Fluid­ kammer in ein Paar von Lenkhilfefluid-Arbeitskammern.

Das Zahnstangenteil ist von einer Anfangsstellung aus in entgegengesetzte Richtungen bewegbar. Ein Zahnstangenzahn an einem Ende der Zahnstange ist in einer Entfernung von einem Zahnstangenzahn an dem anderen Ende der Zahnstange beabstan­ det, die den Arbeitshub des Zahnstangenteils bestimmt. Dichtungen befinden sich in den gegenüberliegenden Endwänden des Fluidmotors. Die Endwände des Fluidmotors sind mindestens in einer Entfernung voneinander beabstandet, der gleich dem Arbeitshub des Zahnstangenteils ist. Die Dichtungen umgeben den Umfang des Zahnstangenteils dicht, um ein Auslaufen des Fluids aus den Arbeitskammern zu verhindern.

Das Zahnstangenteil weist über eine Länge, die ungefähr der halben Länge des Arbeitshubs des Zahnstangenteils entspricht, neben den Zahnstangenzähnen eine relativ glatte Oberfläche auf. Die glatte Oberfläche beabstandet die Zahnstangenzähne von einer der Dichtungen, so daß sich die Zähne nicht in eine Stellung innerhalb der Dichtung bewegen können, die zu einem Auslaufen von Fluid führen könnte. In seiner Anfangsstellung befindet sich der Kolben in einem Abstand von wenigstens einem halben Arbeitshub des Zahnstangenteils von jeder der Endwände der Fluidkammer. Der Abstand, in dem sich das Zahnstangenteil axial von dem Zahnstangengehäuse nach außen erstreckt, muß wenigstens gleich dem halben Arbeitshub des Zahnstangenelements sein, so daß die Kugelgelenke der Spurstangen nicht mit Endwänden des Gehäuses in Eingriff gelangen.

Die Gesamtlänge des Zahnstangenteils ist definiert als die Summe der Längen von Abschnitten des Zahnstangenteils, die erforderlich sind, um die Bewegung des Zahnstangenteils unterzubringen, zuzüglich der Summe der Längen des Kolbens, der Kammerendwände, des Lagers und der Beabstandung der Kugelgelenke entlang des Zahnstangenteils. Die Summe der Längen der Abschnitte des Zahnstangenteils, die erforderlich ist, um die Bewegung des Zahnstangenteils unterzubringen, muß mindestens den dreifachen Arbeitshub des Zahnstangenteils betragen. Der genaue Arbeitshub des Zahnstangenteils und damit die Gesamtlänge des Zahnstangenteils hängt von den Erfordernissen des speziellen Fahrzeugs ab, in dem das Lenkgetriebe verwendet wird.

Ein solches Lenkgetriebe weist ein relativ langes Zahn­ stangenteil auf. Folglich nimmt das Lenkgetriebe wertvollen Raum im Fahrzeug ein. Es dürfte offensichtlich sein, daß es wünschenswert wäre, die Länge der Zahnstange zu reduzieren und dadurch die Raummenge zu reduzieren, die erforderlich ist, um ein Lenkgetriebe in einem Fahrzeug unterzubringen, Gewicht im Fahrzeug zu vermindern und für optimale Fahrzeug- Lenkeigenschaften zu sorgen, die vielleicht kürzere Zahn­ stangenlängen erfordern, als sie in Lenkgetrieben mit endseitigem Anschluß nach dem Stand der Technik zur Verfügung stehen.

Die vorliegende Erfindung stellt eine strömungsmittelbetä­ tigte Lenkhilfe für Zahnstangenlenkgetriebe mit endseitigem Anschluß zum Lenken eines Paars lenkbarer Räder eines Fahr­ zeugs bereit. Das Lenkgetriebe umfaßt ein Zahnstangenteil mit relativ geringer Länge. Das Lenkgetriebe nach der vorliegen­ den Erfindung hat also den Vorteil, eine relativ kompakte Größe und relativ geringes Gewicht aufzuweisen.

Das Lenkgetriebe nach einem Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung umfaßt ein Zahnstangengehäuse, das an einem Fahrzeug befestigt werden kann. Ein Zahnstangenteil ist in dem Gehäuse bewegbar und weist axial gegenüberliegende Enden auf, die mit Kugelgelenken eines Paars von Spurstangen verbunden werden können. Die Spurstangen sind mit den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs verbunden. Eine Vielzahl von Zahnstangenzähnen ist auf dem Zahnstangenteil ausgebildet. Ein drehbares Ritzel befindet sich in Zahneingriff mit den Zahnstangenzähnen auf dem Zahnstangenteil. Ein Fluidmotor bewegt das Zahnstangenteil, um eine Lenkhilfe bereitzu­ stellen. Der Fluidmotor befindet sich vollständig innerhalb der axialen Ausdehnung des Zahnstangenteils. Der Fluidmotor umfaßt einen Kolben, der an dem Gehäuse fixiert ist. Erste und zweite Endwandteile sind an gegenüberliegenden Seiten des Kolbens an dem Zahnstangenteil fixiert. Die ersten und zweiten Wandteile sind zusammen mit dem Zahnstangenteil beweglich, wenn unter Druck stehendes Fluid in einen Raum zwischen dem Kolben und eines der ersten und zweiten Endwandteile gerichtet wird.

Das Zahnstangenteil läßt sich auf einem Pfad zwischen End­ begrenzungen hin- und herbewegen, die in einer vorbestimmten Entfernung voneinander beabstandet sind. Das Zahnstangenteil weist eine Gesamtlänge auf, die durch die Summe der Längen der Abschnitte des Zahnstangenteils definiert ist, die erfor­ derlich ist, um die Bewegung des Zahnstangenteils unter­ zubringen, zuzüglich der Summe der Längen des Kolbens, der Kammer-Endwände, des Lagers und der Beabstandung der Kugelge­ lenke entlang dem Zahnstangenteil. Die Summe der Längen der Abschnitte des Zahnstangenteils, die erforderlich ist, um die Bewegung der Zahnstange unterzubringen, beträgt weniger als die dreifache vorbestimmte Entfernung zwischen den Endbe­ grenzungen des Bewegungspfades des Zahnstangenteils.

Eines der ersten und zweiten Endwandteile ist an einer Stelle neben den Zahnstangenzähnen an dem Zahnstangenteil fixiert. Ein Lager ist an einer Stelle neben dem anderen der ersten und zweiten Endwandteile fixiert. Das Lager läßt sich mit dem Zahnstangenteil bewegen, um das Zahnstangenteil für eine Bewegung bezüglich des Gehäuses zu halten. Eines der Kugelge­ lenke läßt sich mit dem Zahnstangenelement axial außerhalb des Lagers verbinden. Das Kugelgelenk läßt sich während der Bewegung des Zahnstangenteils innerhalb des Gehäuses bewegen. Das Kugelgelenk ist von dem Lager in einer Entfernung beab­ standet, die für einen gegebenen inneren Durchmesser genügend groß ist, um eine Spurstangen-Gelenkverbindung für die spezielle Fahrzeuganwendung vorzusehen.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung läßt sich eines der Kugelgelenke mit dem Zahn­ stangenteil neben dem Lager verbinden. Die Spurstangen- Gelenkverbindung, die für die spezielle Fahrzeuganwendung nötig ist, ist dadurch vorgesehen, daß der innere Durchmesser des Gehäuses so gewählt ist, daß er genügend groß ist, um die maximale Gelenkverbindung der Spurstange aufzunehmen, wenn das Zahnstangenteil mit dem Kugelgelenk innerhalb des Gehäu­ ses an einer Hubbegrenzung positioniert ist. Ein solcher Innendurchmesser des Gehäuses kann unabhängig von Beschrän­ kungen für das Lenkgetriebe aufgrund der Bewegung der Zahn­ stange oder der axialen Konstruktion gewählt werden. Die Summe der Längen der Abschnitte des Zahnstangenteils, die erforderlich ist, um die Bewegung des Zahnstangenteils unterzubringen, beträgt die zweifache vorbestimmte Länge zwischen Endbegrenzungen des Bewegungspfads des Zahnstangen­ teils.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen; darin sind

Fig. 1 eine Längsschnitt-Ansicht eines Zahnstangenlenkgetrie­ bes nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine Längsschnitt-Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Zahnstangenlenkgetriebes der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 bis 4 Ansichten ähnlich wie die aus Fig. 2 mit Teilen in anderen Positionen,

Fig. 5 eine Längsschnitt-Ansicht eines weiteren Ausführungs­ beispiels eines Zahnstangenlenkgetriebes der vorliegenden Erfindung und

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich der aus Fig. 5 mit Teilen in anderen Positionen.

Ein bekanntes Lenkgetriebe 20 nach dem Stand der Technik zur Lenkung eines Paars lenkbarer Räder eines Fahrzeugs ist in Fig. 1 dargestellt. Das Lenkgetriebe 20 umfaßt ein allgemein rohrförmiges Zahnstangengehäuse 22, das sich am Fahrzeug befestigen läßt. Ein Zahnstangenteil 24 wird in dem Zahn­ stangengehäuse 22 gehalten und läßt sich bezüglich des Zahnstangengehäuses von einer Anfangs-Mittenposition, wie in Fig. 1 dargestellt, in äquidistant entgegengesetzte Rich­ tungen bewegen. Eine Vielzahl von Zahnstangenzähnen 26 ist auf dem Zahnstangenteil 24 ausgebildet. Ein Ritzel 28 wird für eine Drehung gehalten und steht mit den Zahnstangenzähnen 26 auf dem Zahnstangenteil 24 in Zahneingriff. Ein Paar von Spurstangen 32, 34 weisen jeweils Kugelgelenke 36, 38 auf, die mit axial gegenüberliegenden Enden des Zahnstangenteils 24 verbunden sind. Die Spurstangen 32, 34 lassen sich jeweils mit lenkbaren (nicht gezeigten) Rädern des Fahrzeugs verbinden.

Das Lenkgetriebe 20 weist einen Fluidmotor 42 zur Bereit­ stellung einer Lenkhilfe auf. Der Fluidmotor 42 umfaßt ein Paar von Arbeitskammern 44, 46 mit veränderbarem Volumen, die durch einen Kolben 52 getrennt sind, der an dem Zahn­ stangenteil 24 fixiert ist. Der Kolben 52 läßt sich mit dem Zahnstangenteil 24 bewegen. Ein Paar von Endwänden 54, 56 ist innen an dem Zahnstangengehäuse 22 befestigt. Wird unter Druck stehendes Fluid in eine der Arbeitskammern 44 oder 46 gerichtet, dann wirkt das Fluid gegen den Kolben 52, um die Arbeitskammer auszudehnen. Der Kolben und das Zahnstangenteil 24 bewegen sich in einer vorbestimmten Richtung und über eine vorbestimmte Entfernung bezüglich des Zahnstangengehäuses 22.

Ein Steuerventil 62 wird in einem Gehäuse 64 gehalten. Wird das Steuerventil 62 betätigt, dann richtet es einen Fluid­ strom auf jeweils eine der Arbeitskammern 44, 48. Das Steuer­ ventil wird in Reaktion auf die relative Drehung zwischen dem Ritzel 28 und einer Eingangswelle 66 betätigt, die sich mit dem (nicht gezeigten) Lenkrad des Fahrzeugs verbinden läßt.

Der Zahnstangenteil 24 läßt sich von einer Anfangs-Mitten­ position äquidistant in beiden Richtungen bewegen, um die lenkbaren Räder des Fahrzeugs zu lenken, wie in Fig. 1 dar­ gestellt. Ein Zahnstangenzahn 26 a am linken Ende der Zahn­ stange ist von einem Zahnstangenzahn 26 b am rechten Ende der Zahnstange beabstandet. Die Entfernung 72 zwischen den End- Zahnstangenzähnen 26 a, 26 b legt den maximalen Arbeitshub t fest, den das Zahnstangenteil 24 zurücklegen kann. Befindet sich das Zahnstangenteil 24 in seiner Anfangs-Mittenposition, in der die lenkbaren Räder im wesentlichen gerade nach vorne ausgerichtet sind, dann befindet sich der Kolben 52 jeweils in einer Entfernung 74, 76 von jeder der Endwände 54, 56, die etwas größer als die halbe Länge des Arbeitshubs t des Zahnstangenteils ist.

Die linke Endwand 54 weist eine ringförmige Ausnehmung 54 auf, die eine Dichtung 58 aufnimmt. Die Dichtung 58 umgibt dicht den äußeren Umfang eines glatten Abschnitts 60 des Zahnstangenteils 24, wenn er sich durch die linke Endwand 54 bewegt. Zur Aufrechterhaltung der Fluiddichtung darf der Zahn 26 b am Ende der Zahnstange sich nicht bis zur rechten Seite der Dichtung 58 erstrecken, wenn der Zahnstangenteil 24 an seine rechte Hubbegrenzung bewegt wird, wie in Fig. 1 darge­ stellt. Der Zahn 26 b am Ende der Zahnstange ist also wenigstens in einer Entfernung 78 von der Dichtung beab­ standet, die dem halben Arbeitshub des Zahnstangenteils 24 entspricht.

Das Kugelgelenk 38 der Spurstange 34 ist in Abstand von der rechten Fläche eines Lagers 82 angeordnet, das an dem Zahn­ stangengehäuse 22 fixiert ist. Das Kugelgelenk 38 befindet sich axial außerhalb der rechten Endwand 56 in einer Entfernung 84, die wenigstens dem halben Arbeitshub t des Zahnstangenteils 24 entspricht. Dies ermöglicht es, daß das Zahnstangenteil 24 an seine linke Hubbegrenzung bewegt wird, ohne daß das Kugelgelenk 38 mit dem Lager 82 in Eingriff gelangt.

Die Gesamtlänge L 1 des Zahnstangenteils 24 ist festgelegt durch die Summe der Längen 72, 74, 76, 78, 84 der Abschnitte des Zahnstangenteils 24, die erforderlich sind, um die Bewe­ gung des Zahnstangenteils unterzubringen, zuzüglich der Summe der Längen 90, 92, 94, 96, 98 der anderen Abschnitte des Zahnstangenteils. Die Längen 90, 92, 94, 96, 98 der anderen Abschnitte des Zahnstangenteils 24 entsprechen den Längen des Kolbens 52, der Endwände 54 und 56, des Lagers 82 und der Beabstandung der Kugelgelenke 36, 38 entlang des Zahnstangen­ teils, um den Eingriff mit Enden des Zahnstangengehäuses 22 zu vermeiden. Es ist also offensichtlich, daß die Summe der Längen 72, 74, 76, 78, 84 von Abschnitten des Zahnstangen­ teils 24, die erforderlich ist, um die Zahnstangenbewegung in dem Lenkgetriebe 20 nach dem Stand der Technik unterzu­ bringen, mindestens den dreifachen Arbeitshub t des Zahn­ stangenteils 24 betragen muß, der durch die Entfernung 72 zwischen den Endzähnen 26 a, 26 b der Zahnstange definiert ist.

Ein Lenkgetriebe 100 nach einem Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Das Lenkge­ triebe 100 weist eine strömungsmittelbetätigte Lenkhilfe für Zahnstangengetriebe mit endseitigem Anschluß auf. Das Lenk­ getriebe 100 umfaßt ein allgemein rohrförmiges Zahnstangen­ gehäuse 102, das an einem Fahrzeug befestigt werden kann. Ein Zahnstangenteil 104 befindet sich innerhalb des Gehäuses 102 und ist von einer Anfangs-Mittenposition, wie in Fig. 2 dargestellt, in beiden Richtungen äquidistant in die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Stellungen zu bewegen.

Eine Vielzahl von Zahnstangenzähnen 106 ist auf dem Zahn­ stangenteil 104 ausgebildet. Der maximale Arbeitshub t, den das Zahnstangenteil 104 zurücklegen kann, ist gleich dem maximalen Arbeitshub t des oben beschriebenen Zahnstangen­ teils 24 und durch die Entfernung 110 zwischen den Endzähnen 106 a, 106 b der Zahnstange festgelegt. Ein drehbares Ritzel 108 befindet sich in Zahneingriff mit den Zahnstangenzähnen 106. Ein Paar von Spurstangen 112, 114 umfaßt jeweils Kugelgelenke 116, 118, die an axial gegenüberliegenden Enden des Zahnstangenteils 104 befestigt sind. Die Spurstangen 112, 114 sind mit lenkbaren Rädern des Fahrzeugs verbunden. Jedes der offenen axialen Enden des Zahnstangengehäuses 102 ist durch einen (nicht gezeigten) Balg abgedichtet, der zwischen dem Zahnstangengehäuse und jeweils einem der Kugelgelenke 116, 118 verläuft.

Eine Kolben- oder Mittelwand 132 ist innen an dem Gehäuse 102 fixiert. Eine bewegliche Endwand 134 ist in einer Entfernung 160 von der Mittelwand 132 an dem Zahnstangenteil 104 fixiert. Die Endwand 134 läßt sich mit dem Zahnstangenteil 104 bewegen. Die Entfernung 160 ist etwas größer als der halbe Arbeitshub t des Zahnstangenteils 104. Die bewegliche Endwand 134 befindet sich neben dem äußerst rechts angeordne­ ten Endzahn 106 b der Zahnstangenzähne 106. Die bewegliche Endwand 134 wirkt mit der Mittelwand 132 zusammen und bestimmt so eine Arbeitskammer 144 mit veränderbarem Volumen. Wird unter Druck stehendes Fluid in die Arbeitskammer 144 gerichtet, dann bewegen sich die Endwand 134 und das Zahn­ stangenteil 104 nach links von seiner Mittelposition, die in Fig. 2 dargestellt ist, zu der linken Endbegrenzungsstellung, die in Fig. 3 dargestellt ist.

Bewegt sich das Zahnstangenteil 104 bezüglich des Zahn­ stangengehäuses 102 von der Position, die in Fig. 2 dargestellt ist, nach links zu der in Fig. 3 dargestellten Position, dann gelangt das Ritzel 108 mit dem äußerst rechten Zahn 106 a der Zahnstange in Eingriff, und die zweite bewegliche Wand 136 wird in nächste Nähe der Mittelwand 132 gebracht. Das Stiftgelenk 118 für die Spurstange 114 und das rechte axiale Ende des Zahnstangenteils 104 befindet sich innerhalb des axialen Endes des Zahnstangengehäuses 102.

Eine bewegliche Endwand 136 ist an dem Zahnstangenteil 104 auf einer Seite der Mittelwand 132 fixiert, die gegenüber der Stelle liegt, an der sich die bewegliche Endwand 134 befin­ det. Die bewegliche Endwand 136 bewegt sich mit dem Zahn­ stangenteil 104. Die bewegliche Endwand 136 ist in einer Entfernung 162 von der Mittelwand 132 angeordnet. Die Ent­ fernung 162 ist etwas größer als ein halber Arbeitshub t des Zahnstangenteils 104. Die bewegliche Endwand 136 und die Mittelwand 132 wirken zusammen und bestimmen so eine weitere Arbeitskammer 146 mit veränderbarem Volumen. Wird unter Druck stehendes Fluid in die Arbeitskammer 146 gerichtet, dann bewegen sich die Endwand 136 und das Zahnstangenteil 104 von der Mittelposition aus Fig. 2 zu der rechten Endbegrenzungs-Position, die in Fig. 4 dargestellt ist.

Ein Lager 152 ist an dem Zahnstangenteil 104 fixiert und befindet sich axial außerhalb der beweglichen Endwand 136. Das Lager 152 hält das Zahnstangenteil 104 zur Bewegung innerhalb und bezüglich des Zahnstangengehäuses 102. Das Lager 152 verhindert, daß die Lastübertragung in einer Richtung quer zu der zentralen Längsachse des Zahnstangen­ teils 104 auf die Endwand 136 übertragen wird.

Das Kugelgelenk 118 der Spurstange 114 befindet sich in einer Entfernung 164 von dem Lager 152. Die Beabstandung des Kugel­ gelenks 118 von dem Lager 152 erlaubt es, daß die Spurstange 114 über einen Winkel A 1 in Gelenkverbindung steht, wenn sich das Kugelgelenk innerhalb des Zahnstangengehäuses 102 befin­ det, was in Fig. 3 dargestellt ist. Die Entfernung 164 und der Gelenkverbindungswinkel A 1 werden jeweils für die Anwen­ dung in einem speziellen Fahrzeug ausgewählt.

In Fig. 4 ist das Zahnstangenelement 104 nach rechts von der Mittelposition zu seiner rechten Hubbegrenzung bewegt. Das Ritzel 108 greift an den linken Endzahn 106 a der Zahnstange an, und die erste bewegliche Wand 134 befindet sich in nächster Nähe zu der fixierten Mittelwand 132. Das Lager 152 hat sich zu dem rechten axialen Ende des Gehäuses 102 bewegt. Die Lage des Lagers 152 bestimmt die absolute axiale Minimal­ ausdehnung des Zahnstangengehäuses 102, die erforderlich ist, um das Zahnstangenteil 104 für eine Bewegung zu seiner rechten Hubbegrenzung zu halten. Es ist offensichtlich, daß die Länge des Zahnstangengehäuses 102 um eine Entfernung H von der Länge des Zahnstangengehäuses 22 vermindert werden kann, die in Fig. 1 erforderlich war. Es sind also Gewichts­ ersparnisse und eine Größenverminderung des modifizierten Zahnstangenteils 104 und des Zahnstangengehäuses 102 realisiert.

Die Fixierung der beweglichen Endwand 134 an dem Zahnstangen­ teil 104 stellt sicher, daß sich keine Zähne 106 der Zahn­ stange durch eine Fluiddichtung bewegen. Die Befestigung der beweglichen Endwand 134 neben dem Zahn 106 b der Zahnstange erlaubt außerdem vorteilhaft eine Verminderung der Länge des Zahnstangenteils 24 um einen Betrag, der ungefähr einen halben Arbeitshub t des Zahnstangenteils ausmacht, der vorher von dem glatten Bereich 60 (Fig. 1) des Zahnstangenteils 24 besetzt war, der erforderlich war, um den letzten Zahn 26 b der Zahnstange von der Dichtung 58 in dem Lenkgetriebe 20 nach dem Stand der Technik zu beabstanden.

Die Gesamtlänge L 2 des Zahnstangenteils 104 ist festgelegt durch die Summen der Längen 110, 160, 162, 164 von Abschnit­ ten des Zahnstangenteils 104, die erforderlich sind, um die Bewegung des Zahnstangenteils 104 unterzubringen, zuzüglich der Summe der Längen 170, 172, 174, 176, 178 anderer Ab­ schnitte des Zahnstangenteils. Die Längen 170, 172, 174, 176, 178 der anderen Abschnitte des Zahnstangenteils 104 lassen sich in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung verändern und entsprechen den Längen der Mittelwand 132, der Endwände 134 und 136, des Lagers 152 und der Beabstandung der Kugelgelenke 116, 118 entlang des Zahnstangenteils zur Vermeidung des Eingriffs mit Enden des Zahnstangengehäuses 102. Die Summe der Längen 170, 172, 174, 176, 178 des Zahnstangenteils 104 ist im wesentlichen gleich der Summe der Längen 90, 92, 94, 96, 98 des Zahnstangenteils 24. Die Summe der Längen 110, 160, 162, 164 von Abschnitten des Zahn­ stangenteils 104, die erforderlich ist, um die Bewegung der Zahnstange unterzubringen, beträgt weniger als den dreifachen Arbeitshub t des Zahnstangenteils und beträgt bevorzugt 2½­ mal die Länge des Arbeitshubs t des Zahnstangenteils.

Die Gesamtlänge L 2 des Zahnstangenteils 104 ist um eine Länge R (Fig. 2) im Vergleich zu der Länge L 1 des Zahnstangenteils 24 (Fig. 1) vermindert. Die Länge R ist ungefähr gleich einem halben Arbeitshub t des Zahnstangenteils 104 in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel. Die Verminderung der Länge des Zahnstangenteils 104 verringert auch das Gewicht des Zahnstangenteils und folglich des Lenkgetriebes 100. Das Lenkgetriebe 100 läßt sich also kompakter und leichter als die Lenkgetriebe nach dem Stand der Technik bauen; diese Eigenschaften sind von den Fahrzeugkonstrukteuren erwünscht.

Ein solches Lenkgetriebe 100 erlaubt es auch, die Kugelge­ lenke 116, 118 dichter beieinander anzuordnen, was ebenfalls wünschenswert sein kann, um die Federungs- und Kurvenfahr­ eigenschaften der Fahrzeugaufhängung sowie die Ackermannlen­ kung bei einigen Fahrzeugen zu verbessern.

Fig. 5 stellt ein alternatives Ausführungsbeispiel des Lenk­ getriebes 200 nach der vorliegenden Erfindung dar. Das Lenk­ getriebe 200 ist ein Zahnstangengetriebe mit strömungsmittel­ betätigter Lenkhilfe. Das Lenkgetriebe 200 umfaßt ein Zahn­ stangengehäuse 202, das dem in den Fig. 2 bis 4 darge­ stellten Lenkgetriebe ähnlich ist. Ein Zahnstangenteil 204 wird innerhalb des Zahnstangengehäuses 204 für eine axiale Hin- und Herbewegung bezüglich des Zahnstangengehäuses 202 gehalten und weist einen maximalen Arbeitshub t auf. Der Aufbau des Zahnstangenteils 204 ist ähnlich dem des Zahnstangenteils 104, das in den Fig. 2 bis 4 dargestellt und oben beschrieben ist, er wurde aber modifiziert, um eine noch geringere Gesamtlänge im Vergleich zu der Länge des Zahnstangenteils 104 zu erreichen.

Das Zahnstangenteil 204 wurde dadurch verkürzt, daß ein Kugel­ gelenk 214 für die rechte Spurstange 218 so nahe wie möglich neben dem Lager 252 angeordnet wurde. Das Lager 252 hält den rechten axialen Endabschnitt des Zahnstangenteils 204. Diese Maßnahme verkürzt das Zahnstangenteil 204 im Vergleich zu der Länge des Zahnstangenteils 104 ungefähr um die Länge 164 (Fig. 3).

Die Gesamtlänge L 3 des Zahnstangenteils 204 ist festgelegt durch die Summe der Längen 260, 262, 264 der Abschnitte des Zahnstangenteils 204, die erforderlich sind, um die Bewegung des Zahnstangenteils unterzubringen, zuzüglich der Summe der Längen 270, 272, 274, 276 anderer Abschnitte des Zahn­ stangenteils. Die Längen 270, 272, 274, 276 der anderen Abschnitte des Zahnstangenelements 204 lassen sich in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung verändern und entsprechen den Längen des Kolbens 232, der Endwände 234 und 236, des Lagers 252 und der Beabstandung der Kugelgelenke 216, 218 entlang des Zahnstangenteils. Die Summe der Längen 260, 262, 264 der Abschnitte des Zahnstangenelements 204, die erforderlich ist, um die Bewegung der Zahnstange unterzu­ bringen, beträgt weniger als zweieinhalbmal und bevorzugt zweimal den Arbeitshub t des Zahnstangenelements 204.

Wie in Fig. 6 dargestellt ist, ist die Gelenkbewegung der Spurstange 218 auf den Winkel A 2 beschränkt, in dem die Spurstange 218 mit der inneren Fläche des axialen Endes des Zahnstangengehäuses 202 in Kontakt steht. Es ist jedoch klar, daß der Gehäusedurchmesser unabhängig von Einschränkungen aufgrund des Arbeitshubs oder der Konstruktion der Achse des Lenkgetriebes zur Bereitstellung der Spurstangen-Gelenkbewe­ gung gewählt werden kann, die aufgrund der speziellen Fahrzeuganwendung erforderlich ist.

Claims (11)

1. Strömungsmittelbetätigte Lenkhilfe für ein Lenkgetriebe zur Lenkung eines Paars lenkbarer Räder eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch

• - ein an dem Fahrzeug zu befestigendes Gehäuse,
• - ein Zahnstangenteil, das in dem Gehäuse beweglich ist und an axial gegenüberliegenden Enden jeweils mit einer aus einem Paar Spurstangen zu verbinden ist, die den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs zugeordnet sind,
• - eine Vielzahl von auf dem Zahnstangenteil ausgebildeten Zahnstangenzähnen,
• - ein drehbares Ritzel, das in Zahneingriff mit den Zähnen der Zahnstange steht, und
• - einen Fluidmotor zur Bewegung des Zahnstangenteils zum Bereitstellen einer Lenkhilfe, wobei der hydraulische Motor einen Kolben aufweist, der an dem Gehäuse fixiert ist, sowie erste und zweite Teile, die an dem Zahnstangen­ teil an gegenüberliegenden Seiten des Kolbens fixiert und mit dem Zahnstangenteil beweglich sind, wenn unter Druck stehendes Fluid in einen Raum zwischen dem Kolben und einem der ersten und zweiten Teile gerichtet wird.

2. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnstangenteil in einem Pfad zwischen in einer vorbe­ stimmten Entfernung beabstandeten Endbegrenzungen hin- und herbewegbar ist,
wobei das Zahnstangenteil eine Gesamtlänge aufweist, die durch die Entfernung zwischen den Stellen bestimmt ist, an denen das Paar Spurstangen mit dem Zahnstangenteil zu ver­ binden sind, und
wobei ein Abschnitt der Gesamtlänge des Zahnstangenteils, der erforderlich ist, um die Bewegung der Zahnstange unterzu­ bringen, weniger als die dreifache vorbestimmte Entfernung zwischen den Endbegrenzungen des Bewegungspfades des Zahn­ stangenteils beträgt.

3. Lenkgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der ersten oder zweiten Teile an dem Zahnstangenteil an einer Stelle neben den Zahnstangenzähnen fixiert ist.

4. Lenkgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem ein Lager umfaßt, das an dem Zahnstangenteil an einer Stelle befestigt ist, die neben dem anderen der ersten und zweiten Teile liegt, und das mit dem Zahnstangenteil be­ weglich ist, um das Zahnstangenteil für eine Bewegung bezüg­ lich des Gehäuses zu halten.

5. Lenkgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Spurstangen mit dem Zahnstangenteil neben dem Lager zu verbinden ist, wobei der Abschnitt der Gesamtlänge des Zahnstangenteils, der erforderlich ist, um die Bewegung der Zahnstange unterzubringen, weniger als die zweieinhalbfache vorbestimmte Entfernung zwischen den Endbegrenzungen des Bewegungspfades des Zahnstangenteils beträgt.

6. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurstange, die mit dem Zahnstangenteil neben dem Lager zu verbinden ist, während einer Bewegung des Zahnstangenteils in einer Richtung zu einer der Endbegrenzungen innerhalb der axialen Ausdehnung des Gehäuses beweglich ist.

7. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Fluidmotor vollständig innerhalb der axialen Aus­ dehnung des Zahnstangenteils befindet.

8. Lenkgetriebe mit strömungsmittelbetätigter Lenkhilfe zur Lenkung eines Paars lenkbarer Räder eines Fahrzeugs, gekenn­ zeichnet durch

• - ein Gehäuse, das mit dem Fahrzeug zu verbinden ist,
• - ein Zahnstangenteil mit axial gegenüberliegenden Endab­ schnitten zur Verbindung mit den jeweiligen Spurstangen, die den lenkbaren Rädern zugeordnet sind, wobei das Zahn­ stangenteil für eine axiale Hin- und Herbewegung in einem Pfad gehalten wird, der eine vorbestimmte Länge aufweist, die ausreicht, um die lenkbaren Räder des Fahrzeugs zu drehen,
• - eine Vielzahl von Zahnstangenzähnen, die auf dem Zahn­ stangenteil ausgebildet sind,
• - ein drehbares Ritzel, das in Zahneingriff mit den Zähnen der Zahnstange steht,
• - ein erstes Teil, das an dem Zahnstangenteil neben den Zähnen der Zahnstange fixiert ist,
• - ein zweites Teil, das an dem Zahnstangenteil an einer Seite des ersten Teils fixiert ist, die gegenüber der Seite liegt, auf der sich die Zahnstangenzähne befinden, und das neben einer der axialen Endabschnitte des Zahn­ stangenteils liegt, und
• - einen Kolben, der in dem Gehäuse zwischen dem ersten und zweiten Teil fixiert ist und dabei mit den ersten und zweiten Teilen zusammenwirkt, um ein Paar von Fluid-Ar­ beitskammern mit veränderbarem Volumen zu bestimmen, um eine Lenkhilfe bereitzustellen, wobei sich die Fluid-Ar­ beitskammern mit veränderbarem Volumen vollständig inner­ halb der axialen Ausdehnung des Zahnstangenteils befinden,
  wobei das Zahnstangenteil eine Länge aufweist, die durch die Entfernung zwischen den axialen Endteilen des Zahn­ stangenteils bestimmt ist, und wobei ein Längenabschnitt des Zahnstangenteils, der erforderlich ist, um die Bewe­ gung des Zahnstangenteils unterzubringen, weniger als die dreifache vorbestimmte Länge des axialen Bewegungspfades des Zahnstangenteils beträgt.

9. Lenkgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem ein Lager aufweist, das an dem Zahnstangenteil an einer Stelle neben dem zweiten Teil fixiert ist und mit dem Zahnstangenteil beweglich ist, um das Zahnstangenteil für eine Bewegung bezüglich des Gehäuses zu halten.

10. Lenkgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Spurstangen mit dem Zahnstangenteil neben dem Lager verbunden ist, und daß das Zahnstangenteil in einem Pfad mit vorbestimmter Länge hin- und herzubewegen ist, der eine Gesamtlänge aufweist, die durch die Entfernung zwischen den Stellen bestimmt ist, an denen das Paar von Spurstangen mit dem Zahnstangenteil zu verbinden ist, wobei der Abschnitt der Gesamtlänge des Zahn­ stangenteils, der erforderlich ist, um die Bewegung der Zahn­ stange unterzubringen, weniger als die zweieinhalbfache vor­ bestimmte Länge des Bewegungspfads des Zahnstangenteils be­ trägt.

11. Lenkgetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Spurstange, die mit dem Zahnstangenteil neben dem Lager zu verbinden ist, während einer Bewegung des Zahnstangenteils in einer Richtung zu einer der Endbegrenzungen innerhalb der axialen Ausdehnung des Gehäuses beweglich ist.