DE4106739A1

DE4106739A1 - Hydraulisches zahnstangenlenkgetriebe

Info

Publication number: DE4106739A1
Application number: DE19914106739
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Rieger; Helmut Bareis
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1990-03-06
Filing date: 1991-03-02
Publication date: 1991-09-12

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Zahnstangenlenkgetriebe mit einem Arbeitszylinder zur Aufnahme eines mit einer Zahnstange gleichachsig verbundenen Kolbens. Der Kolben unterteilt den Arbeitszylinder in wechselnd vom Druck beaufschlagte Druckräume. Die Enden des Arbeitszylinders sind durch Einsätze verschlossen. Für die Zufuhr des Drucköls sind in den Arbeitszylinder Leitungsanschlüsse eingeführt.

Zahnstangenlenkgetriebe dieser Bauart sind z. B. aus der DE-PS 24 06 566 bekannt. Solche Hydrolenkungen baut man überwiegend in kompakte Pkw mit im Motorraum beengten Einbauverhältnissen ein. Für die Zufuhr des Drucköls in die Druckräume sind durch den Arbeitszylinder und die Einsätze radial gerichtete Leitungsanschlüsse eingeschraubt. Die Leitungsanschlüsse sichern die Einsätze gleichzeitig gegen Verdrehen. Bei den beengten Raumverhältnissen im Motorraum können die aus dem Arbeitszylinder herausragenden Leitungsanschlüsse mit den zugehörigen Rohrleitungsbögen bei Einbau- und Reparaturarbeiten beträchtlich stören. Oft behindert auch das naheliegende Faltenbalgende den einen Leitungsanschluß, so daß man das Lenkgetriebe etwas verlängern muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen sicheren und platzsparenden Anbau für die Leitungsanschlüsse am Arbeitszylinder zu finden. Diese Forderung soll sich mit geringen Umbaukosten erreichen lassen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Merkmal des Anspruchs 1 enthalten. Eine weitere Lösung dieser Aufgabe ist im unabhängigen Anspruch 2 angegeben. Der Anspruch 3 enthält eine in Verbindung mit Anspruch 1 und 2 anwendbare vorteilhafte Weiterbildung. Der Anspruch 4 gibt eine zweckmäßige Ausgestaltung des Anspruchs 1 an.

Nach Anspruch 1 sind die Leitungsanschlüsse in den das freie Ende des Arbeitszylinders verschließenden Einsatz axial zum Arbeitszylinder eingeschraubt. Zur Axial- und Verdrehsicherung des Einsatzes greift ein T-förmiges Sicherungsblech mit seinen zueinander fluchtenden Armen in eine Ringnut des Einsatzes, während ein rechtwinklig abstehender kurzer Arm in eine Nut des Arbeitszylinders eingreift. Das Sicherungsblech selbst ist durch eine Schraube am Einsatz befestigt. Durch den Einbau der Leitungsanschlüsse an der Stirnseite im Zylindereinsatz erhält man vor dem Lenkgetriebe einen größeren Freiraum, wodurch der Motor und seine Hilfsantriebe besser zugänglich sind. Das Sicherungsblech bietet eine betriebssichere Möglichkeit, den Einsatz gegen Verdrehen festzulegen und eine genaue Lageeinstellung der Leitungsanschlüsse vorzunehmen. Außerdem sorgt das Sicherungsblech für eine spielfreie axiale Befestigung des Einsatzes nach innen. Das Sicherungsblech erfüllt also mehrere Funktionen gleichzeitig.

Nach dem Anspruch 2 ist es zweckmäßig, das Sicherungsblech zwischen den zueinander fluchtenden Armen nach außen, d. h. in Richtung auf den Schraubenkopf, aufzuwölben. Dadurch erhält man bei beliebiger Toleranzlage der Einzelteile eine garantierte Anlage des Einsatzes an einem Festanschlag.

Eine sehr einfache und preiswerte Ausführung einer Sicherung des die Leitungsanschlüsse tragenden Zylindereinsatzes läßt sich durch eine Bundschraube nach Anspruch 3 verwirklichen. Hier erfolgt die axiale Sicherung nach innen und die Verdrehsicherung durch den Bund, der in einer kreisförmigen Aussparung des Arbeitszylinders anliegt. Durch diese Maßnahme läßt sich die exakte Position der Leitungsanschlüsse festlegen.

Da die beiden Leitungsanschlüsse an derselben Stirnseite des Arbeitszylinders anschließen, sieht man nach Anspruch 3 vorteilhaft einen doppelwandigen Arbeitszylinder vor, der aus einem Innen- und einem Außenrohr besteht. Der durch die beiden Rohre gebildete Ringspalt steht mit einem der beiden Leitungsanschlüsse in Verbindung und schließt an den auf der anderen Seite des Kolbens liegenden Druckraum an. Dadurch läßt sich besonders der radiale Raumbedarf des Zahnstangenlenkgetriebes kleinhalten.

Die Erfindung ist an Hand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein hydraulisches Zahnstangenlenkgetriebe in Ansicht;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch den Arbeitszylinder;

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht in Richtung des Pfeiles III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 einen Teilschnitt nach der Linie V-V in Fig. 3;

Fig. 6 eine Ansicht auf die Stirnseite einer weiteren Ausführung und

Fig. 7 einen Teilschnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 6.

Nach Fig. 1 und 2 steht eine Lenkspindel 1 über ein nicht sichtbares Antriebsritzel mit einer in einem Lenkgehäuse 2 gelagerten, gleichfalls nicht sichtbaren Zahnstange im Eingriff. Die Zahnstange weist in ihrer Verlängerung eine Kolbenstange 3 auf, die einen Kolben 4 trägt, der in einem Arbeitszylinder 5 verschieblich angeordnet ist. Die Bewegung der Zahnstange unterstützt man durch von einem Lenkventil 6 in zwei Druckräume 7 und 8 des Arbeitszylinders 5 gesteuertes Drucköl. Die Kolbenstange 3 ist über einen sogenannten Mittenabtrieb 10 mit an Lenkhebel angeschlossenen Lenkstangen 11, 12 verbunden. Faltenbälge 13 und 14 decken den für den Durchtritt des Mittenabtriebs durchbrochenen Teil des Gehäuses 2 ab. Den Arbeitszylinder 5 verschließen Einsätze 15 und 16. Die Kolbenstange 3 führt durch den inneren Einsatz 15 öldicht hindurch. Rohrleitungen 17 und 18 bringen das Drucköl über Leitungsanschlüsse 20 und 21 in den Druckraum 8 bzw. 7.

Nach der Erfindung sitzen beide Leitungsanschlüsse 20 und 21 versenkt im Einsatz 16 am freien Ende des Arbeitszylinders 5. Durch den versenkten Einbau beanspruchen außer Sechskanten von Rohrverschraubungen 22 und 23 nur noch Rohrbögen 24 und 25 geringen axialen Bauraum. Der Arbeitszylinder 5 besteht aus einem Außenrohr 26 und einem Innenrohr 27. Der eine Leitungsanschluß 20 steht unmittelbar mit dem vorderen Druckraum 8 und der andere Leitungsanschluß 21 über eine Schrägbohrung 28, einen daran anschließenden Ringraum 30 und einen Ringspalt 31 mit dem getriebeseitigen Druckraum 7 in Verbindung. Ein Drahtring 32 nimmt den auf den Einsatz 16 wirkenden hydraulischen Druck im Außenrohr 26 auf.

Die Sicherung des Einsatzes 16 nimmt man nach der Erfindung wie folgt vor:

Die Fig. 3 zeigt ein T-förmiges Sicherungsblech 33 mit zwei zueinander fluchtenden Armen 34 und 35 und einen weiteren rechtwinklig abstehenden, kurzen Arm 36. Mit einer Schraube 37 ist das Sicherungsblech 33 am Einsatz 16 gehalten. Die Arme 34 und 35 bewirken eine spielfreie axiale Festlegung des Einsatzes 16 nach innen. Dabei verhindert eine in Fig. 5 dargestellte, in eine nach außen offene Nut 38 eingreifende Anprägung 40 ein Verdrehen des Sicherungsblechs 33 um die Achse der Schraube 37. Der kurze Arm 36 greift abgewinkelt in eine Nut 41 des Außenrohres 26 (Fig. 4) ein und sichert die Stellung in Verdrehrichtung. Um bei beliebiger Toleranzlage der Einzelteile eine garantierte Anlage des Einsatzes 16 am Drahtring 32 sicherzustellen, kann das Sicherungsblech zwischen den Armen 34 und 35 nach außen in Richtung auf den Kopf der Schraube 37 aufgewölbt sein.

Ein Losrütteln des Einsatzes, insbesondere durch Schwingungen, die vom Druckwechsel in den Rohrleitungen 17 und 18 ausgehen, läßt sich durch die spezielle Gestaltung des Sicherungsblechs 33 zuverlässig vermeiden.

In den Fig. 6 und 7 sieht man im Einsatz 16 für die axiale Sicherung nach innen und die Verdrehsicherung lediglich eine einzige Bundschraube 42 vor. Der Bund 43 stützt sich in einer entsprechenden kreisförmigen Aussparung 44 des Außenrohrs 26 ab. Die angrenzenden Bauteile gestaltet man hier so, daß zwischen der Stirnseite des Einsatzes 16 und der Schraubenkopfauflage ein Restspalt "S" erhalten bleibt. Auf diese Weise sichert man den Eingriff des Bundes 43 in die Ausfräsung über seine gesamte Höhe. Die Bundschraube 42 sichert man im Gewindebereich z. B. durch einen aushärtenden Kunststoff. Neben geringen Fertigungskosten lassen sich mit einer solchen Ausführung außerdem kurze Montagezeiten erzielen.

Bezugszeichen

1 Lenkspindel
2 Lenkgehäuse
3 Kolbenstange
4 Kolben
5 Arbeitszylinder
6 Lenkventil
7 Druckraum
8 Druckraum
9 -
10 Mittenabtrieb
11 Lenkstange
12 Lenkstange
13 Faltenbalg
14 Faltenbalg
15 Einsatz
16 Einsatz
17 Rohrleitung
18 Rohrleitung
19 -
20 Leitungsanschluß
21 Leitungsanschluß
22 Rohrverschraubung
23 Rohrverschraubung
24 Rohrbogen
25 Rohrbogen
26 Außenrohr
27 Innenrohr
28 Schrägbohrung
29 -
30 Ringraum
31 Ringspalt
32 Drahtring
33 Sicherungsblech
34 Arme
35 Arme
36 Arme
37 Schraube
38 Nut
39 -
40 Anprägung
41 Nut
42 Bundschraube
43 Bund
44 Aussparung
"S" Restspalt

Claims

1. Hydraulisches Zahnstangenlenkgetriebe mit folgenden Merkmalen:

- es ist ein Arbeitszylinder (5) zur Aufnahme eines mit einer Zahnstange gleichachsig verbundenen Kolbens (4) vorhanden
- der Kolben (4) unterteilt den Arbeitszylinder (5) in wechselnd beaufschlagbaren Druckräumen (7, 8);
- die Enden des Arbeitszylinders (5) sind durch Einsätze (15, 16) verschlossen;
- in den Arbeitszylinder (5) führen Leitungsanschlüsse (20, 21) für die Zufuhr des Drucköls,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- die Leitungsanschlüsse (20, 21) sind beide in den das freie Ende des Arbeitszylinders (5) verschließenden Einsatz (16) axial zum Arbeitszylinder (5) eingeschraubt;
- ein T-förmiges Sicherungsblech (33) zur Axial- und Verdrehsicherung des Einsatzes (6) greift mit seinen zueinander fluchtenden Armen (34 und 35) in eine Ringnut (38) des Einsatzes (16) ein, während ein winklig abstehender Arm (36) in eine Nut (41) des Arbeitszylinders (5) eingreift und
- das Sicherungsblech (33) ist durch eine Schraube (37) am Einsatz (16) befestigt.

2. Hydraulisches Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsblech (33) zwischen den zueinander fluchtenden Armen (34 und 35) in Richtung auf den Kopf der Schraube (37) aufgewölbt ist.

8. Hydraulisches Zahnstangenlenkgetriebe mit folgenden Merkmalen:

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- die Leitungsanschlüsse (20, 21) sind beide in den das freie Ende des Arbeitszylinders (5) verschließenden Einsatz (16) axial zum Arbeitszylinder (5) eingeschraubt;
- zur Axial- und Verdrehsicherung sieht man eine in den Einsatz (16) eingeschraubte Bundschraube (42) vor, deren Bund (43) in eine kreisförmige Aussparung (44) des Arbeitszylinders (5) eingreift.

4. Hydraulisches Zahnstangenlenkgetriebe nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- der Arbeitszylinder (5) besteht aus einem Außen- und einem Innenrohr (26 bzw. 27), wobei die beiden Rohre einen Ringspalt (31) bilden, der an einen (7) der beiden Druckräume angeschlossen ist und
- einer (21) der beiden Leitungsanschlüsse hat über eine Bohrung (28) und einen Ringraum (30) des Einsatzes (16) mit dem Ringspalt (31) Verbindung.