DE4237481A1

DE4237481A1 - Zahnstangen-Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4237481A1
Application number: DE19924237481
Authority: DE
Inventors: Werner Breitweg; Arthur Rupp; Juergen Bieber
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1992-11-06
Filing date: 1992-11-06
Publication date: 1994-05-11
Also published as: WO1994011231A1; DE4415841A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnstangen-Hilfskraftlen kung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei einer derartigen Hilfskraftlenkung ist in einem Lenkgehäuse ein Ritzel drehbar gelagert. Eine Zahn stange ist in dem Lenkgehäuse axial verschiebbar geführt und wird durch ein federbelastetes Druckstück in Eingriff mit dem Ritzel gehalten. Zur Hilfskraftunterstützung dient ein Servo motor, dessen Kolbenstange trieblich mit der Zahnstange ver bunden ist. Eine Steuereinrichtung für die Steuerung des Druckmittels zu und von dem Servomotor ist in Abhängigkeit von einer Bewegung des Ritzels verstellbar. Die beiden Arbeitsräume des Servomotors sind mit der Steuereinrichtung über zwei Arbeitsleitungen verbunden, die an einen Zylinder des Servomotors und an die Steuereinrichtung über Anschluß teile angeschlossen und, ebenso wie eine Druckleitung von einer Servopumpe und eine zu einem Behälter führende Rücklauf leitung, durch Befestigungsmittel an den Anschlußteilen ge halten sind.

Eine derartige Zahnstangen-Hilfskraftlenkung ist bekannt aus der DE-C3-24 06 566. Bei einer derartigen Zahnstangen- Hilfskraftlenkung sind die Rohrleitungen über Schraubverbin dungen mit den Anschlußteilen verbunden. Derartige Schraub verbindungen müssen mit einem definierten Anzugsdrehmoment montiert werden, um eine sichere Verbindung zu gewährleisten. Diese Art der Verbindung der Rohrleitungen mit den Anschluß teilen bedingt hohe Kosten für die Herstellung und Montage der einzelnen Teile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Zahnstangen-Hilfskraftlenkung derart zu verbessern, daß sie im Bereich der Verbindungen zwischen den Rohrleitungen und den Anschlußteilen von Zylinder und Steuereinrichtung kosten günstiger hinsichtlich der Teilekosten, der Fertigungskosten und der Montagekosten ausgeführt ist. Dabei sollen alle An forderungen hinsichtlich Funktion und Festigkeit, wie bei bisher bekannten Zahnstangen-Hilfskraftlenkungen, erreicht werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeich nete Zahnstangen-Hilfskraftlenkung gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Merkmalskombinationen der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmög lichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Erfindungsgemäß weist jede Arbeitsleitung, Druck- und/oder Rücklaufleitung an ihrem Ende einen ringförmigen, in seiner axialen Länge begrenzten Bereich vergrößerten oder verkleinerten Durchmessers in der Form eines Bundes bzw. einer Ringnut auf und wird durch ein den Bund übergreifendes bzw. in die Ringnut eingreifendes Befestigungsmittel an dem Anschlußteil gehalten. Nach der Montage wird das Befesti gungsmittel elastisch oder plastisch verformt. Vorteilhaft ist dabei, daß weder am Anschlußteil noch an dem Befesti gungsmittel ein Gewinde hergestellt werden muß. Das Befesti gungsmittel kann deshalb als ein einfaches, kalt umgeformtes Blechteil hergestellt werden, das auf die Leitung aufgescho ben und zur Befestigung an dem Anschlußteil elastisch ver formt wird. In den Unteransprüchen sind mehrere Ausführungs formen angegeben, durch die das Befestigungsmittel an dem Anschlußteil gehalten und gesichert wird. Soll das Befesti gungsmittel zusätzlich gegen unbeabsichtigtes bzw. unbefugtes Lösen gesichert werden, so können Teile des Befestigungs mittels plastisch verformt und gegen das Anschlußteil gebogen werden. Eine andere Möglichkeit, die Rohrleitung unlösbar an dem Anschlußteil zu befestigen, besteht darin, daß das freie Ende des Anschlußteiles durch Kaltumformung um den Bund der Arbeitsleitung herum bzw. in die Ringnut der Arbeitsleitung hinein verformt wird.

Bei derart ausgebildeten Verbindungen werden Kosten ge spart durch eine niedrigere Anzahl von Teilen, durch Verrin gern bzw. Wegfallen von spanenden Bearbeitungsprozessen und durch Vereinfachung der Montage.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Zahnstangen-Hilfskraftlenkung;

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch die Zahnstangen- Hilfskraftlenkung der Fig. 1 im Bereich des Ritzels und des Druckstücks;

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Zylinderrohr gemäß dem Pfeil III in Fig. 1;

Fig. 4A und 4B Draufsichten auf das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 mit einer montierten bzw. elastisch bzw. plastisch verformten Haltespange;

Fig. 5 bis 10 weitere Ausführungsbeispiele mit elastisch gesichertem Befestigungsmittel;

Fig. 11 ein Ausführungsbeispiel der Befestigung mit plastischer Umformung des Anschlußteiles.

In einem Lenkgehäuse 1 ist ein Ritzel 2 in zwei Lagern 3 und 4 drehbar gelagert. Das Ritzel 2 trägt an seinem einen Ende einen Lenkspindelanschluß 5 für den Anschluß an ein Lenkorgan, beispielsweise eine nicht dargestellte Lenkspindel mit einem Lenkhandrad.

Das Ritzel 2 steht über seine Verzahnung in Eingriff mit einer Zahnstange 6, die in dem Lenkgehäuse 1 axial verschiebbar geführt ist. Die Zahnstange 6 wird mit Hilfe eines federbelasteten Druckstückes 7 in bekannter Weise gegen die Verzahnung des Ritzels 2 gedrückt.

Zur Hilfskraftunterstützung dient ein Servomotor 8, dessen Kolbenstange 10 fest mit der Zahnstange 6 verbunden ist. Der Servomotor 8 enthält in einem Zylinder 11 zwei Zylinderräume 12 und 13, die über Arbeitsleitungen 14 und 15 mit zwei Zylinderanschlüssen 16 und 17 einer Steuereinrich tung 18 verbunden sind. Die Steuereinrichtung 18 weist außer dem noch einen Zulaufanschluß 20 auf, an den eine Servo pumpe 21 angeschlossen ist. An einen Rücklaufanschluß 22 ist ein Behälter 23 angeschlossen. Die Arbeitsleitungen 14 und 15 sind an den Zylinder 11 über zwei Anschlußteile 24 und 25 an geschlossen.

Auch die Steuereinrichtung 18 weist Anschlußteile auf, an die die beiden Arbeitsleitungen 14 und 15 sowie eine Druckleitung 26 von der Servopumpe 21 und eine zu dem Be hälter 23 führende Rücklaufleitung 27 angeschlossen sind. Die Anschlußstellen an der Steuereinrichtung 18 und an dem Zylin der 11 sind im wesentlichen gleichwertig. Im folgenden wird deshalb nur eine Anschlußstelle an dem Anschlußteil 24 be schrieben.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist das Anschluß teil 24 einstückig mit dem Zylinder 11 ausgebildet und weist einen von dem Zylinder nach außen vorragenden, ringförmigen Kragen 28 auf, der umformtechnisch aus der Wand des Zylin ders 11 herausgearbeitet ist. An dem freien Ende des Kragens 28 ist ein Ringbund 30 mit einer Hinterschneidung 31 angeformt. Mit gleicher Wirkung kann das Anschlußteil 24 je doch auch auf den Zylinder 11 als separates Bauteil aufge setzt und in bekannter Weise daran befestigt sein, wie dies in Fig. 5 bis 11 dargestellt ist.

Jede Arbeitsleitung 14 und 15 - gleiches gilt auch für die Druckleitung 26 und die Rücklaufleitung 27 - weist an ihrem Ende einen ringförmigen, in seiner axialen Länge be grenzten Bereich vergrößerten oder verkleinerten Durchmessers in der Form eines Bundes 32 bzw. einer Ringnut 33 auf. Ein Befestigungsmittel in der Form einer Haltespange 34 über greift den Bund 32 und greift in die Hinterschneidung 31 des Anschlußteils 24 ein. Eine mögliche Ausführungsform der Halte spange 34 ist aus Fig. 4A zu entnehmen. Daraus wird deutlich, daß die Haltespange 34 halbrundförmig ausgebildet ist und zwei lappenartige Fortsätze 35 besitzt. Die Haltespange 34 kann dadurch leicht von der Seite über den Bund 32 und das Anschlußteil 24 geschoben werden. Zur Sicherung können die Fortsätze 35 der Haltespange 34 leicht abgekröpft sein, so daß sie während des Montagevorgangs ausfedern und nach Be endigung der Montage in ihre Ausgangsstellung zurückfedern, in der sie ein leichtes Lösen bzw. eine zu leichte Demontage verhindern. Für eine stärkere Sicherung der Haltespange 34 in ihrer montierten Stellung können die Fortsätze 35 plastisch verformt und um die Arbeitsleitung 14 und den Bund 32 herum gelegt werden. Dies ist in Fig. 4B dargestellt.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist eine Halte spange 34 dargestellt, die wenigstens ein Klemmteil 36, vor zugsweise jedoch mehrere am Umfang verteilte Klemmteile 36, aufweist. Diese Klemmteile greifen in die Hinterschneidung 31 des Anschlußteils 24 ein. Die Haltespange 34 ist dann an dem Anschlußteil 24 unter Vorspannung gehalten und befestigt.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 und 7 zeigt eine Haltespange 34, deren in der Zeichnung oberer Teil in die Ringnut 33 der Arbeitsleitung 14 eingreift und dessen unterer Teil in die Hinterschneidung 31 des Anschlußstückes 24 ein greift. Um zu verhindern, daß die Haltespange 34 leicht oder unbeabsichtigt von dem Anschlußteil 24 entfernt werden kann, sind im seitlichen Bereich der Haltespange 34 zwei lappen förmige, federnde Fortsätze 37 angeformt, die das Anschluß teil 24 umgreifen und die Haltespange 34 nach ihrer Montage an dem Anschlußteil 24 einrastend halten.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 und 9 ist das Befestigungsmittel ein Sprengring 38, der in eine im Inneren des Anschlußteiles 24 liegende ringförmige Ausnehmung bzw. Ringnut 40 eingreift.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 ist das Befesti gungsmittel einen Federhülse 41, die ein- oder mehrfach ge schlitzt ist und dadurch elastisch verformbare Spreizteile 42 bildet. Mit den Spreizteilen 42 wird die Anschlußleitung 14 über den Bund 32 gegen eine Schulter 43 im Inneren des An schlußteiles 24 verspannt. Wird der Außendurchmesser des Bundes 32 kleiner ausgeführt als der Innendurchmesser der Federhülse 41 in ihrem zylindrischen Abschnitt, so kann die Arbeitsleitung 14 durch einfaches Einstecken in das Anschluß teil 24 und die Federhülse 41 montiert werden.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 wird das Be festigungsmittel durch das Anschlußteil 24 selbst gebildet. Dies wird dadurch erreicht, daß das freie Ende des Anschluß teiles 24 durch Kaltumformung um den Bund 32 der Arbeits leitung 14 herum verformt wird. Genauso ist es jedoch mög lich, das freie Ende des Anschlußteiles 24 in die Ring nut 33 der Arbeitsleitung 14 einzuformen.

Um eine leckölfreie Verbindung der Anschlußleitung 14 an das Anschlußteil 24 zu erreichen, ist es zweckmäßig, daß in allen Ausführungsbeispielen ein Dichtring 45 im Inneren des Anschlußteiles 24 angeordnet ist.

Bezugszeichen

1 Lenkgehäuse
2 Ritzel
3 Lager
4 Lager
5 Lenkspindelanschluß
6 Zahnstange
7 Druckstück
8 Servomotor
9 -
10 Kolbenstange
11 Zylinder
12 Zylinderraum
13 Zylinderraum
14 Arbeitsleitung
15 Arbeitsleitung
16 Zylinderanschluß
17 Zylinderanschluß
18 Steuereinrichtung
19 -
20 Zulaufanschluß
21 Servopumpe
22 Rücklaufanschluß
23 Behälter
24 Anschlußteil
25 Anschlußteil
26 Druckleitung
27 Rücklaufleitung
28 Kragen
29 -
30 Ringbund
31 Hinterschneidung
32 Bund
33 Ringnut
34 Haltespange
35 Fortsatz
36 Klemmteil
37 Fortsatz
38 Sprengring
39 -
40 Ringnut
41 Federhülse
42 Spreizteil
43 Schulter
44 Ende
45 Dichtring

Claims

1. Zahnstangen-Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit folgenden Merkmalen:

- in einem Lenkgehäuse (1) ist ein Ritzel (2) drehbar gelagert,
- eine in dem Lenkgehäuse (1) axial verschiebbar geführte Zahnstange (6) wird durch ein federbelastetes Druckstück (7) in Eingriff mit dem Ritzel (2) gehalten,
- zur Hilfskraftunterstützung ist ein Servomotor (8) an geordnet, dessen Kolbenstange (10) trieblich mit der Zahnstange (6) verbunden ist,
- eine Steuereinrichtung (18) zur Steuerung eines Druckmittels zu und von dem Servomotor (8) ist in Abhängigkeit von einer Bewegung des Ritzels (2) verstellbar,
- die beiden Arbeitsräume (12, 13) des Servomotors (8) sind mit der Steuereinrichtung (18) über zwei Arbeits leitungen (14, 15) verbunden, die an einen Zylinder (11) des Servomotors (8) und an die Steuereinrichtung (18) über Anschlußteile (24, 25) angeschlossen und, ebenso wie eine Druckleitung (26) von einer Servopumpe (21) und eine Rücklaufleitung (27) an einen Behälter (23), durch Befestigungsmittel an den Anschlußteilen (24, 25) gehalten sind,
dadurch gekennzeichnet,
- daß jede Arbeits-, Druck- und/oder Rücklaufleitung (14, 15, 26, 27) an ihrem freien Ende einen ringförmigen, in seiner axialen Länge begrenzten Bereich vergrößerten oder verkleinerten Durchmessers in der Form eines Bundes (32) bzw. einer Ringnut (33) aufweist,
- daß jede Arbeits-, Druck- und/oder Rücklaufleitung (14, 15, 26, 27) durch ein den Bund (32) übergreifendes bzw. in die Ringnut (33) eingreifendes Befestigungsmittel an dem Anschlußteil (24, 25) gehalten ist und
- daß das Befestigungsmittel nach der Montage elastisch oder plastisch verformt ist.

2. Zahnstangen-Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befesti gungsmittel an dem Anschlußteil (24, 25) unter Vorspannung befestigt ist.

3. Zahnstangen-Hilfskraftlenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Befesti gungsmittel eine Haltespange (34) ist mit wenigstens einem elastischen Klemmteil (36), das in eine Hinterschneidung (31) am freien Ende des Anschlußteils (24, 25) eingreift.

4. Zahnstangen-Hilfskraftlenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte spange (34) wenigstens einen lappenförmigen, federnden Fort satz (35, 37) trägt, der, das Anschlußteil (24, 25) über greifend bzw. umgreifend, die Haltespange (34) nach der Montage an dem Anschlußteil (24, 25) einrastend hält (Fig. 7).

5. Zahnstangen-Hilfskraftlenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte spange (34) wenigstens einen lappenförmigen Fortsatz (35) trägt, der nach der Montage zur Sicherung plastisch verformt gegen das Anschlußteil (24, 25) gebogen wird (Fig. 4B).

6. Zahnstangen-Hilfskraftlenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Befesti gungsmittel ein Sprengring (38) ist, der in eine im Inneren des Anschlußteiles (24) liegende ringförmige Ausnehmung bzw. Ringnut (40) eingreift (Fig. 8, 9).

7. Zahnstangen-Hilfskraftlenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Befesti gungsmittel eine Federhülse (41) mit elastisch verformbaren Spreizteilen (42) ist (Fig. 10).

8. Zahnstangen-Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befesti gungsmittel durch das Anschlußteil (24, 25) dadurch gebildet wird, daß das freie Ende (44) des Anschlußteiles (24, 25) durch Kaltumformung um den Bund (32) bzw. in die Ring nut (33) der Arbeitsleitung (24, 25) verformt wird (Fig. 11).

9. Zahnstangen-Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befesti gungsmittel in das Anschlußteil (24, 25) einrastend oder ein schnappend montiert wird, so daß die Arbeits-, Druck- und/ oder Rücklaufleitung (14, 15, 26, 27) durch einen einfachen Schiebe- bzw. Einsteckvorgang des Befestigungsmittels bzw. der Arbeits-, Druck- und/oder Rücklaufleitung (14, 15, 26, 27) oder beider montierbar ist.