DE69708626T2

DE69708626T2 - Zahnstangenservolenkung

Info

Publication number: DE69708626T2
Application number: DE1997608626
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Fukushima; Hirotetsu Sonoda
Original assignee: Bosch Braking Systems Co Ltd
Current assignee: Unisia JKC Steering Systems Co Ltd
Priority date: 1997-09-23
Filing date: 1997-09-23
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2017-09-24
Also published as: DE69708626D1; EP0903280B1; EP0903280A1

Description

Allgemeiner Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnstangen-Servolenkungsvorrichtung und insbesondere eine Zahnstangen-Servolenkungsvorrichtung mit einem Kanalwähldrehventil (Drehventil).
Eine Zahnstangen-Servolenkungsvorrichtung ist insofern vorteilhaft, als sie leicht ist, eine vergleichsweise einfache Anordnung besitzt, eine ausgezeichnete Lenkleistung aufweist und nur wenig Platz erfordert, wenn sie in ein Fahrzeug eingebaut wird, weshalb sie zu jenen Vorrichtungen zählt, die oft als Servolenkung eingesetzt werden. Obwohl Vorrichtungen verschiedener Konstruktion herkömmlicherweise als eine solche Zahnstangen- Servolenkungsvorrichtung vorgeschlagen werden, besteht bei ihnen immer noch Raum für Verbesserungen, was die Verringerung von Abmessung und Gewicht eines Kraftfahrzeugs und die kompakte Ausführung der Vorrichtung anbetrifft.
Zum Beispiel offenbart jedes der japanischen Gebrauchsmuster mit den Offenlegungsnummern 55-114768 und 55-114764 eine Konstruktion, bei der eine das äußere Ventilglied eines Kanalwähldrehventils bildende Hülse integral mit einer Ritzelwelle verbunden und an ihr angeformt ist, wobei die Ritzelwelle Ritzelzähne aufweist, die mit den Zahnstangenzähnen einer Zahnstange kämmen, um die Anordnung der gesamten Vorrichtung zu vereinfachen, die Anzahl der Bestandteile zu reduzieren und die Größe der gesamten Vorrichtung weiter zu vermindern sowie die Arbeits- und Montagevorgänge zu vereinfachen.
Zuvor wurde herkömmlicherweise eine integral mit einer Hülse verbundene Ritzelwelle von einem Lenkkörper mit an den beiden Endteilen der Ritzelwelle ausgebildeten Wälzlagern, zum Beispiel einem Kugellager und einem Nadellager, radial gestützt. Der Ventilgehäuseteil kann integral mit dem Lenkkörper ausgebildet sein. Eine Flanschwelle mit einem Rotor, der am Innenumfangsteil der Hülse schwenkbar angeordnet ist, wird durch ein von einem am offenen Ende des Ventilgehäuses angeordneten Steckglied festgehaltenes Kugellager radial gestützt.
Im letzteren Fall werden herkömmlicherweise die beiden Endteile der Ritzelzähne der Ritzelwelle durch einen Lenkkörper mit Wälzlagern, zum Beispiel einem Kugellager und einem Nadellager, radial gestützt. Eine mit einem Rotor verbundene Flanschwelle wird durch ein von einem Körperteil festgehaltenes Kugellager drehbar gestützt, wobei der Körperteil integral mit dem Lenkkörper ausgebildet ist (obgleich dieser Körperteil in den Zeichnungen als integrales Glied gezeigt wird, ist er in der Praxis geteilt ausgeführt).
Bei einer herkömmlichen Zahnstangen- Servolenkungsvorrichtung sind eine Ritzelwelle und eine das äußere Ventilglied eines Kanalwähldrehventils bildende Hülle integral ausgebildet, wie oben beschrieben.
Die herkömmliche Vorrichtung mit dieser Konstruktion ist jedoch insofern bei der Konstruktion mit einem Problem behaftet, als die Flanschwelle mit einem in der Hülse eingeführten und relativ drehbar verschiebbaren Rotor radial im Lenkkörper gestützt wird. Deshalb kann mit der herkömmlichen Vorrichtung keine fließende Ventilwirkung erzielt werden, und es ist wünschenswert, Gegenmaßnahmen zu treffen.
Das Problem wird im oben beschriebenen herkömmlichen Fall ausführlicher beschrieben, wobei die Flanschwelle mit dem Rotar über ein Steckglied schwenkbar und radial gestützt wird, wobei das Steckglied mit dem Lenkkörper oder einem Lager, zum Beispiel einem Kugellager, in Eingriff steht, welches direkt von dem Körper statt durch den Radialstützteil, der die integral mit der Hülse des Lenkkörpers ausgebildete Ritzelwelle radial stützt, festgehalten wird. Zur Erzielung einer fließenden Ventilwirkung mit dieser Anordnung ist eine sehr hohe Radialstützpräzision erforderlich.
In der Praxis ist es jedoch unmöglich, diesem Erfordernis zu entsprechen. Insbesondere muß bei Einsatz dieser Konstruktion das die Flanschwelle radial stützende Lager einen Lagerspalt aufweisen, der kleiner ist als das Ventilspiel, und eine genaue, zulässige Konzentrizität aufrechterhalten, da es an einem von der Hülse getrennten Glied ausgebildet ist. Dies zu erreichen, ist fast unmöglich.
Insbesondere müssen bei dem zwischen der Hülse und dem Rotor, die oben beschrieben worden sind, angeordneten Kanalwähldrehventil der integral mit der Flanschwelle des Lenkrads verbundene Rotor und die integral mit der Ritzelwelle des Lenkrads verbundene Hülse so kombiniert werden, daß sie sich konzentrisch, drehbar relativ zueinander bewegen und im Ventilgehäuse angeordnet werden können. Der Grund dafür ist, daß die als Fluiddruckerzeugungsquelle dienende Ölpumpe, der Öltank, die Einlaßöffnung und die Rückführöffnung, die mit der linken und der rechten, den Kraftzylinder bildenden Kammer verbunden sind, und die als die rechte und die linke Ausgangsöffnung dienenden Kanäle durch gezieltes Verbinden und Trennen mehrerer radial in der Außenumfangsfläche des Rotors und der Innenumfangsfläche der Hülse ausgebildeter Kanalnuten miteinander und voneinander durch eine relative Drehbewegung zwischen dem Rotor und der Hülse, wodurch die Kanäle des Fluiddruckkreises (Hydraulikkreises) gewählt werden, miteinander verbunden werden.
Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Zahnstangen-Servolenkungsvorrichtung ist es, wenn die Hülse integral mit der Ritzelwelle verbunden ist, schwierig, eine fließende Drehbewegung zwischen der Hülse und dem integral mit der Flanschwelle verbundenen Rotor zu erzielen, und entsprechend wird eine fließende Ventilwirkung behindert. Deshalb wird nach einer Gegenmaßnahme zur Lösung dieses Problems gestrebt.
Bei einer herkömmlichen Zahnstangen- Servolenkungsvorrichtung kommt es zu Problemen hinsichtlich der Bearbeitbarkeit und Montage durch einen Teil für den Einbau jedes Bestandteils in den Lenkkörper und eine Konstruktion jedes einzubauenden Bestandteils.
Insbesondere ist bei der herkömmlichen Vorrichtung die Flanschwelle durch den Torsionsstab relativ schwenkbar mit der Ritzelwelle verbunden, und die Ritzelwelle, der Torsionsstab und die Flanschwelle werden nacheinander in den im Lenkkörper gebildeten Einbauraum eingebaut. Geeignete Teile werden durch Lagerglieder, wie zum Beispiel Kugellager oder Nadellager, schwenkbar gestützt.
Bei dieser herkömmlichen Konstruktion werden die beiden Endteile der Ritzelwelle, der Einführteil der Flanschwelle, die in den Lenkkörper einzuführen ist, und die beiden Endteile (zwei Endteile einer Hülse) eines Kanalwähldrehventils, das aus der als ein äußeres Ventilglied dienenden Hülse und einem als inneres Ventilglied dienenden Rotor besteht, wobei die Hülse und der Rotor an einander gegenüberliegenden Endteilen der Ritzelwelle und der Flanschwelle angeordnet sind, durch die Lagerglieder radial im Lenkkörper gestützt. Bei dieser Konstruktion wird ein Einbauraum mit zwei zum Lenkkörper hin offenen Enden gebildet, und die Ritzelwelle, die Flanschwelle, der Torsionsstab und die durch die Hülse und den Rotor gebildeten Ventilglieder werden zusammen mit den Lagergliedern eingebaut.
Bei dieser Konstruktion müssen zur. Herstellung des Einbauraums im Lenkkörper von den beiden Seiten aus Löcher ausgebildet werden. Dieses führt zu einem Problem hinsichtlich der Bearbeitbarkeit. Darüber hinaus kann bei den diesen Raum bildenden jeweiligen Teilen keine gute Konzentrizität erzielt werden. Der Einbauvorgang jedes in diesen Raum einzubauenden Bestandteils ist mühselig. Darüber hinaus ist es schwierig, eine gute Konzentrizität der jeweiligen Bestandteile aufrechtzuerhalten.

Kurzdarstellung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obige Situation ausgeführt worden und beruht auf der Aufgabe, eine Zahnstangen-Servolenkungsvorrichtung bereitzustellen, bei der die Axialstützkonstruktionen für eine integral mit der Hülse eines Kanalwähldrehventils verbundene Ritzelwelle und eine integral mit einem Rotor versehene Flanschwelle verbessert sind und die Ritzelwelle sowie die Flanschwelle auf geeignete Weise koaxial gestützt werden, so daß eine relative Drehbewegung erhalten wird und somit eine fließende Ventilwirkung erzielt werden kann, wodurch sich die Lenkung ruckfrei anfühlt.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obige Situation ausgeführt worden und beruht auf der Aufgabe, eine Zahnstangen-Servolenkungsvorrichtung bereitzustellen, die die Bearbeitbarkeit und den Zusammenbau in Anbetracht der Konstruktion einer Gesamtvorrichtung verbessern kann, wobei die Konzentrizität der jeweiligen Bestandteile und insbesondere eines Rotors und einer Hülse, die ein Kanalwähldrehventil bilden, gewährleistet und die Vorrichtungskonstruktion einfach und kompakt gestaltet wird.
Zur Lösung der obigen Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Zahnstangen- Servolenkungsvorrichtung bereitgestellt, die folgendes umfaßt: eine zylindrische Flanschwelle, die sich bei einem Lenkvorgang in einem Lenkkörper dreht; einen Torsionsstab, von dem ein Ende an einem Ende der Flanschwelle befestigt ist und der sich zum anderen Ende der Flanschwelle erstreckt; eine am anderen Ende des Torsionsschafts befestigte Ritzelwelle; einen Rotor, der integral so angeordnet ist, daß er den Torsionsstab entlang einer Erstreckungsrichtung des Torsionsstabs von der Flanschwelle abdeckt, und eine Hülse mit einem integral mit der Ritzelwelle verbundenen Ende, die sich von der Ritzelwelle aus entlang der Flanschwelle erstreckt und so um den Rotor herum angeordnet ist, daß zwischen dem Rotor und der Hülse ein Kanalwähldrehventil gebildet wird, wobei der Lenkkörper ein derart ausgebildetes abgestuftes Loch aufweist, daß sich der Innendurchmesser auf der Flanschwellenseite schrittweise von einem Ende zum anderen Ende verringert, wobei die Ritzelwelle mit der Hülse, der Torsionsstab und die Flanschwelle mit dem Rotor in dem abgestuften Loch enthalten sind und darin an mindestens mehreren Teilen drehbar gestützt werden und ein Steckglied an einem offenen Ende des abgestuften Lochs befestigt ist, wobei die Hülse gerade und integral so ausgebildet ist, daß ihr Durchmesser im wesentlichen gleich einem maximalen Durchmesser der Ritzelwelle ist, und wobei der Rotor gerade und integral mit der Flanschwelle so ausgebildet ist, daß sein Durchmesser im wesentlichen gleich dem der Flanschwelle ist, ein Lager an einem der beiden Enden der Hülse angeordnet und eine das Kanalwähldrehventil bildende Ventilnut an einem Teil zwischen der Hülse und dem Rotor zwischen zwei Enden der Hülse ausgebildet ist, wobei die Ritzelwelle durch Radialstützteile an den beiden Endteilen der Hülse in dem Lenkkörper radial gestützt wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Hauptkörperteils der Vorrichtung, die eine Zahnstangen- Servolenkungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 2A ist eine Schnittansicht, die ein als Einbauraum für einen Lenkkörper nach Fig. 1 dienendes abgestuftes Loch zeigt;
Fig. 2B ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 2A;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 1;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines Vorrichtungshauptkörperteils, die eine Zahnstangen- Servolenkungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 5 ist eine Schnittansicht eines Vorrichtungshauptkörperteils, die eine Modifikation der in den Fig. 1 und 4 gezeigten Zahnstangen- Servolenkungsvorrichtung zeigt;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht eines Vorrichtungshauptkörperteils, die eine Zahnstangen- Servolenkungsvorrichtung gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist eine Schnittansicht eines Vorrichtungshauptkörperteils, die eine Zahnstangen- Servolenkungsvorrichtung gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8 ist eine Schnittansicht eines Vorrichtungshauptkörperteils, die eine Modifikation der in der Fig. 6 gezeigten Zahnstangen- Servolenkungsvorrichtung zeigt; und
Fig. 9 ist eine Schnittansicht eines Vorrichtungshauptkörperteils, die eine Zahnstangen- Servolenkungsvorrichtung gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 1 zeigt eine Zahnstangen- Servolenkungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 den Hauptkörperteil der Servolenkung der Zahnstangen-Servolenkungsvorrichtung; 2 eine zylindrische Flanschwelle, die als mit einem (nicht gezeigten) Lenkrad verbundene Eingangswelle dient; 3 eine Ritzelwelle und 4 einen Torsionsstab mit einem an einem Ende der Flanschwelle 2 befestigten Ende, der sich zum anderen Ende der Flanschwelle 2 (in der Fig. 1 nach links) erstreckt und an seinem anderen Ende (dem Innenende) mit der Ritzelwelle 3 verbunden ist. Ein zylindrischer Rotor 11 ist so angeordnet, daß er den Torsionsstab 4 entlang dessen Erstreckungsrichtung bedeckt. Da er mit der Flanschwelle 2 integral ausgebildet ist, ist der Rotor 11 mit der Flanschwelle 2 integral verbunden. Eine Hülse 12 ist um den Rotor 11 herum angeordnet. Die Hülse 12 weist ein mit der Ritzelwelle 3 integral ausgebildetes Ende auf, so daß sie mit der Ritzelwelle 3 integral verbunden ist. Ein Drehkanalwählventil 10 ist zwischen dem Rotor 11 und der Hülse 12 ausgebildet. Ritzelzähne 3a, die mit Zahnstangenzähnen 5a an einer Zahnstange 5 kämmen und einen (nicht gezeigten) Lenkverbindungsmechanismus bilden, sind an der Ritzelwelle 3 ausgebildet.
Zwischen dem von der Flanschwelle 2 entfernten Außenumfangsende des Rotors 11 und der Innenwand der Hülse 12 nahe einem mit der Ritzelwelle 3 integral verbundenen Teil ist ein durch vorragende Teile und Nutenteile gebildeter Sicherheitskeilverzahnungsteil 6 als Failsafe-Mechanismus angeordnet, der eine durch die Torsion des Torsionsstabs 4 verursachte relative Drehbewegung in einem vorbestimmten Winkelbereich gestattet.
Das Innenende des Torsionsstabs 4 ist in die Ritzelwelle 3 hineingepreßt und mit ihr verbunden, und sein Außenende (sein rechtes Ende) erstreckt sich durch die Flanschwelle 2 zu deren Außenende (rechten Ende). Die Flanschwelle 2 ist durch ein Schweißmittel durch zum Beispiel Verschweißen des gesamten Umfangsteils des gezahnten Teils 2a mit dem Torsionsstab 4 an ihrem auf der Lenkradseite mit der Flanschwelle 2 zu verbindenden gezahnten Teil 2a mit dem Torsionsstab 4 integral verbunden.
Herkömmlicherweise ist dieser Teil durch Eintreiben eines Verbindungsstifts verbunden. Erfolgt hingegen die Verbindung durch Verschweißen des gesamten Umfangsteils des gezahnten Teils 2a auf diese Weise, entfällt die Ausbildung von Löchern und das Eintreiben von Stiften sowie des weiteren ein als Dichtungsglied dienender O-Ring.
Die Bezugszahl 7 bezeichnet einen den Hauptkörperteil der Servolenkung bildenden Lenkkörper. Der Lenkkörper 7 dient auch als ein Ventilgehäuse für das (später zu beschreibende) Drehkanalwählventil 10. Die Flanschwelle 2 und die Ritzelwelle 3 werden durch Radialstützteile dort, wo sie über (später zu beschreibende) Lager und den Lenkkörper 7 direkt aufgenommen werden, drehbar gestützt. An geeigneten Stellen der Flanschwelle 2 und der Ritzelwelle 3 sind Öldichtungen angeordnet.
Wie in den Fig. 2A und 2B gezeigt, ist im Lenkkörper 7 ein Raum zum Einbau der Flanschwelle 2, des Torsionsstabs 4 und der Ritzelwelle 3 mit sich auf der Seite der Flanschwelle 2 von einem Ende zum anderen verminderndem Innendurchmesser ausgebildet.
In dem abgestuften Loch 8 ist eine durch die Flanschwelle 2 mit dem Rotor 11, den Torsionsstab 4 und den Ritzelschaft 3 mit der Hülse 12 gebildete Anordnung eingebaut. Die drei Teile der Ritzelwelle 3 werden durch ein Kugellager 21, eine Buchse 22 bzw. den Radialstützteil zur direkten Abstützung der Ritzelwelle am Körper 7 radial gestützt. Deshalb kann die Gesamtanordnung schwenkbar gestützt werden.
Die Bezugszahl 8a bezeichnet einen Lochteil, der einen Radialstützteil 23 zum radialen Stützen des distalen Endteils der Ritzelwelle 3 bildet; 8b einen Lochteil zum radialen Stützen der Buchse 22; 8c einen Lochteil zum Halten der Hülse 12 des Drehkanalwählventils 10; und 8d einen Lochteil zum Halten des Kugellagers 21. Der Lochteil 8a wird durch das abgestufte Loch so gebildet, daß sich der Innendurchmesser vom Lochteil 8a aus allmählich vergrößert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere das als Einbauraum dienende abgestufte Loch 8 von einer Seite des Lenkkörpers 7 aus ausgebildet. Die Lochteile mit den verschiedenen Durchmessern können so ausgebildet sein, daß sie mit hoher Präzision eine perfekte Konzentrizität aufrechterhalten; darüber hinaus ist auch die Bearbeitung einfach. Die Bestandteile werden im zusammengebauten Zustand in das in einer Richtung offene abgestufte Loch 8 eingebaut. Deshalb kann der Zusammenbau vereinfacht sein. Im zusammengebauten Zustand kann eine gute Konzentrizität der jeweiligen Komponenten aufrechterhalten werden.
Der Durchmesser des Lochteils 8b zum Halten der Buchse 22 ist aus folgendem Grund etwas kleiner als der des Lochteils 8c zum Halten der Hülse 12 des Wählventils 10. Beim Einbau der Anordnung kann verhindert werden, daß die Innenfläche des die das Wählventil 10 bildende Hülse 12 drehbar haltenden Lochteils 8c durch die Buchse 22 beschädigt wird. Besteht kein solches Problem, können die Durchmesser der Lochteile 8b und 8c gleich sein.
Bei der obigen Konstruktion weisen die in den Lenkkörper 7 einzubauenden Komponenten und insbesondere der Rotor 11 und die Hülse 12, die das Kanalwähldrehventil 10 bilden, eine hervorragende Konzentrizität auf. Ohne das Erfordernis einer räumlichen Arbeitspräzision kann die Funktion des Ventilmechanismus verbessert werden.
Wenn der Rotor 11 und die Hülse 12 gerade und mit den gleichen Durchmessern wie denen der Wellen 2 und 3 ausgebildet sind, kann die radiale Größe des Teils, in dem der Ventilmechanismus eingebaut ist, klein ausgeführt sein.
In diesem Lenkkörper 7 sind die inneren Endteile der Wellen 2 und 3 integral mit dem Rotor 11 bzw. der Hülse 12, die das Kanalwähldrehventil 10 bilden, verbunden. Der Rotor 11 und die Hülse 12 sind so kombiniert, daß sie sich bezüglich einander durch den Torsionsstab 4 drehbar bewegen können, und in einem Einbauraum 8 des Ventilgehäuseteils des Lenkkörpers 7 eingebaut. Die Kanalwahl zwischen einer (nicht gezeigten) Ölpumpe P oder einem (nicht gezeigten) Öltank T und einer rechten und einer linken Zylinderkammer CR und CL des Arbeitszylinders erfolgt durch eine relative Drehbewegung des Rotors 11 und der Hülse 12, wie weithin bekannt.
Die Anordnung des Rotors 11 und der Hülse 12, die das Kanalwähldrehventil 10 bilden, und die Anordnung des Hydraulikkreises des Ventilgehäuseteils (Körper 7) sind mit den weithin bekannten identisch oder ähneln diesen. Mehrere Kanalnuten sind in radialer Richtung in vorbestimmten Abständen als Ventilnuten 13a und 13b und Ventilnuten 14a und 14b in der Außen- und der Innenumfangsfläche 11a bzw. 12a des Rotors 11 und der Hülse 12, die einander gegenüberliegen und in gleitbaren Kontakt miteinander stehen, ausgebildet. Mehrere Fluidzufuhrlöcher und Fluidabführlöcher sind in geeignete Teile der Außen- und der Innenumfangsfläche 11a bzw. 12a des Rotors 11 bzw. der Hülse 12 gebohrt. Durch gezielte Verbindung und Trennung dieser Kanalnuten und dergleichen erfolgt die gezielte Steuerung des Hydraulikkreises nach Bedarf.
In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 15 eine Einlaßöffnung, durch die das Hydrauliköl von der Ölpumpe P fließt; 16 eine Rückflußöffnung 16, durch die das Hydrauliköl zum Öltank T zurückfließt; und 17A und 17B bezeichnen eine linke und eine rechte Auslaßöffnung, die mit der linken und der rechten Zylinderkammer CL bzw. CR des Kraftzylinders verbunden sind. Wenn sich das (oben beschriebene) Drehkanalwählventil 10 bei einem Lenkvorgang drehend verschiebt, werden die Hydraulikkanäle unter diesen Öffnungen willkürlich verbunden und getrennt, wodurch sie die Erzeugung einer Hilfslenkkraft im (nicht gezeigten) Kraftzylinder steuern, wie allgemein bekannt ist.
Bei dieser Ausführungsform ist die das Drehkanalwählventil 10 bildende Hülse 12 an der Ritzelwelle 3 integral ausgebildet. Die Ritzelwelle 3 wird durch den Lenkkörper 7 an den beiden Endteilen der Hülse 12 über ein als Wälzlager dienendes Kugellager 21 und eine Buchse 22 radial gestützt.
Gemäß dieser Ausführungsform wird ein einen kleinen Durchmesser aufweisender distaler Endteil 3b der Ritzelwelle 3 durch einen Radialstützteil 23, der eine im Lenkkörper 7 ausgebildete Aussparung ist, radial gestützt. Der Lagerspalt zwischen dem Radialstützteil 23 und der Ritzelwelle 3 liegt innerhalb der zulässigen Biegespannung der Ritzelwelle 3 und ist etwas größer als der Lagerspalt zwischen der Ritzelwelle 3 und den durch das Kugellager 21 und die Buchse 22 an den beiden Endteilen der Hülse 12 gebildeten Radialstützteilen.
Das oben beschriebene Kugellager 21 weist einen Innenring auf, der durch einen einen kleinen Durchmesser aufweisenden, am Endteil (auf der Seite der Flanschwelle 2) der Hülse 12 integral mit der Ritzelwelle 3 ausgebildeten zylindrischen Teil 12c gebildet wird, und besteht aus einer Kombination aus einer Kugel und einem Außenring. In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 25 ein Steckglied, das im Lenkkörper 7 so eingebaut ist, daß es mit dem offenen Ende des Einbauraums 8 in Eingriff steht. Das Innenende des Steckglieds 25 liegt am Außenring des Kugellagers 21 an, so daß es zwischen dem Kugellager 21 und dem abgestuften Teil des Lenkkörpers 7 verriegelt wird.
Das Steckglied 25 ist mit einer Öffnung ausgebildet, die die sich durch die Öffnung erstreckende Flanschwelle 2 hält. Eine Haltenut 25a zum Halten einer Öldichtung 26 ist im Steckglied 25 ausgebildet. Die Flanschwelle 2 wird durch die Öldichtung 26 drehbar in den Lenkkörper 7 eingeführt und durch die Öldichtung 26 abgedichtet. Des weiteren ist eine andere Öldichtung 27 an einem näher an den Ritzelzähnen 3a als an der Buchse 22 gelegenen Teil der Ritzelwelle ausgebildet. Zwischen die Öldichtungen 26 und 27 wird ein Arbeitsmedium eingefüllt. Da die Buchse 22 in diesem Arbeitsmedium angeordnet ist, besitzt sie ein ausgezeichnetes Lagerverhalten und hervorragende Langlebigkeit.
Da die Ritzelwelle 3 von dem Lenkkörper 7 durch die Radialstützteile (21, 22) an den beiden Endteilen der Hülse 12, die zu dem schwerwiegenden Ventilwirkungsproblem führen, radial gestützt wird, ist bei der oben beschriebenen Anordnung eine Verformung der Hülse 12 an diesen Teilen gering, und die Ventilwirkung ist fließend, wodurch sich die Lenkung ruckfrei anfühlt. Insbesondere kommt es, selbst wenn eine geringe Last, wie zum Beispiel eine Biegekraft, auf die Ritzelwelle 3 einwirkt, zu keiner Deformation der Hülse 12, und die Ventilwirkung des Drehkanalwählventils 10 zum Erhalt einer Lenkhilfskraft kann fließend erfolgen.
Selbst wenn eine große Last auf die Ritzelzähne 3a der Ritzelwelle 3 wirkt, kann bei der oben beschriebenen Anordnung ein Einfluß auf die Hülse 12 verringert werden, und die Ventilwirkung an der Hülse 12 kann unabhängig davon, ob die Last auf die Ritzelzähne 3a wirkt, fließend erfolgen.
Da die das Drehkanalwählventil 10 bildende Hülse 12 integral mit der Ritzelwelle 3 verbunden ist, ist die Anzahl der Bestandteile gering, und die Anzahl der zu bearbeitenden Teile ist gering, so daß Bearbeitungs- und Montagevorgänge erleichtert werden und die Konstruktion einfach wird. Bei dieser Anordnung besteht zwischen der Ritzelwelle 3 und der Hülse 12 kein Spiel, welches beim Betrieb Probleme aufwirft, und die Steifigkeit ist hervorragend. Weiterhin ist bei der herkömmlichen allgemeinen Vorrichtungskonstruktion die Hülse 12 als getrenntes Glied ausgebildet und mit der Ritzelwelle 3 verbunden. Somit vergrößert sich die Größe der Hülse 12 und der Ritzelwelle 3 aufgrund des Vorhandenseins eines Verbindungsteils als ganzes in Radialrichtung. Da das Ventilgehäuseteil getrennt vom Lenkkörper 7 ausgebildet ist, ist die Anzahl der Komponenten erhöht, und die Bearbeitungs- und Montagevorgänge werden mühselig. Bei der oben beschriebenen Anordnung liegen diese Probleme jedoch nicht vor.
Insbesondere kann, da der Einbauraum 8 im Lenkkörper 7, in dem die Ritzelwelle 3 und die Flanschwelle 2 eingebaut sind, so ausgebildet werden kann, daß er nur auf der Seite der Flanschwelle 2 mündet und daß sein Durchmesser zu seinem distalen Ende hin schrittweise abnimmt, sein Innendurchmesser durch Einrichtungsbohren bearbeitet werden. Des weiteren läßt sich der Montagevorgang leicht ausführen, indem die Ritzelwelle 3 und die Flanschwelle 2 aus einer Richtung eingebaut, befestigt und gepreßt werden. Deshalb ist eine automatische Montage möglich. Insbesondere kann bei dieser Ausführungsform der Einbauraum 8 durch Bohren des Lenkkörpers 7 von einer Seite ausgebildet und die Konzentrizität der im Einbauraum 8 eingebauten Glieder aufrechterhalten werden, wodurch der Zusammenbau erleichtert wird.
Da bei dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, die Hülse 12 integral an der Ritzelwelle 3 so ausgebildet ist, daß ihr Durchmesser dem Durchmesser des einen großen Durchmesser aufweisenden Teils der Ritzelwelle 3 entspricht, können der Lenkkörper 7 und der Ventilkörper integral ausgebildet werden, und es läßt sich eine Reduzierung der Größe erreichen. Bei dieser durch die Ritzelwelle 3 und die Hülse 12 gebildeten geraden Konstruktion kann der darin einzubauende Rotor 11 gerade und derart ausgebildet werden, daß sein Durchmesser dem der Flanschwelle 2 entspricht, wodurch die Bearbeitbarkeit der Flanschwelle 2 verbessert wird.
Wie oben beschrieben, kann durch die radiale Abstützung des distalen Endteils 3b der Ritzelwelle 3 durch den Radialstützteil 23 mit einem Lagerspalt, der etwas größer ist als der der oben beschriebenen Radialstützteile (21, 22), über die gesamte Ritzelwelle 3 eine große Stützstärke aufrechterhalten werden, und es gibt keine Probleme hinsichtlich Langlebigkeit.
Insbesondere wird bei dieser Anordnung die integral mit der Hülse 12 ausgebildete Ritzelwelle 3 an drei offensichtlichen Stellen gestützt, das heißt die beiden Radialstützteile (21, 22) an den beiden Enden der Hülse 12 und der Radialstützteil 23 am distalen Endteil 3b der Ritzelwelle 3. In der Praxis wird jedoch, wenn zum Beispiel die wirkende Last gering ist, die Ritzelwelle 3 an zwei Stellen, das heißt an den beiden Enden der Hülse 12, gestützt. Deshalb kann die Ventilwirkung insbesondere beim Fahren entlang einer fast geraden Straße fließend erfolgen.
Da der Lagerspalt des Radialstützteils 23 am distalen Endteil 3b der Ritzelwelle 3 sowie der Grad der elastischen Freiheit an den Ritzelzähnen 3a groß sind, wenn die Ritzelzähne 3a mit den Zahnstangenzähnen 5a kämmen, kann selbst eine eventuelle ungenaue Zahnradbearbeitung ausgeglichen werden. Da die Zahnstangenzähne 5a und die Ritzelzähne 3a gleitend miteinander kämmen können, kann das Gefühl einer ruckfreien Lenkung erhalten werden. Da der aufgrund der Zahnradgenauigkeit entstehende Eingriffsspalt zu keinem Spiel unter den Bestandteilen führt, kommt es zu keinem Klopfen beim Lenken und Zurückschlagen.
Da der Radialstützteil 23 am distalen Endteil 3b der Ritzelwelle 3 nur bei Wirkung einer großen Last funktioniert, wodurch das Lenkgefühl nicht stark beeinflußt wird, wird, selbst wenn die Ritzelwelle 3 nicht in einem vergleichsweise teuren Nadellager, sondern direkt von einer Buchse oder dem Lenkkörper 7 aufgenommen wird, das Lenkgefühl nicht beeinträchtigt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Rotor 11 so in der Innenumfangsfläche 12a der integral mit der oben beschriebenen Ritzelwelle 3 ausgebildeten Hülse 12 angeordnet und darin eingeführt, daß er mit der Flanschwelle 2 integral ist und direkt radial gestützt wird. Ein als Wälzlager dienendes Nadellager 31 ist am Endteil auf der Seite der Flanschwelle 2 entlang der Achse der Ventilnuten 13a und 13b und der Ventilnuten 14a und 14b der als gleitbare Kontaktfläche bezüglich der Hülse 12 dienenden Außenumfangsfläche 11a des Rotors 11 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist dieses Nadellager 31 an einem Teil angeordnet, der dem einen kleinen Durchmesser aufweisenden Teil 12c entspricht, der das Kugellager 21 bildet. Die Bezugszahl 31a bezeichnet eine im Rotor 11 ausgebildete ringförmige Nut.
Bei dieser Anordnung können der Rotor 11 und die Hülse 12 durch den Lenkkörper 7 drehbar gestützt werden, während die Konzentrizität zwischen ihnen aufrechterhalten wird. Die Ventilwirkung kann dank der Nadel des oben beschriebenen Nadellagers 31 fließend gestaltet werden, wodurch das Lenkgefühl verbessert wird. Diese Vorteile gehen aus folgendem hervor. Selbst wenn eine externe Kraft auf die Ritzelwelle 3 oder die Flanschwelle 2 wirkt, kommt es dank des Vorhandenseins des Nadellagers 31 zu keiner Dezentrierung an dem durch den Rotor 11 und die Hülse 12 gebildeten Kanalwähldrehventil 10, und es kann eine stabile Drehbewegung erzielt werden. Da kein Lager, wie zum Beispiel ein herkömmliches Kugellager, verwendet wird, ist keine hohe Arbeitsgenauigkeit erforderlich, die Bearbeitung wird erleichtert und die Kosten sind gering.
Wenn diese Radialstützkonstruktionen für den Rotor 11 und die Hülse 12 eingesetzt werden sollen, kann die Ventilwirkung auf effektivere Weise fließend gestaltet werden, wenn die gleitbare Kontaktfläche entweder des Rotors 11 oder der Hülse 12 einer reibungsmindernden Behandlung unterzogen wird. Zu solchen reibungsmindernden Behandlungen zählen zum Beispiel Tieftemperaturschwefelsäurebehandlung, Manganphosphatbehandlung, Gas-Weichnitrierbehandlung, stromloses Teflondispersions-Nickel-Phosphor- Verbundwerkstoff-Galvanisieren, Molybdändisulfidbrennen, Teflonbeschichtung und CVD- Plasma-Hartfilmbehandlung auf Keramikbasis, und jede beliebige davon kann ausgeführt werden.
Nach Durchführung der reibungsmindernden Behandlung kann eine Behandlung zur Verbesserung der Plateaurate der gleitbaren Kontaktflächen durchgeführt werden. Gemäß der oben beschriebenen Behandlung ist als eine solche Nachbehandlung Polierrollen des Innendurchmessers, Polierrollen des Außendurchmessers, Glanzschleifen oder dergleichen möglich.
Bei dieser Ausführungsform werden nach Zentrierung des Ventils, wie oben beschrieben, die- Flanschwelle 1 und der Torsionsstab 4 durch Sehweißen, zum Beispiel WIG-Schweißen, im Servolenkungshauptkörperteil 1 der Zahnstangen- Servolenkungsvorrichtung miteinander verbunden. Deshalb werden die folgenden Vorteile erzielt. Bei Verwendung eines Verbindungsstifts, wie herkömmlicherweise der Fall, können die Flanschwelle 2 und der Torsionsstab 4 im Vergleich zu dem Fall, in dem eine Bohrungsstifteintreibung durchgeführt wird, leicht zentriert werden, und die Ventilwirkung wird fließender. Herkömmlicherweise erfolgt die Ventilzentrierung nach der Montage der Komponenten unter Einleitung eines Hydraulikdrucks. Bei der Konstruktion gemäß dieser Ausführungsform erfolgt die Ventilzentrierung jedoch vorzugsweise mit einem pneumatischen Druck. Dann brennt das Arbeitsmedium beim Schweißen nicht, und ein herkömmlicher Ölabziehvorgang nach der Zentrierung wird unnötig. Da eine Schweißung um den gesamten Umfang erfolgt, ist kein O-Ring mehr erforderlich, und das durch die Torsionskraft des O- Rings während der Zentrierung verursachte Problem der Torsion des Torsionsstabs 4, die zu einer Dezentrierung führt, entfällt.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist in dem durch den Rotor 11 und die Hülse 12 gebildeten Kanalwähldrehventil 10 die Nut 31a im Endteil der Ventilnuten 13a und 13b der als die gleitbare Kontaktfläche des Rotors 11 dienenden Außenumfangsfläche auf der Seite der Flanschwelle 2 ausgebildet, und das Nadellager 31 ist an diesem Teil angeordnet. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Wie in Fig. 4 gezeigt, kann zum Beispiel im Gegensatz zur obigen Beschreibung ein Nutenteil 32a an Teilen ausgebildet werden, die den Endteilen einer Hülse 12 und eines Rotors 11 auf der linken Seite der Ventilnuten 13a und 13b entsprechen, und ein Nadellager 32 kann an diesem Teil angeordnet werden. Wie in Fig. 5 gezeigt, können als Alternative dazu Nadellager 31 und 32 an Teilen angeordnet werden, die den beiden gegenüberliegenden Endteilen einer Hülse 12 sowie eines Rotors 11 entsprechen.
Wie in Fig. 6 gezeigt, kann des weiteren an einer Innenumfangsfläche 12a einer Hülse 12 ein Nutenteil 33a innerhalb eines einen kleinen Durchmesser aufweisenden zylindrischen Teils 12c, der ein Kugellager 21 bildet, ausgebildet sein, und ein Nadellager 33 kann an diesem Teil oder an einem (nicht gezeigten) gegenüberliegenden Endteil angeordnet sein. In dem in Fig. 4 gezeigten Fall kann der Nutenteil 33a so ausgebildet sein, daß er im Endteil der Hülse 12 mündet, und es kann ein Sicherungsring, zum Beispiel ein Sprengring 33b, an der Hülse 12 oder einer Flanschwelle 2 durch eine Platte angebracht sein, um zu verhindern, daß sich die Hülse 12 löst.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird das als Wälzlager dienende Nadellager 31, 32 oder 33 als das zwischen den gleitbaren Kontaktflächen des Rotors 11 und der Hülse 12 angeordnete Lager angeordnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die als Gleitlager dienenden Buchsen 35 und 36 können an den beiden Endseiten des Rotors 11 in der axialen Richtung der Ventilnuten 13a und 13b, das heißt an gegenüberliegenden Endteilen von einer Hülse 12 und dem Rotor 11 entsprechenden Teilen, angeordnet sein, wie in Fig. 7 gezeigt. Bei Einsatz dieser Anordnung können diese Buchsen 35 und 36 nach ihrem Hinzufügen fertigbearbeitet werden, während das Schneiden des Außendurchmessers des Rotors 11 durchgeführt wird.
Fig. 8 zeigt einen Fall, in dem eine Buchse 37 auf der Seite der Flanschwelle 2 am Innenumfangsteil des Endteils einer Hülse 12 angebracht ist. Wenn der Innendurchmesser der Hülse 12 geschnitten wird, kann diese Buchse 37 gleichzeitig fertigbearbeitet werden. Als Modifikation davon kann eine Nut zur Aufnahme der Buchse 37 darin gleichzeitig mit den Ventilnuten 14a und 14b herausgearbeitet werden, so daß die Buchse 37 auch als ein das Arbeitsmedium blockierender Absperring fungiert.
Bei den oben beschriebenen Fig. 8 und 7 ist aufgrund der gleichzeitigen Ausführung der Fertigbearbeitung bei der Fertigbearbeitung des Innendurchmessers des Ventils die Anzahl der Arbeitsschritte verringert, und es kann eine hohe Präzision erreicht werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die bei den obigen Ausführungsformen beschriebene Konstruktion beschränkt, sondern die Form, die Konstruktion und dergleichen der jeweiligen Teile des Hauptkörperteils 1 der Servolenkung der Zahnstangen-Servolenkungsvorrichtung können natürlich innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche wie erforderlich modifiziert und geändert werden. Insbesondere wird die Zahnstangen- Servolenkungsvorrichtung bei den oben beschriebenen Ausführungsformen im ganzen untersucht und die Konstruktion vereinfacht, die Bearbeitbarkeit und die Montage werden erleichtert und die Kosten vermindert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Zum Beispiel können die Konstruktion oder die Stützkonstruktion der Flanschwelle 2 und des das Drehkanalwählventil 10 bildenden Rotors 11, die Form und die Konstruktion der Ventilnuten und der Fluiddruckkanäle des durch den Rotor 11 und die Hülse 12 gebildeten Drehkanalwählventils 10, die Zahnstange 5, die Stützkonstruktion der Zahnstange 5 und dergleichen wie erforderlich geändert werden.
Das die Hülse 12 als Innenring verwendende Kugellager 21 bildet den Radialstützteil am Endteil der Hülse 12 auf der Lenkradseite der in Fig. 1 gezeigten Ritzelwelle 3. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es kann ein Kugellager, dessen Innenring durch ein Verriegelungsmittel, zum Beispiel einen Sprengring, integral an der Hülse befestigt ist, verwendet werden. Der an der axialen Mitte an der Hülse 12 der Ritzelwelle 3 auf der Seite der Ritzelzähne 3a angeordnete Radialstützteil ist nicht auf die Buchse 22 beschränkt, sondern es kann eine Lagerkonstruktion eingesetzt werden, deren axiale Mitte direkt von einem Nadellager oder dem Lenkkörper 7 aufgenommen wird. Der Radialstützteil 23, der sich näher am distalen Endteil 3b der Ritzelwelle 3 als an den Ritzelzähnen 3a befindet, bildet eine Lagerkonstruktion, die direkt vom Körper 7 aufgenommen wird. Dieser Teil kann jedoch auch eine eine Buchse oder ein Nadellager verwendende Lagerkonstruktion bilden.
Der distale Endteil 3b, der sich näher als die Ritzelzähne 3a der Ritzelwelle 3 von Fig. 1 auf der Seite des distalen Endes befindet, kann zum Beispiel mit einer geraden Form, einer konischen Form, in der das distale Ende etwas dünner ist, so daß es ein Anschlagen des distalen Endrands verhindert, oder einer gekrümmten Form, in der der mittlere Teil etwas dicker ist, ausgebildet werden.
Des weiteren kann die Innendurchmesserform des Einbauraums 8 für die Ritzelwelle 3 des Lenkkörpers 7 und für die Flanschwelle 2 mit dem Rotor 11 zu dem offenen Ende der Flanschwelle 2 hin sequentiell gleichförmig vergrößert sein, und die in den Einbauraum 8 einzubauenden Komponenten können durch diese Öffnung eingebaut werden. Das durch Verschrauben in diesem offenen Ende befestigte Steckglied 25 ist mit einer Haltenut für die Öldichtung 26 ausgebildet, die die Flanschwelle 2 abdichtet, und des weiteren wird eine andere Öldichtung 27 von dem Teil der Hülse 12 festgehalten, der näher an den Ritzelzähnen 3a liegt als der Radialstützteil auf der Seite der Ritzelzähne 3a.
Fig. 9 zeigt eine Zahnstangen- Servolenkungsvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Komponenten, die mit jenen in Fig. 1 identisch sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet werden. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 insofern, als das zwischen einem Ende der Hülse 12 und dem gegenüberliegenden Rotor 11 in Fig. 1 gebildete Wälzlager in Fig. 9 weggelassen ist und an sämtlichen Gleitflächen einer Hülse 12 und eines Rotors 11 Flächen 50 ausgebildet sind, die einer reibungsmindernden Behandlung unterzogen wurden.
Insbesondere werden/wird bei dieser Ausführungsform die gleitbare Innen- und/oder Außenumfangsgleitkontaktfläche des Rotors 11 und der Hülse 12 (insbesondere die Innenumfangsfläche der Hülse 12) einer reibungsmindernden Behandlung unterzogen. Als eine solche reibungsmindernde Behandlung ist zum Beispiel eine der folgenden möglich: Tieftemperaturschwefelsäurebehandlung, Manganphosphatbehandlung, Gas-Weichnitrierbehandlung, stromloses Teflondispersions-Nickel-Phosphor- Verbundwerkstoff-Galvanisieren, Molybdändisulfidbrennen, Teflonbeschichtung und CVD- Plasma-Hartfilmbehandlung auf Keramikbasis. Nach Durchführung der reibungsmindernden Behandlung kann eine Behandlung zur Verbesserung der Plateaurate der gleitbaren Kontaktflächen durchgeführt werden. Gemäß der oben beschriebenen Behandlung ist als eine solche Nachbehandlung Polierrollen des Innendurchmessers, Polierrollen des Außendurchmessers, Glanzschleifen oder dergleichen möglich.
Unter den reibungsmindernden Behandlungen ist die Tieftemperaturschwefelsäurebehandlung eine Oberflächenwärmebehandlung zur Filmbildung, durch die ein FeS-Film gebildet werden kann, der dünner ist als der bei einer chemischen Reaktion in einer Lösung. Dieses Verfahren ist insofern von Vorteil, als sich Abmessungs- und Formpräzision leicht verbessern lassen und der Oberflächenpräzisionsgrad des Ausgangsmaterials aufrechterhalten werden kann.
Bei Durchführung dieser Behandlung wird die Ventilwirkung fließend, und deshalb kann das Lenkgefühl verbessert werden. Insbesondere schwenken dieser Rotor 11 und diese Hülse 12 bezüglich einander nur in einem kleinen Winkel. Wenn diese Oberflächenbehandlung durchgeführt wird, werden die Kosten im Vergleich zu einem Fall, in dem ein getrenntes Lager angeordnet wird, reduziert.
Wie oben beschrieben, wird bei der Zahnstangen- Servolenkungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der integral an der Flanschwelle angeformte Rotor so im Innenumfangsteil der integral an der Ritzelwelle ausgebildeten Hülse angeordnet und darin eingeführt, daß der Rotor schwenkbar festgehalten wird. Ein Lager ist an einem Teil der gleitbaren Kontaktfläche des Rotors oder der Hülse an mindestens einem der beiden Endteile in Axialrichtung quer über die in diesem Rotor und dieser Hülse ausgebildeten Ventilnuten angeordnet. Deshalb lassen sich trotz der einfachen Anordnung die folgenden hervorragenden Wirkungen erzielen.
Da die integral mit der durch den Lenkkörper gestützten Ritzelwelle ausgebildete Hülse und der integral mit der Flanschwelle ausgebildete Rotor, der, in der Innenumfangsfläche der Hülse angeordnet und darin eingeführt ist, direkt und radial von einem Lager gestützt werden, das an einem der beiden Enden in Axialrichtung der Ventilnuten ausgebildet und in einem Teil der gleitbaren Kontaktfläche des Rotors oder der Hülse angeordnet ist, kann bei dieser Ausführungsform die Bearbeitungspräzision an diesem Radialstützteil leicht aufrechterhalten werden, und die Hülse und der Rotor können radial so gestützt werden, daß sie bezüglich einander drehbar beweglich sind, während die Konzentrizität zwischen ihnen aufrechterhalten wird. Bei dem Kanalwähldrehventil mit dieser Konstruktion wird die Ventilwirkung fließend, so daß das Lenkgefühl verbessert wird.
Da gemäß dieser Ausführungsform kein Lager, wie zum Beispiel ein herkömmliches Kugellager, das eine hohe Bearbeitungspräzision erfordert, verwendet wird, ist die Anordnung der jeweiligen Teile vereinfacht, wodurch die Kosten reduziert werden.
Gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann bei direkter radialer drehbarer Abstützung des integral an der Flanschwelle ausgebildeten Rotors, und wenn mindestens eine gleitbare Kontaktfläche der Hülse oder des Rotors einer reibungsmindernden Behandlung unterzogen wird, trotz der einfachen Anordnung eine größere Reibung, als zwischen der Hülse und dem Rotor erforderlich ist, reduziert werden, so daß die Ventilwirkung fließend wird und das Lenkgefühl verbessert werden kann.
Gemäß einer Zahnstangen-Servolenkungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung weist der Lenkkörper ein abgestuftes Loch auf, das so ausgebildet ist, daß sich der Innendurchmesser von einem Ende zum anderen auf der Seite der Flanschwelle allmählich verkleinert, und die Ritzelwelle mit der Hülse, der Torsionsstab und die Flanschwelle mit dem Rotor werden in das abgestufte Loch eingebaut und darin an mindestens mehreren Teilen drehbar gestützt, und ein Steckglied ist an einem offenen Ende des abgestuften Lochs befestigt, wodurch eine integrale Montagekonstruktion erhalten wird. Es kann eine gute Konzentrizität der in den Lenkkörper einzubauenden Komponenten und insbesondere des Rotors und der Hülse, die das Kanalwähldrehventil bilden, gewährleistet werden, und die Funktion als Ventilmechanismus kann verbessert werden, ohne daß eine spezielle Bearbeitungspräzision erforderlich ist.
Darüber hinaus sind der Rotor und die Hülse bezüglich der entsprechenden Wellen integral und gerade ausgebildet, wodurch die radiale Größe des Teils des Ventilmechanismus reduziert werden kann.

Claims

1. Zahnstangen-Servolenkungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt:

eine zylindrische Flanschwelle (2), die sich bei einem Lenkvorgang in einem Lenkkörper (7) dreht;

einen Torsionsstab (4), von dem ein Ende an einem Ende der Flanschwelle befestigt ist und der sich zum anderen Ende der Flanschwelle erstreckt;

eine am anderen Ende des Torsionsschafts befestigte Ritzelwelle (3);

einen Rotor (11), der integral so angeordnet ist, daß er den Torsionsstab (4) entlang einer Erstreckungsrichtung des Torsionsstabs (4) von der Flanschwelle (2) abdeckt;

eine Hülse (12) mit einem integral mit der Ritzelwelle (3) verbundenen Ende, die sich von der Ritzelwelle entlang der Flanschwelle (2) erstreckt und so um den Rotor herum angeordnet ist, daß zwischen dem Rotor und der Hülse (12) ein Kanalwähldrehventil (10) gebildet wird, und wobei

der Lenkkörper (7) ein derart ausgebildetes abgestuftes Loch (8) aufweist, daß sich der Innendurchmesser auf der Flanschwellenseite schrittweise von einem Ende zum anderen Ende verringert,

die Ritzelwelle (3) mit der Hülse (12), der Torsionsstab (4) und die Flanschwelle (2) mit dem Rotor (11) in dem abgestuften Loch (8) enthalten sind und darin an mindestens mehreren Teilen drehbar gestützt werden und ein Steckglied (25) an einem offenen Ende des abgestuften Lochs (8) befestigt ist,

wobei die Hülse (12) gerade und integral so ausgebildet ist, daß ihr Durchmesser im wesentlichen gleich einem maximalen Durchmesser der Ritzelwelle (3) ist, und

wobei der Rotor (11) gerade und integral mit der Flanschwelle (2) so ausgebildet ist, daß sein Durchmesser im wesentlichen gleich dem der Flanschwelle (2) ist,

ein Lager (31) an einem der beiden Enden der Hülse (12) angeordnet ist und

eine das Kanalwähldrehventil (10) bildende Ventilnut (13a, 14a) an einem Teil zwischen der Hülse und dem Rotor zwischen zwei Enden der Hülse (12) ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Ritzelwelle (3) durch radiale Stützteile (21, 22) an den beiden Endteilen der Hülse (12) in dem Lenkkörper (7) radial gestützt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der mindestens zwei Enden eines Innenumfangsteils der integral mit der Ritzelwelle (3) verbundenen Hülse (12) gleitbare Kontaktflächen aufweisen, die den integral mit der Flanschwelle (2) verbundenen Rotor (11) gleitbar stützen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Lager (31) ein Wälzlager oder ein Gleitlager umfaßt.

4. Vorrichtung (31) nach Anspruch 1, bei der das Lager (31) zumindest an einer der gleitbaren Kontaktflächen des Rotors und der Hülse angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der mindestens eine der gleitbaren Kontaktflächen der Hülse (12) und des Rotors (11) eine Fläche (50) mit verminderter Reibung bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Fläche (50) mit verminderter Reibung eine durch Tieftemperaturschwefelsäurebehandlung, Manganphosphatbehandlung, Gas-Weichnitrierbehandlung, stromloses Teflondispersions-Nickel-Phosphor-Verbundwerkstoff-Galvanisieren, Molybdändisulfidbrennen, Teflonbeschichtung und CVD-Plasma-Hartfilmbehandlung auf Keramikbasis gebildete Fläche ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Innenumfangsfläche der integral mit der Ritzelwelle (3) verbundenen Hülse (12) und/oder eine gleitbare Kontaktfläche des integral mit der Flanschwelle (2) verbundenen Rotors (11) eine Fläche (50) mit verminderter Reibung bilden bzw. bildet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der mindestens zwei Enden eines Innenumfangsteils der integral mit der Ritzelwelle (3) verbundenen Hülse (12) gleitbare Kontakflächen aufweisen, die den integral mit der Flanschwelle (2) verbundenen Rotor (11) gleitbar stützen.