DE8006444U1

DE8006444U1 - Rack and pinion steering

Info

Publication number: DE8006444U1
Application number: DE19808006444
Authority: DE
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1980-03-08
Filing date: 1980-03-08
Publication date: 1982-01-14

Description

• · t• · t

State of the art

Eine Zahnstangen-Hydrolenkung mit einer Dichtungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist beispielsweise aus der DE-PS 24 06 566, insbesondere Fig. 3 bekannt. Diese Dichtungsanordnung besteht aus einem in einem Haltering festgelegten handelsüblichen Radial-Wellendichtring zum Abdichten der Kolbenstange des Servomotors. Der gummiartige Werkstoff und die--sowohl durch den Arbeitsdruck als auch durch eine Ringfeder belastete Dichtlippe sind hierbei Ursache für eine verhältnismäßig hohe Reibung und eine entsprechend hohe Abnützung. Abgesehen davon eignen sich derartige Dichtringe nur beschränkt für die Aufnahme von Radialbewegungen der Zahnstange. Mittigkeitsabweichungen sind nämlich möglichst zu vermeiden, da bei einseitiger Belastung der Dichtlippe der sogenannte "Stick-Slipp-Effekt" (ruckartiges Verhalten) auftreten kann. Hinzu kommt, daß die bekannten Wellendichtringe für höhere Drücke (größer als 100 bar) ungeeignet sind.A rack and pinion hydraulic steering system with a sealing arrangement according to the preamble of claim is for example from the DE-PS 24 06 566, in particular FIG. 3, is known. This sealing arrangement consists of a commercially available radial shaft seal fixed in a retaining ring to seal the piston rod of the Servo motor. The rubber-like material and the - both by the The working pressure and the sealing lip loaded by an annular spring are the cause of a relatively high level of friction and a correspondingly high level of wear and tear. Apart from this, sealing rings of this type are only suitable to a limited extent for absorbing radial movements the rack. Deviations from the center are to be avoided as far as possible, since the sealing lip is loaded on one side the so-called "stick-slip effect" (jerky behavior) occur can. In addition, the known shaft seals are unsuitable for higher pressures (greater than 100 bar).

Aus der DE-PS 21 59 487 (Fig. 2) ist weiterhin die Dichtanordnung für einen Arbeitskolben einer Zahnstangen-Hydro-Lenkung bekannt. Diese Dichtanordnung ist für die Montage auf einer Kolbenstange beschränkt. Aus Fig. 3 dieser DE-PS ist im oberen Bildteil außerdem eine Abdichtung an der Kolbenstange ersichtlich. Diese Abdichtung ist in einem Haltering untergebracht, der am freien Ende eines innenliegenden und in einem Gehäuseteil befestigten Rohres aufgepresst ist. Infolge der Länge des freien Rohrendes weist der Haltering zusammen mit der Abdichtung eine genügend große Radialb* weglichkeit aus.From DE-PS 21 59 487 (Fig. 2) the sealing arrangement for a working piston of a rack and pinion hydraulic steering is also known. This sealing arrangement is limited for mounting on a piston rod. From Fig. 3 of this DE-PS is also in the upper part of the picture a seal on the piston rod can be seen. This seal is housed in a retaining ring at the free end an internal tube fastened in a housing part is pressed on. Due to the length of the free end of the pipe, the Holding ring together with the seal a sufficiently large radial b * portability out.

Akte 5683 G5683 G file

Il · ·Il · ·

Il t fl t ·Il t fl t

Die Abdichtung selbst braucht daher keine Radialbewegungen der Kolbenstange aufnehmen und ist daher in radialer Richtung weitgehend starr ausgeführt.The seal itself therefore does not need to absorb any radial movements of the piston rod and is therefore largely in the radial direction rigidly executed.

Task and solution

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Kolbenstangen-Dichtung so auszubilden, daß sie vormontierbar ist und-tlef in einem Zylinderrohr eingebaut werden kann. Außerdem soll die Dichtung eine ausreichende radiale Beweglichkeit der Kolbenstange zulassen.The invention is based on the object of a piston rod seal to be designed so that it can be pre-assembled and -lef in a cylinder tube can be built in. In addition, the seal should allow sufficient radial mobility of the piston rod.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches gelöst.This problem is solved by the features of the patent claim.

Die erfindungsgemäße Abdichtung besteht aus einem in den Haltering eingesetzten Dichtpaket, wobei sich die eigentliche Stangendichtung unter Vorspannung über ein Ringstück an einem Dichtring abstützt. Das gesamte Dichtpaket ist in radialer Richtung durch einen Abdeckring im Haltering gehalten. Das vormontierte Dichtpaket kann daher auf einfache Weise in das Zylinderrohr der Zahnstangen-Lenkung eingeschoben und dort befestigt werden. Die Abdichtung ist auch für Drücke über 100 bar geeignet und sie zeichnet sich durch hohe Standfestigkeit aus.The seal according to the invention consists of one in the retaining ring used sealing package, whereby the actual rod seal is supported under pretension via a ring piece on a sealing ring. The entire sealing package is held in the radial direction by a cover ring in the retaining ring. The pre-assembled sealing package can therefore can be easily pushed into the cylinder tube of the rack and pinion steering and fastened there. The waterproofing is also suitable for pressures over 100 bar and it is characterized by high stability.

Explanation of the invention

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert:Two embodiments of the invention are based on the Drawing explained in more detail:

Akte 5683 G5683 G file

Diese zeigt inThis shows in

Fig. 1 einen zeichnerisch vereinfachten Längsschnitt durch eine hydraulische Zahnstangen-Lenkung mit gleichachsig angebautem Servomotor;Fig. 1 is a graphically simplified longitudinal section through a hydraulic rack and pinion steering with coaxially mounted servo motor;

Fig. 2 Die Kolbenstangen-Dichtung gemäß der Erfindung in vergrößerter Darstellung nach dem Ausschnitt A in Fig. 1, um 90° verdreht gezeichnet.Fig. 2 The piston rod seal according to the invention in an enlarged view after the detail A in Fig. 1, drawn rotated by 90 °.

Fig. 3 zeigt den Ausschnitt einer weiteren Anordnung der erfindungsgemäßen Kolbenstangen-Dichtung.Fig. 3 shows the detail of a further arrangement of the piston rod seal according to the invention.

Im Lenkgetriebegehäuse 1 einer Zahnstangenhydrolenkung ist zwischen einem Antriebsritzel 2 und einem Druckstück 3 eine Zahnstange 4 verschiebbar gelagert. Das Antriebsritzel 2 ist am unteren Ende einer in der Zeichnung nicht dargestellten, ein Lenkhandrad tragenden Lenkspindel befestigt. Die Zahnstange 4 weist einen Mittenabtrieb 5 mit zu Radlenkhebeln geführten Verbindungsstangen 6 und 7 auf. Ein als Kolbenstange 8 ausgebildeter Teil der Zahnstange 4 trägt einen in einen Servozylinder 10 hineinragenden Arbeitskolben 11. Der Servozylinder 10 ist einerseits durch ein in einen Haltering 12 eingesetztes Dichtpaket 13 (Fig. 2) und andererseits durch ein Endstück 14 verschlossen. Durch die doppelwandige Ausbildung des Servozylinders 10 mittels eines Rohres 9-entsteht ein ringförmiger ölzuführungskanal 15 für einen innenliegen den Druckraum 16. Das Endstück 14 enthält einen nicht gezeichneten ö Zuführungskanal für den Druckraum 17.In the steering gear housing 1 of a hydraulic rack and pinion steering system, there is a rack between a drive pinion 2 and a pressure piece 3 4 slidably mounted. The drive pinion 2 is at the lower end of a not shown in the drawing, a steering handwheel supporting steering shaft attached. The rack 4 has a central output 5 with connecting rods guided to steering levers 6 and 7 on. A part of the toothed rack 4 designed as a piston rod 8 carries a part that protrudes into a servo cylinder 10 Working piston 11. The servo cylinder 10 is on the one hand by a sealing package 13 inserted into a retaining ring 12 (FIG. 2) and on the other hand closed by an end piece 14. The double-walled design of the servo cylinder 10 by means of a tube 9-arises an annular oil supply channel 15 for an internal pressure chamber 16. The end piece 14 contains an Ö, not shown Feed channel for the pressure chamber 17.

Akte 5683 G5683 G file

Nach der Erfindung besteht das in dem Haltering 12 untergebrachte Dichtpaket 13 aus einer Stangendichtung 20, einem Ringstück 21, einem Dichtring 22 und einem Abdeckring 23. Der Abdeckring 23 ist in den Haltering 12 eingepreßt und durch das Rohr 9 zusätzlich axial gesichert. An einer Stelle des Abdeckrings 23 befindet sich eine Aussparung 24 für die Durchführung des Drucköls vom ölZuführungskanal 15 zum Druckraum 16. Der Dichtring 22 übt über das Ringstück 21 eine Vorspannkraft auf die Stangendichtung 20 aus. Der an der Kolbenstange 8 anliegende Teil der Stangendichtung 20 ist aus hochverschleißfestem Kunststoff, wie z. B. Teflon, gefertigt. Der Haltering 12 ist dreh- und verschiebesicher im Servozylinder 10 befestigt. Die Befestigung ist durch eine Einprägung 25 des Zylinders 10 in eine Ringnut 26 des Halteringes 12 vorgenommen.According to the invention, the sealing package 13 accommodated in the retaining ring 12 consists of a rod seal 20, a ring piece 21, a sealing ring 22 and a cover ring 23. The cover ring 23 is pressed into the retaining ring 12 and through the tube 9 also secured axially. At one point of the cover ring 23 there is a recess 24 for the implementation of the Pressurized oil from the oil supply channel 15 to the pressure chamber 16. The sealing ring 22 exerts a pretensioning force on the ring piece 21 Rod seal 20 off. The part of the rod seal 20 resting on the piston rod 8 is made of highly wear-resistant plastic, such as z. B. Teflon made. The retaining ring 12 is secured against rotation and displacement fixed in the servo cylinder 10. The attachment is by an impression 25 of the cylinder 10 in an annular groove 26 of the retaining ring 12 made.

Das Dichtpaket 13 ist so aufgebaut, daß die Kolbenstange 8 einer Durchbiegung der Zahnstange 4 bei seitlicher Belastung und bei radialen Schwingungen folgen kann, ohne daß die Gefahr eines Austretens von Lecköl besteht. Dazu ist ein ausreichendes Spiel "S" des Ringstückes 21 zwischen dem Haltering 12 und dem Abdeckring nötig. Weiterhin ist es möglich, das Dichtpaket 13 komplett vorzumontieren, indem dieses mit Hilfe einer Aufnahmevorrichtung in den Servozylinder 10 und damit in die Aussparung des Halteringes 23 eingebracht wird.The sealing package 13 is constructed so that the piston rod 8 a deflection of the rack 4 with lateral load and with can follow radial vibrations without the risk of leakage oil. A sufficient game "S" is required for this of the ring piece 21 between the retaining ring 12 and the cover ring is necessary. It is also possible to completely pre-assemble the sealing package 13, by inserting this into the servo cylinder 10 and thus into the recess of the retaining ring 23 with the aid of a receiving device is introduced.

In Fig. 3 besteht der Servozylinder aus zwei Teilen 10 A und 10 B, die mit d^m Haltering 12 A verschweißt sind. Da in dieser Ausführung das innere Rohr 9 fehlt, ist die zusätzliche axiale Sicherung des Abdeckringes 23 A durch Verstemmen V vorgenommen. EinIn Fig. 3 the servo cylinder consists of two parts 10 A and 10 B, which are welded to the retaining ring 12 A. As in this version the inner tube 9 is missing, the additional axial securing of the cover ring 23 A by caulking V is made. A

Rohrstutzen 27 dient zum Anschluß einer ^zuführungsleitung für den linken Druckraum.Pipe socket 27 is used to connect a ^ supply line for the left printing space.

T-PA/fr-lu 22.02.1980T-PA / fr-lu 02/22/1980

Akte 5683 G5683 G file

Claims

11 Il · · t «t · · · ZAHNRAÜFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft FRIEDRICHSHAFEN RACK HYDRO STEERING

1. Rack and pinion power steering, especially for motor vehicles with the following features:

a steering shaft carries a drive pinion; at right angles to the steering spindle is an axially displaceable rack arranged in which the drive pinion engages; * A servomotor is arranged coaxially to the rack;

- The working piston of the servo motor is connected to the rack in a radially flexible manner;

- A retaining ring fixed in the steering housing contains the piston rod comprehensive seal;

characterized by the following features:

- In the retaining ring (12) is one of a sealing ring (22), one angular ring piece (21) and a rod seal (20) existing sealing package used;

- The rod seal (20) facing the piston rod (8) is under pretension via the ring piece (21) on the one in the retaining ring (12) supported sealing ring (22);

5683 G file

t * «·,« ι », r« in rt

- ΐ Il It Il »· t ·

- The sealing package (13) is in the radial direction by a

the cover ring (23) pressed into the retaining ring (12) is held;

- The ring piece (21) has no axial play between the retaining ring (12) and the cover ring (23) inserted.

2. Rack and pinion power steering according to claim 1,

characterized in that the cover ring (23) is additionally secured by a tube (9).

3. rack and pinion hydraulic steering according to claim 1,

characterized in that the cover ring (23) is additionally secured in the retaining ring (12) by caulking.

T-PA / fr-lu
01/28/1980

5683 G file