WO1991007304A1 - Zylinder-kolben-einheit - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a cylinder-piston unit, in particular for power steering systems of motor vehicles, with a piston displaceable in a cylinder, according to the preamble of claim 1.
- the piston has at one end a piston collar which is sealingly guided in the cylinder .
- the piston collar divides the cylinder into two pressurized oils
- the piston has a toothed rack profile which is in engagement with a toothed segment of an output shaft.
- a cylinder-piston unit takes place
- a spring pressure element is provided which exerts a torsional force on this piston in the middle position of the working piston.
- the spring pressure element consists of a variety of
- Piston engages the rack profile with the
- the invention is based on the object, in a known cylinder-piston unit, to design and accommodate the device for automatic tooth play compensation in an extremely space-saving, assembly-friendly and cost-saving manner.
- This object is achieved by the cylinder-piston unit characterized in claim 1.
- a pressure element is arranged on the side opposite the rack profile at the end of the piston remote from the piston collar, which is supported on the cylinder wall and via which the rack profile is held in play-free contact with the toothed segment .
- the pressure element expediently contains a pressure piston which is guided in a radial blind bore arranged in the piston.
- the pressure element is then supported on the one hand on the inner wall of the cylinder and on the other hand on the piston so that it is pressed in the direction of the toothed segment.
- FIG. 2 shows a cross section through the cylinder-piston unit along the line II-II of FIG. 1st
- a piston 2 is arranged displaceably in a cylinder 1.
- the piston 2 has at one end a piston collar 3 which is sealingly guided on an inner wall 4 of the cylinder.
- the piston collar 3 divides the cylinder 1 into two pressurizable oils
- the pressure oil is the two
- Tooth segment 8 of an output shaft 10 is engaged.
- a steering column lever 11 is arranged, which is connected to a tie rod, not shown, of a steering linkage.
- the pressure element 12 has a pressure piston 13 which is sealingly guided in a blind bore 14 arranged radially in the piston 2.
- the pressure piston 13 is pressed outwards by a compression spring 15 against the inner wall 4 of the cylinder 1 and held there in contact.
- a compression spring 15 against the inner wall 4 of the cylinder 1 and held there in contact.
- an oil pressure can be introduced into the blind bore 14, which also acts on the pressure piston 13 in the direction of the inner wall 4 of the cylinder 1.
- the oil pressure can be supplied to the blind bore 14 through a pressure channel 16 arranged in the piston 2 from one of the working spaces 5 or 6.
- the pressure channel 16 contains a check valve 17, which only in the direction from the working space 5 or 6 to the blind bore 14
- the piston 2 is in equilibrium, i.e. H. If there is the same pressure in the two working spaces 5 and 6, the pressure element 12 presses through the one in the
- Damping choke is easy to imagine and therefore not shown separately.
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Abstract
In einer Zylinder-Kolben-Einheit, die insbesondere für Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen vorgesehen ist, ist ein Kolben (2) in einem Zylinder (1) verschiebbar angeordnet. Der Kolben (2) weist an seinem einen Ende einen Kolbenbund (3) auf, der an einer Innenwand (4) des Zylinders (1) dichtend geführt ist. An seinem anderen Ende weist der Kolben (2) ein Zahnstangenprofil (7) auf, das mit einem Zahnsegment (8) einer Abtriebswelle (10) in Eingriff steht. An dem anderen Ende des Kolbens (2) ist auf der dem Zahnstangenprofil (7) gegenüberliegenden Seite des Kolbens (2) ein Druckelement (12) vorgesehen, das einen Druckkolben (13) aufweist. Der Druckkolben (13) ist in einer in dem Kolben (2) radial angeordneten Sackbohrung (14) dichtend geführt und wird durch eine Druckfeder (15) und/oder durch einen der Sackbohrung (14) zuführbaren Öldruck in Richtung auf die Innenwand (4) des Zylinders (1) beaufschlagt. Dadurch wird der Kolben (2) in Richtung auf die Verzahnung zwischen dem Zahnstangenprofil (7) und dem Zahnsegment (8) gedrückt. Dies bewirkt eine selbsttätige dauernde Spielfreihaltung der Verzahnung.
Description
Zylinder-Kolben-Einheit
Die Erfindung betrifft eine Zylinder-Kolben-Einheit, insbesondere für Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen, mit einem in einem Zylinder verschiebbaren Kolben, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Dabei weist der Kolben an seinem einen Ende einen Kolbenbund auf, der in dem Zylinder dichtend geführt ist. Der Kolbenbund unterteilt den Zylinder in zwei mit Drucköl beaufschlagbare
Arbeitsräume. Der Kolben weist an seinem anderen Ende ein Zahnstangenprofil auf, das mit einem Zahnsegment einer Abtriebswelle in Eingriff steht. Eine derartige Zylinder-Kolben-Einheit findet
allgemein Anwendung in Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen, wie sie beispielsweise aus der DE 28 05 800 AI bekannt sind. Zwischen dem Zahnsegment der Abtriebswelle und dem Zahnstangenprofil des Kolbens kann nach längerem Betrieb des Lenkgetriebes ein Verzahnungsspiel auftreten. Um dieses Verzahnungsspiel auszuschalten, ist ein Federdruckelement vorgesehen, das in der Mittelstellung des Arbeitskolbens eine Verdrehkraft auf diesen Kolben ausübt. Das Federdruckelement besteht aus einer Vielzahl von
Bauelementen, die eine aufwendige Herstellung und Montage erfordern. Außerdem entstehen bei der Verdrehung des
Kolbens im Eingriff des Zahnstangenprofiles mit dem
Zahnsegment Ungenauigkeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer bekannten Zylinder-Kolben-Einheit die Einrichtung zum selbsttätigen Zahnspielausgleich äußerst raumsparend, montagefreundlich und kostensparend auszubilden und unterzubringen.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Zylinder-Kolben-Einheit gelöst. Zweckmäßige und
vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die
Merkmalskombinationen der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle
Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung. Die Lösung der Aufgabe besteht vor allem darin, daß an dem von dem Kolbenbund entfernt gelegenen Ende des Kolbens auf der dem Zahnstangenprofil gegenüberliegenden Seite ein Druckelement angeordnet ist, das sich an der Zylinderwand abstützt und über das das Zahnstangenprofil in spielfreier Anlage an dem Zahnsegment gehalten wird.
Mit einem derart angeordneten Druckelement wird das Spiel in der Verzahnung mit geringem technischen Aufwand, insbesondere mit einer minimalen Anzahl von Bauteilen, aufgehoben. Eine Einstellung des Druckelementes bei der Erstmontage ist nicht erforderlich. Außerdem benötigt das Druckelement keinen zusätzlichen Bauraum.
Zweckmäßigerweise enthält das Druckelement einen Druckkolben, der in einer in dem Kolben angeordneten radialen Sackbohrung geführt ist. Dabei kann der
Druckkolben entweder durch einen der Sackbohrung
zuführbaren Öldruck oder durch eine Druckfeder in Anlage an der Innenwand des Zylinders gehalten werden. Das
Druckelement stützt sich dann einerseits an der Innenwand des Zylinders und andererseits an dem Kolben ab, so daß dieser in Richtung auf das Zahnsegment gedrückt wird.
Dadurch wird die Verzahnung selbsttätig über die gesamte Lebensdauer der Zylinder-Kolben-Einheit spielfrei
gehalten.
Wird der Druckkolben zusätzlich von einer Bohrung mit einer Dämpfungsdrossel durchsetzt, so läßt sich das
Anlegen des Druckkolbens an die Innenwand des Zylinders beliebig dämpfen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die
erfindungsgemäße Zylinder-Kolben-Einheit;
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Zylinder- Kolben-Einheit nach der Linie II-II der Fig. 1.
In einem Zylinder 1 ist ein Kolben 2 verschiebbar angeordnet. Der Kolben 2 weist an seinem einen Ende einen Kolbenbund 3 auf, der an einer Innenwand 4 des Zylinders dichtend geführt ist. Der Kolbenbund 3 unterteilt den Zylinder 1 in zwei mit Drucköl beaufschlagbare
Arbeitsräume 5 und 6. Das Drucköl wird den beiden
Zylinderräumen 5 und 6 über ein nicht dargestelltes
Steuerventil zugesteuert. An seinem anderen Ende trägt der Kolben 2 ein Zahnstangenprofil 7, das mit einem
Zahnsegment 8 einer Abtriebswelle 10 in Eingriff steht. Am freien Ende der Abtriebswelle 10 ist beispielsweise ein Lenkstockhebel 11 angeordnet, der mit einer nicht dargestellten Spurstange eines Lenkgestänges verbunden ist.
An dem von dem Kolbenbund 3 entfernt gelegenen Ende des Kolbens 2 ist ein Druckelement 12 auf der dem
Zahnstangenprofil 7 gegenüberliegenden Seite des Kolbens 2
angeordnet. Das Druckelement 12 weist einen Druckkolben 13 auf, der in einer in dem Kolben 2 radial angeordneten Sackbόhrung 14 dichtend geführt ist. Der Druckkolben 13 wird durch eine Druckfeder 15 nach außen gegen die Innenwand 4 des Zylinders 1 gedrückt und dort in Anlage gehalten. Alternativ oder zusätzlich zu der Druckfeder 15 kann in die Sackbohrung 14 ein Öldruck eingeleitet werden, der den Druckkolben 13 ebenfalls in Richtung auf die Innenwand 4 des Zylinders 1 beaufschlagt.
Der Öldruck kann der Sackbohrung 14 durch einen in dem Kolben 2 angeordneten Druckkanal 16 aus einem der Arbeitsräume 5 oder 6 zugeführt werden. Der Druckkanal 16 enthält ein Rückschlagventil 17, das nur in der Richtung von dem Arbeitsraum 5 bzw. 6 zu der Sackbohrung 14
durchströmt werden kann. Prinzipiell genügt eine
Verbindung der Sackbohrung 14 mit einem der Arbeitsräume 5 oder 6. Wird die Sackbohrung 14 jedoch durch je einen Druckkanal mit den Arbeitsräumen 5 und 6 verbunden - wie in Fig. 1 dargestellt - , so wirkt in ihr jeweils der höhere der Drücke in den beiden Arbeitsräumen 5 und 6 auf den Druckkolben 13. Durch entsprechende Auslegung dieses Systems wird sichergestellt, daß die in Richtung auf die Verzahnung wirkende Vorspannkraft proportional zu dem
Betätigungsdruck der Zylinder-Kolben- Einheit, und damit immer etwas höher als die Zahntrennkraft ist.
Befindet sich der Kolben 2 im Gleichgewicht, d. h. herrscht gleicher Druck in den beiden Arbeitsräumen 5 und 6, so drückt das Druckelement 12 durch den in der
Sackbohrung 14 herrschenden Öldruck und/oder durch die Kraft der Druckfeder 15 den Kolben 2 in Richtung auf das Zahnsegment 8 der Abtriebswelle 10.
Wird der Kolben 2 einseitig mit Druck beaufschlagt, so verschiebt er sich axial. Das Zahnstangenprofil 7 legt sich an dem Zahnsegment 8 an, so daß über den
Flankenwinkel der Verzahnung ein Teil der TAxialkraft radial auf den Kolben 2 wirkt. Der Kolben 2 bewegt sich dadurch mit seiner dem Zahnstangenprofil 7
gegenüberliegenden Seite in Richtung auf die Innenwand 4 des Zylinders 1. Hierbei wird der Druckkolben 13 in das Innere der Sackbohrung 14 gedrückt.
Bei allen Betriebszuständen wird dadurch der Eingriff zwischen dem Zahnstangenprofil 7 und dem Zahnsegment 8 spielfrei gehalten. Wird in dem Druckkolben 13 zusätzlich eine Bohrung 18 angeordnet, die den Druckkolben 13 in dessen Axialrichtung durchsetzt und in der eine' Dämpfungsdrossel 20 angeordnet ist, so läßt sich das Anlegen des Kolbens 2 an die
Innenwand 4 des Zylinders 1 beliebig dämpfen.
Die Ausführungsform mit Dämpfungsdrossel ist in
Fig. 1 und 2 dargestellt. Die Ausführung ohne
Dämpfungsdrossel ist leicht vorstellbar und deshalb nicht gesondert dargestellt.
Bezugszeichen
1 Zylinder
2 Kolben
3 Kolbenbund
4 Innenwand
5 Arbeitsraum
6 Arbeitsraum
7 Zahnstangenprofil
8 Zahnsegment
9 -
10 Abtriebswelle
11 Lenkstockhebel
12 Druckelement
13 Druckkolben
14 Sackbohrung
15 Druckfeder
16 Druckkanal
17 Rückschlagventil
18 Bohrung
19 -
20 Dämpfungsdrossel
Claims
1. Zylinder-Kolben-Einheit, insbesondere für
Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen, mit einem in einem Zylinder (1) verschiebbaren Kolben (2), wobei der Kolben (2) an seinem einen Ende einen Kolbenbund (3) aufweist, der an einer Innenwand (4) des Zylinders (1) dichtend geführt ist, und der den Zylinder (1) in zwei mit Drucköl beaufschlagbare Arbeitsräume (5, 6) unterteilt, und wobei der Kolben (2) an seinem anderen Ende ein
Zahnstangenprofil (7) trägt, das mit einem Zahnsegment (8) einer Abtriebswelle (10) in Eingriff steht, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t , daß an dem von dem
Kolbenbund (3) entfernt gelegenen Ende des Kolbens (2) auf der dem Zahnstangenprofil (7) gegenüberliegenden Seite des Kolbens (2) ein Druckelement (12) angeordnet ist, das sich an der Innenwand (4) des Zylinders (1) abstützt und über das das Zahnstangenprofil (7) in spielfreier Anlage an dem Zahnsegment (8) gehalten wird.
2. Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Druckelement (12) einen Druckkolben (13) aufweist, der in einer in dem
Kolben (2) radial angeordneten Sackbohrung (14) geführt ist.
3. Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Druckkolben (13) durch eine in der Sackbohrung (14) angeordnete
Druckfeder (15) in Anlage an der Zylinderwand (4) des Zylinders (1) gehalten wird.
4. Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Druckkolben (13) in der Sackbohrung (14) dichtend geführt ist und durch einen der Sackbohrung (14) zuführbaren Öldruck in Anlage an der Innenwand (4) des Zylinders (1) gehalten wird.
5. Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zuleitung des Öldruckes in die Sackbohrung (14) aus wenigstens einem der Arbeitsräume (5, 6) über wenigstens einen Druckkanal (16) erfolgt.
6. Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Druckkanal (16) ein in Richtung auf die Sackbohrung (14) aufsteuerbares Rückschlagventil (17) enthält.
7. Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Druckkolben (13) in seiner axialen Richtung von einer Bohrung (18)
durchsetzt ist, in der eine Dämpfungsdrossel (20)
angeordnet ist.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEP3938589.2 | 1989-11-21 | ||
| DE3938589 | 1989-11-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO1991007304A1 true WO1991007304A1 (de) | 1991-05-30 |
Family
ID=6393921
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/EP1990/001965 WO1991007304A1 (de) | 1989-11-21 | 1990-11-17 | Zylinder-kolben-einheit |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE4036589A1 (de) |
| WO (1) | WO1991007304A1 (de) |
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