DE2404077A1

DE2404077A1 - Ahnstangenlenkung mit integrierter hydraulik-lenkhilfe

Info

Publication number: DE2404077A1
Application number: DE2404077A
Authority: DE
Inventors: Adolf Goetzenberger
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1974-01-29
Filing date: 1974-01-29
Publication date: 1975-08-07

Description

Zahnstangesnlenkung mit integrierter Hydraulik-Lenkhilfc Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnstangenlenkung mit integrierter Ilydraulik-Lenkhilfe, bei der die zylindrische Zahnstange an ihrer einen Seite mit dem Antriebsritzel kämmt und die Spurstangen durch einen Gehäuseschlitz im mittleren Bereich der Zahnstange angelenkt sind und das Hydraulikmedium innerhalb der durch das Lenkgehäuse gebildeten Zylinderräume auf die Stirnflächen der Zahnstange einwirkt.
Bei einer derartigen Zahnstangenlenkung (DAS 1 240 752) ist an die Zahnstange ein zylindrischer Teil größeren Durchmessers angeformt, der als Doppelkolben wirkt. Der eine Zylinderraum erstreckt sich über die mit dem Antriebsritzel kämmende Zahnstange, so daß diese als Plunger von dem Ilydraulikmedium beaufschlagt wird. Weiter wirkt das Efydraulikmedium auf einen auf dem Doppelkolben und im Zylinder gleitenden Zwischenkolben, welcher eine teleskopartige Verschiebung des Doppelkolbens und damit einen größeren Verschiebeweg der Zahnstange ermöglicht.
Diese Zahnstangenlenkung ist aufwendig in der erstellung, da sie viele gleitende Bauteile aufweist und eine nicht unkomplizierte Abdichtung erfordert. So sind schon im Bereich der Kämmzone die Lagerstellen des Antriebsritzels und des DruckstückesT sowie der teleskopartige Zwischenkolben druckfest abzudichten. Durch die Anlenkung der Spurstangen nahe dem Zwischenkolben können schon nach kurzer Zeit Elappergeräusche durch Fahrbahnstöße oder Verklemmungen auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zahnstangenlenkung mit integri ert er Ilydraulik-Lenkhilfe zu schaffen, die neben geringer BaulängeXgleichen oder fast gleichen wirksamen Angriffsflächen für das Hydraulikmedium zu beiden Seiten der Zahnstange und unkomplizierter Abdichtung und Montage den Vorzug aufweist, daß sie mit geringen Änderungen als einfache Zahnstangenlenkung ohne ilydraulik-Lenkhilfe herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem der Verzahnung abgewandten Teil der Zahnstange und dem Gehäuserohr ein Dichtelement angeordnet ist, während am verzahnten Teil der Zahnstange ein Kolben angeordnet ist, welcher den zugeordneten Zylinderraum gegen die Zahnstange abdichtet. Durch Anordnung eines einzigen Dichtelementes wirkt das der Verzahnung abgewandte Teil der Zahnstange in vorteilhafter Weise als Plunger, sodaß auf die Fertigungstoleranzen des Gehäuserohres auch in Bezug auf die Parallelität zur Zahnstange nur geringe Anforderungen zu stelle sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Zylinderraum durch eine eingesetzte Zylinderbüchse begrenzt wird, welche im Lenkgehäuse an der Antriebsritzelseite abgedichtet ist. Dadurch kann das Lenkgehäuse in wirtschaftlicher Weise im Gießverfahren beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung hergestellt werden, während für die Zylinderbüchse ein handelsübliches Rohr hoher Oberflächengüte und Maßgenauigkeit verwendet werden kann.
Ein weiterer Vorteil gemäß der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Kolben mit der Zahn stange verschraubt ist und der Durchmesser der Bohrung für die Befestigungsschraube so groß ist, daß sich eine radiale Verstellbarkeit des Kolbens zur Zahnstange ergibt. Es ist dadurch möglich, einen durch Bautoleranzen eventuell auftretenden Mittenversatz zwischen Zahnstange und Zylinderbüchse auszugleichen.
Ferner ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß zwischen Lenkgehäuse und Zylinderbüchse ein Ringraum verbleibt und die Zylinderbüchse nur an der Antriebsritzelseite in einer kurzen Aufnahme im Lenkgehause zentriert und abgedichtet ist. Die Zylinderbüchse kann dadurch an der dem Antriebsritzel gegenüberliegenden Seite radial geringfügig schwimmen. Bei der Montage wird die Zahnstange mit Kolben in die Endlage zur Zylinderbüchse verschoben, wodurch sich die Zylinderbüchse parallel zur Mitte Zahnstange bzw. Kolben ausrichtet.
Vorzugsweise kann die Zylinderbüchse nach dem Ausrichten parallel zur Mitte Zahnstange bzw. Kolben mittels einem mit dem Lenkgehäuse verbindbaren Verschlußstopfen axial in dieser Lage festgehalten werden.
Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß die Zylinderbüchse an der Antriebsritzelseite mittels eines Dichtringes radial gegen das Lenkgehäuse abgedichtet ist. Das bei der Montage eventuell erforderliche Ausrichten der Zylinderbüchse kann ohne Gefahr von Undichtheiten vorgenommen werden, da geringfügige Verkantungen der Zylinderbüchse in der kurzen Aufnahme im Lenkgehäuse von dem Dichtring druckdicht ausgeglichen werden.
Schließlich können erfindungsgemäß der Anschluß des Hydraulikmediums für den Zylinderraum in den Ringraum zwischen Lenkgehäuse und Zylinderbüchse münden und im Bereich des Verschlußstopfens Ausnehmungen für den ungehinderten Durchfluß des Hydraulikmediums vom Ringraum in den Zylinderräum vorgesehen sein.
Komplizierte Hydraulikanschlüsse und zusätzliche Abdichtungen an der Zylinderbüchse können dadurch entfallen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im nachstehenden näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Zahnstangenlenkung mit integrierter Hydraulik-Lenkhilfe gemäß der Erfindung im Längsschnitt und verkleinertem Maßst td Fig. 2 ein teilweiser Schnitt gemäß Linie II-1I der Fig. 1.
Die Zahnstangenlenkung 1 besteht aus dem Lenkgehäuse 2, dem in das Lenkgehäuse eingegossenen Gehäuserohr 3,.dem Antriebsritzel 4, der Zahnstange 5 und dem Druckstück 6. Im mittleren Bereich der Zahnstange 5 sind die Spurstangen 7 durch einen Schlitz im Gehäuserohr 3 angelenkt. Die Manschette 8 verhindert das Eindringen von Schmutz und Nässe. Die Zahnstange 5 wird am verzahnten Teil 9 durch das Druckstück 6 mit dem Antriebsritzel 4 in Eingriff gehalten und ist an dem der Verzahnung abgewandten Teil 10 durch das Lager 11 im Gehäuserohr 3 geführt. Am Antriebsritzel 4 und Lenkgehäuse 2 ist ein hydraulisches Steuerventil 12 bekannter Bauart angeordnet, welches den Zustrom von Hydraulikmedium über die Leitungen (strichpunkticrte Linien) 13 und 14 zu den Zylinderräumen 15 und 16 in bekannter Weise regelt.
Der Zylinderraum 16 wird durch das Dichtelement 17 und den Verschlußstopfen 18 druckdicht abgeschlossen, sodaß das der Xerzahnung abgewandte Teil 10 der Zahnstange 5 als Plunger wirkt. Am verzahnten Teil 9 der Zahnstange 5 ist ein Kolben 19 angeordnet, welcher den Zylinderraum 15 gegen die Zahnstange 5 abdichtet.
Begrenzt wird der Zylinderraum 15 von einer eingesetzten Zylinderbüchse 20, welche im Lenkgehäuse 2 an der Antriebsritzelseite in einer kurzen Aufnahme 21 zentriert und durch den Dichtring 22 radial abgedichtet ist.
Die Nut, in die der Dichtring 22 aingelegt wird, kann in der kurzen Aufnahme 21 des Lenkgehäuses 2 (Ausführungsbeispiel) oder in der Xylinclerbüchse 20 angeordnet sein. Mit dem ebenfalls druckdicht ausgeführten Verschlußstopfen 23 und einer Federscheibe 24 wird die Zylinderbüchse 20 axial festgespannt.
In dem zwischen der Zylinderbüchse 20 und dem Lenkgehäuse 2 befindlichen Ringraum 25 mündet die Leitung 13 für das hydraulikmedium. Für das ungehinderte Uberströmen des Hydraulikmediums vom Ringraum 25 in den Zylinderraum 15 sind in der Federscheibe 24 Ausnehmungen (nicht gezeigt) vorgesehen. Der Kolben 19 ist mit der Zahnstange 5 verschraubt und der Durchmesser der Bohrung 26 für die Befestigungsschraube 27 ist so groß, daß sich eine radiale Verstellbarkeit des Kolbens 19 zur Zahnstange 5 ergibt.
Bei der Montage der Zylinderbüchse 20 und des Kolbens 19 wird die Zahnstange 5 in die Endlage zum Zylinderraum 16 verschoben. Ein eventuell durch Bautoleranzen vorhandener Mittenversatz zwischen der in der kurzen Aufnahme 21 zentrierten Zylinderbüchse 20 und der Zahnstange 5 kann am Kolben 19 durch die größere Bohrung 26 ausgeglichen werden Dann wird der Kolben 9 fest verschraubt und die Zahnstange in die entgegengesetzte Endlage verschoben. Die radial geringfügig schwimmende Zylinderbüchse 20 wird zur Mitte Zahnstange 5 bzw. Kolben 19 parallel ausgerichtet und in dieser Lage durch den Verschlußstopfen 23 und die Federscheibe 24 axial festgespannt. Die-Ausnehmungen in der Federscheibe 24 zum bberströmen des Ilydraulikmediums vom Ringraum 25 in den Zylinderraum 15 könnten auch im Bereich des Verschlußstopfens 23 in die Zylinderbüchse 20 eingearbeitet sein.
Anstatt der Federscheibe 24 könnte auch eine Schlitzscheibe verwendet werden, die erforderliche axiale Vorspannung der Zylinderbüchse 20 könnte dann durch ein vorbestimmtes Drehmoment an einer nicht bündig am Lenkgehäuse anliegenden Verschlußschraube erzeugt werden.
Zur besseren Veranschaulichung des Ausführungsbeispiels ist der Innendurchmesser der Zylinderbüchse 20 deutlich größer als der Durchmesser der Zahnstange 5. Es ist jedoch anzustreben, den Innendurchmesser der Zylinderbüchse 20 nur geringfügig größer auszuführen, um fast gleiche wirksame Angriffsflächen lür das Hydraulikmedium zu beiden Seiten der Zahnstange 5 zu erreichen. Selbstverständlich könnte im Rahmen der Erfindung die Zahnstange 5 am verzahnten Teil 9 im Durchmesser verkleinert werden. Der Innendurchmesser der Zylinderbüchse 20 könnte dann gleich dem Außendurchmesser der Zahnstange 5 auf dem der Verzahnung gegenüberliegenden Teil 10 gewählt werden. Schließlich könnte auch anstatt des Kolbens 19 eine Topfmanschette den Zylinderraum q5 gegen die Zahnstange 5 abdichten.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkung mit integrierter Hydraulik-Lenkhilfe liegt in der besonders wirtschaftlichen Herstellung, da sie durch Entfall einiger Teile und ohne Änderung der wesentlichen Bauteile und Einbaumaße als einfache Zahnstangenlenkung ohne Hydraulik-Lenkhilfe ausgeführt werden kann.
Die für einen funktionssicheren Betrieb einer Zahnstangenlenkung mit integrierter Ilydraulik-Lenkhilfe notwendigen engen Fertigungstoleranzen können gemäß der Erfindung auf die Lagerstelle des Lagers 11, die durch Antriebsritzel 4 und Druckstück 6 gebildete zweite Lagerstelle und die zur Zentrierung der Zylinderbüchse 20 vorgesehene kurze Aufnahme 21 beschränkt werden.
Der fertigungstechnische Aufwand übersteigt in vorteilhafter Weise nur wenig die Anforderungen, die an eine Zahnstangenlenkung ohne ilydraulik-Lenkhilfe bereits gestellt werden müssen.

Claims

Patentansprüche

1. Zahnstangenl enkung mit integrierter llydraulik-Lenkhilfe, bei der die zylindrische Zahnstange an ihrer einen Seite mit dem Antriebsritzel kämmt und die Spurstangen durch einen Gehäuseschlitz im mittleren Bereich der Zahnstange angelenkt sind und das IIydraulikmedium innerhalb der durch das Lenkgehäuse gebildeten Zylinderräume auf die Stirnflächen der Zahnstange einwirkt, (dadurch gekennzeichnet, daß\zwischen dem der Verzahnung abgewandten Teil (10) der Zahnstange (5) und dem Gehäuserohr (3) ein Dichtelement (17) angeordnet ist, während am verzahnten Teil (9) der Zahnstange (5) ein Kolben (19) angeordnet ist, welcher den zugeordneten Zylinderraum (15) gegen die Zahnstange (5) abdichtet.

2. Zahnstangenlenkung mit integrierter Hydraulik-Lenkhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderraum (15) von einer eingesetzten Zylinderbüchse (20) begrenzt wird, welche im Lenkgehäuse (2) an der Antriebsritzelseite abgedichtet ist.

3. Zahnstangenlenkung mit integrierter ltydraulik-Lenkhilfe, nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (19) mit der Zahnstange (5) verschraubt ist und der Durchmesser der Bohrung (26) für die Befestigungsschraube (27) so groß ist, daß sich eine radiale Verstellbarkeit des Kolbens (19) zur Zahnstange (5) ergibt.

4. Zahnstangenlenkung mit integrierter Hydraulik-Lenkhilfe, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Lenkgehäuse (2) und Zylinderbüchse (20) ein Ringraum (25) verbleibt und die Zylinderbüchse (20) nur an der Antriebsritzelseite in einer kurzen Aufnahme (21) im Lenkgehäuse (2) zentriert und abgedichtet ist.

5. Zahnstangenlenkung mit integrierter lIydraulik-Lenkhilfe, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbüchse (20) mittels dem mit dem Lenkgehäuse (2) verbindbaren Verschlußstopfen (23) axial festspannbar ist.

6. Zahnstangenlenkung mit integrierter Hydraulik-Lenkhilfe, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbüchse (20) an der Antriebsritzelseite mittels eines Dichtringes (22) radial gegen das Lenkgehäuse (2) abgedichtet ist.

7. Zahnstangenlenkung mit integrierter llydraulik-Lenlcllilfc, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (13)'für das llydraulikmedium zum Zylinderraum (15) in den Ringraum (25) zwischen Lenkgehäuse (2) und Zylinderbüchse (20) mündet und im Bereich des Verschlußstopfens (23) Ausnehmungen für den ungehinderten Durchfluß des Hydraulikmediums vom Ringraum (25) in den Zylinderraum (15) vorgesehen sind.

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