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DE3324035A1 - Anordnung mit einem arbeitszylinder mit beiderseitigen kolbenstangen, insbesondere fuer servolenkgetriebe, und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Anordnung mit einem arbeitszylinder mit beiderseitigen kolbenstangen, insbesondere fuer servolenkgetriebe, und verfahren zu seiner herstellung

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Publication number
DE3324035A1
DE3324035A1 DE19833324035 DE3324035A DE3324035A1 DE 3324035 A1 DE3324035 A1 DE 3324035A1 DE 19833324035 DE19833324035 DE 19833324035 DE 3324035 A DE3324035 A DE 3324035A DE 3324035 A1 DE3324035 A1 DE 3324035A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
piston rod
workpiece
arrangement according
toothing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19833324035
Other languages
English (en)
Inventor
Alan Graham Cleeve Bristol Wilson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TRW Steering Systems Ltd
Original Assignee
TRW Steering Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TRW Steering Systems Ltd filed Critical TRW Steering Systems Ltd
Publication of DE3324035A1 publication Critical patent/DE3324035A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/20Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application
    • B62D5/22Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application for rack-and-pinion type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/76Making machine elements elements not mentioned in one of the preceding groups
    • B21K1/767Toothed racks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/76Making machine elements elements not mentioned in one of the preceding groups
    • B21K1/767Toothed racks
    • B21K1/768Toothed racks hollow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J1/00Pistons; Trunk pistons; Plungers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

■ " --- - ο ο ο / π Q ζ
PATENTANWÄLTE" SP-OTT UND PUSCHMANN
CAM GEARS LIMITED München, 30.06.1983
45 Wilbury Way .P 1072/83 Hitchin, Hertfordshire Pu/rei
SG4 OTU, England
Anordnung mit einem Arbeitszylinder mit beiderseitigen Kolbenstangen, insbesondere für Servolenkgetriebe , und Verfahren zu seiner Herstellung
Die.Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und bezüglich des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 17 sowie auf ein Lenkgetriebe.
Die Kolbenstangenteile solcher doppelt wirkender Arbeitszylinder sind bekanntlich beidseitig eines axial im Zylinder druckmediumdicht verschieblichen Kolbens angeordnet und durchsetzen von einander gegenüberliegenden Seiten den Zylinder axial, indem sie in der Regel über die einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Zylinders dicht hinausgeführt sind und das gewünschte Ausgangsmornent des Arbeitszylinders weiterleiten.
Bei der Herstellung von Kolben und Kolbenstangen der vorgenannten Art wurde bisher eine präzise maschinelle Bearbeitung*, auch mußten die Kolbenstangen genau in den Kolben eingepaßt werden. Arbeitszylinder in einfach oder doppelt wirkender Bauart finden in der Industrie auf vielen Gebieten Verwendung; insbesondere werden sie als doppeltwirkende Servomotoren in Verbindung mit einem strömenden Medium eingesetzt, wobei die Zufuhr des Mediums so gesteuert wird, daß der Arbeitszylinder als Kraftverstärkung für eine Ein-
*gefordert ?
richtung, mit der er gekoppelt ist, wirkt. Dies trifft insbesondere für die Autoindustrie zu, in der doppeltwirkende Arbeitszylinder meist als Servomotoren für kraftverstärkte Lenkgetriebe eingesetzt werden. Gerade in der Autoindustrie steigt der Bedarf an leistungsfähigen, nicht störanfälligen und sicheren Teilen und Einrichtungen, die für eine wirtschaftliche Fertigung geeignet sind, ständig. Ein solcher Bedarf besteht auch für einen Arbeitszylinder der hier infrage stehenden Art, der diese Forderungen erfüllt und bei dessen Herstellung der Aufwand für eine spanabhebende Bearbeitung vermindert oder gar entbehrlich gemacht wird, und dessen Maßhaltigkeit und Zuverlässigkeit die Gewähr bieten, daß ein solcher Arbeitszylinder auch in einem kraftverstärkten Lenkgetriebe ohne^ Risiko verwendbar ist.
Eine einen Arbeitszylinder aufweisende Anordnung zu schaffen, die diese Forderungen in vollem Umfang erfüllt, ist Aufgabe der Erfindung.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbengliedes für eine solche Anordnung ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 17 definiert.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die Erfindung wird also ein Kolbenglied aus einem länglichen Werkstück geformt, dessen Mantelfläche vorzugsweise zylindrisch ist9 indem es über einen Teil seiner Längserstreckung radial nach innen derart verformt wird, daß die KolbenstangenteiIe und der Kolben im Durchmesser gegeneinander abgesetzt als einstückiges Teil herstellbar sind, und dies vorzugsweise ohne maschinelle Bearbeitung, nämlich ohne spanabhebende Bearbeitung während des For-
mens von Kolben und Kolbenstangenteilen. Unter Umständen kann sich jedoch eine geringe maschinelle Nachbearbeitung der Oberflächen von Kolben und Kolbenstangenteilen vor oder nach der radialen Umformung des Werkstückes als zweckmäßig erweisen, um die Teile präziser gegeneinander abzusetzen. Häufig ist der Kolben mit einer Ringdichtung oder einer anderen Dichtung zu versehen, die den Kolben gegenüber dem Zylinder, also seiner Innenmantelfläche, abdichtet; in diesem Fall ist eine spanabhebende Bearbeitung des Kolbens zum Einbringen einer geeigneten Aufnahme für die Dichtung zweckmäßig.
Die unterschiedlichen Durchmesser von Kolbenstangenteilen und Kolben können auch durch radiales Aufweiten eines Werkstückes über einen bestimmten Abschnitt an der vom späteren Kolben abgewandten Seite des Werkstückes erreicht werden. Das radiale Aufweiten, das nicht in jedem Fall eine Erhöhung des ursprünglichen Durchmessers des Werkstückes zu verursachen braucht, kann mit jedem geeigneten Mittel zum Stauchen oder Komprimieren eines Werkstückes an bestimmten Stellen erfolgen, beispielsweise durch Aufbringen von Druck auf das Werkstück in Achsrichtung, bis sich der gewünschte Abschnitt radial nach außen im gewollten Maß erweitert hat. Bei einem rohrförmigen Werkstück dagegen kann die radiale Umformung eines Teilstückes, das den Kolben ergeben soll, dadurch erfolgen, daß Druck von innen aufgebracht wird, so daß sich die Wändung radial nach außen im gewünschten Maße aufweitet. Der Innendruck im Werkstück kann beispielsweise durch einen druckbetriebenen Dorn aufgebracht werden. Vorzugsweise werden jedoch die Kolbenstangenteile durch Reduzierung des Durchmessers eines Teils der Länge des Werkstückes für die Herstellung des Kolbenteils in bezug auf einen, dem späteren Kolben entsprechenden Abschnitt des Werkstückes gebildet. Bei dieser Methode kann das Werkstück, wenn es zylindrisch ist, einen Durchmesser aufweisen, der dem gewünschten Durchmesser des Kolbens entspricht, so daß die Kolbenstangen durch entsprechende Reduzierung des an den Kolbenteil anschließenden Teils des Werkstückes im Wege der radialen Umformung entstehen. Ein hierfür geeignetes Verfahren ist Gesenkschmieden oder Walzen, was sowohl
auf ein volles als auch auf ein rohrförmiges Werkstück anwendbar ist. Um übermäßige Beanspruchungen des Werkstoffes für den Kolbenteil zu verhindern, empfiehlt es sich, bei der Formung von Kolben und Kolbenstangenteilen das Werkstück in Längsrichtung zu verschieben, so daß die Kolbenstangenteile unter Vermittlung von Übergangsflächen in den Kolben stetig übergehen, d. h., deren Durchmesser nimmt von der zugeordneten Kolbenstange zum Kolben hin stetig zu.
Der Kolben wird vorzugsweise aus einem rohrförmigen Werkstück geformt. Ein rohrförmiges Werkstück ist radial leichter umformbar als ein volles Werkstück, so daß Kolben und Kolbenstangen leichter im Durchmesser gegeneinander abgesetzt werden können.
Bei Verwendung eines rohrförmigen Werkstückes hat man überdies den Vorteil, daß Kolben und Kolbenstangenteile in Achsrichtung von einem Durchlaß durchsetzt sind, der aus der lichten Weite, also der ursprünglichen Durchgangsöffnung, des Werkstückes gebildet ist. Ein solcher Durchlaß bietet unter Umständen Vorteile, insbesondere, wenn die Anordnung in einem kraftverstärkten Lenkgetriebe Verwendung findet, wodurch eine Leitungsverbindung geschaffen wird, durch die ein strömendes Medium, zum Beispiel Luft oder eine Flüssigkeit, zwischen zwei durch den Arbeitszylinder voneinander getrennten, also axial im Abstand voneinander angeordneten Kammern transportiert werden kann.
Wenn ein solcher Arbeitszylinder vornehmlich als Servomotor für ein kraftverstärktes Lenkgetriebe eingesetzt werden soll, bietet sich hierzu vor allem ein an sich bekanntes Zahnstangen/Ritzel Lenkgetriebe an.
Demgemäß weist eines der Kolbenstangenteile eine Verzahnung auf, in die ein Ritzel eingreift, durch dessen Drehung folglich auch das Kolbenglied in bezug auf den Zylinder axial verschieblich ist. Die Verzahnung kann auf einem Zahnstangenteil vorgesehen sein, das mit dem zugeordneten Kolbenstangenteil verbunden ist. Die Verbindung zwischen diesen beiden Teilen erfolgt im allgemeinen durch Schweißen, Gesenkschmieden oder Walzen. Bei Kolbenstangen, die eine Bohrung aufweisen, insbesondere, wenn beispielsweise das Kolbenglied aus einem rohrförmigen Werkstück geformt wurde, kann das Zahnstangenteil in die Bohrung des Kolbenstangenteils über einen bestimmten Abschnitt eingesetzt und mit dem Kolbenstangenteil verbunden werden. Vorzugsweise ist hierzu die Wandung des Kolbenstangenteils radial nach innen umgeformt.
Sind Kolbenstange und Zahnstange dagegen einstückig ausgebildet, so erfolgt das Anbringen der Verzahnung vorzugsweise durch spanabhebende Bearbeitung, durch Prägen oder durch Schmieden oder durch einen anderen geeigneten Formvorgang.
Werden die Kolbenstangenteile durch Reduzierung des Durchmessers des der Länge der Kolbenstangenteile entsprechenden Abschnittes eines rohrförmigen Werkstückes geformt, dann erhöht sich in der Regel die Wandstärke eines jeden Kolbenstangenteils gegenüber der des Kolbens und gegenüber der des ursprünglichen Werkstückes. Diese größere Wandstärke kann dann für die Ausbildung der Verzahnung am Umfang der Kolbenstange vorteilhaft ausgenutzt werden.
Die Erfindung ist nachstehend anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Gesamtdarstellung eines kraftverstärkten Lenkgetriebes, teilweise im Schnitt, mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Kolbenglied und mit einem zugeordneten Zylinder, die als Servomotor in dem Lenkgetriebe dienen,
Figur 2 bis 5 die einzelnen Stufen eines Verfahrens zur Ausbildung einer Verzahnung an einem Kolbenglied für das erfindungsgemäße Lenkgetriebe.
Figur 6 und 7 ein weiteres Verfahren für die Ausbildung einer Verzahnung analog zu den Figuren 2 bis 5.
Das Lenkgetriebe gemäß Figur 1 ist ein herkömmliches Zahnstangen-Ritzelgetriebe und besteht aus einem Ritzelgehäuse 1, in dem ein hier nicht gezeigtes Ritzel drehbar gelagert ist, dessen Verzahnung in eine nicht dargestellte Längsverzahnung auf einer Zahnstange 2 eingreift, die in einem zylindrischen Teil 3 des Ritzelgehäuses axial verschiebbar ist. Das Ritzel ist in Abhängigkeit von einem durch Verdrehung einer Eingangswelle 4 »ingegebenen Lenkmoment drehbar. Die Eingangswelle ist mit de.-η Ritzel durch ein nicht dargestelltes Steuerventil innerhalb des Ritzelgehäuses verbunden. Das Ventil spricht bei einer relativen Verdrehung in begrenztem Maße zwischen der Eingangswelle 4 und dem Ritzel an und steuert hierdurch den Zufluß eines Druckmediums zu einem Servomotor, der die axiale Verschiebung der Zahnstange 2 in der jeweils durch die Ritzeldrehung vorgegebenen Richtung unterstützt. Anordnung und Wirkungsweise des Ritzels, des Ventils und der Zahnstange innerhalb des Ritzelgehäuses 1 sind in Verbindung mit Lenkgetrieben bekannt, so daß sich eine weitere Beschreibung erübrigt.
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Die Zahnstange 2 ist dazu vorgesehen, einen Lenkausqang zu liefern und ist mit ihrem einen Ende über ein nicht gezeigtes Kardangelenk mit einer Spurstange 5 verbunden und mit ihrem anderen Ende über ein in axialer Richtung angeordnetes Kolbenglied 6 und ein Kardangelenk 7 mit einer weiteren Spurstange 8. Die Spurstangen 5 und 8 sind Teile eines Lenkgestänges üblicher Bauart und mit diesem verbunden.
Das Kolbenglied 6 erstreckt sich von der Zahnstange 2
starr und ist mit ihr zusammen innerhalb einer zylindrische
Verlängerung 9 des zylindrischen Teils 3 des Gehäuses axial verschieblich.
Das Kolbenglied 6 ist rohrförmig ausgebildet und wird von einer Durchgangsöffnung 6a axial durchsetzt und weist ein zylindrisches Kolbenteil 10 auf, an dessen einander qegenüberllegenden Seiten je eine zylindrische Kolbenstange 11 und 12 angeordnet ist, die jeweils einstückig mit dem Kolben 10 verbunden und koaxial zu diesem angeordnet ist. Das Kolbenglied 6 ist mit der Zahnstange 2 über ein zapfenförmiges Ende 13 der Zahnstange, das in einem komplementär ausgebildeten Aufnahmetei1 14 des Kolbengliedes eingreift, verzapft. Die Aufnahme 14 wird durch eine Erweiterung der Bohrung 6a gebildet, die im Endstück der Kolbenstange 11 vorgesehen ist. Die Kolbenstange 11 und die Zahnstange 2 sind miteinander im Bereich 15 verschweißt.
Der Kolben 10 ist in einem Zylinder 16 axial verschieblich, der in der rohrförmigen Verlängerung 9 zwischen axial im Abstand voneinander liegenden Ringdichtungen und 18 gebildet ist, durch die die Kolbenstangen 11 und jeweils axial verschieblich hindurchgeführt sind. Die
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Dichtung 17 ist Teil eines i'.inglagers 19 für den Kolben; das Lager ist im zylindrischen Teil 3 des Ritzelgehäuses befestigt und die Dichtung 18 ist Teil eines Ringlagers 20, das.in der rohrförmigen Verlängerung 9 befestigt ist. Durch das Kolbenglied im Zylinder 16 sind zwischen den Dichtungen 17 und 18 Kolbenkammern 21 und 22 ausgebildet, die Einlaß/Auslaßöffnunqen 23 bzw. 24 aufweisen. Ein Druckmedium gelangt über die Öffnungen 23 und 24 in die Kammern 21 bzw. 22 und aus diesen heraus, wobei der Zu- bzw. Abfluß über das genannte Steuerventil im Ritzelgehäuse 1 gesteuert wird, so daß das Kolbenglied und der Zylinder einen doppeltwirkenden Druckmittel-Zylinder und folglich den Servomotor für die Kraftverstärkung bei der Verschiebung der Zahnstange 2 in üblicher Weise bilden.
Das Kolbenglied 10 bildet mit den Kolbenstangen 11 und 12 ein einstückiges Bauteil, das durch Ausbildung des Kolbens aus einem zylindrischen Metallrohr gebildet ist, wobei das Rohr aus dem gleichen oder einem anderen Metall wie die Zahnstange 2 bestehen kann. Der Außendurchmesser des zylindrischen Rohres entspricht dem gewünschten Außendurchmesser des Kolbengliedes 10. Die sich an das Kolbenglied anschließenden Rohrabschnitte, die die Kolbenstangen 11 und 12 ergeben, sind gegenüber dem Kolbenteil radial nach innen zu im Durchmesser vermindert. Diese Verkleinerunge des Durchmessers zur Bildung der Kolbenstangen 11 und 12 erfolgt durch Gesenkschmieden, vorzugsweise in einem Verfahren, bei dem die die Kolbenstangen ergebenden Werkstücklängen in einer Hohlform einer Gesenkschmiedemaschine liegen und in der durch radial wirkende Walzen der außendurchmesser des Werkstückes in gewünschter Weise reduziert wird. Bei diesem Fertigunqsvorgang wird die Wandstärke der Kolbenstangen 11 und 12 gegenüber der Wandstärke des Ausgangswerkstückes erhöht. Beim Gesenkschmieden sollen ferner, vorzugsweise im Anschluß an die
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Kolbenstanqen, nach außen zu divergierende Übergangsflächen 25 ausgebildet werden, so daß die Kolbenstangen allmählich in das Kolbenteil übergehen. Bei dieser Ausbildung des Kolbens durch Gesenkschmieden wird die maschinelle spanabhebende Bearbeitung des Werkstückes vereinfacht. Bei Bedarf kann jedoch in das Kolbenglied eine Ringnut 26 zur Aufnahme einer Ringdichtung 27 eingearbeitet werden, die im Zylinder 16 mit dem Kolben verschieblich ist. Der Durchlaß 6a im Kolbenteil 6 ist aus dem lichten Durchmesser des Ausgangswerkstückes, aus dem das Kolbenglied gebildet wurde, hervorgegangen und kann zweckmäßigerweise in eine sockeiförmige Aufnahme 14 für das in einem Zapfen auslaufende Ende 13 der Zahnstange 2 dienen. Diese Aufnahme kann aber auch, wie Figur 1 zeigt, durch maschinelle Bearbeitung etwas erweitert sein und eine erweiterte Aufnahme 14 bilden.
Die Durchgangsöffnung 6a steht mit einer Leitung 28, die das zapfenförmige Ende 13 der Zahnstange durchsetzt, in Verbindung und damit mit einer Kammer 29, in der die Zahnstange verschieblich ist. Die Kammer 29 ist an ihrem einen Ende durch das Lager 19 geschlossen und an ihrem gegenüberliegenden Ende durch einen Faltenbalg 30, der zwischen dem Ritzelgehäuse 1 und der Spurstange 5 angeordnet ist. Das von der Kammer 29 abgewandte Ende des Durchlasses 6a mündet in eine durch einen Faltenbalg 32 gebildete Faltenbalg-Kammer 31. Dieser Faltenbalg ist zwischen der Spurstange und dem zugeordneten Ende der rohrförmigen Verlängerung 9 angeordnet.
Der Durchlaß 6a verbindet also die axial im Abstand voneinan liegenden Kammern 29 und 31 und bildet auf einfache Weise eine Leitung für den Durchfluß eines strömenden Mediums, beispielsweise Luft, zwischen den Kammern, wenn diese sich
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in Abhängigkeit von der Verschiebung der Zahnstange und des Kolbens ausdehnen oder zusammenziehen.
Bei einer nicht dargestellten Abwandlung des Getriebes nach Figur 1 ist das Kolbenteil 6 mit der Zahnstange 2 über ein axiales Stück der Zahnstange verbunden, das in der Bohrung der rohrförmigen Kolbenstange 11 liegt, wobei die Wandung der Kolbenstange durch Gesenkschmieden radial nach innen zusammengedrückt wurde und auf diese Weise die beiden Teile zusammenhält. Bei dieser Art der Verbindung ist das in die Kolbenstange 11 einzuführende Ende der Zahnstange zuerst durch Gesenkschmieden oder Walzen mit einer Ringnut an seinem Umfang zu versehen oder in anderer Weise mit einem nicht-zylindrischen Profil zu versehen, so daß die umgreifende Kolbenstange hierauf mit Preßsitz verankert werden kann.
Bei der zuvor beschriebenen Ausführung ist die Zahnstange an dem Kolbenstangenteil 11 befestigt. Bei einer weiteren Ausbildung wird die Verzahnung der Zahntange einstückig mit der Kolbenstange 11 durch ein nachstehend anhand der Figuren 2 bis 7 beschriebenen Verfahrens ausgebildet. Das mit einer Verzahnung versehene Kolbenteil 6 wird aus einem zylindrischen und rohrförmigen Werkstück 33 geformt (siehe Figur 2^, das durch Gesenkschmieden in der vorstehend beschriebenen Weise bearbeitet wird, um den Kolben 10 zu formen, der mittels der Übergangsflächen 25 in die Kolbenstangenteile 11 und 12 übergeht (Figur 3). Bei dieser Ausführungsform ist die Kolbenstange 11 erheblich länger ausgebildet als in der Ausführung nach Figur 1, nämlich um so viel länger als Länge für die Zahnstange 2 benötigt wird. Das Endstück der Kolbenstange 11, auf dem die Verzahnung angeordnet ist, wird dann auf ein D-förmiges Profil gebracht, vorzugsweise durch einen Preßvorgang, bei dem der Durchlaß 6a
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gleichfalls einen D-förmigen Querschnitt (Figur 4) erhält. Die Verzahnung 35 wird nunmehr zweckmäßigerweise in die ebene Fläche des D-förmigen Querschnitts 34 der Kolbenstange 11 eingeformt, vorzugsweise durch Prägen, Schmieden oder durch ein anderes Formverfahren, wobei während dieses Formvorganges die Bohrung des Durchlasses 6a weiter verkleinert wird (Figur 5). Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Verzahnung 35 durch eine spanabhebende Bearbeitung, wie Räumen, in die Kolbenstange einzubringen, wenn die Wandstärke der Kolbenstange eine solche Bearbeitung zuläßt.
Bei der in den Figuren 6 und 7 gezeigten Abwandlung ist dasjenige Teil der Kolbenstange 11, das die Verzahnung aufnehmen soll, zu einem V-förmigen Querschnitt 36 geformt, wodurch Führungsflächen geschaffen werden, deren Auflage so gewählt ist, daß ein Drehen oder Abwälzen der Zahnstange im Ritzelgehäuse und dessen Verlängerung verhindert werden kann. Bei der Ausbildung des V-förmigen Querschnitts durch einen Preßvorgang, kann die Bohrung 6a zu einem dreieckförmigen Querschnitt gemäß Figur 6 umgeformt werden. Die Verzahnung 35 wird dann in eine ebene Fläche des V-Profils der Kolbenstange 11 unter Anwendung eines der vorgenannten Verfahrens eingebracht. Die Ausformung erfolgt vorzugsweise durch Prägen oder durch ein anderes Formverfahren, bei dem es möglich ist, den Durchlaß 6a vollständig zu schließen (Figur 7).
Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu entnehmen, daß beim Formen des Kolbens aus einem rohrförmigen Werkstück durch Gesenkschmieden die Wandung des Werkstückes radial nach innen zwecks Bildung der Kolbenstangen 11 und 12 und die Bohrung des Werkstückes über die Länge der Kolbenstangen all mählich im Durchmesser verkleinert wird und das Werkstück
gegebenenfalls einen nicht-zylindrischen Querschnitt erhält. Diese Reduzierung im Durchmesser kann das Ausmaß gemäß Figur 5 erreichen oder zur völligen Beseitigung des Durchlasses gemäß Figur 7 führen. In den beiden letztgenannten Fällen, kann in der Wandung der Kolbenstange eine Bohrung geeigneter Größe vorgesehen werden, die mit einem Teil des Durchlasses 6a kommuniziert und die groß genug ist, um die erforderliche Menge eines strömenden Mediums zwischen den genannten Kammern zu transportieren, deren Abstand durch die Kolben-Zylinder-Anordnung definiert ist.

Claims (23)

PATENTANSPRÜCHE
1. Anordnung mit einem in einem Zylinder axial verschieblichen Kolbenglied, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenglied (5) einen zylindrischen Kolben (10) aufweist, der im Zylinder (16, 21, 22) in axialer Richtung abgedichtet verschieblich gelagert ist und an seinen einander gegenüberliegenden Seiten koaxial angeordnete Kolbenstangenteile (11, 12) aufweist, die mit dem Kolben (10) einstücki-g ausgebildet sind und gegenüber diesem infolge radial auf ein langgestrecktes Werkstück bei der Herstellung des Kolbenteils wirkender Kräfte einen reduzierten Durchmesser aufweisen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zwischen Kolbenstangenteilen (11, 12) und Kolben (10) Übergangsflächen (25) vorgesehen sind, deren Durchmesser von den Kolbenstangen zum Kolben stetig zunehmen.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kolbenstangenteile (11, 12) durch Reduzierung des Durchmessers eines Teils der Länge eines Werkstückes für die Herstellung des Kolbengliedes (6) in bezug auf einen, dem späteren Kolben entsprechenden Abschnitt des Werkstückes gebildet sind.
4. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Kolben·
glied (6) eine Kolben (10) und KolbenstanqenteiIe (11, 12) axial durchsetzende Bohrung (6a) aufweist, die aus der Durchgangsöffnung des Werkstückes, aus dem der Kolbenteil geformt wurde, gebildet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, sofern von Anspruch 3 abhängig, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der rohrförmigen Kolbenstangenteile (11, 12) größer ist als die des rohrförmigen Kolbens (10).
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (10) eine axial bewegliche Dichtung bildende Dichtungsmittel (27) aufweist.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eines der KolbenstanqenteiIe (11) eine in Achsrichtung verlaufende Verzahnung (2) aufweist, die in ein Ritzel eingreift, durch dessen Verdrehung die Verzahnung und das Kolbenqlied (6a) in bezug auf den Zylinder (21, 22) axial verschieblich s ind .
3. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung auf einem Zahnstangenteil (2) aufgebracht ist, der mit dem zugeordneten Kolbenstangenteil fest verbunden ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnstangenteil und das zugeordnete Kolbenstangenteil axial zueinander angeordnet und durch Gesenkschmieden oder Walzen miteinander verbunden sind.
10. Anordnung nach Anspruch 9, sofern von Anspruch 4 abhängig, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnstangenteil (2) axial über einen bestimmten Teil seiner Länge in die Bohrung (Teil 14) des zugehörigen KolbenstangenteiIs (10) einsetzbar und mit diesem verbunden ist.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des die Zahnstange (2) aufnehmenden Kolbenstangenteils (11) radial nach innen zur Befestigung des Zahnstangenteils zusammengedrückt ist.
12. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (2) mit dem Kolbenstangenteil (11) ein integrales Bauteil bildet.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (2) durch spanabhebende Bearbeitung oder Prägen, Schmieden oder durch ein anderes Formverfahren auf der Oberfläche des Kolbenstangenteils (11) eingearbeitet ist.
14. Kractverstärktes Lenkgetriebe
mit einer Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung einen Servomotor mit doppeltwirkendem Kolben (10) bildet, durch den der Durchfluß von Druckmedium zwecks Verstärkung eines Ausgangs momentes cles L:-nkgetriebes steuerbar ist.
15. Lenkgetriebe nach Anspruch 14, sofern von Anspruch 7 abhängig, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung der Zahnstange (2) in die Verzahnung eines dreh-
baren Ritzels eingreift, bei dessen Drehung in Abhängigkeit von einem Lenkeingang die Zahnstange (2) axial verschiebt ich ist und damit auch das Ritzel in bezug auf den Zylinder (21, 22), und daß ein Steuerventil vorgesehen ist, das in Abhängigkeit vom Lenkeinqang ansteuerbar ist und den Durchfluß des Druckmediums in den Zylinder zwecks Verstärkung der axialen Verschiebung des Kolbengliedes (6) steuert.
16. Lenkgetriebe nach Anspruch 14 oder 15, sofern von Anspruch 4 abhängig, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangenteile (11, 12) axial und flüssigkeitsdicht über den Zylinder (16) hinausgeführt sind, und daß ein Durchlaß (6a) im Kolbenglied (6) eine Leitung durch die gesamte Einrichtung bildet, über die ein strömendes Medium, wie Luft oder eine Flüssigkeit, den im axial zum Abstand voneinander liegenden Zylinderkammern (21 , 22) zuführbar ist.
17. Verfahren zur Ausbildung eines Kolbengliedes für eine Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkstück zur Ausbildung eines Kolbens und daran sich zu beiden Seiten anschließenden Kolbenstangenteilei radial zu seiner Längsachse derart verformt wird, daß die Kolbenstangenteile mit dem Kolben einstückig verbunden bleiben und gegenüber diesem einen reduzierten Durchmesser aufweisen.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Kolbens im wesentlichen gleich dem des Werkstückes ausgebildet und das Werkstück von außen radial nach innen über den späteren Kolbenstangen entsprechenden Abschnitten gegenüber dem dem Kolben bildenden Abschnitt umgeformt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kolbenstangenteile ergebenden axialen Abschnitte des Werkstückes im Durchmesser durch Gesenkschmieden oder Walzen reduziert werden.
20. Verfahren nach Anspruch 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufbringen von radial wirkendem Druck auf cias Werkstück Übergangsflachen gebildet werden, über die die Kolbenstanqenteile in den Kolben stetig übergehen, indem der Durchmesser dieser Übergangsflächen von den Kolbenstangenteilen zum Kolben hin stetig zunimmt.
21. Verfahren nach den Ansprüchen 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbengued aus einem rohrförmigen Werkstück geformt wird, dessen axiale Durchgangsöffnung einen Kolben und Kolbenstangenteile in Längsrichtung durchsetzenden Durchlaß bildet.
22. Verfahren nach den Ansprüchen 17 bis 21, dadurch
g e k e η η ζ e i c h η e t , daß auf einem der Kolbenstancentei Ie eine Zahnstange mit einq-in Längsrichtung verlaufenden,in ein Ritzel eingreifend^ Verzahnung angeformt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung durch ein spanabhebendes Verfahren oder durch Prägen, durch Schmieden oder durch ein anderes geeignetes Formvorfahren a;1 der Oberfläche des Kolbenstangenteils eingebracht wird.
DE19833324035 1982-07-21 1983-07-04 Anordnung mit einem arbeitszylinder mit beiderseitigen kolbenstangen, insbesondere fuer servolenkgetriebe, und verfahren zu seiner herstellung Withdrawn DE3324035A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB08221106A GB2124935B (en) 1982-07-21 1982-07-21 A piston and cylinder assembly a power assisted steering gear which includes such an assembly and a method of forming a piston for such an assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3324035A1 true DE3324035A1 (de) 1984-01-26

Family

ID=10531810

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