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DE4201730A1 - Servo-assisted rack and pinion steering for vehicle - has integral, pressure moulded steel housing for steering mechanism and servo-piston. - Google Patents

Servo-assisted rack and pinion steering for vehicle - has integral, pressure moulded steel housing for steering mechanism and servo-piston.

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Publication number
DE4201730A1
DE4201730A1 DE19924201730 DE4201730A DE4201730A1 DE 4201730 A1 DE4201730 A1 DE 4201730A1 DE 19924201730 DE19924201730 DE 19924201730 DE 4201730 A DE4201730 A DE 4201730A DE 4201730 A1 DE4201730 A1 DE 4201730A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steering
housing
servo
rack
section
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19924201730
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German (de)
Inventor
Wilhelm Dipl Ing Beer
Nabil Dipl Ing Henein
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.)
ITT Automotive Europe GmbH
Original Assignee
Alfred Teves GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D3/12Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

The integral steel housing has a servo-section to house the servo-piston attached to the steering rack, and a steering housing through which the steering column operates via an angled fitting (36). The housing is made, using high pressure internal pressing. The servo-sections have fittings for the hydraulic lines (34,35). The steering rack is mounted inside a tilting frame mounted inside the steering housing. The tilt action depends on the steering force applied by the steering column and operates a control valve for the servo-steering. USE/ADVANTAGE - For hydraulic servo-steering,with simple design and mfr.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für eine hydrau­ lische Servolenkung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a housing for a hydrau lische power steering according to the preamble of claim 1.

Ein solches Gehäuse ist zum Beispiei aus der DE-PS 40 19 693 bekannt. In dem Gehäuse ist eine Lenkstange geführt, die in einem Teilbereich als Zahnstange ausgebildet ist. In einem anderen Bereich ist sie zu einem Kolben verdickt, der im Ge­ häuse zwei Kammern voneinander trennt, die zur Unterstützung der Lenkkraft mit Druck beaufschlagt werden können.Such a housing is for example from DE-PS 40 19 693 known. A handlebar is guided in the housing a portion is designed as a rack. In one other area it is thickened to a piston, which is in the Ge housing separates two chambers from each other, which are used for support the steering force can be pressurized.

Üblicherweise ist das Gehäuse zweiteilig ausgebildet, wobei die Teile zu einer Einheit zusammengefügt werden. In einem ersten Teil ist der Kolben dichtend geführt, wobei das Ge­ häuseteil die entsprechenden Hydraulikanschlüsse aufweist. Dieses Gehäuseteil, auch Zylinderbereich genannt, besteht aus Stahl oder Aluminium.The housing is usually designed in two parts, wherein the parts are assembled into one unit. In one first part of the piston is sealingly guided, the Ge housing part has the corresponding hydraulic connections. This housing part, also called the cylinder area, exists made of steel or aluminum.

Der andere Teil des Gehäuses, Ventilbereich genannt, weist einen Quereinlaß auf, in dem die Lenkwelle eingesteckt ist, sie greift über ein Ritzel in die Verzahnung der Lenkwelle ein. Weiterhin ist in diesem Teil ein Ventil vorgesehen, das den Druck im Zylinderbereich kontrolliert. Bei diesem Teil des Gehäuses handelt es sich häufig um ein Gußteil.The other part of the housing, called the valve area, has a cross inlet in which the steering shaft is inserted, it engages with a pinion in the toothing of the steering shaft a. Furthermore, a valve is provided in this part, the controls the pressure in the cylinder area. With this part the housing is often a cast part.

Die Erfindung ist auf dem Hintergrund zu sehen, daß die Kon­ struktion und die Produktion des Gehäuses vereinfacht werden soll. The invention can be seen on the background that the Kon structure and the production of the housing can be simplified should.  

Die Erfindung schlägt daher vor, die beiden Gehäuseteile nicht einzeln auszuführen, sondern ein einstückiges Gesamtbauteil vorzusehen, das im Innenhoch­ druckverfahren hergestellt wird.The invention therefore proposes do not run the two housing parts individually, but to provide a one-piece overall component, the inner high printing process is produced.

Ausgangsprodukt zur Erzeugung des Gehäuses ist ein Stahlrohr.The starting product for producing the housing is a steel tube.

Im Innenhochdruckverfahren werden aus diesem Stahlrohr die Anschlüsse für den Zylinderbereich sowie der Einführungsbe­ reich für die Lenkwelle aus dem Rohr herausgedrückt.In the internal high-pressure process, this steel tube becomes the Connections for the cylinder area and the insertion area richly pushed out of the tube for the steering shaft.

Der Einführungsbereich nimmt auch die Ansteuerungskomponen­ ten für das Lenkventil auf.The introduction area also takes the control components for the steering valve.

Da nicht beliebig große Räume aus dem Stahlrohr durch das Innenhochdruckverfahren herausgedrückt werden können, wird vorgeschlagen, daß die Ansteuerung für das Ventil eine Hülse aufweist, die um die Lenkwelle angeordnet ist, wobei die Lenkwelle drehbar in der Hülse gelagert ist und die Hülse selbst kippbar im Gehäuse angeordnet ist.Since not arbitrarily large spaces from the steel tube through the Internal high pressure process can be squeezed out suggested that the control for the valve be a sleeve has, which is arranged around the steering shaft, the Steering shaft is rotatably mounted in the sleeve and the sleeve itself is arranged tiltable in the housing.

Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens werden im folgenden drei Figuren beschrieben.To explain the concept of the invention are below described three figures.

Fig. 1 Darstellung des Gehäuses, teils geschnitten, teils in Draufsicht, Fig. 1 illustrating the housing, partly in section and partly in plan view,

Fig. 2 Sicht auf die Schnittlinie A-A, FIG. 2 view of the cutting line AA,

Fig. 3 Darstellung eines Ventils, das für dieses Gehäuse geeignet ist. Fig. 3 representation of a valve which is suitable for this housing.

In der Fig. 1 erkennt man das Gehäuse 31. Es besteht aus einem Zylinderbereich 32 (rechts im Bild) und einem Ventil oder Ritzelbereich 33 (links im Bild).The housing 31 can be seen in FIG. 1. It consists of a cylinder area 32 (right in the picture) and a valve or pinion area 33 (left in the picture).

Ausgangsmaterial zur Erstellung dieses Gehäuses ist ein Stahlrohr, was an der langgestreckten Ausbildung des Gehäu­ ses noch zu erkennen ist. Die Ausbeulungen an diesem Rohr werden durch ein Innenhochdruckverfahren hergestellt.The starting material for creating this housing is a Tubular steel, which is due to the elongated formation of the casing it can still be seen. The dents on this pipe are produced by an internal high pressure process.

Im Hydraulikbereich 32 erkennt man zwei Anschlußstutzen 34, 35, die wie gesagt, im Innenhochdruckverfahren hergestellt worden sind. In der Darstellung sind die beiden Anschlüsse zwar auf gleicher Höhe dargestellt, für die Durchführung dieses Innenhochdruckverfahrens kann es aber günstiger sein, die Anschlüsse auf den Umfang verdreht gegeneinander anzu­ setzen. Die Ausdrückungen werden aufgebohrt und wenn notwen­ dig mit einem Innengewinde versehen.In the hydraulic area 32 one recognizes two connecting pieces 34 , 35 which, as said, have been produced by the internal high-pressure process. In the illustration, the two connections are shown at the same height, but for the implementation of this internal high-pressure process, it may be more advantageous to place the connections twisted against one another on the circumference. The expressions are drilled out and, if necessary, provided with an internal thread.

Im Ritzelbereich 33 sind mehrere Ausdrückungen 36, 37, 38 vorgesehen. Die Ausdrückung 36 und 37 fluchten und nehmen eine nicht dargestellte Lenkwelle auf, die fest mit einem Lenkrad verbunden ist.A plurality of expressions 36 , 37 , 38 are provided in the pinion area 33 . The expressions 36 and 37 align and receive a steering shaft, not shown, which is fixedly connected to a steering wheel.

Der Bereich 36 nimmt auch die Ansteuerung für ein Lenkventil auf, was weiter unten näher beschrieben werden soll.The area 36 also receives the control for a steering valve, which will be described in more detail below.

Senkrecht zur Fluchtlinie der Ausdrückung 36 und 37 er­ streckt sich eine Ausdrückung 38, die ein Druckstück 5 auf­ nimmt.Perpendicular to the escape line of the expression 36 and 37 he stretches an expression 38 , which takes a pressure piece 5 on.

In der Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Ausdrückungen 36, 37, 38 entlang der Linie A-A vorgesehen. In FIG. 2 is a section through the Ausdrückungen 36, 37, 38 are provided along the line AA.

Die Ausdrückung ist sehr komplex. Der Kreis 39 deutet das Rohr vor dem Beginn der Ausdrückung an.The expression is very complex. The circle 39 indicates the tube before the start of the expression.

Nach dem Ausdrücken im Innenhochdruckverfahren wird die Aus­ drückung 36 aufgebohrt, sodaß gemäß dem Pfeil 40 eine Lenk­ welle einsteckbar ist.After expressing in the internal high-pressure process, the expression 36 is drilled out, so that a steering shaft can be inserted according to arrow 40 .

Die Ausdrückung 38 wird ebenfalls aufgebohrt, um eine Schraube zum Andrücken des Druckstücks ansetzen zu können.The expression 38 is also drilled out in order to be able to attach a screw for pressing the pressure piece.

Die Wand 41, die die Ausdrückung 36 mit der Ausdrückung 37 verbindet, wird ebenfalls auf Höhe des Rohrdurchmessers durchbohrt, hier wird das Lenkventil angesetzt, wobei durch die Bohrung 42 ein Stößel hindurch ragt.The wall 41 , which connects the expression 36 with the expression 37 , is also drilled through at the height of the tube diameter, here the steering valve is attached, a plunger projecting through the bore 42 .

Die Fig. 3 zeigt den gleichen Schnitt wie die Fig. 2. FIG. 3 shows the same section as FIG. 2.

Man erkennt in der Zeichnung die Lenkwelle 1, die mit einem nicht dargestellten Lenkrad drehfest verbunden ist. Die Lenkwelle 1 ist mit einem Ritzel 2 versehen, welches in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einteilig mit ihr gefer­ tigt ist. Das Ritzel 2 kämmt mit der Zahnstange 3, die senk­ recht zur Papierebene verläuft und an ihren Enden mit den Lenkern der zu lenkenden Räder (nicht gezeigt) verbunden ist. Lenkwelle 1 und Zahnstange 3 sind in einem gemeinsamen Lenkgetriebegehäuse 4 angeordnet. Die Zahnstange 3 ist im Druckstück 5 über die Feder 6 und das Halteelement 7 gegen­ über dem Lenkgetriebegehäuse 4 gelagert.One can see in the drawing the steering shaft 1 , which is rotatably connected to a steering wheel, not shown. The steering shaft 1 is provided with a pinion 2 , which is made in one piece with it in the exemplary embodiment shown. The pinion 2 meshes with the rack 3 , which runs perpendicular to the plane of the paper and is connected at its ends to the handlebars of the wheels to be steered (not shown). Steering shaft 1 and rack 3 are arranged in a common steering gear housing 4 . The rack 3 is mounted in the pressure piece 5 via the spring 6 and the holding element 7 against the steering gear housing 4 .

Die Lenkwelle 1 ist über zwei Rollager 8 in einer Hülse 9 drehbar gelagert. Die Hülse 9 ihrerseits ist über zwei Na­ dellager 10 und zwei Ringeinsätze 11, die fest mit dem Lenk­ getriebegehäuse 4 verbunden sind, schwenkbar im Lenkgetrie­ begehäuse 4 gelagert. Die Nadeln 12 der Nadellager 10 sind in Bohrungen 13 der Ringeinsätze 11 gehalten. Die Hülse 9 stützt sich jeweils mit einem ringförmigen Fortsatz 14 an jeder Nadel 12 ab, sie wird durch die Kraft der Feder 6 in ihrer Position fixiert. Wesentlich ist, daß die Achse der Nadellager 10, die Mittelachse der Lenkwelle 1 und der Kraftübertragungspunkt vom Ritzel 2 zur Zahnstange 3 in einer Ebene liegen, und daß die Nadellagerachse weiter von der Lenkwelle 1 entfernt ist, als dieser Kraftübertragungs­ punkt, wobei beide auf derselben Seite der Lenkwelle 1 liegen.The steering shaft 1 is rotatably mounted in a sleeve 9 via two roller bearings 8 . The sleeve 9 is in turn two Na dellager 10 and two ring inserts 11 which determines the transmission housing with the steering 4 are connected pivotally in Lenkgetrie begehäuse 4 stored. The needles 12 of the needle bearings 10 are held in bores 13 of the ring inserts 11 . The sleeve 9 is supported with an annular extension 14 on each needle 12 , it is fixed in position by the force of the spring 6 . It is essential that the axis of the needle bearing 10 , the central axis of the steering shaft 1 and the power transmission point from the pinion 2 to the rack 3 lie in one plane, and that the needle bearing axis is further away from the steering shaft 1 than this power transmission point, both of which are on the same Side of the steering shaft 1 .

Auf der der Zahnstange abgewandten Seite der Hülse 9 ist ein radialer Fortsatz 15 in eine Gewindebohrung 16 der Hülse 9 eingeschraubt. Dieser Fortsatz 15 ist senkrecht zur Lenkwel­ le 1 und senkrecht zur Zahnstange 3 angeordnet. Das andere Ende des Fortsatzes 15 ist als Kugelkopf 17 ausgebildet und greift in eine Ausnehmung 18 des Ventilschiebers 19 des als Linearschieberventil ausgebildeten Lenkventils ein. Das Ge­ häuse 20 des Lenkventils ist mit dem Lenkgetriebegehäuse 4 verschraubt. Der Ventilschieber 19 erstreckt sich parallel zur Zahnstange 3.On the side of the sleeve 9 facing away from the rack, a radial extension 15 is screwed into a threaded bore 16 of the sleeve 9 . This extension 15 is perpendicular to the Lenkwel le 1 and perpendicular to the rack 3 . The other end of the extension 15 is designed as a ball head 17 and engages in a recess 18 of the valve spool 19 of the steering valve designed as a linear slide valve. The Ge housing 20 of the steering valve is screwed to the steering gear housing 4 . The valve slide 19 extends parallel to the rack 3 .

Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im fol­ genden erläutert. Zunächst wird über die Lenkwelle 1 und das Ritzel 2 die Lenkbewegung in die Zahnstange 3 eingeleitet. Da die Zahnstange 3 jedoch mit den Rädern verbunden ist und diese wegen ihrer Reibung mit der Fahrbahn zunächst die Richtung beibehalten, bleibt auch die Zahnstange 3 stehen. Die über die Hülse 9 schwenkbar gegenüber dem Lenkgetriebe­ gehäuse 4 gelagerte Lenkwelle 1 rollt unter diesen Umständen auf der Zahnstange 3 ab. Dabei nimmt sie die Hülse 9 und letztere den Fortsatz 15 mit. Je nach Drehrichtung der ein­ geleiteten Lenkbewegung bewegt sich also der mit dem Ventil­ schieber 19 verbundene Kugelkopf 17 - bezogen auf die Zeichenebene - nach vorn oder hinten und steuert so den die Hilfskraft bewirkenden Fluidstrom im Ventil. Die Drehbewe­ gung der Hülse 9 ist begrenzt, da sie nach einer Drehung um wenige Grad an den Ringeinsätzen 11 anliegt. Sobald die Kippmöglichkeit um die Nadellager 10 erschöpft ist und die Hilfskraft wirkt, dreht sich die Lenkwelle 1 ausschließlich in den Gleit- bzw. Rollagern 8 und verschiebt die Zahnstange 3. Bei einem Ausfall der Hilfskraft ist lediglich zu Beginn des Lenkvorganges ein geringes Spiel zu überwinden. Danach ist eine normale Lenkung - ohne Unterstützung - möglich.The function of the device according to the invention is explained in the fol lowing. First, the steering movement into the rack 3 is initiated via the steering shaft 1 and the pinion 2 . However, since the rack 3 is connected to the wheels and because of their friction with the road, these initially maintain the direction, the rack 3 also stops. The pivotable over the sleeve 9 relative to the steering gear housing 4 mounted steering shaft 1 rolls under these circumstances on the rack 3 . It takes the sleeve 9 and the latter with the extension 15 . Depending on the direction of rotation of a guided steering movement, the ball head 17 connected to the valve slide 19 moves - in relation to the plane of the drawing - forwards or backwards and thus controls the fluid flow in the valve which effects the auxiliary force. The rotary movement of the sleeve 9 is limited since it rests on the ring inserts 11 after a rotation of a few degrees. As soon as the possibility of tipping around the needle bearing 10 is exhausted and the auxiliary force acts, the steering shaft 1 rotates exclusively in the sliding or roller bearings 8 and moves the rack 3 . In the event of a failure of the auxiliary power, a slight play can only be overcome at the beginning of the steering process. After that, normal steering is possible - without support.

Claims (4)

1. Gehäuse für eine hydraulische Servolenkung, das im we­ sentlichen langgestreckt ist und einen ersten Abschnitt mit Hydraulikanschlüssen aufweist, in der eine mit einer Lenkstange verbundener Kolben dichtend führbar ist, und einen zweiten Abschnitt, der eine Öffnung aufweist, in die eine Lenkwelle einsteckbar ist, die in die Lenkstange eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gehäuseteile einstückig miteinander verbunden ausgebildet sind und das Gehäuse im Innenhochdruckverfahren herge­ stellt ist.1. Housing for a hydraulic power steering, which is essentially elongated and has a first section with hydraulic connections in which a piston connected to a steering rod can be sealingly guided, and a second section which has an opening into which a steering shaft can be inserted , which engages in the handlebar, characterized in that the two housing parts are integrally connected to one another and the housing in the internal high-pressure process is Herge. 2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Ausgangsteil für das Innenhochdruckverfah­ ren ein Stahlrohr ist.2. Housing according to claim 1, characterized net that the output part for the high pressure process ren is a steel tube. 3. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hydraulikanschlüsse im ersten Abschnitt, auf den Umfang des Rohrs bezogen, versetzt gegeneinander angeordnet sind.3. Housing according to claim 2, characterized net that the hydraulic connections in the first section, related to the circumference of the tube, offset against each other are arranged. 4. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Abschnitt des Gehäuses eine Hülse angeordnet ist, in die die Lenkwelle drehbar gelagert ist, wobei die Hülse im Gehäuse kippbar ist und in einer Kippbewegung das Bremsventil, das außer­ halb des Gehäuses angeordnet ist, betätigt.4. Housing according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in the second section of the Housing a sleeve is arranged in the steering shaft is rotatably supported, the sleeve being tiltable in the housing is and in a tilting motion the brake valve, which except is arranged half of the housing, operated.
DE19924201730 1992-01-23 1992-01-23 Servo-assisted rack and pinion steering for vehicle - has integral, pressure moulded steel housing for steering mechanism and servo-piston. Withdrawn DE4201730A1 (en)

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