Рулевой механизм с рейкой, шестерней и с усилителем

 

Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения гистерезиса и обеспечения равномерной передачи давления. Рулевой механизм содержит картер 2, зубчатую рейку 4, соединенную с зубьями шестерни 5, вал 6, соединенный с шестерней 5, подшипник 8, в котором с возможностью вращения установлен вал 6 в пилиндричес W / сн

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!1) (51) 4 В 62 П 5/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3721179/27-11 (22) 11.03.84 (31) 67269-А/83; 68351-А/83

" (32) 09.03.83; 23.12.83 (33) IT (46) 07.07.87. Бюл. 1(25 (71) Коринт С.р.Л (IT) (72) Этторе Кордиано (IT) (53) 629.113.014.5(088.8) (56) Патент Великобритании

)1 2019796, кл. В 62 D 5/08, 1979. (54) РУПЕВОЙ МЕХАНИЗМ С РЕЙКОЙ, 111ЕСТЕР11Е11 И С УСИЛИТЕЛЕМ (57) Цель изобретения — повышение надежности путем уменьшения гистерезиса и обеспечения равномерной передачи давления. Рулевой механизм содержит картер ?, зубчатую рейку 4, соединенную с зубьями шестерни 5, вал

6, соединенный с шестерней 5, подшипник Я, в котором с возможностью вращения установлен вал 6 в цилиндричес1322973 кой камере 9 картера 2, упранляющйи клапан 15, имеющий подвижный элемент

16, установленный с воэможностью скольжения н полости 17 картера 2, заполненной несжимаемым деформируемым материалом, шток 18, один торец которого установлен в камере переменного объема 12, а другой торец — с воэможностью взаимодействия с подвижным элеИзобретение относится к рулевому механизму с рейкой, шестерней и с усилителем.

Цель изобретения — повышение надежности путем уменьшения гистереэиса и обеспечения равномерной передачи давления.

На AIIã.l изображен рулевой механизм с рейкой и шестерней и с усилителем, поперечное сечение; на фиг.2 — 10 конструкция поршня и штока рулевого механизма, первый вариант; на фиг.3 то же, второй вариант; на фиг,4 — то же, третий вариант; на фиг.5 — то же, четвертый вариант ° 15

Рулевой механизм 1 с рейкой, шестерней и с усилителем содержит картер 2 рулевого механизма, снабженный каналом 3 для зубчатой рейки 4 рулевого механизма. Иестерня 5 со спи- 20 ральными зубьями, входящая в зацепле. ние с зубчатой рейкой, является частью нала 6, приводящегося н действие рулевым колесом через известную передачу (не показана). Вал 6 нращательно устанонлен в картере 2 с llo мощью подшипников 7 и 8, которые обеспечивают осевое перемещение шестерни 5 относительно картера. Подшипник 8 установлен с возможностью 30 скольжения н цилиндрической полости

9 картера 2 и смещается под действием пружины 10 к кольцевому поршню 11, установленному вокруг вала 6, Поршень

11 и стенка цилиндрической полости

9 образуют кольцевую камеру 12 переменного объема, в которой расположен резиновый кольцевой элемент 13.

Корпус 14 крепится к картеру 2 рулевого механизма и является корпусом управляющего клапана 15 рулевого мементом 16 управляющего клапана. Подшипник Я установлен с возможностью скольжения в цилиндрической полости

9 посредством поршня 11, взаимодействующего с подшипником 8 одним торцом, другой торец которого расположен в камере переменного объема 12. На поршне ll и штоке 18 установлены уплотнительные средства. 8 э.п.ф-лы, 5 ил. ханиэма с усилителем. Клапан 15 содержит подвижный элемент 16, установленный с возможностью скольжения во вспомогательной полости 17, ось которого перпендикулярна оси вала 6. Пток

1Я устанонлен с возможностью скольжения в картере 2 вдоль оси вспомогательной полости 17. Иток 18 установлен между кольцевым резиновым элементом 13 и подвижным элементом 16, при этом последний прижимается к штоку

l8 с помошью пружины 19. Пружины 10 и 19 поддерживают кольцевой резиновый элемент 13 под давлением и удерживают подвижный элемент 16 в центральном нейтральном положении (фиг.l), когда к шестерне 5 не прикладывается крутящий момент. Когда же к шестерне

5 прикладывается крутящий момент, то она перемещается в осевом направлении благодаря ее спиральным зубьям.

Это принодит к тому, что поршень 11 прикладывает различные давления к кольцевому резиновому элементу 13, который обуславливает перемещение подвижного элемента 16 управляющего клапана из его центрального нейтрального положения.

Таким образом, главным отличием между конструкциями, приведенными на фиг. 2 — 5, конструкцией на фиг ° 1 является то, что кольцевой резиновый элемент устранен, а камера 12 заполнена по существу несжимающимся деформируемым материалом: маслом или густой смазкой. Уплотнительные кольца 20 — 22 (фиг. 2 — 4) предусмотрены для герметизации камеры 12 от остальной части цилиндричесКой полости 9 и от вспомогательной полости 17.

Работа механизма аналогична механиз132?973 му ны фиг.l. Когда крутящий момент, прикладынаемый к шестерне 5, равен кулю, то давление текучей среды, действукппее на поршень 11 и шток 18, уравновешивается пружинами 10 и 19 и подвижный элемент 16 удерживается в своем центральном нейтральном положенки. Если через рулевое колесо к шестерне прикладывается крутяппш момент, то на шестерню с рейки 4 бла- 10 годаря наклону ее зубьев действует осевое усилие, в результате чего давление в камере 12 изменяется. Это приводит к соответствующему изменению давления жидкости на шток 18, 15 что приводит к перемещению подвижного элемента 16 иэ своего центрального нейтрального положения.

На фиг.5 представлена конструкция, которая идентична представлен- 20 ной на фиг.2 с добавлением средств для предотвращения перемещения подвижного элемента 16 из его центрального нейтрального положения в случае потери текучей среды, содержащейся в камере 12. Если текучая жидкость в камере 12 (фиг.2) отсутствует, то пружина 10 смещает поршень 11 в его крайнее положение, в котором он контактирует с оуртиками 23 и 24, выпол- 30 ненными на стенке цилиндрической полости 9. В этих условиях пружина 19 смещает подвижный элемент 16 и шток

18 к камере 12, тем самым вызывая нежелательное срабатывание рулевого механизма с усилителем. Такое неправильное срабатывание механизма предотвращается в конструкции на фиг.4, в которой буртик 24 расположен так, что, когда поршень ll контактирует 40 с ним, его часть большего диаметра частично перекрывает отверстие картера 2, в котором подвижно установлен шток 18 ° Длина последнего выбирается такой, что когда он находится в 45 состоянии покоя (соответствующем нейтральному положению подвижного элемента 16), то его торцовая поверхность, обращенная к камере 12, находится Рядом с этой камерой, Но не 50 входит в нее.

Таким образом, есги давление текучей среды отсутствует, то поршень 11 достигает своего конечного положения у буртика 24 (пунктирная линия на фиг.5), предотвращая вход штока 18 в камеру 12, тем самым удерживая подвижный элемент 16 в его центральном положении. Часть поршня 11 большего диаметра снабжена на ее поверхности наружной периферийной камерой 25, находящейся в камере 12, для смещения штока 18 наружу из камеры 12, когда торцовая поверхность штока 18 с хвостовиком 26 выступает в камеру

12, а подвижный элемент 16 находится в своем нейтральном положении, что может быть обусловлено, например, ошибками в изготовлении.

На фиг.4 показац вариант конструкции на фиг.3, где функцию наружной поверхности поршня 11 выполняет периферийная поверхность 27, расположенная посередине между частями большего и меньшего диаметров поршня. Поверхность 27 вэаимопействует с осевым хвостовиком 26, выполненным на торцовой поверхности штока 18 с целью останова последнего на выходе из камерь, 12, когда поршень ll движется в свое конечное положение у буртика

24, Камера ?5 выполняет ту же функцию, что и в конструкции на фиг.2.

На фиг.5 представлена еще одна конструкция, в которой уплотнительное кольцо 22 заменено на упруго деформирующуюся уплотнительную диафрагму 28, наружная периферия которой зажата между картером 2 и неподвижной плитой 29, расположенной между картером

2 и корпусом 14 клапана. Плита 29 снабжена отверстием 30, в котором подвижно установ.лен шток 18. Отверстие 30 имеет увеличенных размеров часть, образующую цилиндрическую полость 31, В центре диафрагмы 28 имеется криволинейная часть, образующая кольцевое ребро, соосное со штоком 18.

Это кольцевое ребро образует центральное седло на диафрагме 28 для штока 18. Противоположная поверхность диафрагмы 28 контактирует с вспомогательным плунжером 32, который установлен с возможностью скольжения в отверстии 33 картера 2.Плунжер 32 имеет торцовую поверхность, обращенную к камере 12, и снабжен осевым проходом 34,через который проходит текучая среда, когда плунжер 32 и диафрагма 28 перемещаются.

Работа механизма на фиг.5 идентична механизму на фиг.3. Когда давление в камере 12 изменяется, то шток

18 и центральная подвижная часть диафрагмы 28 перемещаются в осевом на"

1322973 6 и элементом управляющего клапана, корпус которого установлен перпендикулярно оси вала, и уплотнительными средствами для изолирования дополнительной камеры от цилиндрической камеры и от камеры, образованной в корпусе управляющего клапана.

2. Механизм по п.l о т л и ч а юшийся тем, что несжигаемый упру10 гий материал представляет собой мас20 правлении одновременно и как одно це лое, действуя в качестве поршня, дви жущегося в цилиндрической полости, диаметр, который является средним между диаметрами штока 18 и полости

3l. Коническая периферийная часть 35 и наружная поверхность поршня ll выполняют роль предохранительных средств для предотвращения нежелательного срабатывания клапана в случае потери давления в камере 12, аналогично тому как в конструкции на фиг. 3 и 4.

Ось клапана (фиг, 1 — 5) проходит ортогонально в той же плоскости, что и ось шестерни, однако очевидно, что их соответствующие положения могут быть различными, не меняя работы механиэма, при условии, что давление в камере 12 воздействует на шток 18 °

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

1. Рулевой механизм с рейкой, шестерней и с усилителем, содержащий картер с крышкой, в цилиндрической камере которого с возможностью осевого перемещения установлен посредством подшипников вал с шестерней, находящейся в зацеплении с рейкой, корпус с 30 управляющим клапаном, имеющим подвижный элемент, установленный с воэможностью перемещения в камере, образованной в корпусе, связанном с картером, и заполненной несжимаемым дефор- 35 мируемым материалом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения гистерезиса и обеспечения равномерной передачи давления, он снабжен порш- 40 нем, установленным на валу в цилиндрической камере картера, образующим одним торцом дополнительную камеру, а другим торцом установленным с возможностью осевого перемещения, огра- 45 ниченного упругим элементом с одним из подшипников, штоком, один торец которого установлен в дополнительной камере, а другой торец — с возможностью взаимодействия с подвижным 50 ло.

3. Механизм по п.l, о т л и ч аю шийся тем, что несжигаемлй упругий материал представляет собой густую смазку.

4. Механизм по п.l, о т л и ч аю шийся тем, что уплотнительные средства выполнены в виде колец, установленных на поршне и штоке.

5. Механизм по п.l, о т л и ч аю ш и и с я тем, что в картере выполнен бурт для удержания подвижного элемента управляющего клапана в нейтра IhH0M положении при отсутствии несжигаемого деформируемого материала в дополнительной камере.

6 . Механизм по п.l о т л и ч аю шийся тем, что на поршне выполнена кулачковая поверхность для смещения штока от дополнительной камеры.

7. Механизм по п.l, о т л и ч аю шийся тем, что уплотнительные средства выполнены в виде диафрагмы, закрепленной между торцами картера и корпуса управляющего клапана с возможностью взаимодействия с одной стороны с торцом штока, а с другой — с дополнительной камерой.

R. Механизм по п.7, о т л и ч аю шийся тем, что он снабжен плунжером, установленным с возможностью осевого перемещения между диафрагмой и дополнительной камерой, при этом в плунжере выполнен по краиней мере один сквозной канал, 9. Механизм по п,Я, о т л и ч аю щ Й и с я тем, что на поршне выполнена кулачковая поверхность для взаимодействия с плунжером.

1322973

f2

24

Фиг,2

Ю 12

1322973 г.5

Составитель В. Ионова

Редактор Н. Бобкова Техред Л.Сердюкова Корректор Л, Цилипенко

Заказ 2881/58

Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4