DE2851022C2 - Hydraulische Hilfskraftlenkung für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Hilfskraftlenkung für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Aus der DE-OS 23 30 540 ist eine derartige Hilfskraftlenkung bekannt. Bei dieser sind an der Lenkmutter Schultern ausgebildet, über die die Lenkmutter durch jeweils eine Feder über begrenzt bewegliche Kolben, die als Federsitze dienen, vorgespannt wird. Die die Kolben aufnehmenden Querzylinder sind nicht durchlaufend ausgeführt, sondern befinden sich getrennt voneinander an der rechten bzw. linken Seite des Kolbens. Daher ist es schwierig, diese Zylinder konzentrisch herzustellen und symmetrisch zur rechten und linken Seite anzuordnen, wodurch die Reaktionskräfte der Reaktionseinrichtung unausgeglichen sind.

Aus der CH-PS 5 14 460 ist eine Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der das zur Druckmittelbeaufschlagung des Arbeitskolbens dienende Steuerventil gleichzeitig die Reaktionseinrichtung umfaßt. Dabei ist der Ventilschieber dieses Steuerventils in einer den Arbeitskolben quer durchsetzenden Durchgangsbohrung angeordnet, deren freie Enden druckdicht verschlossen sind, wobei die beiden die Druckfedern aufnehmenden Räume jeweils an den zugehörigen Arbeitsraum angeschlossen sind, die beiden Reaktionskolben durch einen einstöckigen Tauchkolben gebildet und die Betätigungsflächen an einem achsparallel zur Gewindespindel auf der Lenkmutter befestigten Zapfen gebildet sind, der zwischen den Druckfedern in eine im Tauchkolben vorgesehene Bohrung eingreift

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine hydraulische Hilfskraftlenkung für Fahrzeuge zu schaffen, bei der die Einbaulänge des Lenkgetriebes, insbesondere zwischen dem Lenkspindelanschluß und einer die Achse der Lenkhebelwelle enthaltenden Querebene möglichst klein ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs gelöst

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Servolenkung im Längsschnitt,
F i g. 2 den mit der Lenkmutter in Eingriff stehenden Arbeitskolben der Servolenkung im Querschnitt,
F i g. 3 das Steuerventil im Querschnitt,

Fig.4 ein weiteres Ausführungsbeispie! des Tauchkolbens, der die Drehung der Lenkmutter beschränkt, im Querschnitt, und

F i g. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Steuerventils im Längsschnitt.

In einem Arbeitszylinder 13 ist ein Arbeitskolben 16 verschieblich geführt. Am öffnungsende dieses Zylinders ist eine Endplatte 11 mit einem Dichtring 12 eingesetzt. Die Endplatte 11 ist durch eine Gegenmutter 29 in ihrer Schließlage festgeklemmt. Durch den Arbeitskolben 16 werden Arbeitsräume 47 und 26 abgeteilt. Ferner wird er durch eine Gewindespindel 49 duchsetzt, deren inneres Ende über ein Axiallager 30 und ein Rollenlager 31 an der Endplatte 11 und deren äußeres Ende über ein Lager 23 in einer Gehäusewand 22 gelagert sind. Diese Lagerstelle ist durch Dichtringe 39,25 und 24 abgedichtet und von der Flüssigkeitsdruckquelle aus über Gänge 20 und 21 geschmiert. Der Arbeitskolben 16 trägt einen Dichtring 14. Eine Zahnstange 27 am Arbeitskolben 16 kämmt ein Lenksegment einer Lenkhebelwelle 28. Der Arbeitskolben 16 weist im Bereich seiner in der F i g. 1 linken Hälfte eine zylindrische Bohrung 56 mit größerem Durchmesser und im Bereich seiner rechten Hälfte eine zylindrische Bohrung 54 mit kleinerem Durchmesser auf, wobei in der zylindrischen Bohrung 54 eine Lenkmutter 45 drehbar gelagert ist Die Lenkmutter 45 hat an ihrem linken Ende reichlich Spiel gegenüber dem Innendurchmesser der Bohrung 56 und liegt mit einer Stufe an der Stufe zwischen den zylindrischen Bohrungen 56 und 54 des Arbeitskolbens 16 über ein Axiallager 43 an. Am linken Ende liegt die Lenkmuter 45 über ein Axiallager 46 an einer Verschlußplatte 33 an, die in die zylindrische Bohrung 56 eingeschraubt und mittels einer Stellmutter 32 festgeklemmt ist. In der linken Hälfte der Lenkmutter 45 ist eine Gewindenut für die Führung von Kugeln 44 eingeformt, in die über die Kugeln 44 die Gewindespindel 49 eingreift.

Im Außenumfang der Lenkmutter 45 ist eine Nut 55 vorgesehen, in die ein Zapfen 34 eingesetzt und mittels einer Schraube 15 befestigt ist. Ein Ende des Zapfens 34 ragt von der Stufe des Kolbens 16 ab in das Innere einer Durchgangsbohrung 35 hinein, die senkrecht zur Kolbenachse verläuft. In die Durchgangsbohrung 35 ist ein

Tauchkolben 61 eingesetzt, der in der Mitte die Bohrung für den Eingriff des Vorsprungs 34 aufweist, wobei durch je eine Druckfeder 66 an den beiden Enden des Tauchkolbens die Lenkmutter 45 in der neutralen Stellung gehalten ist Das äußere Ende jeder Druckfeder 66 ist durch einen in den Zylinder 35 druckmitteldicht eingesetzten Federsitz 62 gehalten, der -'on einem Federring 63 gehalten wird. Die beiden Enden der Durchgangsbohrung 35 sind über Bohrungen 64 und 48 mit einer Nut 50 in der Mantelfläche des Arbeitskolbens 16 und über eine Rückführungsöffnung 57 für die Flüssigkeit in der Umfangswand des Arbeitszylinders 13 an einen nicht dargestellten Flüssigkeitsbehälter angeschlossen.

In der Umfangsnut des Arbeitszylinders 13 ist ein Druckanschluß 18 derart angeordnet, daß er stets mit einer in Längsrichtung verlaufenden Nut 17 im Außenumfang des Arbeitskolbens 16 in Verbindung steht Die Nut 17 steht über einen radialen Gang 6 am Arbeitskolben 16 mit einer in dem Innenumfang der Bohrung 54 vorgesehenen Ringnut 5 und die Bohrung 48 mit einer zwischen dem inneren Ende der Bohrung 54 und der Lenkmutter 45 vorgesehenen Ringkammer 37 in durchgehender Verbindung. Die Lenkmutter 45 ist mit einem Dämpferring 42 in die Bohrung 54 eingesetzt. Auf die Gewindespindel 49 ist eine Hülse 36 drehbar aufgesetzt, deren Spalt gegenüber der Lenkmutter durch Dichtringe 40 und 41 abgedichtet ist. Zwischen den Dichtringen 41 und 40 ist die Wellenbohrung der Lenkmutter 45 größer als die Hülse 36, wodurch ein eine radiale Bohrung 8 in der Lenkmutter mit der Kammer 37 verbindender Kanal 53 gebildet ist.

Wie aus F i g. 3 zu erkennen ist, sind in der inneren Umfangsfläche der Bohrung 54 in gleichem Abstand drei jeweils in axialer Richtung verlaufende Ventilnuten 3 und 4 eingeschnitten, wobei die Ventilnut 3 über eine radiale Bohrung und einen axialen Kanal 2 zum Arbeitsraum 26 führt. Andererseits sind im äußeren Umfang der Lenkmutter 45 ebenfalls in axialer Richtung verlaufende Ventilnuten 7 und 9 eingeformt, die in der neutralen Stellung der Lenkmutter mit den beiden Ventilnuten

3 und 4 in Verbindung stehen. An die Ventilnut 7 ist die Bohrung 8 und an die Ventilnut 9 die Ringnut 5 angeschlossen. Die Lenkmutter 45 ist ferner mit einem radialen Kanal 10 versehen, der stets gegenüber der Nut 4 offen ist und dessen anderes Ende in der Gewindenut der Lenkmutter 45 mündet. Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, steht der zum Arbeitsraum 26 führende Kanal 2 mit einer Bohrung 51 und mit der einen Kammer in der Durchgangsbohrung 35 in dauernder Verbindung, während die andere Kammer über eine Bohrung 59 und die zylindrische Bohrung 56 des Arbeitskolbens 16 mit dem Arbeitsraum 47 verbunden ist.

Die Wirkungsweise der oben angegebenen Hilfskraftlenkung ist wie folgt: In der neutralen Stellung des Steuerventils nach F i g. 3 ist jede der Ventilnuten 3 und

4 sowohl mit der mit der Druckmittelquelle in Verbindung stehenden Ventilnut 9 als auch mit der mit dem Flüssigkeitsbehälter in dauernder Verbindung stehenden Ventilnut 7 in Verbindung, so daß der auf die beiden Enden des Arbeitskolbens 16 wirkende Druck klein und ausgeglichen ist.

Bei einem Drehen des Lenkrads wird durch den von der Lenkmutter 45 getragenen Zapfen 34 der Tauchkolben 61 entgegen der Kraft der rechten Feder 66 in F i g. 2 nach rechts bewegt und es tritt Druckflüssigkeit aus dem Druckanschluß 18 in die Nut 17, den Kanal 6, die Ringnut 5, die Ventilnuten 9,4, den Kanal 10 und aus diesem durch die Kugel-Gewindenut in den Arbeitsraum ein und schiebt den Arbeitskolben 16 nach rechts. Die Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum 25 fließt durch den Kanal 2, die Ventilnuten 3 und 7, die Bohrung 8 und den Kanal 53, die Kammer 37, die Bohrung 48, die Nut 50 und die Rückführöffnung 57 für den Rückfluß in den Flüssigkeitsbehälter zurück. Wird das Drehen der Gewindespindel 49 beendet wird die Lenkmutter 45 mit der nachfolgenden Bewegung des Arbeitskolbens 16 in die neutrale Lage zurückgeführt so daß die Zufuhr der Druckflüssigkeit zu den Arbeitsräumen unterbrochen wird.

Bei dem Lenkbetrieb schmiert die in die Kugel-Gewindenut eingeführte Druckflüssigkeit des Lagers 46 und fließt in die Bohrung 56 und durch die Bohrung 59 ins Innere der Durchgangsbohrung 35, so daß der Tauchkolben 61 gemäß Fig.2 nach links verschoben wird. Die auf den Tauchkolben 61 wirkende Kraft wirkt über den Vorsprung 34 als Gegenkraft gegen die Drehung der Lenkmutter 45, wodurch eine zur angewandten hydraulischen Hilfskraft im Verhältnis stehende Lenkungsgegenkraft auf die Lenksäule übertragen wird.

Wenn das Steuerrad nach links gedreht wird, geschieht dasselbe mit umgekehrten Wirkungsrichtungen.

Die durch die Druckfeder 66 ausgeübte Zentrierkraft kann durch einen Gewindezapfen 67 und eine Sicherungsmutter 68 reguliert werden, wie in F i g. 4 dargestellt ist. Bei Verminderung der Belastung der Feder arbeitet das Steuerventil genau und es wird eine empfindliche Lenkcharakteristik erreicht.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 ist ein Ventilelement 70 getrennt von der Lenkmutter 45 ausgebildet, wobei diese Bauteile mittels eines axialen Zapfens 73 miteinander verbunden sind. Das Ventilelement 70 stützt sich ani rechten Ende über ein Axiallager 72 an einer Endplatte 71 ab, die in der Bohrung 54 des Arbeitskolbens 16 festgelegt ist. Über das Spiel des Axiallagers 72 ist der Kanal 53 mit der Bohrung 48 verbunden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 bis 3 besteht gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 der auf die Fläche des linken Endes des Ventilelements 70 wirkende Flüssigkeitsdruck nicht, so daß beim Drehen des Lenkrades nach rechts die Hysteresis des Ventils klein ist und eine sichere und ausgeglichene Linksund Rechtslenkcharakteristik erreicht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hydraulische Hilfskraftlenkung für Fahrzeuge, mit einer durch ein Lenkorgan betätigbaren, in einem Lenkgetriebegehäuse drehbar gelagerten Gewindespindel, mit einem Arbeitskolben, der in dem Lenkgetriebegehäuse zwei Arbeitsräume abschließt und an seiner Mantelfläche eine Zahnstangenverzahnung trägt, in die ein auf einer Lenkhebelwelle sitzendes Lenksegment eingreift und mit einer im Arbeitskolben drehbar gelagerten Lenkmutter, in die die Gewindespindel eingreift und die in einer axialen Verlängerung der Druckmittelsteuerung für die Arbeitsräume dienende, mit Nuten in der die Lenkmutterverlängerung im Kolben aufnehmenden Bohrungswand zusammenwirkende Nuten trägt und weiche über an ihr angeordnete, gegeneinander gekehrte Betätigungsflächen durch eine im Kolben quer zu dessen Längsachse in einer Bohrungsanordnung liegende Zentrier- und Reaktionseinrichtung in ihre neutrale Mittellage vorgespannt ist, wobei die Zentrier- und Reaktionseinrichtung für jede Zentrierdrehrichtung jeweils eine vorgespannte Druckfeder umfaßt, deren eines Ende am Boden eines in der Bohrungsanordnung aufgenommenen und vom Druck im zugehörigen Arbeitsraum beaufschlagten Reaktionskolbens und deren anderes Ende über Haltemittel an der Wand der Bohrungsanordnung abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungsanordnung durch eine den Arbeitskolben (16) durchsetzende Durchgangsbohrung (35) gebildet wird, deren freie Enden druckdicht verschlossen sind, daß die beiden die Druckfedern (66) aufnehmenden Räume jeweils an den zugehörigen Arbeitsraum (26,47) angeschlossen sind, daß die beiden Reaktionskolben durch einen einstückigen Tauchkolben (61) gebildet und daß die Betätigungsflächen an einem achsparallel zur Gewindespindel (49) auf der Lenkmutter (45) befestigten Zapfen (34) gebildet sind, der zwischen den Druckfedern (66) in eine im Tauchkolben (61) vorgesehene Bohrung eingreift.