DE3928376A1 - Hydraulische hilfskraftlenkung fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge, bei welcher die hydraulische Unter­ stützung lediglich oberhalb einer vorgegebenen Lenkkraft erfolgt, mit einem an eine mechanische Lenkung gekoppelten Arbeitszylinder, einer Pumpe und mindestens einem Steuer­ ventil, wobei eine durch die Lenkkraft bewirkte Verschie­ bung eines gegenüber dem Fahrzeugkörper verschiebbar ge­ lagerten Bauteils der mechanischen Lenkung entgegen einer Vorspannkraft der mechanischen Betätigung des Steuer­ ventils dient, nach dem Hauptpatent (Patentanmeldung P 38 43 893.3).

Im Hauptpatent ist bereits eine Ausführungsform mit einer Zahnstangenlenkung beschrieben, wobei die axiale Verschie­ bung eines schrägverzahnten Antriebsritzels das Steuer­ ventil betätigt, welches durch ein gefesseltes elastomeres Federelement vorgespannt ist. Diese Ausführung ist mit einem erheblichen Eingriff in das mechanische Lenkgetriebe verbunden und läßt sich aufgrund der jeweiligen Raum- bzw. Einbauverhältnisse bei sehr vielen Kraftfahrzeugmodellen nicht, oder nur mit erheblichem Aufwand und Kosten reali­ sieren. Eine weitere Beschränkung der Einsatzmöglichkeit einer Hilfskraftlenkung gemäß dem Hauptpatent besteht darin, daß die Schrägverzahnung des Antriebritzels eine notwendige Bedingung darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsge­ mäße hydraulische Hilfskraftlenkung zu schaffen, welche einen kompakten und einfachen Aufbau aufweist und dabei möglichst wenige Veränderungen an den Teilen des mechanischen Lenkgetriebes erfordert, wobei fast alle Getriebeteile eines für die rein mechanische Lenkung vor­ gesehenen Lenkgetriebes bei der hilfskraftunterstützten Lenkung beibehalten werden sollen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Dadurch wird eine Möglichkeit zur Schaffung einer nachrüstbaren (add on) hydraulischen Lenkunterstützung geschaffen, welche mit sehr geringen Eingriffen in die ohnehin vorhandene mechanische Lenkung verbunden ist. Diese Lösung nach Anspruch 1 ist besonders für Zahnstangenlenkungen geeignet, bei welcher das An­ triebsritzel keine Schrägverzahnung aufweist.

Bei einer gattungsgemäßen Hilfskraftlenkung, mit schräg­ verzahntem Antriebsritzel läßt sich eine einfache und mit sehr wenigen Eingriffen in das Lenkgetriebe verbundene Lösung dadurch erreichen, daß das Antriebsritzel axial verschiebbar mittels mindestens eines Wälzlagers im Ge­ häuse des Lenkgetriebes gelagert ist, daß der Außenring des Wälzlagers axial verschiebbar im Gehäuse angeordnet und an beiden Stirnseiten durch elastische Mittel beauf­ schlagt ist und daß der Lagerinnenring auf dem Antriebs­ ritzel axial fixiert ist, wobei das Antriebsritzel mit dem Steuerventil verbunden ist.

Falls Änderungen der Lagerung des Antriebsritzels im Bereich des Gehäuses nicht in Frage kommen, so läßt sich eine Ausführungsform der Erfindung anwenden, bei welcher der Innenring des Wälzlagers axial verschiebbar auf dem Antriebsritzel, welches mit dem Steuerventil verbunden ist, gelagert und stirnseitig jeweils durch elastische Mittel beaufschlagt ist und daß der Außenring des Lagers axial im Gehäuse fixiert ist.

Bei derartigen hydraulischen Hilfskraftlenkungen ist es von besonderem Vorteil, wenn die elastische Beaufschlagung bereits in der Nullage der Lenkung eine Vorspannkraft ent­ faltet, also eine Kraftschwelle bildet. Dies läßt sich insbesondere durch den Einsatz gefesselter Federelemente erreichen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Er­ findung ist daher vorgesehen, daß die Beaufschlagung der Stirnseiten des Lagers der Antriebswelle über je eine Zwischenscheibe erfolgt, die an einen Anschlag anlegbar ist, wobei der Abstand der Anschläge der Breite des ver­ schiebbaren Lagerringes entspricht. Durch die oben ge­ nannten Ausführungen läßt sich eine besonders einfache Mittenzentrierung des Steuerventils realisieren.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das aus dem Lenkgetriebegehäuse heraus­ ragende Lenkwellenende keine axiale Bewegung ausführt. Hierzu ist vorgesehen, daß das mit dem Steuerventil ver­ bundene Antriebsritzel schrägverzahnt ist, daß zumindest ein Abschnitt der Lenkwelle drehbar aber axial fixiert im Lenkgetriebe gelagert ist, und daß das Antriebsritzel axial verschiebbar und in beide axialen Bewegungsrich­ tungen vorgespannt in dem Abschnitt der Lenkwelle gelagert ist.

Um Reibungseinflüsse auf das Ansprechverhalten der hydrau­ lischen Hilfskraft zu vermeiden, ist vorgesehen, daß im Bereich der Lagerstelle des Antriebsritzels im Abschnitt der Lenkwelle sowohl im Lagerzapfen des Antriebsritzels als auch im zugeordneten Lagerbereich des Abschnittes der Lenkwelle jeweils mindestens eine in Axialrichtung ver­ laufende Nut vorgesehen ist, in welche mindestens ein kugelförmiges Mitnehmerelement eingesetzt ist.

Eine besonders günstige Erfindungsausführung erhält man dadurch, daß das Steuerventil koaxial mit dem Antriebs­ ritzel verbunden ist und der Lagerung des Antriebsritzels im Gehäuse des Lenkgetriebes dient.

Weitere vorteilhafte Merkmale sowie die Funktion der Er­ findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung ausgewählter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Hierzu zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 bis 4 jeweils eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit aus Fig. 1,

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 eine dritte Ausführungsforn der Erfindung und

Fig. 7 eine seitliche Teilansicht des Ausführungs­ beispiels gemäß Fig. 6.

Die hydrauliche Hilfskraftlenkung entspricht funktions­ gemäß im wesentlichen den Ausführungsbeispielen, wie sie in der Hauptanmeldung ausführlich beschrieben sind, so daß im folgenden nur eine grobe Systembeschreibung erfolgt. Für einander entsprechende Teile werden nachfolgend die gleichen Bezugszeichen gewählt.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform besteht aus einem Lenkgetriebe 2, in welchem ein Abschnitt der Lenk­ welle 1, welcher ein Antriebsritzel 82 aufweist, axial verschiebbar gelagert ist und in Eingriff mit der Zahn­ stange 89 steht. Die Zahnstange 89 ist auf nicht darge­ stellte Weise mit den Spurstangen der Vorderräder eines Kraftfahrzeuges verbunden. An dem der Lenkwelle 1 gegen­ überliegenden Ende des Antriebsritzels 82 ist der Steuer­ schieber 13 des Steuerventils 12 koaxial mit der Antriebs­ welle angeformt. Der Steuerschieber 13 weist eine Ringnut 64 auf und ist gegenüber dem Antriebsritzel 82 abgedichtet in einer in das Gehäuse 80 des Lenkgetriebes eingesetzten Steuerbuchse gelagert. Die Steuerbuchse weist Radial­ bohrungen auf, welche nach außen an die Steuerbohrungen 59, 60 bzw. 61 angeschlossen sind, wobei die Verbindung dieser Steuerbohrung untereinander durch die Stellung des Steuerschiebers 13 bestimmt wird. Entlang der axialen Erstreckung der Steuerbuchse ist die Steuerbohrung 60 zwischen den beiden anderen Steuerbohrungen 59 und 61 angeordnet.

Die Steuerbohrung 59 ist über die Verbindung 17 mit der Druckseite einer Pumpe 19 verbunden, an welche Verbindung auch die Arbeitskammer 10 des Arbeitszylinders 6 ange­ schlossen ist. Der Arbeitszylinder 6 ist als Differential­ zylinder mit einem Kolben 8 und einer einseitig aus dem Zylinder herausgeführten Kolbenstange 7 ausgebildet. Die Kolbenstange 7 besitzt einen Querschnitt, welcher 50% des Querschnitts des Kolbens 8 beträgt. Somit ist die Beauf­ schlagungsfläche der Arbeitskammer 9, welche der kolben­ stangenseitigen Arbeitskammerseite 10 gegenüberliegt, doppelt so groß wie die Beaufschlagungsfläche der Arbeits­ kammer 10. Die Arbeitskammer 9 ist durch die Verbindung 15 mit der Steuerbohrung 60 verbunden. Die Verbindung 16 schließt den drucklosen Behälter 18 an die Steuerbohrung 61 an. Zwischen der Verbindung 17 und der Verbindung 16 ist ein Überdruckventil 23 angeordnet, welches im Falle eines drohenden Systemüberdrucks Druckmittel in den Be­ hälter abläßt; parallel zu dem Überdruckventil ist ein Nachsaugventil 22 vorgesehen, welches als federbelastetes Rückschlagventil ausgeführt die Strömungsverbindung zwischen der Leitung 17 und der Verbindung 16 sperrt. Das Nachsaugventil 22 dient dazu, Druckmittel in die Arbeits­ kammer 10 nachsaugen zu können, wenn die Fahrzeuglenkung ohne hydraulische Unterstüzung stattfindet, bei einer solchen Lenkungsbetätigung wird der an die Spurstangen angekoppelte Arbeitszylinder 6 mechanisch, d. h. durch die Muskelkraft des Fahrers verschoben, d. h. in diesem Falle die Kolbenstange 7 in den Arbeitszylinder 6 hineinbewegt wird.

Die Lagerung des Antriebsritzels im Gehäuse 80 des Lenk­ getriebes erfolgt über das Kugellager 85 und den quasi als Gleitlager wirkenden Steuerschieber 13. Die Lagerung ist axial verschieblich ausgeführt, in dem der Innenring des Kugellagers 85 zwischen einem Bund 112 und einer Befesti­ gungshülse 113 in axialer Richtung auf dem Antriebsritzel 82 fixiert ist, während der Außenring 111 axial begrenzt verschiebbar im Gehäuse 80 gelagert ist. Der Außenring 111 wird stirnseitig durch je eine Tellerfeder 114 beauf­ schlagt, welche sich an den zugeordneten gehäusefesten An­ schlägen 83, 84 abstützen. Diese axial bewegliche Lagerung ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt.

Fig. 3 zeigt vergrößert eine weitere Variante der axial beweglichen Lagerung, bei welcher der Außenring 111 ge­ häusefest fixiert ist, während der Innenring 110 vorge­ spannt durch die Tellerfedern 114, welche sich am Bund 112 bzw. 115 abstützen und axial verschiebbar auf dem An­ triebsritzel 82 gelagert ist.

Die axial verschiebbar und vorgespannte Lagerung des An­ triebsritzels dient in Verbindung mit der Schrägverzahnung dazu, das Steuerventil 12 und die Pumpe 19 (hierzu sind nicht dargestellte elektrische Verbindungen sowie ein durch das Antriebsritzel betätigter Elektroschalter vorgesehen) erst dann zu betätigen bzw. zu aktivieren, wenn der Fahrer ein bestimmtes Lenkmoment auf die Lenk­ welle 1 aufgebracht hat. Die axiale Kraftkomponente auf die Lenkwelle 1 ergibt sich durch die Schrägverzahnung des Antriebsritzels 82. Ist das vom Fahrer aufgebrachte Lenkmoment kleiner als der durch die Tellerfedern 114 vorbestimmte Wert, so wird die Lenkung ohne hydraulische Unterstützung betrieben. Das Druckmittel wird dabei druck­ los zwischen den beiden Arbeitskammern 9 und 10 hin und her geschoben.

Bei größerem Lenkmoment wird das Antriebritzel 82 je nach Drehrichtung in das Gehäuse 80 hinein oder herausbewegt, wodurch zum einen der Schalter zum Aktivieren der Pumpe 19 betätigt wird, und zum anderen das Steuerventil 12 bewegt wird, welches die Druckbeaufschlagung und damit die Kraft­ richtung des die Hilfskraft erzeugenden Arbeitszylinders 6 steuert.

Die in Fig. 1 dargestellte Lager entspricht einem unbe­ tätigten bzw. mit sehr geringer Handkraft betätigten mittenzentrierten Zustand der Lenkung. Hierbei sind der Druckausgang der Pumpe 19 sowie die beiden Arbeitskammern 9, 10 mit dem Behälter 18 verbunden; die Pumpe 19 ist aus­ geschaltet. Wird das Antriebsritzel 82 gehäuseeinwärts verschoben so trennt der mit dem Antriebsritzel verbundene Steuerschieber 13 die mit dem Behälter 18 verbundene Steuerbohrung 61 von den Steuerbohrungen 59 und 60 ab; die Pumpe ist aktiviert und beide Arbeitskammern 9 und 10 werden druckbeaufschlagt.

Durch die Differenz der Beaufschlagungsflächen am Arbeits­ kolben 8 wird die Kolbenstange 7 aus dem Arbeitszylinder 6 herausbewegt. Wird das Lenkrad in anderer Richtung be­ tätigt, so schiebt sich der Steuerschieber 13 in eine Position, in welcher die Steuerbohrung 59 von den beiden anderen Steuerbohrungen 60, 61 abgetrennt ist, wodurch die Arbeitskammer 9 an den Behälter 18 angeschlossen ist; die Pumpe 19 ist eingeschaltet. In diesem Fall wird lediglich die Arbeitskammer 10 mit dem Pumpendruck beaufschlagt, wodurch sich die Kolbenstange 7 in den Arbeitszylinder 6 hineinbewegt. Aufgrund der oben erwähnten geometrischen Abstimmung der Druckbeaufschlagungsflächen am Arbeits­ kolben 8 ist die Unterstützungskraft in beide Lenkrich­ tungen gleich groß.

Bei den Lager- bzw. Vorspannungsvarianten gemäß Fig. 1 bis 3 erreicht die auf das Antriebsritzel 82 wirkende effek­ tive Vorspannkraft in Ruhelage den Wert Null, da sich die Kraftkomponenten aus den beiden Tellerfedern 114 aufheben. Zum Aufbau einer Vorspannkraft muß daher erst ein gewisser Weg vom Antriebsritzel 82 zurückgelegt werden, während­ dessen die rückwärtige Feder die Bewegung unterstützt. Soll dagegen aus der Ruhelage heraus sofort eine Vorspann­ kraft wirksam werden, so läßt sich dies durch den Einbau eines gefesselten Federelementes, wie es in Fig. 4 darge­ stellt ist, realisieren.

Bei dieser Ausführungsform ist der Innenring 110 des Kugellagers 85 durch zwei Befestigungsringe 116 auf dem Antriebsritzel 82 fixiert und der Außenring 111 ist auf einem gehäusefesten nach innen vorspringenden Absatz 118 gelagert, welcher eine axiale Erstreckung besitzt, die der Lagerbreite entspricht. Zwei Scheiben 117 liegen sowohl an der Stirnseite des Außenrings 111 als auch an den Stirn­ seiten des Absatzes 118 an und sind durch jeweils eine Tellerfeder 114 vorgespannt, welche sich an den gehäuse­ festen Anschlägen 83, 84 abstützen.

Wird bei dieser Ausführungsform das Antriebsritzel 82 axial aus der Nullage verschoben, so wirkt mit Beginn der Verschiebung lediglich eine der beiden Tellerfedern 144 während bei den Ausführungen gemäß Fig. 1 bis 3 gegen die Kraft einer Feder verschoben wird, wobei die gegen­ überliegende Tellerfeder in Bewegungsrichtung unterstützt. Gemäß Fig. 4 fällt diese unterstützende Kraft aus der der Bewegungsrichtung entgegengesetzt gelegenen Tellerfeder aus, da sich diese am Absatz 118 abstützt.

In Fig. 5 ist eine Ausführung eines Lenkgetriebes 2 mit integriertem Steuerventil 12 dargestellt, dessen Aufbau im wesentlichen dem des Lenkgetriebes gemäß Fig. 1 ist. Auch bei dieser Ausführung ist ein schrägverzahntes Antriebs­ ritzel 82 axial verschiebbar gelagert und mit dem Steuer­ ventil 12 verbunden, wobei das Antriebsritzel 82 in Ein­ griff mit der Zahnstange 89 steht. Die axial verschiebbare und vorgespannte Lagerung des Antriebsritzels 82 erfolgt jedoch nicht auschließlich im Gehäuse 80 sondern in einem Abschnitt 120 der Lenkwelle 1. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Lenkwelle 1 keiner axialen Bewegung unterworfen ist, wodurch beim Einbau in das Kraftfahrzeug die selbe Lenkwellenkonstruktion angewandt werden kann, wie sie bei einer Lenkungsausführung ohne hydraulische Unterstützung vorgesehen ist; insbesondere braucht keine Ausgleichsvorrichtung für Axialbewegungen in die Lenkwelle 1 eingesetzt werden.

Die Lenkwelle 1 weist einen in das Gehäuse 80 ragenden becherförmigen Abschnitt 120 auf, der mittels eines Kugel­ lagers 85 im Gehäuse 80 axial fixiert gelagert ist. Dabei ist die Außenkontur dieses Abschnittes 120 mit einer ge­ rundeten Umfangsnut versehen, in welcher die Wälzkörper des Kugellagers 85 abrollen, wodurch ein zusätzlicher Lagerinnenring gespart wird.

Der becherförmige Abschnitt 120 ist gestuft ausgeführt und weist auf seiner Innenkontur eine Lagerschale 121 auf. In dieser Lagerschale 121 ist der Lagerzapfen 122 des An­ triebsritzels 82 axial verschiebbar auf Kugeln 124 ge­ lagert. Die Kugeln 124 dienen gleichzeitig als Mitnehmer­ verbindungen zur Übertragung der Drehbewegung der Lenk­ welle 1 auf das Antriebsritzel 82.

Sowohl der Lagerzapfen 122 als auch die Lagerschale 121 ist mit jeweils drei gleichmäßig am Umfang verteilten Axialnuten gleicher Breite versehen, in welche jeweils drei Kugeln 124 derart eingesetzt sind, daß sie mit dem Lagerzapfen 122 des Antriebsritzels 82 und dem Abschnitt 120 der Lenkwelle 1 in Eingriff stehen. Um die Abroll­ barkeit der einzelnen Kugeln 124 stets sicherzustellen sind sie in einem Führungskäfig 123 angeordnet. Durch diese axiale Wälzlagerung werden Reibungseinflüsse wie z. B. der "stick-slip-Effekt" sowie Beeinflussung des An­ sprechverhaltens der hydraulichen Unterstützung durch Ver­ schleiß, Werkstoffpaarung, Schmierzustand usw. ausge­ schlossen.

Die axiale Vorspannung des Antriebsritzels 82 wird durch die Zentrierfederanordnung 125 erreicht, welche als ge­ fesseltes Federelement ausgeführt ist. Hierzu sind zwei Stützringe 126, 127 vorgesehen, welche beide einen U-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei die offenen Seiten dieser Profile einander zugewandt sind. In den Stützringen 126, 127 sind am Umfang verteilt mehrere Zentrierfedern 128 angeordnet, welche die beiden Stützringe vorgespannt in einem definierten Abstand zueinander halten.

Die Stützringe 126, 127 sind unter axialer Vorspannung und einem axialen Abstand mit ihrem inneren Umfang auf dem Absatz 129 des Antriebsritzels 82 zwischen der Stufe 130 und einem Befestigungsring 131 gelagert. Der äußere Umfang der Stützringes 126, 127 ist im Abschnitt 120 der Lenkwelle 1 zwischen einem ringförmig umlaufenden Anschlag 132 und einem weiteren Befestigungsring 133 gelagert. Dabei entsprechen die axialen Abstände zwischen der Stufe 130 und der Befestigung 131 einerseits sowie zwischen dem Anschlag 132 und dem Befestigungsring 133 andererseits einander.

An dem dem Lagerzapfen 122 gegenüberliegenden Ende des Antriebsritzels 82 ist der Steuerschieber des Steuer­ ventils 12 angeordnet, welcher sich in die Ventilhülse 134 hineinerstreckt, welche wiederum mit nicht dargestellten Steuerbohrung versehen ist. Durch den Steuerschieber des Steuerventils 12 ist der elektrische Schalter 24 betätig­ bar, welcher die Pumpe ein- bzw. ausschaltet. Die Funktion der beschriebenen Anordnung entspricht der Ausführung gemäß Fig. 1, wobei der übersichtlichkeithalber der hydraulische Teil der Hilfskraftlenkung nicht dargestellt ist.

Sind bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung schrägverzahnte Antriebsritzel Grundvoraussetzung für die Funktion, so ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ein geradverzahntes Antriebsritzel vorgesehen. Dieses geradeverzahnte Antriebsritzel 82 ist auf bekannte Weise axial fixiert im Gehäuse 80 gelagert. Auf dem gestuft ausgeführten und aus dem Gehäuse 80 herausragenden Teil des Antriebsritzels 82 ist ein glockenartig ausgeführter Lenkwellenabschnitt 135 axial verschiebbar gelagert. Der Lenkwellenabschnitt 135 weist zwei schräg zum Umfang bzw. zur Radialebene ver­ laufende Kulissenführungen 136 auf, welche insbesondere in Fig. 7 deutlich zu erkennen sind. In die Kulissenführungen 136 sind Übertragungsbolzen 137 eingesetzt, deren radial nach innen weisende Endabschnitte in Bohrungen 147 der Nabe 138 eingreifen, welche drehfest und axial fixiert mit dem Antriebsritzel 82 verbunden ist. Die langlochartige Kulissenführung 136 besitzt Begrenzungsflächen welche sich vom Außenumfang des Lenkwellenabschnittes 135 zur Innen­ kontur dieses Abschnittes verjüngen. Der Übertragungs­ bolzen 137 ist in diesem Bereich konisch ausgeführt, während der fest in der Nabe 138 angeordnete Bolzenab­ schnitt zylindrisch ist. Die Übertragungsbolzen 137 werden in Richtung ihrer Längsachse durch je eine Blattfeder 139 in Richtung der Nabe 138 vorgespannt.

Der glockenförmige Lenkwellenabschnitt 135 ist auf seiner dem Gehäuse 80 zugewandten Seite durch die Ringplatte 140 geschlossen, welche mit ihrem Innenumfang auf dem An­ triebsritzel 82 gelagert ist. Der Lenkwellenabschnitt 135 ist gegenüber dem Antriebsritzel 82 in axialer Richtung gefesselt vorgespannt, wozu ein Tellerfederpaket 143 dient, welches vorgespannt zwischen den Scheiben 141 und 142 angeordnet ist.

Die Scheibe 141 stützt sich sowohl an der Nabe 138 als auch am Absatz 144 des Lenkwellenabschnitts 135 ab; die Scheibe 142 liegt an der Ringplatte 140 und einer Stufe des Antriebsritzels 82 an.

Der Lenkwellenabschnitt 135 besitzt einen umlaufenden radial nach außen weisenden Bund 145, welcher von einem gabelförmigen Betätigungselement 146 des Steuerventils 12 umgriffen wird. Das Steuerventil 12 weist auch einen elektrischen Schalter auf und ist sowohl elektrisch als auch hydraulisch auf die bereits anhand Fig. 1 beschriebene Weise an Pumpe, Behälter, Arbeitszylinder usw. angeschlossen.

Wird die Lenkwelle und damit der Lenkwellenabschnitt 135 vom Fahrer durch ein Lenkmoment aus seiner mitten­ zentrierten Lage heraus beaufschlagt, so wird dieses Moment durch die Übertragungsbolzen 137 dem Antriebsritzel 82 zugeführt. Durch die schrägen Kulissenführungen 136 wird eine lenkmomentabhängige Axialkraftkomponente auf den Lenkwellenabschnitt 135 wirksam, welcher den Lenkwellenab­ schnitt 135 gegen die Vorspannkraft des Tellerfederpaketes 143 relativ zum Antriebsritzel 82 zu verschieben trachtet. Sobald diese Axialkraft die Vorspannkraft des Tellerfeder­ paketes 143 überschreitet, wird der Lenkwellenabschnitt je nach Drehrichtung zum Gehäuse 80 hin oder von diesem weg bewegt und beaufschlagt durch diese Bewegung über den Bund 145 das Betätigungselement 146 des Steuerventils 12. Da­ durch wird wie oben beschrieben, die Pumpe 19 aktiviert und die Druckbeaufschlagung der einzelnen Arbeitskammern des Arbeitszylinders 6 gesteuert.

Die eben geschilderte Ausführungsform läßt sich auf ein­ fache Weise einer bereits vorhandenen rein mechanischen Lenkung zufügen, ohne daß Änderungen am Lenkgetriebe oder an einem anderen Teil der mechanischen Lenkung vorgenommen werden müssen.

Bezugszeichenliste

  1 Lenkwelle
  2 Lenkgetriebe
  6 Arbeitszylinder
  7 Kolbenstange
  8 Arbeitskolben
  9 Arbeitskammer
 10 Arbeitskammer
 12 Steuerventil
 13 Steuerschieber
 15 Verbindung
 16 Verbindung
 17 Verbindung
 18 Behälter
 19 Pumpe
 22 Nachsaugventil
 23 Überdruckventil
 24 elektrischer Schalter
 59 Steuerbohrung
 60 Steuerbohrung
 61 Steuerbohrung
 64 Ringnut
 80 Gehäuse
 82 Antriebsritzel
 83 Anschlag
 84 Anschlag
 85 Kugellager
 89 Zahnstange
110 Innenring
111 Außenring
112 Bund
113 Befestigungshülse
114 Tellerfeder
115 Bund
116 Befestigungsring
117 Scheibe
118 Absatz
120 Abschnitt
121 Lagerschale
122 Lagerzapfen
123 Führungskäfig
124 Kugel
125 Zentrierfederanordnung
126 Stützring
127 Stützring
128 Zentrierfeder
129 Absatz
130 Stufe
131 Befestigungsring
132 Anschlag
133 Befestigungsring
134 Ventilhülse
135 Lenkwellenabschnitt
136 Kulissenführung
137 Übertragungsbolzen
138 Nabe
139 Blattfeder
140 Ringplatte
141 Scheibe
142 Scheibe
143 Tellerfederpaket
144 Absatz
145 Bund
146 Betätigungselement
147 Bohrung

Claims (12)

1. Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge, bei welcher die hydraulische Unterstützung lediglich oberhalb einer vorgegebenen Lenkkraft erfolgt, mit einem an eine mechanische Lenkung gekoppelten Arbeitszylinder, einer Pumpe und mindestens einem Steuerventil, wobei eine durch die Lenkkraft bewirkte Verschiebung eines gegenüber dem Fahrzeugkörper verschiebbar gelagerten Bauteils der mechanischen Lenkung gegen eine Vorspannkraft der mechanischen Betätigung des Steuerventils dient, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die mechanische Lenkung als Zahnstangenlenkung mit einem mit der Lenkwelle (1) verbundenen Antriebsritzel (82) und einer Zahn­ stange (89) aufgeführt ist, daß die Drehmomentüber­ tragung von der Lenkwelle (1) auf das Antriebsritzel (82) durch mindestens einen Bolzen (137) erfolgt, der in je eine radial verlaufende Ausnehmung (136 bzw. 147) sowohl des Antriebsritzels (82, 138) als auch der Lenkwelle (1, 135) eingreift, daß eine dieser radialen Ausnehmungen als schräg zur Radial­ ebene verlaufende Kulissenführung (136) ausgebildet ist, und daß die Lenkwelle (1, 135) axial verschiebbar und vorgespannt auf dem Antriebsritzel (82) gelagert und mit dem Steuerventil (12) verbunden ist.

2. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (137) zumindest teilweise konisch ausgeführt und durch elastische Mittel (139) in Längsrichtung vor­ gespannt ist.

3. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lenkwelle (1, 135) einen radial nach außenweisenden Bund (145) besitzt, der gabelförmig von einem Betätigungselement (146) des Steuerventils (12) umgriffen ist.

4. Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge, bei welcher die hydraulische Unterstützung lediglich oberhalb einer vorgegebenen Lenkkraft erfolgt, mit einem an eine mechanische Lenkung gekoppelten Arbeitszylinder, einer Pumpe und mindestens einem Steuerventil, wobei eine durch die Lenkkraft bewirkte Verschiebung eines gegenüber dem Fahrzeugkörper ver­ schiebbar gelagerten Bauteils der mechanischen Lenkung gegen eine Vorspannkraft der mechanischen Be­ tätigung des Steuerventils dient, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Antriebsritzel (82) der mechanischen Lenkung schrägverzahnt und axial verschiebbar mittels mindestens eines Wälzlagers (85) im Gehäuse (80) des Lenkgetriebes (2) gelagert ist, daß der Außenring (111) des Wälzlagers axial ver­ schiebbar im Gehäuse (80) gelagert und an beiden Stirnseiten durch elastische Mittel (114) beauf­ schlagt ist und daß der Lagerinnenring (110) auf dem Antriebsritzel (82) axial fixiert ist, welches mit dem Steuerventil (12) verbunden ist.

5. Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge, bei welcher die hydraulische Unterstützung lediglich oberhalb einer vorgegebenen Lenkkraft erfolgt, mit einem an eine mechanische Lenkung gekoppelten Arbeitszylinder, einer Pumpe und mindestens einem Steuerventil, wobei eine durch die Lenkkraft bewirkte Verschiebung eines gegenüber dem Fahrzeugkörper ver­ schiebbar gelagerten Bauteils der mechanischen Lenkung gegen eine Vorspannkraft der mechanischen Betätigung des Steuerventils dient, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Antriebsritzel (82) der mechanischen Lenkung schrägverzahnt und axial verschiebbar mittels mindestens eines Wälzlagers (85) im Gehäuse (80) des Lenkgetriebes (2) gelagert ist, daß der Innenring (110) des Wälzlagers (85) axial verschiebbar auf dem Antriebsritzel (82), welches mit dem Steuerventil (12) verbunden ist, gelagert und stirnseitig jeweils durch elastische Mittel (114) beaufschlagt ist und daß der Außenring (111) des Lagers axial im Gehäuse (80) fixiert ist.

6. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung durch die elastischen Mittel (114) beidseitig über jeweils eine Zwischenscheibe (117) erfolgt, die an einen Anschlag anlegbar ist, wobei der Abstand der beiden Anschläge der Breite des Wälz­ lagers (85) entspricht.

7. Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge, bei welcher die hydraulische Unterstützung lediglich oberhalb einer vorgegebenen Lenkkraft erfolgt, mit einem an eine mechanische Lenkung gekoppelten Arbeitszylinder, einer Pumpe und mindestens einem Steuerventil, wobei eine durch die Lenkkraft bewirkte Verschiebung eines gegenüber dem Fahrzeugkörper ver­ schiebbar gelagerten Bauteils der mechanischen Lenkung gegen eine Vorspannkraft der mechanischen Betätigung des Steuerventils dient, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das mit dem Steuerventil (12) verbundene Antriebsritzel (82) schrägverzahnt ist, daß zumindest ein Abschnitt (120) der Lenkwelle (1) drehbar aber axial fixiert im Gehäuse (80) ge­ lagert ist, daß das Antriebsritzel (82) axial ver­ schiebbar und in beide axialen Bewegungsrichtungen vorgespannt in dem Abschnitt (120) der Lenkwelle (1) gelaget ist.

8. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß im Bereich der Lagerstelle des Antriebsritzels (82) sowohl im Lager­ zapfen (122) des Antriebsritzels (82) als auch im zu­ geordneten Lagerbereich (121) des Abschnittes (135) der Lenkwelle (1) jeweils mindestens eine axial ver­ laufende Nut vorgesehen ist, in welchen mindestens ein kugelförmiges Mitnehmerelement (124) eingesetzt ist.

9. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Vorspannung des Antriebsritzels (82) ein gefesseltes vorgespanntes Federelement (125) zwischen je zwei Anschlägen (130, 131 bzw. 132, 133) sowohl auf dem Antriebsritzel (82) als auch im Abschnitt (120) der Lenkwelle (1) vorgesehen ist.

10. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach einem der An­ sprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß das Steuerventil (12) koaxial mit dem Antriebsritzel (82) verbunden ist und der Lagerung des Antriebsritzels dient.

11. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elastischen Mittel als Tellerfedern (114, 143) ausgeführt sind.

12. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch das Steuerventil (12) ein Schalter (24) zum Aktivieren der Pumpe (19) betätigbar ist.