DE1177500B - Lenkeinrichtung mit Servomotor, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 62 d

Deutsche Kl.: 63 c - 47

Nummer: 1177 500

Aktenzeichen: Z 9476II / 63 c

Anmeldetag: 22. Juni 1962

Auslegetag: 3. September 1964

Die Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung mit Servomotor, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer innerhalb des Lenkgehäuses und Ventilgehäuses ungeteilten Lenkspindel, die zum Betätigen der Druckmittelsteuereinrichtung axial verstellbar ist.

Es ist bereits eine Lenkeinrichtung der genannten Art bekannt, bei der die Lenkspindel über ein Gewinde mit der axial unverschieblichen Lenkschnecke trieblich verbunden ist und die Lenkspindel bei Überschreiten eines bestimmten Lenkwiderstandes zum Zwecke der Betätigung der Druckmittelsteuereinrichtung eine Verstellung in Richtung ihrer Längsachse erfährt. Die Ventile für die Druckmittelsteuereinrichtung sind bei dieser bekannten Lenkung achsparallel zur Lenkspindel angeordnet, ebenso die Federungen für die Zentrierung der Lenkspindel in axialer Richtung.

Es ist weiterhin eine Lenkeinrichtung bekannt, bei der die Lenkspindel aus zwei durch eine Drehmomentbrücke verbundenen Teilen gebildet ist und einer dieser Teile eine axiale Bewegung zum Betätigen von Druckmittelsteuerventilen auszuführen vermag.

Es ist auch eine Hilfskraftlenkeinrichtung bekannt, bei der das axial verstellbare Steuerglied der Druckmittelsteuereinrichtung konzentrisch zur Lenkspindel angeordnet und mit dieser fest verbunden ist. Der Aufbau dieser bekannten Einrichtung ist aufwendig und benötigt durch die Art der Befestigung der Steuerbüchse an der Lenkspindel in axialer Richtung erheblichen Raum, wobei eine genaue Zentrierung der Lenkspindel in ihrer Neutral- bzw. Mittelstellung mit den vorhandenen Federungseinrichtungen nicht erreicht wird.

Gegenüber den bekannten Lenkeinrichtungen ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lenkung zu schaffen, die sowohl in ihrer radialen als auch in ihrer axialen Erstreckung nur einen äußerst geringen Raumbedarf aufweist. Dies wird erfindungsgemäß durch die Kombination nachstehender, an sich bekannter Merkmale erreicht:

a) Die Lenkspindel weist einen festen Lagerbund auf, mittels dessen sich die axial verstellbare Lenkspindel über Axialwälzkörper sowie zwei axial mit der Lenkspindel verstellbare Lagerscheiben und zwei je in entgegengesetzte Riehtung wirkende Federungen am Gehäuse abstützt.

b) Das verstellbare Glied der Druckmittelsteuerein-, richtung bildet eine konzentrisch zur Lenkspindel angeordnete Druckmittelsteuerbüchse, die in axialer Richtung mittels Axialwälzkörpern mit der Lenkspindel gekuppelt ist.

c) Die Lenkspindel ist hydraulisch entlastet.

Lenkeinrichtung mit Servomotor, insbesondere
für Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Zahnradfabrik Friedrichshafen

Aktiengesellschaft,; Friedrichshafen

Als Erfinder benannt:

Erich Jablonsky,

Heinrich Wagner, Schwäbisch Gmünd

Beanspruchte Priorität:
47. Wanderausstellung der Deutschen
Landwirtschafts-Gesellschaft e.V.,
München vom 20. Mai 1962

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zum an sich bekannten Ausgleich des auf die Stirnseite der Lenkspindel einwirkenden Druckmitteldruckes an der Druckmittelsteuerbüchse eine Kolbenfläche gebildet ist, die in einer ständig mit dem Zylinderraum durch einen Kanal verbundenen, durch das Gehäuse abgeschlossenen Kammer liegt.

Außerdem besteht ein 'Merkmal der Erfindung darin, daß die Kammer zur Aufnahme eines Teiles der Druckmittelsteuerbüchse durch eine Ausnehmung an einem Radiallagerring und die Bohrung zur Aufnahme der Druckmittelsteuerbüchse des Steuerventilgehäuses gebildet ist\'^J

Mit einer derartigen erfindungsgemäßen Ausbildung wird erreicht, daß der auf die Lenkspindel in. axialer Richtung durch die Beaufschlagung des Druckmittels einwirkende Druckmitteldruck aufgehoben und damit die Lenkspindel hydraulisch entlastet Wird. Die Druckausgleichskammer braucht dabei vorteilhafterweise nach außen nicht gegen drehende oder axial verstellbare Teile abgedichtet zu werden und beansprucht nur einen äußerst geringen axialen Raum.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 zeigt die Lenkeinrichtung in einem in Längsrichtung geführten Schnitt;

F i g. 2 zeigt einen Ausschnitt aus der Lenkeinrichtung entsprechend F i g. 1 in vergrößertem Maßstab.

In F i g. 1 und 2 ist mit 2 die Lenkspindel bezeichnet, die im Gehäuse um das Steuerspiel der Druckmittelsteuereinrichtung axial beweglich angeordnet ist. Das Gehäuse setzt sich aus dem Lenkgetriebegehäuse 3, dem Steuerventilgehäuse 5 und einem Ab-

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und mittels auf den Umfang verteilter, sich am Gehäuse 5, 8 abstützender, unter gewisser Vorspannung stehender Druckfedern 84 bzw. 85 in Mittelstellung der Lenkspindel 2 in Anlage gehalten werden. Die 5 Lagerscheiben 79 und 80 können aus der Neutrallage mit der Lenkspindel 2 um den Betrag des Steuerspiels »s« in beiden axialen Richtungen eine Bewegung ausführen, so daß eine Steuerung des Druckmittels möglich ist.

Die Wirkungsweise der Servolenkeinrichtung ist folgende: Wird mit dem mit der Lenkspindel 2 verbundenen Lenkhandrad eine Drehung, beispielsweise nach rechts, ausgeführt, und setzen die gelenkten Räder dieser Lenkbewegung einen bestimmten Widerschlußdeckel 6 zusammen. Zwischen dem Lenkgetriebegehäuse 3 und dem Steuerventilgehäuse 5 ist
ein Zwischenflansch 8 vorgesehen, dessen Zweck später beschrieben ist. Das Lenkgetriebegehäuse 3 dient
gleichzeitig als Druckzylinder für den axial beweglichen Servokolben 9, durch den zwei Zylinderräume
11 und 12 gebildet sind. Der Servokolben 9 ist mittels
Gewinde auf das Gegengewinde der Lenkspindel aufschraubbar und findet gleichzeitig als Lenkmutter Verwendung. Die Bohrung im Kolben 9 für die Lenk- io
spindel 2 ist durch einen Abschlußstopfen 13 abgeschlossen, und mit 4 ist die im Zylinderraum 12 liegende Stirnfläche der Lenkspindel 2 bezeichnet. Zur
Kraftübertragung ist am Servokolben ein Zahnstangenprofil 14 gebildet, in das die Zähne 15 eines mit der 15 stand entgegen, so führt die Lenkspindel bei links-Lenkwelle 18 verbundenen Zahnsegmentes 16 ein- gängigem Gewinde und damit die Druckmittelsteuergreifen. Die Lenkwelle 18 ist mit Hilfe des Lenkstock- büchse 25 in Richtung auf das Lenkhandrad eine hebeis 19 an das hier nicht dargestellte Lenkgestänge axiale Bewegung gegen die Wirkung der Druckfedern angeschlossen. Im Steuerventilgehäuse 5 ist konzen- 85 um den Betrag des Steuerspieles »s« aus. Die trisch zur Lenkspindel 2 und mit dieser axial beweg- 20 Lagerscheibe 80 hebt sich dabei von der Anschlaglich verbunden die Druckmittelsteuerbüchse 25 ange- kante 77 des Anschlagringes 74 ab, während sich die ordnet. In das Steuerventilgehäuse 5 und die Druck- Scheibe 79 an die Kante 76 anlegt und der Verstellmittelsteuerbüchse 25 sind in bekannter Weise zu- bewegung über die Neutrallage hinaus nicht folgen sammenarbeitende Ringnuten 26, 27 bzw. 28 sowie kann. Durch die angegebene axiale Verstellung der 28' und 28" zur Steuerung des Druckmittels über die 25 Druckmittelsteuerbüchse 25 wird eine Verbindung Zuführungskanäle 29 und 30 zu den Zylinderräumen zwischen der an eine Druckmittelförderpumpe (nicht 11 und 12 eingearbeitet. Es sind dabei in der Druck- dargestellt) angeschlossenen Druckmittelzuführung mittelsteuerbüchse 25 radial gerichtete und in einen 37 und dem zum Zylinderraum 12 führenden Kanal zwischen der Lenkspindel 2 und der Bohrung der 30 hergestellt und damit die eingeleitete Lenkbewe-Druckmittelsteuerbüchse 25 gebildeten Ringraum 31 30 gung durch Hilfskraft unterstützt, mündende Bohrungen 35 und 36 vorhanden, durch Sinngemäß tritt der gleiche Ablauf der Vorgänge die entsprechend der Stellung der Druckmittelsteuer- bei einem entgegengesetzten Lenkhandradeinschlag büchse 25 eine wechselweise Verbindung der Zylin- ein, wobei die Lenkspindel 2 mit der Druckmittelderräume 11 bzw. 12 mit der Druckmittelzuführung Steuerbüchse 25 eine axiale Bewegung in Richtung 37 bzw. der Druckmittelrückleitung 38 herstellbar ist. 35 auf das Lenkgetriebe 14,16 ausführt und der Zylin-Die Druckmittelsteuerbüchse 25 ist mittels eines Stif- derraum 11 Druck erhält.

tes 42 und einer Nut 43 im Gehäuse gegen Drehen Treten beispielsweise von der Fahrbahn über die gesichert. An der Lenkspindel 2 ist ein Lagerbund 45 gelenkten Räder auf das Lenkgetriebe 16, 14 komgebildet, dessen Stirnflächen als Lauffläche von Axial- mende Stöße auf und der als Lenkmutter ausgebildete nadellagern47, 48 und 50 (Fig. 2) dienen. Zwischen 40 Kraftkolben 9 wird durch einen Stoß in Richtung auf dem Axiallager 50 und einem weiteren Axiallager 51, den Zylinderraum 12 bewegt, so wird durch diesen dessen Laufring 52 mittels eines in eine Nut an der Stoß auch die Lenkspindel 2 mit der Druckmittel-Lenkspindel 2 eingesetzten Sprengringes 53 gehalten steuerbüchse 25 in der gleichen Richtung verstellt, wird, ist die Druckmittelsteuerbüchse 25 an der ge- wodurch die Druckmittelzuführung 37 über den Kagenüber der Druckmittelsteuerbüchse 25 drehbaren 45 nal 30 Verbindung mit dem Zylinderraum 12 erhält Lenkspindel 2 axial gehalten. Die Lenkspindel 2 lagert und der Stoß durch das sich in diesem Zylinderraum sich in radialer Richtung in einer Lagerung 57, deren ausbildende Druckmittelpolster unmittelbar aufgefan-Außenlaufring 56 vom Steuerventilgehäuse 5 aufge- gen wird. Dies tritt in der gleichen Weise auch bei nommen wird. In den Außenlaufring 56 ist eine Aus- Stoßen in der entgegengesetzten Richtung ein. Die nehmung eingearbeitet, durch die in Verbindung mit 50 Stöße werden also vorteilhafterweise, ohne erst über der Bohrung im Steuerventilgehäuse 5 und dem in die Zwischenglieder zwischen dem Lenkgetriebe und den Ausnehmung eingreifenden Ringteil 61 mit der KoI- Kraftkolben geführt zu werden, vom Druckmittelbenfläche 62 (F i g. 2) der axial beweglichen Steuer- polster aufgefangen.

büchse 25 eine Kammer 66 gebildet wird, die über Da bei Beaufschlagung des Druckzylinderraumes eine strichpunktiert in F i g. 1 angedeutete Leitung 65 55 12 auch die Stirnfläche 4 der Lenkspindel 2 beaufständig mit der Ringnut 27 in Verbindung steht. Die schlagt wird und dies eine axiale Verstellung der Kammer 66 ist durch Dichtungen 63 und 64 gegen Lenkspindel 2 mit der Druckmittelsteuerbüchse 25 den Rücklaufraum 31 der Druckmittelsteuerbüchse 25 zur Folge haben würde, ist die Kammer 66 mit der und nach außen abgeschlossen. Gemäß F i g. 2 ist in Steuernut 27 über die Leitung 65 ständig verbunden, eine gemeinsame Eindrehung im Steuerventilgehäuse 5 60 wodurch die Kolbenfläche 62 der Druckmittelsteuerbzw, im Zwischenflansch 8 ein zum Lagerbund 45 büchse 25 zusammen mit dem Zylinderraum 12 beder Lenkspindel 2 konzentrischer Anschlagring 74
axial unverschieblich gehalten, in dessen Bohrung sich
die Lenkspindel axial bewegen und gleichzeitig drehen
kann. Der Anschlagring 74 weist Anschlagkanten 76 65
und 77 für die Anlage von Lagerscheiben 79 bzw. 80
auf. die in einer Ausnehmung 82 bzw. 83 des Steuerventilgehäuses 5 bzw. des Zwischenflansches 8 liegen

aufschlagt wird, und zwar in der Weise, daß sich die Kräfte aufheben und die Lenkspindel 2 nicht verstellt wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Lenkeinrichtung mit Servomotor, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer innerhalb des

Lenkgehäuses und Ventilgehäuses ungeteilten Lenkspindel, die zum Betätigen der Druckmittelsteuereinrichtung axial verstellbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination nachstehender an sich bekannter Merkmale:

a) die Lenkspindel (2) weist einen festen Lagerbund (45) auf, mittels dessen sich die axial verstellbare Lenkspindel über Axialwälzkörper (47 und 48) sowie zwei axial mit der Lenkspindel verstellbare Lagerscheiben (79 und 80) und zwei je in entgegengesetzte Richtung wirkende Federungen (84 bzw. 85) am Gehäuse (5 bzw. 8) abstützt;

b) das verstellbare Glied der Druckmittelsteuereinrichtung bildet eine konzentrisch zur Lenkspindel (2) angeordnete Druckmittelsteuerbüchse (25), die in axialer Richtung mittels Axialwälzkörpern (50 und 51) mit der Lenkspindel (2) gekuppelt ist;

c) die Lenkspindel (2) ist hydraulisch entlastet.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß konzentrisch zum Lagerbund (45) ein am Gehäuse (5 und 8) fester Anschlagring (74) vorhanden ist, an dem Anschlagkanten (76 bzw. 77) für die Lagerscheiben (79 bzw. 80) gebildet sind.

3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 und/ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum an sich bekannten Ausgleich des auf die Stirnseite (4) der Lenkspindel (2) einwirkenden Druckmitteldruckes an der Druckmittelsteuerbüchse (25) eine Kolbenfläche (62) gebildet ist, die in einer ständig mit dem Zylinderraum (12) durch einen Kanal (67) verbundenen, durch das Gehäuse (5) abgeschlossenen Kammer (66) liegt.

4. Lenkeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (66) zur Aufnahme eines Teiles (61) der Druckmittelsteuerbüchse (25) durch eine Ausnehmung an einem Radiallagerring (56) und die Bohrung zur Aufnahme der Druckmittelsteuerbüchse (25) des Steuerventilgehäuses (5) gebildet ist.

5. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuexbüchse (25) gegen Drehen gegenüber dem Gehäuse (5) gesichert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1128 764,
644, 1101 980, 1062 559, 1039 852;
USA.-Patentschrift Nr. 2 213 271.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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