DE2114453A1

DE2114453A1 - Hydrauliksteuerung mit einem Drehschieber

Info

Publication number: DE2114453A1
Application number: DE19712114453
Authority: DE
Inventors: John Benjamin Grosse Pte. Park Mich. Colletti (V.St.A.). P
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1970-06-25
Filing date: 1971-03-25
Publication date: 1971-12-30
Also published as: ES390056A1; GB1345579A; JPS5624122B1; BR7101956D0; ES417153A1; FR2099895A5; DE2114453B2; CA928187A; DE2114453C3; US3707167A

Description

Hydrauliksteuerung mit einem Drehschieber

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Servosteuerungen und insbesondere auf Hydrauliksteuerungen zur Steuerung eines Stromes einer Arbeitsflüssigkeit zwischen einer Hauptflüssigkeitspumpe und einem Servomotor, beispielsweise einem Hydraulikkraftzylinder eines Lenkkrsftverstärkungs· systems für Fahrzeuge.

Nach dem Stand der Technik sind verschiedene Systeme von Lenkkraftverstärkungen für Fahrzeuge bekannt. Einige Systeme gehören zu reinen hydraulischen Systemen, da keine direkte mechanische Verbindung zwischen der Lenksäule und den gelenkten Hadern besteht, selbst während einer Handbetätigung, v/ie sie durch einen Ausfall der Hauptflüssigkeitspumpe auftreten kann.

Andere Systeme haben während einer Handbetätigung eine direkte mechanische Antriebsverbindung. Die Erfindung kann in Verbindung mit Fahrzeuglenksystemen für beide Systeme zur

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Anwendung kommen. Wie im nachfolgenden beschrieben ist, ist die Erfindung jedoch in dem letztgenannten System eingebaut, d.h. bei einem System, bei dem während der Handbetätigung eine direkte Antriebsverbindung zwischen der Lenksäule und. dem gelenkten Rad besteht. Das besondere Lenksystem,das hier beschrieben ist, ist allgemein als ein Lenksystem mit einem Zahnstangengetriebe-bezeichnet.

Bisher bekannte Lenkkraftverstärkungssysteme umfassen im allgemeinen eine Hydrauliksteuerung zur Steuerung der Betriebsflüssigkeit zwischen der Hauptpumpe und dem Kraftzylinder. Die Steuerungen haben Schieber, die im allgemeinen durch die eine oder die andere Vorrichtung auf eine Relativbewegung der Lenksäule und der gelenkten Räder ansprechen. Eine solche Relativbewegung ist in einigen Fällen das Hauptsignal, auf das die Schieber ansprechen, während in anderen Systemen das Hauptsignal eine Veränderung des auf die Lenksäule aufgebrachten Drehmomentes ist. Einige Schieber sind so konstruiert, daß sie ihre Schieberfunktion bei einer Drehung in einer Schieberkammer ausführen, .während andere Schieber hauptsächlich bei einer axialen Verschiebung wirken.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hydrauliksteuerung, die einen Rotationsschieber verwendet. In Übereinstimmung mit der üblichen Praxis bestehen die Schieber aus einem Paar Schieberteilen, die aus einer gemeinsamen Neutralstellung abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen zu zwei Betriebsstellungen relativ drehbar sind. Einer der Schieberteile ist für eine gemeinsame Drehung mit einer Lenkungseingabewelle, beispielsweise einer Lenksäule, verbunden, während der andere Schieberteil mit einer Lenk-

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kraftäbgabewelle für eine gemeinsame Drehung verbunden ist, die in Abhängigkeit; von der Bewegung der.gelenkten Bäder, beispielsweise der Ritzelwelle eines Zahnstangengetriebes, bewegbar ist.

Bisher wurden Hydrauliksteuerungen des Drehschiebertyps allgemein für eine Verwendung bei besonderen Kraftsystemen entsprechend ausgeführt. In manchen Fällen ist es entweder unmöglich oder unpraktisch eine Hydrauliksteuerung eine3 Systemes für die eines anderen Systemes zu ersetzen, da im allgemeinen die Aüsführungskriterien lediglich auf den Erfordernissen eines bestimmten Systems beruhen.

Weiterhin Waren die Schieberteile der bekannten Systeme, bedingt durch die häufig komplizierten Anordnungen der Öffnungen und Flüssigkeitsdurchgänge, die notwendigerweise in den Ventilteilen ausgeführt sind, relativ schwer herzustellen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es besonders, die Schwierigkeiten zu beseitigen, die sich aus dem Fehlen einer Austauschbarkeit der hydraulischen Steuerungen zwischen verschiedenen Servosystemen und aus den relativ hohen Herstellkosten der Drehschiebersteuerungen ergeben.

Die Erfindung umfaßt eine hydraulische Steuerung mit einer in einem Gehäuse ausgebildeten geschlossenen Schieberkammer, mit einer Lenkungseingabewelle und einer Lenkkraftabgabewelle, die in dem Gehäuse für eine relative Drehung angebracht sind, mit einem Schieber in der Schieberkammer mit einem Paar Schieberteilen, die mit der Lenkungseingabe- und Lenkkraftabgabewelle für eine gemeinsame Drehung damit verbunden sind, sowie mit mehreren öffnungen, wozu eine

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Flüssigkeit; seingangsöffnung, eine Flüssigkeitsausgangsöffnung und ein Baar Zylinder öffnungen gehören, die alle mit der geschlossenen Schieberkammer in Verbindung stehen.

Die Schieberteile sind so konstruiert und angeordnet, daß sie den Strom der Arbeitsflüssigkeit zwischen der Einlaßöffnung, der Auslaßöffnung und" den Zylinderöffnungen als eine Funktion ihrer relativen Drehstellung steuern. Die Lenkkraftabgabewelle. kann für eine gemeinsame Bewegung mit dein Servomotor verbunden sein, um für die Schieberteile eine Nachfolgebewegung auszuführen. Da alle öffnungen mit einer geschlossenen Schieberkammer in Verbindung stehen, ist das Betriebsöl des Servomotors,unabhängig, ob die Steuerung an einer entfernten Stelle oder direkt an dem Lenkgetriebe angebracht ist, in einem geschlossenen Kreis geführt, der vollständig von dem schwereren Öl getrennt ist, das zur Schmierung in anderen Teilen des Lenkgetriebes verwendet werden kann.

Einer der Schieberteile umfaßt zwei getrennte, rohrförmige, teleskopartig ineinandergepreßte Schieberhülsen. Vor dem Zusammenbau sind die Schieberelemente mechanisch bearbeitet, um bestimmte Öffnungen und Durchgänge darin zu schaffen, jedoch ist die maschinelle Bearbeitung durch die Tatsache der zweiteiligen Konstruktion wesentlich vereinfacht.

Ein weiteres besonderes Merkmal der Erfindung besteht in der.Schaffung eines Nadeldrucklagers in dem Steuergehäuse angrenzend an die Schieberkammer zur Aufnahme der Axialbelastungen der Lenkungseingabewelle, deren Ende sich innerhalb der Schieberkammer befindet.

Zu den Aufgaben der Erfindung gehört es, eine Hydi'auliksteuerung mit einem breiteren Anwendungsbereich zu schaffen,

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bei der wirtschaftlichere Herstellverfahren möglich sind. Daneben soll die Hydrauliksteuerung leicht in handbetätigten Systemen einsetzbar sein. Die Hydrauliksteuerung soll als alleinstehende Konstruktion, aber auch als integrierter Bestandteil einer Konstruktion anwendbar sein. Sie soll schnell ansprechen und noch weitere gute. Betriebseigenschaften aufweisen.

Viele andere Merkmale, Vorteile und weitere Aufgaben der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser sind:

Fig.1 ein Längsschnitt durch eine gemäß den Grundsätzen der Erfindung konstruierte Hydrauliksteuerung, die an dem Getriebegehäuse eines Zahnstangen lenkgetriebes angebracht ist, wobei der Schnitt in versetzten Abschnitten längs der Linie I-I der Fig.2 erfolgt,

Fig. 2 ein Schnitt längs der Linie H-II der Fig.1, Fig.3 ein vergrößerter Ausschnitt der Fig.1,

Fig.4 eine Seitenansicht der benachbarten Enden der Lenkungseingabe- und Lenkkraftabgabewelle,

Fig.5 ein Schnitt längs der Linie V-V der Fig.4,

Fig.6 und 7 Schnitte der zwei Schieberteile der Erfindung, wobei der"Schieberteil der Fig.6 teleskopartig mit einem Preßsitz in das in Fig.7 dargestellte Schieberelement im zusammengebauten Zustand eingesetzt dargestellt ist,

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Fig.8 ein Schnitt ähnlich dem der Fig.2, der die Schieber in einer Neutralstellung zeigt,

Fig.9 und 10 Schnitte ähnlich dem der Pig.8, die jedoch die relative Stellung der Teile zeigen, wenn die Schieber in zwei entsprechenden Betriebsstellungen angeordnet sind,

Fig.11 - 14 Schnitte und Stirnansichten der zwei Teile eines anderen Ausführungsbeispieles eines Schieberelementes der Erfindung, dessen zwei Teile aus metallischen Pulverpreßkörpern oder Sintermetall hergestellt sind und

Fig.15 ein Schnitt durch das ßchieberelement, das durch die zwei in Fig.11 - 14 dargestellten Teile gebildet ist, wobei die Teile mit einem Preßsitz zusammengebaut sind.

Während die Grundgedanken der Erfindung für eine beliebige Hydrauliksteuerung zur Steuerung von Servomotoren, beispielsweise von Kraftzylindern eines Lenkkraftverstärkungssystems für Fahrzeuge, nützlich sind, so ergibt eich ein besonderer Vorteil bei der Anwendung für ein Zahnstangengetriebe in Servolenksystemen.

Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt die Steuerung eines Lenksystems mit einem Zahnstangengetriebe, von dem Fig.1 einen Schnitt durch einen Teil zeigt, der allgemein mit 10 bezeichnet ist. Dieser Teil 10 besteht aus einem Gehäuse 11, das durch mehrere Befestigungsmittel, wie sie durch den Befestigungsbolzen 12 dargestellt sind, zum beispiel mit einem zweiten Gehäuse, das allgemein mit 13 bezeichnet ist, verbunden ißt. Lediglich zur leichteren Unterscheidung ist daß Gehäuse

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als Schiebergehäuse und das, Gehäuse 1 3 als Getriebegehäuse bezeichnet.

In dem Gebtriebegehäuse I3 befindet sich eine im Querschnitt dargestellte Zahnstange 14. Die Zahnstange 14 trägt Zähne 16, die mit einem in einem Zahnradgehäuse 15 angeordneten Zahnradritzel 17 kämmen. Um ein Längsverwinden der Zahnstange 1-4 zu verhindern und um eine Halterung auf der Rückseite zu schaffen, wird ein Anlageblock 18 durch eine einstellbare !Feder 19 in eine bündige Anlage an die Zahnstange 14 gedrückt, wobei hierzu die Flächen der Zahnstange und des Andruckblockes so V-förmig ausgebildet sind, daß sie ineinanderpassen.

Das Eitzel ."17 in. dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit einer Welle 20, die im nachfolgenden als Lenkkraftabgabewelle bezeichnet ist, einstückig ausgebildet. Die Welle 20 ist. in dem Getriebegehäuse 13 in Lagern 21 und 22 gelagert und sie endet' an einer Stirnwand 2J innerhalb des Schiebergehäuses 11.

Mit der Lenkkraftabgabewelle 20 fluchtet eine allgemein nit 24 bezeichnete Lenkungseingabewelle. Die Welle 24 kann einen direkt darauf befestigten Lenkhebel, beispielsweise ein übliches Lenkrad haben oder sie kann zur gemeinsamen Drehung mit einer Lenksäule gekuppelt sein, deren anderes Ende das Lenkrad aufnimmt. Auf ,jeden Fall umfaßt die Lenkungseingabewelle 24 den Teil, der dem durch den Fahrer aufgebrachten Lenkdrehmoment ausgesetzt ist,und die Lenkbewegung der gesteuerten Räder folgt letztendlich einer Drehung der Lenkungseingabewelie 24.

Die Welle 24 ist in dem Schiebergehäuse 11 mittels eines Rollenlagers 26 gelagert, das in einer in dem Gehäuse 11

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ausgebildeten axialen Bohrung 27 angeordnet ist. Die Bohrung 27 öffnet sich zu einer Schieberkammer mit vergrößertem Durchmesser, die von einer zylindrischen Wand 28 umgeben ist * -

Wie im nachfolgenden ausführlich beschrieben ist, sind ' die Lenkungseingabewelle 24 und die Lenkkraftabgabewelle 20 für eine begrenzte Relativdrehung miteinander gekuppelt. Zusätzlich zu der Kupplung sind die beiden Wellen 20 und 24 mittels einer dünnen Torsionsstange 29 untereinander verbunden. Die Torsionsstange 29 befindet sich in einer in der Lenkungseingabewelle 24 ausgebildeten axialen Bohrung 30 sowie in einer in der Lenkkraftabgabewelle 20 ausgebildeten axialen Bohrung 31· Ein mit 32 bezeichnetes Ende der !Stange ist zur gemeinsamen Drehung mit der Lenkungseingabewelle 24 mittels eines Querstiftes 33 fest verbunden. Ein gegenüberliegendes Ende 3^ ist durch einen gleichen Stift 36 zur gemeinsamen Drehung mit der Lenkkraftabgabewelle 20 verbunden.

Bedingt durch die Torsionsstange 29 kann die Lenkungseingabewelle 24 gegenüber der Lenkkraftabgabewelle 20 gedreht werden. Hierzu muß jedoch ein Drehmoment überwunden werden, das einer derartigen Relativdrehung einen Widerstand leistet, der durch die Torsionsstangen 29 aufgebracht wird. Die federnde Torsionswirkung der Stange 29 erzeugt für den Fahrer ein bestimmtes "Gefühl für die Straße" und ebenfalls, wie dies im nachfolgenden näher erläutert ist, auf den Steuerschieber eine zentrierende Wirkung.

Gemäß Fig.3 und 4 überlappt die Ümfangsstirnwand 23 der Lenkkraftabgabewelle 20 in axialer Richtung eine innere Stirnwand 37 eier Lenkungseingabewelle 24. Die Welle 20 ist,

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wie bei 38 dargestellt ist, in Querrichtung geschlitzt. Der Schlitz nimmt einen passenden Vorsprung 39 der Lenkungseingabewelle 24 auf. Die Breite des Schlitzes 38 ist in Querrichtung zur Achse der Wellen 20 und 24 größer als die entsprechende Abmessung des Vorsprunges 39» so daß die Wellen 20 und 24 über einen vorbestimmten Winkel sich relativ zueinander drehen können. Danach kommt der Vorsprung 39 Jedoch mit der Wand des Schlitzes 38 zur Anlage und die Wellen 20 und 24 drehen sich gemeinsam. Aus diesem Grunde kann die Antriebskupplung, die den Schlitz 38 und den Vorsprung 39 umfaßt, wie üblich als eine Wellenkupplung mit begrenzter Relativ drehung bezeichnet werden.

Die zylindrische Schieberkammerwand 28 besteht aus der Umfangswand der allgemein mit 40 bezeichneten Schieberkammer. Die Kammer 40 ist vollständig geschlossen und mit der Ausnahme der nachfolgend beschriebenen öffnungen im wesentlichen flüssigkeitsdicht. Die eine Stirnwand der Kammer 40 ist eine Wand- 41, die in dem Schiebergehäuse 11 ausgebildet ist und die ein Nadeldrucklager 42 aufnimmt, das den Umfang der Lenkungseingabewelle 24 umgibt.

Eine gegenüberliegende Stirnwand der Kammer 40 befindet sich in dem Getriebegehäuse 13 und sie ist mit 43 bezeichnet. Eine Dichtung 44 umgibt den Umfang der Lenkkraftabgabewelle 20 und sie ist in axialer Richtung dem Lager 22 benachbart. ·

Gemäß i^g.3, 6 und 7 ist eine Schieberbaugruppe allgemein miii 46 bezeichnet. Sie befindet sich in der Schieberkammer 40. Im wesentlichen ist die Schieberbaugruppe 46 ein Drehschieber und sie umfaßt ein Paar relativ dreh-

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tare Schieberteile, von denen einer mit 47 bezeichnet ist und einen inneren Abschnitt der Lenkungseingabewelle 24 umfaßt. Der andere Schiebertoil ist allgemein mit 48 bezeichnet,und er umfaßt ein Paar rohrförmige Schieberelemente, die mit 49 bzw. 50 angegeben sind.

Der Außendurchmesser des Schieberelements 49 ist im wesentlichen gleich wie der Durchmesser der Schieberkammer 40, während der Innendurchmesser des Schieberelementes 50 im wesentlichen dem Außendurchmesser der Lenkungseingabewelle 24 entspricht.

Andererseits ist der Innendurchmesser des Schieberelementes 49 geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Elementes 50, so daß, nachdem die Elemente 49 und 50 bearbeitet sind, das Element 5P teleskopartig mit einem Preßsitz in das Element 49 paßt und danach die zwei Elemente in der Wirkung aus einem einzigen Schieberteil 49 bestehen.

Mit der Schieberkammer 40 stehen vier öffnungen in Verbindung, die mit 51, 52, 53 bzw. 54 bezeichnet sind. Die Öffnungen 51 und 52 können als Zylinderöffnungen, die öffnung 53 ais Flüssigkeitseinlaßöffnung und die Öffnung 54 als Flüssigkeitsauslaß- oder Rückführöffnung bezeichnet werden. Die öffnungen 5"¹ - 54 stehen mit entsprechenden Leitungsverbindungen 51' - 54' über innere Durchgänge 5I'' - 54'' in Verbindung, die in dem Schieber- oder Steuergehäuse 11 ausgebildet sind. Die Öffnungen 51 und 52 sind mit den gegenüberliegenden Enden eines doppeltwirkenden Servomotors oder eines Kraftzylinders verbunden, der seinerseits zum Betrieb mit der Zahnstange 14 zur Erzeugung einer Hilfskraft für die Bewegung der Zahnstange und~dementsprechend für das Schwenken der gesteuerten Räder verbunden ist. Die Öffnung 53 ist an eine übliche Quelle von unter Druck

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stehender Flüssigkeit, beispielsweise an eine Hauptflüssigkeit spumpe angeschlossen, die auf dem Fahrzeug montiert ist. Die öffnung 54 ist mit der Rückfluß- oder Uiederdruckseite der Hauptpumpe verbunden.

Der Schieber 46 steuert die Strömung der Betriebsflüssigkeit zwischen den öffnungen 51-54 als eine Funktion der relativen Drehstellung der Schieberteile 47 und 48. Um diese Funktion auszuführen, sind die Schieberteile in der nachfolgend beschriebenen Weise mit Öffnungen und Durchgängen versehen.

Das äußere Schieberelement 49 hat ein Paar radiale Bohrungen 56,56, die mit Bohrungen 5^ΓΛ57 in dem inneren Schieberelement 50 korrespondieren. In dem äußeren Schieberelement 49 sind winkelmäßig etwas von den Bohrungen 56 versetzt ein Paar Bohrungen 58,58 ausgebildet. Die Bohrungen 56 stehen mit einem vollen Teil 59 in Verbindung, der uiofangsmäßig kontinuierlich um eine äußere ■ Umfangswand 60 des äußeren Schieberelementes 49 angeordnet ist. Ein anderer umfangsmäßig voller Teil 61 hat von dem vollen Teil 59 einen Abstand, und gemäß Fig.6 verbindet der volle Teil 59 dauernd die Bohrungen 56 mit der Flüssigkeitseinlaßöffnung 53,und der volle Teil 61 verbindet dauernd die Bohrung 58 mit der Zylinderöffnung 52.

Das innere Schieberelement 50 enthält vier öffnungen 62-65) die sich durch eine innere Wand 66 zu dem Schieberteil 47 hin öffnen. Die öffnungen 62 bzw. 64 stehen mit axial sich erstreckenden Schlitzen 67 bzw. 68 in Verbindung, die in einer äußeren Umfangswand 69 ausgebildet sind. Die öffnungen 63 und 65 stehen mit axialen Schlitzen 70 bzw. 71 in Verbindung, die auch in der Umfangswand 69 ausgebildet sind. Die Schlitze 70 und 71 öffnen sich zu einer Stirn-

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wand 72 des Schieberteiles 48, während die Schlitze 6? und 68 an radialen Wänden 73,73 kurz vor der Stirnwand 72 enden» Der Teil der Schieberkammer 40 zwischen der Stirnwand 72 des Schiebers 4-8 und der radialen Wand 43 des Getriebegehäuses I3 besteht aus einem Schieberkammerabsclmitt 74·» ^⁶¹" nur ^mi"b cLer Zylinderöffnung 51 in Verbindung steht. Ein weiterer Abschnitt 76 der Schieberkammer 40> der sich zwischen einer Stirnwand 77 des Schiebers 48 und der radialen Wand 41 des Gehäuses 11 befindet, steht nur mit der Flüssigkeitsauslaß- oder Rückführ Öffnung 54 in Verbindung,

Der Schieberteil 47 der Lenkungseingabewelle 24 ist mit einer Reihe von Schieberdurchgängen versehen, um die des Schiebers 48 bei der Ausführung der gesamten Schieberfunktion zu ergänzen» Auf diese Weise ist in dem Wellenabschnitt 47 eine Reihe von sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitzen 78 - 81 ausgebildet, die sich in der Umfangswand 27 der Lenkungseingabewelle 24 befinden. Die Schlitze 78-81 sind längs der Achse der Welle 24 angeordnet, so daß sie im allgemeinen in axialer Richtung mit den Bohrungen 57 und 62 - 65 des inneren Schieberelementes 50 fluchten. Die Schlitze 78 und 80 befinden sich vollständig zwischen den Stirnwänden 72 und 7^- des Schiebers 48, während sich die Schlitze 79 und 81 zwar nicht durch die Stirnwand 72, so doch durch die Stirnwand 77 erstrecken und mit der Auslaßöffnung 54- durch eine Öffnung 76 äer Schieberkammer 40 in offener Verbindung stehen. Eine Reihe von vollen Teilen 82-85 trennen die Schlitze 78-81. Gemäß Pig.8 ist die Abmessung "der vollen Teile 82-85 in Umfangsrichtung etwas kleiner als die sich in Umfangsrichtung erstreckende Abmessung der Bohrungen 62-65, so daß beispielsweise in der Stellung der Teile, die in Fig.8 gezeigt ist, der Schlitz

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über die Bohrung 65 mit dem Schlitz 79 in Verbindung steht.

Beim Betrieb des Gerätes 10 kann eine der zwei allgemein nen Zustände erreicht werden. Entweder ist ein Drehmoment auf die Lenkungseingabe- oder Betriebswelle 24 für das Schwenken der. gelenkten Räder aufgebracht oder es ist kein Drehmoment aufgebracht.

Wenn die Lenkungseingabewelle 24 keinem Betriebsdrehmoment ausgesetzt ist, nehmen die verschiedenen Schieberteile die in Fig.8 gezeigten Stellungen ein. Diese Stellungen werden durch die Zentrierungsneigung der Torsionsstange. 29 eingenommen, die in einem ungespannten Zustand die Lenkungseingabewelle 24 in einer vorbestimmten Drehstellung gegenüber der Lenkkraftabgabewelle 20 hält.

In einer solchen Stellung der Schieberteile wird unter hohem Druck stehende Flüssigkeit, die durch die Flüssigkeitseinlaßöffnung 53 in das Gehäuse 11 eintritt, durch das Bohrungspaar 56 und 57 und dann in die in der Lenkungseingabewelle 24 ausgebildeten Schlitze 78 und 80 geleitet. Da alle Bohrungen 62 - 65 miteinander in Verbindung stehen, braucht die Flüssigkeit nur durch die Schlitze 79 und 81 in den Schieberkamrnerteil 76 zu gehen und von dort durch die Flüssigkeitsauslaßöffnung 54- zu der Rückführungs- oder Niederdruckseite der Hauptflüssigkeitspumpe zu strömen.

Obwohl die Öffnungen 62 und 64 mit der Zylinderöffnung

51 und die öffnungen 63 und 65 mit der Zylinderöffnung

52 in Verbindung stehen, ist der Druck an beiden Öffnungen 51 und 52 im wesentlichen der gleiche und auf diese Weise

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ist die ganze Hoclidruckflüssigkeit nur durch das Gehäuse 11 von der Flussigkeitseinlaßoffnung 53 zu der iriussigkeitsauslaßoffnung 54- geleitet.

Es sei nun angenommen, daß der Fahrer des Fahrzeuges, in dem das System 10 eingebaut ist, der Lenkungseingabewelle 24 nunmehr ein Drehmoment erteilt, indem er, wie in Fig.9 gezeigt ist, die Welle 24 nach rechts dreht. Die Schieberteile 47 und 48 werden dann in einer Weise relativ so gedreht, daß die Hochdruckflüssigkeit von der öffnung 53 durch die Bohrungen 56 und 57 in die Schlitze 78 und 80 geleitet wird. Jedoch stehen diese Schlitze nicht mit den Bohrungen 62 und 64 in Verbindung. Statt dessen stehen sie nur mit den Bohrungen 63 und in Verbindung. Somit wird die Hochdruckflüssigkeit durch die Durchgänge 67 und 68 zu den Bohrungen 58,58 und dann zu der in dem Gehäuse 11 ausgebildeten Zylinderöffnung 52 geleitet.

Das Ende des Servomotors oder KraftZylinders, das mit der öffnung 52- verbunden ist, ist dadurch unter Druck gesetzt. Somit wird eine Bewegung der Zahnstange 14, mit der der bewegbare Teil oder die Kolbenstange des Kraftzylinders verbunden ist, veranlaßt. Die Flüssigkeit aus dem gegenüberliegenden Ende des KraftZylinders wird zu der Zylinderöffnung 51 und in den Schieberkammerabschnitt 74 geleitet. Die Durchgänge 66 und 70 stehen mit dem Schieberkammerabschnitt 74- in Verbindung, um die darin befindliche Flüssigkeit durch die öffnungen 62 und 64 und dann in die Schlitze 79 und 81 der Lenkungseingabewelle 24 zu leiten, von wo aus die Flüssigkeit in den Schieberkammerabschnitt 76 strömt. Aus diesem Abschnitt 76 strömt die Flüssigkeit zu der Rückführ- oder Flüssig-

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keitsauslaßöffnung 54-. Solang? das Drehmoment auf die Lenkungseingabewelle 24 aufgebracht wird, das danach strebt, die Antriebswelle 24 im Uhrzeigersinn zu drehen, bleibt der Schieberteil 4-7 der Welle 24 gemäß Fig.9 in der gleichen relativen Stellung zu dem Schieber 4-8, und die Hochdruckflüssigkeit wird dauernd in die Zylinderöffnung 52 geleitet, wobei sie danach strebt, eine Bewegung der Zahnstange 14· in eine Richtung zu veranlassen, um so die Lenkkraftabgabewelle 20 zu drehen. Die Welle 20 ist für eine gemeinsame Drehung mit dem Schieber 4-8 durch einen Mitnehmerstift 55 gekuppelt, der mit einem Preßsitz in ein Paar fluchtende Bohrungen 55a und 55b eingesetzt ist. Die Bohrungen 55a und 55b befinden sich in der Lenkkraftabgabewelle 20 bzw. in dem Schieber 48. Auf diese V/eise, wenn die Lenkkraftabgabewelle 20 durch die Zahnstange 14 und das Ritzel 17 gedreht wird, wird auch der Schieber in die gleiche Richtung wie die Lenkungseingabewelle 24 gedreht. Daher wird, solange wie die Lenkungseingabewelle 24 im Uhrzeigersinn gedreht wird, der Schieber 48 auch im Uhrzeigersinn gedreht, "jedoch mit der Nacheilung zur Lenkungsei ngabewelIe 24. um einen Winkel, der im wesentlichen in Fig.9 dargestellt ist.

V/enn das Drehmoment von der Betriebswelle 24 weggenommen wird, fließt die Hochdruckflüssigkeit weiter von der Zylinderöffnung 52 zu dem korrespondierenden Ende des Kraftzylinders, solange wie die vollen iPeile 82-85 weiterhin teilweise die öffnungen 62-65verschließen. Nachdem jedoch eine Drehung der Lenkkraftabgabewelle 20 und somit des Schiebers 48 fortdauert und eine Drehung der Lenkungseingabewelle 20 aufhört, wird der Schieber 48 schließlich, dieselbe Relativstellung zu dem Schieberteil 47 der Lenkungseingabewelle 24 annehmen, wie dies in Fig.8 dargestellt ist. Wenn dieser Zustand erreicht ist, strömt die

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Hochdruckflüssigkeit wieder durch die Flüssigkeitseinlaßöffnung 53 im wesentlichen direkt durch das Gehäuse 11 zu der Flüssigkeitsauslaßöffnung 54, und die den gesteuerten Rädern mitgeteilte Schwenkwirkung ist beendet.

Falls die Betriebswelle 24 in die Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeiger gedreht wird, nehmen die Schieberteile die in Fig.10 gezeigte relative Stellung zueinander ein. In dieser Stellung der Schieberteile 47 und 4-8 strömt die Hochdruckflüssigkeit von der Flüssigkeitseinlaßöffnung 43 durch die Durchgänge 56 und 5Ί in die Schlitze 78 und 80. Diese zwei Schlitze stehen nun -jedoch mit den Öffnungen 62 und 64- statt mit den Öffnungen 63 und 65 in Verbindung, und somit strömt die Hochdruckflüssigkeit nun durch die Durchgänge 66 und 70 zu dem Schieberkammerabschnitt 7^* Von dort strömt die Hochdruckflüssigkeit aus der Zylinderöffnung 51 in das entsprechende Ende des KraftZylinders, und dadurch ergibt sich die Wirkung eines Schwenkens der gelenkten Räder in eine Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in der sie geschwenkt werden, wenn die Schieberteile 47 und 48 sich in der in Fig.9 dargestellten Stellung befinden.

Die von dem gegenüberliegenden Ende des KraftZylinders zurückfließende Flüssigkeit strömt durch die Zylinderöffnung 52 und von dort aus in die Durchgänge 67 und 68. Von hier aus strömt die Flüssigkeit durch die öffnungen 63 und 65 und in die Schlitze 79 und 81 der Lenkungseingabewelle 24. Aus den Schlitzen 79 und 81 strömt die Flüssigkeit dann in den Schieberkammerabschnitt 76 und von da aus zu der Hauptpumpe durch die Flüssigkeitsauslaßöffnung 54 zurück .

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Erneut hat die Betätigung des KraftZylinders die Wirkung, die Zahnstange 14 zu bewegen, wie dies bereits durch die Lenkkraftabgabewelle 20 erfolgt. Auf diese Weise wird der Schieber 48, der mit der Welle 20 über den Mitnehmerstift 55 für eine gemeinsame Drehung gekuppelt ist, in die gleiche Richtung wie die Lenkungseingabewelle 24 gedreht. Jedoch eilt die Drehung der Welle 24 um einen vorbestimmten Winkel nach, wie dies in der Fig.10 dargestellt ist. Wenn der Fahrer ein Drehen der Lenkungseingabewelle 24 anhält, fährt die Lenkkraftabgabewelle 20 fort, sich zu drehen, bis die Schieberteile 47 und 48 so angeordnet sind, daß die Flüssigkeitseinlaßöffnung 53 im wesentlichen direkt mit der Auslaßöffnung 54 in Verbindung steht. Die Zentrierungskraft der Torsionsstange 29 dreht dann die Schieberteile 47 und 48 in die in Fig.8 gezeigte Neutralstellung.

Im allgemeinen ist das in dem Flüssigkeitsarbeitskreis verwendete öl leichter als das Getriebeschmieröl. Beispielsweise ist das durch die Hauptflüssigkeitspumpe durch das Gehäuse 11 für eine Betätigung des Kraftzylinders im Kreislauf geförderte öl leichter als das öl, das in dem Getriebegehäuse 1$ eingeschlossen ist, um die Zahnstange 14 und das Ritzel 17 zu schmieren. Gemäß der Erfindung ist das leichtere Betriebsöl vollständig von dem Zahnstangengetriebe getrennt, und somit ist eine Mischung des leichteren mit dem schwereren öl vermieden.

Im Zusammenhang mit der Schieberanordnung sei noch erwähnt, daß das Nadeldrucklager 42 vorgesehen ist, um die Druckbelastung der Schieberhülse 48 aufzunehmen. Wenn somit die Lenkungseingabewelle'24 in die in Fig.10 gezeigte Stellung nach links gedreht wird, übersteigt der Druck in dem Kammer abschnitt 74· den Druck in dem Kammerabschnitt 76 und der Schieber 48 ist einer axialen Belastung ausgesetzt, die

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durch das Lager 42 aufgenommen wird. Die gleiche Druckdifferenz wirkt auch gegen die innere Stirnwand 37 eier Lenkungseingabewelle 24, jedoch wird diese Beiastang durch die Lenkungseingabewelie 24 über die Torsionsstange 29 durch die Stifte 33 und 36 aufgenommen.

In Verbindung mit der Lageranordnung für die Lenkungseingabewelle 24 sei bemerkt, daß das Lager 26 ein. Traglager ist. Das zweite Traglager ist jedoch durch den Schieber 48 gebildet. Somit verleiht die dichte Passung zwischen dem inneren Durchmesser des Schieberelementes 50 und dem äußeren Durchmesser des Schieberteils oder des Arbeitsbereiches 47 der Lenkungseingabewelle 24, wobei die dichte Passung eine unerläßliche I¹ orderung für die Hydraülikbetätigung des Gerätes ist, auf dem Schieber 48 die Möglichkeit, die Lenkungseingabewelle mit einem Traglager zusätzlich zu dem, das durch das Lager 26 gebildet wird, zu veraehen, ohne die kompakte Bauweise und die Einfachheit in dem Aufbau zu beeinträchtigen.

Weiterhin ermöglicht die Gestalt der Schieberelemente 49 und 5Q» die, wenn sie zusammengepreßt sind als eine, komplette Schiebereinheit 48 arbeiten, diese Teile wirtschaftlich herzustellen, da alle öffnungen, und Durchgänge beider Elemente entweder zu der inneren oder der äußeren ümf angswand oder zu den Stirnwänden der einzelnen Teile, wenn diese auseinandergebaut sind, sich, öffnen. Daher ist die schwierige mechanische Bearbeitung der Längsdurchgänge für den Flüssigkeitsstrom zwischen den Umfangswänden des Schiebers 48 vermieden.

Gemäß der Erfindung kann die Notwendigkeit für irgendeine maschinelle Bearbeitung des Schieberelementes 50, gleich-

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gültig, um welche es sich auch handelt, vollständig vermieden werden, während die Lagerqualitäten durch die Ausbildung des Schieberelementes 50 aus pulverisiertem Eisen in einem Herstellungsprozeß für metallische Pulverpreßkörper oder Sintermetalle vergrößert sind. Um Formen zu schaffen, die bei derartigen Herstellmethoden ausführbar sind, kann das Schieberelement 50, wie es in den Fig.11 bis 14- dargestellt ist, aus zwei getrennten Teilen hergestellt sein, die mit den Bezugsziffern 50a bzw. 50b bezeichnet sind und die nach der Herstellung"mit einem Preßsitz zusammengepreßt sind, um ein einzelnes Schieberelement 50 zu bilden.

Die Schlitze 67 j 68, 70 und 7 Λ sind vollständig zwischen den Stirnwänden 72 und 82· des Schieberelementes 50 angeordnet und ihr eines Ende 83 ist durch radiale Wände 83 und 84 ausgebildet, die durch eine Umfangswand 86 mit vermindertem Durchmesser, die für den Schieberteil 50b einen Kragen bildet, untereinander verbunden sind.

Das Schieberstück 50a besteht aus zusammenarbeitenden radialen Wänden 87 und 88 sowie aus einer Zylinderwand 89· Nachdem die zwei Schieberteile 50a und 50b hergestellt sind, wird der Kragen 86 des Schieberteils 5Qb mit einem Presssitz in die Zylinderwand 89 des Schieberteils 50a eingesetzt, um ein einzelnes, einheitliches Schieberelement 50 zu bilden. Nachdem der Schieberteil 50 mit einem Preßsitz in den Schieberteil 49 eingesetzt ist, werden die Bohrungen 56 und 57 gleichzeitig gebohrt, um Probleme des Ausrichtens zu vermeiden.

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Claims

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Patentansprüche

.ι Hydrauliksteuerung, gekennzeichnet durch ein Gev_/ bäuse, eine Vorrichtung mit einer zylindrischen Wand und einem Paar von im Abstand befindlichen Stirnwänden, die in dem Gehäuse eine geschlossene Schieberkammer bilden, durch eine Lenkungseingsbewelle und eine Lenkkraftabgabewelle, die für eine relative Drehung in dem Gehäuse angebracht sind, durch eine Flüssigkeitseinlaßöffnung, durch eine !Flüssigkeitsauslaßöffnung und durch ein Paar Flüssigkeit szylinderöffnungen, die in der Zylinderwand zwischen den axialen Begrenzungen der Stirnwände ausgebildet sind sowie durch einen Schieber in der Schieberkammer mit ersten und zweiten Schieberteilen, die für eine gemeinsame Drehung mit der Lenkungseingabewelle bzw. mit der Lenkkraftabgabewelle zur Steuerung des Flüssigkeitsstromes zwischen den öff». nungen als eins Funktion der relativen Drehstellung der Wellen verbunden sind«

2, Hydrauliksteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet i daß ein Abschnitt der Lenkungseingabewelle sich in die Schieberkammer erstreckt, während der - erste Schieberteil auf dem Abschnitt der Lenkungseingabewelle ausgebildet ist.

3* Hydrauliksteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet j daß der zweite Schieberteil aus einer Schieberhülse, die eine äußere Zylinderwand in einem Gleiteingriff mit der Zylinderwand der Schieberkammer hat, sowie aus einem Paar von in axialer Richtung im Abstand befindlichen Stirnwänden besteht, von denen

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eine Stirnwand der Schieberhülse in axialer Richtung von der "benachbarten Schieberkammerstirnwand im Abstand ist, während eine der öffnungen in axialer Richtung zwischen der angrenzenden Stirnwand der Schieberkammer und der Schieberhülse angeordnet ist.

M-, Hydrauliksteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schieberteil eine Schieberhülse mit einer mit der Zylinderwand der Schieberkammer im gleitenden Eingriff stehenden äußeren Zylinderwand umfaßt, wobei die Schieberhülse ein Paar rohrförmige Elemente hat, die mit einem Preßsitz teleskoparbig zusammengepreßt sind, und Mittel zur Ausbildung von Flüssigkeitsstromöffnungen in ihren passenden Flächen aufweis en.-

5. Hydrauliksteuerung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberhülse rohrförmig ist,und Mittel zur Ausbildung eines Ilüssigkeitsstromdurchganges zwischen seiner inneren Umfangswaiid und einem seiner Stirnwände hat.

6. Hydrauliksteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,· daß die Lenkungseingabewelle sich in die Schieberkammer erstreckt und an einem Ende innerhalb der Schieberkammer endet sowie ein Nadeldrucklager in dem Gehäuse angrenzend an die Schieberkammer zur Aufnahme der axialen Druckbelastung des einen der Schieberteile hat;

7. Hydrauliksteuerung nach Anspruch, 1, gekennzeichnet durch ein Zahnstangengetriebe in dem Gehäuse zur Lenkung, durch eine Vorrichtung zum Ausbilden einer Ge-

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triebekammer, die von der Schieberkammer sich ira Abstand befindet, durch ein Ritzel, das auf der Lenlckraftabgabewelle ausgebildet und in der Getriebekammer angeordnet ist und durch eine Vorrichtung, die eine der Stirnwände der Schieberkammer umfasst, und dabei eine üflüssigkeitsabdichtung zwischen der Getriebekammer und der Schieberkammer ausbildet.

8. Hydrauliksteuerurig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkungseingabewelle und die Lenkkraft abgabeweHe in axialer Richtung fluchten, wobei die Lenkungseingabewelle eine axiale Bohrung und eine in der Bohrung befindliche Spannungsstange hat, die an einem Ende fest mit der Lenkungseingabewelle und an dem gegenüberliegenden Ende mit der Lenkkraftabgabewelle verbunden ist.

9. Hydrauliksteuerung nach Anspruch 1, gekennzeichent durch Mittel, die die Lenkungseingabewelle und die Lenkkraftabgabewelle für eine begrenzte Relativdree· · hung miteinander verbinden.

10, Hydrauliksteuerung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkvorrichtung mit einem Zahnstangengetriebe eine Zahnstange umfasst, die an dem Gehäuse für eine Hin- und Herbewegung angebracht ist und mit dem Ritzel kämmt»

11. Rohrförmiges Schieberelement zur Verwendung in Verbindung mit einem anderen Schieberelement, um eine Schieberfunktion in einem Hydraulikger afc auszuführen, gekennzeichent durch ein Paar Schieberelemententeile, die aus pulverisiertem Metall hergestellt sind und

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in einem Freßsitz mit den Enden zusammengepreßt sind, um eine Linheit zu bilden, wobei das Schieberelement
wenigstens eine Längsnut hat, die in ihrem Umfang
ausgebildet ist, wobei sie an einem ünde zwischen den Enden des Gchieberteils endet und das Schieberelement auch wenigstens einen Durchgangsweg hat, der mit der
Nut in Verbindung steht und sich in radialer Richtung durch das Cchieberelement in dessen Inneres erstreckt, wobei das Paar der Schieberelemententeile so konstruiert und angeordnet ist, daß die radialen Stirnwände
der Nuten und die radialen Durchgänge durch die angrenzenden Stirnwände der Schiebere lenient ent eile ausgebildet sind.

I2. Schieberelernent nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberelemententeile einen zusammenarbeitenden Kragen und den Kragen aufnehmende
Zylinderv/ände zur Ausbildung einer axialen tele.-stopischen Überlappung der Abschnitte der ßchieberelemententeile in ihrem zusammengebauten Zustand
haben.

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