DE4241036C1 - Rückwirkungssteuerung für Servolenkungen oder -steuerungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rückwirkungssteuerung für Servolenkungen oder -steuerungen, bei denen ein Lenkhandrad oder eine Handhabe antriebsmäßig über eine Primär- sowie eine Sekundärwelle mit einem Lenkgetriebe oder Steuergetrie­ beteilen verbunden ist, wobei Primär- und Sekundärwelle relativ zueinander gegen Federkraft begrenzt verdrehbar sind und das Maß der Verdrehung die Stellkraft eines fluidischen Servomotors steuert und von der Stellkraft eine Rückwirkungskraft abgeleitet wird, indem ein schieber­ artiges Rückwirkungsorgan mit der Primär- sowie der Sekundär­ welle derart gekoppelt ist, daß das Rückwirkungsorgan gegen die Kraft eines Federaggregates axial aus einer Normallage verschoben wird, wenn sich Primär- und Sekundärwelle relativ zueinander aus einer Mittellage verdrehen, und mindestens ein Widerlager des Federaggregates mit einer Verdränger­ anordnung verbunden oder als Verdrängeranordnung ausge­ bildet ist, die durch Einleitung eines mit der Stell­ kraft des Servomotors korrelierten Fluiddruckes in die Spannung des Federaggregates erhöhender Richtung verstell­ bar oder beaufschlagbar ist.

Aus der DE 35 45 858 C1 ist eine Servosteuerung in Form einer Servolenkung für Kraftfahrzeuge mit einer solchen Rückwirkungssteuerung bekannt. Bei Relativdrehungen zwischen der Primär- sowie der Sekundärwelle wird ein quer zur Wellen­ achse angeordneter Ventilschieber eines Servoventiles je nach Richtungssinn der Drehung nach rechts oder links verschoben, wodurch die Differenz zweier am Servoventil abgreifbarer Arbeitsdrücke verändert wird, so daß ein Servomotor mit einer entsprechend unterschiedlichen Druckdifferenz beaufschlagt wird. Der Ventilschieber wird durch Druckfedern, die an seinen beiden Stirnenden ange­ ordnet sind, in eine Mittellage gespannt. Diese Druckfedern besitzen schieberseitige Widerlager, die als Kolben ausge­ bildet sind und in entsprechenden axialen Sackbohrungen des Ventilschiebers gleitverschiebbar angeordnet sind. Diese Sackbohrungen bilden die Arbeitsräume der genannten Kolben und können mit den beiden Arbeitsdrücken beauf­ schlagt werden, so daß die den Ventilschieber in seine Mittellage drängenden Federn zusätzlich durch Fluiddruck verspannt werden und den Ventilschieber mit einer fluidisch erzeugten Rückwirkungskraft beaufschlagen.

Diese bekannte Anordnung zeichnet sich durch gute Funktion aus. Jedoch wird aufgrund der Anordnung des Ventilschiebers quer zur Wellenachse ein Bauraum mit vergleichsweise großem Querschnitt senkrecht zur Wellenachse benötigt.

Aus der DE 29 13 484 C2 ist eine weitere Rückwirkungs­ steuerung für eine Servolenkung oder -steuerung bekannt, bei der ein Lenkhandrad oder eine Handhabe antriebsmäßig über eine Primär- sowie Sekundärwelle mit einem Lenkge­ triebes oder Steuergetriebeteilen verbunden ist, wobei Primär- und Sekundärwelle relativ zueinander gegen Feder­ kraft begrenzt verdrehbar sind und das Maß der Verdrehung die Stellkraft eines fluidischen Servomotors steuert und von der Stellkraft eine Rückwirkungskraft abgeleitet wird, indem ein Rückwirkungsorgan mit der Primär- und der Sekun­ därwelle derart antriebsgekoppelt ist, daß das Rückwirkungs­ organ gegen die Kraft eines Federaggregates axial aus seiner Normallage verschoben wird, wenn sich die Primär- und die Sekundärwelle relativ zueinander aus einer Mittellage ver­ drehen. Hierbei ist das Rückwirkungsorgan durch Einleitung eines mit der Stellkraft des Servomotors korrelierten Fluiddruckes in die Spannung des Federaggregates erhöhender Richtung verstellbar oder beaufschlagbar. Dabei ist als Rückwirkungsorgan koaxial zur Primärwelle und der dazu gleichachsigen Sekundärwelle eine Rückwirkungshülse ange­ ordnet, welche mit beiden Wellen mittels Kugeln und Kugel­ laufbahnen gekoppelt ist, derart, daß bei Relativdrehungen zwischen Primär- und Sekundärwelle eine Axialverschiebung der Rückwirkungshülse auftritt, wodurch zumindest eine zur einen Welle koaxiale Schraubenfeder gespannt wird, die an ihrem einen Ende auf einem zur Wellenachse koaxialen ring­ förmigen Widerlager abgestützt ist. Darüber hinaus ist bei dieser Rückwirkungssteuerung auch vorgesehen, daß die Hülse bei Relativdrehung zwischen Primär- und Sekundärwelle aus einer Mittellage unabhängig vom jeweiligen Drehsinn immer in gleicher axialer Richtung verschoben wird.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine neue Rückwirkungs­ steuerung zu schaffen, welche sich bei guter Funktion durch kompakte Bauweise auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Rückwirkungsorgan koaxial zur Primärwelle und der dazu gleichachsigen Sekundärwelle eine Hülse (Rückwirkungshülse) angeordnet ist, welche mit beiden Wellen mittels Kugeln und Kugellaufbahnen gekoppelt ist, so daß bei Relativdrehung zwischen Primär- und Sekundärwelle eine Axialverschiebung der Rückwirkungshülse auftritt, wodurch zumindest eine zur einen Welle koaxiale Schraubenfeder gespannt wird, die an ihrem einen Ende auf einem zur Wellenachse koaxialen ringförmigen Widerlager abgestützt ist, welches durch ein oder mehrere ringförmig zur Wellenachse angeordnete Ver­ drängeraggregate in die Federspannung erhöhender Richtung verstellbar ist.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das Rückwirkungsorgan in Richtung der Wellenachse verschieb­ bar anzuordnen. Dabei wird die Erkenntnis ausgenutzt, daß in Achsrichtung der Wellen in der Regel - zumindest bei Kraftfahrzeugen - viel Raum zur Verfügung steht und dem­ entsprechend eine axial kurze Bauweise keinerlei Vorteile bietet. Andererseits läßt sich auf diese Weise eine besonders schlanke Bauform verwirklichen.

Wie weiter unten dargestellt wird, sind einerseits An­ ordnungen möglich, bei denen die Rückwirkungshülse bei Relativdrehung zwischen Primär- und Sekundärwelle in der einen Axialrichtung verschoben wird, während bei einer Relativdrehung mit umgekehrtem Drehsinn eine Axialverschiebung in entgegengesetzter Richtung auf­ tritt.

Andererseits kann die Rückwirkungshülse jedoch mit der Primär- und der Sekundärwelle auch so gekoppelt sein, daß bei einer Relativdrehung aus einer Mittellage von Primär- und Sekundärwelle unabhängig vom Drehsinn der Relativdrehung immer eine Axialverschiebung der Rück­ wirkungshülse in einer Axialrichtung erfolgt.

Bei beiden Bauformen sorgt die Antriebskopplung zwischen Rückwirkungshülse und Primär- und Sekundärwelle mittels Kugeln und Kugellaufbahnen für eine sehr geringe Reibung.

Im übrigen können die die Rückwirkungskräfte beeinflussenden Fluiddrücke mittels steuerbarer Drosseln u. dgl. gegenüber den den Servomotor beaufschlagenden Arbeitsdrücken verändert werden, um gegebenenfalls die jeweiligen Rückwirkungskräfte in Abhängigkeit von äußeren Parametern zu modifizieren.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsformen verwiesen, die in der Zeichnung dargestellt sind.

Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematisierte, schaltplanartige Darstellung einer Servolenkung mit Rückwirkungssteuerung,

Fig. 2 einen Axialschnitt einer ersten Ausführungsform der Rückwirkungssteuerung,

Fig. 3 einen Axialschnitt einer abgewandelten Ausführungs­ form der Rückwirkungssteuerung,

Fig. 4 einen Axialschnitt einer weiteren Variante der Rückwirkungssteuerung,

Fig. 5 einen Axialschnitt einer nochmals abgewandelten Rückwirkungssteuerung,

Fig. 6 im oberen Teil der Figur ein Schnittbild entsprechend der Schnittlinie A-A und im unteren Teil ein Schnitt­ bild entsprechend der Schnittlinie B-B in Fig. 5,

Fig. 7 ein der Fig. 1 entsprechendes Bild einer Servo­ steuerung, wobei die Rückwirkungssteuerung mit unterschiedlichen Kennlinien zu arbeiten vermag, und

Fig. 8 ein weiteres der Fig. 1 entsprechendes Bild einer Servosteuerung, wobei wiederum eine Rückwirkungs­ steuerung mit variabler Kennlinie vorgesehen ist.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Servolenkung eines Kraft­ fahrzeuges ist ein Lenkhandrad 1 über eine Lenkwelle, die aus einer Primärwelle 2′ und einer Sekundärwelle 2′′ besteht, und ein Lenkgetriebe 3 mit dem Lenkgestänge 4 der Lenkräder 5 eines Fahrzeuges antriebsmäßig verbunden.

Primär- und Sekundärwelle 2′ und 2′′ sind über nicht darge­ stellte Federelemente miteinander gekoppelt, so daß die Primärwelle 2′ und die Sekundärwelle 2′′ relativ zueinander mehr oder weniger weit verdreht werden, jeweils entsprechend dem zwischen Lenkhandrad 1 und Lenkgetriebe 3 zu übertragenden Drehmoment.

In Abhängigkeit von der Relativdrehung zwischen Primär- und Sekundärwelle 2′ und 2′′ wird ein Servoventil 6 gesteuert, welches im wesentlichen aus vier Drosseln D₁ bis D₄ besteht, welche in zwei parallele Drosselstrecken zwischen einer Servopumpe 7 und einem im wesentlichen drucklosen Reser­ voir 8 angeordnet sind, wobei je nach relativem Drehsinn der Relativdrehung zwischen Primär- und Sekundärwelle 2′ und 2′′ der Drosselwiderstand der Drosseln D₁ und D₃ erhöht (oder erniedrigt) und der Drosselwiderstand der beiden anderen Drosseln D₂ und D₄ erniedrigt (oder erhöht) wird.

Damit sind zwischen den Drosseln D₁ und D₄ bzw. D₂ und D₃ je nach Einstellung der Drosseln D₁ bis D₄ gleiche oder unterschiedliche Drücke P₁ und P₂ abgreifbar, die über entsprechende Leitungen auf entgegengesetzte Wirkflächen eines Kolbens 9 eines doppeltwirkenden Kolben-Zylinder- Aggregates 10 wirken oder einen sonstigen Servomotor be­ aufschlagen. Das Kolben-Zylinder-Aggregat 10 ist dabei so angeschlossen, daß die vom Lenkhandrad 1 gesteuerte Lenkbewegung der Lenkräder 5 des Fahrzeuges mehr oder weniger stark unterstützt und dementsprechend der am Lenkhandrad 1 zu überwindende Lenkwiderstand vermindert werden.

Das die Widerstände der Drosseln D₁ bis D₄ steuernde Steuerorgan kann als Schieber 11 ausgebildet sein, der auf einander entgegengesetzten Wirkflächen von den Drücken P₁ und P₂ beaufschlagt wird, und zwar derart, daß bei Betätigung des Lenkhandrades 1 ein von der Differenz zwischen den Drücken P₁ und P₂ abhängiger Widerstand - d. h. eine stellkraftabhängige Rückwirkungs­ kraft - überwunden werden muß.

Grundsätzlich kann der Schieber 11 auch separat von dem die Drosseln D₁ bis D₄ steuernden Steuerorgan angeordnet und mit demselben antriebsgekoppelt sein, wobei die Antriebskopplung über die Primär- oder Sekundärwelle 2′, 2′′ erfolgen kann.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Rückwirkungssteuerung schließen Primär- und Sekundärwelle 2′ und 2′′ koaxial aneinander und umfassen zusammen mit einem zu beiden Wellen 2′ und 2′′ koaxialen stationären Gehäuse 12 sowie einem Deckelteil 13, welches mit der Sekundärwelle 2′′ drehfest verbunden sein kann, einen Ringraum, in welchem eine Hülse 15 axial verschiebbar untergebracht ist, die funktional dem Schieber 11 in Fig. 1 entspricht.

Auf beiden Stirnseiten der Hülse 15 verbleiben Teilring­ räume 14′ und 14′′, die jeweils über Bohrungen im Gehäuse 12 mit dem im wesentlichen drucklosen Reservoir 8 (vergleiche Fig. 1) oder einem ebenfalls drucklosen Tank T verbunden sind.

Auf der Außenumfangsseite der Hülse 15 sind zwei breite Umfangsnuten 16′ und 16′′ angeordnet, die innerhalb des Gehäuses 12 zwei Ringkammern bilden, die über weitere Bohrungen im Gehäuse 12 einerseits mit dem Druck P₁ und andererseits mit dem Druck P₂ (vergleiche auch Fig. 1) beaufschlagt werden.

Durch Ringdichtungen beidseitig der Umfangsnuten 16′ und 16′′ wird verhindert, daß die von den Umfangsnuten 16 ge­ bildeten Ringräume miteinander oder mit den Teilringräumen 14′ und 14′′ kommunizieren können.

Auf beiden Stirnseiten der Hülse 15 sind zu den jeweiligen Stirnseiten hin offene ringförmige Sackräume 17′ und 17′′ angeordnet, deren Innen- und Außenumfangswände zylindrisch ausgebildet sind. In den Sackräumen 17′ und 17′′ sind jeweils Ringkolben 18 verschiebbar geführt, wobei ein Austreten der Ringkolben 18 aus den Sackräumen 17′ und 17′′ durch Anschlag­ ringe 19 verhindert wird, die im dargestellten Beispiel an der Innenumfangswand der Sackräume 17′ und 17′′ angeordnet sind, statt dessen jedoch auch an den Außenumfangswänden angebracht sein könnten. Zwischen den voneinander abge­ wandten Stirnseiten der Ringkolben 18 und den einander zugewandten Stirnseiten des Deckelteiles 13 sowie der Sekundärwelle 2′′ sind Schraubendruckfedern 20 eingespannt, welche die Ringkolben 18 jeweils in die zugeordneten Sack­ räume 17′ und 17′′ einzuschieben suchen.

Innerhalb der Sackräume 17′ und 17′′ wird von den Ringkolben 18 jeweils ein ringförmiger Kolbenarbeitsraum abgeschlossen, welcher über jeweils eine der Bohrungen 21′ und 21′′ mit der jeweils benachbarten, von einer der Umfangsnuten 16′ bzw. 16′′ gebildeten Ringkammer kommuniziert. Dementsprechend beaufschlagt der Druck P₁ auch den in Fig. 2 linken Ring­ kolben 18 gegen die Kraft der zugeordneten Schraubendruck­ feder 20, während der Druck P₂ den in Fig. 2 rechten Ring­ kolben 18 in entsprechender Weise beaufschlagt.

Die Hülse 15 ist mit der Primärwelle 2′ sowie der Sekundärwelle 2′′ derart antriebsgekoppelt, daß sie bei Verdrehungen dieser beiden Wellen 2′ und 2′′ relativ zueinander axial je nach Richtungssinn der Relativdrehung in der einen oder anderen Richtung verschoben wird.

Dazu besitzt die Hülse 15 einen hülsenförmigen Fortsatz 15′, welcher an der Primärwelle 2′ und an der Sekundärwelle 2′′ mittels Kugeln 22 und 23 geführt ist, die in zugeordneten Kugellaufbahnen an den beiden Wellen sowie am Fortsatz 15′ geführt sind. Bei den Kugellaufbahnen 24 und 25 handelt es sich um axiale Nuten am Außenumfang der Primärwelle 2′ und am Innenumfang des Fortsatzes 15′. Dementsprechend wird die Hülse 15 durch die mit den Kugellaufbahnen 24 und 25 zusammenwirkenden Kugeln 22 relativ zur Primär­ welle 2′ undrehbar, jedoch axial verschiebbar gehaltert.

Die Kugellaufbahnen 26 und 27 sind als schraubenförmige Nuten mit gleichgerichteter und gleichartiger Steigung ausgebildet. Durch Zusammenwirken der Kugeln 23 mit den Kugellaufbahnen 26 und 27 wird dann erreicht, daß die Hülse 15 zwangsläufig in axialer Richtung relativ zu den Wellen 2′ und 2′′ verschoben wird, wenn sich die Primär­ welle 2′ und die Sekundärwelle 2′′ relativ zueinander verdrehen. Je nach relativer Verdrehrichtung erfolgt dann die Verschiebung der Hülse 15 in Fig. 2 nach rechts oder links.

Abweichend von der dargestellten Ausführungsform können die Axialnuten 24 und 25 mit den Kugeln 22 auch zwischen der Sekundärwelle 2′′ und dem hülsenartigen Fortsatz 15′ angeordnet sein, wenn die Kugellaufbahnen 26 und 27 mit den Kugeln 23 entsprechend zwischen dem Fortsatz 15′ und der Primärwelle 2′ angeordnet sind.

Darüber hinaus kann eine der Kugellaufbahnen 26 und 27 durch eine napfförmige Vertiefung ersetzt sein, in der die jeweilige Kugel 23 gefangen ist.

Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung funktioniert wie folgt:

Bei Betätigung des Lenkhandrades 1 (vergleiche Fig. 1) werden sich Primär- und Sekundärwelle 2′ und 2′′ mehr oder weniger weit relativ zueinander verdrehen, so daß die Hülse 15 aus der in Fig. 2 dargestellten Mittellage mehr oder weniger weit nach rechts oder links axial verschoben wird. Damit werden gleichzeitig - über in Fig. 2 nicht dargestellte Elemente - die in Fig. 1 dargestellten Drosseln D₁ bis D₄ des Servoventiles 6 verstellt, so daß unterschiedliche Drücke P₁ und P₂ erzeugt werden und die Differenz dieser Drücke eine entsprechende Stellkraft des Kolben-Zylinder-Aggregates 10 (vergleiche Fig. 1) oder des Servomotors bewirkt.

Die unterschiedlichen Drücke P₁ und P₂ liegen auch in den von den Ringkolben 18 innerhalb der ringförmigen Sackräume 17′ und 17′′ abgeschlossenen Ringräumen vor, so daß die Ringkolben 18 gegen die Kraft der zugeordneten Schraubendruckfedern verschoben werden, bis ein Kraft­ gleichgewicht zwischen dem Fluiddruck auf der einen Seite des jeweiligen Ringkolbens und der Federspannung auf der anderen Seite dieses Ringkolbens 18 auftritt. Gleich­ zeitig wirkt auf die Hülse 15 eine von der Differenz der Drücke P₁ und P₂ abhängige fluidische Stellkraft, welche die Hülse 15 axial zu verschieben sucht, wobei durch Zusammenwirken der Kugeln 22 und 23 mit den Kugel­ laufbahnen 24 bis 27 zwischen der Primär- sowie der Sekundärwelle 2′ und 2′′ ein Drehmoment erzeugt wird, welches den am Lenkhandrad 1 fühlbaren Lenkwiderstand erhöht. Damit wird dieser Lenkwiderstand in Abhängigkeit von der Differenz der Drücke P₁ und P₂ und dementsprechend von der jeweiligen Stellkraft des Servomotors bzw. Kolben- Zylinder-Aggregates 10 verändert.

Die Veränderung dieses Lenkwiderstandes wird gegebenenfalls dadurch begrenzt, daß sich zumindest einer der Ringkolben 18 an den zugeordneten Anschlagring 19 anlegt und dementsprechend eine weitere Erhöhung des diesen Ringkolben 18 beaufschlagenden Fluiddruckes praktisch ohne Auswirkung auf den am Lenkhandrad 1 fühlbaren Lenkwiderstand bleibt.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform funktioniert in gleicher Weise wie die Ausführungsform nach Fig. 2. Es sind lediglich konstruktive Abänderungen vorgesehen.

Diese bestehen im wesentlichen darin, daß die in Fig. 3 rechte Schraubendruckfeder 20 auf der zugewandten Stirn­ seite des Deckelteiles 13 mittels eines Axiallagers 28 ab­ gestützt ist, so daß sich das deckelteilseitige Widerlager 29 der genannten Schraubendruckfeder 20 relativ zum Deckelteil 13 ohne nennenswerte Reibung zu drehen vermag. Außerdem sind anstelle der Ringkolben 18, welche sich bei der Ausführungs­ form nach Fig. 2 relativ zur Hülse 15 zu drehen vermögen, jeweils Ringscheiben 30 angeordnet, die von den Schrauben­ druckfedern 20 gegen stabförmige Plunger 31 gespannt werden, welche ihrerseits in zur Achse der Wellen 2′ und 2′′ ring­ förmig angeordneten Sackbohrungen 32 gleitverschiebbar geführt sind. Dabei sind die in den Sackbohrungen 32 von den Plungern 31 abgeschlossenen Kammern 32′ und 32′′ jeweils über Bohrungen 21′ oder 21′′ mit den durch die Umfangsnuten 16′ und 16′′ der Hülse 15 gebildeten Ringräumen kommunizierend verbunden.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform wird ein zwischen Primär- und Sekundärwelle 2′ und 2′′ sowie dem Gehäuse 12 und dem Deckelteil 13 ausgesparter, die Primärwelle 2′ umschließender Ringraum durch zwei Ringkolben 33 in drei Ringkammern 34′, 34′′ und 34′′′ unter­ teilt. Die mittlere Ringkammer 34′′ ist über eine entsprechende Bohrung im Gehäuse 12 mit dem Reservoir 8 (vergleiche Fig. 1) oder einem drucklosen Tank verbunden und dementsprechend praktisch dauernd drucklos. Die beiden anderen Ringkammern 34′ und 34′′′ werden mit den Drücken P₁ und P₂ beaufschlagt.

In der mittleren Ringkammer 34′′ ist eine dem hülsenförmigen Fortsatz 15′ der Hülse 15 in den Fig. 2 und 3 entsprechende Hülse 35 angeordnet, welche über die Kugeln 22 und 23, die in den Kugellaufbahnen 24 bis 27 an der Ringhülse 35 sowie an der Primär- und der Sekundärwelle 2′ und 2′′ laufen, mit den Wellen 2′ und 2′′ derart zusammenwirkt, daß die Hülse 35 axial verschoben wird, wenn sich Primär- und Sekundärwelle 2′ und 2′′ relativ zueinander drehen.

Zwischen den Stirnseiten der Hülse 35 und den jeweils benachbarten Ringkolben 33 sind die Schraubendruckfedern 20 eingespannt.

Sobald in den Ringkammern 34′ und 34′′′ unterschiedliche Drücke P₁ und P₂ vorliegen, wird auf die Hülse 35 eine entsprechende Axialkraft ausgeübt, die wiederum aufgrund der Kopplung der Ringhülse 35 mit der Primär- und der Sekundärwelle 2′ und 2′′ über die Kugeln 22 und 23 sowie die Kugellaufbahnen 24 bis 27 ein Drehmoment erzeugt, welches den am Lenkhandrad 1 fühlbaren Lenkwiderstand erhöht.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform wird von der Primärwelle 2′, der Sekundärwelle 2′′, dem Ge­ häuse 12 sowie dem Deckelteil 13 ein durch einen Ring­ kolben 36 in zwei Ringkammern 37′ und 37′′ unterteilter Ringraum umschlossen, wobei die eine Ringkammer 37′ mit dem praktisch drucklosen Reservoir 8 bzw. dem Tank T verbunden ist und damit ständig drucklos bleibt. Die andere Ringkammer 37′′ kann mit einem steuerbaren Druck P beaufschlagt werden.

Innerhalb der Ringkammer 37′ ist eine Schraubendruckfeder 20 zwischen dem Ringkolben 36 und einer Ringscheibe 38 einge­ spannt, die mittels eines Axiallagers 39 drehbar an einer Hülse 40 abgestützt ist.

Die Hülse 40 ist mit der Primärwelle 2′ mittels der Kugeln 22, die in den Kugellaufbahnen 24 und 25 laufen (vergleiche auch den Schnitt B-B in Fig. 6), drehfest, jedoch axial verschiebbar gekoppelt. Die Kugeln 23 laufen auf der Außenumfangsseite der Hülse 40 (oder an der Sekundärwelle 2′′) in bogenförmigen Kugellaufbahnen 41, wie im Schnitt A-A in Fig. 6 gezeigt wird. Dabei sind die Kugeln 23 an der Sekundärwelle 2′′ (oder an der Hülse 40) in napfförmigen Vertiefungen 42 im wesentlichen ortsfest gelagert.

Werden Primär- und Sekundärwelle 2′ und 2′′ aus einer Mittel­ lage, in der die Kugeln 23 innerhalb der Kugellaufbahnen 41 eine Neutralstellung einnehmen, relativ zueinander verdreht, so wird die Hülse 40 unabhängig von der relativen Drehrichtung gegen die Kraft der Schraubendruckfeder 20 in Fig. 5 nach rechts verschoben.

Wenn andererseits in der Ringkammer 37′′ ein steuerbarer Druck P ansteht, so wird die Hülse 40 mit mehr oder weniger großer Kraft in Fig. 5 nach links gedrängt, so daß zwischen Primär- und Sekundärwelle 2′ und 2′′ ein mehr oder weniger großes Drehmoment erzeugt wird, sobald die beiden Wellen 2′ und 2′′ relativ zueinander aus der vorgenannten Mittellage etwas verdreht werden.

Dieses Drehmoment wirkt als am Lenkhandrad 1 fühlbarer Lenkwiderstand.

Der Maximalwert des genannten Drehmomentes wird erreicht, sobald der Druck P eine derartige Größe hat, daß sich der Ringkolben 36 am Anschlagring 43 anlegt.

Die Fig. 7 zeigt eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte An­ ordnung mit einer zusätzlichen Konstantdrossel 44 sowie einer extern steuerbaren Drossel 45. Damit besteht die Möglichkeit, den Kolben 11 auf einer Seite mit einem von P₂ abweichenden Druck zu beaufschlagen, welcher zwischen den Drücken P₁ und P₂ liegt. Dieser gegenüber P₂ abgeänderte Druck würde dann auch in den Ausführungs­ beispielen der Fig. 2 bis 4 jeweils anstelle des Druckes P₂ wirksam sein. Auf diese Weise läßt sich der am Lenk­ handrad 1 fühlbare Lenkwiderstand extern, beispielsweise in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit eines Fahr­ zeuges, durch Steuerung der Drossel 45 verändern.

Die Fig. 8 zeigt eine Schaltung, wie sie zweckmäßiger­ weise in Verbindung mit der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 eingesetzt wird. Der Schieber 11 in Fig. 8, welcher der Hülse 36 in Fig. 5 funktional entspricht, wird nur auf einer Seite vom Druck P beaufschlagt, welcher zwischen dem Druck P₀ der Servopumpe 7 und dem praktisch verschwindenden Druck T des Reservoirs liegt.

Claims (6)

1. Rückwirkungssteuerung für Servolenkungen oder -steuerungen, bei denen ein Lenkhandrad (1) oder eine Handhabe antriebsmäßig über eine Primär- sowie eine Sekundärwelle (2′, 2′′) mit einem Lenkgetriebe (3) oder Steuergetriebeteilen verbunden ist, wobei Primär- und Sekundärwelle (2′, 2′′) relativ zueinander gegen Federkraft (20) begrenzt verdrehbar sind und das Maß der Verdrehung die Stellkraft eines fluidischen Servo­ motors (10) steuert und von der Stellkraft eine Rück­ wirkungskraft abgeleitet wird, indem ein Rückwirkungs­ organ (11,15, 35, 40) mit der Primär- und der Sekundär­ welle (2′, 2′′) derart antriebsgekoppelt ist, daß das Rückwirkungsorgan gegen die Kraft eines Federaggregates axial aus seiner Normallage verschoben wird, wenn sich die Primär- und die Sekundärwelle (2′, 2′′) relativ zuein­ ander aus einer Mittellage verdrehen, und mindestens ein Widerlager (18, 33, 36) des Federaggregates (20) mit einer Verdrängeranordnung verbunden oder als Verdränger­ anordnung ausgebildet ist, welche durch Einleitung eines mit der Stellkraft des Servomotors (10) korrelierten Fluiddruckes (P₁, P₂; P) in die Spannung des Federaggre­ gates (20) erhöhender Richtung verstellbar oder beauf­ schlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückwirkungsorgan koaxial zur Primärwelle (2′) und der dazu gleichachsigen Sekundärwelle (2′′) eine Rückwirkungshülse (15, 35, 40) angeordnet ist, welche mit beiden Wellen (2′, 2′′) mittels Kugeln und Kugellauf­ bahnen (22, 23, 24 bis 27, 41, 42) gekoppelt ist, so daß bei Relativdrehung zwischen Primär- und Sekundärwelle (2′, 2′′) eine Axialverschiebung der Rückwirkungshülse auftritt, wodurch zumindest eine zur einen Welle (2′) koaxiale Schraubenfeder (20) gespannt wird, die an ihrem einen Ende auf einem zur Wellenachse koaxialen ringförmigen Widerlager (18, 30, 33, 36) abgestützt ist, welches durch ein oder mehrere ringförmig zur Wellen­ achse angeordnete Verdrängeraggregate in die Feder­ spannung erhöhender Richtung verstellbar ist.

2. Rückwirkungssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Widerlager als Ringkolben (18) aus­ gebildet ist, welcher in einem stirnseitig in der Hülse (15) angeordneten Ringraum (17′, 17′′) verschiebbar ist, welcher mit steuerbarem Fluiddruck beaufschlagbar ist.

3. Rückwirkungssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Widerlager (30) mit ringförmig ange­ ordneten Plungern (31) zusammenwirkt, die in stirnseitig in der Hülse (15) ringförmig angeordneten Sackbohrungen verschiebbar sind, die mit den Plungern als Plunger­ arbeitsräume zusammenwirken und mit steuerbarem Fluiddruck beaufschlagbar sind.

4. Rückwirkungssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder oder Federn (20) an ihren von der Hülse (35) abgewandten Enden auf als Federwiderlager angeordneten Ringkolben (33) abgestützt sind, welche koaxial zur einen Welle (2′) angeordnet sind und auf der von der Hülse (35) abgewandten Seite von steuerbarem Fluiddruck beaufschlagbar sind.

5. Rückwirkungssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (40) bei Relativdrehung zwischen Primär- und Sekundärwelle (2′, 2′′) aus einer Mittellage unabhängig vom jeweiligen Drehsinn immer in gleicher axialer Richtung verschoben wird.

6. Rückwirkungssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder oder Federn (20) auf der Hülse (15, 35, 40) und/oder auf einem Widerlager unter Zwischenschaltung eines Rollen-Axiallagers abgestützt sind.