AT229159B - Druckmittelsteuereinrichtung für durch Hilfskraft unterstützte Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

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  Druckmittelsteuereinrichtung für durch Hilfskraft unterstützte Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen 
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 einemittelsteuereinrichtung in einem quer zur Längsachse verlaufenden Schnitt nach der Linie III-III der
Fig. 2, Fig. 4 das Lenkgetriebe in einem quer zur Längsachse geführten Schnitt nach der Linie IV-IV der
Fig. 1 und Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 3. 



   In den Fig.   1 - 5   ist eine Ausführungsform einer   Hilfskraftlenkeinrichtung   dargestellt, bei welcher die Lenkmutter gleichzeitig als Hilfskraftkolben und das Lenkgetriebegehäuse als Druckmittelzylinder ausgebildet ist. 



   Das Lenkgetriebegehäuse 1 nimmt. die axial in beiden Richtungen verschiebbare Lenkmutter 2 auf. die mittels zweier umlaufender Kugelketten 3 bzw. 4 auf der Lenkschnecke 5 gelagert ist. Durch den
Kolbenteil 6 der Lenkmutter 2 sind im Lenkgetriebegehäuse 1 Zylinderräume 8 bzw. 9 gebildet, die über
Verbindungskanäle mit den Steuernuten einer (später noch beschriebenen) Druckmittelsteuereinrichtung und dem Druckerzeuger entsprechend der Richtung des Lenkeinschlages wechselweise in Verbindung gebracht werden können. Zu beiden Seiten der Lenkmutter 2 sind mit dieser vereinigte Zahnstangenteile 10 bzw. 11 vorgesehen, welche in Zahnsegmente 12 bzw. 13 der Lenkwelle 14 dauernd eingreifen. Letztere trägt an ihrem freien Ende den   Lenkstockhebel 15,   der über das Lenkgestänge auf die zu lenkenden Fahrzeugräder einwirkt.

   Die Lenkwelle 14 ist mittels der Rollenlager 16, 17 und 18 im Lenkgetriebegehäuse 1 gelagert. 



   Eine im Lenkgetriebegehäuse 1 drehbare Exzenterwelle 25 und eine auf dieser gelagerte Andruckrolle 26 erlauben die Einstellung eines spielfreien Eingriffs zwischen den Zahnstangen 10 bzw. 11 und den Zahnsegmenten 12 bzw. 13. Die Rolle 26 läuft hiebei mit ihrer Mantelfläche auf einer an der Lenkmutter 2 gebildeten Fläche 27 und wird durch entsprechende Verdrehung der Exzenterwelle gegen diese angedrückt (Fig. 4). Am oberen Ende der Lenkschnecke 5 ist ein im Durchmesser verstärkter Teil 31 gebildet, welcher in einen hülsenähnlichen Teil 32 übergeht. 



   Die Lenkschnecke 5 führt sich frei drehbar in einem an das Lenkgetriebegehäuse 1 unter Vermittlung eines Flanschteiles 33 angeschlossenen Gehäuse 34. Die auf der Lenkschnecke 5 wirkenden axialen Kräfte werden hier beispielsweise durch je ein Axialnadellager 36 bzw. Axialkugellager 37 aufgenommen, wobei das Lager 37 gleichzeitig zur radialen Zentrierung der Lenkschnecke 5 dient. Die Lenkschnecke 5 stützt sich hiebei in der einen axialen Richtung über die als Lagernadeln ausgebildeten Wälzkörper 36 und einen Laufring 39 gegen den Flanschteil 33 ab, während sie sich in der andern Richtung über einen Innenlaufring 42 und die Wälzkörper 37 sowie den Aussenlaufring 44 gegen das Gehäuse 34 abstützt.

   Diese Art der Lagerung der Lenkschnecke gestattet geringe Pendelausschläge derselben am Kugelumlaufteil, so dass eine Nachstellung mit Hilfe der Andruckrolle 26 ermöglicht ist. 



   Der Innenlaufring 42 dient gleichzeitig als Laufring für den mittels Nadeln 45 in der Lenkschnecke 5 gelagerten, mit der das Lenkhandrad tragenden Lenkspindel fest verbundenen hülsenförmigen Teil 47. 



  Letzterer ist rohrförmig ausgebildet und nimmt in seinem Inneren einen Torsionsstab 50 auf, der mittels eines Stiftes 51 mit seinem oberen Ende mit dem hülsenförmigen Teil 47 fest verbunden ist. Das untere Ende des Torsionsstabes 50 ragt in eine Bohrung in die Lenkschnecke 5 hinein und ist mittels eines Stiftes 53 mit dieser fest verbunden. Am unteren Ende des hülsenförmigen Teiles 47 sind radial nach aussen gerichtete, einander gegenüberliegende Vorsprünge 54 bzw. 55 gebildet, an deren Enden in axialer Richtung verlaufende Zapfen 56 bzw. 57 angebracht sind, welche Eingriffsfinger 58 bzw. 59 aufweisen. 



   In den verstärkten Teil 31 der Lenkschnecke 5 sind zur Längsachse der Lenkeinrichtung quer verlaufende Bohrungen eingearbeitet, in welche Steuerbüchsen 65 bzw. 66 fest eingesetzt sind. In den Steuerbüchsen 65 bzw. 66 führen sich in beiden Richtungen verstellbare Steuerkolben 67 bzw. 68, in deren quer zur Längsachse verlaufende Langlöcher 60 bzw. 61 die Finger 58 bzw. 59 der Lenkspindel 47 eingreifen. 



  Zur Verteilung des Drucköls auf die Steuerkolben ist ein Ringraum 74 vorgesehen, in welchen die vom Druckerzeuger kommende Druckmittelzuführungsleitung 78 mündet. Die Steuerkolben 67 bzw. 68 weisen je drei Kolbenteile 80,81 und 82 bzw. 83,84 und 85 mit Steuerkanten auf, die mit entsprechenden Steuerkanten an der Steuerbüchse 65 bzw. 66 zusammenarbeiten und zwischen welchen Steuerschlitze 93 und 94 bzw. 95 und 96 gebildet sind ; mittels der zwischen den Kolbenteilen vorhandenen verjüngten Teile und der in die Steuerbüchse 65 bzw. 66 eingearbeiteten Ringnuten sind Ringräume 98,99 und 100 bzw. 101,102 und 103 gebildet. Der Ringraum 98 bzw. 101 ist mittels einer Bohrung 104 bzw. 105 und einer Bohrung 106 bzw. 107 mit der Ringnut 108 bzw. 109 verbunden, die ihrerseits über die Kanäle 110 bzw. 111 in den Zylinderraum 8 bzw, 9 vor den doppelt wirkenden Hilfskraftkolben 2 münden.

   An den Ringraum 100 bzw. 103 ist eine weitere Bohrung 115 bzw. 116 angeschlossen, welche über Bohrungen 117 bzw. 118 gleichfalls mit der Ringnut 108 bzw. 109 und demzufolge auch mit dem Zylinderraum 8 bzw. 9 in Verbindung steht. Zwischen dem Ringraum 99 bzw. 102 und der Druckmittelrücklaufnut 127 ist mittels der Öffnung 120 bzw. 121 in der Büchse 67 bzw. 68 und der Durchlässe 123 bzw. 124 sowie der Ring- 

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   räume 126 und 127 veine Verbindung hergestellt, die eine Rückführung des Druckmittels in einen Vorratsbehälter ermöglicht.

   Die wirksamen Kolbenflächen 128 bzw. 129 der Steuerkolben 67 bzw. 68 sind bei Ausführung mit hydraulischer Rückwirkung um einen bestimmten Betrag grösser als deren Gegenkolbenflächen 130 bzw. 131 ausgeführt, wobei durch den unteren verjüngten Teil des Steuerkolbens 67 bzw. 68 eine Differenzkolbenfläche 133 bzw. 134 gebildet ist. 



  Es kann aber auch wahlweise der Kolben 67 bzw. 68 mit gleichen Kolbenflächen ausgebildet werden, wenn eine Reaktionskraft am Lenkrad nicht erwünscht ist, z. B. bei Hubstaplern und andern Fahrzeugen, die kein Strassengefühl für Lenkung erfordern. Aber auch dann können die Kolbenflächen gleich sein, wenn man eine Reaktionskraft am Lenkrad dadurch erzeugt, dass man mit Hilfe besonders abgefaster Steuerkanten die Hilfskraft über die Dosierung der Ölmenge im Verhältnis zur Lenkkraft abstimmen kann. 



  Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist wie nachfolgend beschrieben : Wird die Lenkspindel 47 in der einen oder andern Richtung gedreht und wirkt dieser Drehbewegung ein Widerstand von der Strasse über die Fahrzeugräder entgegen, so erfährt der Drehstab 50 in bekannter Weise eine Verdrehung, die umso grösser ist. je grösser der Widerstand von den Fahrzeugrädern wirkt. Durch eine solche Verdrehung wird eine Relativbewegung zwischen dem unteren Ende der Lenkspindel 47 und der Lenkschnecke 5 bzw. der mit dieser vereinigten Teile 31 und 32 hervorgerufen ; mittels dieser Relativdrehung erfahren die (in der Zeichnung) in Neutralstellung befindlichen Steuerkolben 67 bzw. 68 durch die in die Langlöcher 60 bzw. 61 eingreifenden Finger 58 bzw. 59 eine gegenläufige Verstellung in Richtung ihrer Längsachsen. 



  Wird die Lenkspindel 47 beispielsweise im Sinne der Uhrzeigerdrehung bewegt, so wird der Steuerkolben 67 nach unten und in der gleichen Weise der Steuerkolben 68 nach oben verstellt (wobei hier unter dem Begriff unten bzw. oben die Verstellrichtung gemäss Fig. 3 verstanden werden soll). Eine solche Verstellung des Steuerkolbens 68 hat zur Folge, dass der Ringraum 103 durch Schliessen des Steuerschlitzes 96 gegen den Ringraum 74 abgeschlossen und der Steuerschlitz 94 zwischen dem Ringraum 101 und 102 weiter geöffnet wird. In den Ringraum 103 kann somit vom Zulauf 74 kein Druckmittel mehr zufliessen, während über die mit dem Zylinderraum 9 in Verbindung stehende Bohrung 105 die Ringräume 101 und 102 sowie die Öffnung 121 das Druckmittel zum Ringraum 126 und damit zur Rücklaufnut 127 abströmen kann, so dass der Ölablass des Zylinderraumes 9 geöffnet wird. 



  Da die wirksamen Kolbenflächen 129 und 131 des Steuerkolbens 68 unterschiedliche Abmessungen aufweisen, wirkt auf den Steuerkolben nunmehr eine Kraft im Verhältnis der Differenz der Kolbenflächen 129 und 131, welche der Verstellung des Steuerkolbens 68 und der Verstellung der Lenkspindel 47 entgegewirkt, so dass eine anteilig Handkraft am Lenkhandrad spürbar gemacht wird. 



  Der Steuerkolben 67 wird, wie bereits ausgeführt, bei einer Drehung der Lenkspindel 47 im Sinne des Uhrzeigers nach oben, d. h. in einer der Verstellung des Steuerkolbens 68 entgegengesetzten Richtung verstellt, wodurch ein Schliessen des Steuerschlitzes 93 und ein Erweitern des Steuerschlitzes 95 bewirkt wird. Die Verbindung zwischen dem Zylinderraum 8 und der Rücklaufnut 127 über den Kanal 110, die Bohrung 104 und den Ringraum 98 ist somit unterbrochen, während das Druckmittel von der Zulaufnut 74 in den Ringraum 100 einströmen kann. Über die Bohrung 115 und den Kanal 110 wird das Druckmittel zum Zylinderraum 8 zugeführt und eine Beaufschlagung des Hilfskraftkolbens 2 bzw. 6 bewirkt.

   Da im Ringraum 100 und in der Zulaufnut 74 der gleiche Druck des Druckmittels herrscht, sind infolge der hier wirksamen Differenzkolbenfläche 133 die Kolbenflächen beider Kolbenseiten gleich gross, so dass der Kolben 67 in bezug auf die Rückwirkung auf die Lenkspindel druckneutral bleibt. Die Wirkungsweise bei einem Lenkeinschlag in entgegengesetzter Richtung ist sinngemäss die gleiche, wobei die Steuerkolben in entgegengesetzter Richtung arbeiten. 



  Die Durchlässe 123 bzw. 124 sind um einen bestimmten Betrag grösser ausgeführt als die Zapfen 56 bzw. 57, so dass die Zapfen eine gewisse, ftil die Relativbewegung der Teile 47 bzw. 5 notwendige Bewegungsfreiheit besitzen. Die Durchlässe 123 bzw. 124 sind dabei so bemessen, dass durch sie gleichzeitig eine Begrenzung des Verdrehweges des Drehstabes erzielt ist. Gleichzeitig ist durch diese Anschläge eine positive Verbindung zwischen der Lenkspindel 47 und der Lenkschnecke 5 nach Zurücklegung eines bestimmten Verdrehweges des Torsionsstabes 50 herstellbar, so dass die Lenkung des Fahrzeuges auch ohne Hilfskraft rein manuell erfolgen kann. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Druckmittelsteuereinrichtung für durch Hilfskraft unterstützte Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen mit einer aus zwei Teilen bestehenden, durch einen Torsionsstab verbundenen Lenkspindel, deren einer Teil mit dem Lenkhandrad und deren zweiter Teil mit der Lenkschnecke verbunden ist, dadurch <Desc/Clms Page number 4> gekennzeichnet, dass zwischen den relativ zueinander bewegbaren, im Lenkgehäuse (l, 34) drehbar an- geordneten Lenkspindelteilen (31 ; 47) frei verschiebliche, durch die Relativbewegung der Lenkspindel- teile (31 ; 47) über Zapfen (56, 57) gegenläufig verstellbare Druckmittelsteuerkolben (67,68) angeord- net und die Druckmittelsteuerkolben gleichzeitig als Rückwirkungskolben ausgebildet sind.

   2. Druckmittelsteuereinrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkolben (67 bzw. 68) je zwei unterschiedlich bemessene, dauernd vom Druckmittel beaufschlagbare Kolbenflä- chen (128 und 130 bzw. 129 und 131) zur Erzielung einer der Verstellbewegung entgegenwirkenden Kraft aufweisen, und dass je eine weitere, der kleineren Kolbenfläche (130 bzw. 131) zuschaltbare Kolbenflä- che (133 bzw. 134) zur Druckentlastung der Steuerkolben (67 bzw. 68) vorhanden ist.

   3. Druckmittelsteuereinrichtung mit relativ zueinander verdrehbaren Steuerteilen nach den Ansprü- chen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkolben (67 bzw. 68) quer zur Längsachse der Lenkspindelteile (5 bzw. 47) und parallel zueinander liegend in einem der Lenkspindelteile (5 bzw. 47) angeordnet sind, und dass die geringer bemessenen Kolbenflächen (130 bzw. 131) auf ein und derselben Kolbenseite liegen.

   4. Druckmittelsteuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende der Lenkspindel (47) einander gegenüberliegende Arme (54 bzw. 55) mit Fingern (58 bzw. 59) gebildet sind, die in am Kolben (67 bzw. 68) vorhandene, quer zu deren Längsachse verlaufende Langlöcher (60 bzw. 61) eingreifen.

   5. Druckmittelsteuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwi schen den Steuerkolben (67 bzw. 68) und dem diese aufnehmenden Lenkspindelteil (5) mittels Steuerkanten bzw. Steuerschlitze (93,94 bzw. 95,96) gegeneinander absperrbare Ringräume (98, 99 und 100 bzw.

   101,102 und 103) gebildet sind, von welchen die Ringräume (98 bzw. 101) über die Bohrungen (104,110 bzw. 105,111) und die Ringräume (100 bzw. 103) über die Bohrungen (115,110 bzw. 116, 111) mit den Zylinderräumen (8 bzw. 9 in Verbindung stehen.

   6. Druckmittelsteuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringräume (98 bzw. 101) über die Steuerschlitze (93 bzw. 94) mit den über Bohrungen (120 bzw. 121) zur Rücklaufnut (127) führenden Ringräumen (99 bzw. 102) und die Ringräume (100 bzw. 103) über die Steuerschlitze (95 bzw. 96) mit der Druckmittelzuführung (74) entsprechend der Verstellung der Steuerkolben (67 bzw. 68) in Verbindung gebracht werden können.

   7. Druckmittelsteuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch Abschliessen des Ringraumes (100 bzw. 103) die Kolbenfläche (133 bzw. 134) unwirksam und eine Flächendifferenz zwischen den Kolbenflächen (128 und 130 bzw. 129 und 131) gebildet wird, durch welche am Steuerkolben (67 bzw. 68) eine dessen Verstellbewegung entgegengerichtete Reaktionskraft wirksam wird.

   8. Druckmittelsteuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkolben (67 bzw. 68) in ihrer Verstellrichtung frei verschieblich und nur mit Hilfe der Eingriffsfinger (58 bzw. 59) in ihrer jeweiligen Stellung fixiert sind.

   9. Druckmitielsteuereinriehtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Finger (58 bzw. 59) des Steuerteiles (47) durch an dem Steuerteil (5) gebildete erweiterte Durchbrüche hindurchgreifen und dass diese gleichzeitig als Begrenzungsanschläge für die Eingriffsfinger (58 bzw. 59) ausgebildet sind.