CH366462A - Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Hilfskraftlenkung für KraftfahrzeugeInfo
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- CH366462A CH366462A CH6898059A CH6898059A CH366462A CH 366462 A CH366462 A CH 366462A CH 6898059 A CH6898059 A CH 6898059A CH 6898059 A CH6898059 A CH 6898059A CH 366462 A CH366462 A CH 366462A
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- B62D3/06—Steering gears mechanical of worm type with screw and nut
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- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
- B62D5/20—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application
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Description
Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge Das Hauptpatent betrifft eine Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge. Gemäss dem Patentanspruch ist diese ausgerüstet mit einer mit Gewinde versehenen Lenkspindel, einer Lenkmutter und einem doppelt beaufschlagten hydraulischen Kraftkolben, der über einen Kurbeltrieb auf die Lenkwelle wirkt, wobei die Lenkmutter durch Drehung der Lenkspindel in wechselweise Bewegungen versetzt werden kann, bei denen sie Steuermittel betätigt, welche das hydrau lische Druckmittel wahlweise zu einer der Beauf- schlagungsflächen des Kraftkolbens leiten, und sie zeichnet sich dadurch aus, dass die Lenkmutter im Innern des Kraftkolbens axial verschiebbar gelagert und mit Steuernuten versehen ist, wobei die Steuer nuten der Lenkmutter mit Nuten im Kolben zusam menwirken und das Druckmittel durch Bohrungen wahlweise den geschlossenen Druckräumen vor bzw. hinter dem Kolben zuführen. Die Lenkspindel tritt dabei an der dem Kurbeltrieb abgewandten Seite des Kraftkolbens aus dem Druckzylinder aus. Infolge dessen sind die beiden Druckflächen des Kraftkol bens ungleich gross. Bei gleichem Druck im hydraulischen System, z. B. in der Neutrallage, würde der Kolben durch die ungleich grolssen Kolbenflächen einseitig ver schoben, besonders, wenn die Lenkung leichtgängig ist. Um dem abzuhelfen, verschiebt man die Lenk mutter um einen geringen Betrag aus der Mitte, so dass die durch die Steuernuten im Kraftkolben und in der Lenkmutter gebildeten Einlasschlitze für das Druckmittel verschieden breit sind. Dadurch bilden sich an den beiden vom Druckmittel beaufschlagten Flächen des Kraftkolbens ungleiche Drücke aus, und zwar an der grösseren Fläche ein geringerer Druck und umgekehrt. Die Grösse der Verschiebung aus der Mitte wird so bemessen, dass der Kraftkolben sich in der Geradeausstellung des Lenkhandrades nicht bewegt, dass also die auf die beiden Druck flächen des Kraftkolbens wirkenden hydraulischen Kräfte gleich gross sind. Bei der im Hauptpatent beschriebenen Aus führung wird die hydraulische Mitte der Lenkmutter durch Beilegen von Auswahlscheiben _ verschiedener Dicke erreicht. Da die Steuerschlitze zum Erreichen einer spielfreien Lenkung sehr eng sind, so ist die erforderliche Verschiebung der Lenkmutter sehr gering und lässt sich durch Beilegescheiben sehr schwer auf das erforderliche Mass bringen. Dieser Nachteil soll durch die vorliegende Erfin dung vermieden sein. Sie besteht darin, dass eine Einstellmutter zum axialen Verstellen der Lenk mutter gegenüber dem Kraftkolben vorhanden ist, derart, dass die Einlasschlitze für das Drucköl in der Stellung der Lenkung für Geradeaus-Fahrt un gleich gross eingestellt werden können, und zwar so, dass die auf beide ungleich grossen Druck flächen des Kraftkolbens wirkenden Druckkräfte gleich grosse sind. Dadurch kann die Lenkmutter sehr genau auf hydraulische Mitte eingestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Einstellmutter am Kraftkolben in beiden Richtungen der Kolbenlängsachse dadurch federnd festgelegt, dass zwei an zwei Paar festen Anschlägen im Kraft kolben und in der Einstellmutter sich abstützende Ringe vorhanden sind, welche die Federn zwischen sich einschliessen. Der Federraum kann mit der Drucköleinlassöffnung verbunden sein, der damit als Rückwirkungsraum dient, d. h. der jeweils wirksame Öldruck wird dann von dem Rückwirkungsraum aus auf die Lenkorgane übertragen und am Lenkhandrad spürbar. Im Gegensatz zu bekannten Lenkungen wird hier nur ein Rückwirkungsraum benötigt. In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausfüh rungsform der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Mittelängsschnitt durch die Len kung und Fig. 2 einen Ausschnitt von Fig. 1 in grösserem Masstab, wobei die Lenkspindel der Deutlichkeit halber fortgelassen wurde. Die Fig. 1 zeigt eine Spindelhydrolenkung mit dem als Druckzylinder ausgebildeten Lenkungsge häuse 1, in dem der doppelt beaufschlagte Kraftkol ben 2 verschiebbar angeordnet ist. In dem Kraft kolben ist die als Steuerschieber ausgebildete Lenk mutter 3 verschiebbar gelagert. In diese ist die Lenkspindel 4 eingeschraubt. Der Kraftkolben wirkt über eine Pleuelstange 5 auf die Lenkwelle 6. Das Lenkungsgehäuse 1 enthält eine Einlassöff- nung 7 für das Drucköl, welche mit der Ringnut 8 des Kraftkolbens in Verbindung steht. Bohrungen 9 im Kraftkolben (siehe auch Fig. 2) stehen mit einer Ringnut 10 im Kraftkolben in Verbindung. Diese steht einer etwas schmäleren Steuerleiste 11 der Lenkmutter 3 gegenüber. Die Steuerleiste 11 bildet mit der Ringnut 8 zwei Einlasschlitze 12 und 13, durch welche, je nach Stellung der Lenkmutter im Kraftkolben 2, das Drucköl wahlweise in die linke Einlassnut 14 oder rechte Einlassnut 15 des Kraft kolbens eintreten kann. Die Nuten 14 und 15 stehen mit je einem Kanal 16 bzw. 17 in Verbindung. Kanal 16 mündet in den Raum 18 des Kurbel triebes. Kanal 17 mündet in den Raum 19 zwischen Kraftkolbenkopfstück 20 und Gehäuse 1. An den Aussenseiten der Nuten 14 und 15 sind Rücklaufnuten 21 und 22 im Kraftkolben vorhan den, welche durch Steuerleisten 23 bzw. 24 der Lenkmutter wahlweise abgeschlossen bzw. mit den zugehörigen Nuten 14 oder 15 verbunden werden können. Seitlich von den Leisten 23 und 24 besitzt die Lenkmutter Ringnuten 25 und 26, die durch Bohrungen 27 bzw. 28 mit dem Raum 29 vor der Lenkspindel 4 verbunden sind. Der Raum 29 ist durch Bohrungen 31 und 32 im Innern der Lenk spindel über die Kanäle 33, 34 mit der Auslassöff- nung 35 im Lenkungsgehäuse verbunden. Eine Einstellmutter 41 ist durch Gewinde 42 mit der Lenkmutter 3 verbunden. Die Einstellmutter 41 läuft in einen schmalen Ring 44 aus, der zur Si cherung der Muttern 41 und 3 gegen relatives Ver drehen in die Bohrungen 30 der Lenkmutter ein gestemmt werken kann, nachdem die Lenkmutter 3 auf die hydraulische Mitte eingestellt worden ist. Die mittlere Zulaufnut 8 ist durch eine Bohrung 45 mit dem Raum 46 verbunden. Der in der Zulaufnut 8 herrschende Öldruck ist also zugleich im Rück wirkungsraum 46 wirksam. Er hat ebenso wie die Federn 49 das Bestreben, den Rückwirkungsring 47 und den Federkorb 48 auseinander zu drücken. Wie bekannt, wird dieser Druck zusammen mit dem Druck der Federn 49 als manueller Lenkanteil am Lenkhandrad spürbar. Zur Abdichtung sind sowohl der Rückwirkungs- ring wie auch der Federkorb mit den Rundschnur ringen 50 und 51 ausgerüstet. Der Federkorb 48 stützt sich aussen an dem Bund 56 des Kolben kopfstückes 20 ab. Innen stützt er sich auf einen Sicherungsring 58 ab, der auf der Einstellmutter 41 angeordnet ist. Der Rückwirkungsring 47 stützt sich einerseits gegen einen Bund 59 des Kraftkolben 2 ab, andererseits stützt er sich innen an einem Bund 60 der Einstellmutter 41 ab. Beide Teile, der Rück wirkungsring 47 und der Federkorb 48, stehen um den Ventilhub 61 auseinander. Bei einer Bewegung der Lenkmutter 3 nach links wird der Federkorb, der an dem Sicherungsring 58 anliegt, mitgenommen und nach links verschoben, bis er an dem Rück wirkungsring 47 zur Anlage kommt. Bei einer Bewegung der Lenkmutter nach rechts wird der Rückwirkungsring 47 nach rechts mitge nommen, bis er am Federkorb 48 anstösst. Dieser stützt sich dabei am Bund 56 des Kolbenkopfstückes 20 ab. Die Lenkmutter 3 wird durch Drehen der in die Lenkmutter eingeschraubten Lenkspindel mittels des nicht gezeichneten Lenkhandrades axial nach rechts oder links verstellt. Dadurch wird wahlweise der Steuerschlitz 12 oder der Steuerschlitz 13 geöffnet und der entgegengesetzte Steuerschlitz geschlossen, so dass Drucköl in den rechten oder linken Druck raum an dem Kraftkolben eintritt und den Kolben bewegt. Gleichzeitig mit einem Steuerschlitz 12 bzw. 13 wird der dem geöffneten Einlasschlitz entgegen gesetzte Auslasschlitz an der Steuerleiste 23 bzw. 24 geöffnet, so dass das Öl aus dem jeweils drucklosen Raum vor dem Kraftkolben durch einen der Ka näle 16 bzw. 17 und die geöffnete Auslassnut 25 oder 26 entweichen kann. Die hier vorliegende Konstruktion hat durch das Hineinragen der Spindel 4 in die Lenkmutter 3 zwei ungleiche Kolbenflächen. Beim gleichen Druck im hydraulischen System, z. B. in Neutrallage, würde der Kolben durch die ungleich grossen Kolben flächen einseitig verschoben. Das Verschieben des Kolbens wird dadurch verhindert, dass die Lenk mutter um einen geringen Betrag aus der Mitte verschoben wird, so dass sich der Druck in Neutral lage entsprechend der Grösse der Kolbenfläche an passt. Im vorliegenden Fall ist die kleinere Kolben fläche rechts an dem Kolbenkopfstück 20. Die grös- sere Kolbenfläche befindet sich links an dem Kol- benfusstück 62. Es muss also in diesem Falle die Lenkmutter 3 um einen geringen Betrag nach links verschoben werden. Hierdurch wird der Steuer schlitz 12 gegenüber dem Steuerschlitz 13 verengt, so dass sich in der Nut 15 ein höherer Druck ein stellt als in der Nut 14. Da das vorliegende hydraulische System ein Kreislaufsystem ist, durch das eine gleichbleibende Ölmenge dauernd durchfliesst, wird durch diese Steuerschlitzverengung Druckunterschied durch den Staudruck erzeugt. So herrscht also in Neutrallage an der rechten Zylinderseite (Kolbenkopfstück 20) ein höherer Druck als an der linken Zylinderseite (Kol- benfusstück 62). Hierdurch sind die auf beiden Kol benflächen wirkenden Kräfte im Gleichgewicht. Das Einstellen der Steuerschlitze wird, wie vorbe- schrieben, durch das Verstellen der Lenkmutter erreicht. Diese Verstellung kommt folgendermassen zustande Die Lenkmutter ist gegen Verdrehung durch einen hier nicht dargestellten, im Kraftkolben gela gerten Mitnehmerbolzen gesichert, der sich in einer nicht gezeichneten Längsnut der Lenkmutter be wegt. Die Einstellmutter 41 wird durch den Rück wirkungsring 47 und den Federkorb 48 durch die Anlagen am Ring 58 und Bund 60 in ihrer Lage zum Kolben 2 fixiert. Durch die in der Einstellmutter 41 angeordneten Nuten 63 kann die Einstellmutter gedreht werden. Durch das Gewinde 42 wird bei dieser Drehung die Lenkmutter gegenüber der Ein stellmutter in ihrer Lage verstellt. Bei der Verschiebung der Lenkmutter muss, vom Raum 65 eine Abflussverbindung zum Rücklauf raum 66 vorhanden sein. Dieses wird erreicht durch die Anordnung einer Bohrung 67. Ein Vorteil der auf einem Kreis angeordneten parallelachsigen Rückstellfedern 49 liegt darin, dass die Grösse der Rückstellkraft durch eine verschie dene Anzahl und / oder Stärke der Federn an ver schiedene Lenkungsübersetzungen angepasst werden kann.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH Hilfskraftlenkung nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes, wobei die beiden vom Drucköl be- aufschlagten Flächen des Kraftkolbens ungleich gross sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ein- stellmutter (41) zum axialen Verstellen der Lenk mutter (3) gegenüber dem Kraftkolben (2) vorhan den ist, derart, dass die Einlasschlitze (12, 13) für das Drucköl in der Stellung der Lenkung für Geradeaus-Fahrt ungleich gross eingestellt werden können, und zwar so, dass die auf beide ungleich grossen Druckflächen des Kraftkolbens wirkenden Druckkräfte gleich gross sind.UNTERANSPRÜCHE 1. Hilfskraftlenkung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Einstellmutter am Kraftkolben (2) in beiden Richtungen der Kolben längsachse dadurch federnd festgelegt ist, dass die Einstellmutter (41) und der Kraftkolben (2) mit dem Kolbenkopfstück (20) je zwei Paar Anschläge (56, 58 und 59, 60) aufweisen, zwischen denen zwei gegeneinander gefederte Ringe (47 und 48) einge setzt sind, welche die Federungselemente bei Betä tigung der Lenkmutter wahlweise in der einen oder der anderen Richtung zusammendrücken.2. Hilfskraftlenkung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die beiden Ringe (47, 48) zwischen sich einen nach aussen flüssigkeits dicht abgeschlossenen Raum (46) einschliessen, der durch eine Bohrung (45) mit der Einlassnut (8) des Kraftkolbens verbunden ist. 3. Hilfskraftlenkung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass in dem Raum (46) meh rere Zylinderfedern (49) auf dem Umfang verteilt angeordnet sind.
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