Druckmittelsteuereinrichtung an durch Hilfskraft unterstützten Lenkeinrichtungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druck mittelsteuereinrichtung an durch Hilfskraft unter stützten Lenkeinrichtungen, insbesondere für Kraft fahrzeuge, mit zwei relativ zueinander verstellba ren, Axialsteuernuten aufweisenden Steuerbüchsen, deren Relativverstellung mittels der Wirkung eines in der Lenkspindel enthaltenen Torsionsstabes her vorgerufen wird.
Es sind bereits Lenkeinrichtungen mit einer Druckmittelsteuerung der genannten Art bekanntge worden, welche zur Verbesserung des Strassengefühls der Bedienungsperson mit einem manuell aufzubrin genden Anteil an Lenkkraft arbeiten. Dieser von Hand aufzubringende Anteil an Lenkkraft soll dabei durch die besondere Ausbildung der Steuernuten bzw. Steuerkanten hervorgerufen werden, und zwar in der Weise, dass die Steuernuten nicht parallel ausgeführt sind und bei mehr oder weniger weitem Öffnen den Druckmittelzulauf zu den Zylinderräumen und damit auch die Grösse der Hilfskraft entsprechend dosie ren.
Die so ausgebildeten Druckmittelsteuereinrich- tungen der bisher bekanntgewordenen Konstruktio nen weisen jedoch gewisse Mängel auf. Insbesondere müssen hierbei die Steuernuten des Drehschiebers äusserst genau bemessen werden, was in der Praxis nur in unbefriedigender Weise möglich ist und da durch ein schlechtes Lenkgefühl zur Folge hat.
Die Drehschieberausführung des Ventils hat auf seinem Umfang vier Nutensysteme, die die Hilfskraft steuern. Teilungsfehler bei der Fertigung der Nuten wirken sich auf die oben geschilderte Funktionsfor derung nachteilig aus. Die hierfür erforderliche Ge nauigkeit lässt sich mit den bekannten, zur Zeit übli chen Fertigungsmethoden nicht erreichen. Bei Druck belastung des Drehschiebers stehen sich am Umfang vier Druckzonen gegenüber. Diese Druckzonen haben das Bestreben, die runde Form der Steuerbüchsen viereckig zu verformen. Die Folge davon ist, dass der Schieber bei Druckbelastung zum Verklemmen neigt.
Um dieses Verklemmen zu vermeiden, muss das Spiel zwischen beiden Steuerbüchsen vergrössert werden. Diese Spielvergrösserung und Teilungsfehler haben zur Folge, dass die gewünschte, oben geschilderte Dosierung der Hilfskraft in der Praxis nicht erzielt wird, weil die erforderliche Genauigkeit nicht er reicht wird. Auch spielt die jeweilige Viskosität des Druckmittels eine grosse Rolle und beeinflusst die Funktion.
Mit der vorliegenden Erfindung wird bezweckt, eine Druckmittelsteuereinrichtung zu schaffen, welche die den bekannten Einrichtungen anhaftenden Mängel beseitigt und eine bessere und sichere Funktion der selben gewährleistet. Dies wird dadurch erreicht, dass zwischen der Lenkspindel oder einem mit dieser un mittelbar verbundenen Teil und einem mit der Lenk spindel über einen Torsionsstab verbundenen Teil mindestens je ein in entgegengesetzter Richtung wir kender, vom Druckmittel beeinflussbarer Rückwir- kungskolben vorgesehen ist.
Vorteilhaft sind bei einer Ausführungsform der Druckmittelsteuereinrichtung mit relativ gegeneinan der verstellbaren Druckmittelsteuerbüchsen in der Ölzulaufnut zwischen den relativ zueinander ver- drehbaren Teilen je zwei diagonal gegenüberliegend angeordnete Kolbenpaare vorhanden, die paarweise entsprechend der Lenkeinschlagsrichtung durch an der Lenkspindel vorhandene Nocken gegen den in der Zulaufnut wirkenden Druck des Druckmittels ver stellt werden,
wobei die in der anderen Drehrichtung wirksamen Kolben durch Anschläge in ihrer Neutral- Lage gehalten werden. Bei Verwendung von je zwei einander diagonal gegenüberliegenden Rückwirkungs- kolben halten sich beide in bezug zur Lagerbelastung das Gleichgewicht und entlasten damit die Lagerung der Lenkspindelteile zueinander.
Eine so ausgebildete Lenkung in Verbindung mit einer Drehschieber-Druckmittelsteuereinrichtung, de ren Betätigung mit Hilfe eines an der Lenkspindel vorhandenen Drehstabes bewirkt wird, ermöglicht es, dass am Lenkhandrad eine der von der Hilfskraft einrichtung aufzubringenden Kraft anteilige Lenk kraft spürbar gemacht wird. Die Druckmittelsteue- rung kann in einem ohnehin vorhandenen Raum ein gebaut sein und hat demzufolge keinen zusätzlichen Platzbedarf.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel ge mäss der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Hilfskraftlenkeinrichtung in einem in Richtung der Längsachse geführten Schnitt.
Fig. 2 zeigt die Hilfskraftlenkeinrichtung in einem Längsschnitt nach der Linie I1-II der Fig. 1.
Fig. 3 zeigt in einem Querschnitt nach der Linie 111-III der Fig. 1 die Steuerkanäle der Druckmittel steuereinrichtung.
Fig. 4 zeigt in einem nach der Linie IV-IV der Fig. 1 geführten Schnitt die Anordnung und Ausbil dung der Rüekwirkungskolben.
Die in der Zeichnung dargestellte Hilfskraftlenk- einrichtung ist hier beispielsweise von dem Typ, bei dem die Lenkmutter gleichzeitig als doppelt wir kender Hilfskraftkolben ausgebildet ist.
Mit 2 ist das Lenkgetriebegehäuse bezeichnet, in welchem die Lenkschnecke 3 und die vermittels um laufender Kugelketten 4 auf dieser gelagerte Lenk mutter 5 untergebracht ist. Die Lenkmutter 5 bildet den doppelt wirkenden Hilfskraftkolben und weist zwei seitlich gegenüberliegende Zahnstangenprofile auf, welche in entsprechende, an der Lenkwelle 10 gebildete Zahnsegmente 11 bzw. 12 eingreifen.
Eine exzentrisch im Gehäuse 2 gelagerte Rolle 14 lässt sich radial zur Lenkschnecke 3 verstellen und be wirkt durch Andrücken an die Lenkmutter 5 eine spielfreie Einstellung zwischen den Zahnstangenpro- filen und den Zahnsegmenten 11 bzw. 12. Das Lenk getriebegehäuse 2 dient gleichzeitig als Zylinder für die als doppelt wirkender Kolben ausgebildete Lenk mutter 5 und enthält je einen Zylinderraum 15 bzw. 16, dem das Druckmittel über eine Druckmittelsteuer- einrichtung entsprechend dem Lenkeinschlag zu geführt wird.
Zum Zweck der Steuerung des Druckmittels ist ein Torsionsstab 18 vorhanden, dessen eines Ende 19 mit der Lenkspindel 22 und dessen anderes Ende 21 mit der Lenkschnecke 3 fest verbunden ist. Der untere Teil 22 der Lenkspindel ist rohrförmig ausge bildet und umfasst den Torsionsstab 18. Mit dem unteren Ende des hohl ausgebildeten Lenkspindel teiles ist vermittels Stiften 25 eine innere Steuer büchse 26 verbunden, die mit einer äusseren Steuer büchse 27 zusammenarbeitet, wobei letztere über Stifte 28 mit der Lenkschnecke 3 drehfest vereinigt ist (Fig. 2).
In die zusammentreffenden Mantelflächen 30 bzw. 31 der inneren bzw. äusseren Steuerbüchse 26 bzw. 27 (Fig. 3) sind in Längsrichtung vorlaufende Steuernuten 33 bzw. 34 und 35 eingearbeitet, ver mittels derer Steuerkanten die Zu- bzw. Rückleitung des Druckmittels zu bzw. von den Zylinderräumen 15 bzw. 16 bewirkt wird. Radial gerichtete Bohrun gen 51 bzw. 52 münden einerseits in die Steuernuten 34 bzw. 35 und stehen anderseits mit in die äussere Mantelfläche vier Steuerbüchse 27 eingearbeiteten ringförmig verlaufenden Nuten 41 bzw. 42 in Ver bindung. Letztere münden über Verbindungsbohrun gen 43 und 44 bzw. 45 und 46 in die Zylinderräume 15 bzw. 16.
Die Zuleitung des Druckmittels von einer nicht dargestellten Pumpe zur Druckmittelsteuerein- richtung erfolgt über eine Einlassöffnung 47 (Fig. 4) und einen Ringraum 48 sowie über radial oder an nähernd radial gerichtete Bohrungen 49 (Fig. 2 und 3) in der äusseren Steuerbüchse 27, welche in die Längs kanäle 33 der inneren Steuerbüchse münden. Von den Längsnuten 34 und 35 in der äusseren Steuer büchse 27 gelangt das Druckmittel über die Kanäle 51 bzw. 52 zu den Ringnuten 41 bzw. 42.
Die Rück leitung des Druckmittels erfolgt mit Hilfe radial gerichteter Bohrungen 54, eines zwischen den Steuer büchsen 26 bzw. 27 gebildeten Ringraumes 55 sowie Schlitzen 56 und einer mit einer Rücklaufleitung in Verbindung stehenden Ringnut 58.
In Fig. 4 ist die erfindungsgemässe, hydraulisch arbeitende Rückwirkungseinrichtung zu erkennen, die im Bereich der Druckmittelzuführung 47, 48 inner halb des Gehäuses 60 der Druckmittelsteuereinrich- tung angeordnet ist. Die Rückwirkungseinrichtung setzt sich zusammen aus je zwei Kolbenpaaren 62 und 62' bzw. 63 und 63', deren Längsachsen recht winklig oder annähernd rechtwinklig zur Längs achse der Druckmittelsteuerung verlaufen.
Die Kol ben 62 und 63 bzw. 62' und 63' liegen parallel zu einander und sind in Bohrungen eines an der Lenk schnecke 3 gebildeten Flanschteiles 70, in Richtung ihrer Längsachsen verstellbar eingesetzt.
Die Rückwirkungskolben 62 und 62' bzw. 63 und 63' liegen in der Neutralstellung an den Stirnflächen 73, 74, 75 bzw. 76 zweier einander gegenüberliegen der Nocken 78 bzw. 79 an, welche am unteren Ende des hohl ausgebildeten Lenkspindelteiles 22 gebildet sind. Die einzelnen Rückwirkungskolben weisen in der Nähe ihres freien Endes ringförmige Einschnitte auf, welche zur Aufnahme von Sprengringen 85, 86, 87 bzw. 88 dienen.
Die Sprengringe liegen in der Neutralstellung der Rückwirkungskolben 62 und 62' bzw. 63 und 63' mit Stirnfläche an einer durch eine Erweiterung 89, 90, 91 bzw. 92 der Bohrungen für die Rückwirkungskolben gebildeten Gegenfläche an und haben die Aufgabe, eine Verstellung der Rück wirkungskolben über eine bestimmte Mittellage hin aus zu verhindern. In je eine Bohrung am Flanschteil 70 ist ein Stift 94 bzw. 95 fest eingesetzt, dessen En- den 96, 97 bzw. 98, 99 in den erweiterten Teil 89, 90 und 91, 92 der Bohrungen für die Rückwirkungs- kolben hineinragen und ein Herausfallen derselben in drucklosem Zustand verhindern.
Die erweiterten Boh rungsteile 89, 90, 91 bzw. 92 münden in den für die Zuleitung des Druckmittels von der Pumpe dienenden Ringraum 48, so dass die Rückwirkungskolben 62 und 62' bzw. 63 und 63' dauernd vom Druckmittel beaufschlagt werden.
Die Wirkungsweise der Hilfskraftlenkeinrichtung ist wie nachfolgend beschrieben: Soll von der eingeschlagenen Fahrtrichtung abge wichen werden, so wird die Lenkbcwegung durch Drehen am Lenkhandrad in der einen oder anderen Drehrichtung eingeleitet und vermittels der Lenk spindel auf den den Torsionsstab 18 umgebenden Lenkspindelteil 22 übertragen. Gleichzeitig erfolgt die Übertragung der Lenkbewegung auf den mit seinem oberen Ende mit dem Lenkspindelteii 22 und mit seinem unteren Ende mit der Lenkschnecke 3 vereinigten Torsionsstab 18.
Da die innere Steuer büchse 26 mit dem unteren Ende des Lenkspindel teiles 22 und die äussere Steuerbüchse 27 mit der Lenkschnecke 3 vermittels der Stifte 25 bzw. 28 verbunden ist, tritt zwischen den Steuerbüchsen 26 und 27 bei Auftreten von auf die Lenkschnecke 3 wirkenden Widerständen eine Relativdrehung gegen einander ein.
Eine solche Relativdrehung der Steuerbüchsen 26, 27 bewirkt die Zuführung des Druckmittels vom Ein lassringraum 48 über die Bohrungen 49 in die axial gerichtete Steuernut 33. Von dieser Steuernut 33 aus gelangt das Druckmittel je nach Richtung der Relativdrehung der Steuerbüchsen 26 und 27 in die Steuernut 34, die Bohrung 51, die Ringnut 41 und die Kanäle 46 und 45 in den Zylinderraum 16 bzw. in die Steuernut 35, die Bohrung 52, die Ringnut 42 und die Kanäle 44 und 43 in den Zylinderraum 15, so dass die von Hand eingeleitete Lenkbewegung durch Beaufschlagung der als Hilfskraftkolben ausge bildeten Lenkmutter 5 durch die Hilfskraft unter stützt wird.
Um am Lenkhandrad eine der an den Fahr zeugrädern wirkenden Lenkkraft entsprechende Kraft spürbar zu machen und somit dem Lenker des Fahr zeuges ein verbessertes Strassengefühl zu vermitteln, steht der an die von der Pumpe kommende Druck leitung angeschlossene Einlassringraum 48 mit den Zylinderräumen 89, 90 und 91, 92 der Rückwirkungs- kolben 62 und 62' bzw. 63 und 63' in Verbindung. Bei einer Verdrehung der Lenkspindel und des mit dieser verbundenen Teiles 22, beispielsweise im Uhrzeiger sinn, werden vermittels der Flächen 73 bzw. 74 der Nocken 78 bzw. 79 die Rückwirkungskolben 62 bzw.
62' nach aussen verschoben, wobei die Rückwirkungs- kolben 63 bzw. 63' dieser Bewegung der Nocken nicht zu folgen vermögen, da dieselben durch ihre Spreng- ringe 85 bzw. 86 daran gehindert werden. Die Rück wirkungskolben 62 bzw. 62' müssen somit gegen den in der Druckleitung herrschenden, den Widerständen an den Fahrzeugrädern entsprechenden Druck des Druckmittels verschoben werden, wodurch über das Lenkspindelteil 22 und die Lenkspindel am Lenk handrad eine anteilige Lenkkraft spürbar gemacht wird.
Die vorgenannte Wirkungsweise ist sinngemäss gleich bei einem Lenkeinschlag in einer dem Uhr zeigersinn entgegengesetzten Drehrichtung, wobei je doch die Rückwirkungskolben 63 bzw. 63' verscho ben werden.