DD144741A5 - Hydraulisches steuergeraet fuer den servomotor einer lenkeinrichtung - Google Patents

Description

Hydraulisches Steuergerät für den Servomotor einer Lenkeinrichtung

Anwendungsgebiet der Erfindung '

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Steuergerät für den Servomotor einer Lenkeinrichtung von Straßenfahrzeugen, mit einer inneren Drehschieberhülse, die stirnseitig ein den Innenraum abschließendes Kupplungsteil zum Anschluß eines Lenkhandrades o. dgl. aufweist, einer äußeren Drehschieberhülse, die mit dem Eotor eines Nachführmotors verbunden ist, und mit einem Gehäuse, das eine die ineinandergreifenden Drehschieberhülsen aufnehmende Bohrung und eine deren Stirnflächen unter Zwischenschaltung eines axialen Y/älzlager3 abstützende Endwand aufweist, wobei die Drehschieberhülsen ein mit dem Nachführmotor in Reihe liegendes Drossel- und Umschaltventil bilden, bei dem die innere Drehschieberhülse gegen die Kraft einer Neutralstellungsfeder um ein begrenztes Stück relativ zu der äußeren Drehschieborhülse verdrehbar ist und letztere unter dem Einfluß des Nachführmotors nachfolgt.

Charakteristik der bekannten technischeri^Lösungen

Bei einem bekannten Steuergerät dieser Art ist der Nach- ' führmotor als innenachsige Kreiskolbenmaschine ausgeführt, deren Kotor durch ein außen verzahntes Zahnrad und deren Stator durch einen innenverzahnten, einen Zahn mehr aufweisenden Zahnring gebildet; ist. Der Rotor steht mit der äußeren Drehschieberhülse über eine Gelenkwelle und einen die innere Drehschieberhülse durchsetzenden Stift in drehfester Verbindung. Die Neutralstellungsfeder ist durch ein Paket aus beide Drehschieberhülsen durchsetzenden Blattfedern

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gebildet. Die äußere Drehschieberhülse dient nicht nur in Verbindung mit der inneren Drehschieberhülse als Drossel« und Umschaltventil, sondern in Verbindung mit der Gehäusebohrung als Verteilerventil für den Nachführmotor« Das axiale Wälzlager ist ein Zylinderrollenlager mit zwei je eine Laufbahn aufweisenden Ringscheiben, von denen die eine an der Endwand des Gehäuses anliegt und die andere Stirnflächen an beiden Drehschieberhülsen abstützte

Die Neutralstellungsfeder hat zwei Aufgaben« Einerseits soll sie bewirken, daß die Drehung der inneren Hülse und damit beispielsweise des Lenkhandrades nur gegen einen gewissen Widerstand erfolgen kann, der um so größer ist» je schneller die innere Drehschieberhülse gedreht werden εο11_β Dies ergibt das sogenannte "Straßengefühl"· Andererseits muß die Neutralstellungsfeder unter einer solchen Vorspannung stehen, daß sie die Hülsen mit Sicherheit in die Neutralstellung zurückführt, wenn keine äußeren Kräfte auf die innere Drehhülse wirken, beispielsweise das Lenkhandrad freigegeben wird. Diese Vorspannung ergibt ihrerseits einen Sprung in der Federcharakteristik, der sich nachteilig für das "Straßengefühl'¹ bemerkbar macht»

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, das über die Lenkung mit ihren Hilfseinrichtungen empfundene "Straßengefühl" und Lenkverhalten von Fahrzeugen zu verbessern sowie den Kraftaufwand bei der Anfangsdrehung des Lenkhandrades zu verringern.

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Darlegung des Wesens der Erfindung ..

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Steuergerät der eingangs beschriebenen Art au konstruieren, bei dem die Kennlinie der Neutralstellungsfeder so ausgebildet werden kann, daß durch eine weiche Steuerung das "Lenk- oder Straßengefühl¹* den Verhältnissen bei einer direkten Lenkung besser angepaßt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Wälzlager aus zwei zueinander konzentrischen Kugellagern besteht, von denen das eine der inneren und das andere der äußeren Drehschieberhülse zugeordnet ist.

Die Drehschieberhülsen liegen gegen die Ringscheibe des Wälzlagers mit einer axialen Kraft an, die nicht nur vom Zusasamenspanner. der Gehäuseteile herrührt, sondern auch eine vom Druckmittel abhängige Komponente haben. Denn der in der Regel mit der Ablaufseite verbundene Innenraum des inneren Drehschiebers steht wegen der unvermeidbaren Druckabfälle in den Schieberdurchbrüchen unter einem über dein Tankdruck liegenden Druck,, der mit steigendem Durchfluß wächst» Bisher wurden Drehschieberhülsen an einer gemeinsamen Ringscheibe des Wälzlagers .abgestützt. Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß die axialen Kräfte bei einer Relaisivdrehung zwischen den beiden Drehschieberhülsen zu einer Reibung führen und daß das zur Überwindung des zugehörigen Reibungsmomentes erforderliche Rückstellmoment der Heurbralstellungsfeder zu der bisher üblichen großen Vorspannung dieser Feder zwingt. Wird dagegen das Wälzlager nicht nur zur erleichterten Drehung· des Lenkhandrades o„ dgl«, genutzt, sondern durch Zweiteilung auch zur Herabsetzung der Reibung zwischen den beiden Drehschiebern, so

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kann die Vorspannung der Neutralstellungsfeder entsprechend vermindert werden«, Für die Anfangsdrehung des Lenkhandrades benötigt man daher ein sehr viel kleineres Drehmoment als bisher. Außerdem ergibt sich eine weichere Steuerung, die. ein sehr viel besseres und einer direkten Lenkung stärker angepaßtes "Straßengefühl" ergibt« Bei einer Parallelsteu~ erungj bei der zwei Steuergeräte gleichzeitig von einem Lenkorgan antreibbar sind, ergibt.sich ein besserer Gleichlauf,

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Doppelkugel« lager vorgesehen_? das auf der der Gehäuseendwand zugewandten Seite eine Hingscheibe mit zwei konzentrischen Laufbahnen und auf der den Drehschieberhülsen zugewandten Seite zwei konzentrische Ringscheiben mit je einer Laufbahn aufweist«, Ein solches Doppelkugellager läßt sich als Baueinheit einsetzen und erlaubt trotzdem eine getrennte Wälzlagerabstützung von äußerer und innerer Drehschieberhülse.

Des weiteren ist es. nach der erf indungs ge mäßen technischen Lösung günstig _t wenn die Drehschieberhülsen und/oder die ihnen zugewandten Ringscheiben der Kugellager derart abgeschrägt sind, daß die Berührung im wesentlichen im Bereich der Radien der Laufbahnen erfolgte Dies hat den Vorteil, daß die axialen Kräfte direkt über die Kugelreihe auf das Gehäuse abgeleitet werden können,» Die Ringscheiben können verhältnismäßig dünn ausgebildet werden, ohne daß Verbiegungen oder Verkantungen, auftreten* -

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Ausführungsbeispiel

Die. Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: einen Querschnitt durch ein Steuergerät gemäß der . Erfindung und

Fig. 2: eine vergrößerte Teildarstellung des verwendeten Wälzlagers.

Ein Gehäuse 1 weist einen ersten Anschluß 2 für eine Pumpe 3, einen zweiten Anschluß 4- für einen Tank 5 und zwei Anschlüsse 6 und 7 zur Verbindung mit einem zu lenkende Eäder 8 betätigenden Servomotor 9 auf. In einer Bohrung 10 des . Gehäuses 1 ist ein äußerer Drehschieber 11 und in diesem ' ein innerer Drehschieber 12 angeordnet. An der linken Seite befindet sich ein üachführmotor 13 mit einem Rotor 14 in der Form eines Zahnrades und einem Stator 15 in der Form eines Zahnringes. Der Motor ist außen durch einen Deckel 16 abgeschlossen und unter Zwischenlegung einer Scheibe 17 mit Hilfe von Schrauben 18 mit dem Gehäuse 1 verbunden. Eine Gelenkwelle 19 verbindet den auf einer Kreisbahn sich bewegenden und drehenden Rotor über einen die innere Drehschieberhülse mit Spiel durchsetzenden Stift 20 drehfest mit der äußeren Drehschieberhülse. Der Innehraum 21 der inneren Drehschieberhülse 12 ist stirnseitig durch eine Kupplung 22 zum Anschluß eines Lenkhandrades o. dgl. abgeschlossen. Die beiden Drehschieberhülsen werden durch eine Neutralstellungsfeder 23 in der Form eines Federblechpaketes durchdrungen. Eine Vielzahl von Bohrungen, Ringnuten und Axial«

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nuten in den beiden Drehsοhiebern 11 und 12 sowie der Gehäusebohrung 10 bewirken, daß bei einer Verdrehung der inneren Drehschieberhülse 12 Druckflüssigkeit über das durch die beiden Drehschieberhülsen gebildete Drosseln und Umschaltventil zum Nachführmotor 13 und von diesem zur · einen Seite des Servomotors 9 fließt· Die andere Seite ist Über entsprechende Kanäle in der Steuereinheit und den Innenraum 21 der inneren Drehschieberhülse mit dem Tank 5 verbunden. Infolge der Wirkung des Hachführmotors 13 wird die äußere Drehschieberhülse der inneren so lange nachgeführt, bis das Drossel» und Umschaltventil wieder geschlossen hat. Bei einer Drehung der inneren Drehschieberhülse in entgegengesetzter Richtung wird die andere Seite des Servomotors 9 mit Druckflüssigkeit versorgt.

Ein Wälzlager 24 ist, wie es näher in Fig. 2 veranschaulicht ist, zwischen einer Endwand 25 des Gehäuses 1 und der Stirnfläche 26 dea äußeren Drehschiebers 11 und der Stirnfläche 27 des inneren Drehschiebers 12 angeordnet, . Dieses Wälzlager besteht aus zwei Kugellagern 28 und 29, die auf der der Endwand 25 zugewandten Seite eine gemein-, same Ringscheibe 30 mit zwei Laufbahnen 3I und 32 und auf der gegenüberliegenden Seite zwei konzentrische Ringschei~ ben 33 und 34.mit je einer Laufbahn 35 bzw. 36 aufweisen. Durch Abschrägungen 37 und 38 ist die Stirnfläche 26 der äußeren Drehschieberhülse 11 verkleinert; sie liegt etwa in Höhe der Laufbahnen 31 und 35. Durch eine Abschrägung

39 der inneren Drehschieberhülse 12 und eine Abschrägung

40 der inneren Ringscheibe 34 ist der an dieser Ringscheibe anliegende Teil der Stirnfläche 27 ebenfalls verkleinert! die Anlagefläche befindet sich in Höhe der Laufflächen 32 und 36*

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Das Wälzlager wird durch Axialkräfte belastet, welche auf die Drehschieberhülsen 11 und 12 ausgeübt werden. Hierbei handelt es sich einerseits um Kräfte, die beim Festspannen der Scheibe I7 gegen das Gehäuse 1 auf die beiden Drehsohieberhülsen ausgeübt werden, und andererseits um Flüs« sigkeitsdruckkräfte, insbesondere den im Innenraum 21 der inneren Drehschieberhülse 12 herrschenden Druck, der zeitweilig etwas über dem Tankdruck liegt. Durch die Verwendung der beiden Kugellager 28 und 29 können sich die beiden Drehschieberhjiilsen relativ zueinander drehen, ohne daß eine von diesen Axialkräften abhängige Reibung auftritt. Die Kennlinie der_: Neutralstellungsfeder 23 (Federspannung in Abhängigkeit von der Relativdrehung zwischen den beiden Drehschieberhülsen) kann d'aher mit einer verhältnismäßig kleinen Vorspannung in der Neutralstellung beginnen und sich dann kontinuierlich ansteigend fortsetzen»

Claims (1)

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   Erf indungs anapruch

   1. Hydraulisches Steuergerät für den Servomotor einer Lenkeinrichtung, mit einer inneren Drehschieberhülse, die stirnseitig ein den Innenraum abschließendes Kupplungsteil zum Anschluß eines Lenkhandrades o. dgl· aufweist, einer äußeren Drehschieberhülse, die mit dem Rotor eines Nachführmotors verbunden ist, und mit einem Gehäuse, das eine die ineinandergreifenden Drehschieberhülsen aufnehmende Bohrung und eine deren Stirnflächen unter Zwischenschaltung eines axialen Wälzlagers abstützende Endwand aufweist, wobei die Drehschieberhülsen ein mit dem Nachführmotor in Reihe liegendes Drossel- und Umschaltventil bilden, bei dem die innere Drehschieberhülse gegen die Kraft einer Neutralstellungsfeder um ein begrenztes Stück relativ zu der äußeren Drehschieberhülse verdrehbar ist und letztere unter dem Einfluß des Nachführmotors nachfolgt, gekennzeichnet dadurch, daß das Wälzlager (24) aus zwei zueinander konzentrischen Kugellagern (28; 29) · besteht, von denen das eine dem inneren Drehschieber (12) und das andere dem äußeren Drehschieber (11) zugeordnet ist.

   2, Hydraulisches Steuergerät nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Doppelkugellager, das auf der der End« wand (25) zugewandten Seite eine Ringscheibe (30) mit zwei konzentrischen Laufbahnen (31; 32) und auf der den . Drehschiebern (111 12) zugewandten Seite zwei konzentrische Ringscheiben (33; 34) mit je einer Laufbahn (35; 36) aufvjeist, angeordnet ist»

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   Steuergerät nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Drehschieber (11; 12) und/oder die ihnen zugewandten Ringscheiben (34) der Kugellager (28; 29) derart abgeschrägt sind, daß die Berührung im wesentlichen im Bereich der Radien der Laufbahnen (31; 35; 32; 36) erfolgt.

   Hierau 1 Blatt Zeichnung