DE1016577B

DE1016577B - Control for the auxiliary motor of a power steering for motor vehicles

Info

Publication number: DE1016577B
Application number: DEF20501A
Authority: DE
Inventors: Alex L Haynes; Cecil E Rawden; Warren A Van Wicklin Jun
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1955-06-15
Filing date: 1956-06-12
Publication date: 1957-09-26
Also published as: FR1162984A; GB789863A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für den Hilfskraftttiotor -einer Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge, bei der überstarke Lenkbelastungen durch eine Drehungsdifferenz zwischen einem Lenkrohr der Lenksäule und dem freien Ende eines darin angeordneten. Torsionsstabes auf einen den Hilfskraftmotor steuernden Schieber übertragen wird, der das untere Ende der Lenksäule umschließt und bei der das die Lenksäule umschließende Schieberrohr auf einem Zwischenrahr sitzt, welches einerseits in eine längs gerichtete 'Verzahnung eingreift, die mit dem freien Ende des Torsionsstabes verdreht wird, andererseits ein Schraubgewinde aufweist, welches in ein am unteren Ende des Lenkrohres vorgesehenes Gewinde eingreift, nach Patent 942 248. Die Aufgabe der Erfindung besteht 'darin, eine solche Steuerung in gedrängter Bauart auszuführen sowie die Herstellung wirtschaftlicher zu gestalten.The invention relates to a control for the auxiliary power tiotor -a power steering for motor vehicles, in the case of excessive steering loads due to a difference in rotation between a steering tube the steering column and the free end of one arranged therein. Torsion bar on a the auxiliary motor controlling slide is transmitted, which encloses the lower end of the steering column and at the the slide tube surrounding the steering column sits on an intermediate tube, which on the one hand in a longitudinal 'toothing engages, which is twisted with the free end of the torsion bar, on the other hand has a screw thread which is inserted into a thread provided at the lower end of the steering tube intervenes, according to patent 942,248. The object of the invention is to provide such a control to be carried out in a compact design and to make production more economical.

Erfindungsgemäß ist die Lenkschnecke der Lenkung — wie an sich bekannt ·—■ hohl ausgebildet und ein . nur kurz bemessener Torsionsstab am unteren Ende der Lenkschnecke mit dieser verbunden, der konzentrisch zu dieser im Inneren der Bohrung der Schnecke sowie eines Ansatzes derselben verläuft und der mit seinem anderen Ende am unteren Ende der Lenksäule in einem ebenfalls nur kurzen Lenkrohr befestigt ist, welches seinerseits an der Lenksäule befestigt ist. Der Torsionsstab sowie das ihn umschließende und mit ihm am oberen Ende verbundene Lenkroh'r sind völlig im Inneren des Lenkgehäuses untergebracht.According to the invention, the steering worm is the steering - as known per se · - ■ designed to be hollow and a. only briefly dimensioned torsion bar at the bottom End of the steering worm connected to this, which is concentric to this inside the bore of the The screw and one approach of the same runs and the other end at the lower end of the Steering column is also attached to a short steering tube, which in turn is attached to the steering column is attached. The torsion bar and the one surrounding it and connected to it at the upper end Steering tubes are completely housed inside the steering housing.

Es ist an sich bekannt, bei Servolenkvorrichtungen die Lenkschnecke der Lenkung hohl auszubilden und Steuerteile hindurchzuführen. Diese Ausbildung ist aber nur in Verbindung mit bedeutend komplizierteren Lenkvorrichtungen mit Hilfskraftlenkung bekanntgeworden.It is known per se to form the steering worm of the steering and hollow in power steering devices To lead through control parts. This training is only in connection with significantly more complicated ones Steering devices with power steering become known.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung, die jedoch nicht über die in den Patentansprüchen zum Ausdruck gebrachten Erfindungsgedanken hinausgehen, ergeben sich aus dem an Hand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung. In der Zeichnung zeigtFurther features and advantages of the invention, which, however, do not go beyond those in the claims for Expressed inventive ideas go beyond, result from the on the basis of the drawing described embodiment of the invention. In the drawing shows

Fig. 1 die Seitenansicht in teilweise geschnittener Form einer Kraftlenkvorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 1 is a side view in partially sectioned Form of a power steering device according to the invention,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1,
Fig. 3 einen vergrößerten senkrechten Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1,Fig. 2 is a section along line 2-2 of Fig. 1,
3 shows an enlarged vertical cross section along line 3-3 of FIG. 1,

Fig. 4 bis 8 Querschnitte nach den Linien 4-4 bis 8-8 der Fig. 37FIGS. 4 to 8 cross-sections along the lines 4-4 to 8-8 of FIG. 37

. In dem Lenkgehäuse 11 einer Lenkvorrichtung gemäß der Erfindung sitzt die Lenkwelle 12, die den Lenkarm 13 am unteren Ende trägt. Dieser ist durch Steuerung für den Hilfskraftmotor. In the steering housing 11 of a steering device according to the invention sits the steering shaft 12, which the Steering arm 13 carries at the lower end. This is through control for the auxiliary motor

einer Hilfskraftlenkunga power steering system

für Kraftfahrzeugefor automobiles

Zusatz zum Zusatzpatent 942 248Addition to additional patent 942 248

Anmelder:Applicant:

Ford-Werke Aktiengesellschaft,
Köln/Rhein, Henry-Ford-StraßeFord-Werke Aktiengesellschaft,
Cologne / Rhine, Henry-Ford-Strasse

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 15. Juni 1955Claimed priority:
V. St. v. America June 15, 1955

Alex L. Haynes, Cecil E. Rawden, Detroit, Mich.,
und Warren A. Van Wicklin jun., Dearborn, Mich.Alex L. Haynes, Cecil E. Rawden, Detroit, Mich.,
and Warren A. Van Wicklin Jr., Dearborn, Mich.

(V. StVA.), . .- .(V. StVA.),. .-.

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

das übliche, nicht dargestellte Gestänge mit den lenkbaren Vorderrädern eines Kraftfahrzeuges verbunden. Am oberen'Ende trägt die Lenkwelle 12 drehbar ein Schneckenrad 14, welches .mit einer Schnecke 16 im Eingriff steht. 'the usual, not shown linkage with the steerable Connected front wheels of a motor vehicle. The steering shaft 12 rotates at the upper end Worm wheel 14, which meshes with a worm 16. '

Das Gehäuse Il ist mit einem Zylinder 17 versehen,The housing II is provided with a cylinder 17,

der im. wesentlichen rechtwinklig zur Lenkwelle 12 angeordnet ist. In dem Zylinder ist ein Kolben 18 hin und her verschiebbar, der zwei Köpfe 19 aufweist, die durch einen Teil·21 miteinander verbunden sind. Zapfen 22 an den Kolbenköpfen 19 legen sich an einer Rolle 23 an, die an. einem gegabelten Kurbelarm 24 vorgesehen ist. Der Kurbelarm ist durch Rippen und Nuten mit der Lenkwelle 12 verbunden, und zwar zwischen dem Lenkarm 13 und der Lenkschnecke 16. Der Zylinder 17 ■ ist mit nicht dargestellten Zu- und Ableitungen versehen, um Flüssigkeit zu- und abzuleiten, die dem hin und her beweglichen Kolben 18 antreibt. Gleichzeitig werden die Rolle 23 sowie der Kurbelarm 24 verschwenkt, um Hilfskraft auf die Lenkwelle 12 zu übertragen, damit der über die Schnecke 16 ausgeübte Lenkeffekt vergrößert wird. "^: the in. is arranged substantially at right angles to the steering shaft 12. A piston 18 is reciprocable in the cylinder and has two heads 19 which are connected to one another by a part 21. Pins 22 on the piston heads 19 rest on a roller 23 that is attached to. a forked crank arm 24 is provided. The crank arm is connected by ribs and grooves to the steering shaft 12, between the steering arm 13 and the steering worm 16. The cylinder 17 ■ is provided with feed and discharge lines, not shown, to feed and discharge fluid that the back and forth movable piston 18 drives. At the same time, the roller 23 and the crank arm 24 are pivoted in order to transmit auxiliary power to the steering shaft 12 so that the steering effect exerted by the worm 16 is increased. " ^:

Die Schnecke 16 ist in dem Lenkgehäuse 11 mittels eines Schrägrollenlagersj26 gelagert. Mittels eines zweiten Schrägrollenlagers 27 ist die Schnecke 16 inThe worm 16 is mounted in the steering housing 11 by means of an angular roller bearing j26. By means of a second tapered roller bearing 27 , the worm 16 is in

709 698/270709 698/270

obere Ende der Lenksäule ist an der Nabe eines Lenkrades angeschlossen. Zwischen der Zunge 57 der Lenksäule und dter Gabelung 56 des Rohres 47 ist ein.... Gummi isolator 62 vorgesehen. Die Verbindung ist durch einen Querstift 65 vervollständigt. Bai Handl>etätigung der Lenksäule 58 dreht sich das mit Gewinde versehene Rohr 47. Ebenso dreht sich das obere Ende des Torsionsstabes 36 infolge der Rippen- und Nutenverbindiung 44 bis 46 mit dem Rohr 47, außer-upper end of the steering column is connected to the hub of a steering wheel. Between the tongue 57 of the Steering column and dter fork 56 of the tube 47 is a .... rubber insulator 62 is provided. The connection is completed by a cross pin 65. Bai handling of the steering column 58 rotates the threaded tube 47. Likewise, the upper rotates End of the torsion bar 36 as a result of the rib and groove connection 44 to 46 with the tube 47, except

o dem infolge der durch Gummi isolierten. Verbindung. Durch die Gummiisolderung wird eine Übertragung von Schwingungen auf das Lenkrad vermieden.o the result of being isolated by rubber. Link. The rubber insulation prevents vibrations from being transmitted to the steering wheel.

Die Drehung des Lenkrades und der Lenksäule 58 wird auf den Torsionsstab 36 und auf die Lenk-The rotation of the steering wheel and the steering column 58 is on the torsion bar 36 and on the steering

dem Deckel 28 gelagert, der mit dem Gehäuse 11 verschraubt ist. Die Schnecke 16 besitzt einen Ansatz 29. Sowohl die Schnecke als auch der Ansatz sind mit einer gemeinsamen Axialbohrung 31 versehen. Am unteren Ende trägt die Bohrung 31 einen geriffelten Teil 32 sowie einen mit Innengewinde versehenen Teil 33. Die Außenfläche des Ansatzes 29 der Lenkschnecke ist mit vier engen Rippen 34 versehen, die gleiche Entfernung voneinander haben und von denen eine jede Rippe eine abgestufte Oberfläche hat.mounted on the cover 28, which is screwed to the housing 11 is. The screw 16 has a shoulder 29. Both the screw and the shoulder are with a common axial bore 31 is provided. At the lower end, the bore 31 carries a corrugated one Part 32 and an internally threaded part 33. The outer surface of the extension 29 of the steering worm is provided with four narrow ribs 34 equidistant from each other and from which each rib has a stepped surface.

Im Inneren der Bohrung 31 der Schnecke 16 sowie
des Ansatzes 29 ist ein verhältnismäßig kurzer Torsionsstab 36 untergebracht. Dieser Torsionsstab besitzt einen an der Außenseite geriffelten Teil 37, der
verschiebbar, aber nicht drehbar in den geriffelten 15 schnecke 16 übertragen. Da der mittlere Teil des Teil 32 der Schneckenbohrung eingreift. Auf den Torsionsstabes 36 verhältnismäßig geringen Durchunteren reduzierten Teil 39 des Torsdonsstabes 36 messer hat, wird er auf Torsion beansprucht, sofern unterhalb des geriffelten Teiles 37 ist eine hohle er belastet wird. Die auf die Lenkscbnecke 16 und Schraube 38 aufgestreift. Die Schraube ist in das die Lenkungsteile zwischen der Schnecke und den Innengewinde 33 der Lenkschnecke eingeschraubt, so Vorderrädern des Fahrzeuges übertragene Last ver-Das untere Ende der Schraube 38 trägt eine Kerbe 41, ursacht eine Verdrehung des Stabes. Hierdurch findet um ein· Werkzeug zur Einstellung der Schraube in eine Winkelbewegung zwischen, der Lenkschnecke 16 axialer Richtung zur Lenkschnecke ansetzen zu und dem Rohr 47 statt. Da die Mutter 52 über die können. Nach Einstellung, die weiter unten noch be- Scheibe 54 mit dem Ansatz 29 an der Lenkschnecke schrieben wird, wird dar Torsionsstab 36 in der axial 25 verbunden ist, ergibt sich eine Relativdrehung eingestellten Lage, die durch die Schraube 38 fest- zwischen der Mutter 52 und dem Gewinde an dem gelegt wurde, mittels, einer Unterlegscheibe 42 Rohr 47. Hierdurch wird die Mutter 52 in axialer zwischen der Schraube 38 und dem geriffelten Teil 37 Richtung verstellt. Ebenso wie beim Gegenstand des des Stabes festgeklemmt. Eine Unterlegscheibe und Patents 942 248 ergibt eine Axialbewegung der eine Mutter 43 werden auf das Ende des Stabes auf- 30 Mutter 52 eine Axialbewegung des Steuerschiebers geschraubt. Durch diese Ausbildung ist eine axiale 63, durch den die Wirkung des Kolbens 18 in dem Einstellung des Torsionsstabes zur Lenkschnecke 16 Zylinder 17 gesteuert wird, um eine Kraft auf die möglich. Lenkwelle 12 zu übertragen.Inside the bore 31 of the screw 16 as well
of the approach 29 a relatively short torsion bar 36 is housed. This torsion bar has a fluted on the outside part 37, the
slidably, but not rotatably, transferred into the fluted 15 screw 16. Since the middle part of the part 32 of the screw bore engages. On the torsion bar 36 has a relatively small cut through the lower part 39 of the Torsdons bar 36, it is subjected to torsion, provided that below the corrugated part 37 is a hollow one it is loaded. The slipped onto the steering screw 16 and screw 38. The screw is screwed into the steering parts between the worm and the internal thread 33 of the steering worm so that the load transmitted to the front wheels of the vehicle is reduced. The lower end of the screw 38 has a notch 41, causing the rod to twist. As a result, a tool for setting the screw in an angular movement between the steering worm 16 in the axial direction to the steering worm and the pipe 47 takes place. Because the mother 52 over the can. After setting, which will be described below as disk 54 with shoulder 29 on the steering worm, the torsion bar 36 is axially connected to 25, resulting in a relative rotation set position, which is fixed by the screw 38 between the nut 52 and the thread on which was laid, by means of a washer 42, tube 47. As a result, the nut 52 is adjusted in the axial direction between the screw 38 and the corrugated part 37. Just like with the object of the stick being clamped. A washer and patent 942,248 results in axial movement of a nut 43 screwed onto the end of the rod - nut 52 an axial movement of the spool. Through this design, an axial 63, through which the effect of the piston 18 in the adjustment of the torsion bar to the steering worm 16 is controlled on the cylinder 17, a force on the cylinder 17 is possible. To transmit steering shaft 12.

Das obere Ende des Torsdonsstabes 36 ist mit einem Die Verbindung zwischen der Mutter 52 und demThe upper end of the Torsdons rod 36 is with a connection between the nut 52 and the

vergrößerten und mit Rippen versehenen Kopf 44 35 Schieber 63 besteht aus einem mit einem Flansch versehen, der vier in gleicher Entfernung angeordnete versehenen Ende 64 der Mutter, das sich auf einen Rippen am Umfang aufweist. Der gerippte Kopf 44
des Torsionsstabes greift in die Endnuten 46 eines
Rohres 47 ein. Die Rippenverbindung zwischen dem
Torsionsstab 44 und dem Rohr 47 ist verspannt, um 40
eine Axialbewegung zwischen dem Torsionsstab und
dem Rohr zu verhindern.enlarged and ribbed head 44 35 slide 63 consists of a flange provided with four equally spaced ends 64 of the nut, which has ribs on the circumference. The ribbed head 44
of the torsion bar engages the end grooves 46 of a
Tube 47 a. The rib connection between the
Torsion bar 44 and the tube 47 is braced to 40
axial movement between the torsion bar and
to prevent the pipe.

Das Rohr 47 besitzt außerdem einen genuteten Teil
48 sowie einen unteren genuteten Teil 49. Die Rippen
46, 48 und 49 entsprechen sich und werden in einem 45 Ein Durchlaß 73 ist mit einer Pumpe 74 verbunden. Räumvorgang hergestellt. Die mittleren Rippen 48 An Durchlässe 76 und 77 sind ein Vorratsbehälter dienen als Führung zwischen dem oberen Ende des und ein Filter 78 angeschlossen. Letzterer steht über Ansatzes 29 der Lenkschnecke und dem Rohr 47. Der eine Leitung 79 mit der Pumpe 74 in Verbindung, untere gerippte Teil 49 bildet eine eine gewisse Be- In Ruhelage des Schiebers, wie in Fig. 3 darge-The tube 47 also has a grooved part
48 and a lower grooved part 49. The ribs
46, 48 and 49 correspond to one another and are connected to a pump 74 in a 45 A passage 73. Broaching process produced. The middle ribs 48 at passages 76 and 77 are connected to a reservoir serving as a guide between the upper end of the and a filter 78. The latter stands over the extension 29 of the steering worm and the pipe 47. The one line 79 with the pump 74 in connection, lower ribbed part 49 forms a certain position of rest of the slide, as shown in FIG.

wegung zulassende Verbindung zwischen dem Rohr 50 stellt ist, ist ein freier Durchfluß der Flüssigkeit bei 47 und dem Ansatz 29 der Lenkschnecke:, um, wie niedrigem Druck durch die Einrichtung möglich. Bei weiter unten noch beschrieben wird, zu ermöglichen, Axialbewegung des Schiebers 63 in einer Richtung daß bei eventuellem Bruch der Torsionsstange eine beim Lenken an der Lenksäule 58 entgegen einer Handlenkung stattfinden kann. Lenkbelastung an der Schnecke 16 leitet der SchieberMovement-allowing connection between the tube 50 is, a free flow of the liquid is at 47 and the approach 29 of the steering worm: to find out how low pressure is possible through the device. at to be described below, to enable axial movement of the slide 63 in one direction that if the torsion bar breaks one when steering on the steering column 58 against one Manual steering can take place. The slide directs the steering load on the worm 16

Das untere Ende des· Rohres 47 ist mit äußeren 55 63 hohen Flüssigkeitsdruck aus der Pumpe in eines quadratischen Gewindegängen 51 versehen, deren der Enden des Servozylinders 17. Zu gleicher ZeitThe lower end of the tube 47 is connected to an external 55 63 high fluid pressure from the pump square threads 51 provided, the ends of the servo cylinder 17. At the same time

Bund in der Bohrung des Schiebers 63 auflegt. Die Verbindung wird durch einen Ring 66 und einen Haltering 67 vervollständigt.The collar rests in the bore of the slide 63. The connection is made by a ring 66 and a Retaining ring 67 completed.

Der Schieber 63 arbeitet in einem Rohr 68, welches in dem Lenkgehäuse 11 befestigt ist. In Fig. 3 ist schematisch dargestellt, daß mit den gegenüberliegenden Enden des Zylinders 17 Durchlässe 71 und 72 in dem Gehäuse und dem Schieber verbunden sind.The slide 63 works in a tube 68 which is fastened in the steering housing 11. In Fig. 3 is shown schematically that with the opposite ends of the cylinder 17 passages 71 and 72 in the housing and the slide are connected.

Schraubenwinkel etwa 61° beträgt. Die Gewindegänge des Rohres 47 werden von einer Mutter 52 mit entsprechendem Innengewinde 53 erfaßt, so^; daß beide Teile eine gleiche Axialbewegung ausführen. Am unteren Ende der Mutter 52 sitzt eine gerippte Scheibe 54 und greift in Nuten 34 an dem Ansatz 29 der Lenkschnecke ein, um eine axiale Bewegung zwischen der Mutter 52 und der Lenkschnecke sowieScrew angle is about 61 °. The threads of the tube 47 are detected by a nut 52 with a corresponding internal thread 53, so ^; that both parts execute the same axial movement. At the lower end of the nut 52 sits a ribbed washer 54 and engages in grooves 34 on the extension 29 of the steering worm to allow axial movement between the nut 52 and the steering worm as well

wird das gegenüberliegende Ende des Zylinders mit dem Vorratsbehälter 78 verbunden. Hierdurch wird eine Hilfskraft auf die Lenkwelle 12 übertragen.the opposite end of the cylinder is connected to the reservoir 78. This will transmit an auxiliary power to the steering shaft 12.

Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß die äußeren Rippen 34 am Ansatz 29 der Lenkscfanecke schmaler sind a<ls die entsprechenden inneren Nuten 49 am unteren Ende des Rohres 47. Die Leerbewegung, die auf diese Weise ermöglicht wird, ergibt eine normale rela-From Fig. 7 it can be seen that the outer ribs 34 on the extension 29 of the steering fan corner are narrower a <ls the corresponding inner grooves 49 at the lower end of the tube 47. The empty movement that occurs on this Way is made possible, results in a normal rela-

deren Ansatz zuzulassen, während sich die· Mutter ⁶5 tive Winkelverstellung infolge von Torsionsbeaa-allow their approach, while the nut ⁶ 5 tive angular adjustment due to torsion

mit der Schnecke dreht. spruchungen des Torsionsstabes 36, um die Axial-turns with the snail. stresses of the torsion bar 36 to reduce the axial

Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, ist das obere bewegung des Schiebers zu bewirken, wie sie obemAs can be seen from FIGS. 3 and 4, the upper movement of the slide is to be effected as it is above

Ende des Rohres 47 derart geschlitzt, daß eine Gabe- beschrieben worden· ist. Bei Bruch: des TorsionsstabesThe end of the tube 47 is slit in such a way that a gift has been described. In the event of breakage: the torsion bar

lung 56 entsteht, die die flache· Zunge 57 am unteren 36 oder Beschädigung der hydraulischen Anlage isttreatment 56 arises, which is the flat tongue 57 on the lower 36 or damage to the hydraulic system

Ende einer rohrförmigen Lenksäule 58 erfaßt. Das 7° eine Handlenkung stets möglich, nachdem die Leer-The end of a tubular steering column 58 is detected. The 7 ° manual steering is always possible after the empty

Claims

movement between the grooves and the ribs is overcome. This enables the safety of the steering. Patetitans pkOc η he

1. Control for the auxiliary motor of a power steering for motor vehicles, in which Excessive steering loads due to a difference in rotation between a steering tube of the steering column and the free end of a torsion bar arranged therein on a power-assisted motor be transmitted controlling slide, which encloses the lower end of the steering column and at the the slide tube surrounding the steering column sits on an intermediate tube, which on the one hand is in a longitudinal toothing engages, which rotates with the free end of the torsion bar is, on the other hand, has a screw thread, soft in a at the lower end of the steering tube provided thread engages, according to patent 942 248, characterized in that the steering worm (16) the steering - as known per se - is hollow and only a short one sized torsion bar (36) at the bottom

the steering worm (16) is connected to this, which is concentric to this inside the bore (31) of the screw (16) and a projection (29) of the same and with his the other end at the lower end of the steering column (58) in a likewise only short steering tube (47) is, which in turn is attached to the steering column (58).

2. Control according to claim 1, characterized in that that the approach (29) of the steering worm

(16) with ribs (34) engages in grooves (49) of the short steering tube (47) and that the grooves (49) are so wide that the approach (29) of the steering worm (16) at a certain angle in the Steering tube (47) is rotatable.

3. Control according to claim 1 and 2, characterized in that the torsion bar (36) as well the steering tube (47) surrounding it and connected to it at the upper end, completely inside of the steering housing are housed.

Considered publications:
French patent specification No. 1 064 557,
058 102.

1 sheet of drawings