DE1102583B

DE1102583B - Steering gear for motor vehicles with subdivided steering shaft and hydraulic steering aid

Info

Publication number: DE1102583B
Application number: DEF23137A
Authority: DE
Inventors: Karl Trietsch; Hermann Reiter
Original assignee: FULMINAWERK K G FRANZ MUELLER
Current assignee: FULMINAWERK K G FRANZ MUELLER
Priority date: 1957-05-27
Filing date: 1957-05-27
Publication date: 1961-03-16

Description

Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge mit unterteilter Lenkspindel und hydraulischer Lenkhilfe Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge mit unterteilter Lenkspindel, deren Teile über ein Steilgewinde miteinander in Schraubverbindung stehen und bei welchem die beim Überschreiten eines bestimmten, in dem einen Lenkspindelteil eingeleiteten Drehmomentes eintretende Schraubbewegung zum Steuern eines eine Lenkhilfe bewirkenden hydraulischen Servomotors dient.Steering gear for motor vehicles with divided steering shaft and hydraulic Power steering The invention relates to a steering gear for motor vehicles subdivided steering spindle, the parts of which are screwed together via a coarse thread stand and in which the when exceeding a certain, in the one steering shaft part Introduced torque occurring screwing movement to control a steering aid effecting hydraulic servomotor is used.

Bekannte Lenkgetriebe dieser Art weisen, verschiedene Nachteile auf; insbesondere den, daß sie einen verhältnismäßig großen Einbauraum benötigen. Bei einem dieser Getriebe ist in dieser Hinsicht die Anordnung des Arbeitszylinders, der unterhalb der Lenkschnecke von der Lenkwelle aus weit nach unten ragt, ungünstig. Außerdem erfordert dieses Lenkgetriebe zahlreiche Übertragungsorgane, die die Getriebeherstellung erschweren und deshalb verteuern. Ungünstig ist bei diesem bekannten Getriebe darüber hinaus die Tatsache, daß die Steuerimpulse nicht durch axiale sondern durch radiale Relativbewegungen der Spindel hervorgerufen werden.Known steering gears of this type have various disadvantages; in particular that they require a relatively large installation space. at one of these gears in this regard is the arrangement of the working cylinder, which protrudes far down from the steering shaft below the steering worm, unfavorable. In addition, this steering gear requires numerous transmission organs that make the gearbox production make it more difficult and therefore more expensive. This is unfavorable in this known transmission In addition, the fact that the control pulses are not axial but radial Relative movements of the spindle are caused.

Bei einer weiterhin bekannten Getriebeausbildung, )ei der der getriebene Lenkspindelteil, die Lenk-:chnecke, axial beweglich ist und die Bewegung direkt an das Steuerventil weitergibt, neigt das Steuerventil vielfach zum Flattern, da jede Stoßbewegung auf das Steuerventil übertragen wird.In a further known transmission training,) ei the driven Steering spindle part, the steering worm, is axially movable and the movement is direct passes to the control valve, the control valve often tends to flutter because any shock movement is transmitted to the control valve.

Eine weiterhin bekannte Hilfskraftlenkung, die zwar den Vorteil aufweist, räumlich klein zu sein, ist 'edoch mit dem wesentlichen Nachteil einer großen Reibung verbunden, die durch den Zahndruck zwischen Kolben und Zylinderwand hervorgerufen wird und zu einem hohen Verschleiß und einer schnellen Zerstöung dieser beiden Bauteile führt. Darüber hinaus läßt lie durchgehende, axial bewegliche Lenkspindel dieses )ekannten Lenkgetriebes nur eine geringe Steigung zu, o daß der auf den Ventilweg bezogene Lenkausschlag verhältnismäßig klein ist, was einen nicht unbedeutenfen Nachteil für das sichere Lenken darstellt.A further known power steering system, which has the advantage of To be spatially small, however, has the essential disadvantage of great friction connected, caused by the tooth pressure between the piston and cylinder wall and will result in high wear and tear and rapid destruction of these two components leads. In addition, lie continuous, axially movable steering shaft allows this ) Known steering gear only a slight slope, o that of the valve path related steering angle is relatively small, which is not insignificant Is a disadvantage for safe steering.

Ähnlich hohe Reibungsverluste, die mit einem star-:en Verschleiß verbunden sind, weist eine weiterhin gekannte Lenkgetriebeausbildung auf, bei der der von 'er Lenkwelle aus weit nach unten vorstehende Areitszylinder besonders störend ist. Auch bei dieser Ausführung gilt das bezüglich der Spindelsteigung um vorstehend behandelten Getriebe Gesagte.Similarly high frictional losses associated with severe wear are, has a further known steering gear training, in which the of 'The steering shaft from working cylinders protruding far downwards is particularly annoying. This also applies to this version with regard to the spindle pitch by protruding treated gearbox.

Es ist ferner eine Hilfskraftlenkung bekannt, bei der um Betätigen der als Schrägzahnrad ausgestalteten ,enkwelle der mit einer Innenschrägverzahnung verehene Arbeitskolben verwendet wird, der auch gleicheitig die Spindelmutter bildet. Diese Konstruktion st, abgesehen von der schädlichen Gleitreibung an den ällnen, mit fertigungstechnischen Schwierigkeiten erbunden und daher teuer. Bei diesem Getriebe dient zum Betätigen des Ventils die axial bewegliche durchgehende Spindel, die in nachteiliger Weise ebenfalls nur eine verhältnismäßig kleine Steigung besitzt.There is also a power steering system known in which to operate designed as a helical gear, the end shaft with an internal helical toothing revered working piston is used, which also forms the spindle nut at the same time. This construction, apart from the damaging sliding friction on the alnen, bound up with manufacturing difficulties and therefore expensive. With this transmission is used to operate the valve, the axially movable continuous spindle, which in disadvantageously also only has a relatively small slope.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verhältnismäßig kurze, baulich einfache und trotz der Vereinfachung leichtgängige Hilfskraftlenkung mit kleinem Einbauraum zu schaffen.The object of the invention is to provide a relatively short, structurally simple and, despite the simplification, smooth-running power steering with small To create installation space.

Die Erfindung besteht in der Kombination folgender an sich bekannter Merkmale: a) Der treibende und axial verschiebbar gelagerte Lenkspindelteil wirkt über einen im Gehäuse gelagerten Pendelhebel auf den Kolben eines hydraulichen Steuerventils ein.The invention consists in the combination of the following which are known per se Features: a) The driving and axially displaceable part of the steering spindle acts A pendulum lever mounted in the housing acts on the piston of a hydraulic control valve a.

b) Der getriebene, gegen axiale Bewegung gesicherte Lenkspindelteil ist als Gewindespindel ausgebildet und greift c) in eine durch Axialverschiebung auf die Lenkung einwirkende Hohlmutter ein, die mit einem Kolben versehen ist, dessen beiderseitige Zylinderräume mit dem hydraulischen Steuerventil in Verbindung stehen.b) The driven steering spindle part secured against axial movement is designed as a threaded spindle and engages c) in a through axial displacement on the steering acting a hollow nut, which is provided with a piston, whose cylinder spaces on both sides are in communication with the hydraulic control valve.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Pendelhebel einen kugelig ausgebildeten Ringflansch aufweist, der in einer radial zum treibenden Lenkspindelteil angeordneten Bohrung des Spindelgehäuses gelagert ist.Another essential feature of the invention is that the pendulum lever has a spherical ring flange, which in a radial mounted to the driving steering spindle part arranged bore of the spindle housing is.

Die Ansprüche 2 und 4 sollen nur im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch gelten.Claims 2 and 4 are intended only in connection with the main claim are valid.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Lenkgetriebe gemäß der Erfindung und Fig. 2 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des seitlich vom Arbeitszylinder angeordneten Steuerventils.In the drawing, the invention is shown, for example, and although shows Fig. 1 shows a longitudinal section through the steering gear according to of the invention and FIG. 2 shows a section through another embodiment of the side from the working cylinder arranged control valve.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist am Lenkgehäuse 1 der zur Lenkspindel konzentrisch angeordnete. Arbeitszylinder 2 befestigt. Am anderen Flanschende des Arbeitszylinders befindet sich der Lagerflansch des Spindelgehäuses 3.In the embodiment shown in Fig. 1 is on the steering housing 1 is arranged concentrically to the steering spindle. Working cylinder 2 attached. At the The other flange end of the working cylinder is the bearing flange of the spindle housing 3.

Im Innern des Arbeitszylinders 2 ist eine Hohlmutter 4 mit einer sich anschließenden Kolbenstange 5 axial verschiebbar. Hohlmutter und Kolbenstange sind an ihren einander zugewandten Enden in Form von Ringflanschen 6 und 7 ausgebildet. Zur Verbindung von Hohlmutter 4 und Kolbenstange 5 sind auf die Ringflansche 6 und 7 Ringe 8 und 9 aufgesetzt und miteinander verschraubt. Diese Ringe 8 und 9 bilden den geteilten Kolben des Arbeitszylinders 2. Das freie Ende der rohrförmigen Kolbenstange5 ist mit Hilfe ; eines Bolzens 10 und einer Pleuelstange 11 - ähnlich einem normalen Kurbeltrieb - mit der Lenkwelle 12 verbunden. Die mit ihrem lenkwellenseitigen Ende in die Hohlmutter 4 über Gewinde eingreifende Lenkspindel ist geteilt. Die beiden Lenkspindelteile 13 und 14 sind durch Steilgewinde miteinander verbunden. Das lenkwellenseitige Ende des treibenden Lenkspindelteiles 14 ist mit einer Ringnut 15 versehen, in die ein Pendelhebel 16 zum übertragen der Steuerbewegungen auf das hydraulische Steuerventil 17 eingreift. Das Steuerventil 17 ist außerhalb des Spindelgehäuses mittels Schrauben am Arbeitszylinder 2 befestigt. Infolgedessen ist ein späteres Auswechseln des Steuerventils auf Grund von eventuellen Verschleißerscheinungen bzw. Störungen möglich. Dabei kann die Lenkung mitsamt dem Spindelgehäuse 3 im Fahrzeug belassen werden. Der Pendelhebel 16 hat einen kugelig ausgebildeten Ringflansch 18, der in einer Buchse 19 gelagert ist. Diese Buchse 19 ist auswechselbar in eine radial zum treibenden Lenkspindelteil 14 angeordnete Bohrung .des Spindelgehäuses 3 eingesetzt. An seinem lenkspindelseitigen Ende trägt der Pendelhebel 16 einen Ring 20 mit äußerer Kugelfläche, der sich an den Seitenwänden der Ringnut 15 anlegt. Die Ringnut 15 ist in einem Flansch 21 vorgesehen, der einen Anschlag für ein im Spindelgehäuse 3 angeordnetes Axialkugellager 22 bildet. Der axial verschiebbare treibende Lenkspindelteil14 weist in der dem Axialkugellager 22 entgegengesetzten Richtung einen Anschlag 23 auf, der zum Begrenzen der axialen Verschiebung gegen einen Bund 24 des getriebenen Lenkspindelteils 13 anstößt. Dieser getriebene Lenkspindelteil 13 ist über einen Flansch 25 und Wälzlager 26 gegen Axialbewegung gesichert. Die den Kolben bildenden Ringe 8 und 9 teilen den Arbeitszylinder 2 in die beiden Zylinderräume 27 und 28 auf, die mit dem Steuerventil 17 in Verbindung stehen.Inside the working cylinder 2, a hollow nut 4 with an adjoining piston rod 5 is axially displaceable. The hollow nut and piston rod are designed in the form of ring flanges 6 and 7 at their ends facing one another. To connect the hollow nut 4 and piston rod 5, rings 8 and 9 are placed on the ring flanges 6 and 7 and screwed together. These rings 8 and 9 form the split piston of the working cylinder 2. The free end of the tubular piston rod5 is with the help; a bolt 10 and a connecting rod 11 - similar to a normal crank drive - connected to the steering shaft 12. The steering shaft engaging with its end on the steering shaft side in the hollow nut 4 via thread is divided. The two steering spindle parts 13 and 14 are connected to one another by coarse threads. The end of the driving steering spindle part 14 on the steering shaft side is provided with an annular groove 15 into which a pendulum lever 16 engages to transmit the control movements to the hydraulic control valve 17. The control valve 17 is fastened to the working cylinder 2 outside the spindle housing by means of screws. As a result, the control valve can be replaced later due to possible signs of wear or malfunctions. The steering together with the spindle housing 3 can be left in the vehicle. The pendulum lever 16 has a spherical annular flange 18 which is mounted in a bush 19. This bush 19 is interchangeably inserted into a bore of the spindle housing 3 arranged radially to the driving steering spindle part 14. At its end on the steering spindle side, the pendulum lever 16 carries a ring 20 with an outer spherical surface, which rests on the side walls of the annular groove 15. The annular groove 15 is provided in a flange 21 which forms a stop for an axial ball bearing 22 arranged in the spindle housing 3. The axially displaceable driving steering spindle part 14 has a stop 23 in the direction opposite to the axial ball bearing 22, which abuts against a collar 24 of the driven steering spindle part 13 in order to limit the axial displacement. This driven steering spindle part 13 is secured against axial movement via a flange 25 and roller bearing 26. The rings 8 and 9 forming the piston divide the working cylinder 2 into the two cylinder spaces 27 and 28 which are connected to the control valve 17 .

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Schnitt durch eine andere Ausführungsform des seitlich vom Arbeitszylinder 2 bzw. Spindelgehäuse3 angeordneten Steuerventils 17 greift der Pendelhebel 16 mit seinem einen Ende zwischen die beiden einander zugekehrten Endflächen der Ventilkolben 29 und 30. Den Ventilkolben gegenüber sind,die Ventilsitze bildende Ringkörper 31 und 32 angeordnet. Zur Sicherstellung .der Wirkung der Anschläge am Axialkugellager 22 bzw. am Bund 24 sind die Ringkörper 31 und 32 mittels Federn 33 und 34, vorzugsweise Tellerfedern, am Ventilgehäuse abgestützt.In the section shown in FIG. 2 through another embodiment of the control valve arranged to the side of the working cylinder 2 or spindle housing 3 17 engages the pendulum lever 16 with one end between the two each other facing end faces of the valve pistons 29 and 30. The valve pistons are opposite, the Ring bodies 31 and 32 forming valve seats are arranged. To ensure .the effect of the stops on the axial ball bearing 22 or on the collar 24 are the ring bodies 31 and 32 by means of springs 33 and 34, preferably disc springs, supported on the valve housing.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Steering gear for motor vehicles with subdivided Steering spindle, the parts of which are screwed together via a coarse thread stand and in which the when exceeding a certain, in the one steering shaft part Introduced torque occurring screwing movement to control a steering aid hydraulic servomotor, characterized by the combination the following known features a) the driving and axially displaceable bearing Steering spindle part (14) acts via a pendulum lever (16) mounted in the housing (3) on the piston of a hydraulic control valve (17). b) The driven, against Axial movement secured steering spindle part (13) is designed as a threaded spindle and engages c) in a hollow nut acting on the steering through axial displacement (4), which is provided with a piston (8, 9), whose cylinder spaces on both sides (27 and 28) are in communication with the hydraulic control valve (17).

2. Steering gear according to claim 1, characterized in that the pendulum lever (16) is spherical has formed annular flange, which is in a radial to the driving steering spindle part (14) arranged bore of the spindle housing (3) is mounted.

3. Steering gear according to claim 2, characterized in that in the bore of the spindle. housing (3) an interchangeable bushing (19) accommodating the pendulum lever (16) is inserted is.

4. Steering gear according to one of claims 1 to 3, characterized in that one end of the pendulum lever (16) carries a ring (20) with an outer spherical surface, in a manner known per se in an annular groove (15) of the driving steering spindle part (14) intervenes.

5. Steering gear according to claim 4, characterized in that the Annular groove (15) is provided in a flange (21) which has a stop for an im Spindle housing (3) arranged axial ball bearing (22) forms.

6. Steering gear according to Claim 5, characterized in that the axially displaceable steering spindle part (14) has a stop in the direction opposite to the axial ball bearing (22), the one to limit the axial displacement against a collar (24) of the against axial movement secured steering spindle part (13) abuts.

7. Steering gear according to claim 1, characterized characterized in that the piston rod is divided into two axially opposing parts is divided, of which one part (4) forms the hollow nut, while the other Part (5) is connected to the connecting rod (11) of the steering gear. B.

Steering gear according to claim 7, characterized in that the two parts (4 and 5) of the piston rod are connected to each other via a ring flange (6 or 7), which are connected with rings (8 or 9) form the piston.

9. Steering gear according to Claim 5 or 6, characterized in that the annular bodies (31 and 32) forming the valve seats are supported on the valve housing by means of springs (33 and 34) to ensure the effect of the stops on the axial ball bearing (22) or on the collar (24) are. Considered publications: German Patent Specifications No. 877110, 828 637; German utility model No. 1711872; French Patent Nos. 1,134,032, 930,411; British Patent Nos. 725 530, 713 786, 662 724, 586 206; U.S. Patent Nos. 2,063,937,1948,487; "The Autocar" v. February 19, 1954, vol. 100, issue 3038, p.242.