DE1113644B

DE1113644B - Lenkgetriebe fuer Kraftfahrzeuge mit hydraulischer Lenkhilfe

Info

Publication number: DE1113644B
Application number: DEF26606A
Authority: DE
Inventors: Erwin Mazur; Hermann Reiter
Original assignee: FULMINAWERK K G FRANZ MUELLER
Current assignee: FULMINAWERK K G FRANZ MUELLER
Priority date: 1958-04-22
Filing date: 1958-09-15
Publication date: 1961-09-07
Also published as: US3075500A; DE1072491B; GB902158A; DE1140094B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer Lenkspindel, die beim Überschreiten eines bestimmten Lenkdrehmomentes entgegen der Wirkung von Rückstellfedern axial verschiebbar ist und bei der Axialverschiebung auf einen eine Lenkhilfe bewirkenden hydraulischen Servomotor einwirkt, wobei das mit Gewinde versehene Ende der Lenkspindel in eine auf den Lenkhebel einwirkende Hohlmutter eingreift, nach Patent 1099 867. Bei dem Lenkgetriebe nach dem Hauptpatent besteht die Hohlmutter aus einer Verlängerung des Kolbens zu einer Hohlstange, die innen mit dem Gewinde für das Lenkspindelende versehen ist. An den Zylinder des Lenkgehäuses, in dem der Kolben axial beweglich gelagert ist, schließt sich bei dem Lenkgetriebe nach dem Hauptpatent ein sich zum Ventilgehäuse erstreckender Zwischenfiansch an, dessen Innendurchmesser an der zum Zylinder gewandten Stirnseite mit dem Außendurchmesser der zylindrisch geformten Hohlstange übereinstimmt, um auf diese Weise als zusätzliche Führung des relativ kurzen Kolbens zu dienen. Zwischen dieser Stirnseite des Zwischenflansches und der dem Zwischenflansch zugekehrten Seite des Kolbens sowie zwischen der Hohlstange und der Zylinderwand ist ein ringförmiger Zylinderraum vorhanden, der über eine Druckleitung mit der einen Druckmittel-Austrittsöffnung des Steuerventils in Verbindung steht. Der auf der anderen Seite des Kolbens befindliche Zylinderraum ist ebenfalls über eine Druckleitung an die andere Austrittsöffnung des Steuerventils angeschlossen. Bei einem derartig ausgebildeten Lenkgetriebe hat sich als nachteilig herausgestellt, daß die wirksamen Kolbenflächen ungleich groß und somit die vom Servomotor zusätzlich gelieferten Ver-Stellkräfte je nach Lenkausschlag verschieden hoch sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge nach dem Hauptpatent derart weiter auszugestalten, daß die wirksamen Flächen des Kolbens im wesentlichen gleich groß sind.

Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß die wirksame Stirnfläche der Hohlmutter in an sich bekannter Weise einen Teil der einen wirksamen Fläche des Kolbens des hydraulischen Servomotors bildet und daß ein Ventilkörper des Steuerventils eine Fläche aufweist, die zur wenigstens teilweisen Kompensation der von dem Hydraulikmedium auf die Querschnittfläche des Lenkspindelendes ausgeübten Kräfte mit dem gleichen Druck beaufschlagt wird, der auf das Lenkspindelende wirkt, so daß die wirksamen Flächen des Kolbens im wesentlichen Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge
mit hydraulischer Lenkhilfe

Zusatz zum Patent 1 099 867

Anmelder:

Fulminawerk K. G. Franz Müller,
Mannheim-Friedrichsfeld

Erwin Mazur, Edingen bei Mannheim,

und Hermann Reiter, Ludwigshafen/Rhein,

sind als Erfinder genannt worden

gleich groß sind. Durch Ausbildung des Lenkgetriebes auf bekannte Weise derart, daß nunmehr auch die wirksame Stirnfläche der Hohlmutter als ein Teil der wirksamen Kolbenfläche dient, wird noch keine vollständige Kompensation der wirksamen Flächen des Kolbens erzielt. Die von dem Hydraulikmedium nunmehr ebenfalls beaufschlagte Spindelquerschnittsfläche ist nämlich von der einen Kolbenfläche abzuziehen. Durch die weitere Ventilkörperausbildung bei dem Lenkgetriebe gemäß der Erfindung wird aber eine weitgehende Kompensation der auf diese Spindelquerschnittsfläche wirkenden Kräfte erzielt. Die Kolbenflächen entsprechen demgemäß nunmehr auch in ihrer Wirksamkeit im wesentlichen einander.

Vorteilhaft ist der Kolben lediglich in dem die beiden Druckkammern bildenden Zylinder geführt, was mit einer wesentlichen fertigungstechnischen Vereinfachung verbunden ist.

Die eine Druckkammer steht zweckmäßig mit dem Innenraum des Kolbens, in den das Ende der Lenkspindel hineinragt, in Verbindung. Dadurch können sich beim Ein- bzw. Ausschrauben des Lenkspindelendes in das Kolbeninnere während des Lenkvorganges zwischen der Druckkammer und dem Kolbeninnenraum keine die Lenkung behindernden Druckdifferenzen ausbilden.

109 687/127

Für die Gegenstände nach den Unteransprüchen 2 bis 4 und 6 wird kein selbständiger Schutz beansprucht.

In der Zeichnung sind ein Lenkgetriebe nach der Erfindung in einem Längsschnitt durch das untere Ende der Lenkspindel und die sich an die Lenkspindel anschließenden Teile des Getriebes beispielsweise dargestellt.

In dem Lenkgehäuse 1 ist die Lenkwelle 2 gelagert, die mit einem Lenkschenkel 3 fest verbunden ist. Das Ende des Lenkschenkels 3 steht über einen Lenker 4 mit dem Auge 5 eines Kolbens 6 in Verbindung. Der Kolben 6 ist in einem Zylinder 7 des Lenkgehäuses 1 axial beweglich gelagert. An der dem Auge 5 abgelegenen Stirnseite des Kolbens 6 schließt sich an dem Kolben eine Hohlmutter 8 an, in deren Innengewinde eine Lenkschraube 9 eingreift. Die Lenkschraube 9 ist an dem Ende einer Lenkspindel 10 vorgesehen, die aufwärts zu dem von ihr getragenen, aber nicht dargestellten Lenkrad führt.

An den Zylinder 7 schließen sich ein Zwischenflansch 11, ein Ventilgehäuse 12 und der übliche Ringflansch 13 des Lenkschutzrohres 14 an.

Das in dem Gehäuse 12 eingebaute Ventil besitzt eine Steuerhülse 15, die unter der Wirkung von mit abgefangener Vorspannung eingesetzten Federn 16 und 16' in einer Mittellage zentriert wird. Zu beiden Seiten der Steuerhülse 15 sind Buchsen 17 und 17' vorgesehen, die zur Aufnahme von verschiebbar angeordneten Ringventilkörpern 18 und 18' dienen. Die Ringventilkörper 18 und 18' werden in der dargestellten Mittellage durch die Federn 16 und 16' gegen Anschlagbunde 19 und 19' der Buchsen 17 und 17' gedruckt. Die Steuerhülse 15 ist über die Buchsen 17 und 17' wiederum in Buchsen 20 und 21 verschiebbar angeordnet. Die Buchse 20 ist in dem Innenrand 11' des Zwischenflansches 11 gelagert.

Die Lenkspindel 10 stützt sich über Axiallager 22 und 22' an den Stirnseiten der Buchsen 17 und 17' ab. Da in Ruhelage des Steuerventils alle Innenteile desselben im Ölstrom liegen, ist zum Lenkrad hin eine Dichtung 23 vorgesehen. Der Ölkreislauf innerhalb des Ventils ist durch die eingetragenen Pfeile ersichtlich.

Die durch den Kolben 6 getrennten Druckräume 24 und 25 im Zylinder 7 sind über Leitungen 26 und 27 mit dem Steuerventil verbunden. Zur Abdichtung des Drackraumes 25 von dem Rücklaufraum 28 des Steuerventils ist in der Buchse 20 eine Lenkspindeldichtung 29 eingebettet. Die Hohlmutter 8 ist mit Bohrungen 30 versehen, die den Innenraum 31 des Kolbens 6 mit dem Druckraum 25 verbinden, damit keine Druckunterschiede in den beiden Räumen entstehen.

An Stelle der Bohrungen 30 in der Hohlmutter 8 kann auch das Ende der in die Hohlmutter hineinragenden Lenkspindel axial durchbohrt und hinter dem mit Gewinde versehenen Endabschnitt mit einer radialen Bohrung versehen sein, um den Kolbeninnenraum 31 mit dem Druckraum 25 zu verbinden. Der sich im Kolbeninnenraum 31 ausbildende Flüssigkeitsdruck wirkt auf quer zur Kolbenachse befindliche, den Kolbeninnenraum begrenzende gleich große Flächen, so daß sich die hier angreifenden Kräfte gegenseitig aufheben. Der den Druckraum 24 begrenzenden voll wirksamen Kolbenfläche steht im Druckraum 25 eine wirksame Druckfläche gegenüber, die aus einer äußeren Ringfläche 6' des Kolbens 6 sowie der wirksamen Stirnfläche 8' der Hohlmutter 8 " gebildet wird. Diese Fläche ist lediglich um den Betrag der Querschnittsfläche der Lenkspindel 10 an der die Buchse 20 durchsetzenden Stelle kleiner als die Gesamtquerschnittsfläche des Kolbens, die auf der dem Druckraum 24 zugekehrten Seite voll wirksam ist. Der in dem Steuerventil auf der Buchse 17 sitzende Ventilkörper 18 weist jedoch eine Fläche auf, die bei Beaufschlagung des lenkspindelseitigen Drackraumes

ίο 25 und damit der erwähnten Lenkspindelquerschnittsfläche mit dem gleichen Druck beaufschlagt wird. Da diesen Drücken in entgegengesetzten Richtungen auf die Lenkspindel wirkende Verstellkräfte entsprechen, deren Größe von der Größe der beaufschlagten Flächen abhängt, wird in dem in der Zeichnung veranschaulichten Beispiel eines Lenkgetriebes gemäß der Erfindung eine teilweise Kräftekompensation erzielt. Dadurch wird auch die Wirksamkeit der Kolbenflächen nach beiden Betätigungsrichtungen unter entsprechender Verminderung des einseitigen Einflusses der Lenkspindelquerschnittsfläche im wesentlichen gleich groß.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer Lenkspindel, die beim Überschreiten eines bestimmten Lenkdrehmomentes entgegen der Wirkung von Rückstellfedern axial verschiebbar ist und bei der Axialverschiebung auf einen eine Lenkhilfe bewirkenden hydraulischen Servomotor einwirkt, wobei das mit Gewinde versehene Ende der Lenkspindel in eine auf den Lenkhebel einwirkende Hohlmutter eingreift, nach Patent 1 099 867, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Stirnfläche (8') der Hohlmutter (8) in an sich bekannter Weise einen Teil der einen wirksamen Fläche des Kolbens (6) des hydraulischen Servomotors bildet und daß ein Ventilkörper (18) des Steuerventils eine Fläche aufweist, die zur wenigstens teilweisen Kompensation der von dem Hydraulikmedium auf die Querschnittsfläche des Lenkspindelendes ausgeübten Kräfte mit dem gleichen Druck beaufschlagt wird, der auf das Lenkspindelende wirkt, so daß die wirksamen Flächen des Kolbens (6) im wesentlichen gleich groß sind.

2. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) lediglich in dem die beiden Druckräume (24 und 25) bildenden Zylinder (7) geführt ist.

3. Lenkgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Druckraum (25) mit dem Innenraum (31) des Kolbens (6), in den das Ende der Lenkspindel (10) hineinragt, über Bohrungen (30) in Verbindung steht.

4. Lenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Stirnwand (H', 20) des einen Drackraumes (25) durchlaufende Lenkspindel (10) zum Steuerventil hin druckfest abgedichtet ist.

5. Lenkgetriebe nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rückseite des Drackraumes (25) bildende Stirnwand aus einem nach innen ragenden Rand (U') des Zwischenflansches (11) sowie einer mit einer Lenkspindelabdichtung (29) versehenen, im Zwischenflanschrand (H') gelagerten Buchse (20) besteht.

6. Lenkgetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil in an sich bekannter Weise als die Lenkspindel (10) umgebendes Ringventil ausgebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1720 707; österreichische Patentschrift Nr. 198 627; USA.-Patentschriften Nr. 2 801619, 2 769 348, 746426, 2 213 271.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen