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Hilfskraftlenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
betrifft eine Hilfskraftlenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem
gleichzeitig als Druckzylinder für einen Servokolben ausgebildeten Lenkgehäuse und
einer im Zylinderraum angeordneten, vom Servokolben antreibbaren Lenkwelle.
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Bei bisher bekannten Lenkeinrichtungen der genannten Art werden die
im Lenkgehäuse gelagerte Lenkwelle und deren Stimfläche bzw. bei Einzelradlenkungen
die Stirnflächen beider Lenkwellen von dem im Zylinderraum herrschendenDruckmitteldruck
beaufschlagt, wodurch die Lenkwellen axial nach außen gedrückt werden. Zur Aufnahme
dieser auf die Lenkwellen einwirkenden Axialkräfte müssen entsprechende Aufnahmeflächen
am Lenkgehäuse und den Lenkwellen vorgesehen werden. Diese Lagerflächen haben jedoch
beträchtliche Reibung zur Folge, durch die der Wirkungsgrad der Lenkeinrichtung
herabgesetzt wird. Insbesondere bei Lenkwellen mit größerem Querschnitt steigt der
auf deren Stimfläche lastende Druck stark an.
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Es ist bereits eine Hilfskraftlenkeinrichtung bekannt, bei der die
Lagerstellen in den Druckraum hineinragender Wellen zwei im Abstand voneinander
angeordnete Dichtungen enthalten, die einen Raum zwischen sich bilden, der an den
Druckmittelrücklauf angeschlossen ist. Diese Einrichtung dient zum Auffangen des
aus dem Druckzylinderraum entweichenden Druckmittels.
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Aufgabe der Erfindung ist, die den bekannten Hilfskraftlenkeinrichtungen
anhaftenden Mängel zu beseitigen, was erfindungsgemäß dadurch erreicht wird, daß
durch Dichtungsmittel ein das dem Lenkstockhebel abgekehrte Ende der Lenkwelle bzw.
Lenkwellen mit deren Stirnfläche aufnehmender und in an sich bekannter Weise durch
die Dichtungsmittel gegen den Druckzylinder abgeschlossener Raum gebildet und daß
dieser Raum in ebenfalls an sich bekannter Weise nach außen entlastet ist.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß bei Vorhandensein
zweier Lenkwellen für Einzelradlenkungen die Enden beider Lenkwellen einschließlich
ihrer Stirnflächen in einem durch Dichtungsmittel gegenüber dem Druckzylinder abgeschlossenen
und durch eine Bohrung nach außen entlasteten Raum angeordnet sind. Außerdem sind
diese Räume für eventuell durchtretendes Lecköl durch eine Leckölleitung mit dem
Druckmittelrücklauf verbunden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt,
die in der Beschreibung näher erläutert sind.
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Fig. 1 zeigt in Draufsicht einen Teil einer Hilfskraftlenkeinrichtung,
teilweise längsgeschnitten dargestellt; Fig. 2 zeigt einen Schnitt quer zur Längsachse
der Lenkeinrichtung nach Linie 11-11 der Fig. 1;
Fig. 3 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Lenkeinrichtung
in einem teilweisen Längsschnitt; Fig. 4 zeigt einen Querschnitt nach der Linie
IV-IV der Fig. 3.
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In Fig. 1 und 2 ist eine Hilfskraftlenkung dargestellt, bei
der die Kolbenbewegung mittels eines an der Kolbenstirnfläche angelenkten Kurbeltriebes
auf die Lenkwelle übertragen wird und der Kurbeltrieb sowie die Lenkwelle im Druckzylinderraum
angeordnet sind.
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Der doppelt wirkende Servokolben ist hier mit 2 bezeichnet und führt
sich in dem gleichzeitig als Druckzylinder ausgebildeten Lenkgehäuse 3, wobei
der hier dargestellte Zylinderraum mit der Bezugsziffer 4 versehen ist. Der Servokolben
2 wird durch eine Lenkmutter und eine in diese einschraubbare Lenkspindel in bekannter
Weise verstellt und das Druckmittel mittels einer Druckmittelsteuereinrichtung dem
einen oder anderen Zylinderraum zugeführt. Das Lenkgetriebegehäuse 3 weist
einen zur Aufnahme und Lagerung der Lenkwelle 5 dienenden Gehäuseteil
7 auf, der Verbindung mit dem als Zylinder dienenden Gehäuse hat. Zwischen
dem Servokolben 2 und der über einen Lenkstockhebel 10 mit dem Lenkgestänge
verbundenen Lenkwelle 5 ist ein aus einer Pleuelstange 12 und einer Kurbel
13 bestehendes Getriebe vorgesehen. Die Lenkwelle 5 ist zu beiden
Seiten der Kurbel 13 unter Vermittlung von Wälzlagern 15, 16
und 17 mit ihrem Lagerzapfen 19 bzw. mit ihrem Lagerschaft 20 im Gehäuseteil
7 bzw. in einem
an diesen anschraubbaren Lagerhals 22 und
einem Abschlußdeckel 23 gelagert. Ihre axiale Führung erhält die Lenkwelle
5 durch Ringteile 25 und 26, die gleichzeitig Ausnehmungen
zur Aufnahme von Dichtungskörpern (Hochdruckdichtungen) 28 bzw.
29 aufweisen. Die als Nutringe ausgebildeten Dichtungskörper 28 und
29 stützen sich an Ringscheiben 30
bzw. 31 ab, die über die
Gehäuseteile 22 bzw. 23 am Gehäuseteil 7 anliegen, wodurch vorteilhaft
axialer Druck auf die Wälzlager ausgeschaltet wird.
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Ferner wird mit Hilfe der Ringscheiben 30 und 31
sowie
der Ringteile 25 und 26 die Montage der Dichtungskörper wesentlich
erleichtert, da diese zusammen nüt den Ringteilen vor dem Einbau der Lenkwelle
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in das Gehäuse ohne Beschädigung montiert werden können. Am Ende des Lagerhalses
22 des Gehäuseteiles 7 ist ein weiterer Dichtungskörper 34 vorgesehen, der
sich an einer in die Bohrung des Gehäuseteiles 7 eingesetzten Ringscheibe
35 abstützt. Durch die Hochdruckdichtung 28 ist ein die Stirnfläche
37
der Lenkwelle 5 einschließender Raum 38 gebildet, der mittels
der Dichtung 28 gegenüber dem Druckzylinder 4 abgeschlossen ist. Nach außen
ist der Raum 38 durch die Dichtungen 49 und 49' abgedichtet. Der Raum
38 ist über eine Nut 39 und Bohrungen 41 im Gehäuse 7 an eine
Druckmittelleitung 42 angeschlossen, die zum Reservebehälter der hydraulischen Hilfskrafteinrichtung
führt.
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Durch die Hochdruckdichtung 28 wird somit verhindert, daß der
im Zylinderraum 4 herrschende Druckmitteldruck auf die Stirnfläche der Lenkwelle
5 einzuwirken vermag und dadurch hervorgerufene Reibung in der Lenkwellenlagerung
vermieden wird. Durch die Entlastungsbohrungen 41 wird dabei erreicht, daß sich
in dem allseitig abgeschlossenen Raum 38 durch Eindringen von Lecköl nicht
der volle im Zylinderraum 4 herrschende Druckmitteldruck ausbilden kann, sondern
das Lecköl über die Rückführungsleitung 42 dem Reservebehälter wieder zugeführt
wird.
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Zwischen der Hochdruck- bzw. der Niederdruckdichtung 29 bzw.
34 ist ein weiterer Entlastungsraum 45 gebildet, der über Nuten 46 und Entlastungsbohrungen
48 sowie eine Verbindungsleitung 42' ebenfalls an die Rückführungsleitung 42 mit
dem Reservebehälter angeschlossen ist. Das durch die Hochdruckdichtung
29 in den Raum 45 einsickernde Druckmittel wird mit Hilfe der Niederdruckdichtung
34 und der Bohrungen 48 ohne Leckverluste dem Druckmittelkreislauf wieder zugeführt.
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In Fig. 3 und 4 ist eine Hilfskraftlenkeinrichtung dargestellt,
welche für Fahrzeuge mit Einzelradlenkung verwendet wird. Die beiden Lenkwellen
50 und 51 werden mittels je eines an der Stimfläche des Servokolbens
52 angelenkten Kurbeltriebes 53, 54
bzw. 55, 56
bewegt. Auch hier ist das Lenkgehäuse j
59 gleichzeitig als Druckzylinder
60 für den Servokolben 52 ausgebildet, und sowohl die beiden Kurbeltriebe
als auch das eine Ende jeder Lenkwelle 50
bzw. 51 liegen im Druckzylinderraum
60, wobei der zweite Zylinderraum hier nicht dargestellt ist. Die im Zylinderraum
60 liegenden Enden der beiden Lenkwellen 50 und 51 weisen
je einen Lagerzapfen 61 bzw. 62 und je einen Lagerschaft
64 bzw. 65 auf, wobei die Zapfen 61 und 62 von einem gemeinsamen
Stützlager 57 sowie die Lagerschäfte 64 und 65 je von einem Lagerhals
66 bzw. 67 des Lenkgehäuses 59 aufgenommen werden. An den freien
Lenkwellenenden ist je ein Lenkstockhebel 50' bzw. 51' befestigt.
Mittels der jedem der Zapfen 61 und 62 zugeordneten Hochdruckdichtungen
69 bzw. 70 ist ein vom Druckzylinderraum 60 abgeschlossener
Raum 71 gebildet, so daß die Stimflächen 72 und 73 der Lenkwellen
50
bzw. 51 nicht unter der Wirkung des Druckmitteldruckes im Zylinderraum
60 stehen. In den Raum 71
münden eine oder mehrere Bohrungen
75, die an eine zum Reservebehälter führende Druckmittelrücklauf-Ileitung
76 angeschlossen sind. Durch diese Bohrungen 75 wird das durch die
Hochdruckdichtungen 69 und 70 in den Raum 71 eindringende Lecköl
abgeführt, so daß sich in diesem allseitig abgeschlossenen Raum 71
nicht der
volle, im Zylinderraum 60 herrschende Druckmitteldruck aufzubauen vermag
und auf die Lenkwellen 50 und 51 in axialer Richtung einwirken kann.
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Weiterhin ist jedem der Lagerschäfte 64 und 65 der Lenkwellen
50 bzw. 51 eine innere bzw. äußere Dichtung 78 und
79 bzw. 80 und 81 zugeordnet. Zwischen der inneren und der
äußeren Dichtung ist je
ein über Bohrungen 82 und 83 mit der
Rücklaufleitung 76 in Verbindung stehender Raum 84 bzw. 85
gebildet.
Die Hochdruckdichtungen 69 und 70 lassen sich jedoch auch bei frei
fliegend gelagerten Lenkwellen ohne Stützlager anbringen. Es genügen dazu an Stelle
der Lagerzapfen 61 und 62 der Lenkwellen 50 bzw.
51 Dichtungszapfen und eine die Dichtungen aufnehmende, die Zapfen umschließende
Büchse, die eine öffnung zum Raum 71 aufweist, an welche eine durch die Gehäusewandung
geführte und mit der Druckmittelrücklaufleitung in Verbindung stehende Leitung angeschlossen
ist.
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Vorteilhaft sind die von den Entlastungsräumen 38
und 45 nach
außen führenden Bohrungen 41 bzw. 48 in gleichen Abständen von der senkrechten Längsmittelebene
des Lenkgehäuses vorgesehen, so daß, insbesondere beim Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 1
und 2, das Lenkgehäuse sowohl bei rechts als auch links vom Gehäuse
angeordneten Lenkstockhebel ohne Abänderung der Leitungsanschlüsse verwendbar ist
und eine doppelte Lagerhaltung an Gehäusen vermieden wird.
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Die erfindungsgemäß ausgebildete Dichtungsanordnung ist auch bei Hilfskraftlenkeinrichtungen
anwendbar, welche an Stelle der Kurbeltriebe zwischen Servokolben und Lenkwelle
andere übertragungsglieder aufweisen.