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Lenkung mit hydraulischer Hilfskrafteinrichtung für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Lenkung mit hydraulischer Hilfskrafteinrichtung für
Kraftfahrzeuge mit zwischen Lenkschnecke und Lenkmutter angeordnetem Kugelumlauf,
wobei die Lenkmutter bis zum beidseitigen Drehanschlag das den Hilfskraftkolben
steuernde Ventil betätigt.
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Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art erfolgt die Steuerung des
Ventils ebenfalls durch begrenzte Drehbewegung der Lenkmutter, die jedoch längsbeweglich
ist. Der Angriffspunkt an diesem Ventil liegt außermittig. Hierdurch wird ein Verkanten
des Ventils hervorgerufen, was ungünstige Reibungsverhältnisse ergibt und die Funktion
der Hilfskrafteinrichtung zumindest nach kurzer Betriebsdauer ungünstig beeinflußt.
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Besonders nachteilig bei der genannten Lenkeinrichtung ist die Hebelverbindung
des Servokolbens mit der Lenkwelle, da durch diese Anordnung der Kolben zum Verkanten
neigt, zumal er nur einseitig geführt ist; außerdem wird der Kolben zum Drehen um
seine Längsachse veranlaßt. Hinzu kommt, daß diese Art der Kraftübertragung zwischen
Lenkwelle und Lenkmutter im Gegensatz zu den rein manuell betätigten Lenkeinrichtungen
insofern ungeeignet ist, als durch den Kolben jegliche Nachgiebigkeit bei Stößen
auf die gelenkten Räder ausgeschaltet wird. So kann bei einem Schlag von der Straße
her die Feder der Lenkwelle eingedrückt werden, während die Kugelpfanne zum Herausspringen
neigt.
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Es ist auch bereits eine Lenkeinrichtung bekannt, bei der die Lenkspindel
und auch die Lenkmutter unter Vermittlung von umlaufenden Kugelketten miteinander
im Eingriff stehen, wobei ein Raum in der Lenkmutter unterhalb der Lenkschnecke
gebildet ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die den bekannten Lenkeinrichtungen
anhaftenden Mängel zu beseitigen und eine Lenkung zu schaffen mit gegenüber diesen
wesentlich verbesserten Lenkeigenschaften durch die besondere Ausbildung und Anordnung
der Betätigungsglieder für die Druckmittelsteuerung und des Lenkgetriebes. Dies
wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die mit der Lenkspindel drehfest,
aber axial verschiebbar verbundene Lenkschnecke in dem Hilfskraftkolben drehbar,
aber axial verschiebbar und die Lenkmutter in dem Lenkgehäuse drehbar, aber axial
unverschiebbar gelagert ist.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß in an sich bekannter
Weise zur unmittelbaren 17bertragung der durch Anschläge begrenzten Drehungen der
Lenkmutter auf das den Hilfskraftkolben steuernde Ventil an der Lenkmutter ein Gabelhebel
fest angeordnet ist, der am Ventilkolben in einer Nut mittig angreift, wie ebenfalls
an sich bekannt.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung in einigen Ausführungsbeispielen
dargestellt. An Hand dieser Beispiele wird nachfolgend der Aufbau und die Funktion
der Lenkeinrichtung beschrieben und näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 den Längsschnitt
durch eine Ausführungsform der hydraulischen Lenkeinrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Querschnitt der Lenkeinrichtung, Fig.3 einen Längsschnitt durch eine
der Fig. 1 ähnliche, etwas vereinfachte Ausführungsform und Fig. 4 einen Längsschnitt
durch eine Ausführungsform, die sich durch veränderten Zusammenbau und Auswechseln
weniger Teile aus Fig. 3 ergibt.
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In Fig. 1 und 2 ist die Lenkspindel 1 mit dem Lager 2 im Lenkgehäusedeckel
24 axial unverschieblich gelagert. Der Teil 3 der Lenkspindel ist mit einer Keilverzahnung
versehen, die in die Schnecke 4 eingreift. Die Schnecke 4 ist mit einem Lager 5
im Kolben 6 drehbar gelagert. Die Schnecke 4 ist weiter über den Kugelumlaufteil
8 in der Lenkmutter 7 gelagert. In der Lenkmutter 7 ist eine Bohrung angeordnet,
in die ein Hebel 11 mit seinem Zapfen 12 eingeführt ist. Der Hebel 11 ist im oberen
Teil gabelförmig ausgebildet. Der gabelförmige Teil des Hebels 11 greift in eine
Nut 13 des Ventilkolbens 16 ein. Eine Drehbewegung der Lenkmutter 7 wird hierdurch
auf das Ventil 16 übertragen. Durch den Zapfen 12 kann sich der Hebel 11 in der
Nut 13 einwandfrei und ohne Spiel einstellen. Die Drehbewegung der Lenkmutter 7
wird durch die Anschläge 14 bzw. 14' und 15 bzw. 15' begrenzt. Die
Lagerringe
17 und 18 werden durch die Flanschschrauben 21 axial verspannt und dadurch gegen
Drehen gesichert. Die spielfreie Einstellung der Lager 9 und 10 geschieht durch
die Scheibe 19. Die Länge des Ventilkörpers 22 wird an den Flansch durch Ausgleichscheiben
20 angeglichen. Die Stellung der Teile zueinander wird durch Stifte 23 justiert.
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Der Kolben 6 ist in seinem Unterteil als Zahnstange 25 ausgebildet.
Diese Zahnstange greift in das Segment 26 der Lenkwelle 27 ein. Hierdurch wird die
Längsbewegung des Kolbens auf die Lenkwelle übertragen. Der Kolbendichtring 28 trennt
die beiden Zylinderräume voneinander. Die Schraube 29 stellt das Lagerspiel des
Lagers 5 ein und trennt gleichzeitig beide Zylinderräume. Der ballige Ring 31 bewirkt,
daß das Lager 5 verspannungsfrei eingestellt werden kann. Der durch die Eindrehung
32 gebildete Steg 33 kann zur Sicherung der Kontermutter 30 verstemmt werden. Das
Gehäuse 34 ist zugleich als Zylinder ausgebildet. Der obere Zylinderraum 37 wird
nach außen durch die Dichtung 38 abgedichtet. Durchsickerndes Lecköl kann sich im
Leckölraum 39 sammeln und über den Rücklauf abfließen. Der Leckölraum 39 ist nach
außen durch den Dichtring 41 abgedichtet. Die Manschette 42 verhindert, daß Spritzwasser,
in die Lenkung eindringen kann. Mit 40 bzw. 46 ist die Druckmittelrücklauf-
bzw. Zulaufbohrung im Gehäuse34 bezeichnet, an die in bekannterWeise dieDruckmittelrücklauf-
bzw. zulaufleitung angeschlossen ist.
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Mit 56, 56', 57, 57' bzw. 58 und 58' sind die Steuernuten im
Ventil 16 bzw. im Ventilgehäuse 22 bezeichnet, durch welche bei Verstellung des
Steuerventilkolbens das Druckmittel dem einen oder anderen Zylinderraum 36 bzw.
37 zugeleitet wird. Das Druckmittel wird den Zylinderräumen 37 und 36 über die Bohrungen
50 und 51 bzw. 49 und hier nicht dargestellte, an die Bohrungen angeschlossene Kanäle
zugeführt.
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In Fig. 3 und 4 sind abgewandelte Formen der Ausführung nach Fig.
1 dargestellt. Beim Einbau der Lenkungen ist es oft aus Platzgründen erforderlich,
den Lenkwellenanschluß möglichst nahe am Lenkhandrad zu haben. Andererseits kann
es auch erforderlich sein, daß der Raum unterhalb der Lenkung verbaut ist und deshalb
der Platz für den Einbau der Lenkung fehlt. Diesen Erfordernissen kommen die beiden
Ausführungen nach Fig. 3 und 4 entgegen. Bei der Fig. 3 ist der benötigte Einbauraum
unterhalb der Lenkung sehr klein. In Fig. 4 ist dagegen der Lenkwellenanschluß sehr
nahe bei dem Lenkhandrad, während der unterhalb der Lenkung gelegene Teil eine größere
Ausdehnung in axialer Richtung benötigt. Es kann auf diese Weise der Lenkungszusammenbau
immer dem jeweiligen Einbauraum angepaßt werden.
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In Fig. 3 steht die Lenkschnecke 64 ebenso wie in Fig. 1 mittels Kugelketten
mit der Lenkmutter 7 in trieblicher Verbindung. Ebenso ist hier wie in Fig. 1 oberhalb,
d. h. auf der dem Lenkhandrad zugekehrten Seite der Lenkwelle 87, das Ventilgehäuse
22 zwischen den Lenkgetriebegehäuseteilen 84 und 94 eingesetzt. Der Ventilkolben
16 für die Druckmittelsteuerung steht über den Zapfen 12 des Hebels 11 mit der Lenkmutter
7 in trieblicher Verbindung und wird durch eine Bewegung der Lenkmutter in Umfangsrichtung
verstellt. Die Ventilbetätigung ist auch hier, wie bereits bei Fig. 1 und 2 beschrieben.
Die Lenkspindel 61 ist mittels des Wälzlagers 62 im Gehäuseteil 84 axial unverschiebbar
gelagert. Der Teil 63 der Lenkspindel 61 weist Keilprofile auf, die mit entsprechend
ausgebildeten Gegenprofilen an der Lenkschnecke 64 im Eingriff stehen. Der mit Keilprofilen
versehene Teil 63 der Lenkspindel 61 ragt in eine Bohrung 60 des Kraftkolbens 66
hinein, wobei dieser mit dem Zylinderraum 97 in Verbindung stehende Raum 60 gegen
den Zylinderraum 96 durch eine Verschlußschraube 90 abgeschlossen ist. Die Lenkschnecke
64 lagert sich frei drehbar unter Vermittlung eines Wälzlagers 65 im Kraftkolben
66. Letztere steht über Zahnstangenprofile 85 mit einem auf der Lenkwelle 87 festen
Zahnsegment 86 im Eingriff. Zu beiden Seiten des im Gehäuse 94 gelagerten Kolbens
66 sind die Zylinderräume 96 und 97 gebildet, die durch eine Dichtung 88 am Kolben
66 abgeschlossen sind. Mit 100 ist die Druckmittelzuführungsbohrung bezeichnet,
an die die hier nicht dargestellte und zur Druckmittelpumpe führende Druckmittelzuführungsleitung
angeschlossen ist. Die hier nicht dargestellte und an den Reservebehälter angeschlossene
Druckmittelrücklaufleitung mündet in die Bohrung 101 am Gehäuseteil 84. Das Gehäuse
94 ist durch einen Deckel 110 nach außen abgeschlossen. Die Manschette 102 am Eintritt
der Lenkspindel in das Lenkgetriebegehäuse dient zur Verhinderung des Eindringens
von Spritzwasser od. dgl.
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Ein besonderer Vorteil an dieser Lenkung ist, daß man bei Einbauschwierigkeiten
durch anderen Zusammenbau deren äußere Form verändern kann. Dies zeigt die Fig.
4.
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Bei dieser Ausführungsform müssen lediglich die beiden Abschlußdecke1110
und 84 gemäß Fig. 3 in der in Fig.4 dargestellten Weise geändert werden. Die beiden
Abschlußdeckel sind hier mit 134 und 160 bezeichnet. Sämtliche anderen Teile der
Lenkeinrichtung sind in der gleichen Weise wie beimAusführungsbeispiel nach Fig.
3 ausgebildet. Die Lenkspindel ist hier mit 111 bezeichnet, die sich axial unverschieblich
mittels einer Wälzlagerung 117 im Zylinderabschlußdeckel134 lagert, wobei eine Abdichtung
des Zylinderraumes mittels Dichtungen 118 und 119 erfolgt und eine Manschette 152
das Eindringen von Spritzwasser verhindert. Der Kraftkolben 116 weist eine durchgehende
Bohrung 112 auf, durch die die Lenkspindel 111 hindurchragt. Das freie Ende der
Lenkspindel trägt Keilprofile 113, in die entsprechende, an derLenkschnecke114 gebildete
Gegenprofile eingreifen. Die Lenkschnecke lagert sich einerseits mittels eines Wälzlagers
115 im Kraftkolben 116 und ist mit diesem axial beweglich und andererseits unter
der Vermittlung von Kugelketten in der Lenkmutter 7. Die durchgehende Bohrung in
der Lenkschnecke 114 ist durch eine Scheibe 140 abgeschlossen und bildet mit dem
Zylinderraum 147 eine Einheit. Mit 146 ist der entgegengesetzte Zylinderraum bezeichnet,
der durch eine Dichtung 138 im Kraftkolben 116 gegenüber dem Zylinderraum 147 abgedichtet
ist. Am Kraftkolben sind Zahnstangenprofile gebildet, die mit einem auf der Lenkwelle137
festen Zahnsegment 136 im Eingriff stehen. Der Kraftkolben 116 ist in dem als Zylinder
dienenden Gehäuse 144 axial verschiebbar angeordnet. An das Gehäuse 144 schließen
der bereits genannte Abschlußdecke1134 und das die Druckmittelsteuereinrichtung
aufnehmende Gehäuse 22 an. Das Ventilgehäuse 22 wird durch den die Zu- bzw. Rückführungsbohrungen
150
bzw. 151 aufweisenden Abschlußdeckel 160 abgeschlossen.
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Im Gegensatz zum Aufbau gemäß Fig. 3 ist hier das Steuerventilgehäuse
unterhalb, d. h. auf der dem Lenkhandrad abgekehrten Seite der Lenkwelle 137 angeordnet.
Das Steuerventil 16 für den Hilfskraftkolben ist lür sämtliche drei Ausführungen
gemäß Fig. 1, 3 und 4 gleich ausgebildet. Der Querschnitt Fig. 2 gilt dementsprechend
für diese drei Ausführungen.