DE1194718B - Hydraulische Hilfskraft-Lenkvorrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B62d

Deutsche Kl.: 63 c-47

Nummer: 1194718

Aktenzeichen: B 6876211/63 c

Anmeldetag: 7. September 1962

Auslegetag: 10. Juni 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Hilfskraftlenkvorrichtung mit einer mit dem Lenkrad verbundenen Eingangswelle, einem gegen axiales Verschieben gesicherten und antriebsmäßig mit der Eingangswelle unter Zwischenschalten eines axial gerichteten Torsionsstabes verbundenen Getriebe, einem Ventilschieber, der koaxial zur Eingangswelle angeordnet und mit dem Getriebe verbunden ist, und mit einem Ventilrotor, der teleskopartig im Ventilschieber angeordnet ist.

Bei bekannten Lenkvorrichtungen der vorerwähnten Art sind das Steuerventil und das Lenkgetriebe in getrennten Abschnitten des Gehäuses untergebracht, und es sind entsprechende Vorrichtungen, wie Rollen und Lager, an beiden Enden des Ventilgehäuseabschnittes vorgesehen, um den Ventilschieber gegen eine axiale Verschiebung zu halten, während eine Drehung des Ventilschiebers möglich ist; der Ventilrotor ist mit der Eingangswelle z. B. über radiale Stifte befestigt, und es sind üblicherweise Mittel vorgesehen, die den Ventilschieber, die Eingangswelle und den Ventilrotor gegen eine axiale Bewegung im Gehäuse halten. Um den Aufbau dieser Anordnung etwas zu vereinfachen, ist es auch bekannt, einen ringförmigen Flansch auf der Lenkschnecke vorzusehen und diesen Flansch zwischen einem der Endlager und dem benachbarten Ende des Ventilschiebers zu befestigen, wobei keine zusätzliche Vorrichtung zur Halterung gegen eine Axialverschiebung erforderlich ist. Diese Konstruktion weist jedoch nur Vorteile auf, wenn der Durchmesser der Schnecke wesentlich kleiner ist als der des Ventilschiebers.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine hydraulische Hilfskraftlenkvorrichtung mit einer vereinfachten Ventilanordnung vorzusehen, wobei die Herstellung wirtschaftlich und der Zusammenbau sowie die Einstellung einfach sind.

Demgemäß ist die hydraulische Hilfskraftlenkvorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilrotor am inneren Ende der Eingangswelle ausgebildet ist, daß der Drehstab in an sich bekannter Weise an entgegengesetzten Enden mit der Eingangswelle und der Lenkschnecke verbunden ist und daß die Lenkschnecke mit dem Ventilschieber über eine an sich bekannte exzentrische Einstellschraube in Verbindung steht, die von der Lenkschnecke aufgenommen wird und deren Kopf in die abgeschrägten Wandungen einer Aussparung eingreift, welche im inneren Ende des Ventilschiebers vorgesehen ist, wobei der Ventilschieber nachgiebig gegen die exzentrische Einstellschraube vorgespannt ist.

Hydraulische Hilfskraft-Lenkvorrichtung

Anmelder:

The Bendix Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Begrich, Patentanwalt,
Regensburg 3, Lessingstr. 10

Als Erfinder benannt:

Farlow Berglund Burt, Winter Park, Fla.;

James Lee Vickers, South Bend, Ind. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. September 1961
(138 755)

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung dient der Torsionsstab nicht nur in üblicher Weise als Zentrierung für den Ventilrotor, sondern hält den Ventilrotor auch in seiner axialen Stellung gegenüber der Lenkschnecke, und die exzentrische Einstellschraube, die wie im Falle bekannter Anordnungen zum Einstellen der ralativen Winkelstellung des Ventilschiebers und Rotors dient, übernimmt die zusätzliche Aufgabe, den Ventilschieber mit der Lenschnecke zu verbinden. Infolgedessen ist keine zusätzliche Vorrichtung in dem Ventilgehäuse erforderlich, um den Ventilschieber und Rotor gegen eine Axialbewegung zu begrenzen, so daß der Aufwand für die Anordnung wesentlich geringer und der Zusammenbau vereinfacht wird.

Im folgenden wird an Hand eines Ausführungsbeispieles die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine kraftbetätigte Lenkvorrichtung gemäß der Erfindung, die in Verbindung mit schematisch angedeuteten Teilen eines Kraftfahrzeuges gezeigt ist,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 nach Fig.l,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 nach

ig.l,

Fig.4 einen Schnitt längs der Linie4-4 nach Fig. 1,

F i g. 5 eine zusammengesetzte Schnittansicht, die die Bohrungen nach den F i g. 2, 3 und 4 zum besse-

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ren Verständnis in eine Ebene verschoben zeigt, wo- den Rotorschlitze 70, die radial verlaufenden Rotor-

bei die Durchflußwege im Ventil sichtbar werden, bohrungen 72, die Rotorbohrung 74, die radial ver-

F i g. 6 eine Ansicht längs der Linie 6-6 nach laufenden Bohrungen 100 und die Auslaßkammer

F i g. 1 und 102 erfolgt. Die Zylinderöffnung 44 steht mit den

F i g. 7 eine vergrößerte Ansicht der Einstellvor- 5 Schieberschlitzen 78 über radiale Schieberbohrungen

richtung. 96 und die Ringnut 88 in Verbindung, während die

In F i g. 1 sind die Vorderräder eines Fahrzeuges, Zylinderöffnung 46 mit Schieberschlitzen 76 über

das durch Drehen einer mit der Antriebswelle 12 ver- radiale Bohrungen 94 und die Ringnut 92 verbun-

bundenen Lenkwelle (nicht dargestellt) gelenkt wer- den ist.

den soll, mit 10 bezeichnet. Eine Schnecke 14 mit io In den ringförmigen Stegen 80, 82, 84 und 86 sind einem Schaft 16 ist mit der Eingangswelle 12 antriebs- Dichtungen vorgesehen, so daß Leckverluste vermiemäßig verbunden, Schnecke und Schaft werden mit den werden. Diese Abdichtungen sind endlose Dich-Hilfe von Kugellagern 18, die an jedem Ende der tungsringe rechteckförmigen Querschnittes aus glas-Schnecke angeordnet sind, gegen eine axiale Ver- gefülltem Kunststoff. Der Glasgehalt erhöht den Schiebung gehalten. Eine Zahnrolle 20 greift in die 15 Druck, der vor dem Pressen ausgehalten wird und Schnecke ein und wird am einen Ende der Lenk- erhöht die Reibung im Vergleich zu reinem Kunststockwelle 22 gehalten, die im Gehäuse 24 gelenkig stoff nur unwesentlich. Die Glasfüllung beträgt gelagert ist. Ein Lenkstock 26 ist am anderen Ende 15 Gewichtsprozent geschliffene Fasern. Höhere Proder Lenkstockwelle 22 und an den Achsschenkeln 28 zentzahlen von Glas verringern die Streckeigenschaft der Räder 10 über eine dreiteilige Spurstange 30, 32, 20 und erhöhen den Reibungskoeffizienten des Materials 30 und einen Arm 34 befestigt, welcher am einen in Berührung mit Metallen. Absperringe 103 und 105 Ende am Fahrzeugrahmen angelenkt ist. dichten die axial verlaufenden Schieberschlitze 76

Die hydraulische Hilfskraft für die Lenkung weist und 78 ab und dienen auch als Lager,
einen Servomotor 38 auf, der zwischen dem Spur- Die Einlaßöffnung 60 steht mit der zentrischen stangenteil 32 und dem Fahrzeugrahmen 36 vorge- 25 Ringnut 90 in Verbindung, während die Zylindersehen ist, wie in F i g. 1 gezeigt. Der Servomotor kann Öffnungen 44 und 46 mit den Ringnuten 88 und 92 jedoch auch an einer beliebigen anderen Stelle vor- auf beiden Seiten verbunden sind. Ein Rückdruck gesehen werden, z. B. unmittelbar mit der Lenkvor- wird durch die Mitte des Rotors zur Auslaßöffnung richtung verbunden sein. Ein Kolben 40 teilt den 62 geleitet. Diese besondere Öffnungsanordnung verZylinder 42 in zwei getrennte Kammern, die dauernd 30 ringert die Anzahl von Kunststoffdichtungen mit mit Zylinderöffhungen 44 und 46 des Drehventils 48 hohen Differentialdrücken auf höchstens zwei und über Leitungen 50 und 52 in Verbindung stehen. erzeugt kein axiales Ungleichgewicht im Ventil.

Die Hauptbestandteile des Drehventils 48 sind das Eine exzentrische Einstellschraube 104 dient, wie Gehäuse54, der Rotor 56, der am Ende der An- in den Fig. 1, 6 und 7 gezeigt, zur Befestigung des triebswelle 12 vorgesehen ist, und der Schieber 58, 35 Ventilschiebers 58 auf dem Schneckenschaft 16. Die der zwischen Rotor und Gehäuse liegt. Im Gehäuse exzentrische Einstellschraube wird in den Schnecken-54, sind eine Einlaßöffnung 60, eine Auslaßöffnung 62 schaft am einen Ende 106 eingeschraubt. Das andere und die beiden Zylinderöffnungen 44 und 46 aus- sphärische Kopfende 108 reicht bis in die abgeschräggebildet. Der Rotor 56, der auf einem Nadelrollen- ten Wandungen einer Aussparung 110, die in das lager 64 am äußeren Ende und auf einem Bronze- 40 Ende des Ventilschiebers 58 eingearbeitet ist. Nach lager 66 auf der Antriebsseite der Schnecke 14 um- dem Entfernen des Schraubstöpsels 112 kann die exläuft, enthält sechs in axialer Richtung verlaufende, zentrische Einstellschraube 104 mit Hilfe eines in gleichem Abstand versetzte Schlitze, die am äuße- Schraubenschlüssels gedreht werden, so daß das Venren Umfang ausgebildet sind. Drei dieser Schlitze til eingestellt werden kann, indem durch Drehen der sind mit 68 und die anderen drei mit 70 bezeichnet. 45 exzentrischen Einstellschraube eine Drehung des Radial verlaufende Bohrungen 72 verbinden die Ro- Schiebers gegenüber der Schnecke erzielt wird. Da torschlitze 70 mit einer axial verlaufenden Rotorboh- das Maß zwischen dem Ventilrotor 56 und dem rung 74. Am inneren Umfang des Ventilschiebers 58 Schaft 16 der Schnecke 14 mit Hilfe eines Torsionssind sechs in axialer Richtung verlaufende, im glei- Stabes 114 eingehalten wird, die am einen Ende 115 chen Abstand versetzte Schlitze 76 und 78 ausgebil- 50 mit dem Rotor 56 und am anderen Ende 116 mit der det. Am äußeren Umfang des Ventilschiebers 58 sind Schnecke 14 verbunden ist, wird durch diese Einvier ringförmige Stege 80, 82, 84 und 86 sowie drei stellung der Schieber gegenüber dem Rotor gedreht, ringförmige Nuten 88, 90 und 92 vorgesehen. Die so daß ein Abgleich der Drücke auf entgegengesetzten Verbindung zwischen den Schieberschlitzen 76 und Seiten des Kolbens 40 möglich ist.
der Ringnut 92 erfolgt durch eine Anordnung von 55 Die drei im gleichen Abstand voneinander anradial verlaufenden Bohrungen 98, während die Ver- gebrachten Durchflußwege, die oben bereits erwähnt bindung zwischen den Schieberschlitzen 78 und der wurden, ergeben auf Grund des Flüssigkeitsflusses im Ringnut 88 durch radial verlaufende Bohrungen 96 Ventil ausgeglichene Kräfte, wodurch jedes Kleben erfolgt. Die radial verlaufenden Bohrungen 98 ver- auf Grund eines hydraulischen Ungleichgewichtes bebinden die Rotorschlitze 68 mit der Ringnut 90. Aus 60 seitigt wird. Durch Drehen des Lenkrades wird der der Zeichnung, besonders den F i g. 1 und 5, läßt sich Ventilrotor 56 gegenüber dem Ventilschieber 58 auf entnehmen, daß, wenn das Drehventil 48, das als Grund der Verdrehung des Torsionsstabes 114 geVentil mit offener Mitte ausgebildet ist, in seiner dreht, der den Ventilrotor und die Lenkschnecke verneutralen Stellung steht, ein Durchfluß von der Ein- bindet. Diese Bewegung erfolgt proportional zum laßöffnung 60 zur Auslaßöffnung 62 über die Ring- 65 Lenkdrehmoment. Wie in Verbindung mit F i g. 5 genut90, die radial verlaufenden Schieberbohrungen zeigt ist, bewirkt eine Relativdrehung zwischen dem 98, die axial verlaufenden Rotorschlitze 68, die axial Ventilrotor 56 und dem Ventilschieber 58, daß eine verlaufenden Schieberschlitze 76, die axial verlaufen- der Zylinderöffnungen 44 bzw. 46 mit der Einlaß-

öffnung 60 und die andere Zylinderöffnung mit der Auslaßöffnung 62 in Verbindung steht. Dadurch wird ein Differentialdruck am Kolben 40 erzeugt und ergibt eine kraftbetätigte Lenkung. Zwischen Rotor 56 und Schnecke 14 ist mit Hilfe einer Zungen- und Nutanordnung, die einen ausreichenden Abstand aufweist, um eine normale Ventilbewegung zu ermöglichen, eine mechanische Sicherheitsverbindung vorgesehen. Fällt die hydraulische Betätigungskraft aus, verdreht der Fahrer den Torsionsstab 114, bis die Zunge 118 die Wandung 120 der Nut berührt. Dann wild das Antriebsdrehmoment in ähnlicher Weise wie in einer ausschließlich von Hand betriebenen Lenkvorrichtung übertragen. Der Torsionsstab 114, der den Rotor und die Schnecke miteinander verbindet und ein mechanisches Rückgefühl für den Straßenwiderstand gegen ein Verschwenken der gelenkten Räder ergibt, ermöglicht die erforderliche Winkelbewegung, die zwischen Schieber und Rotor für die Ventilbetätigung erforderlich ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Hilfskraft-Lenkvorrichtung mit einer mit dem Lenkrad verbundenen Eingangswelle, einem gegen axiales Verschieben gesicherten und antriebsmäßig mit der Eingangswelle unter Zwischenschalten eines axial gerichteten Torsionsstabes verbundenen Getriebe, einem Ventilschieber, der koaxial zur Eingangswelle angeordnet ist und antriebsmäßig mit dem Getriebe in Verbindung steht, und mit einem Ventilrotor, der teleskopartig im Ventilschieber angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilrotor (56) am inneren Ende der Eingangswelle (12) ausgebildet ist, daß der Torsionsstab (114) in an sich bekannter Weise an semen entgegengesetzten Enden mit der Eingangswelle (12) und der Lenkschnecke (14) verbunden ist und daß die Lenkschnecke mit dem Ventilschieber (58) über eine an sich bekannte exzentrische Einstellschraube (104) in Verbindung steht, die von der Lenkschnecke aufgenommen wird und deren Kopf in die abgeschrägten Wandungen einer Aussparung (110) eingreift, welche im inneren Ende des Ventilschiebers vorgesehen ist, wobei der Ventilschieber nachgiebig gegen die exzentrische Einstellschraube vorgespannt ist.

2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle (12) am inneren Ende von einer Hülse (66) aufgenommen wird, die drehbar in einer axialen Bohrung der Lenkschnecke (14) befestigt ist.

3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber gegen die exzentrische Schraube (104) mit Hilfe einer Feder gedrückt wird.

4. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrische Einstellschraube (104) auf einem Schaftteil der Lenkschnecke (14) angebracht ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 016 577;
französische Patentschrift Nr. 1 212 291;
britische Patentschrift Nr. 876 772;
USA.-Patentschrift Nr. 2 464 110.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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