DE1291230B

DE1291230B - Servolenkung fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1291230B
Application number: DED50384A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr Ing Hans Foerster; Klaus Dipl-Ing Katz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1966-06-24
Filing date: 1966-06-24
Publication date: 1969-03-20
Also published as: GB1111370A; US3444786A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Servolenkung Zur Ausschaltung der ersten Reaktionskraft kann

für Kraftfahrzeuge mit einem die Handkraft am in den Steuerschieber ein Sicherungsring eingesetzt Lenkhandrad unterstützenden Servomotor, der über sein, an dem der Kolbentopf abstützbar ist. Hierdurch einen Steuerschieber in Abhängigkeit von einem auf wird erreicht, daß die eine Relativbewegung zwischen Bewegungen des Lenkhandrades ansprechenden 5 Steuerschieber und Reaktionskolben begrenzenden Geberorgan gesteuert wird und bei der eine vom Mittel nur noch aus einem einzigen Normteil bejeweiligen Lastdruck abgeleitete, der Handkraft ent- stehen, das einfach zu montieren ist. Die Beansprugegenwirkende erste Reaktionskraft zwischen Steuer- chungen bei der Abstützung des Kolbentopfes sind schieber und zugehörigem Reaktionskolben wirksam durch die ringförmige Stützfläche am Sicherungsring ist, und mit einer Einrichtung zur Begrenzung der io relativ klein,

Handkraft, bei der. zur Ausschaltung der ersten Die Vorspannung der federnden Mittel für die

Reaktionskraft die Relativbewegung zwischen Steuer- Handkraftbegrenzung kann durch einen die Relativschieber und Reaktionskolben begrenzenden Mittel bewegung des im Kolbentopf verschiebbaren Kolbensowie zur Bildung einer der Handkraft gleichfalls gliedes begrenzenden Anschlag aufgefangen werden, entgegenwirkenden zweiten Reaktionskraft am kraft- 15 Auch bei dieser Ausführungsform bilden Steuerübertragenden Reaktionskolben angreifende federnde schieber, Reaktionskolben und federnde Mittel für Mittel vorgesehen sind^ die Handkraftbegrenzung eine vormontierbare, leicht

Bei einer bekannten Servolenkung (deutsche Aus- auszuwechselnde Baueinheit.

legeschrift 1111 966) dieser Art sind die in einem Der Anschlag kann durch einen in den Kolbentopf

gemeinsamen Druckmittelraum des Steuerschiebers 20 eingesetzten Sicherungsring gebildet sein, an dem das angeordneten Reaktionskolben gegenseitig durch die im Kolbentopf verschiebbare Kolbenglied abstützbar Zentrierfeder zur mechanischen Rückstellung des ist.

Steuerschiebers abgestützt. Bei dieser Anordnung sind Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung

die federnden Mittel für die Handkraftbegrenzung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert,
und die Zentrierfeder sowohl baulich als auch funk- 25 Die Figur zeigt einen Querschnitt durch das Getionell in Reihe geschaltet. Die federnden Mittel für häuse eines Lenkgetriebes.

die Handkraftbegrenzung müssen daher wegen der Ein Gehäuse 1 eines Lenkgetriebes weist einen

zusätzlichen Belastung durch die Zentrierfeder stärker zylindrischen Arbeitsraum 2 für einen Arbeitskoldimensioniert werden. Durch die genannte Reihen- ben 3 auf. Der Arbeitskolben 3 ist axial unverschiebanordnung ergibt sich eine große Baulänge des 30 bar, jedoch drehbar mit einer Lenkmutter 4 verbun-Steuerschiebers. den, die einen radialen Arm 6 als Geberorgan für

Der Erfindung liegt -die Aufgabe zugrunde, eine einen im Gehäuse 1 verschiebbaren Steuerschiebers Servolenkung mit kurzer Baulänge des Steuer- aufweist. Die Lenkmutter 4 ist über einen Kugelschiebers zu schaffen und die "Reaktionskolben in umlauf, von dem nur ein Führungskanal 7 für die eigenen getrennten Druckmittelräumen so anzuord- 35 Kugeln sichtbar ist, mit einer Lenkschnecke 8 nen, daß bei der Rückstellung des Steuerschiebers schraubbeweglich verbunden. Die Lenkschnecke 8 in die Mittellage in jeweils einem dieser Räume ein selbst steht in drehfester Verbindung (nicht gezeigt) Gegendruck erzeugt wird, welcher der durch Reak- mit dem Lenkhandrad des Kraftfahrzeuges,
tionsmomente im Lenkgetriebe bei der Rückstellung Der Steuerschieber 5 ist in einer Gehäusebohrung 9

der Fahrzeugräder verursachten Bewegung des 40 verschiebbar angeordnet, die an ihrem einen Ende Steuerschiebers in die Bremsstellung entgegenwirkt, durch ein Verschlußteil 10 und an ihrem anderen wobei in dieser Breiosstellung ein die Rückstellung -Ende durch einen Gehäusedeckel 11 druck- und des Arbeitskolbens hemmender Druck aufgebaut flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist.
wird. Der Steuerschieber S wird in der gezeichneten

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch 45 Normalstellung durch eine vorgespannte Zentriergelöst worden, daß der bzw. die Reaktionskolben in feder 12 gehalten, die konzentrisch zum Steueran sich bekannter Weise topfförmig ausgebildet und schieber 5 und axial zwischen ringförmigen Anschlagdie federnden Mittel für die zweite Reaktionskraft scheiben 13 und 14 angeordnet ist. In der Normalinnerhalb des mit seiner, stirnseitigen Öffnung zur stellung des Steuerschiebers liegt die Anschlagscheibe benachbarten Wand des Steüerschiebergehäuses hin- 50 13 gleichzeitig an einer Anschlägfläche 15 des Geweisenden Kolbentopfes angeordnet sind und an häusedeckels 11 und einer Anschlagfläche 16 des einem in diesem verschiebbaren Kolbenglied an- Steuerschiebers 5 an, während die Anschlagscheibe greifen. 14 in entsprechender Weise gleichzeitig an einer An-

Durch die Erfindung werden trotz einer möglichen schlagfläche 17 des Gehäuses 1 und einer Anschlag-Verkürzung des den Steuerschieber aufnehmenden 55 fläche 18 des Steuerschiebers 5 anliegt.
Gehäuses eine größere Führungslänge für die Zur Steuerung des hydraulischen Druckmittels für

Reaktionskolben sowie eine Gewichtsverminderung den Arbeitskolben 3, der in nicht gezeigter Weise mit u. a. durch kleinere parallel zur Zentrierfeder wir- der getriebeausgangsseitigen Lenkwelle in Antriebskende Federn für die Handkraftbegrenzung erzielt. verbindung steht, weist die Gehäusebohrung 9 drei Durch die Erfindung ist die Montage der Reaktions- 60 ringförmig verlaufende Steuernuten A, B und C auf. kolben und der federnden Mittel vereinfacht. Diese Die Steuernut A steht mit einem Vorratsbehälter für Teile können zusammen mit dem Steuerschieber vor- das Druckmittel in Verbindung, die Steuernut B ist montiert werden. Bei gegebenem Schieberquerschnitt an eine Druckmittelpumpe angeschlossen, und die kann der Durchmesser der Reaktionskolben durch die Steuernut C mündet direkt über eine Gehäuseausnehvergrößerte Führungslänge größer ausgelegt werden. 65 mung 19 in den ersten der beiden durch den Kolben 3 Das verschiebbare Kolbenglied, an dem die federnden gebildeten Arbeitsräume im Zylinder 2.
Mittel für die Handkraftbegrenzung angreifen, ist am Der Steuerschieber 5 weist ebenfalls drei ring-

Gehäuse des Steuerschiebers abstützbar. förmig verlaufende Steuernuten a, b und c auf. Im

Bereich der der Steuernut α gegenüberliegenden Wandung der Bohrung 9 mündet ein Kanal 20, der mit dem ersten Arbeitsraum des Zylinders 2 in Verbindung steht. Je nach Stellung der Steuernut α ist der Kanal 20 entweder druckdicht verschlossen oder mit der Steuernut A bzw. mit dem Vorratsbehälter für das Druckmittel verbunden.

Im Bereich der der Steuernut b gegenüberliegenden Wandung mündet ein nicht gezeigter Kanal zum zweiten Arbeitsraum im Arbeitszylinder 2.

Je nach Auslenkung des Steuerschiebers 5 in der einen oder anderen Richtung wird das ständig von der Pumpe geförderte Druckmittel — das in der Normalstellung im wesentlichen ohne Drosselung und somit drucklos von der Steuernut B über die Steuernut A in den Vorratsbehälter zurückfließt — am jeweiligen Übergang zwischen der Steuernut B einerseits und entweder Steuernut b oder Steuernut c andererseits gedrosselt. Hierdurch resultiert in einem der Arbeitsräume ein Überdruck gegenüber dem ao Druck des anderen Arbeitsraumes.

Den beiden Arbeitsräumen des Arbeitszylinders 2 ist je ein Reaktionskolben 21 bzw. 22 zugeordnet. Die Reaktionskolben 21 und 22 sind topfförmig ausgebildet und in je einer axialen Bohrung 23 bzw. 24 des Steuerschiebers 5 druckdicht und verschiebbar geführt.

Das innere Ende der axialen Bohrung 23 steht über eine radiale Zwischenbohrung 25, die Steuernut a und den Gehäusekanal 20 mit dem ersten Arbeitsraum in Verbindung.

Das innere Ende der axialen Bohrung 24 steht über eine radiale Zwischenbohrung 26, die Steuernut b sowie den zugehörigen und nicht sichtbaren Gehäusekanal mit dem zweiten Arbeitsraum im Arbeitszylinder 2 in Verbindung.

Jeder Reaktionskolben 21 bzw. 22 besteht aus dem sogenannten Kolbentopf 21 α bzw. 22 α und einem in diesen teleskopartig verschiebbaren Kolbenglied 21 b bzw. 22 b.

Im Inneren der Kolbentöpfe 21 α und 22 a ist je eine Reaktionsfeder 27 bzw. 28 angeordnet, die jeweils am Kolbentopf 21 α bzw. 22 α einerseits und am beweglichen Kolbenglied 21 b bzw. 22 b andererseits angreift.

Die Vorspannung der Reaktionsfedern 27 und 28 wird durch je einen Sicherungsring 29 und 30 abgefangen, der in den zugehörigen Kolbentopf 21 α bzw. 22 α eingesetzt ist und an dem sich das bewegliche Kolbenglied 21 b bzw. 22 b abstützt.

Die Relativbewegung jedes Kolbentopfes 21 α bzw.

22 a gegenüber dem Steuerschiebers wird durch einen Sicherungsring 31 bzw. 32 begrenzt, der am öffnungsseitigen Ende in die den betreffenden Reaktionskolben 21 bzw. 22 aufnehmende Bohrung

23 bzw. 24 des Steuerschiebers 5 eingesetzt ist. Wird der Arm 6 der Lenkmutter 4 durch Drehen

am Lenkhandrad beispielsweise im Uhrzeigersinn gedreht, erfolgt zwangläufig eine Verschiebung des Steuerschiebers S in Richtung des Gehäusedeckels 11, falls das durch Handkraft erzeugte Drehmoment in seiner Wirkung auf den Steuerschiebers größer ist als die Vorspannung der Zentrierfeder 12. Durch diese Bewegung des Steuerschiebers 5 wird der Gehäusekanal 20 gegen die Steuernut A abgeschlossen und über die Zwischenbohrung 25 mit der Bohrung 23 für den Reaktionskolben 21 verbunden. Der Druck in dem an dem Gehäusekanal 20 angeschlossenen ersten Arbeitsraum wird hierdurch in reduzierter Höhe auf den Kolbentopf 21 α wirksam. Unter diesem Einfluß werden Kolbentopf 21 α, Reaktionsfeder 27 und Kolbenglied 21 b gemeinsam gegen den Gehäusedeckel 11 verschoben, und das Kolbenglied 21 b stützt sich am Gehäusedeckel 11 ab. Infolgedessen wirkt eine erste Reaktionskraft, die aus dem Druck in der Bohrung 23 und der wirksamen Fläche des Kolbentopfes 21 α resultiert, der durch den Lenkmutterarm 6 eingeleiteten Kraft am Steuerschieber 5 und damit der am Lenkhandrad aufzubringenden Handkraft entgegen.

Übersteigt diese erste Reaktionskraft die Vorspannkraft der zwischen Kolbentopf 21 α und Kolbenglied b wirkenden Reaktionsfeder 27, wird die erste Reaktionskraft selbsttätig ausgeschaltet, indem sich der Kolbentopf 21 α unter gleichzeitigem Zusammendrücken der Reaktionsfeder 27 am Sicherungsring 31 abstützt. Bei weiter ansteigenden Lenkkräften wirkt der über den Lenkmutterarm 6 auf den Steuerschieber 5 übertragenen Handkraft nur noch die Federkraft der Feder 27 als weite Reaktionskraft entgegen, wenn man von dem geringfügigen Einfluß der Zentrierfeder 12 absieht.

Claims

Patentansprüche:

1. Servolenkung für Kraftfahrzeuge mit einem die Handkraft am Lenkhandrad unterstützenden Servomotor, der über einen Steuerschieber in Abhängigkeit von einem auf Bewegungen des Lenkhandrades ansprechenden Geberorgan gesteuert wird und bei der eine vom jeweiligen Lastdruck abgeleitete, der Handkraft entgegenwirkende erste Reaktionskraft zwischen Steuerschieber und zugehörigem Reaktionskolben wirksam ist, und mit einer Einrichtung zur Begrenzung der Handkraft, bei der zur Ausschaltung der ersten Reaktionskraft die Relativbewegung zwischen Steuerschieber und Reaktionskolben begrenzende Mitte] sowie zur Bildung einer der Handkraft gleichfalls entgegenwirkenden zweiten Reaktionskraft am kraftübertragenden Reaktionskolben angreifende federnde Mittel vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Reaktionskolben (21 bzw. 22) in an sich bekannter Weise topfförmig ausgebildet und die federnden Mittel (Reaktionsfeder 27 bzw. 28) für die zweite Reaktionskraft innerhalb des mit seiner stirnseitigen Öffnung zur benachbarten Wand des Steuerschiebergehäuses (Gehäusedeckel 11 bzw. Verschlußteil 10) hinweisenden Kolbentopfes (21 a bzw. 22 a) angeordnet sind und an einem in diesem verschiebbaren Kolbenglied (21 b bzw. 22 b) angreifen.

2. Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Kolbenglied {21b bzw. 22 b) am Gehäuse (1) des Steuerschiebers (5) abstützbar ist.

3. Servolenkung nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausschaltung der ersten Reaktionskraft in dem Steuerschieber (5) ein Sicherungsring (31 bzw. 32) eingesetzt ist, an dem der Kolbentopf (21 α bzw. 22 a) abstützbar ist.

4. Servolenkung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

eine Vorspannung der federnden Mittel (Reaktionsfeder 27 bzw. 28) für die zweite Reaktionskraft durch einen die Relativbewegung des im Kolbentopf (21 α bzw. 22 a) verschiebbaren Kolbengliedes (21 b bzw. 22 b) begrenzenden Anschlag erzeugt ist.

5. Servolenkung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des verschiebbaren Kolbengliedes (21 & bzw. 22 &) durch einen in den Kolbentopf (21a bzw. 22 a) eingesetzten Sicherungsring (29 bzw. 30) begrenzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen