DE2060021B2

DE2060021B2 - Servolenkung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2060021B2
Application number: DE2060021A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Abt; Hans-Joachim Prof. Dr.- Ing. Foerster; Klaus Dipl.-Ing. Katz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1970-12-05
Filing date: 1970-12-05
Publication date: 1978-12-07
Also published as: DE2060021A1; IT945156B; DE2060021C3; US3757602A; GB1343662A; FR2117361A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Servolenkung für Fahrzeuge, mit einem Lenkgetriebegehäuse, in dem eine Lenkschnecke mit einem unmittelbar mit einer Lenkwelle zur Antriebsverbindung in Eingriff stehenden Arbeitskolben schraubbeweglich verbunden ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, eine derartige Servolenkung so zu verbessern, daß im Bereich der Eingriffsstelle zwischen Arbeitskolben und Lenkwelle auch für bei Nutzfahrzeugen auftretende höhere Beanspruchungen noch ausreichende Kolbenquerschnitte erhalten werden.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Längsmittelachse der Lenkschnecke zur Achse der Lenkwelle einen größeren Abstand aufweist als die Längsmittelachse des Arbeitskolbens.

Bei der Servolenkung nach der Erfindung ist die Längsmittelachse der Lenkschnecke nach der von der Lenkwelle abgelegenen Seite gegenüber der Kolbenachse versetzt, so daß eine besonders starke Kolbenwand gebildet wird, in die zum Beispiel ein Zahnstangenprofil für den Eingriff der Lenkwelle eingearbeitet sein kann. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft auf solche Servolenkungen anwendbar, bei denen im Bereich des Lenkwelleneingriffes am Arbeitskolben eine Kolbenausnehmung für das Einsetzen einer Lenkmutter vorgesehen ist. Diese Kolbenausnehmung schwächt naturgemäß die für den Lenkwelleneingriff zur Verfügung stehende Kolbenwand. Durch die Erfindung ist weiterhin der Vorteil erzielt, daß auch eine an sich für PKW ausgelegte kompakte Servolenkung, bei der die Lenkwelle im engen Zylinderteil eines im Durchmesser abgestuften und als Druckmittelzylinder ausgebildeten Lenkgetriebegehäuses gelagert ist und die drehachsnormale Mittenachse der Lenkmutter in der Mittelstellung der Lenkwelle mit der Lenkwellenachse annähernd in einer Ebene liegt, in Nutzfahrzeugen verwendet werden kann.

Bei einer derartigen Servolenkung befindet sich die Kolbenwand für den Lenkwelleneingriff im engen Zylinderabschnitt und weist daher bei zentrischer Lagerung der Lenkschnecke nur eine relativ kleine Wandstärke auf. Durch die erfindungsgemäße exzentrische Lagerung der Lenkschnecke ist diese kritische Wandstärke vorteilhaft vergrößert.

Um dem Arbeitskolben bei seiner Verstellung eine gewisse Einstelldrehbewegung zu ermöglichen und dabei durch die exzentrische Lenkschneckenlagerung eventuell bedingte Klemmwirkungen auszuschalten, ist in weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Servolenkung vorgesehen, daß das innere Lenkschnekkenende den Arbeitskolben durchsetzt und im Lenkgetriebegehäuse exzentrisch zur Achse des Arbeitskolbens gelagert ist

Bei der Servolenkung nach der Erfindung kann die Lenkschnecke eine konzentrische Dichtungshülse

ίο durchsetzen und das axial äußere Hülsenende am Lenkgetriebegehäuse gehaltert sein, wobei das axial innere Hülsenende mit einer mit einer zylindrischen Dichtfläche am Arbeitskolben zusammenarbeitenden Ringdichtung versehen ist Der besondere Vorteil dieser

ι ί Abdichtung besteht im wesentlichen darin, daß die am inneren Hülsenende angeordnete Dichtung auf einem durch die Hülse gebildeten gelenkigen Hebel sitzt und dadurch eine gewisse Einstellmöglichkeit gegenüber dem Arbeitskolben aufweist Diese Einstellmöglichkeit der Dichtung ist bei erfindungsgemäßer exzentrischer Anordnung der Lenkschnecke und damit auch der Dichtungshülse gegenüber dem Arbeitskolben besonders vorteilhaft
Wie die erfindungsgemäße Servolenkung beispielsweise im einzelnen ausgeführt sein kann, ist im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.
In der Zeichnung bedeutet
F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Servolenkung mit abgestuftem Lenkgetriebegehäuse und

F i g. 2 den Querschnitt gemäß Linie H-II in F i g. 1.
Ein als Druckmittelzylinder ausgebildetes Lenkgetriebegehäuse 10 ist in einen weiten Zylinderteil 11 und einen engen Zylinderteil 12 unterteilt. Ein Arbeitskolben 13 ist mit einem Führungsschaft 14 versehen, der im engen Zylinderteil 12 gleitet und ein Zahnstangenprofil 15 aufweist, in das ein Zahnsegment 16 einer in einer Gehäuseausbuchtung 17 des engen Zylinderteiles 12 gelagerten Lenkwelle 18 eingreift. Ein im Durchmesser gegenüber dem Führungsschaft 14 erweitertes Kolbenhemd 19 des Arbeitskolbens 13 gleitet im weiten Zylindertei! 11 und ist gegen letzteren durch eine Ringdichtung 20 abgedichtet. Durch die erläuterte

4^r> Durchmesserabstufung ergibt sich ein gedrungenes Gehäuse, dessen Baulänge dadurch kurz gehalten wurde, daß die drehachsnormale Mittenachse 22 (F i g. 2) einer im Führungsschaft 14 drehbar und axial unverschiebbar gelagerten Lenkmutter 21 mit der

^r)(i Achse 23 der Lenkwelle 18 in einer mittleren Lenkstellung der Lenkwelle annähernd in einer Ebene (II-11 in Fig. 1)liegt. Durch diese Anordnung ergibt sich zwangsläufig, daß eine drehachsnormale Ausnehmung 24 im Führungsschaft 14 für das Einsetzen der

Vi Lenkmutter 21 mit dem Zahnstangenprofil 15 im gleichen Kolbenbereich liegt.

Gemäß der Erfindung ist eine mit der Lenkmutter 21 über einen Kugelumlauf 25 schraubbeweglich verbundene und mittels einer sowohl zur drehbaren Lagerung als

ho auch zur axialen Fixierung dienenden Lageranordnung

26 im weiten Zylinderteil 12 abgestützte Lenkschnecke

27 in bezug auf ihre Längsmittelachse 32 gegenüber der Längsmittelachse 28 des Arbeitskolbens bzw. des Zylinders um einen Betrag 29 exzentrisch gelagert.

ii "> Dadurch wird eine Wandstärke 30 trotz der Ausnehmung 24 relativ groß, so daß das Zahnstangenprofil 15 — insbesondere in einen Querschnitt 31 — auch hohen Beanspruchungen gewachsen ist.

Das innere Lenkschneckenende 33 läuft in einen Lagerzapfen 34 aus, der mittels eines Wälzlagers 35 ebenfalls exzentrisch gegenüber der Längsmittelachse 28 im engen Zylinderteil 12 gelagert ist. Diese Lenkschneckenlagerung ist zur Vermeidung von KoI-benverklemmungen günstiger als eine Anordnung, bei der das Lager 35 in den Führungsschaft 14 eingesetzt ist

Der Arbeitskolben 13 ist zur Abdichtung gegenüber der Lenkschnecke 27 mit einer zylindrischen konzentrischen Dichtfläche 36 versehen, mit der eine auf eine Dichthülse 37 aufgesetzte Ringdichtung 38 zusammenarbeitet

Die Ringdichtung 38 ist am axial inneren Hülsenende

39 angeordnet und weist zum axial äußeren Hülsenende

40 einen konstanten Hebelarm 41 auf. Das Hülsenende 40 ist mittels der Lageranordnung 26 axial und radial am weiten Zylinderteil 11 fixiert und mittels je einer Ringdichtung 42 bzw. 43 gegen Lenkschnecke 27 und Lageranordnung 26 abgedichtet Da das äußere Hülsenende 40 nur auf einer kleinen Fläche eingespannt ist kann das innere Hülsenende 39 geringfügige Schwenkbewegungen ausführen, wenn der Arbeitskolben 13 eventuell unter Last kleine Einstelldrehbewegungen aufführt

Zur Einsparung von Baulänge ist ein inneres Axiallager 44 der Lageranordnung 26 an einem Bund 45 am äußeren Ende 40 der Dichthülse 37 zentriert Diese Ausführung baut kürzer, als wenn die Lenkschnecke 27 selbst mit einem entsprechenden Lagerbund versehen ist Um dem Arbeitskolben 13 kleine Drehbewegungen zu ermöglichen, ohne daß infolge der exzentrischen Lenkschneckenlagerung Verklemmungen zwischen Kolben 13 und Lenkmutter 21 auftreten, ist die Lenkmutter ausschließlich durch Axiallager 46 und 47 im Arbeitskolben 13 abgestützt Bei dieser Lagerausführung sind radiale Einstellbewegungen der Lenkmutter gegenüber dem Kolben möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Servolenkung für Fahrzeuge, mit einem Lenkgetriebegehäuse, in dem eine Lenkschnecke mit einem unmittelbar mit einer Lenkwelle zur Antriebsverbindung in Eingriff stehenden Arbeilskolben schraubbeweglich verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelachse

(32) der Lenkschnecke (27) zur Achse (23) der Lenkwelle (18) einen größeren Abstand aufweist als die Längsmittelachse (28) des Arbeitskolbens (13).

2. Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Lenkschneckenende

(33) den Arbeitskolben (13) durchsetzt und im Lenkgetriebegehäuse (Zylinderteil 12) exzentrisch zur Achse der den Arbeitskolben (13) aufnehmenden Bohrung gelagert ist.