DE2242443A1

DE2242443A1 - Vorrichtung zur steuerung des hilfsantriebs von lenkgehaeusen mit einer zahnstange

Info

Publication number: DE2242443A1
Application number: DE19722242443
Authority: DE
Inventors: Robert Marest
Original assignee: Gemmer France SA
Current assignee: Gemmer France SA
Priority date: 1971-04-06
Filing date: 1972-08-29
Publication date: 1974-03-07
Also published as: FR2133043A5; GB1345668A

Description

DR. MÜLLER-BORl= DIPl.-phvs. DH. MAMTZ dipl.-CHEM. DR. DEUFEL

DIPL.-ING. FiNSTERWALD DIPL.-ING. GRÄMKOW " 9O/O/ /Λ PATENTANWÄLTE

München, den 29. August 1972 BrV G 2264

GEMMBE PRÄMJE

97? rue de Yerdun '

SUREßHES (Hauts~de-ßeine), Frankreich

Vorrichtung zur Steuerung des Hilfsantriebe von Lenkgehäusen mit einer Zahnstange

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Vorrichtung zur Steuerung des Hilfsantriebs der Lenkung von Kraftfahrzeugen, die insbesondere für Lenkungen mit einer Zahnstange und einem Zahnrad mit schraubenförmiger Verzahnung anwendbar ist. ί

Es sind bereits Vorrichtungen zum Hilfsantrieb von Lenkungen mit einer Zahnstange und einem Zahnrad mit schraubenförmiger Verzahnung bekannt. Derartige Vorrichtungen besitzen im allgemeinen ein hydraulisches Ventil zur Steuerung

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des Strömungsmittels In der die Zahnstange bei ihren axialen Bewegungen unterstützenden Kolben-Zylinder-Einheit. Dieses hydraulische Ventil, das ein rotierendes oder geradliniges Ventil sein kann, ist im allgemeinen zwischen dem Eingang des Lenkgehäuses und der Lenksäule angeordnet, wobei zwischen das Ventil und die Lenksäule ein elastisches Steuerorgan eingesetzt ist, das meistens aus einem Torsionsstab besteht.

Alle hierbei benutzten Einrichtungen führen jedoch zu einer Einheit mit großen Abmessungen, die im allgemeinen ein speziell ausgebildetes Lenkgehäuse erfordert. Ferner besitzen sie den Nachteil, daß sie keine Vorrichtung zur Einstellung der Vorbelastung, des Gleichgewichts oder der "Zentrierung" des Hilfsantriebs der Lenkung aufweisen.

Sie Erfindung beseitigt diese Nachteile durch Schaffung einer Vorrichtung zur Steuerung des Hilfsantriebs einer Kraftfahrzeuglenkung, die geringe Abmessungen hat, kein elastisches Zwischenorgan zwischen der Lenksäule und dem hydraulischen Ventil erfordert und außerdem verstellbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung des Hilfsantriebs einer Kraftfahrzeuglenkung ist im wesentlichen gekennzeichnet durch ein mit einer Zahnstange mit geradliniger, schräger Verzahnung zusammenwirkendes Schraubenrad, einen rotierenden Ventilschieber für den hydraulischen Kreis zur Unterstützung der axialen Bewegungen der Zahnstange, der an dem Schraubenrad befestigt ist, zu diesem koaxial ist, axial beweglich ist und bei seinen axialen Bewegungen im Inneren eines Schiebergehäuses geführt ist, in dessen Seitenwänden

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Öffnungen zur Verbindung mit den einzelnen Elementen des hydraulischen Kreises vorgesehen sind, ein elastisches Reaktionsorgan, .dessen Heaktionskraft verstellbar ist und das mit diesem Ventilscliieber und mit dem Deckel zvap. Verschluß des Schiebergehäuses über ein Organ zur Einstellung der Reaktion dieses elastischen Reaktionsorgans zusammenwirkt, und ein mit dem Deckel dieses Gehäuses und mit dem Schieber über ein elastisches Reaktionsorgan zusammenwirkendes Organ zur Einstellung der Stellung des Ventilschiebers gegenüber dem Schiebergehäuse.

Eine zweckmäßige und bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß das elastische Reaktionsorgan in einem inneren, zylindrischen Teil des Ventilschiebers mit derselben Achse wie dieser vorgesehen ist und daß dieses Reaktionsorgan aus einer zylindrischen, mit dem- Hochdruckteil des hydraulischen Kreises in ständiger Verbindung stehenden Kammer besteht, die einerseits durch die innere Seitenwand 'des. Schiebers und andererseits durch zwei zu diesem Schieber koaxiale Kolben abgegrenzt ist, zwischen deren entgegengesetzten Seiten eine komprimierbare, sich an $bü.®t dieser Seiten abstützende Eeder angeordnet ist, wobei einer dieser Kolben sich an einer auf der Seite des Schraubenrades an der inneren Seitenwand des Schiebers vorgesehenen Schulter und der andere Kolben sich einerseits an einer ersten mit Innengewinde· versehenen und zu dem Schieber koaxialen Muffe, die mit einer teilweise mit Außengewinde versehenen, an dem Deckel des Schiebergehäuses befestigten Stange zusammenwirkt, und andererseits sich an einer zweiten mit Außengewinde versehenen, an dem Schieber befestigten und außerhalb der ersten vorgesehenen Muffe abstützt, deren Stellung gegenüber diesem

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Schieber mit Hilfe eines Innengewindes verstellbar ist,
mit dem das Ende seiner inneren Seitenwand versehen ist
und das zu diesem Zweck mit dem Außengewinde dieser Muffe zusammenwirkt, und daß das Organ zur Einstellung der Zentrierung des Ventilschiebers gegenüber dem Schiebergehäuse aus der Stange besteht, die teilweise mit einem Außengewinde versehen ist und an dem Deckel des Schiebergehäuses befestigt ist, der zu diesem Zweck mit einem Innengewinde versehen ist, mit welchem das Außengewinde der Stange zusammenarbeitet .

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird, die einen axialen Schnitt einer efindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.

Wie die Zeichnung zeigt, ist das Schraubenrad 1, das mit einer Zahnstange (nicht dargestellt) in Eingriff ist
und wie diese in dem Lenkgehäuse (nur teilweise dargestellt) zwischen den Führungslagern 2 und 3 angeordnet ist, außerhalb dieses Lenkgehäuses durch einen zylindrischen Ventilschieber 4 verlängert, an dem es durch jede beliebige bekannte geeignete Einrichtung, beispielsweise eine Scheibe und eine Schraube 6, befestigt ist. Dieser zu dem Zahnrad 1 koaxiale Ventilschieber von allgemein zylindrischer Form ist in einem Gehäuse 7 enthalten, das das Schiebergehäuse bildet und dessen Seitenwände in Querrichtung von den Öffnungen 8, 9a und 9b und 10a und 10b zur Verbindung mit der Pumpe zur Speisung mit Hochdruckströmungsmittel, dem Behälter des Niederdruckströmungsmittels und den Kammern der Kolben-

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Zylinder-Einheit zum Hilfsantrieb der Zahnstange durchquert werden. Vor diesen Verbindungsöffnungen bewegen sich die an dem Ventilschieber 4 vorgesehenen Verschluß- und Ö ffnungs organe.

Dieser Ventilschieber 4 ist mit einem Reaktionsorgan versehen, das aus einer Kammer besteht, die mit dem Behälter des Hochdruckströmungsmittels in Verbindung gehalten wird und sieh zwischen zwei Kolben 11 und 12 mit demselben Durchmesser befindet, die zu dem inneren zylindrischen Teil des Schiebers koaxial sind. Zwischen diese Kolben 11 und 12 ist eine komprimierbare Feder 13 eingesetzt. Der dem Zahnrad 1 zunächst gelegene Kolben 11 stützt sich an einer Schulter an der inneren Seitenwand des Schiebers ab und der Kolben 12 stützt sich einerseits an einer ersten, mit Innengewinde versehenen Stellmuffe 14, die mit dem Deckel 15 zum Verschluß des diesen Schieber umgebenden Schiebergehäuses durch eine Stange 16 verbunden ist, deren Ende an diesem Deckel angeschraubt ist, und andererseits an einer zweiten, mit Außengewinde versehenen Muffe 17 ab, deren Gewinde bei ihrer Einstellung mitwirkt. Am Ende des Schiebers 4 ist an seinem zylindrischen inneren Teil ein Innengewinde vorgesehen.

Unter diesen Bedingungen arbeitet die erfindungsgeMäße Vorrichtung folgendermaßen: Das von dem Fahrer auf das Lenkrad ausgeübte Moment wird»auf den mit der Verzahnung der Zahnstange in Berührung stehenden Zahn des Schraubenrades übertragen. Die übertragene Kraft kann in zwei Kräfte zerlegt werden, deren eine in einer zur Achse des Zahnrades senkrechten Ebene liegt und auf die Verzahnung der Zahnstange einwirkt und deren andere zur Achse des Schraubenrades parallel ist und bestrebt ist, dieses in seiner Achse zu bewegen»

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Diese zweite Komponente wird bei der vorliegenden Erfindung zur Betätigung des Schiebers 4 zur hydraulischen Steuerung benutzt. Wenn sich das Zahnrad 1 unter der Wirkung der axialen Reaktion der Verzahnung *vr<*0 in einer Sichtung bewegt, nimmt es den an ihr befestigten Tentilschieber 4 mit. Dadurch wird die zwischen den beiden Kolben 11 und 12 des Reaktionsorgans angeordnete Feder 13 komprimiert und der Steuerschieber bewegt sich gegenüber dem Schiebergehäuse, wodurch das Strömungsmittel in die betreffende Kammer der Kolben-Zylinder-Einheit geleitet wird. Das Hochdruckströmungsmittel speist ständig die Reaktionekammer und erzeugt somit zusammen mit der Feder eine Reaktionskraft, die bestrebt ist, sich der ursprünglichen Kraft, die die Bewegung des Schiebers gestattet hat, zu widersetzen, und die die Rückholung des Zahnrades in seine mittlere Gleichgewichtsetellung gewährleistet.

Auf diese Weise bestimmt dieses Reaktionsorgan mit verstellbarer Reaktion, indem es sich der Bewegung des Schraubenrades 1 entgegensetzt, das maximale Moment, das auf dieses Zahnrad auszuüben ist, um die Bewegung des Schiebers nach beiden Seiten seiner Gleichgewichtsstellung zu gewährleisten. Ferner besitzt dieses Reaktionsorgan eine von den beiden einander entgegengesetzten Kolben 11 und 12 abgegrenzte Kammer, die ständig mit dem Hochdruckströmungsmittel gespeist wird. Dieses Strömungsmittel übt auf die beiden Kolben eine Kraft aus, die sich der axialen Bewegung des Kolbens und des Schiebers entgegensetzt, an welchen sie eich abstützen, und die das Verhältnis zwischen dem auf das Zahnrad auszuübenden Moment und der Hilfskraft bestimmt.

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Der Druck gestattet die Erhöhung der Reaktion und
gibt dadurch dem Fahrer, dessen Fahrzeuglenkung auf diese
Weise unterstützt wird, den Eindruck, die Lenkung zu "beherrschen, da die Kraft am lenkrad gleichzeitig wie der
Hilfsantriebsdruek zunimmt.

Die Schraube 16 gestattet die hydraulische Zentrierung des Ventilschiebers gegenüber den in dem Körper vorgesehenen Durchgangsöffnungen des Strömungsmittels, so daß mit Hilfe einer einfachen Verstellung die gewünschte Genauigkeit
der Lenkung erreicht werden kann. Eine derartige Einstellung ist insbesondere dann erforderlich, wenn beispielsweise die
Kolben-Zylinder-Einheit zum Hilfsantrieb der Zahnstange unsymmetrisch ist, d.h. eine einzige Kolbenstange besitzt, und es deshalb für eine Gleichheit der Kräfte in-beiden Richtungen erforderlich ist, die auf der Seite der Kolbenstange gelegene Kammer unter einen Druck zu setzen, der höher als der in der entgegengesetzten Kammer herrschende Druck ist.

Die Muffen 14 und 17 gestatten die Änderung der
Spannung der Feder, wobei die Schwelle des Hilfsantriebs
erhöht oder gesenkt wird.

Die oben beschriebene Vorrichtung gestattet somit auf einfache Weise den Hilfsantrieb einer Lenkung mit einer Zahnstange, wobei in jedem besonderen Fall die Kraft eingestellt werden kann, von welcher an die Lenkung unterstützt werden
soll, und der Steuerschieber so zentriert werden kann, daß
man die optimale Wirkung erhält.

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Claims

Patentansprüche

1J Vorrichtung zur Steuerung des Hilfsantriebs einer Kraftfahrzeuglenkung mit einer Zahnstange, gekennzeichnet durch ein mit einer Zahnstange mit geradliniger, schräger Verzahnung zusammenwirkendes Schraubenrad (1), einen rotierenden Ventilschieber (4) für den hydrau_ lischen Kreis zur Unterstützung der axialen Bewegungen der Zahnstange, der an dem Schraubenrad (1) befestigt ist, zu diesem koaxial ist, axial beweglich ist und bei seinen axia-•len Bewegungen im Inneren eines Schiebergehäuses (7) geführt ist, in dessen Seitenwänden öffnungen (8,9a,9b,10a,10b) zur Verbindung mit den einzelnen Elementen des hydraulischen Kreises vorgesehen sind, ein elastisches Reaktionsorgan (11, 12,13),dessen Reaktionskraft verstellbar ist und das mit diesem Ventiischieber (4) und mit dem Deckel (15) zum Verschluß des Schiebergehäuses (7) über ein Organ (H) zur Einstellung der Reaktion dieees elastischen Reaktionsorgans zusammenwirkt, und ein mit dem Deckel (15) dieses Gehäuses und mit dem Schieber über ein elastisches Reaktionsorgan zusammenwirkendes Organ (17) zur Einstellung der Stellung des Ventilschiebers gegenüber dem Schiebergehäuse.
2. Vorrichtung zur Steuerung des Hilfsantriebs einer Kraftfahrzeuglenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das elastische Reaktionsorgan (11,12, 13) in einem inneren, zylindrischen Teil des Ventilschiebers (4) mit derselben Achse wie dieser vorgesehen ist und daß

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dieses Reaktionsorgan aus einer zylindrischen, mit dem Hochdruckteil des hydraulischen Kreises in'ständiger Verbindung stehenden Kammer besteht, die einerseits durch die innere Seitenwand des Schiebers und andererseits durch zwei zu diesem Schieber koaxiale Kolben (11,12) abgegrenzt ist, Zwischen deren entgegengesetzten Seiten eine komprimierbare, sich an jeder dieser entgegengesetzten Seiten abstützende Feder (13) angeordnet ist, wobei einer (11) dieser Kolben ' sich an einer auf der Seite des Schraubenrades (1), an der ■inneren Seitenwand des Schiebers vorgesehenen Schulter und der andere Kolben (12) sich einerseits an einer ersten mit Innengewinde versehenen und zu dem Schieber koaxialen Muffe (H) f die mit einer teilweise mit Außengewinde versehenen, an dem Deckel (15) des Schiebergehäuses befestigten Stange (16) zusammenwirkt, und sich andererseits an einer zweiten, mit Außengewinde versehenen, an dem Schieber befestigten Muffe (17) abstützt, deren Stellung gegenüber diesem Schieber mit Hilfe eines Innengewindes verstellbar ist, mit dem das Ende seiner inneren Seitenwand versehen ist und das zu diesem Zweck mit dem Außengewinde dieser Muffe zusammenwirkt.
3. Vorrichtung zur Steuerung des Hilfsantriebs einer Kraftfahrzeuglenkung nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Organ zur Einstellung der Zentrierung des Ventilschiebers gegenüber dem Schiebergehäuse aus der Stange (16) besteht, die teilweise mit einem Außengewinde versehen ist und an dem Deckel (15) des Sohiebergehäuses befestigt ist, der zu diesem Zweck mit einem Innengewinde versehen ist, mit welchem das Außengewinde der Stange zusammenarbeitet.

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