DE2412874A1

DE2412874A1 - Hydraulische servolenkeinrichtung

Info

Publication number: DE2412874A1
Application number: DE2412874A
Authority: DE
Inventors: Of Menar Alexander Von Loewis
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-03-18
Filing date: 1974-03-18
Publication date: 1975-10-02
Also published as: FR2264700A2; SE400517B; FR2264700B2; GB1495448A; SE7502993L

Description

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12.3.1974 He/Kb

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

BOBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1 Hydraulische Servolenkeinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Servolenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Zahnstange, die von einem auf einer Lenkwelle angeordneten Ritzel bewegt wird, und mit einem von einer Druckmittelquelle gespeisten, hydraulischen Druckmittelvorratsbehälter zur Druckmittelversorgung eines auf die Zahnstange im Sinne der Unterstützung der Lenkbewegung wirkenden Servomotors, dessen DruckmittelVersorgung durch eine Steuerventilanordnung steuerbar ist, die durch eine Übertragungsvorrichtung der Drehbewegung,der Drehrichtung und des Drehmoments der Lenkwelle betätigbar ist, wobei die Übertragungsvorrichtung, aus einem um eine Drehachse in Bewegungsrichtung

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der Zahnstange zwischen zwei Begrenzungspunkten schwenkbaren Hebel besteht, der das Lenkwellenende umfaßt und der mit der Steuerventilanordnung verbunden ist, wobei die Lenkwellenenden-Lagerung zu beiden Seiten des Ritzels gegenüber den sie aufnehmenden Gehäusebohrungen ein Radialspiel aufweisen.

Bei einer solchen Bauart ist zwischen zwei Gruppen von Bauteilen zu unterscheiden. Die erste Gruppe muß bei Ausfall der Hilfskraft die vollen Kräfte übertragen, die von der Hand des Lenkers auf die Straße und umgekehrt von der Straße auf die Hand des Lenkers auftreten können. Die zweite Gruppe wird von Bauteilen gebildet, die nur durch die zur hydraulischen Steuerung notwendigen, geringen Kräfte beansprucht werden.

Die erste Gruppe von Bauteilen muß so kräftig ausgebildet sein wie entsprechende Teile einer rein mechanischen, also nicht durch Hilfskraft unterstützten, Lenkung. Die zweite Gruppe wird durch Kräfte beansprucht, die nur einen Bruchteil der bei der ersten Gruppe auftretenden Kräfte betragen. Da diese zweite Gruppe einer sehr fein dosierbaren Steuerung dienen, muß die Reibung dieser Teile bei Steuerbewegungen sehr klein gehalten werden. Dies ist beispielsweise möglich durch die Anwendung sehr kleiner Lagerzapfendurchmesser an den Teilen der zweiten Gruppe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel vorzusehen, die eine verhältnismäßig schwache Bauweise der zweiten Bauteilegruppe erlauben, um die gesamte Einrichtung leichter und kompakter gestalten und um die Reibung vermindern zu können.

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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Lenkwellen-Lagergehäuse mindestens im Bereich seiner beiden zur Lagerung im Getriebegehäuse bestimmten Lagerung ein begrenztes Radialspiel aufweist, das in Zahnstangenachsrichtung zwischen den zwei Begrenzungspunkten den für die Betätigung der Steuerventilanordnung notwendigen Weg gibt "und das senkrecht dazu in Richtung der Radialkraft der Verzahnung kleiner ist als die Zahnhöhe von Zahnstange oder Ritzel.

Ein. Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Gehäuse der

Servolenkeinrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 1,

Fig. 5 eine Abwandlung der Bauart nach der Fig. 1 und

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5·

Eine Lenkwelle 1 eines Kraftfahrzeugs hat in einem Getriebegehäuse 23 ein Kardangelenk 2, das eine Schwenkbewegung eines Lenkwellenendes 3 ermöglicht. Das Lenkwellenende 3 trägt zwischen zwei Vellenbunden 4 und 5 ein Ritzel 6 zum Bewegen einer Zahnstange 7. Die Zahnstange 7 ist mit einem nicht dargestellten Servomotor verbunden, und ein von einer Druckmittelquelle gespeister, hydraulischer Druckmittelvorratsbehälter (ebenfalls nicht dargestellt) dient in bekannter Weise zur Druckmittelversorgung des zur Unterstützung der Lenkung wirkenden Servomotors. Diese Betätigung ist in der Zeichnung des Hauptpatents dargestellt.

Eine übertragungsvorrichtung der Drehbewegung und der Drehrichtung der Lenkwelle 1 betätigt eine Steuerventilanordnung 8. Diese Übertragungsvorrichtung besteht aus einem um eine

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ORIGINAL INSPECTED

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Drehachse in Bewegungsrichtung der Zahnstange 7 schwenkbaren Hebel 9» der zur Überwindung eines Radialspiels zwischen zwei Begrenzungspunkten 10 und 11 beweglich ist (Fig. 3 und l\). Diese Begrenzungspunkte 10 und 11 sind an zwei Seiten je einer Gehäusebohrung 12 bzw. 13 vorgesehen; beide Gehäusebohrungen 12 und 13 haben den gleichen Durchmesser.

Der Hebel 9 umfaßt das Lenkwellenende 3 mit einem Mittenbereich 14, sein eines Ende 15 ragt in die Steuerventilanordnung 8 zu deren Betätigung hinein und sein anderes Ende 16 ist übe:? einen Arm 17 einerseits an einem Lagerbock 18 gelagert und andererseits an einer Feder 27 abgestützt. Zwischen dem Hebel 9 und dem Lagerbock 18 sind zwei Lagerzapfen 19 und 20 kleinen Durchmessers und geringer Reibung angeordnet (vgl. auch Fig. 1).

Wie die Fig. 1 erkennen läßt, ist ein weiterer Begrenzungspunkt 28 vorgesehen, der nach dem Überwinden des begrenzten Radialspiels zwischen der Außenwandung eines Lagerbundes 21/22 und der Innenwand der Gehäusebohrung 12/13 vom Lagerbund 21/22 zu erreichen ist. Jeder - Lägerbund 21 bzw. 22 ist auf einem der beiden Wellenbunde 4 und 5 gelagert. Die beiden Lagerbunde 21 und 22 sind die äußeren Enden eines Lenkwellen-Lagergehäuses 24, auf dem der Hebel 9 gelagert ist und das eine Ausnehmung 25 zum Durchtritt der Zahnstange 7 hat. Das Radialspiel zum Erreichen des Begrenzungspunktes 28 ist senkrecht zu dem anderen Radialspiel vorgesehen in Richtung der Radialkraft der Verzahnung. Es ist kleiner als die Zahnhöhe von Zahnstange 7 oder Ritzel 6. Die Feder 27 ist bestrebt, über den Hebel 9 cLas Ritzel 6 mit der Zahnstange 7 voll in Eingriff zu halten. Unter gewissen Bedingungen, die später noch näher erläutert werden, kann die Feder 27 nachgeben und dem Ritzel 6 einen Hub nach oben gestatten, bis sich die Lagerbunde 21 und

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22 an dem Begrenzungspunkt 28 an der Kulminationsstelle der Gehäusebohrungen 12 und 13 anlegen.

Zur ersten Gruppe von Bauteilen, die bei Ausfall der Hilfskraft die vollen Lenkkräfte übertragen muß, gehören die Lenkwelle 1, das Kardangelenk 2, die Wellenbunde 4 und 5» das Lenkwellenende 3> das Ritzel 6 und die Zahnstange 7· Sie sind in üblicher Weise stark ausgebildet. Die zweite Gruppe, die Gruppe also, die nur durch die geringen zum Steuern der Ventilanordnung 8 notwendigen Kräfte beansprucht wird, ist durch folgende Teile gebildet: Hebel 9» Arm 17» Lagerbock 18 und Lagerzapfen 19 und 20. Diese zweite Gruppe von Teilen kann nun aus folgendem Grund sehr klein und schwach dimensioniert werden:

Gewöhnlich ist die Hilfskraft der Lenkeinrichtung vorhanden und ihr Einsatz wird dadurch gesteuert, daß beim Drehen der Lenkwelle 1 das Ritzel 6 mit dem Hebel 9 schwenkt, bis die Lagerbunde 21 und 22 sich nach Überwindung des Radialspiels an den einen oder den anderen der Begrenzungspunkte 10 und 11 anlegen. Dabei betätigt der Hebel 9 mit seinem Hebelende 15 die Steuerventilanordnung 8, und die Hilfskraft wird zum Unterstützen der Lenkbewegung eingesteuert.

Fällt aber die Hilfskraft aus, dann wird das Ritzel 6 über die Zahnflanken Kräften ausgesetzt, die die maximal auftretenden Reaktionskräfte übersteigen. Nun wird das Ritzel 6 unter Zusammendrücken der Feder 27 etwas in der Verzahnung der Zahnstange 7 angehoben bis der Begrenzungspunkt 28 an der Wand der Gehäusebohrung 12/13 erreicht ist und sich die Lagerbunde 21 und 22 an den Begrenzungspunkt 28 anlegen. Das genannte Spiel ist sehr klein, es muß nur ausreichen, die Kräfteübertragung von der zweiten Gruppe von Bauteilen abzulenken.

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Es ist zu bemerken, daß die auf das Ritzel 6 in Richtung auf die Zahnstange 7 wirkende Federkraft im Verhältnis des Zahnflankenwinkels etwa gleich ist der Reaktionskraft der hydraulischen Hilfskraft am Ritzel 6. Wird das Ritzel 6 mit einer Kraft aus der Zahnstange 7 herausgedrückt, die die maximal auftretenden Reaktionskräfte der hydraulischen Steuerung übersteigt, so legen sich die Lager^Jbunde 21 und 22 an die obere Wand der Gehäusebohrung 12/13 an. Dann ist die zweite Gruppe von Bauteilen, also der Hebel 9» der Arm 17, der Lagerbock 18 und die Lagerzapfen 19 und 20 von den Kräften an der Lenkung befreit.

Die zweite Gruppe ist also nur gering belastet und kann deshalb schwach ausgebildet und mit geringer Reibung gelagert werden.

Bis jetzt wurde davon gesprochen, daß sich die Lagerbunde 21 und 22 nach Überwindung des Radialspiels an die obere Wand der Gehäusebohrung 12/13 anlegen. Ss ist aber auch möglich, den Begrenzungspunkt 28 durch die Enden zweier Schrauben 29 und 30 zu bestimmen, die in die Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet sind. Dann ist es möglich, das Spiel genau einzustellen.

Die Figuren 5 und 6 zeigen, daß es auch möglich ist, auf einem Lenkwellen-Lagergehäuse 31 eine Beilage 30 aus Flach- -stahl zu befestigen. Die Dicke der Beilage bestimmt dann das Radialspiel in Richtung der Radialkraft der Verzahnung, und diese Dicke kann je nach Bedarf ausgewählt werden. Die übrigen Teile der Bauart nach den Figuren 5 und 6 sind geradeso ausgeführt wie bei der Bauart nach den Figuren 1 bis 4-, sie tragen deshalb auch die gleichen Bezugszahlen.

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Claims

Ansprüche

1. !Hydraulische Servolenkeinrichtung, insbesondere für Kraft-. fahrzeuge, mit einer Zahnstange, die von einem auf einer Lenkwelle angeordneten Ritzel bewegt wird, und mit einem von einer Druckmittelquelle gespeisten, hydraulischen Druckmittelvorratsbehälter zur Druckmittelversorgung eines auf die Zahnstange im Sinne der Unterstützung der Lenkbewegung wirkenden Servomotors, dessen Druckmittelversorgung durch eine Steuerventilanordnung steuerbar ist, die durch eine Übertragungsvorrichtung der Drehbewegung, der Drehrichtung und des Drehmoments der Lenkwelle betätigba:? ist, wobei die Übertragungsvorrichtung aus einem um eine Drehachse in Bewegungsrichtung der Zahnstange zwischen zwei Begrenzungspunkten schwenkbaren Hebel besteht, der das Lenkwellenende umfaßt und der mit der Steuerventil-

wobei

anordnung verbunden ist ,/die Lenkwellenenden-Lagerung zu beiden Seiten des Ritzels gegenüber den sie aufnehmenden Gehäusebohrungen ein Radialspiel aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lenkwellen-Lagergehäuse

, 3D

(24-, mindestens im Bereich seiner beiden zur Lagerung im Getriebegehäuse (23) bestimmten Lagerbunde (21,22)

ein begrenztes Radialspiel aufweist, das in Zahnstangenachsrichtung zwischen den zwei Begrenzungspunkten (10,11) den für die Betätigung der Steuerventilanordnung (8) notwendigen Weg gibt und das senkrecht dazu in Richtung der Radialkraft der Verzahnung.kleiner ist als die Zahnhöhe von Zahnstange (7) oder Ritzel (6).

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2. Servolenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Ritzel (6) in Richtung auf die Zahnstange (7) wirkende Federkraft im Verhältnis des Zahnflankenwinkels etwa gleich ist der Reaktionskraft der hydraulischen Hilfskraft am Ritzel (6).

3. Servolenkeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet, daß das in Richtung der Radialkraft der Verzahnung vorhandene Radialspiel einstellbar ist.

4. Servolenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Lenkwellen-Lagergehäuse (31) eine Beilage (30) befestigt ist, deren Dicke maßgebend ist für das in Richtung der Radialkraft der Verzahnung vorhandene Radialspiel.

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