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SERVOSTEUEREINRICHTUNG MIT HAND- UND DRUCKFLCSSIGKEITS-BETATIGUNG,
INSBESONDERE FÜR STRASSENKRAFTFABRZEUGE Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Servosteuereinrichtung fur Hand- und Druckflüssigkeitsbetatigung, ins besondere
für Straßenkraftfahrzeuge.
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Bekannt sind solche Servosteuer von Kraftwagen, bei denen die Verschiebung
des Steuerschiebers, welche die Strömung richtung der Druckflüssigkit veranlazit,
durch eine begrenzte Verdrehung der im Arbeitskolben axial gelührten Lenüradmutter
um die langsachse bewirkt wird. Die Verschiebung 08475 379
des Steuerschiebers
kann entweder so erfolgten, daL der aus er verdrehbare benkradmutter axial oder
radial herausragende starre Ausatz direkt am Steuerschieber angreift, oder indem
ein zweiarmiger Hebel am einen Ende mit einem Umfangspunkt der verdrehb ren Lenkradmutter,
am anderon Ende mit dem Steuerscnieber verbunden ist. In beiden Fållen wird der
Steuerschieber - direkt oder mit Ubertragung -durch die Tsngentialverschiebung eines
Punktes fortbewegt, der außerhalb der Drehachse der verdrehbaren Lenkradmutter liegt.
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Das geneinsame Markmal der Servosteuer solche Bau-Ort ist, das dabei
die Lenkradmutter im Arbeitskolben axial durch Rollerlager gestützt ist. Diese Rollenlager
werden von dem auf die Lenkradsnule, bzw. die Lenkradmutter ausgeübten Drehmoment
auch in axialer Richtung beansprucht.
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Die Denkradmuster muß sich also gestützt auf die axial belasteten
Rolienlager verdrehen. Da die zum Steuern benötigte Verdrchung sehr klein ist, und
ndchstens ein bis zwei Grnd betragt, erfolgt kaum ein Abwalzen der Rollenlager,
und die kollenkörper belasten stndig nahezu die gleichen Punkte ihrer Abwalzbahnen,
so daß sie auf diesen teils elastische, teils bleibende Eindrückspuren hinterlassen.
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Diese Vertiefungen steigern jene an sich schon vorhandene Ligenschcft
der konstruktiven Lösung, daD ihr Heibungswiderstand im Augenblick des Bewegungsbeginns
am gröbten ist und dann beim weiterbewegen allmöhlich abnimmt.
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Las Bewegen des oteuers entgegen einef derartigen Aeibung führt immer
zu einem zu starken Anschlag in der anderen Richtung, so daß ein rasches und genaues
Einstellen ganz kleiner Steuerbewe ungen am Volant erschwert ist.
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Dieselbe Erscheinung kommt auch zur Geltung bei einer Verdrehung der
Lenkrodmutter um einen ganz erien Betrag, und begrenzt die rasche und genaue binstellbarkeit
des angeschlossenen Steuerschiebers. Gerade dieses list der Rauptuachteil der erwahnten
Servosteuertypen, da Reibung
und Abnützungsgrad der rollenlager
der Lenkradmutter -als nachgeschaltetes System - die Funktionsgenauigkeit und die
Zeitverzögerung des Servosteuers verschlechtern.
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Dies besagto die gesteuerten Rader folgen nur ungenau und mit wahrnehmbarer
Hysterese der vom Kraftwagenfahrer beabsichtigten Bahnspur.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung der angef2hrten
Nachteile bei den Servostenereinrichtungen des oben beschriebenen Typs, ferner das
sichern einer solchen Verbindung zwischen der Lenkradmutter und dem lLrbeitskolben,
die zur axialen Führung der Zenkradschraube im Arbeitskolben geeignet ist und zugleich
auch die begrenzte Verdrehbarkeit der Lenkradmutter im hrbeitskolben gewährleistet,
ohne da£> beim Verdrehen das von den Axialkräften bewirkte Reibungsmoment wischen
der Lenkradmutter und dem Arbeitskolben auftritt.
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Bei der Steuereinrichtung gem der erfindung wird der gewünschte effekt
dadurch erzielt, daß die Lenkradmutter und der Arbeitskolben torsionselastisch durch
eine koaxial angeordnete, rohrartige Torsionsfeder so miteinander verbunden sind,
daX das eine kunde er Weder an der Denkradmutter, das andere aber am Arbeitskolben
angreift und dadurch mit Übertragung der Arialkraft der Torsionsfeder eine reibungslose
Verdrehung der Lenkradmutter sichert.
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Eine der möglichen Ausführungsformen der bervosteuereinrichtung gem&ß
der Erfindung ist in den beigelegten Abbildungen dargestellt. Von diesen zeigen:
figur 1 den Längsschnitt durch die längsachse der Steuereinrichtung, Figur 2 den
querschnitt durch das Steuerorgan, mit folgenden Einzelheiten: In dem als Arbeitszylinder
2 ausgebildeten Teil des Steuergehäuses 1 ist der Arbeitskolben 3 eingebaut.
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Durch die an den Enden des Arbeitskolbens 3 angebrachten
I)ichtunßen
4 wird der rbeitszy inder in einen unteren Druckrtum 5 und einen Jocren Grun Jeum
6 getcilt. ler untere Drucnraum 5 ist durch den Geckel 5a, der obere Druckraum 6
durch den Deczel 6a geschlossen. Zwischen dem unteren Druckraum 5 und oberen Druckraum
6 ist als Kusodchtung der Verdrenungernum 7 angeoranet. Im Verdrehungsraum 7 ist
die Stenerwelle verdregbar gelagert eingebaut, weiche mit dem Erteit. oiben 3 in
krsftübertragenter Veroindung steht. In oberen Deckel 6a ist die verdrehber geführte
Steuersaule 9 vorgeschen, en deren desinde 10 die lenkradmutter 11 angeschlossen
ist. Die lenaradmutter 11 ist im Zentralhohlraum 12 des Arbeitskolbens 3 eingebaut.
Am cinen lnde 13 der Lenkradmutter 11 ist las eine snde der Torsions-Kohrfeder 14
befestigt. Las andere Ende der Hohrfeder 14 aber am Arbeitskolben 3 fixiert. Die
Torsionsfeder 14 ist zum Arbeitskolben 3, sowie zur Lenkradschreube 11 koaxial angeordnet
und deshalb zur Obertragung axialer Krefte geeignet, Im Inneren der Torsionsfeder
ist ein rohrartiges Verlangerungsstück 15 der Lenkradmutter 11 vorgesehen, das über
die an seinom Ende hergestellten Huten 15a mit den Zapfen 16a verbunden ist, die
aus dem am ende des hrbeitskolbens 3 befidlichen Drehsteuerschiber 16 herausragen.
Die herausragenden Zapfen 16a werden mit einem Zwischenspalt von den unten 23 der
am Arbeitskulben 3 befestigten Stoßscheibe 22 umfezt. er verdrehbare Steuerschieber
16 bildet zusammen mit der im Arbeitskolben 3 fixierten Hülse 17 ein an sich bekanntes
Vierwege-Steuerorgan mit geörfneter Hittelstellung. Des in der Mittelstellung offene
Vierwege-Steuerorgen steht in an sich bekannter eise in Verbindung mit der Eintrittsöffnung
15 und mit der Austrittsöffnung 19 der wruckflüssigkeit, ferner mit den Kanalen
20, 21, die in den unteren druckraum 5 bzw. uen oberen Druckraum 6 führen.
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Die Arbeitsweise der zteuereinrichtung gemaß der Srfindung ist folgende:
beim Verdrehen der Steuersäule 9 wird über die Gewindeverbindung
ein
Drehmoment aof die Dentradmutter 11 übertragen. Infolge dieses trchmomentes verdreht
sich das eine Ende der torsionsronrfader 14 zusammen mit der daran befestigten lenkradmutter
11 um die Slngsachse. Zugieich mit der -enersömutter 11 verdraht sich auch deren
rohrartiges Verlangerungsstück 15. Dieses rohrartige Verlängerungsstück 15 verdreht
über die uten 16a den daran sngeschlossenen Drehsteuerschieber 16, we-cher sich
in der im Arbeitskolben 3 eingebauten Eüise 17 verdreht und das Druckwodium in den
unteren Druckraum 5 oder den oberen Druckraum 6 eintreten lät und dadurch die Verschiebung
des arbeitskolbens 3 erzwingt. Durch die bewegung des Arbeitskolbens 3 wird die
Stenerwelle 8 verdreht, welche dann dus icht dargestellte Etaucrgestunge und nit
diesem die Ander in di i-hrrichtung stellt. wie elastische Verdrehung der Torsionsfeder
14 ist einerseits proportional der Größe des über die Steuersaule 9 erteilten Ssrebmomentes,
anderseits proportional dem Ausman der Vorschicbung des Steuerschiobers 16. Da aber
bei einer gegebenen Geschwindigkeit der Eennradverdrehung die Verseniebung des Steuerschiebere
16 dem zustandg gebrachten Setätigungsöldruck pro. ortional ist, so gewahrleistet
das Servosteuer gemäß der erfindung, daß bei jeder gegebenen Gescheindigkeit der
Senkradverdrehung zum ausüben eines gröberen bet-tigungsöldruckes ein größeres manuelles
Drei moment über die Steuersäule erteilt werden muß. Die rclative proportionalitat
zwischen dem Steuerwiderstand und dem manuell auszuiibenden Drehmoment ist somit
gesichert. Die unbelastete Stellung der Torsionsfeder 14 sichert zugleich auch das
einsgielen des steuerschiebers 16 in der neutralen Mittelstellung. bas Ausmab der
Verdrehung der am Ende der Torsionsfeder 14 angeschlossenen Doabradmuttter 11 wird
durch den Anschlag der aus dem Stouerschieber 16 nerausragenden Zapfen 16a in den
nuten 23 der otonscheibe 22 begrenzt.