DE2725538C3 - Hilfskraftunterstützte Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

2, Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekenn' zeichnet, daß die Wirkfläche des Arbeitsraumes (37) mit der kleineren Wirkfläche halb so groß ist wie die des anderen Arbeilsratimes (39).

Die Erfindung betrifft eine hilfskraftunterstützte Zahnstangenlenkung der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art.

Eine hilfskraftunterstützte Zahnstangenlenkung der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art ist durch die GB-PS 12 89 861 bekannt. Bei dieser bekannten Lenkung ist das Lenkventil als Axialschieberventil ausgebildet, bei dem die zusammenwirkenden Steuerkanten an der einen bzw. d»r anderen der beiden koaxial zueinanderliegenden Stangen angeordnet sind. Die Erzeugung einer hydraulischen Rückwirkungskraft, wie sie zur sicheren Führung eines Fahrzeugs mit hilfskraftunterstützter Lenkeinrichtung erforderlich ist, ist hierbei nicht vorgesehen und kann aufgrund der vorgegebenen Ventilbauweise auch nicht ohne weiteres erzielt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Lenkung derart weiter zu entwickeln, daß eine hydraulische Rückwirkungskraft erzeugt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

im folgenden ist die Erfindung anhand des in den

Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert

F i g. 1 zeigt einen Axialschnitt des Ausführungsbeispiels;

F i g. 2 zeigt einen Axialschnitt durch einen Teil der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung in einer ersten Arbeitsstellung;

Fig.3 zeigt einen Axialschnitt desselben Teils in einer zweiten Arbeitsstellung.

Ein Lenkritzel 1 ist in einem Teile 5 und 7 aufweisenden Getriebegehäuse 3 aufgenommen.
Der zweite Teil 7 des Gehäuses besitzt einen Zulaufanschluß 13 für Druckmittel. Der Durchmesser der Innenwandung 15 des erwähnten Teils 7 des Gehäuses 3 ist um ein geringes größer als der Durchmesser der Innenwandung des ersten Teiis 5. Nur in dem Endbereich, in dem der Teil 7 mit dem Teil 5

■to zusammentrifft, ist sein Innendurchmesser im wesentlichen dem von Teil 5 gleich.

Im Inneren des Gehäuses 3 ist eine Stange 25 verschiebbar angeordnet, die in ihrem Inneren einen axialen Raum 26 enthält. Ihr Durchmesser ist um ein

Ί5 geringes kleiner als der Innendurchmesser des zweiten Teils 7. Dei Stange 25 trägt etwa im mittleren Teil ihrer Längsausdehnung einen Kolben 32, der gleichzeitig mittels einer Querwand den axialen Raum 26 abschließt. Der Kolben 32 *rägt an seiner äußeren Mantelfläche

so einen Dichtungsring 33. Auf der (in F i g. 1) linken Seite des Kolbens 32 ist ein erster Arbeitsraum 37 gebildet, der mit der Einlaßöffnung 13 in Verbindung steht und auf der rechten Seite des Kolbens 32 ist ein zweiter Arbeitsraum 39 gebildet.

Der Arbeitsraum 37 ist mittels eines im Endbereich des zweiten Teils des Gehäuses 3 angeordneten Dichtungsringes 21 abgedichtet. Der zweite Arbeitsraum 39 ist mittels eines Dichtungsringes 19 abgedichtet, der sich in einem ringförmigen Deckelteil 9 befindet, welches den zweiten Teil 7 des Gehäuses nach rechts abschließt. Das ringförmige Deckelteil 9 enthält einen zweiten Dichtungsring 11, Der Außendurchmesser der Stange 25 ist zur linker) Seite des Kolbens 32 etwas größer als zur rechten Seite des Kolbens 32, so daß der

zweite Arbeitsraum 29 eine größere Wirkfläche aufweist als der erste. Die beiden Enden der Stange 25 ragen aus den betreffenden Seiten des Gehäuses 3 heraus und sind durch Kugelgelenke 27 mit Spurstangert

29 verbunden. Vom axialen Raum 26 geht ein Druckmittelrücklauf 31 aus. Die Wirkfläche des zweiten Arbeitsraumes 39 ist doppelt so groß wie diejenige des ersten. Die beiden Kammern 37 und 39 stehen miteinander über eine Reihe von Durchgängen in Verbindung, die in der Nachbarschaft des Kolbens 32 in der Wandung der Stange 25 angebracht sind. Diese Verbindungsdurchgänge umfassen: eine Reihe von radialen Durchgangsbohrungen 41, die unmittelbar neben dem Kolben 32 angebracht sind, und den ersten Arbeitsraum 37 mit dem axialen Raum 26 der Stange 25 verbinden, eine Reihe von radialen Bohrungen 43, die sich unmittelbar rechts von dem Kolben 32 befinden und den zweiten Arbeitsraum 39 mit dem axialen Raum 26 verbinden sowie schließlich eine Reihe von Querbohrungen 40, die den Kolben 32 durchdringen und zur Achse der Stange 25 geneigt verlaufen.

Innerhalb der Stange 25 befindet sich eine andere Stange 47. Ein Ende dieser Stange 47 ist über ein in gestrichelten Linien angedeutetes Getriebesystem mit dem Lenkritzel 1 verbunden. Letzteres greift durch einen in der Wandung der Stange 25 angebrachten Schlitz 28 in einen die andere Stange 47 enthaltenden Hohlraum 26 der Stange 25. Dieser Schlitz erlaubt eine axiale Bewegung der Stange 25.

Das andere Ende der festen Stange 47 ist mit einem Ventilkopf versehen, der durch den Kolben 32 der Stange 25 hindurchragt Dieser Ventilkopf umfaßt ein Führungsteil 51, das sich rechts von dem Kolben 32 befindet, und dessen Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser des axialen Raumes 26 der Stange 25 entspricht. Das Führungsteil 51 des Ventilkopfes trä?t einen Dichtungsring 53, der gegen die Innenwandung des axialen Raumes 26 der Stange 25 dichtend anliegt. Das Führungsteil 51 ist mittels eines Kegels 56 mit einem zweiten Teil 55 des Lenkventils verbunden, dessen Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser einer Durchgangsbohrung im Kolben 32. Das zweite Teil 55 des Lenkventilkopfes befindet sich innerhalb dieser Bohrung des Kolbens 32 und enthält eine Radialbohrung 63, die mit einer Axialbohrung 65 in Verbindung steht Letztere verläuft durch das Führungsteil 51 des Lenkventils und mündet in dem axialen Raum 26. Mit dem zweiten Teil 55 des Lenkventils ist ein dritter Teil 57 verbunden, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Bohrung in dem Kolben 32 der Stange 25 entspricht, und der im Gleitsitz in dieser geführt ist. Dieses dritte Teil 57 ist mit einem Dichtungsring 59 ausgestattet.

Das dritte Teil 57 d?s Lenkventils ist auf ein Endteil 60 der Stange 47 aufgeschraubt. Dieses Endteil 60 besitzt einen größeren Durchmesser als der übrige Teil der Stange 47 und ist in der Stange 25 zugeführt. Es ist mit einem Dichtungsring 61 versehen.

Die Bohrungskanten im Kolben 32 sind abgeschrägt. Das Ende der Stange 47 besitzt ebenfalls eine Abschrägung 95, die den gleichen Neigungswinkel aufweist. Der Ventilkopf wird durch Federn 81 und 83 in Ventilneutralstellung gehalten. Die Federn 81 und 83 stützen sich mit einem Ende gegen entsprechende Sitze auf dem Führungsteil 51 und dem Endteil 60 der Stange 47 und mit den anderen Enden gegen entsprechende ringförmige Gegenlager 85 bzw. 87 ab, die durch entsprechende in Nuten der Innenwandung der Hohlwelle 25 angebrachte Sprengringe 90 bzw. 93 in ihrer Lage gehalten werden.

Die Abschrägung 95 der Stange 47 bildet zusammen mit der gegenüberliegenden abgeschrägten Bohrungskante des Kolbens 32 der Stange 25 eine erste Drosselstelle für den Druckmittelstrom, der durch den Zulaufanschluß 13 eintritt, längs des ersten Arbeitsraumes 37 durch die Durchgangsbohrungen 41 fließt und sodann durch die von der Abschrägung 95 und der gegenüberliegenden abgeschrägten Kante des Kolbens 32 der Stange 25 gebildete Drosselstelle und durch die geneigten Querbohrungen 40 des Kolbens 32 in den zweiten Arbeitsraum 39 fließt Aus dem zweiten Arbeitsraum 39 fließt die Flüssigkeit durch die radialen Bohrungen 43 in die Radialbohrung 63 des zweiten Teils des Ventilkopfes und von dort durch die Axialbohrung 65 in den Hohlraum der Stange 25, und weiter zum Druckmittelrücklauf 31. durch welchen die Flüssigkeit in einen Vorratsbehälter abfließen Kann. Die Arbeitsräume 37 und 39 sind auf diese Weise in dem hydraulischen Kreis in Reihe geschaltet Bei dem in Fig. 1 dargestellten Gleichgewichtszus' Δ treten keine Lenkkräfte auf.

Wenn das Lenkrad gedreht wird und über die aus Zahnstange und Ritzel bestehende Verbindung die Stange 47 nach rechts (Fig. 1) verschiebt nehmen die Teil·, der Vorrichtung die in F: g. 2 dargestellte Position ein, wobei die Abschrägung 35 der Stange 47 sich der gegenüberliegenden Kante des Kolbens 32 der Hohlwelle annähert

Hierdurch wird der Druckmittelstrom gedrosselt, so daß der Druck in dem ersten Arbeitsraum 37 ansteigt, während er in dem zweien Arbeitsraum 39 abnimmt. Dieser Druckanstieg wirkt auf die ringförmige Wandung des Kolbens 32 und übt auf die Stange 25 eine Kraft aus, die sie nach rechts (Fig. 1) treibt.

Wenn das Lenkrad in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, bewegt sich die Stange 47 nach links und bringt damit die konische Oberfläche 97 dicht an die gegenüberliegende abgeschrägte Kante des Kolbens 32 der Hohlwelle 25, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist Dies bewirkt wieder eine entsprechende Drosselung im Druckmittelkreis, wobei jedoch der Druck sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Arbeitsraum 37 bzw. 39 erhöht wird, hierdurch wirken entgegengesetzte Kräfte auf die gegenüberliegenden Oberflächen des Kolbens 32. Da die dem zweiten Arbeitsraum 39 zugewandte Oberfläche der radialen Wandung des Kolbens 32 doppelt so groß ist wie die dem ersten Arbeitsraum 37 zugewandte Oberfläche, verursacht die auf die Stange 25 einwirkende resultierende Kraft deren Verschiebung nach links (Fig. 1). Hierdurch werden die gesteuerten Räder über die Kugelgelenke 27 und die Spurstangen 29 in der er gogengesetzten Richtung verschwenkt.

Bei Ausfall der Druckmittelversorgung arbeitet die Steuerung in der einen oder anderen Richtung mechanisch, weil in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Lenkrads die Abschrägung 95 bzw. die Oberfläche des Kegels 56 gegen den Kolben 32 anschlagen, so daß die Stange 25 ourch die auf sie ausgeübte mechanische Kraft emweder nach rechts oder links verschoben wird,

Es sei noch erwähnt, daß die Fließrichtung der hydraulischen Flüssigkeit durch die Servolenkung unabhängig davon, in welcher Richtung das Steuerrad verdreht wird, stets dieselbe ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Hilfskraftunterstützte Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge mit einem Getriebegehäuse, in dem ein Zulaufanschluß für das Druckmittel angeordnet sowie ein Lenkritzel und zwei koaxial zueinander angeordnete, gegeneinander verschiebbare Stangen gelagert sind, von denen die eine an ihren beidseitig aus dem Getriebegehäuse austretenden Enden Anschlußstücke für Spurstangenkugelgelenke trägt, wobei eines der Anschlußstücke gleichzeitig einen im Inneren der Stange gebildeten axialen Raum druckmitteldicht verschließt und diese Stange innerhalb des Getriebegehäuses einen Kolben trägt, der zusammen mit dem Getriebegehäuse zwei Arbeitsräume mit unterschiedlich großen Wirkflächen bildet, von denen der mit der kleineren Wirkfläche in ständig offener Verbindung mit dem Zulaufanschluß sowie durch radiale Durchgangsbohlungen in Verbindung mit einem Lenkventil steht »nd der mit der größeren Wirkfiäche über das Lenkventil sowie über den Kolben durchsetzende Querbohrungen mit dem die kleinere Wirkfläche aufweisenden Arbeitsraum in Druckmittelverbindung gebracht werden kann, und von denen die »ndere Stange eine mit det\ Lenkritzel in Eingriff Itehende Zahnstangenverzahnung sowie den Schieber des Lenkventils trägt und gegenüber der einen Stange durch eine Feder zentriert ist, dadurch

Sekennzeichnet, daß der axiale Raum (26) mit em DrucL.nittelrücklauf (31) in Verbindung ist und lein inneres Ende durch c^;ne Querwand gebildet Wird, die den axialen Raum (26) von einem weiteren, Anschließenden axialen Raur. in dem die andere Stange (47) gelagert ist, trennt und die eine axiale Bohrung sowie die Querbohrungen (40) enthält, Wobei die Querbohrungen (40) auf der der anderen Stange (47) zugekehrten Seite zwischen einer von der anderen Stange (47) und der Querwand gebildeten ersten Steuerkante und einem in der Axialen Bohrung sitzenden, fest mit der anderen Stange (47) verbundenen Dichtkolben münden *nd die radialen Durchgangsbohrungen (41) auf der Anderen Seite dieser Steuerkante münden, daß der tJichtkolben ein Führungsteil (51) trägt, das druckfnitteldicht (mittels 53) im axialen Raum (26) der tinen Stange (25) geführt ist sowie eine Axialbohlung (65) enthält, deren dem Dichtkolben zugekehrtes Ende durch Radialbohrungen (63) mit einem vor der Dichtung (59) des Dichtkolbens in der axialen Bohrung der Querwand gelegenen Ringraum verbunden ist. und daß zwischen diesem Ringraum und tinem weiteren Ringraum, der durch die Querwand Und das Führungsteil begrenzt wird, eine zweite Steuerkante durch Zusammenwirken eines den Dichtkolben mit dem Füh-iingsteil (51) verbinden den Kegels (56) mit der Querwand gebildet wird und der Arbeitsraum (39) mit der größeren Wirkfläche durcn weitere radiale Bohrungen (43) mit diesem Weiteren Ringraum verbunden ist,