DE2809781A1

DE2809781A1 - Servolenkeinrichtung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2809781A1
Application number: DE19782809781
Authority: DE
Inventors: Barry John Millard
Original assignee: Adwest Engineering Ltd
Current assignee: Adwest Engineering Ltd
Priority date: 1978-03-02
Filing date: 1978-03-07
Publication date: 1978-09-14
Also published as: DE2809781C2; FR2383056A1; SE7802020L; SE423806B; US4172507A; ES467674A1; FR2383056B1

Description

Servolenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Servolenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem doppeltwirkenden Zylinder mit einer Kolbenstange, deren beide Enden mit den beiden lenkbaren Rädern des Kraftfahrzeuges verbindbar sind, und mit einer Zahnstange, die mit einem mit der Lenksteuerung verbindbaren Ritzel im Zahneingriff gehalten ist.

Die bekannten Servolenkeinrichtungen der vorgenannten Art sind bis jetzt nahezu ausschließlich nur für Personenkraftwagen und in Einzelfällen auch für leichtere Lieferwagen verwendet» Ihre Verwendung auch für schwerere Lieferwagen und insbesondere für Lastkraftwagen ist indessen bis heute hauptsächlich an dem Problem gescheitert, eine solche Servolenkeinrichtung raumgünstig in der Nähe des Achskörpers anzuordnen, der bei solchen schwereren Kraftfahrzeugen in der Regel mittels halbelliptischer Federn auf-

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gehängt ist und bezüglich welchem die an der einen Fahrzeugseite in einer bezüglich dieser halbelliptischen Federn nach der Außenseite verrückten Lage angeordnete Lenksäule in einer möglichst weit nach vorne verrückten Anordnung vorgesehen ist. Wenn nun bei einer solchen Anordnung eine Servolenkeinrichtung der vorgenannten Art eingebaut werden soll, dann wäre es dabei erforderlich, die Zahnstange rückwärts von dem Achskörper anzuordnen, um sie so durch den Achskörper genügend zu schützen. HLerbei erwächst jedoch das Problem, wie die Lenksäule resp. die Lenksteuerung mit dem mit der Zahnstange im Zahneingriff gehaltenen Ritzel der Servolenkeinrichtung verbunden werden kann, indem das untere Ende der Lenksäule auf der Vorderseite des Achskörpers außerhalb der halbelliptischen Federn liegt, während andererseits das Ritzel und die quer zur Fahrzeuglängsachse angeordnete Zahnstange auf der Rückseite dieses Achskörpers in einer Lage zwischen diesen beiden halbelliptischen Federn angeordnet ist. Sofern die Servolenkeinrichtung mit einer zu der Längsachse des Kraftfahrzeuges parallelen Anordnung der Zahnstange eingebaut wird, dann besteht dabei das Problem, wie die Enden der Zahnstange resp. die Enden der Kolbenstange des doppeltwirkenden Zylinders mit den lenkbaren Rädern verbunden werden können, was bei der Queranordnung der Zahnstange auf Grund der dabei gegebenen direkten Anschlußmöglichkeit an das Lenkgestänge nicht der Fall ist. Eine solche Längsausrichtung der Zahnstange erlaubt im übrigen auch wieder nur eine Anordnung rückwärts von dem Achskörper und zwischen den beiden halbelliptischen Federn, wobei auf Grund der Länge der Zahnstange noch ein besonderes Befestigungsproblem besteht.

Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zu Grunde, eine zum Einbau in solchen schwereren Kraftfahrzeugen mit einem mittels halbelliptischer Federn aufgehängten Achskörper geeignete Servolenkrichtung der vorgenannten Art bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird Each der Erfindung dadurch gelöst, da9 die Zahnstange in einem radialen Abstand zu der Kolbenstange angeordnet und mit ihrem einen Ende mittels eines radial ausgerichteten Verbindungsstückes starr mit dem einen^Ende der Kolben-

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stange verbunden ist, wobei das Verbindungsstück über eine Schwenkachse mit der sich mit ihrem anderen Ende weg von der Kolbenstange erstreckenden Zahnstange verbunden und so ausgebildet ist, daß für den Zahneingeriff mit dem Ritzel die Zahnstange an einer Schwenkbewegung quer zu der Schwenkachse gehindert wird. Die Verbindung zwischen dem einen Ende der Kolbenstange und dem zugeordneten Ende der Zahnstange mittels des Verbindungsstückes ist damit so ausgebildet, daß die Zahnstange völlig unbehindert in den Zahneingriff mit dem Ritzel gedruckt werden kann und gleichzeitig eine Längsführung erfährt, die jedes Verklemmen der im Zahneingeriff stehenden Zähne der Zahnstange und des Ritzels verhindert. Diese Längsführung der Zahnstange wird dadurch besonders günstig erreicht, wenn an dem Verbindungsstück eine eine Teillänge der Zahnstange umgreifende Gabel ausgebildet ist, wobei diese Teillänge einen Wert haben sollte, der wenigstens dem zweifachen und insbesondere wenigstens dem dreifachen Durchmesser der bevorzugt aus einem runden Stangenmaterial gebildeten Zahnstange entspricht.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen erfaßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in Draufsicht einen Längsschnitt durch eine Servolenkeinrichtung gemäß Erfindung und

Fig. 2 die Servolenkeinrichtung gemäß Fig. 1 an dem

zu der Zahnstange abgewandten Ende der Kolbenstange .

Die Servolenkeinrichtung umfaßt eine Kolbenstange 1, die sich durch einen doppeltwirkenden Zylinder 2 mit einem an der Kolbenstange befestigten Kolben 3 hindurcherstreckt und die an ihren beiden Enden mittels Kugelgelenken 4 und 5 mit den Lenkstangen 6 und 7 für die lenkbaren Räder eines Kraftfahrzeuges

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verbunden ist. Eine aus rundem Stangenmaterial gefertigte Zahnstange 8 ist in einem radialen Abstand zu der Kolbenstange 1 angeordnet und mit dieser mittels eines Verbindungsstückes 9 verbunden, das nahe dem einen Kugelgelenk 4 starr an dem zugeordneten Ende der Kolbenstange 1 befestigt ist und sich bezüglich dieser radial erstreckt. An dem Verbindungsstück 9 ist eine Gabel ausgebildet, welche das zugeordnete Ende der Zahnstange 8 umgreift, wobei die übergriffene Teillänge der Zahnstange 8 wenigstens dem zweifachen und insbesondere wenigstens dem dreifachen Durchmesser der Zahnstange entspricht, die im übrigen mittels eines Drehzapfens 11 schwenkbar mit dem Verbindungsstück 9 verbunden ist. Die Zahnstange 8 kann damit relativ zu dem Verbindungsstück 9 und mithin auch relativ zu der Kolbenstange 1 verschwenkt werden, um so durch eine Feder 12, die einem Lagerschuh 13 unterlegt ist, in den Zahneingriff mit einem Ritzel 14 gedrückt zu werden, das in nicht näher gezeigter Weise über ein übliches Drehventil mit der Lenksteuerung des Fahrzeuges verbunden ist. Durch die an dem Verbindungsstück 9 ausgebildete Gabel 1o wird andererseits eine Längsführung der Zahnstange 8 erreicht bzw. deren Schwenkung um eine quer zu dem Drehzapfen 11 ausgerichtete Achse verhindert, so daß damit also ein Verklemmen der im Zahneingr-iff stehenden Zähne der Zahnstange 8 und des Ritzels verhindert wird. Dem doppelwirkenden Zylinder 2 wird im übrigen in ebenfalls nicht näher gezeigter Weise von einer Steuerdruckpumpe Druckflüssigkeit entweder an dem einen oder an dem anderen Zylinderende zugeleitet, so daß damit der Kolben 3 und mit ihm die Kolbenstange 1 für eine mithin hilfskraftunterstützte Lenkung nach der einen oder nach der anderen Richtung bewegt wird.

In der Zeichnung ist eine im wesentlichen parallele Anordnung der Zahnstange 8 und der Kolbenstange 1 gezeigt. Es ist indessen auch möglich, die dadurch bedingte größere radiale Länge des Verbindungsstückes 9 zu verkleinern, wobei dann das zugeordnete Ende der Zahnstange 8 näher an das zugeordnete Ende der Kolbenstange 1 herangerückt wird. Der weitere Verlauf der Zahnstange 8 weg von der Verbindungsstelle mit dem Verbindungsstück 9 erstreckt sich folglich dann unter einem Winkel zu der

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Kolbenstange 1, wobei eine solche geneigte Anordnung dann auch noch eine entsprechende Anpassung der Berührungsflächen des Lagerschuhs 13 und des diesen abstützenden Stützringes 15 erfordert, damit der Zahneingriff der Zahnstange 8 mit dem Ritzel 14 entsprechend genau ist, d.h. in diesem Fall müßten diese Berührungsflächen des Lagerschuhs 13 und seines Stützringes 15 gekrümmt ausgebildet werden, während sie bei der Parallelanordnung der Zahnstange 8 und der Kolbenstange 1 eben ausgebildet werden können.

Bei einer Servolenkeinrichtung dieser Ausbildung sind mithin die Zahnstange 8 und das Ritzel 14 an der Außenseite der beiden Kugelgelenke 4 und 5 angeordnet und also nicht in einer Lage zwischen diesen beiden Kugelgelenken, wie es bei den bis jetzt bekannten Servolenkeinrichtungen dieser Art der Fall ist. Dadurch ist es möglich, den gegenseitigen Abstand der Kugelgelenke 4 und 5 auf einem optimalen Minimum zu halten und insbesondere die Servolenkeinrichtung auch in solchen Schwerkraftfahrzeugen einzubauen, bei denen der Achskörper mittels halbelliptischer Federn aufgehängt ist und bei denen also die Lenkstange auf der Vorderseite dieses Achskörpers zur Verbindung ihres unteren Endes mit dem auf der Rückseite angeordneten und mit der quer ausgerichteten Zahnstange kämmenden Ritzel vorgesehen ist. Die Verbindung der Lenksteuerung mit dem Ritzel 14 ist mithin hierbei dann an der Außenseite der halbelliptischen Federn verwirklicht. Die bezüglich der Kolbenstange 1 versetzte Anordnung der Zahnstange 8 bewirkt indessen, daß auf die Zahnstange 8 ständig eine Schwenkkraft bezüglich der Kolbenstange 1 einwirkt. Um diese Schwenkkraft so weitgehend wie möglich zu unterdrücken, sollte die Zahnstange ziemlich starr mit der Kolbenstange verbunden sein. Eine sehr starre Verbindung schafft indessen Probleme hinsichtlich des Zahneingeriffs der Zahnstange 8 mit dem Ritzel 14, die erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, daß die Zahnstange über den Drehzapfen 11 schwenkbar mit dem die starre Verbindung ergebenden Verbindungsstück 9 verbunden ist und die Gabel 1o des Verbindungsstückes 9 eine Schwenkbewegung der Zahnstange quer zu dieser durch den Drehzapfen 11 bestimmten Schwenkachse verhindert.

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Claims

Ansprüche

1\ Servolenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem doppeltwirkenden Zylinder mit einer Kolbenstange, deren beide Enden mit den beiden lenkbaren Rädern des Kraftfahrzeuges verbindbar sind, und mit einer Zahnstange, die mit einem mit der Lenksteuerung verbindbaren Ritzel im Zahneingriff gehalten ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Zahnstange (8) in einem radialen Abstand zu der Kolbenstange (1) angeordnet und mit ihrem einen Ende mittels eines radial ausgerichteten Verbindungsstückes (9) starr mit dem einen Ende der Kolbenstange (1) verbunden ist, wobei das Verbindungsstück (9) über eine Schwenkachse (11) mit der sich mit ihrem anderen Ende weg von der Kolbenstange erstreckenden Zahnstange (8) verbunden und so ausgebildet ist, daß für den Zahneingeriff mit dem. Ritzel (14) die Zahnstange (8) an einer Schwenkbewegung quer zu der Schenkachse (11) gehindert wird.
2. Servolenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zur Verhinderung der Schwenkbewegung der Zahnstange (8) quer zu der Schwenkachse (11) an dem Verbindungsstück (9) eine eine Teillänge der Zahnstange (8) umgreifende Gabel (1o) ausgebildet ist.
3. Servolenkeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Gabel (io) des Verbindungsstückes (9) sich über eine wenigstens dem zweifachen und insbesondere wenigstens dem dreifachen Durchmesser der aus einem runden Stangenmaterial gefertigten Zahnstange (8) entsprechende Teillänge der Zahnstange erstreckt.

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4. Servolenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Zahnstange (8) im wesentlichen parallel zu der Kolbenstange (1) ausgerichtet ist.
5. Servolenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Zahnstange (8) geneigt zu der Kolbenstange (1) angeordnet ist.
6. Servolenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß für die Verbindung mit dem Lenkgestänge (6,7) der lenkbaren Räder an den beiden Enden der Kolbenstange (1) Kugelgelenke (4,5) angeordnet sind, bezüglich welcher das Ritzel (14) an einer Außenseite vorgesehen ist.
7. Servolenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Zahnstange (8) mittels eines durch eine an einem Stützring (15) abgestützte Feder (12) vorgespannten Lagerschuhs (13) in den Zahneingriff mit dem Ritzel (14) gedrückt ist.

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