DE2830292C2 - Hydraulisches Steuergerät für den Servomotor einer Lenkeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Steuergerät für den Servomotor einer Lenkeinrichtung, mit einer inneren Drehschieberhülse, die stirnseitig ein den Innenraum abschließendes Kupplungsteil zum Anschluß eines Lenkhandrades o. dgl. aufweist, einer äußeren Drehschieberhülse, die mit dem Rotor eines Nachführmotors verbunden ist, und mit einem Gehäuse, das eine die ineinandergreifenden Drehschieberhülsen aufnehmende Bohrung und eine deres Stirnflächen über eine Wälzlageranordnung axial abstützende, dem Anschluß des Lenkhandrades zugekehrte. Endwand aufweist, wobei die Drehschieberhülsen ein mit dem Nachführmotor in Reihe liegendes Drossel- und Umschaltventil bilden, bei dem die innere Drchschieberhülsc gegen die Kraft einer Neutralstellungsfeder um ein begrenztes Stück relativ zu der äußeren Drehschieberhülse verdrehbar ist und letztere unter dem Einfluß des Nachführmotors nachfolgt.

Bei bekannten Steuergeräten dieser Art ist der Nachfuhrmotor als innenachsige Kreiskolbenmaschine ausgeführt, deren Rotor durch ein außen verzahntes Zahnrad und deren Stator durch einen innenverzahnten, einen Zahn mehr aufweisenden Zahnring gebildet ist. Der Rotor steht mit der äußeren Drehschieberhülse über eine Gelenkwelle und einen die innere Drehschieberhülse durchsetzenden Stift in drehfester Verbindung-Die Neutralstellungsfeder ist durch ein Paket aus beide Drehschieberhülsen durchsetzenden Blattfedern gebildet. Die äußere Drehschieberhülse dient nicht nur in Verbindung mit der inneren Drehschieberhülse als Drossel- und Umschaltventil, sondern in Verbindung mit der Gehäusebohrung als Verteilerventil für den Nachführmotor. Die axiale Wälzlageranordnung ist durch ein Zylinderrollenlager gebildet, das zwei, je eine

to Laufbahn aufweisende Ringscheiben, von denen die eine an der Endwand des Gehäuses anliegt und die andere Stirnflächen an beiden Drehschieberhülsen abstützt, aufweist.

Die Neutralstellungsfeder hat zwei Aufgaben. Einerssits soll sie bewirken, daß die Drehung der inneren H-Ülse und damit beispielsweise des Lenkhandrades nur gegen einen gewissen Widerstand erfolgen kann, der um so größer ist, je schneller die innere Drehschieberhülse gedreht werden soll. Dies ergibt das sogenannte »Straßengefühl«. Andererseits muß die Neutralstellungsfeder unter einer solchen Vorspannung stehen, daß sie die Hülsen mit Sicherheit in die Neutraisteilung zurückführt, wenn keine äußeren Kräfte auf die innere Drehhülse wirken, beispielsweise das Lenkhandrad freigegeben wird. Diese Vorspannung ergibt ihrerseits einen Sprung in der Federcharakteristik, der sich nachteilig für das »Straßengefühl« bemerkbar macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Steuergerät der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem die Kennlinie der Neutralstellungsfeder so ausgebildet werden kann, daß das Lenkoder Straßengefühl den Verhältnissen bei einer direkten Lenkung besser angepaßt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst.

daß die Wälzlageranordnung aus zwei zueinander konzentrischen Axial-Kugellagern besteht, von denen das eine die innere und das andere die äußere Drehschieberhülse abstützt.

Die Drehschieberhülsen liegen an ihrer Lagerstelle mit einer axialen Kraft an, die nicht nur vom Zusammenspannen der Gehäuseteile herrührt, sondern auch eine vom Druckmittel abhängige Komponente enthält. Denn der in der Regel mit der Ablaufseite verbundene Innenraum des inneren Drehschiebers steht wegen der unvermeidbaren Druckabfälle in den Schieberdurchbrüchen unter einem über den Tankdruck liegenden Druck, der mit steigendem Durchfluß wächst. Bisher wurden Drehschieberhülsen an einer gemeinsamen Ringscheibe des Wälzlagers abgestützt. Die Erfindung beruht demgegenüber auf der Überlegung, daß die axialen Kräfte bei einer Relativdrehung zwischen den beiden Drehschieberhülsen zu einer Reibung führen und daß das zur Überwindung des zugehörigen Reibungsmoments erforderliche Rückstellmoment der Neutralstellungsfeder zu der bisher üblichen großen Vorspannung dieser Feder zwingt. Wird dagegen das Wälzlager nicht nur zur erleichterten Drehung des Lenkhandrades o. dgl. benutzt, sondern durch Zweiteilung auch zur Herabsetzung der Reibung zwischen den beiden Drehschiebern, so kann die Vorspannung der Neutralstellungsfeder entsprechend vermindert werden. Für die Anfangsdrehung des Lenkhandrades benötigt man daher ein sehr viel kleineres Drehmoment als bisher. Außerdem ergibt sich eine weichere Steuerung, die ein sehr viel besseres und einer direkten Lenkung stärker angepaßtes »Straßengefühl« ergibt. Bei einer Parallelsteuerung, bei der zwei Steuergeräte gleichzeitig vor, einem Lenkorgan antreib-

bar sind, ergibt sich ein besserer Gleichlauf,

Empfehlenswert ist ein Pappelkugellager, das auf der der Gehäuseendwand zugewandten Seite eine Ringscheibe mit zwei konzentrischen Laufbahnen und auf der den Drehschieberhülsen zugewandten Seite zwei 5 konzentrische Ringscheiben mit je einer Laufbahn aufweist Ein solches Doppeikugellager läßt sich als Baueinheit einsetzen und erlaubt trotzdem eine getrennte Wälzlagerabstützung von äußerer und innerer Drehschieberhülse.

Des weiteren ist es günstig, wenn die Drehschieberhölsen und/oder die Ringscheiben der Kugellager auf den einander zugekehrten Seiten derart angepaßt sind, daß die gegenseitige Berührung im wesentlichen im Bereich der Durchmesser der Laufbahnen erfolgt Dies hat den Vorteil, daß die axialen Kräfte direkt über die Kugelreihe auf das Gehäuse abgeleitet werden können. Die Ringscheiben können verhältnismäßig dünn ausgebildet werden, ohne daß Verbiegungen oder Verkantungen auftreten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. I einen Querschnitt durch ein Steuergerät und
F i g. 2 eine vergrößerte Teildarstellung eines verwendeten Wälzlagers.

Ein Gehäuse 1 weist einen ersten Anschluß 2 für eine Pumpe 3, einen zweiten Anschluß 4 für einen Tank 5 und zwei Anschlüsse 6 und 7 zur Verbindung mit einem zu lenkende Räder 8 betätigenden Servomotor S auf. In einer Bohrung 10 des Gehäuses 1 ist ein äußerer Drehschieber 11 und in diesen ein innerer Drehschieber 12 angeordnet. An der linken Seite befindet sich ein Nachffihrmotor 13 mit einem Rotor 14 in der Form eines Zahnrades und einem Stator 15 in der Form eines Zahnringes. Der Motor ist außen durch einen Deckel 16 abgeschlossen und unter Zwischenlegung einer Scheibe 17 mit Hilfe von Schrauben 18 mit dem Gehäuse 1 verbunden. Eine Gelenkwelle 19 verbindet den auf einer Kreisbahn sich bewegenden und drehenden Rotor über einen die innere Drehschieberhülse mit Spiel durchsetzenden Stift 20 drehfest mit der äußeren Drehschieberhülse. Der Innenraum 21 der inneren Drehschieberhülse 12 ist stirnseitig durch eine Kupplung 22 zum Anschluß eines Lenkhandrades o. dgl. abgeschlossen. Die beiden Drehschieberhülsen werden durch p.\nt Neutralstellungsfeder 23 in der Form eines Federblechpakets durchdrungen. Eine Vielzahl von Bohrungen, Ringnuten und Axialnuten in den beiden Drehschiebern 11 und 12 sowie der Gehäusebohrung 10 bewirken, daß bei einer Verdrehung der inneren Prehsehieberhülse 12 Druckflüssigkeit über das durch die beiden Drehsehieberhülsen gebildete Drossel- und Umschaltventil zum Nachführmotor 13 und von diesem zur einen Seite des Servomotors 9 fließt. Die andere Seite ist über entsprechende Kanäle in der Steuereinheit und den Innenraum 21 der inneren Drehschieh^prhü!sc mit dem Tank 5 verbunden. Infolge der Wirkung des Nachführmotors 13 wird die äußere Drehschieberhülse der inneren so lange nachgeführt, bis das Drossel- und Umschaltventil wieder geschlossen hat Bei einer Drehung der inneren Drehschieberhülse in entgegengesetzter Richtung wird die andere Seite des Servomotors 9 mit Druckflüssigkeit versorgt

Eine Wälzlageranordnung 24 ist, wie es näher in Fig.2 veranschaulicht ist zwischen einer Endwand 25 des Gehäuses 1 und der Stirnfläche 26 des äußeren Drehschiebers 11 und der Stirnfläche 27 des inneren Drehschiebers 12 angeordnet. Diese Wälzlageranordnung besteht aus zwei Axial-Kugellagern 28 und 29, die auf der der Endwand 25 zugewandten Seite eine gemeinsame Ringscheibe 30 mit zwei Laufbahnen 31 und 32 und auf der gegenüberliegenden Seite zwei konzentrische Ringscheiben 33 und 34 mit je einer Laufbahn 35 bzw. 36 aufweisen. Durch Fasen 37 und 38 ist die S:;rnfläche 26 der äußeren Drehschieberhülse 11 verkleinert; sie liegt etwa in Höhe der Laufbahnen 31 und 35. Durch eine Fase 39 der inneren Drehschieberhülse 12 und eine Fase 40 der inneren Ringscheibe 34 ist der an dieser Ringscheibe anliegende Teil der Stirnfläche 27 ebenfalls verkleinert; die Anlagefläche befindet sich in Höhe der Laufflächen 32 und 36.

Die Wälziageranordnung wird durch Axialkräfte belastet, welche auf die Drehschieberhülsen 11 und 12 ausgeübt werden. Hierbei handelt es sich einerseits um Kräfte, die beim Festspannen der Scheibe 17 gegen das Gehäuse 1 auf die beiden Drehschieberhülsen ausgeübt werden, und andererseits um Flüssigkeitsdruckkräfte, insbesondere den im Innenraum 21 der inneren Drehschieberhülse 12 herrschenden Druck, der zeitweilig über dem Tankdruck liegt. Durch die Verwendung der Deiden Kugellager 28 und 29 können sich die beiden Drehschieberhülsen relativ zueinander drehen, ohne daß eine größere von diesen Axialkräften abhängige Reibung auftritt Die Kennlinie der Neutralstellungsfeder 23 (Federspannung in Abhängigkeit von der Relativdrehung zwischen den beiden Drehschieberhülsen) kann daher mit einer verhältnismäßig kleinen Vorspannung in der Neutralstellung beginnen und sich dann kontinuierlich ansteigend fortsetzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Hydraulisches Steuergerät für den Servomotor einer Lenkeinrichtung, mit einer inneren Drehsehjeberbülse, dje stirnseitig ein den Innenraum abschließendes Kupplungsteil zum Anschluß eines Unkhandrades o. dgl, aufweist, einer äußeren Drehschieberhülse, die mit dem Rotor eines Nachführmotors verbunden ist, und mit einem Gehäuse, das eine die ineinandergreifenden Drehschieberhülsen aufnehmende Bohrung und eine deren Stirnflächen über eine Wälzlageranordnung axial abstützende, dem Anschluß des Lenkhandrades zugekehrte Endwand aufweist, wobei die Drehschieberhülsen ein mit dem Nachführmotor in Reihe liegendes Drossel- und Umschaltventil bilden, bei dem die innere Drehschieberhülse gegen die Kraft einer Neutralstellungsfeder um ein begrenztes Stück relativ zu der äußeren Drehschieberhülse verdrehbar ist und letztere unter dem Einfluß des Nachführmotors nachfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlageranordnung (24) aus zwei zueinander konzentrischen Axial-Kugellagern (28, 29) besteht, von denen das eine die innere (12) und das andere die äußere (11) Drehschieberhülse abstützt

2. Steuergerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Doppelkugellager, <ias auf der der Gehäusewand (25) zugewandten Seite eine Ringscheibe (30) mit zwei konzentrischen Laufbahnen (31,32) und auf der den Drehschieberhülsen (11, 12) zugewandten Seite zwei konzentrische Ringscheiben (33,34) mit j.; einer Laufbahn (35,36) aufweist.

3. Steuergerät nach Anspruch ' oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehschieberhülsen (11,12) und/oder die Ringscheiben (34) de^r Kugellager (28, 29) auf den einander zugekehrten Seiten derart angefast sind, daß die gegenseitige Berührung im wesentlichen auf den Bereich der Durchmesser der Laufbahnen (31,35;32,36) beschränkt ist.