DE2907005A1

DE2907005A1 - Servolenkvorrichtung fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2907005A1
Application number: DE19792907005
Authority: DE
Inventors: Louis Rene Jean
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1978-02-23
Filing date: 1979-02-22
Publication date: 1979-08-30
Also published as: US4252207A; IT7912478A0; FR2418133A1; FR2418133B1; GB2014920A; GB2014920B; IT1203286B; JPS54122530A; ES477958A1

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. H. FINCKE DIPL.-ING. H. BOHR DIPL.-ING. S. STAEGER

Patentanwalt· Dr. Finde· · Bohr ■ Stoeger ■ MüIIerttr. 31 · 8000 München

22. Februar 1979

SOOO MÜNCHEN 5, Müllersfroße 31 Fernruf: (089)*2i6060 Telegramme: Claims München Telex: 523903 claim d

_MappeNo. B 186 - St/B/mi

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SOCIETE ANONYME FRANCAISE DU FERODO 64 Avenue de la Grande Armee

75017 Paris / FRANKREICH

Servolenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

PRIORITÄT: 23. Februar 1978 - Nr. 7805161 - FRANKREICH

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Bankverbindung ι Boy.r. V.r.inibank München, Konto 620404 (BLZ 70020270) · Poiticheckkonto: MOnchen 27044-802 (BLZ 70010080)

(nur PA Dipl.-Ing. S. Staeger)

Mappe B 186 - St/B/mi

"Servolenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug" Priorität: 23. Februar 1979? Frankreich

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Servolenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche eine Steuereinrichtung aufweist, die auf eine Lenkeinrichtung bzw. Lenkeinrichtungen einwirkt, wobei die genannte Steuereinrichtung ein zweiteiliges übertragungselement aufweist, bei dem diese beiden Teile mit relativem, begrenztem Winkelspiel vorgesehen sind, welches ein winkeliges Versetzen zwischen den genannten Teilen unter der Wirkung der genannten Steuereinrichtung gestattet, sowie eine Hilfs- bzw. Servoeinrichtung, der es, wenn sie auf ein derartiges winkeliges Versetzen anspricht, gestattet ist, auf die Lenkeinrichtung in derselben Richtung wie die Steuereinrichtung einzuwirken,

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Die bis heute vorgeschlagenen Anordnungen, um dieses winkelige Relativspiel zu gestatten und zu begrenzen, weisen im allgemeinen eine anfällige und/oder komplizierte Konstruktion auf.

Derartige Anordnungen bestehen beispielsweise in einem Stift, der von einem der Teile getragen wird und in eine Aussparung des anderen Teils eingreift. Diese Anordnung schwächt aber die Festigkeit des Aufbaus.

Man hat ebenfalls vorgeschlagen, eine Außenverzahnung auf einem der Teile einzubringen und in Eingriff mit einer Innenverzahnung in Eingriff zu bringen, die die gleiche Teilung aufweist, aber weniger dicke Zähne, und die in eine Sackbohrung am anderen Teil eingebracht ist. Dieses andere Teil weist einen größeren Außendurchmesser an der Stelle der Sackbohrung auf, was die Form des Teiles kompliziert und seine Radialabmessung erhöht. Außerdem ist die Ausbildung von Längsrinnen in einer Sackbohrung schwierig und wirft das Problem auf, das abgeschnittene bzw. abgetragene Material völlig vom Boden der Sackbohrung zu entfernen.

Die vorliegende Erfindung hat eine Servolenkvorrichtung zur Aufgabe, die diese Nachteile nicht aufweist und in der das relative, begrenzte Winkelspiel zwischen den beiden Teilen des Kraftübertragungselements auf eine besonders einfache und robuste Weise erreicht wird.

Gemäß der Erfindung ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß diese Teile entsprechend zwei einander gegenüberliegende Enden aufweisen und Außenverzahnungen tragen, während ein Außenteil mit Innenverzahnung auf den beiden genannten Außenverzahnungen mit einem Winkelspiel gegenüber mindestens einem der Teile in Eingriff steht. -Dieses Spiel kann bei dem einen wie dem anderen Teil vorgesehen sein und kann entweder bei dem einen Teil größer sein als bei dem

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anderen oder vorzugsweise gleich« Das Spiel kann auch nur bei einer der beiden Außenverzahnungen vorgesehen sein»

Dank der erfindungsgemäßen Anordnung weisen die Enden der beiden einander benachbarten Teile einen analogen Aufbau sowie eine Außenverzahnung auf, die leichter herzustellen ist als eine Innenverzahnung in einer Sackbohrung. Im Gegensatz hierzu läßt sich die Innenverzahnung leicht bei dem zusätzlichen Äußenteil herstellen, das zu diesem Zitfeck vorgesehen ist,, Dieses Teil kann eine einfache Form derart aufweisen f. daß die Längsrillen in zwei Seiten einmünden , und kann beispielsweise in einer zylindrischen Büchse oder gemäß einer Variante in einer Scheibe bestehen« Diese kann zu einer anderen Funktion verwendet werden, beispielsweise als hydraulisches Verteilerelement für die Servoeinrichtung„

Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht einer

erfindungsgemäßen Servolenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ist,

Fig. 2 eine Ansicht dieser Vorrichtung Im Längsschnitt ist,

Fig., 3 eine Ansicht der Einrichtung zum Realisieren eines begrenzten relativen Winkelspiels zwischen den beiden Teilen der Lenksäule in größerem Maßstab ist,

Fig. 4 und 5

entsprechende Ansichten eines Schnitts längs Linie IV-IV bzw. längs Linie ¥-¥ in Fig. 3 sind,

Fig. S und 7 ' .

zu den Fig. 4 und 5 analoge Ansichten s±nä_s aber eine Ausführungsvariante betreffen,

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-F-

Fig. 8 und 9

den Fig. 4 und 5 oder den Fig. 6 und 7 analoge Ansichten sind, jedoch eine andere Ausführungs-Variante betreffen,

Fig. 10 eine noch weitere AusführungsVariante betrifft.

In der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform ist eine erfindungsgemäße Servolenkeinrichtung beispielsweise an einem Kraftfahrzeug angebracht.

Diese Vorrichtung weist (Fig. 1) eine Steuereinrichtung auf, die auf Lenkeinrichtungen wie Lenkhebel 11 einwirkt. Die Lenkeinrichtung 10 weist ein Lenkrad 12 und eine Lenksäule 13 auf. Diese weist zwei aufeinander ausgerichtete Teile 13A und 13B auf, welche miteinander mit einem begrenzten relativen Winkelspiel gekoppelt sind, das eine winkelige Verschiebung zwischen den Teilen 13A und 13B unter der Wirkung der Steuereinrichtung 10 gestattet. Der Teil 13A ist einstückig mit dem Steuerrad 12 verbunden, während der Teil 13B einstückig mit einem Ritzel 14 verbunden ist, das mit einer Zahnstange 15 kämmt. Diese steuert die Richtung der Lenkräder 16 des Fahrzeuges mittels Lenkhebeln 11.

Eine hydraulische Lenkkraftversorgung (Fig. 1 und 2) weist einen Vorratsbehälter 20 und eine Pumpe 21 auf, die aus diesem Vorratsbehälter 20 absaugt. Ein hydraulischer Arbeitszylinder 23 weist einen Kolben 24 auf, dessen Stange 25 auf die Zahnstange 15 einwirkt. Der Kolben 24 begrenzt im Zylinder 23 zwei Kammern 26 und 27. Ein hydraulischer Verteiler 29 ist zwischen der Pumpe 21 und dem Zylinder eingesetzt und spricht auf eine Winkelverlagerung zwischen den beiden Teilen 13A und 13B an, um den Arbeitszylinder 23 auf die Lenkhebel 11 in derselben Richtung wie die Steuereinrichtung 10 einwirken zu lassen.

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Der hydraulische Verteiler 29 kann jede geeignete Form annehmen» Er weist beispielsweise ein Gehäuse 30 auf, das die Teile 13Ά und 13B umgibt, sowie eine rohrförmige Büchse 31, die zwischen dem Teil 13A und diesem Gehäuse 30 eingesetzt ist. In den Teilen 13A und 31 sind verschiedene zweckmäßig unterteilte Aussparungen vorgesehen, wie etwa die Aussparung 32.

Das Gehäuse 30 weist vier öffnungen 34, 35, 36 und 37 auf. Die öffnung 34 ist mit einer Druckleitung 39 der Pumpe 21 verbunden. Die öffnung 35 ist mit einer Rückführleitung 40 zum Vorratsbehälter 20 verbunden. Die öffnung 36 ist mit einer Leitung 41 zur Kammer 26 des ArbeitsZylinders 23 verbunden. Die öffnung 37 ist durch eine Leitung 42 mit der Kammer 27 des ArbeitsZylinders 23 verbunden.

Um das relative, begrenzte Winkelspiel herzustellen, sind die beiden Teile 13A und 13B mit einem derartigen Spiel gekoppelt. Diese Teile 13A und 13B weisen jeweils zwei Enden 50 und 51 auf,die einander benachbart sind (Fig. 3). Das Ende 50 weist eine Außenverzahnung 52 auf, und in der gleichen Weise weist auch das Ende 51 eine Außenverzahnung 53 auf.

Die Verzahnungen 52 und 53 haben dieselbe Teilung. Ein Außenteil 54 deckt die Enden 50 und 51 ab und weist eine Innenverzahnung 55 auf, welche die gleiche Teilung wie die Verzahnungen 52 und 53 aufweist und mit diesen in Eingriff steht, jedoch mit einem winkeligen Spiel bei mindestens einer dieser Verzahnungen.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 greift die Verzahnung 55 in die Verzahnungen 52 und 53 mit einem Winkelspiel 2JA bei der Verzahnung 52 und einem Winkelspiel 2JB bei der Verzahnung 53 ein. Die Zähne der Verzahnung 52 sind dicker als die Zähne der Verzahnung 53, was sich darin auswirkt, daß die Abstände IA für die Verzahnung 52 kleiner

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^χ- AO-

sind als die Abstände IB für die Verzahnung 53, so daß das Spiel 2 JB größer ist als das Spiel 2 JA.

Es wird darauf hingewiesen, daß das gesamte Winkelspiel zwischen den beiden Teilen 13A und 13B somit 2 JA + 2 JB beträgt, das ist zweimal der Wert V = JA + JB, der in jeder der beiden Richtungen vorgesehen ist, wenn man von einer mittleren Ruhelage ausgeht. Diese wird ständig durch eine Torsionsstange 18 (Fig. 2) zurückgestellt und beibehalten, welche elastisch die beiden Teile 13A und 13B koppelt. In der Praxis beträgt der Wert V einige Grad.

In einem anderen Ausführungsbeispiel (Fig. 6 und 7) ist JA = JB und IA = IB, was den Vorteil einer weiter standardisierten Konstruktion bietet, weil die Verzahnungen 52 und 53 identisch sind.

In einem noch anderen Ausführungsbeispiel (Fig. 8 und 9) steht die Verzahnung 55 ohne Spiel mit der Verzahnung 52 und mit dem Spiel 2 JB mit der Verzahnung 53 in Eingriff.

In allen diesen Fällen richtet man sich so ein, daß ''der Wert V = JA + JB genau einem vorher bestimmten gewünschten Wert entspricht, der, ausgehend von der mittleren Ruhelage, einige Grad beträgt.

In Fig. 3 wie in jeder der Fig. 4, 5 oder 6,7 oder auch 8,9 besteht das Teil 54 aus einer einfachen Zylinderbüchse mit geringer Dicke, die eine gewisse Axialfreiheit aufweist und leicht in das Gehäuse des Verteilers 29 paßt.

Es wird darauf hingewiesen, daß der Aufbau der Einrichtungen

52, 53 und 55 zum Realisieren des relativen begrenzten Winkelspiels besonders einfach ist. Die Verzahnungen 52 und

53, die Außenverzahnungen sind, werden auf den Teilen 13A und 13B mühelos herausgearbeitet. Im übrigen wird auch die Innenverzahnung 55 mühelos in der Büchse 54 hergestellt,

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wenn man ihrer einfachen Form Rechnung trägt, und zwar beispielsweise durch Räumen.

Liegt keine Tätigkeit des Fahrers vor, dann werden die öffnungen 34 und 35 derart in Verbindung gebracht, daß die Anlage mit offener Verteilung ohne irgendeine Wirkung auf den Arbeitszylinder 23 arbeitet. Wenn der Fahrer eine Wirkung auf das Steuerrad 12 ausübt, um die Räder 16 einzuschlagen, dann werden die Teile 13A und 13B winkelig gegeneinander in einer durch diese Wirkung auf das Steuerrad bestimmten Richtung verlagert, und der Verteiler 29 schickt den Druck der Pumpe 21 in die entsprechende Kammer 26 oder 27 des Arbeitszylinders 23 und stellt die Rückleitung der anderen Kammer zum Vorratsbehälter 20 sicher. Wenn die winkelige Verlagerung umgekehrt wird, dann ist es die andere Kammer des Arbeitskolbens 23, die von der Pumpe 21 gespeist wird.

Falls die Servoeinrichtung ausfällt, dann hat die Einwirkung auf das Steuerrad 12 zum Lenken die Wirkung, sofort das relative, begrenzte Winkelspiel zwischen den Teilen 13A und 13B aufzuheben, indem man den elastischen Widerstand überwindet, der von dem Torsionsstab 18 entgegengebracht wird, und dann über die Elemente 52-55-53 das Teil 13B in fester Verbindung mit dem Teil 13A zur Drehung anzutreiben, was die Lenkung sicherstellt.

In einer Ausführungsvariante (Fig. 10) ist die Anordnung analog zu der, die soeben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 9 beschrieben wurde, und man erkennt in den Elementen 52 und 53 die Verzahnungen der Enden 50 und 51 der Teile 13A und 13B. Hier ist aber das Außenteil, das mit seiner Innenverzahnung 55 bei den Verzahnungen 52 und 53 in Eingriff steht, durch eine Läuferscheibe 54" eines hxdraulischen Verteilers 29^s gebildet, der eine andere Läuferscheibe 56 aufweist, die eine Innenverzahnung 57 aufweist, welche ohne Spiel in die Verzahnung 53 eingreift«,

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Claims

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Ansprüche

_f 1 .] Servolenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer ^steuereinrichtung, die auf Lenkeinrichtungen einwirkt, wobei die Steuereinrichtung ein kraftübertragendes Element aus zwei Teilen aufweist, die mit einem relativen, begrenzten Winkelspiel versehen sind, das eine winkelige Verlagerung zwischen den genannten Teilen unter der Wirkung der genannten Steuereinrichtung gestattet, sowie mit einer Servoeinrichtung, der es ermöglicht ist, infolge einer derartigen winkeligen Verlagerung auf die Lenkeinrichtungen in derselben Richtung wie die Steuereinrichtung einzuwirken ^ dadurch gekennzeichnet , daß die genannten Teile (13A, 13B) jeweils zwei Enden (50, 51) aufweisen, die einander benachbart sind und Äußenverzahnungen (52, 53) aufweisen, während ein innenverzahntes Außenteil (54) in die beiden genannten Außenverzahnungen (52f 53) mit einem Winkelspiel (JA,*'JB) gegenüber mindestens einer der Verzahnungen eingreift.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte innenverzahnte Außenteil (54) in die beiden Innenverzahnungen (52, 53) mit einem Winkelspiel (JA, JB) gegenüber jeder dieser beiden eingreift.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Winkelspiel (JA, JB) gegenüber einer der genannten Außenverzahnungen (52, 53) größer ist als gegenüber der anderen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Winkelspiel (JA, JB) gegenüber beiden genannten Außenverzahnungen (52, 53) gleich ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte innenverzahnte Außenteil (54) mit Spiel (JB) in eine der genannten Verzahnungen (53) und ohne Spiel in die andere (52) eingreift (Fig. 8, 9).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte innenverzahnte Außenteil eine zylindrische Büchse (54) ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das innenverzahnte Außenteil eine Scheibe (54') ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoeinrichtung eine hydraulische Kraftversorgung mit einer Pumpe (21) und einem Vorratsbehälter (20), einen hydraulischen Arbeitskolben (23), der auf die genannten Lenkeinrichtungen (11, 15) einwirkt, sowie einen hydraulischen Verteiler (29¹) umfaßt, der zwischen der Kraftversorgung (20, 21) und dem Arbeitszylinder (23) angeordnet ist, und daß das verzahnte Außenteil eine Läuferscheibe (54¹) dieses Verteilers (29") ist.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Verteiler (29') eine andere Läuferscheibe (56) aufweist, die ohne Spiel in jene (53) der Außenverzahnungen (52, 53) eingreift, die die erste Läuferscheibe (54') mit dem genannten, begrenzten Winkelspiel (JA) aufnimmt .

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