DE2913484A1

DE2913484A1 - Hilfskraftlenkung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2913484A1
Application number: DE19792913484
Authority: DE
Inventors: Dieter Elser
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1979-04-04
Filing date: 1979-04-04
Publication date: 1980-10-16
Also published as: GB2046685B; PL223192A1; SE443541B; JPS55152671A; FR2453067A1; GB2046685A; BR8002066A; IT8048329A0; DE2913484C2; FR2453067B1; IT1127422B; JPS6257544B2; SE8002563L; ES8100994A1; ES490119A0

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Hilfskraftlenkung ist beispielsweise aus der DE-PS 11 33 642 bekannt, in welcher ein erstes Lenkspindelteil ein gabelförmiges Ende aufweist, durch welches zwei, in einem am zweiten- Lenkspindelteil gebildeten Kopf einer Lenksohnecke, quer zur Lenkspindelachse gelagerte Steuerkolben gegeneinander verstellt werden. Die beiden Lenkspindelteile sind dabei um den Betrag eines vorbestimmten Steuerweues entgegen der Kraft eines Drehstabes gegeneinander verdrehbar. An den Stirnseiten der beiden Steuerkolben sind unterschiedlich groß^ Flächen gebildet, so daß beim Lenken jeweils an einem Steuerkelben eine vom Arbeitsdruck beaufschlagte Differenzkolbenflache v/irksam ist, die an der Lenkspindel ein das sogenannte Fε-hrgefühl vermittelndes Gegenmoment erzeugt. Eine derartige Ruckwirkungseinrichtung ist auf die Verwendung mit Kolbenventilen als Druckölsteuereinrichtung beschränkt. Abgesehen davon benötigen zwei quer zur Lenkspindelachse und mit Abstand von dieser eingebauten Kolbenventile einen verhältnismäßig großen radialen tinbauraum.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung eines Drehschieberventils in einer derartigen Hilfskraftlenkung eine verhältnismäßig einfache Rückwirkungseinrichtung zu finden, durch die die Außenumrisse des Lenkgetriebes unverändert bleicen.

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Dadurch soll es ermöglicht werden, die Hilfskraftlenkung entsprechend dem Kundenwunsch ohne große baulichen Veränderungen einmal mit einer hydraulischen Rückwirkung und einmal ohne diese auszuführen.

Diese Aufgabe ist durch das im Kennzeichen des Patentanspruchs enthaltene Merkmal gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rückwirkungseinrichtung ist im Anspruch 2 enthalten.

Der mit einem beliebigen Druck beaufschlagbare hohle Rückwirkungskolben ist innerhalb der Lenkschnecke untergebracht. Durch die Bohrung des Rückwirkungskolbens erstreckt sich der Drehstab auf dessen verdickten Enden der Rückwirkungskolben geführt ist. Der Rückwirkungskolben stützt sich dabei über an seiner einen Stirnfläche gebildete Schrägflächen sowie über eine Kugelreihe an entsprechenden Schrägflächen des den Drehschieber und das Lenkhandrad tragenden ersten Lenkspindelteiles ab. Damit ist eine in beiden Lenkrichtungen wirkende Mittenzentriereinrichtung geschaffen, deren Rückführungskraft durch einen auf den Rückwirkungskolben wirkender Druck, beispielsweise den Arbeitsdruck, verstärkt wird. Die hierzu benötigten Bauteile sind dabei so montiertj daß sie keinen zusätzlichen Raumbedarf aufweisen. Es ist daher mit geringstem Aufwand möglich, die Hilfskraftlenkung nach dem Baukasten-Prinzip wahlweise mit oder ohne hydraulische Rückwirkung auszuführen.

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Aus der PR-PS 1 505 333 (ζ. B. Pig. 7) ist es zwar bereits bekannt in einer durch ein Drehschieberventil gesteuerten Hilfskraftlenkung die beiden einander zugewandten Lenkspindelenden einer geteilten Lenkspindel über mit Schrägflächen versehene Aussparungen und dazwischenliegende Wälzkörper unter Vorspannung gegeneinander abzustützen. Zur Erzielung der Vorspannung sind die beiden Lenkspindelteile durch eine Stange unter Zwischenschaltung von Tellerfedern miteinander verbunden. Dabei ist außerdem vorgesehen, die Vorspanmuig beim Lenken durch den Arbeitsdruck zu erhöhen, der auf einen sich an der Stange abstützenden Rückwirkungskolben geleitet wird. Abgesehen davon, daß diese bekannte Rückwirkungseirtrichtung innerhalb eines anderen Lenkungsaufbaues Verwendung findet, ist der zugehörige Bau- und Fertigungsaufwand verhältnismäßig hoch. Dabei sind die Bauteile so innerhalb des Drehschieberventils verschachtelt, daß elastische Formänderungen durch den Druck zu Verklemmungen führen können.

Erläuterung der Erfindung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt und

Fig. 2 eine vergrößerte Einzelheit aus Fig. 1

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BAD ORIGINAL

Eine zweiteilige Lenkspindei besteht aus einem ersten, einen Drehschieber 3 tragenden Leakspindelteil 1 und einem zweiten, als Lenkschnecke ausgebildeten Lenkspindelteil 2, an dem zugleich eine mit dem Drohschieber 3 zusammenwirkende Steuerbüchse 5 gebildet ist. Mit dem Lenkspindelteil 1 ist außerdem ein nicht dargestelltes Lenkhandrad verbunden. Die beiden Lenkspindelteile 1 und 2 sind über einen Drehstab 6 elastisch miteinander gekuppelt. Nach Überwinden eines durch eine Keilverzahnung 7 vorgegebenen Steuerweges gegen die Wirkung des Drehstabes 6, erfolgt eine unmittelbare Mitnahme des Lenkspindelteiles 2 durch das Lenkspindelteil 1. Innerhalb des Steuerweges entsteht eine Relatiwerdrehung des Drehschiebers 2 gegenüber der Steuerbüchse 3, wodurch je nach Drehrichtung einem Druckraum 10 oder 11 Drucköl zugeleitet wird. Die Arbeitsweise eines derartigen Drehschieberventils ist allgemein bekannt und kann z. B. der DE-OS 26 37 458 entnommen werden.

Die Unterteilung der beiden Druckräume 10 und 11 erfolgt durch einen im Lenkgetriebegehäuse 12 geführten Arbeitskolben 13. Dieser greift über eine Kugelkette 14 in die Lenkschnecke des Lenkspindelteiles 1 ein. Der Arbeitskolben 13 steht außerdem über eine Verzahnung 15 mit einem an eine nicht dargestellte Lenkstockwelle angeschlossenen Lenksegment 16 in Eingriff. Zur Aufnahme der Axialkraft ist der mit der Lenkschnecke vereinigte zweite Lenkspindelteil· 2 in einem Axial-Schulterlager 17 abgestützt.

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In einer Bohrung 1ö des zwc:;on Lenkspindelteiles 2 ist ein auf verdickten Enden 23, 24 C(..s Drehstabes 6 abgestützter Rückwirkungskolben 20 gelagert. .Der Rückwirkungskolben 20 weist an seinem oberen Ende eine riit einem dachförmigen Fräser eingearbeitete V-förmige Einfräsu.-.g auf, während das untere Ende des ersten Lenkspindelteiles !entsprechend bearbeitet ist, so daß nach der Montage gegenüberliegende parallele Schrägflächen 21, 22 entstehen. Diese Schrägflächen bilden zusammen mit dem verdickten Ende 23 des Drehstabes 6 eine zick-zack-förmige über den Umfang verlaufende Nut, die eine Kugelreihe 25 enthält. Die beschriebenen Schrägflächen 21, 22 und die Kugelreihe 25 stellen zusammen eine Mictenzentrierung für die aus Drehschieber 3 und Steuerbüchse 5 bestehende Ventileinrichtung dar.

Das verdickte finde 23 ist durch einen Stift "26 mit dem ersten Lenkspindelteil 1 verbunden. Das andere verdickte Ende ist zusammen mit einer Büchse 27 durch einen Stift 28 am zweiten Lenkspindelteil 2 befestigt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist durch die Büchse 27 eine Kammer 30 gebildet, in welche eine über eine Ringscheibe 29 am Rückv/irkungskolben 20 abgestützte vorgespannte Zentrierfeder 31 eingesetzt ist. Diese Zentrierfeder 31 übt über den Rückwirkungskolben 20 und die Mittenzentriereinrichtung 21, 22, 25 eine bestimmte Zentrierkraft auf den Drehschieber 3 aus. Zur leichten Axialverschiebebarkeit ist der Rückwirkungskolben 20 über Kugeln 32 auf dem verdickten Ende 24 abgestützt. Die Kugeln 32 haben den weiteren Vorteil,

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ORIGINAL INSPECTED

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daß sie bei entsprechesider Äuswa.i vorhandenes Fertigungsspiel ausgleichen können.

In die Kammer 30 kann ein beim Lenken wirksamer Druck eingeleitet werden. Wie in Fig. 1 gezeigt, kann z. B. ein zum Drehschieberventil 3, 5 führender Puir.penanschluß 33 über Gehäusebohrungen 34, 35 an die Kammer 30 angeschlossen sein. Dadurch wirkt der jeweils im Druckraum 10 oder 11 herrschende Arbeitsdruck auf eine Stirnfläche 36 des Rückwirkungskolbens 20. Die Kraft des Arbeitsdruckes auf die Stirnfläche 36 wirkt somit zusätzlich zur Kraft der Zentrierfeder 31 auf den Rückwirkungskolben 20, der seinerseits über die Mittenzentriereinrichtung 21, 22, 25 eine entsprechende Rückstellkraft auf das erste Lenkspindelteil 1 und damit auf das Lenkhandrad ausübt. Auf diese Weise wird dem Fahrer ein vom Lenkwiderstand an den gelenkten Rädern abhängiges Fahrgefühl vermittelt.

Anstelle des Arbeitsdruckes kann auch ein fahrgeschwindigkeitsabhängiger Druck, der von einer von der Getriebeausgangswelle angetriebenen Pumpe erzeugt wird, in die Kammer 30 eingeleitet werden. Es entfallen dann die mit dem Pumpenanschluß verbundenen Gehäusebohrungen 34, 35 und es ist in einem Deckel 1 ein Anschluß für eine außerhalb des Gehäuses 1 liegende Leitung vorgesehen. In diesem Falle wird die am Lenkhandrad spürbare Rückwirkungskraft mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit und abnehmendem Lenkwiderstand größer. Eine weitere Möglichkeit bestel· in der Anwendung eines Rückwirkungsdruckes nach der Patentanmeldung P 28 51 773.

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Der Pumpenanschluß 33 ist ül:er eine Ringnut 34 und mehrere Bohrungen 35 in der Steuerbüohse 5 an Äxialnuten 37 des Drehschiebers 3 angeschlossen. In der gezeichneten Neutralstellung des Drehschiebers 3, 5 gelanqt das Drucköl über weitere Axialnuten 38 und eine Querbohrun·, 3 9 in eine zentrische Bohrung 40. Von dort strömt das Drucköl über eine Querbohrung 41 und durch die mit Spiel ausgeführte Kei!verzahnung 7 in die Bohrung 18 des zweiten Lenkspindelteiles 2 und schließlich in einen mit einem Behälteranschluß 4 2 verbundenen Ringkanal 43. Das Drucköl durchströmt das Lenkgetriebe drucklos, d. h. es wird nicht gelenkt.

Beim Drehen des Lenkspindelteiles 1 gelangt das Drucköl entweder über Axialnuten 44 und Radialbohrungen 45 der Steuerbüchse 5 in den Druckraum 11 oder über Axialnuten 46, Radialbohrungen 47, einen Ringkanal 48 und über das Spindelgewinde in den Druckraum 10.

Soll die beschriebene Hilfskraftlenkung, z. B. für langsamfahrende Baustellenfahrzeuge, ohne Rückwirkungskraft ausgeführt werden, so wird auf den Rückwirkungskolben 20 verzichtet und es kommt ein an den Enden etwas verkürzter Drehstab zum Einbau. Ebenso entfallen die Büchse 27 mit der Zentrierfeder 31 und die Kugeln 32. Dadurch ist es mit geringen baulichen Änderungen möglich, die Hilfskraftlenkung an den vorgesehenen Verwendungszweck anzupassen.

Akte 5582

29.03.1979
T-PA fr-we

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L e e r s e i t e

Claims

ZAHNRÄDFABRIK FRIEDRICHSHÄFEN

Aktiengesellschaft
Friedrichshafen

Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Patentansprüche

» 1J Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Druckölsteuereinrichtung und einer Einrichtung zum Erzeugen einer am Lenkhandrad spürbaren Rückwirkungskraft, einer aus einem ersten und einem zweiten Teil bestehenden Lenkspindel, wobei die beiden Lenkspinde!teile zum Zwecke der Rückstellung der Steuereinrichtung in die Neutrallage durch einen Drehstab miteinander verbunden sind und der erste Lenkspindelteil mit einem Lenkhandrad verbunden ist und der zweite Lenkspindelteil über eine Lenkschnecke und eine Kugelkette mit einem im Lenkgetriebegehäuse verschiebbaren Arbeitskolben in Eingriff steht, der seinerseits mit einem eine Lenkstockwelle tragenden Lenksegment kämmt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- ein am ersten Lenkspindelteil (1) gebildeter Drehschieber (3) steht über den Drehstab (6) mit der eine Steuerbüchse (5) tragenden Lenkschnecke des zweiten Lenkspindelteiles (2) in Verbindung;

Akte 5582

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- den Drehstab (6) umgibt exn hohler Rückwirkungskolben (20) der auf den Drehstabenden (23, 24) abgestützt ist;

- zwischen dem ersten Lenkspzndelteil (1) und dem einen Ende des Rückwirkungskolbens (20) ist eine aus Schrägflächen (21, 22) und einer dazwischenliegenden Kugelführung (25) gebildete Mittenzentrierung vorgesehen;

- an dem der Mittenzentrierung (21, 22, 25) abgewandten Ende des Rückwirkungskolbens (20) ist in einer Kammer (30) eine am Rückwirkungskolben abgestützte Zentrierfeder (31) angeordnet;

- die Kammer (30) des Rückwirkungskolbens (2O) ist an eine Druckleitung oder einen Druckkanal (34, 35) anschließbar.
2. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Mittenzentriereinrichtung (21, 22, 25) abgewandte Ende des Rückwirkungskolbens (20) zur leichteren Axialverschiebbarkeit über Kugeln (32) auf dem Drehstabende (24) abgestützt ist.
3. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (30) mit einem Druck beliebiger Kenngröße (z. B. Arbeitsdruck, fahrgeschwindigkeitsabhängiger Druckj beaufschlagbar ist.

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4. Hilfskraftlenkung nach ckn Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückwirkungskolben (20) und der dem Drehstab (6) zugewandte Lenkspindelteil (1) eine V-förmige Einfräsung aufweist, derart, daß nach dem Einbau parallele Schrägflachen (21, 22} entstehen, die zusammen mit dem verdickten Ende (2 3) des Drehstabes eine zick-zack-förmige über den Umfang verlaufende Nut bilden und daß die Nut eine Kugelreihe (25) enthält.
5. Hilfskraftlenkung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückwirkungskolben (20) und die zugehörige Kammer (3O) innerhalb der Lenkschnecke (Lenkspindelteil 2) liegen.

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