DE2919050C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Hilfskraft­ lenkung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Lenkung ist bekannt durch die DE-OS 27 12 920. Bei dieser Hilfskraftlenkung ist ein äußeres Ventilelement über ein Federelement mit der Antriebswelle verbunden. Ein inneres Ventilelement ist über eine Ausgleichskupplung mit der Antriebs­ welle und über eine Gelenkwelle mit dem Zahnrad einer Handzahn­ radpumpe verbunden. In dieser Anordnung sind beide Ventilelemente nicht frei von Querkräften. Das äußere Ventilelement ist axial festgelegt, während das innere Ventilelement axial verschiebbar ist. Da zwischen den beiden Ventilelementen Dichtkanten ange­ ordnet sind, ist das Lagerspiel zwischen dem äußeren und dem inneren Ventilelement sehr klein. Um eine flüssigkeitsdichte Lagerung der beiden Ventilelemente ineinander zu erreichen, ist das innere Ventilelement mit wenigstens vier Führungsstegen in dem äußeren Ventilelement radial gelagert und geführt. Die axiale Verstellung der beiden Ventilelemente zueinander kann nur durch höchstens ein Steilgewindeprofil erfolgen, da wegen der genauen Passung der beiden Ventilelemente bei mehreren Profilen ein Verklemmen der beiden Ventilelemente ineinander auftreten würde. Ein Verklemmen kann ebenso durch die Anordnung von Blatt­ federn zwischen dem äußeren Ventilelement und der Antriebswelle auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Hilfskraftlenkung unter Ausschaltung der genannten Nachteile zu schaffen. Dabei soll insbesondere der in beiden Richtungen ver­ drehbare und axial verschiebbare Steuerschieber frei von Quer­ kräften sein.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete hydrostatische Hilfskraftlenkung gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Vorschlag ist insbesondere, daß die Lagerung des Steuerschiebers sich allein an der engen Passung im Gehäuse ausrichtet. Auf den Steuerschieber wirken keine Federkräfte ein, die zu einer Verspannung oder einem Ver­ klemmen des Steuerschiebers führen könnten. Ebenso ist ein Verklemmen zwischen dem Steuerschieber und einer die Drehbewegung vom Lenkhandrad weiterleitenden Kupplungshülse aufgrund eines Mittenversatzes oder Fluchtungsfehlers ausgeschlossen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungs­ beispiele erläutert. Dabei zeigt im einzelnen

Fig. 1 eine hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung mit Blattfedern;

Fig. 2 den Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 den Querschnitt längs der Linie III-III in Fig. 1 und

Fig. 4 den Querschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1.

In Fig. 1, 2 und 3 ist ein innenverzahnter Zahnring 1 zwischen einem Deckel 2 und einem Umlenk-Zwischenring eines Gehäuses 3 angeordnet und mit diesem und einem weiteren Abschlußdeckel 4 durch Schrauben 5 verbunden. Außerdem ist eine Handzahnradpumpe als Dosiereinrichtung vorgesehen. Dabei bildet ein, einen Zahn weniger als der Zahnring 1 auf­ weisendes, außenverzahntes Zahnrad 6 mit dem Zahnring 1 zwi­ schen den Zähnen der beiden Teile und den am Zahnrad 6 an­ grenzenden Stirnflächen des Deckels 2 und des Gehäuses 3 Verdrängerzellen 7.

Das Zahnrad 6 ist über eine Gelenkwelle 8 und einem Mitnehmerstift 21 mit Verdrehspiel mit einer Kupplungshülse 9 verbunden, die wiederum über ein Kreuzschlitzgelenk 10 mit einer Antriebswelle 19 in drehfester Verbindung steht.

In einer Innenbohrung 3 A des Gehäuses 3 ist ein Steuerschieber 20 koaxial zu der Kupplungshülse 9 gelagert. Die Lagerung er­ folgt zum einen mittels eines Führungssteges 12 an der Kupp­ lungshülse 9. Zum anderen sind drei Steilgewindeprofile 13 und 14 in der Kupplungshülse 9 sowie im Steuerschieber 20 vorge­ sehen, die so zusammenwirken, daß die Kupplungshülse 9 über diese Gewindegänge 13 und 14 im Steuerschieber 20 gelagert ist.

Der Steuerschieber 20 ist über die Steilgewindeprofile 13 und 14 gegenüber der Kupplungshülse 9 axial verschiebbar und bis zu Anschlägen 24 begrenzt verdrehbar. Zwischen der Kupp­ lungshülse 9 und der Gelenkwelle 8 sind ein paar Blattfedern 15 und 15 a angeordnet. Zwei Mitnehmerstifte 21 und 22 dienen zur allseitigen gelenkigen, drehfesten Verbindung zwischen Zahn­ rad 6, Gelenkwelle 8 und Steuerschieber 20.

Eine relative Verdrehung ist also zwischen der Kupplungs­ hülse 9 und der Gelenkwelle 8 bis zu Anschlägen 24 möglich, die zwei gegenüberliegende radiale Schlitze 66 in der Kupp­ lungshülse 9 begrenzen. In diese radialen Schlitze 66 greift - wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist - der Mitneh­ merstift 21, der in drehfester Verbindung mit der Gelenk­ welle 8 steht. Dabei wird der Mitnehmerstift 21 radial spiel­ frei in der Innenbohrung der Kupplungshülse 9 geführt.

Um die Kupplungshülse 9 axial unverschiebbar zu lagern, stützt sie sich einerseits an einer Anlauffläche 64 der Antriebswelle 19 und andererseits an einer Anlauffläche 63 einer Anlaufscheibe 65 ab, wobei sich die Anlaufscheibe 65 wiederum an der Gelenkwelle 8 abstützt.

Zur Druckanregelung und zur Druckmittelverteilung ist das Gehäuse 3 und der Steuerschieber 20 wie folgt ausgebildet:
Eine zentrale Zulaufnut 26 ist an eine Servopumpe 27 ange­ schlossen und mit dem Inneren des Steuerschiebers 20 durch einen Zulaufkanal 28 verbunden. Zwei der Zulaufnut 26 benachbarte Rücklaufnuten 29 und 30 stehen mit einem Druckmittelbehäl­ ter 31 in Verbindung. Je eine neben den Rücklaufnuten 29 und 30 liegende Zylindernut 32 bzw. 33 ist mit einem der bei­ den Zylinderräume 34 bzw. 35 eines Servomotors 36 verbunden. Auf der äußeren Mantelfläche des Steuerschiebers 20 sind in bekannter Weise Ringnuten angeordnet, die in Neutralstellung des Steuerschiebers 20 einen nahezu drucklosen Umlauf des Druck­ mittels von der Servopumpe 27 zu dem Druckmittelbehälter 31 gestatten und in axial verschobener Stellung des Steuerschie­ bers 20 den freien Durchfluß absperren und eine der beiden Zylindernuten 32 bzw. 33 mit einer der beiden Rücklaufnuten 29 bzw. 30 in Verbindung bringen.

An den Enden des Drehschiebers sind zwei Systeme 37 und 38 von gleichmäßig auf den Umfang verteilten Verteilerlängs­ nuten 39 bzw. 40 angeordnet. Die Verteilerlängsnuten 39 und 40 sind in beiden Richtungen axial begrenzt und bilden mit ihren Abschlußkanten Steuerkanten, die mit den ihnen benachbarten Gehäusenuten zusammenwirken. Die Verteilerlängsnuten 39 und 40 der beiden Systeme 37 und 38 sind in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet.

Außerdem sind noch durchge­ hende Längsnuten 41 und 42 und ein durchgehendes Innenprofil mit Nuten 43 für die Druckmitteldurchführung von dem Zulauf­ kanal 28 zu dem einen System 38 der Verteilerlängsnuten 40 vorgesehen.

Die Verteilerlängsnuten 39 und 40 sind in Neutralstellung des Steuerschiebers 20 abgesperrt. In den Lenkstellungen des Steuerschiebers 20 sind die Verteilerlängsnuten 39 des einen Systems 37, je nach der Lenkrichtung, mit dem Zulaufkanal 28 bzw. mit der Zylindernut 32 und die Verteilerlängsnuten 40 des anderen Systems 38 mit der Zylindernut 33 bzw. mit dem Zulaufkanal 28 verbunden.

Die Verbindung von den Verdrängerzellen 7 zu den Ver­ teilerlängsnuten 39 und 40 erfolgt über Umlenkkanäle 44, Axialkanäle 45 und zwei Systeme von Steueröffnungen 46 und 47. Die Ausbildung der Umlenkkanäle 44 und der Axialkanäle 45 ist bekant und wird nicht näher beschrie­ ben. Die Anzahl der Axialkanäle 45 entspricht der Anzahl der Zahnlücken des Zahnringes 1.

Die Steueröffnungen 46 und 47 sind als Bohrungen ausge­ bildet, die von den Axialkanälen 45 ausgehen und in die Innen­ bohrung 3 A des Gehäuses 3 einmünden. Dabei gehen jeweils von einer Axialbohrung 45 zwei Steueröffnungen 46 und 47 aus, beispielsweise von dem Axialkanal 45 A die Bohrungen 46 A und 47 A. Die eine Bohrung 46 A führt zu dem einen System 37 und Vertei­ lerlängsnuten 39, die andere Bohrung 47 A führt zu dem anderen System 38 von Verteilerlängsnuten 40. Die Einmündungen der Steueröffnungen 46 A und 47 A in die Innenbohrung 3 A sind ver­ setzt zueinander angeordnet, da der Axialkanal 45 A nur immer jeweils mit einer Verteilerlängsnut eines Systems 37 oder 38 verbunden sein darf.

Bei einer Drehung eines nicht näher gezeigten Lenkhand­ rades wird entsprechend die Antriebswelle 19 und über das Kreuzschlitzgelenk 10 die Kupplungshülse 9 gegen die Kraft der beiden Blattfedern 15 und 15 a verdreht. Die beiden Blatt­ federn sind in axialer Längsrichtung gewölbt angeordnet und stützen sich in der Mitte mit ihrer Wölbung gegeneinander ab. Mit ihren beidseitig abgekröpften Enden 50 und 50 a stützen sie sich auf miteinander fluchtenden Anlageflächen 51 und 51 a der Kupplungshülse 9 und eines Federträgers 53 ab, der mit der Gelenkwelle 8 drehfest verbunden ist. Dabei zeigt Fig. 2 einen Querschnitt durch die hydrostatische Hilfskraftlenkung in Neutralstellung mit fluchtenden Anlageflächen 51 und 51 a. Durch diese Anordnung wird sichergestellt, daß die Feder­ elemente nur in Umfangsrichtung wirken.

Eine Drehung der Antriebswelle 19 bewirkt, daß zunächst bei noch nicht drehender Handzahnradpumpe und damit festste­ hendem Federträger 53 die Blattfedern 15 und 15 a zusammenge­ drückt werden und der Steuerschieber 20 in seine Arbeitsstel­ lung verschoben wird. Wird die auf die Antriebswelle 19 ein­ wirkende Kraft fortgenommen, so ist die potentielle Energie, die in den Blattfedern 15 und 15 a gespeichert ist, ausreichend groß, um den Steuerschieber 20 über das Steilgewindeprofil 13 und 14 wieder in seine Neutrallage zu verschieben.

Dadurch, daß die Kupplungshülse 9 von der Antriebswelle 19 getrennt ist, ist die Kupplungshülse allein durch den Führungs­ steg 12 und durch die drei ineinanderwirkenden Steilgewinde­ gänge 13 und 14 im Steuerschieber 20 gelagert. Radiale Kraft­ komponenten, die zu einem Verspannen des Steuerschiebers 20 in der Innenbohrung 3 A des Gehäuses 3 führen könnten, sind so unterbunden. Eine drehfeste Verbindung zwischen der Kupplungs­ hülse 9 und der Antriebswelle 19 wird über das Kreuzschlitz­ gelenk 10 hergestellt. Dazu weist die Antriebswelle 19 einen Zapfen 55 auf, der in eine etwas länger als der Zapfen 55 vor­ gesehene Nut 56 einer Ausgleichsscheibe 57 greift. Die Kupp­ lungshülse 9 greift mit zwei Außenbacken 59 und 60 in zwei Ausnehmungen 61 und 62 der Ausgleichsscheibe 57, so daß Fluch­ tungsfehler und ein Mittenversatz der Lenkspindel über dieses Kreuzgelenk ausgeschaltet werden.

Der erfindungsgemäße Vorschlag ist auch auf eine andere Ausführungsform einer hydrostatischen Hilfskraftlenkung an­ wendbar, bei der z. B. als Rückstellelement statt der Blatt­ federn 15 und 15 a ein Torsionsstab verwendet wird.

Claims (3)

1. Hydrostatische Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Handzahnradpumpe, bestehend aus einem gehäusefesten, innenverzahnten Zahnring und einem in diesem gelagerten, außen­ verzahnten, einen Zahn weniger als dieser aufweisenden Zahnrad, auf das über eine Gelenkkupplung mit Verdrehspiel eine Drehung einer Antriebswelle gegen die Kraft von Federelementen über­ tragen werden kann und einem Steuerschieber, der bei einer Drehung der Antriebswelle gegen die Kraft der Federelemente aus der neutralen Mittelstellung in Abhängigkeit von der Dreh­ richtung des Lenkhandrades in beiden Richtungen verdrehbar und axial verschiebbar ist und so das über die Handzahnradpumpe zugeführte Druckmittel einem der beiden Zylinderräume eines die Lenkbewegung bewirkenden Servomotors zuführt und mit einem Bauteil, das mittels einer kardanischen Ausgleichskupplung mit der Antriebswelle drehfest gekuppelt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steuerschieber (20) einteilig im Hinblick auf die zu bewirkende Druckanregelung, Verteilersteuerung und Umsteuerung des Druckmittels ausgebildet ist und in seinem Inneren das Bauteil in der Form einer Kupplungshülse (9) ange­ ordnet ist, die zwischen Anlaufflächen (63 und 64) axial festge­ legt und über einen einzigen Führungssteg (12) sowie über Steil­ gewindeprofile (13, 14) der Kupplungshülse (9) und des Steuer­ schiebers (20) radial gelagert ist und daß die Federelemente (15 und 15 A) sich einerseits an der Kupplungshülse (9) und anderer­ seits an einem mit der Gelenkwelle (8) drehfest verbundenen Teil (Federträger 53) abstützen.

2. Hydrostatische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kupplungshülse (9) zwischen den Anlaufflächen (64 bzw. 63) der Antriebswelle (19) und einer Anlaufscheibe (65), die sich an der Gelenkwelle (8) abstützt, axial festgelegt ist.

3. Hydrostatische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je drei Steilgewinde­ profile (13 bzw. 14) der Kupplungshülse (9) und im Steuer­ schieber (20) miteinander eine Steilgewindeverbindung bilden.