DE2934618C2

DE2934618C2 - Hydraulischer Momentverstärker für Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2934618C2
Application number: DE2934618A
Authority: DE
Inventors: Hans Christian Nordborg Petersen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1979-08-28
Filing date: 1979-08-28
Publication date: 1983-06-30
Also published as: IT8068327A0; IT1128991B; FR2464391A1; DK150934B; US4381905A; FR2464391B1; GB2057375B; DE2934618A1; JPS5914642B2; GB2057375A; DD152760A5; JPS5639312A; DK363480A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Momentverstärker für Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Momentverstärker dieser Art

(GB-OS 2010 762) werden die Verdrängerkammern durch einen scheibenförmigen Rotor, der auf seiner Umfangsfläche an einander gegenüberliegenden Seiten abgeflacht ist und im Stator radial geführte und durch s Federn gegen den Rotorumfang gehaltene Flügel begrenzt Für einen solchen Kreiskolbenmotor genügt eine sehr einfache Ventilanordnung. Sie besteht aus einem scheibenförmigen Drehschieber, der über einen Stift drehfest mit dem Rotor verbunden ist und dessen

to saug- bzw. druckseitigen öffnungen unmittelbar in die Verdrängungskammern münden, und einer weiteren Ventilscheibe, die von einem verdickten Abschnitt der Eingangswelle getragen wird. Solche Flügelradmotoren haben sich jedoch für Lenkeinrichtungen in der Praxis

is eicht durchgesetzt, weil die Arbeitsweise stark von den die Flügel belastenden Federn abhängt und Schmutzteilchen zu einem Aussetzen oder zu einer temporären Verminderung des Ausgangsmoments führen können. Des weiteren ist es bekannt (DE-AS 15 28 997), bei einem Kreiskolbenmotor das Zahnrad auf einer Welle anzuordnen, die in gehäusefesten Lagern drehbar ist, während der Zahnring im Gehäuse auf einer Kreisbahn beweglich gelagert ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

hydraulischen Momentverstärker der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem keine Gefahr besteht, daß durch Federbruch oder schmutzbedingte Undichtigkeiten die Funktionsweise beeinträchtigt wird und die auch für Lenkeinrichtungen normaler Kraftfahr-

JO zeuge Verwendung finden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst

Bei dieser Konstruktion ist die Rückführung zwischen Ausgangswelle und äußerer Hülse praktisch spielfrei.

Auch das Zahnrad kann fest auf die Ausgangswelle aufgesetzt werden. Da bei dieser Konstruktion alle Gelenkverbindungen und das damit verbundene Spiel entfallen, kann der Schließzustand des Steuerventils mit vergleichsweise kleinen Abdeckfläch. :n genau definiert werden. Demzufolge lassen sich auch Momentverstärker, bei denen die innere und äußere Hübe verhältnismäßig kleine Durchmesser haben, herstellen. Die direkte Verbindung zwischen äußerer Hülse und Ausgangswelle führt auch zu einer sehr sicheren

<5 Kraftübertragung im Notsteuerbetrieb. Nicht zuletzt ergibt sich aufgrund des Fortfalls der Gelenkwellen eine Verringerung der erforderlichen Bauelemente und eine erhebliche axiale Verkürzung. Insbesondere werden daher die Vorteile einer aus Zahnrad und Zahnring bestehenden Kreiskolbenmaschine (keine Federn, ,licht verschmutzungsabhängig, gleichmäßiges Ausgangsdrehmoment) mit einem praktisch spielfreien Arbeiten, wie es bei Momentverstärkern mit solchen Zahnradmotoren bisher nicht möglich war, kombiniert Infolgedes- sen kann der Momentverstärker auch für Lenkeinrichtungen normaler Kraftfahrzeuge verwendet werden.

Die Verwendung eines Mitnahmestiftes nach Anspruch 2, insbesondere wenn dieser nach Anspruch 3 in die Ausgangswelle eingepreßt ist, ergibt eine besonders spielfreie Ausführung, insbesondere wenn er auch in die äußere Hülse eingepreßt ist. Die Ausgangswelle kann verhältnismäßig kurz sein, weil der Mitnahmestift auch dicht neben dem Zahnrad angeordnet sein kann.

Die Ansprüche 4 und 5 geben eine besonders günstige

Lagerung an, bei der keine betrieblichen Beeinträchtigungen auftreten, wenn die Ausgangswelle durch Querkräfte belastet ist.

Die Ausbildung nach Anspruch 6 ermöglicht es, ein

Rjngelement gleichzeitig als Lagerteil und als Teil der Mitnahmeanordnung auszunutzen. Da die Lagerkräfte nicht über die innere Hülse geleitet werden, ergibt sich ein besonders klemmungsfreier Betrieb,

Durch die Merkmale des Anspruchs/ erzielt man eine geringe axiale Baulänge,

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutcL Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Momentverstärker,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform,

F i g. 3 den Querschnitt längs der linie A-A der F i g. 2 und

F i g. 4 einen Teilquerschnitt längs der Linie B-B der Fig. 2.

In F i g. 1 weist ein Gehäuse 1 eine Stirnwand 2, eine Zwischenplatte 3, einen Abstandsring 4, eine weitere Zwischenplatte 5 und einen Ventilblock 6 auf, die durch Spannschrauben 7 zusammengehalten sind. Das Gehäuse 1 kann mit Hilfe von in Gewindebohrungen 8 greifenden Schrauben ortsfest montiert werden. Im Ventilblock 6 ist eine Eingangswelle 9, in der Stirnwand 2 eine Ausgangswelle 10 gelagert Ein Kreiskolbenmotor weist ein außen verzahntes Zahnrad 12 auf, das auf der Ausgangswelle 10 sitzt und mit dieser drehbar ist, und einen innen verzahnten Zahnring 13, der einen Zahn mehr aufweist als das Zahnrad 12, mit diesem kämmt und zusammen mit diesem Verdrängerkammern 14 bildet Der Zahnring weist kreisförmige Ausschnitte 15 auf, durch welche die Spannschrauben 7 greifen, wobei zylindrische Führungsabschnitte 16 dieser Spannschrauben durch Anlage an den Umfangsflächen der Ausschnitte 15 eine Drehung des Zahnringes 13 verhindern, aber eine Kreisbahnbewegung zulassen.

In die Ausgangswelle 10 ist fest ein Mitnahmestift 17 eingepreßt, der mit seinen äußeren Enden fest in eine äußere Hülse 18 einer Drehschieber-Ventilanordnung 19 eingesetzt ist. Eine innere Hülse 20 ist einstückig mit der Eingangswelle 9 ausgebildet. Die innere Hülse weist Ausschnitte 21 auf, die mit Drehspiel den Mitnahmestift 17 umschließen. Neutralstellungsfedern 22 sind als Blattfedern ausgebildet, welche mit ihren Enden die beiden Hülsen durchsetzen und sie in die neutrale Ruhestellung zwingen.

Zwischen innerer Hülse 20 und äußerer Hülse 18 ist ein Steuerventil 23 gebildet, das öffnet, wenn die innere Hülse, beispielsweise mit Hilfe eines an der Eingangswelle 9 angreifenden Lenkhandrades verdreht wird, worauf der Motor 11 zu laufen beginnt, und das schließt, wenn die äußere Hülse zusammen mit der Ausgangswelle um den gleichen Drehwinkel verdreht worden ist. Zwischen der äußeren Hülse 20 und der Gehäusebohrung 24 wird ein Verteilerventil 25 gebildet, das dafür sorgt, daß jede Verdrängerkammer 14 über einen zugehörigen Gehäusekanal 26 mit der Druck- bzw. Saugseite verbunden wird.

Eine Pumpe 27 fördert aus einem Tank 28 Druckflüssigkeit über einen Anschluß 29 in eine Verteilernut 30, von der die Druckflüssigkeit über Bohrungen 31 zu einer inneren Ringnut 32 und von dort über Axialnuten 33 und — bei geöffnetem Steuerventil 23 — Steueröffnungen 34 in der äußeren Hülse 18 in den Gehäusekanal 26 gelangt, wie es gestrichelt in Fig,I veranschaulicht ist Von den unter Ablaufdruck stehenden Verdrängerkammern 14 gelangt die Druckflüssigkeit über die zugehörigen Gehäusekanäle 26, Steueröffnungen 34 in der äußeren Hülse zu Ausschnitten 35 in

ίο der inneren Hülse, die mit den Axialnuten 33 abwechseln, von wo sie über den Innenraum 36 der inneren Hülse und über Durchbrüche 37 und 38 in den beiden Hülsen zu einem Ringraum 39 gelangt, der mit einem Tankanschluß 40 verbunden ist Dieser Strömungsverlauf ist strichpunktiert in Fig. 1 veranschaulicht

Am inneren Ende der Ausgangswelle 10 befindet sich ein dreiarmiges Lagerteil 41, das sich am Innenumfang der inneren Hülse 20 abstützt

Es ist ersichtlich, daß die Ausgangsw?',*.e 10 und die äußere Hülse 18 praktisch spielfrei ipiteinander verbunden sind und daß auch das Drehmoment des Zahnrades 12 direkt an der Ausgangswelle 10 abnehmbar ist Im Notsteuerbetrieb greift die innere Hülse 20 am Mitnahmestift 17 an, der das Drehmoment unmittelbar auf die Ausgangswelle 10 überträgt Der Gesamtdurchmesser von Gehäuse und Hülse ist klein.

Die axiale Länge ist kurz.

Bei der Ausführungsform der F i g. 2 bis A werden für entsprechende Teile um 100 gegenüber Fig. 1 erhöhte Bezugszeichen verwendet Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, daß die Spannschrauben 107, welche die Teile 102 bis 106 des Gehäuses 101 zusammenhalten, außerhalb des Zahnringes 113 angeordnet sind. Die kreisförmigen Ausschnitte 115 des Zahnringes werden von Stiften 142 durchsetzt, die in der Stirnwand 102 und im Ventilblock 106 gelagert sind.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß auf eine Verzahnung 143 der Ausgangswelle 110 ein Ringele-

-10 ment 114 aufgesetzt ist, das mittels Haltering 145 und Federri-.g 146 an Ort und Stelle gehalten ist Zwei stiftförmige Keile 147 greifen in Vertiefungen des Ringelements 144 und der äußeren Hülse 118, so daß eine Drehkupplung gebildet wird. Der Außenumfang des Ringelements 144 entspricht dem Innenumfang der äußeren Hülse 118, so daß das Ringelement 144 gleichzeitig als Lagerteil dient, das Querkräfte über die äußere Hülse an der Gehäusebohrung 124 abstützt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Zahnrades 112

5<> befindet sich ein normales Wälzlager 148.

Die Blattfedern 122 sind verhältnismäßig steif, so daß im Notsteuerbetrieb über sie die direkte Drehmomentübertragung erfolgen kann.
Fig.3 läßt noch erkennen, daß die Breite der Steueröffnungen 134 in Umfangsrichtung etwaj größer ist als der Abstand zwischen den Axialnuten 133 und den Ausschnitten 135, so daß in der Neutralstellung ein Kurzschluß zwischen Pumpe und Tank erfolgt, wodurch die Pumpe entsprechend wenig belastet ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

t. Hydraulischer Momentverstärker for Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen mit einem Kreiskolbenmotor, der einen von der Ausgangswelle getragenen Rotor und einen mit diesem Verdrängerkammern bildenden, gegen Drehung gesicherten Statoi aufweist, und mit einer Drehschieber-Ventilanordnung, die zur Bildung des Verteilerventils in einer Gehäusebohrung gelagert ist, und die mittels eines ersten und eines zweiten Drehschiebers ein Steuer- sowie ein Verteilerventil für den Kreiskolbenmotor bildet, wobei der erste Drehschieber koaxial und drehfest mit einer Eingangswelle und der zweite Drehschieber Ober eine Mitnahmeanordnung drehfest mit dem Rotor verbunden ist und eine Neutralstellungsfeder das Steuerventil bei fehlendem Eingangsmoment geschlossen hält, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Sotor ein Zahnrad (12, 112) und der Stator ein damit kämmender Zshnring (13,113) äst, der im Gehäuse (1, 101) auf einer Kreisbahn beweglich gelagert ist, und daß in an sich bekannter Weise der erste Drehschieber durch eine innere Hülse (20,120) und der zweite Drehschieber durch eine äußere Hülse (18,118) gebildet ist, und daß die Mitnahmeanordnung (17, 144, 147) von einem das Zahnrad durchgreifenden Stummel der Ausgangswelle (10,110) getragen ist und an dem dem Zahnrad zugewandten Ende der äußeren HOlse angreift
2. Momentverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeanordnung in an sich bekannter Weise durch einen die Ausgangswelle (10) radial durchsetzenden Mitnahmestift (17) gebildet wird.
3. Momentverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnahmestift (17) in die Ausgangswelle (10) eingepreßt ist
4. Momentverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswel-Ie (10, UO) beidseitig des Zahnrades (12, 112) gelagert ist, wobei sie sich auf der einen Seite über ein Lagerteil (41,144,147) an einer der Hülsen (20, 118) abstützt
5. Momentverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (10, 110) sich über das Lagerteil (41) am Innenumfang der inneren Hülse (20) abstützt
6. Momentverstärker nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeanordnung ein als Lagerteil dienendes Ringelement (144) aufweist, das drehfest auf der Ausgangswelle (110) angeordnet ist, radial bis in den Bereich der äußeren Hülse reicht (118) und dort mit dieser Hülse drehfest verbunden ist.
7. Momentverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (144) am Innenumfang der äußeren Hülse (118) gelagert und mit dieser über mindestens einen Mitnahmestift (147) verbunden ist