DE3211068A1

DE3211068A1 - Servolenkung

Info

Publication number: DE3211068A1
Application number: DE19823211068
Authority: DE
Inventors: Tadaaki Higashimatsuyama Saitama Fujii; Naosuke Higashimatsuyama Saitama Masuda; Yoshio Ohsato Saitama Suzuki
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1981-03-25
Filing date: 1982-03-25
Publication date: 1982-10-28
Also published as: FR2502571B1; ES8303214A1; FR2502571A1; US4458580A; DE3211068C2; ES510742A0

Description

HOFFMANN · EITLE ^1ί£

PAT E N TAN W ALT E DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . Dl PL-I NG. W. EITLE · D R. R E R. NAT. K.HOFFMANN - DI PL.-1 N G. W. LEHN

DIPL.-ING. K.FOCHSLE . DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE * ■ D-8000 M D NCH EN 81 . TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE)

36 602

Jidosha Kiki Company, Ltd. Tokyo / Japan

Servolenkung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Servolenkung und betrifft insbesondere eine Servolenkung mit einem drehbaren Regelventil, welches die Zuführung eines Hydraulikfluids zu oder die Ausgabe eines Hydraulikfluids von einem Kraft-S zylinder regelt, gemäß dem Oberanspruch von Anspruch 1.

Das drehbare Regelventil wird normalerweise aus einem Ventildrehteil ausgebildet, welches' einstückig an einer Eingangswelle ausgebildet ist, die auf der Lenkradseite angeordnet ist, und einer Ventilhülse, die einstückig an einer Ausgangswelle ausgebildet ist und mit den lenkbaren Straßenrädern verbunden werden kann, und um den äußeren Umfang des Ventildrehteils drehbar ist.

Im Betrieb steuert das Ventil die Durchflußrichtung eines Hydraulikfluids zu oder von einem Kraftzylinder entspre- · chend der Richtung der relativen Winkelverstellung von einer neutralen Stellung zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle oder zwischen dem Ventildrehteil und der Ventilhülse. Gewöhnlich wurde ein Torsionsstab zwischen der

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Eingangs- und der Ausgangswelle angeordnet, um sie miteinander zu verbinden, so daß sowohl das Ventildrehteil als auch die Ventilhülse mittels der Federwirkung des Drehstabs in ihrer neutralen Stellung gehalten wurden, wenn das Ventil nicht im Betrieb war. Die neutrale Stellung des Ventildrehteils und der Hülse müssen jedoch beibehalten werden, wenn die Torsionsspannung in dem Torsionsstab in jeder Richtung Null ist. Hierdurch ist es unmöglich, eine Vorspannung auf die Eingangs- und die Ausgangswelle aufzubringen, wenn man einen Torsionsstab verwendet.

Um diese Schwierigkeit zu beheben, wurde eine Servolenkung vorgeschlagen, die eine im wesentlichen C-förmige Feder aus Federmaterial aufweist, wobei zur Ausbildung eines Spalts ein Teil entfernt ist. Diese Feder wurde entweder zusätzlich oder anstelle der Torsionsfeder vorgesehen, so daß gleichzeitig einstückig mit der Eingangs- und der Ausgangswelle ausgebildete Vorsprünge zwischen den Seitenflächen des Spalts in der C-förmigen Feder mit einer vorgegebenen Federkraft gehalten wurden, so daß beide Wellen in ihrer neutralen Stellung gehalten werden können, wobei sie gleichzeitig vorgespannt sind. Wenn jedoch eine derartige C-förmige Feder in einer Servolenkung mit einem drehbaren Regelventil verwendet wird, führt dies zu einer sehr aufwendigen Konstruktion und einer Größe'in der Zone, in der die Feder im Inneren der Ventilhülse einstückig mit der Ausgangswelle gehalten wird, insofern, als es im allgemeinen vom Standpunkt der Spannung her gesehen, wünschenswert ist, daß die VorSprünge benachbart zu den gegenüberliegenden Enden der Eingangs- und der Ausgangswelle ausgebildet sind und die Ventilhülse im Inneren die Eingangswelle und das Ventildrehteil aufnimmt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Servolenkung verminderter Größe zu schaffen, die eine einfachere Anordnung für das Regelventil sicherstellt.

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Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst, das heißt dadurch, daß man auf den Enden der Ventilhülse und dem äußeren Umfang einer Welle, an der das Ventildrehteil befestigt ist, Vorsprünge ausbildet und eine Feder um diese VorSprünge so anordnet, daß beide Vorsprünge in einem Spalt in der Feder mittels der Federkraft gehalten werden, so daß die Eingangswelle und die Ausgangswelle in einer bestimmten Stellung gehalten werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit der Erfindung wird in vorteilhafter Weise eine Servolenkung der eingangs genannten Art geschaffen, bei der ein Umfangsspiel zwischen den beiden Endflächen des Spalts der Feder und den Vorsprüngen im wesentlichen auf Null reduziert wird, so daß die neutrale Stellung des Regelventils genau und zuverlässig beibehalten werden kann, so daß eine gut ansprechende, spielfreie Lenkung erhalten wird.

Weiter wird mit der Erfindung in vorteilhafter Weise eine Servolenkung der eingangs genannten Art geschaffen, bei der einer der Vorsprünge, der der Eingangswelle zugeordnet ist, in dem Spalt der Feder gehalten wird, und sich quer gegen die Seitenfläche eines inneren Laufrings eines Lagers erstreckt, der die Eingangswelle lagert, so daß eine Entfernung dor Eingangswelle verhindert wird.

Schließlich ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle mittels Verwendung eines Hydraulikfluids, das in dem Regelventil verwendet wird, ein hydraulisches Lager zu schaffen, wodurch die Anzahl der verwendeten Teile und die axiale Länge der Servolenkung vermindert wird.

Fig.	1
Fig.	2
Fig.	3
Fig.	4
Fig.	5

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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

einen Längsschnitt einer Ausführungsform;

einen vergrößerten Teilschnitt von Fig. 1;

eine Ansicht längs der Linie III-II1 in Richtung

des in Fig. 1 gezeigten Pfeils; eine Schnittansicht eines Teils des Regelventils in einer von Fig. 2 unterschiedlichen Ebene;

eine Darstellung einer C-förmigen Feder mit der

darin ausgebildeten Aussparung im natürlichen Zustand;

Fig. 6 eine Darstellung der C-förmigen Feder mit den in der Aussparung gehaltenen VorSprüngen, wobei sich

die Feder in der neutralen Stellung befindet; Fig. 7 eine andere Ausführungsform der C-förmigen Feder

in ihrem natürlichen Zustand;

Fig. 8 die in Fig. 7 gezeigte Feder mit den in ihr gehaltenen VorSprüngen im natürlichen Zustand; Fig. 9 einen Querschnitt eines Teils des Regelventils

längs einer Ebene senkrecht zu dessen Achse; und Fig. 10 einen vergrößerten Teilschnitt einer weiteren

Ausfuhrungsform.
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In Fig. 1 ist eine Eingangswelle 1 und eine Ausgangswelle dargestellt, die zueinander koaxial verlaufen. Die Eingangswelle 1 ist an ihrem freien Ende mit einer axialen Erstreckung 3 versehen, die drehbar innerhalb eines Nadellagers 4 angeordnet ist, welches wiederum in das benachbarte axiale Ende der Ausgangswelle 2 eingepaßt ist. Die Eingangswelle 1 und die Ausgangswelle 2 werden von einem offenen Ende in diesem Zustand in ein Gehäuse 5 eingesetzt.

Wie man weiter in Fig. 1 sieht, ist um den unteren Abschnitt der axialen Erstreckung 3 eine Verriegelung 6 ausgebildet, die eine drehbare Kupplung zwischen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 2 ausbildet. In ähnlieher Weise wie die zwischen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 2 vorgesehene übliche Verriegelung gestattet die Verriegelung 6 eine relative Drehung zwischen den beiden Wellen innerhalb bestimmter Grenzen, verbindet die beiden Wellen mechanisch zur einteiligen Bewegung jedochdann, wenn die relative Drehung die bestimmte Grenze überschreitet.

Die Eingangswelle 1 ist über ein Joch 7 mit einem Lenkrad (nicht gezeigt) verbunden, wohingegen die Ausgangswelle 2 über einen Kugelschraubenmechanismus 8, der Kugeln 8a umfaßt, mit einem Kolben 9 verbunden ist, der wiederum gleitend in dem Gehäuse 5 angeordnet ist. Der Kolben 9 bewegt sich um einen gegebenen Hub innerhalb des Gehäuses 5 hin und her, wenn die Ausgangswelle 2 entweder vorwärts oder rückwärts dreht. Am unteren Ende (siehe Fig. 1) ist der Kolben 9 mit einer Zahnstange 9a ausgebildet, die mit einem Sektorzahnrad 10 kämmt, das mit einem lenkbaren Fahrzeugrad (nicht gezeigt) verbunden ist, wodurch sich das Zahnrad entweder vorwärts oder rückwärts dreht, wenn sich der Kolben 9 hin- und herbewegt. Innerhalb des Gehäuses 5 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 9 Druckkammern 5a, 5b (siehe Fig. 1) ausgebildet. Ein Hilfsantrieb für den Kolben 9 wird mittels eines Hydraulikfluids geschaffen, welches durch ein weiter unten beschriebenes Regelventil den Druckkammern 5a, 5b zugeführt wird.

Wie in den Figuren 1, 2 und 4 dargestellt, ist ein zylindrischer Ventildrehkörper 11 einstückig um den Umfang der Eingangswelle 1 an einer auf der gegenüberliegenden Seite der Verriegelung 6 von dem freien Ende angeordneten

Stelle mittels einem Paßsitz angeordnet und mit der Eingangswelle 1 mittels eines Stiftes 12 befestigt. Zwischen der Eingangswelle 1 und dem Ventildrehteil 11 ist eine im einzelnen in Fig. 9 dargestelltes Spiel 13 begrenzt. Ein zylindrischer Teil der Ausgangswelle 2, der auf der gegenüberliegenden Seite des Ventildrehteils 11 angeordnet ist, begrenzt eine Ventilhülse 14, deren äußere Umfangsflache in Gleitkontakt mit einem Ventilgehäuse 15, das innerhalb des Gehäuses 5 angeordnet ist und das offene Ende des Gehäuses 5 abschließt, steht. Auf diese Weise bildet die Kombination des Ventildrehteils 11 und der Ventilhülse 14 qrundüät.zlich ein drehbaren Regelventil, das an und für sich bekannt ist.

Auf dem äußeren Umfang des rechten Endes (siehe Fig. 2) der Ausgangswelle 2 ist einstückig ein innerer Laufring 16a ausgebildet, der einen Teil eines Lagers 16 bildet, welches die Ausgangswelle 2 lagert. Das Lager 16 umfaßt weiter einen äußeren Laufring 16b, der auf der Innenseite des Ventilgehäuses 15 angeordnet ist und dessen eine Seite gegen einen Anschlag 15a des Ventilgehäuses anschlägt. Ein Einstelleinsatz 17, der in das Ende des Ventilgehäuses 15 eingeschraubt ist, ist mit seinem freien Ende auf der anderen Seite des äußeren Laufrings 16b angeordnet, wodurch der äußere Laufring zwischen dem Absatz 15a und dem Einstelleinsatz 17 stationär gehalten wird. Der Einstelleinsatz 17 ist gegen eine Lockerung mittels einer Mutter 18 festgelegt, die mit dem Ende des Einstelleinsatzes 17 gewindemäßig in Eingriff steht. Der Einstelleinsatz 17 und die Mutter werden von einem Deckel 19 umgeben, der auf der Eingangswelle 1 befestigt ist.

Auf seiner Außenseite ist der innere Laufring 16a des Lagers 16 mit einem Vorsprung 20 versehen, der sich axial nach außen erstreckt. Ein anderer sich quer erstreckender

Vorsprung 21 ist auf dem äußeren Umfang eines Abschnitts 1a der Eingangswelle 1 befestigt. Der Abschnitt 1a hat einen größeren Durchmesser und seine Seitenfläche liegt der Fläche des inneren Lagerrings gegenüber, durch die sich der Vorsprung 20 erstreckt. Die Vorsprünge 20 und 21 werden zwischen gegenüberliegenden Endflächen eines Spalts 22a in einer C-förmigen Feder 22 gehalten, wobei die Feder um den Abschnitt 1a der Eingangswelle angeordnet ist. Die C-förmige Feder 22 ist zwischen der Seitenfläche des inneren Lagerrings 16a und der Seitenfläche eines inneren Lagerrings eines weiter unten beschriebenen Lagers 24 angeordnet. Mit Ausnahme der Umfangszone ist die Seitenfläche des Abschnitts 1a der Eingangswelle 1 benachbart zur Achse mit einer Aussparung 23 versehen, durch welche durch das Regelventil fließendes Hydraulikfluid dem oben erwähnten Spiel zugeführt wird, wodurch ein hydraulisches Drucklager ausgebildet wird. Die axialen Abmessungen können durch die Ausbildung des Drucklagers mittels des Hydraulikfluids im Vergleich zur Verwendung eines mechanischen Laqors vermindert werden.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist eine Zone 1c der Umfangsflache der Eingangswelle gegenüber der axialen Erstreckung 20 abgefast, um eine Berührung des Vorsprungs 20 mit der Welle zu verhindern. Im natürlichen oder ungespannten Zustand hat der in der C-förmigen Feder 22 ausgebildete Spalt eine Umfangslänge Ji , die geringer als die Umfangsabmessungen der Vorsprünge 20, 21 ist, wie dies in den Figuren 5 und dargestellt ist. Entsprechend kann quer über die Eingangswelle 1 und die Ausgangswelle 2 eine gewünschte Vorspannung aufgebracht werden, indem die Vorsprünge 20, 21 zwischen den Seitenflächen des in der C-förmigen. Feder 22 ausgebildeten Spalts gehalten werden. Wie man ebenfalls in Fig. 5 sieht, verlaufen die beiden Seitenflächen des Spalts 22a im ungespannten oder natürlichen Zustand pa-

rallel zueinander. Hierdurch nimmt, wenn die Feder 22 um die Eingangswelle 1 mittels eines Paßsitzes angeordnet . wird, der Abstand zwischen den beiden Seitenflächen des Spalts 22a radial nach außen allmählich zu, so daß zwisehen ihnen ein Winkel ausgebildet wird. Wie in den Figuren 3 und 6 dargestellt, ist die Achse des axialen Vorsprungs 20 in der Mitte der Dicke der Feder 22 angeordnet, wodurch,'wenn beide Vorsprünge 20, 21 gleiche Umfangsabmessungen oder einen gleichen Durchmesser aufweisen, in der neutralen Stellung des Regelventils, in der keine äußere Kraft auf die Eingangs- und Ausgangswelle 1, 2 einwirkt, nur der quer verlaufende Vorsprung 21 mit der C-förmigen Feder 22 zusammenwirkt, ohne daß der axiale Vorsprung 20 mit irgendeiner Seitenfläche des in der Feder 22 ausgebildeten Spalts 22a zusammenwirkt. Um dies zu erreichen, hat der axiale Vorsprung 20 eine größere Umfangsabmessung als der quer verlaufende Vorsprung 21, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. In der neutralen Stellung des Regelventils liegen beide Vorsprünge 20, 21 gegen die gegenüberliegenden Seitenflächen des Spalts 22a an den Punkten B bzw. C an, wodurch die Eingangs- und die Ausgahgswelle 1, 2 fest in ihren genauen, neutralen Stellungen gehalten werden.

In Fig. 3 sieht man, daß die C-förmige Feder 22 eine Dicke hat, die in ihrer Zone benachbart zum Spalt 22a am geringsten ist und die nilmählich zu einem dem Spalt 22a goiienüberliegenden Punkt zunimmt, so daß die in der Feder 22 aufgrund der auf die Vorsprünge 20, 21 einwirkenden Kräfte erzeugten Spannungen gleich sind. Um eine gleichförmige Spannung zu erzeugen, kann die Feder 22 alternativ mit einer Breite ausgebildet sein, die allmählich zu einem dem Spalt gegenüberliegenden Punkt zunimmt. Die Seitenflächen des Spalts 22a können mit Flanschen versehen sein, um die Berührungszone mit dem quer verlaufenden Vorsprung 21 zu vergrößern.

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Die Eingangswelle 1 weist einen weiteren Abschnitt 1b mit einem Durchmesser auf, der noch größer als der des Abschnitts 1a ist, und der an den Abschnitt 1a auf der gegenüberliegenden Seite von dem freien Ende der Eingangswelle angeordnet ist. Der Abschnitt 1b ist drehbar innerhalb eines Lagers 24 aufgenommen, das an einem Absatz 17a des Einstelleinsatzes 17 angeordnet ist. Die äußere Seitenfläche des Abschnitts 1b ist mit einer ringförmigen Aussparung 25 vergehen, in dem eine Dichtung 26 teilweise das Lager 24 überlappend angeordnet ist. Die axiale überlappende Beziehung zwischen dem Lager 24 und der Dichtung 26 erlaubt, daß die axiale Länge der Anordnung vermindert wird. Der quer verlaufende Vorsprung 21 liegt gegen die Seitenfläche des inneren Laufrings des Lagers 24 an, wodurch ein Entfernen der Eingangswelle 21 von der Ausgangswelle 2 verhindert wird. Der quer verlaufende Vorsprung 21 dient ebenfalls als Druckanschlag für die Eingangswelle 1, so daß ein getrennter Druckanschlag entbehrlich ist, wodurch die Konstruktion vereinfacht und die axiale Abmessung vermindert werden kann.

Das das Ventildrehteil 11 und die Ventilhülse 14 umfassende Regelventil dient dazu, das von einer nicht dargestellten Pumpe zugeführte Hydraulikfluid in der neutralen Stellung umlaufen zu lassen. Im einzelnen fließt das von einer derartigen Pumpe kommende Hydraulikfluid durch eine Zuführöffnung 30, eine im Ventilgehäuse 15 ausgebildete Ringnut 31, einen quer verlaufenden Kanal 32, der sich durch die Ventilhülse 14 erstreckt, in eine axial verlaufende Versorgungsnut 33, die in dem Ventildrehteil 11 ausgebildet ist, und dann in axial verlaufende Nuten 34, 35, die in der Innenfläche der Ventilhülse 14 so ausgebildet sind, daß sie mit den gegenüberliegenden Umfangsseiten der Ver-Borynnganut 33 ausgerichtet werden können und in eine axial verlaufende Auslaßnut 36, die in dem Ventildrehteil 11

ausgebildet ist, und mit den Nuten 34, 35 ausgerichtet werden kann. Von der Auslaßnut 36 fließt das Hydraulikfluid durch einen quer verlaufenden Kanal 37 in der Ventilhülse 14 und durch eine Auslaßöffnung 38 in dem Ventilgehäuse 15 zur Saugseite der Pumpe zurück. Das Hydraulikfluid fließt ebenfalls durch eine quer verlaufende Nut 39 in dem Ventildrehteil 11 und durch das zwischen der Eingangswelle 1 und dem Ventildrehteil 11 ausgebildete Spiel 13 zu dem Nadellager 4 und somit in die Verriegelung 6 und die in der Endfläche des Abschnitts 1a der Eingangswelle 1 ausgebildete Aussparung 23. Es soll darauf hingewiesen werden, daß ein Raum F, in dem die C-förmige Feder 22 angeordnet ist, und ein anderer Raum G, in dem die Dichtung 26 angeordnet ist, mit der Auslaßöffnung 38 durch in den Lagern 16, 24 ausgebildete Spalte in Verbindung stehen. Ein mittels der Aussparung 23 ausgebildeter Raum E ist jedoch von den Räumen F und E immer dann getrennt, wenn die Urnfangszone D der Endfläche des Abschnitts 1a dicht an der Endfläche der Ventilhülse 14 anliegt.

Eine der Nuten 34, die auf der gegenüberliegenden Seite der Versorgungsnut 33 angeordnet ist, steht mit einer Druckkammer 5a des Gehäuses 5 durch einen quer verlaufenden Kanal 40 in Verbindung, während die andere Nut 35 mit der anderen Druckkammer 5b durch einen Kanal 41 in Verbindung steht. In der neutralen Stellung stellt die Versorgungsnut 33 einen Strömungsweg gleichen Querschnitts für jede der auf gegenüberliegenden Seiten angeordneten Nuten 34, 35 dar, wodurch über den Nuten 34, 35 keine Druckdifferenz erzeugt wird, so daß der Kolben 9 nicht betätigt wird.

Wenn jedoch die Eingangswelle 1 in einer Richtung gedreht wird, findet eine relative Drehung zwischen den beiden

Vorsprüngen 20, 21 und somit zwischen dem Ventildrehteil und der Ventilhülse 14 gegen die Federkraft der C-förmigen Feder 22 statt, wodurch der Strömungsquerschnitt zwischen der Versorgungsnut 33 auf der einen Seite, und den auf gegenüberliegenden Seiten angeordneten Nuten 34, 35 andererseits, unterschiedlich wird. Auf diese Weise wird zwischen den beiden Nuten 34, 35 eine Druckdifferenz erzeugt. Eine sich daraus zwischen den Druckkammern 5a, 5b, die mit diesen Nuten 34, 35 verbunden sind, ergebende Druckdifferenz, dient zur Betätigung des Kolbens 9, so daß eine bekannte Hilfslenkkraft erzeugt wird.

Es soll darauf hingewiesen werden, daß die Auslaßnut 36 mit der Saugseite der Pumpe durch den quer verlaufenden Kanal 37 und die Auslaßöffnung 38 und ebenfalls mit dem Raum E durch die quer verlaufende Nut 3 9 und dem Spiel 13 in Verbindung steht.

Wenn der quer verlaufende Kanal 37 einen Durchmesser oder einen Strömungsquerschnitt aufweist, der ungeeignet ist, eine ausreichende Menge zurückfließendes Hydraulikfluid zu liefern, wird eine Druckdifferenz mit einer Größe über den Kanal 37 oder zwischen der Auslaßnut 36 und der Auslaßöffnung 38 erzeugt, die von einem derartigen Durchmesser abhängt. Ähnlich werden über den Raum E und den Räumen F und G gleichzeitig Druckdifferenzen erzeugt, wodurch innerhalb des Raums E ein hydraulischer Druck erzeugt wird, der die Eingangswelle 1 in Richtung des Joches 7 drückt. Hierdurch bewegt sich die Umfangszone D des Abschnitts 1a der Eingangswelle 1, die fest gegen die Ausgangswelle 2 gehalten wurde, von ihr weg, wodurch eine Verbindung zwischen den Räumen E und F erreicht wird. Das Hydraulikfluid, das seinen Weg in den Raum F findet, wird durch dem Spalt im Lager 16 in die AukIaßöffnung 38 ausgegeben. Sowie das Hydraulikfluid von dem Raum E in den

Raum P fließt, wird die Umfangszone D wieder zurückgeführt und liegt wieder fest gegen die Ausgangswelle 2 an, wodurch die Verbindung zwischen den beiden Räumen E und F wieder unterbrochen wird.
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Da innerhalb des Raums E immer ein hydraulischer Druck aufgebaut wird, wird ein hydraulisches Drucklager zwischen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 2 ausgebildet, so daß ein gewöhnlich verwendetes mechanisches Lager entbehrlich ist. Durch Ändern des Durchmessers des quer verlaufenden Kanals 37 kann der auf die Eingangswelle 1 innerhalb des Raums E einwirkende hydraulische Druck eingestellt werden.

Bei der beschriebenen Ausfuhrungsform ist der axiale Vorsprung 20 auf der Ausgangswelle 2 ausgebildet. Alternativ kann jedoch ebenfalls die Endfläche des inneren Laufrings 16a des Lagers 16 mit einem sich nach innen erstrekkenden Vorsprung 50 (siehe Fig. 10) ausgebildet sein.

Ebenso ist in der beschriebenen Ausführungsform die C-förmige Feder 22 so ausgebildet, daß die gegenüberliegenden Seitenflächen des Spalts 22a in ihrer natürlichen oder ungespannten Lage (siehe Fig. 4) parallel zueinander verlaufen. Alternativ kann eine C-förmige Feder. 200 vorwendel. werden (siehe Fig. 7), bei der die gegenüberliegenden Seitenflächen des Spalts 200a einen Raum zwischen sich ausbilden, der allmählich radial nach außen im natürlichen oder ungespannten Zustand abnimmt. Wenn eine derartige Feder 200 auf der Eingangswelle 1 angeordnet wird, laufen die gegenüberliegenden Seitenflächen des Spalts 200a zueinander parallel (siehe Fig. 8), so daß beide, der quer verlaufende Vorsprung 21 und der axial verlaufende Vorsprung 20 einen gleichen Durchmesser aufweisen können.

ο c. ι ι υ υ ο

• V « V β VVBV

Ebenso kann die Ausgangswelle 2 das Ventildrehteil 11 und die Eingangswelle 1 die Ventilhülse 14 in umgekehrter Weise wie bei der beschriebenen Ausführungsform tragen.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen sind die Vorsprünge 20, 21 als von der Eingangs- und Ausgangswelle 1, 2 getrennte Stifte ausgebildet. Diese Vorsprünge können jedoch ebenfalls mit den Wellen einstückig ausgebildet sein.

Die Erfindung ist nicht auf Servolenkungen mit Kugelschrauben beschränkt, sondern kann ebenfalls bei anderen Servolenkungen verwendet werden. Weiter ist die Erfindung nicht auf ein Regelventil mit einem Ventildrehteil 11 und einer Ventilhülse 14 beschränkt, sondern kann ebenfalls bei Servolenkungen verwendet werden, bei denen ein Klappenventil, ein Scheibenventil oder ein Trommelventil Anwendung findet.

Claims

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PATENTANWÄLTE

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · DIPL.-ING. W. EITLE · D R. R ER. NAT. K. HO FFMAN N · Dl PL.-I NG. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSlE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 . D-8000 MO N C H EN 81 · TELEFON (08?) »11087 . TE LEX 05-29619 (PATHE)

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Jidosha Kiki Company, Ltd. Tokyo / Japan

Servolenkung

Patentansprüche

Servolenkung mit einer Eingangswelle zur Verbindung einem Lenkrad, einer koaxial zur Eingangswelle angeordneten Ausgangswelle zur Verbindung mit einem lenkbaren Straßenrad, und mit einem Regelventil zur Regelung der Zuführung oder der Abführung eines Hydraulikfluids zu bzw. von einem Kraftzylinder entsprechend einer relativen Winkelverschiebung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle, gekennzeichnet durch ein Paar auf der Eingangs- und der Ausgangsseite angeordneten Eingriffselementen (20, 21) zur einstückigen Drehung mit der Eingangs- und Ausgangsseite und einer im wesentlichen C-förmigen Feder (22), die um das Element auf der Eingangsseite oder um die Eingangswelle (1) angeordnet ist, wobei die Federkraft der Feder (22) dazu dient, die Eingriffselemente (20, 21) in ihrer vorgegebenen Stellung zu halten.

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2. Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Regelventil ein Paar auf der Eingangswelle (1) bzw. der Ausgangswelle (2) angeordnete Regelelemente (11, 14) umfaßt, um die Zufuhr oder die Ausgäbe eines Hydraulikfluids zu bzw. von einem Kraftzylinder bei einer relativen Winkelverstellung zwischen den Ventilelementen (11, 14) zu regeln.
3. Servolenkung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Regelventilelemente (11, 14) ein Ventildrehteil (11), und eine um das Ventildrehteil (11) drehbar angeordnete Ventilhülse (14) umfassen.
4. Servolenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die im wesentlichen C-förmige Feder (22) die Form eines Zylinders mit einem darin ausgebildeten Spalt (22a) hat.
5. Servolenkung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Seitenflächen des Spaltes (22a) in der C-förmigen Feder (22) mit Flanschen versehen sind.
6. Servolenkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die C-förmige Feder (22) sich in Umfangsrichtung entsprechend einer relativen Winkelverstellung zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle (1, 2) verbiegen kann.
7. Servolenkung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Form der Feder (22) so gewählt ist, daß die in der Feder erzeugte Spannung im wesentlichen rings um die Feder gleich ist.

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8. Servolenkung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke der Feder (22) allmählich in Richtung eines dem Spalt (22a) am Umfang gegenüberliegenden Punktes zunimmt.
9. Servolenkung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite der Feder (22) allmählich in Richtung eines dem Spalt (22a) am Umfang gegenüberliegenden Punktes zunimmt.
10. Servolenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Eingriffselemente (20, 21) einstückig auf der-Eingangswelle (1) und der Ausgangswelle (2) oder an den daran befestigten Regelventilelementen (11, 14) ausgebildet sind.
11. Servolenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Eingriffselemente (20, 21) einstückig auf einem Regelventilelement ausgebildet sind, das auf der Eingangswelle (1) und auf der Ausgangswelle (2) befestigt ist, oder auf dem anderen Ventilelement, welches auf letzterem befestigt ist, ausgebildet sind.
12. Servolenkung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch g e kennzeichnet , daß die Eingriffselemente (20, 21) als Vorsprünge ausgebildet sind.
13. Servolenkung nach Anspruch 12, dadurch g e kennzeichnet, daß die Eingriffselemente (20, 21) einen sich quer erstreckenden Vorsprung (21) umfassen, während das andere Eingriffselement als ein sich axial erstreckender Vorsprung (20) ausgebildet ist.

Z. I IUUU
14. Servolenkung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der sich quer erstreckende Vorsprung (21) auf der Eingangswelle (1) ausgebildet ist, während der sich axial erstreckende Vorsprung (20) auf der Ausgangswelle (2) ausgebildet ist.
15. Servolenkung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den gegenüberliegenden Seitenflächen des in der Feder (22) ausgebildeten Spalts (22a) und den beiden Vorsprüngen (20, 21) ein Spiel ausgebildet ist, das in der neutralen Stellung des Regelventils im wesentlichen Null ist.
16. Servolenkung nach Anspruch 15, dadurch g. e -

kennzeichnet, daß die beiden Vorsprünge (20, 21) unterschiedliche Umfangsabmessungen aufweisen, so daß der Umfangsspalt zwischen den gegenüberliegenden Seitenflächen des Spalts (22a) und den Vorsprüngen (20, 21) im wesentlichen Null ist.
17. Servolenkung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß ein Lager (24) vorgesehen ist, das um die Eingangswelle (1) angeordnet ist, um letztere drehbar zu lagern, daß das Lager (24) einen inneren Laufring aufweist, und daß der in der Eingangswelle (1) angeordnete Vorsprung (21) mit der Seitenfläche des inneren Laufrings in Eingriff steht, um ein Entfernen zu verhindern.
18. Servolenkung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß das Lager (24) auf einem Abschnitt (1b) der Eingangswelle (1) ausgebildet ist, der einen größeren Durchmesser aufweist, daß die Seite des Abschnitts (1b) mit einer Ringnut (25) ausgebildet ist, in der eine Dichtung (26) angeordnet ist, und daß mindestens ein Teil des Lagers (24) von der Dichtung (26) in axialer Richtung überlappt wird.
19. Servolenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Eingangswelle (1) einen Abschnitt (1a) größeren Durchmessers aufweist, daß die Seitenfläche des Abschnitts (1a) einer Anschlagsfläche der Ausgangswelle (2) gegenüberliegend angeordnet ist, und daß das Regelventil mit einem Auslaßkanal (36) für das Hydraulikfluid versehen ist, der einen veränderbaren Strömungsquerschnitt aufweist, so daß eine Druckdifferenz über dem Auslaßkanal (36) ausgebildet wird, so daß das Hydraulikfluid an der Einlaßseite des Auslaßkanal's (36) auf die Endfläche des Abschnitts (1a) der Eingangswelle (1) wirkt, um ein hydraulisches Drucklager zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle (1, 2) zu schaffen.