DE3514325A1 - Servolenkanlage - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servolenkanlage, welche einen Drehstab zur Erfassung der eingehenden Lenkkräfte aufweist.

Die japanische Patentoffenlegungsschrift 55-123566 offenbart eine Servolenkanlage mit einem Drehstab, welcher mit einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle verbunden ist. Die Verdrehung des Stabes hängt ab von der eingehenden Lenkkraft.

Ein Steuerventil stellt die hydraulische Druckbeaufschlagung eines Servozylinders ein, welcher mit einem Lenkhebel verbunden ist. Das Steuerventil besitzt einen Schieber, dessen axialen Lage die Höhe der hydraulischen Druckbeaufschlagung des Servozylinders bestimmt. Eine den Drehstab mit dem Schieber verbindende Übertragungs-

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vorrichtung erlaubt eine axiale Bewegung des Schiebers in Abhängigkeit einer Verdrehung des Drehstabes.

Die Antriebswelle erstreckt sich durch den ringförmig ausgebildeten Schieber. Um eine weiche Verdrehung der Antriebswelle bezüglich des Schiebers zu erreichen, ohne daß unerwünschte Verlagerungen des Schiebers in einer Richtung senkrecht zu seiner Achse erfolgen, ist es notwendig enge Toleranzen für die Antriebswelle und den Schieber einzuhalten.

Die Anzahl der Teile der Übertragungsvorrichtung ist unerwünscht hoch.

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Servolenkanlage zu schaffen, welche bei ihren Bauteilen größere Toleranzen erlaubt als in der herkömmlichen Anlage.

Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, eine Servolenkanlage zu schaffen, welche mit weniger Teilen als die herkömmliche Anlage auskommt.

._ In Übereinstimmung mit dieser Erfindung umfasst die 25

Servolenkanlage eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, welche gegeneinander verdrehbar sind. Die Druckbaufschlagung auf den druckabhängigen Stellantrieb hängt ab von der axialen Lage eines Ventilteiles. Eine Übertragungsanordnung dient dazu, das Ventilteil nur in der axialen Richtung zu bewegen, wenn sich die Antriebsund die Abtriebswelle gegeneinander verdrehen. Das Ventilteil und sowohl die Antriebs- als auch die Abtriebswelle liegen vollständig außerhalb voneinander.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

_c Servolenkanlage,mit teilweise schemati

sehen Darstellungen,

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Ebene H-II aus Fig. 1

Fig. 3 eine Aufsicht, ähnlich wie Fig. 2 , auf eine Abwandlung der Anlage aus Fig. 1

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Teil einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Servolenkanlage,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Servolenkanlage, mit teilweise schematischen Darstellungen, und

Fig. 6 eine Aufsicht, ähnlich wie Fig. Z₁ auf einen Teil der Anlage aus Fig. 5.

Entsprechende und ähnliche Bauteile werden in den Zeichnungen mit identischen Bezugszeichen benannt.

Die Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung. Eine Servolenkanlage 1 umfasst eine Antriebswelle 2 und eine Abtriebswelle 3. Die Antriebswelle besitzt Keilwellennuten 2a, mittels welcher die Antriebswelle 2 mit einer nicht dargestellten Lenkwelle verbunden ist. Die Abtriebswelle 3 umfasst ein Ritzel 5, welches mit einer Zahnstange 4 kämmt.

Das rechtseitige Ende der Abtriebswelle 3 besitzt, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, eine axiale Bohrung 3a, in welche sich die Antriebswelle 2 hineinerstreckt. Die Wellen 2 und 3 fluchten axial miteinander. Die Wellen

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2 und 3 können sich relativ zueinander verdrehen.

Durch die Antriebswelle 2 erstreckt sich koaxial eine Bohrung 2b. Die Abtriebswelle 3 besitzt eine axiale Sackbohrung 3 b, welche koaxial mit der Bohrung 2b der Antriebswelle 2 fluchtet. Die Bohrungen 2b und 3b bringen einen Drehstab 6 unter. Ein Stift 7 erstreckt sich diametral durch das rechtsseitige Ende des Drehstabes 6, wie in Fig. 1 gezeigt, und dringt in radiale Bohrungen der Antriebswelle 2 ein. Auf diese Weise ist das rechtsseitige Ende des Drehstabes 6 drehfest mit der Antriebswelle 2 verbunden. Auf ähnliche Weise erstreckt sich ein

,_ anderer Stift 7b durch das linksseitige Ende des Dreh-Stabes 6, wie in Fig. 1 gezeigt, und dringt in radiale Bohrungen der Abtriebswelle 3 ein. Somit ist das linksseitige Ende des Drehstabes drehfest mit der Abtriebswelle 3 verbunden.

Die Wellen 2 und 3 werden von einem Getriebegehäuse 8

umschlossen. Ein zwischen dem Getriebegehäuse 8 und der Antriebswelle 2 sitzendes Lager 9 lagert drehbar die Antriebswelle 2 in dem Getriebegehäuse 8. Ein Lager- __ paar 9a und 9b sitzt zwischen dem Getriebegehäuse 9 und

der Abtriebswelle 3 und lagert die Abtriebswelle 3 drehbar in dem Getriebegehäuse.

Ein unterer Teil der Zahnstange 4, d.h. die von dem verzahnten Teil abgewandte Seite, wird durch eine Aufnahme

10 verschiebbar gelagert, wobeidieAufnähme von dem Getriebegehäuse 8 gehalten wird. Die Aufnahme 10 kann an der inneren Oberfläche des Getriebegehäuses 8 entlang sowohl auf die Zahnstange 4 zu als auch von ihr weg

gleiten. Ein an dem Getriebegehäuse 8 mittels Gewinde 35

befestigter Stopfen 10a liegt der Aufnahme 10 gegenüber.

Eine Feder 10b, welche zwischen der Aufnahme 10 und dem

Stopfen 10 sitzt, drückt die Zahnstange 4 mittels der Aufnahme 10 in einen sicheren Eingriff mit dem Ritzel

Ein Steuerventil 11, welches sich parallel zu den Wellen 2 und 3 erstreckt, ist mit der oberen, äußeren Oberfläche des Getriebegehäuses 8 verbunden. Das Steuerventil 11 umfasst ein Gehäuse 12 und einen Steuerschieber 13, welcher verschieblich in dem Gehäuse angeordnet ist. Das Ventilgehäuse 12 ist auf dem Getriebegehäuse 8 befestigt. Der Steuerschieber 13 kann sich axial, d.h. parallel zu den Achsen der Wellen 2 und 3 hin- und herbewegen.

Eine konstant fördernde Ölpumpe 14 fördert Arbeitsfluid oder Öl von einem Ölvorratsbehälter 22 über eine Leitung 15 und eine sich durch die Wände des Ventilgehäuses 12 erstreckende Hauptöffnung 16 in das Steuerventil 11. Eine linksseitige öffnung 17, welche sich durch die Wände des Ventilgehäuses 12 erstreckt, ist über eine Leitung 18-mit einer linksseitigen Arbeitskammer 19a des Servozylinders 19 verbunden. Eine rechtseitige __ öffnung 17a, welche sich durch die Wände des Ventilge-

häuses 12 erstreckt, ist über eine Leitung 18a mit einer rechtsseitigen Arbeitskammer 19b des Servozylinders 19 verbunden. Ablauföffnungen 20 und 20a, welche sich durch die Wände des Ventilgehäuses 12 erstrecken, führen über eine Ablauf leitung zurück.zu dem Vorratsbehälter 22.

Der Servozylinder 19 umfasst einen verschieblichen Kolben 19c, welcher die Arbeitskammern 19a und 19b voneinander trennt. Der Kolben 19c bewegt sich in Abhängigkeit der Druckdifferenz zwischen den Arbeitskammern 19a 35

und 19b. Die Zahnstange 4 ist an dem Kolben 19c derart befestigt, daß sie sfch axial mit dem Kolben 19c mitbewegt.

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An dieser Stelle sei angemerkt, daß in der Fig. 1 der Servozylinder 19 schematisch dargestellt ist und die

Zahnstange 4 zum leichteren Verständnis auf zwei Arten dargestellt ist.

Wenn sich der Steuerschieber 13 axial in eine Richtung bewegt, vergrößert sich der effektive Querschnitt der Fluidverbindung zwischen der Hauptöffnung 16 und der linksseitigen Öffnung 17, während sich die effektive Querschnittsfläche der Fluidverbindung zwischen der Hauptöffnung 16 und der rechtsseitigen Öffnung 17a verringert. Wenn sich der Steuerschieber 13 axial in die entgegengesetzte Richtung bewegt, nimmt die erstgenannte Querschnittsfläche ab, während die letztere Querschnittsfläche zunimmt. Darüberhinaus gibt der Steuerschieber 13 eine Fluidverbindung zwischen der linksseitigen Öffnung 17 und der Ablauföffnung 20 frei, wenn er die Verbindung zwischen der Hauptöffnung 16 und der

linksseitigen Öffnung 17 versperrt. Wenn der Steuerschieber 13 die Verbindung zwischen der Hauptöffnung und der rechtsseitigen Öffnung 17a versperrt, gibt er eine Fluidverbindung zwischen der rechtsseitigen Öffnung 17a und der Ablauföffnung 20a frei. Auf diese Weise bestimmt die axiale Lage des Steuerschiebers 13 die effektive Querschnittsfläche dieser Verbindungen.

Der in der linksseitigen Arbeitskammer 19a des Servozylinders 19 entwickelte Druck hängt von der effektiven

Querschnittsfläche der Verbindung zwischen der Hauptöffnung 16 und der linksseitigen Öffnung 17 ab und außerdem von der effektiven Querschnittsfläche der Verbindung zwischen der linksseitigen Öffnung 17 und der Ablauföffnung 20. Der in der rechtsseitigen Arbeitskammer 19b entwickelte Druck hängt von der effektiven Querschnittsfläche der Verbindung zwischen der Hauptöffnung 16 und der rechtsseitigen Öffnung 17b ab und außerdem

von der effektiven Querschnittsfläche der Verbindung zwischen der rechtsseitigen Öffnung 17b und der Ablauföffnung 20a. Dementsprechend variiert die Druckdifferenz zwischen den Arbeitskammern 19a und 19b in Abhängigkeit der axialen Lage des Steuerschiebers 13.

Die Zahnstange 5 ist an einem Ende mit einem Lenkgetriebezug wie beispielsweise einem Lenkgestänge verbun den. Die Druckdifferenz zwischen den Arbeitskammern 19a und 19b, d.h. das Druckdiff erent-ial über den Kolben 19c bewegt die Zahnstange 4 in axialer Richtung, wobei sie eine verstärkte Lenkkraft auf das sich anschließende

_1C Ende des Lenkgetriebezuges aufbringt. Die Größe der Ver-

Stärkung der Lenkkraft hängt ebenso wie die Richtung der Lenkkraft von der axialen Lage des Steuerschiebers 13 ab.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, besitzt der Teil der zylindrischen,äußeren Oberfläche der Antriebswelle 2, welcher die Abtriebswelle 3 überlappt, axiale Nuten 100, welche in im wesentlichen gleichen Winkelabständen mit Abstand voneinander auf dem Umfang verteilt sind. Das rechtsseitigte rohrförmige Ende der Abtriebswelle 3 besitzt Spiralnuten 101, welche im wesentlichen den entsprechenden Axialnuten 100 gegenüberliegen und diese überlappen. Die Spiralnuten 101 liegen schief zu den Axialnuten 100. Eine Hülse 50 umschließt koaxial die sich überlappenden Teile der Wellen 2 und 3. Diese Hülse

15 ist dazu bestimmt, sich axial frei zu bewegen, weist aber kein radiales Spiel auf. Die innere Oberfläche der Hülse 50 besitzt eine komplett umlaufende Nut oder Ausnehmung 102, welche den Nuten 100 und 101 gegenüberliegt. In jeden der von den Nuten 100, 101 und 102 begrenzten

Räume passt ein Kugel 103 genau hinein. Die Kugel 103 erstreckt sich durch die Nuten 101 und in die Nuten 100

und 102, wobei sie gleitend in die Wellen 2 und 3 und in die Hülse 50 eingreift.

Eine Kugel 103, die Axialnut 100 und die die Kugel aufnehmende Spiralnut 101 bilden ein Set. Es gibt 2 oder mehr Sets, die an dem Umfang in im wesentlichen gleichen Winkelabständen mit Abstand voneinander angeordnet sind. Bei der Ausführungsform in den Fig. 1 und 2 sind zwei sich diametral gegenüberliegende Sets vorgesehen.

Die zylindrische Außenfläche der Hülse 50 besitzt eine Umlaufnut 110. Die Wände des Getriebegehäuses 8 und des

,_ Ventilgehäuses 12 weisen eine Bohrung 111 auf, welche lb

sich bezüglich der Hülse 50 gegenüber der Umlaufnut radial erstreckt. Das rechtsseitige Ende des Steuerschiebers 13 ist mit einer diametralen Bohrung 112 versehen, welche mit der Bohrung 111 fluchtet, wenn sich der Steuerschieber 13 in seiner neutralen Lage befindet. Ein sich durch die Bohrung 111 erstreckender Verbindungsstift 113 besitzt ein Ende, welches fest in der Bohrung 112 befestigt ist und ein anderes Ende, welches ineine Nut110 eingreift. Auf diese Weise verbindet der Stift 113 den Steuerschieber 13 und die Hülse 50, so

daß sich der Steuerschieber 13 bei einer axialen Verlagerung der Hülse 50 axial mitbewegt. Die Abmessungen der Bohrung 111 sind derart gewählt, daß der Verbindungsstift 113 bezüglich dem Getriebegehäuse 8 in

einem vorbestimmten axialen Bereich bewegbar ist. 30

Eine Rückholfeder 23 drückt den Steuerschieber 13 bezüglich des Ventilgehäuses 12 in seine neutrale Lage, wenn der Steuerschieber 13 aus seiner neutralen Lage verdrängt würde.

Wenn während des Betriebes ein hier nicht darqestellton

_tAl

Lenkrad gedreht wird, dreht sich die Antriebswelle 2 relativ zu der Abtriebswelle 3 und der Drehstab 6 wird verdreht. Der Grad der relativen Verdrehung der Antriebswelle 2 hängt von der Größe der aufgebrachten Lenkkraft ab. Wenn die Antriebswelle 2 sich relativ zu der Abtriebswelle 3 bewegt, bewegen sich die Kugeln 103 am Umfang zusammen mit der AntriebswelIe 2 und bewegen sich gleichzeitig axial entlang der Nuten 100 und 101. Es sei darauf hingewiesen, daß die Anordnung der zueinander schief liegenden Nuten 100 und 101 die axiale Verlagerung der Kugeln 103 bewirken. Die Richtung der axialen Bewegung der Kugeln 103 hängt von der Drehrichtung der Antriebswelle 2 relativ zu der Abtriebswelle 3 ab.

Die axiale Bewegung der Kugeln 103 bewirkt eine axiale Bewegung der Hülse 50, welche dabei den Steuerschieber 13 axial verlagert. Entsprechend der axialen Verla-

gerung des Steuerschiebers 13 stellt das Steuerventil 11 den Öldruck für den Servozylinder 19 ein, welcher die eingehende Lenkkraft verstärkt und somit die Lenkbewegung unterstützt. Wenn die Verdrehung der Antriebswelle 2 relativ zu der Abtriebswelle 3 ansteigt, d.h. wenn die eingehenden Lenkkräfte ansteigen, wächst ebenso die Verlagerung der Hülse 50 und die des Steuerschiebers 13. Wenn die axiale Verlagerung des Steuerschiebers 13 ansteigt, wächst die Druckbeaufschlagung des Servozylinders 19 und somit die die Lenkbewegung

unterstützende Kraft .

Dementsprechend steigt die die Lenkbewegung unterstützen de Kraft, wenn die eingehende Lenkkraft ansteigt. Das macht das Lenken sogar in den Fällen einfach, bei denen das Lenkrad über einen großen Winkelbereich gedreht werden muß.

Wenn der Servozylinder 19 die Lenkbewegung unterstützt, bewegt sich die Zahnstange 4 zusammen mit dem Kolben

_c 19c, wobei sie die Abtriebswelle 3 relativ zu der Ano

triebswelle 2 verdreht und der Abtriebswelle 3 erlaubt, der Antriebswelle 2 mit einer unbedeutenden Verzögerung zu folgen. Wenn sich die Abtriebswelle 3 relativ zu der Antriebswelle 2 dreht, kehren die Kugeln 103 um, so daß sich die Hülse 50 und der Steuerschieber 13 axial zurückbewegen.

Während sich die Hülse 50 entsprechend der axialen Verlagerung der Kugeln 103 axial bewegt, walzen sich die

Kugeln 103 an der Oberfläche der Hülse 50 ab, so daß 15

die Tangentialkräfte auf die Hülse 50 vernachlässigbar

sind. Selbst wenn die Hülse 50 rotieren sollte, würde der Verbindungsstift 113 in der Umfangsnut 110 entlanggleiten und somit den Steuerschieber 13 an einer Rotation hindern. Dementsprechend bewegt sich der Steuer-20

schieber 13 nur in axialer Richtung. Der Steuerschieber 13 und jede der Wellen 2 und 3 liegen vollständig außerhalb voneinander und sind voneinander getrennt. Es gibt kein Teil, welches sich relativ zu dem Steuerschieber 13 verdreht und diesen dabei berührt. Es ist somit unnötig, für den Steuerschieber 13 und die mit diesem in Kontakt stehenden anderen Bauelemente strenge Toleranzen bezüglich der Kreisform einzuhalten.

Eine Anordnung zur übertragung der Bewegung von den

Wellen 2 und 3 zu dem Steuerschieber 13 umfasst die Kugeln 103, die Hülse 50 und den Verbindungsstift 113. Diese Anordnung ist einfacher als der entsprechende Aufbau aus der japanischen Patentoffenlegungsschrift 55-123566.

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Die Umlaufnuten 102 und 110 sind vorzugsweise axial voneinander verschoben, um so die radiale Wandstärke

c der Hülse 50 zu minimieren,
ο

Es sei darauf hingewiesen, daß sich die Nuten 102 und 110 weit genug erstrecken sollten, um eine völlig freie Drehung der Antriebswelle 2 zu gestatten. Weiterhin kann die Hülse 50 anstatt der Umlaufnut 102 für jede der Kugeln 103 Bohrungen aufweisen.

Die Fig. 3 zeigt eine Variation der Ausführungsform aus den Fig. 1 und 2. Bei dieser Variation besitzt die

._c Antriebswelle 2 Spiralnuten 101a, während die Abtriebslo

welle 3 schief zu den Nuten 101a angeordnete Axialnuten 100a aufweist. Die Kugeln 103 passen in diese Nuten 100a und 101a. Diese Variation arbeitet ähnlich wie die Ausführungsform der Fig. 1 und 2. Bei dieser Variation kann die Abtriebswelle 3 ebenfalls Spiral-

nuten anstatt der Axialnuten 100a aufweisen, vorausgesetzt, die Spiralnuten der Abtriebswelle 3 bleiben schief zu den Spiralnuten 101a der Antriebswelle 2.

Die Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform ist ähnlich der Ausführungsform aus den Fig. 1 und 2 mit Ausnahme der folgenden Änderung in der Bezeichnung.

Die Umlaufnuten 102 und 110 sind konzentrisch und überlappen sich in axialer Richtung. Diese Anordnung gestattet, die axiale Abmessung der Hülse 50 gegenüber der Hülse der Ausführungsform aus den Fig. 1 und 2 zu verkleinern.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 arbeitet ähnlich der Ausführungsform der Fig. 1 und 2.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform ist ähnlich der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 mit Ausnahme der folgenden Änderungen in der Bezeichnung.

Eine koaxial um die Antriebswelle 2 passende Hülse 230 kann .sich um die Antriebswelle 2 drehen und bezüglich dieser axial bewegen. Die Hülse 230 besitzt einen axialen Vorsprung 231, welcher die Abtriebswelle 3 überlappt. Ein in der Abtriebswelle 3 fest eingebetteter Stift 233 erstreckt sich radial nach innen in einen axialen Schlitz 232 des Vorsprunges 231. Die Hülse 230 und die Abtriebswelle 3 stehen über den

Stift 233 miteinander in Eingriff. Dieser Eingriff bewirkt, daß sich die Hülse 230 zusammen mit der Abtriebswelle 3 verdreht, erlaubt aber, daß sich die Hülse 230 unabhängig auf der Abtriebswelle 3 axial verschieben lässt.

Ein Lager 210, welches die Antriebswelle 2 in dem Getriebegehäuse 8 lagert, umfasst einen inneren Laufring 210a und einen äußeren Laufring 210b, welcher be- __ züglich des inneren Ringes 210a verdrehbar ist. Der

innere Laufring 210a sitzt zwischen einem Wellensicherungsring 234 und einem ringförmigen Absatz 230a auf der Hülse 230. Der Wellensicherungsring 234 sitzt fest auf der Hülse 230. Der äußere Laufring 210b sitzt ver-■ schiebbar auf der inneren Oberfläche des Getriebegehäuses 8.

Die äußere Umfangsflache der Antriebswelle 2 weist Spiralnuten 240 auf, welche auf dem Umfang in im wesent- _ liehen gleichen Winkelabständen mit Abstand verteilt sind. Die Hülse 230 weist Bohrungen 241 auf, welche den entsprechenden Spiralnuten 240 gegenüberliegen.

Eine Kugel 242 passt genau in jeden der durch die Nuten 240 und die Bohrungen 241 begrenzten Räume. Die Kugeln 242 greifen verschieblich in die Antriebswelle 2 und in die Hülse 230 ein. Die Kugeln 242 liegen auch verschieblich an der inneren Oberfläche des inneren Lagerringes 210a an, welcher die äußeren Enden der Bohrungen 241 abdichtet. Mit anderen Worten, der innere Laufring 210a des Lagers und die Hülse 230 be grenzen Ausnehmungen 241, welche die Kugeln 242 aufnehmen.

Eine Kugel 242, die Spiralnut 240 und die diese Kugel

._c aufnehmende Bohrung 241 bilden ein Set. Bei dieser ίο

Erfindung gibt es zwei oder mehr Sets, welche um den Umfang in im wesentlichen gleichen Winkelabständen mit Abstand voneinander angeordnet sind. Diese Anordnung verhindert zuverlässig radiales Spiel in der Hülse 230, während es eine weiche axiale und rotatorische

Bewegung der Hülse 230 erlaubt.

Die Wände des Getriebegehäuses 8 und des Ventilgehäuses 12 bilden eine Öffnung 243, welche sich radial nach -_c außen von dem Lager 210 aus erstreckt. Das rechtssei-

tige Ende des Steuerschiebers 13 besitzt eine diametrale Bohrung 244. Ein Ende eines Verbindungsstiftes 245 ist fest in die Bohrung 244 eingepasst. Der Verbindungsstift 245 führt durch die Öffnung 243. Das

andere Ende des Verbindungsstiftes 245 weist eine Nut 30

245a auf, welche in der Drehebene des Lagers 210 liegt. Der äußere Laufring 210b des Lagers 210 passt fest in die Nut 245a. Auf diese Weise verbindet der Stift das Lager 210 mit dem Steuerschieber 13. Die Abmessungen der Öffnung 243 sind so gewählt, daß sie dem Ver-35

bindungsstift 245 bezüglich der öse 230 eine freie axiale Bewegung ermöglichen.

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Wenn im Betrieb ein hier nicht dargestelltes Lenkrad gedreht wird, verdreht sich die Antriebswelle relativ zu der Abtriebswelle 3 und der Drehstab 6 wird

verspannt. Der Grad der relativen Verdrehung der Antriebswelle 2 wird von der Höhe der eingehenden Lenkkraft bestimmt. Da die Hülse 230 mittels des Stiftes 233 drehfest mit der Abtriebswelle 3 verbunden ist, verdreht sich die Antriebswelle 2 relativ zu der Hülse 230 entsprechend der Verdrehung der Antriebswelle 2 bezüglich der Abtriebswelle 3.

Wenn sich die Antriebswelle 2 relativ zu der Hülse ,_ verdreht, bewegen sich die Kugeln 242 auf der Antriebs-

welle 2 entlang der Spiralnuten 240. Diese Bewegung der Kugeln 242 verschiebt die Hülse 230 in axialer Richtung. Das Lager 210 bewegt sich dann zusammen mit der Hülse 230 ebenfalls in axialer Richtung.

Da der Steuerschieber 13 mit dem äußeren Laufring 210b des Lagers 210 über den Verbindungsstift 245 verbunden ist, bewegt sich der Steuerschieber 13 axial zusammen mit dem äußeren Laufring 210b. Entsprechend der axialen Verlagerung des Steuerschiebers 13 stellt das Steuerventil 11 die Druckbeaufschlagung des Servozylinders 19einwelcher die Lenkkraft verstärkt und somit die Lenkbewegung unterstützt.

Wenn der Servozylinder 19 die Lenkbewegung unterstützt, 30

bewegt sich die Zahnstange 4 zusammen mit dem Kolben 19c, wobei sie die Abtriebswelle 3 relativ zu der Antriebswelle 2 verdreht und der Abtriebswelle 3 ermöglicht, der Antriebswelle 2 mit einer unbedeutenden

Verzögerung zu folgen. Wenn die Abtriebswelle 3 sich 35

relativ zu der Antriebswelle 2 verdreht, verdreht sich in ähnlicher Weise die Hülse 230 relativ zu der An-

AC*

triebswelle 2, wobei die Kugeln 242 umkehren und sich das Lager 210 und der Steuerschieber 13 in axialer Richtung zurückbewegen. Da sich der innere Laufring 210a des Lagers relativ zu dem äußeren ,Lauf ring 210b verdreht, während sich die Hülse 230: dreht, wird keine rotatorische Kraft auf den Steuerschieber 13 übertragen. Dadurch wird Sichergestell ti. daß der Steuerschie-,Q ber 13 nur in axialer Richtung bewegt wird.

Die Kugeln 242, die Hülse 230, das Lager 210 und der Verbindungsstift 245 bilden eine Übertragungseinheit, welche zu ausschließlich axialen Bewegungen des Steu/erschie-_1R bers 13 führt. Diese Bewegungsübertragung ist-ein- . fächer als der entsprechende Aufbau in der japanischen Patentoffenlegungsschrift 55-123566.

Die Spiralnuten 240 können auf der Hülse 230 ausgebildet sein, wobei in diesem Fall die Bohrungen 241 in der Antriebswelle 2 ausgebildet sein würden.

Die Hülse·230 kann anstatt auf der Antriebswelle 2 verschieblich um die Abtriebswelle 3 angeordnet sein. _nt- In diesem Fall würde die Hülse 230 mit der Antriebs-" welle 2 verbunden sein, so daß die Hülse 230 zwar zusammen mit der Antriebswelle 2 verdrehbar, aber bezüglich der Antriebswelle 2 axial frei bewegbar wäre. Darüberhinaus können entweder die Spiralnuten 240 oder die Bohrungen 241 in der Hülse 230 ausgebildet sein,

oU ·

während die anderen in der Abtriebswelle 3 ausgebildet wären.

Die Achse des Steuerventiles 1 kann bezüglich der Achsen der Antriebswelle 2 und der Abtriebswelle 3 ge-

neigt sein. In diesem Fall müßte die die Antriebswelle 2 mit dem Steuerventil 11 verbindenden Anordnung ent-

¹ 3|14325

sprechend abgeändert werden.

₅ Anstatt der Kugeln 242 können auch Rollen verwendet werden.

- Leerseite

Claims (8)

35U325 ; Patentansprüche

1. Servo lenken lage, gekennzeichnet durch:

a eine Antriebswelle (2) und eine Abtriebswelle (3)·

b einen elastisch deformierbaren Drehstab (6), welcher mit

der Antriebs- und der Abtriebswelle (2,3) derart verbunden ist, daß die Antriebswelle (2) in Abhängigkeit von den auf die Antriebswelle

(2) übertragenen Lenkkräfte relativ zur Abtriebswelle (3) verdrehbar ist, c einen druckabhängigen Stellantrieb (19), d ein Steuerventil (11), welches einen bewegbaren / Steuerschieber (13) umfasst und entsprechend der \

2Q axialen Lage des Steuerschiebers (13) die Einstellung der Druckbeaufschlagung des Stellantriebes (19) bewirkt, wobei der Steuerschieber (13) und sowohl die Antriebs- als auch die Abtriebswelle (2,3) vollständig außerhalb voneinander liegen,

e eine Einrichtung (50,100-113) für die Bewegung des Steuerschiebers (13) derart, daß die Steuerschieberbewegung nur in axialer Richtung erfolgt, wenn sich die Antriebswelle (2) gegenüber der Ab-

_on triebswelle (3) verdreht.

2. Servolenkanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung umfasst :

a eine die Antriebs- und die Abtriebswelle (2,3) beweglich umschließende Hülse (50),

\. ' 35T4325

b ein bewegliches Teil (103), welches in einem Raum angeordnet ist, der begrenzt ist durch eine Nut (100) in der Antriebswelle (2), eine schief zu der Antriebswellenut liegende Nut (101) in der Abtriebswelle (3) und durch eine Ausnehmung (102) in der Hülse (5Π), und

c eine Einrichtung (113) für die Verbindung von Hülse (50)und Steuerschieber (13).

3. Servolenkanlage nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nut (100) in der Antriebswelle (2) axial und die Nut (101) in der Abtriebswelle (3) spiralförmig erstreckt.

4. Servolenkanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nut (101a) in der Antriebswelle (2) spiralförmig und die Nut (100a) in der Abtriebswelle (3) axial erstreckt.

5. Servolenkanlage nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil eine Kugel (103) umfasst.

6. Servolenkanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung umfasst :

a eine die Antriebswelle (2) umschließende Hülse (230),

b eine Einrichtung (231,232,233), welche die Hülse (230) drehfest mit der Abtriebswelle (3), aber gegenüber dieser axial verschieblich verbindet, c ein bewegliches Teil (242), welches in einem Raum angeordnet ist, der begrenzt ist.durch eine schiefe Nut (240) in der Antriebswelle (2) und eine Ausnehmung (241) in der Hülse (230),

d ein an dem Steuerschieber (13) befestigtes Verbindungsteil (245),

e ein Lager (210), welches zwischen der Hülse (230) und dem Verbindungsteil (245) derart angeordnet ist, daß die Hülse (230) relativ zu dem Verbindungsteil (245) verdrehbar ist.

7. Servolenkanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (210) durch ein Gehäuse (8) abgestützt und bezüglich der Hülse (230) in axialer Richtung verschiebbar ist.

8. Servolenkanlage, gekennzeichnet durch :

a eine Antriebswelle (2) und eine Abtriebswelle (3), welche gegeneinander verdrehbar sind, b ein eine Achse umfassendes, bewegliches Ventilteil (13), wobei das Ventilteil (13) und sowohl die Antriebs- als auch die Abtriebswelle (2,3) vollständig außerhalb voneinander liegen, c einen druckabhängigen Stellantrieb (19), d eine Einrichtung zum Einstellen der Druckbeaufschlagung des Stellantriebes (19) in Abhängigkeit von der axialen Lage des Ventilteiles (13), und
e eine Einrichtung für die Bewegung des Ventil-

_on teiles (13) derart, daß die Bewegung des Ven-

teilteiles (13) nur in axialer Richtung erfolgt, wenn sich die Antriebswelle (2) und die Abtriebswelle (3) gegeneinander verdrehen.