DE3824424A1

DE3824424A1 - Power assisted steering for vehicles

Info

Publication number: DE3824424A1
Application number: DE19883824424
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Ahner; Siegfried Dipl Ing Dr Schustek; Dieter Dipl Ing Schieber; Helmut Dipl Ing Dr Haerer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-07-19
Filing date: 1988-07-19
Publication date: 1990-01-25

Abstract

A power assisted steering functioning purely by means of an electric motor for motor vehicles has two brake discs (27, 38), coaxial with the steering column (10), which are driven at constant speed in opposite directions of rotation by an electric servo motor (12). A brake device (41), acting alternatively on either of the brake discs (27, 38) is coupled to the steering column (10), which device, as a function of the steering moment acting on the steering column (10), generates a brake torque on the brake disc (27, 38) rotating in the effective direction of the said steering moment, as a result of which the brake device (41) rotates in the same direction as the steering column (10) relative to the servo motor (12), thereby generating a torque acting in the same direction on the steering column. Such a power steering is compact and easily assembled and does not require any safety device such as known electrical steering boosters in order to avoid unwanted self-steering. In the event of a defect of the power assistance unit only a low resistance moment occurs, so that the vehicle can still be steered with a tolerable effort (Fig. 1). <IMAGE>

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft eine Servolenkung für Fahrzeuge der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.The invention relates to a power steering system for vehicles genus defined in the preamble of claim 1.

Servolenkungen oder Fahrzeuglenkungen mit Lenkhilfen haben eine motorische Leckkraftunterstützung und tragen damit wesentlich zur Verbesserung des Fahrkomforts bei. Sie werden mit allen Lenkungsarten der Fahrzeuglenkung, wie Zahnstangenlenkung, Schneckenlenkung, Spindellenkung oder Kugelumlauflenkung, realisiert. Die meisten Servolenkungen arbeiten hydraulisch mit eigener Förderpumpe, deren Förderstrom symmetrisch auf die Seiten eines Arbeitszylinders verteilt ist. Eine beim Lenken entstehende Druckdifferenz erzeugt ein proportionales Drehmoment an dem Lenkgetriebe, z.B. an der Schnecke oder Spindel, und damit an der Lenksäule. Have power steering or vehicle steering with steering aids a motorized leakage force support and carry with it significantly improve driving comfort. you will be with all types of steering of vehicle steering, such as Rack and pinion steering, worm steering, spindle steering or Recirculating ball steering, realized. Most power steering systems work hydraulically with their own feed pump, whose Flow symmetrically on the sides of a Working cylinder is distributed. One that arises when steering Pressure difference creates a proportional torque on the Steering gear, e.g. on the screw or spindle, and with that on the steering column.

Es sind auch schon rein elektrische Servolenkungen bekannt, bei denen das die Lenkung unterstützende Drehmoment an Getriebe und Lenksäule durch einen ständig in Eingriff stehenden elektrischen Servomotor aufgebracht wird. Diese Servolenkungen arbeiten nach dem Prinzip der sog. Nachlaufsteuerung.Purely electric power steering systems are also known at which the torque supporting the steering Gearbox and steering column are constantly engaged by one standing electric servo motor is applied. These Power steering works on the principle of the so-called Follow-up control.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Servolenkung hat den Vorteil als rein elektrisch arbeitende Servolenkung kompakt und montagefreundlich zu sein. Gegenüber den elektrischen Servolenkungen mit ständigem Eingriff ist ein unerwünschtes Eigenlenken nicht möglich. Bei Defekt in dem Servoaggregat, wie Ausfall des Servomotors oder des Untersetzungs- und Umgekehrgetriebes, tritt ein nur geringes Widerstandsmoment auf, so daß das Fahrzeug mit noch erträglichem Kraftaufwand gelenkt werden kann.The power steering system according to the invention has the advantage of being pure electric power steering compact and to be easy to assemble. Compared to the electrical Power steering with constant intervention is an undesirable Self-steering is not possible. If there is a defect in the servo unit, such as failure of the servo motor or the reduction and Reverse gear, there is only a small section modulus on, so that the vehicle is still bearable can be directed.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Servolenkung möglich.By the measures listed in the other claims are advantageous developments and improvements in Claim 1 specified power steering possible.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 6 wird zudem noch die Möglichkeit geschaffen, bei Bedarf eine fahrzeuggeschwindigkeitsabhängige Veränderung der Lenkkraftunterstützung einstellen zu können. Dies wird entsprechend der weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 10 dadurch erreicht, daß dem Steuerventil zur Steuerung der hydraulischen Arbeitskolben ein Bypaß zugeordnet ist, dessen Öffnungsquerschnitt mittels eines Elektromagneten geschwindigkeitsabhängig verändert wird.In an advantageous embodiment of the invention Claim 6 also creates the opportunity to Requires a change depending on the vehicle speed to be able to adjust the power steering. this will according to the further embodiment of the invention achieved according to claim 10 in that the control valve for Control of the hydraulic working piston bypass is assigned, whose opening cross section by means of a Electromagnet is changed depending on the speed.

Die Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 11 wird bevorzugt als Parkierhilfe bei Fahrzeugen der unteren Preisklasse eingesetzt, wobei durch Abschalten des Servomotors ab einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit die Parkierhilfe passiviert werden kann.The embodiment of the invention according to claim 11 preferably as a parking aid for vehicles of the lower Price range used, by switching off the Servomotors from a certain vehicle speed Parking aid can be passivated.

drawing

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated in the drawing Exemplary embodiments in the description below explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ausschnittweise einen Längsschnitt einer Servolenkung, Fig. 1 a detail of a longitudinal section of a hydraulic actuator,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 ausschnittweise einen Längsschnitt einer Servolenkung gemäß einem weiteren Ausführungs beispiel, Fig. 3 is a detail in longitudinal section of a power steering apparatus according to a further example of execution,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3. Fig. 4 shows a section along the line IV-IV in Fig. 3.

Description of the embodiments

Die in Fig. 1 im Längsschnitt und nur ausschnittweise dargestellte Servolenkung weist eine Lenksäule 10 auf, an deren oberen Ende (Fig. 1 rechts) drehfest ein Lenkrad sitzt (nicht dargestellt). Die Lenksäule 10 ist über einen Torsionsstab 11 mit dem Lenkgetriebe (nicht dargestellt) verbunden, das seinerseits über ein Lenkgestänge an den gelenkten Fahrzeugrädern angreift. Je nach Art der Lenkung (Schnecken-, Spindel- oder Kugelumlauflenkung) ist dabei das in Fig. 1 links zu sehende Ende des Torsionsstabs 11 mit dem Schneckengewinde oder der Spindel des Lenkgetriebes drehfest verbunden. Zur Erzeugung eines eine Drehbewegung am Lenkrad unterstützenden Drehmoments an der Lenksäule 10 und an dem hier nicht dargestellten Lenkgetriebe ist koaxial zur Lenksäule 10 ein elektrischer Servomotor 12 angeordnet, dessen Stator mit 13, dessen Rotor mit 14 und dessen hohle Rotorwelle mit 15 bezeichnet ist. An der Rotorwelle 15 ist ein Untersetzungsgetriebe 16 angeschlossen, dessen Abtriebswelle mit 17 gekennzeichnet ist. Stator 13, Rotor 14 und Untersetzungsgetriebe 16 sind in einem Motorgehäuse 18 untergebracht, das einen die Abtriebswelle 17 koaxial umgebenden Lagerflansch 19 enthält.The power steering shown in longitudinal section and only in sections in FIG. 1 has a steering column 10 , at the upper end ( FIG. 1 right) of which a steering wheel is seated (not shown). The steering column 10 is connected via a torsion bar 11 to the steering gear (not shown), which in turn acts on the steered vehicle wheels via a steering linkage. Depending on the type of steering (worm, spindle or recirculating ball steering), the end of the torsion bar 11 shown on the left in FIG. 1 is rotatably connected to the worm thread or the spindle of the steering gear. To generate a rotational movement on the steering wheel supporting torque on the steering column 10 and on the steering gear, not shown here, an electric servomotor 12 is arranged coaxially with the steering column 10 , the stator of which is designated by 13 , the rotor of which is 14 and the hollow rotor shaft of which is 15 . A reduction gear 16 is connected to the rotor shaft 15 , the output shaft of which is identified by 17 . Stator 13 , rotor 14 and reduction gear 16 are accommodated in a motor housing 18 which contains a bearing flange 19 which coaxially surrounds the output shaft 17 .

An einem am lenkgetriebenahe Ende des Torsionsstab 11 drehfest angeordneten Flansch 20 ist ein zweiteiliges Bremsgehäuse 21 befestigt, das an seinem dem Flansch 20 gegenüberliegenden anderen Ende mit einem hohlzylindrischen Stutzen 22 mittels eines Kugellagers 23 an dem Lagerflansch 19 gelagert ist. Im Innern des Stutzens 22 sind zwei Kugellager 24, 25 im Abstand voneinander gehalten, auf welchen sich die Abtriebswelle 17 des Untersetzungsgetriebes 16 abrollt. Die beiden Gehäusehälften des Bremsgehäuses 21 sind fest miteinander verbunden, so daß bei einer Drehung des Torsionsstabs 11 das Bremsgehäuse 21 insgesamt an dessen Drehbewegung teilnimmt.A two-part brake housing 21 is fastened to a flange 20 arranged in a rotationally fixed manner on the end of the torsion bar 11 near the steering gear, which is mounted at its other end opposite the flange 20 with a hollow cylindrical connector 22 by means of a ball bearing 23 on the bearing flange 19 . In the interior of the connector 22 , two ball bearings 24 , 25 are held at a distance from one another, on which the output shaft 17 of the reduction gear 16 rolls. The two housing halves of the brake housing 21 are firmly connected to one another, so that when the torsion bar 11 rotates, the brake housing 21 takes part in its overall rotational movement.

Die Abtriebswelle 17 ragt in das Innere des Bremsgehäuses 21 hinein und trägt endseitig einen einstückigen Mitnehmer 26, an dem eine zur Rotationsachse der Abtriebswelle 17 koaxiale Bremsscheibe 27 drehfest gehalten ist. Die Bremsscheibe 27 ist dabei über Federbänder 28 mit dem Mitnehmer 26 verbunden, so daß sie axial in gewissen Grenzen ausgelenkt werden kann. Mit dem Mitnehmer 26 ist drehfest ein Zahnrad 29 eines Umkehrgetriebes 30 verbunden, dessen weitere Zahnräder mit 31, 32 und 33 (Fig. 1 und 2) bezeichnet sind. Das Zahnrad 33 ist wiederum mit einem Mitnehmer 34 starr verbunden, der mittels Kugellager 35, 36 im Bremsgehäuse 21 drehbar gelagert ist. Mit dem Mitnehmer 34 ist über Federbänder 37 eine zweite Bremsscheibe 38 drehfest verbunden, die identisch der ersten Bremsscheibe 27 ausgebildet ist. Der mit konstanter Drehzahl rotierende Rotor 14 des Servomotors 12 treibt über das Untersetzungsgetriebe 16 die erste Bremsscheibe 27 mit konstanter Drehzahl in einer ersten Drehrichtung und über das Umkehrgetriebe 30 die zweite Bremsscheibe 27 mit gleicher Drehzahl in der inversen Drehrichtung an. Jede Bremsscheibe 27 bzw. 38 läuft dabei unmittelbar vor einem gehäusefesten Reibbelag 39 bzw. 40 und kann mittels einer im Bremsgehäuse 21 integrierten Bremsvorrichtung 41 wechselweise mehr oder weniger stark an den zugeordneten Reibbelag 39 bzw. 40 angelegt werden.The output shaft 17 protrudes into the interior of the brake housing 21 and carries at the end a one-piece driver 26 on which a brake disk 27 coaxial with the axis of rotation of the output shaft 17 is held in a rotationally fixed manner. The brake disc 27 is connected via spring bands 28 to the driver 26 so that it can be deflected axially within certain limits. A gear 29 of a reversing gear 30 is connected in a rotationally fixed manner to the driver 26 , the further gear wheels of which are designated 31, 32 and 33 ( FIGS. 1 and 2). The gear 33 is in turn rigidly connected to a driver 34 which is rotatably mounted in the brake housing 21 by means of ball bearings 35 , 36 . A second brake disk 38 , which is identical to the first brake disk 27 , is connected in a rotationally fixed manner to the driver 34 via spring bands 37 . The rotor 14 of the servo motor 12 rotating at a constant speed drives the first brake disc 27 at a constant speed in a first direction of rotation via the reduction gear 16 and the second brake disc 27 at the same speed in the inverse direction of rotation via the reversing gear 30 . Each brake disc 27 or 38 runs directly in front of a friction lining 39 or 40 fixed to the housing and can alternately be applied more or less strongly to the associated friction lining 39 or 40 by means of a brake device 41 integrated in the brake housing 21 .

Die Bremsvorrichtung 41 ist im mittleren Teil des Bremsgehäuses 21 zwischen den Bremsscheiben 27, 38 angeordnet. Sie weist mehrere Arbeitszylinder 42, 43 auf, von denen in Fig. 2 zwei dargestellt sind. Die Arbeitszylinder 42, 43 sind achsparallel zur Roationsachse der Bremsscheiben 27, 38 angeordnet, die mit der Achse der Lenksäule 10 zusammenfällt. Jeder Arbeitszylinder 42, 43 enthält einen Arbeitskolben 44 bzw. 45 (Fig. 2), der mittels einer Druckflüssigkeit axial ausschiebbar ist. Die Arbeitszylinder 42, 43 sind dabei so angeordnet, daß der Arbeitskolben 44 des einen Arbeitszylinders 42 an die Bremsscheibe 27 und der Arbeitskolben 45 des anderen Arbeitszylinders 43 an die Bremsscheibe 38 axial angelegt werden kann. Die Stirnseiten der Arbeitskolben 44, 45 sind mit Reibbelägen 46 versehen, die in Fig. 1 für den Arbeitskolben 45 dargestellt sind. Die Arbeitskolben 44, 45 stellen sich unter der Wirkung einer nicht dargestellten Rückführfeder oder als solche wirkende Lippendichtung selbstständig in ihre Ruhelage zurück, sobald der auf die Arbeitskolben 44, 45 wirkende Flüssigkeitsdruck kleiner ist als die Kraft der Rückstellfeder. In der Ruhestellung der Arbeitskolben 44, 45 sind diese weitgehend in die Arbeitszylinder 42, 43 eingezogen und geben die Bremsscheiben 27, 38 zur ungehinderten Rotation frei. The brake device 41 is arranged in the middle part of the brake housing 21 between the brake disks 27 , 38 . It has several working cylinders 42 , 43 , two of which are shown in FIG. 2. The working cylinders 42 , 43 are arranged axially parallel to the axis of rotation of the brake discs 27 , 38 , which coincides with the axis of the steering column 10 . Each working cylinder 42 , 43 contains a working piston 44 or 45 ( FIG. 2) which can be axially pushed out by means of a hydraulic fluid. The working cylinders 42 , 43 are arranged so that the working piston 44 of one working cylinder 42 can be axially applied to the brake disc 27 and the working piston 45 of the other working cylinder 43 to the brake disc 38 . The end faces of the working pistons 44 , 45 are provided with friction linings 46 , which are shown in FIG. 1 for the working piston 45 . The working piston 44, 45 place themselves under the action of a return spring, not shown, or as such acting lip seal automatically in its resting position as soon as the 45 fluid pressure acting on the working piston 44 is smaller than the force of the return spring. When the working pistons 44 , 45 are at rest, they are largely drawn into the working cylinders 42 , 43 and release the brake disks 27 , 38 for unimpeded rotation.

Die Versorgung der Arbeitszylinder 42, 43 mit Druckflüssigkeit erfolgt aus dem Innern des Bremsgehäuses 21, das mit Hydrauliköl gefüllt ist. Wie in Fig. 2 schematisch angedeutet ist, bildet das Umkehrgetriebe 30 zugleich eine Zahnradpumpe, deren Pumpengehäuse mit 47 bezeichnet ist. Das Pumpengehäuse 47 ist einseitig offen und steht mit dem Innern des Bremsgehäuses 21 in Verbindung. Der Pumpenauslaß 48 ist querschnittsklein ausgebildet und an dem Einlaß 49 eines als Doppelventil ausgebildeten Steuerventils 50 angeschlossen. Das Steuerventil 50 hat zwei Ventilkolben 51, 52, die mit jeweils einer ringförmigen Steuerfläche 53, 54 einen Ventilauslaß 55, 56 steuern. Der Ventilauslaß 55 ist über einen Druckkanal 63 mit dem Arbeitszylinder 42 und der Ventilauslaß 56 über einen Druckkanal 64 mit dem Arbeitszylinder 43 verbunden. In der in Fig. 2 dargestellten Grundstellung der Ventilkolben 51, 52 sind die Ventilauslässe 55, 56 zum druckbeaufschlagten Ventileinlaß 49 hin abgeschlossen und zu einer nicht dargestellten Entlastungsöffnung hin geöffnet, so daß die Arbeitskolben 44, 45 nicht mit Flüssigkeitsdruck beaufschlagt sind. Die beiden Ventilkolben 51, 52 werden durch das Hydrauliköl an die Kröpfung 57 des Betätigungshebels 58 angelegt. Der Betätigungshebel 58 ist auf einer Hülse 59 befestigt und steht radial von dieser weg. Die Hülse 59 sitzt drehfest auf der Lenksäule 10 und übergreift teilweise den Torsionsstab 11 (Fig. 1).The working cylinders 42 , 43 are supplied with hydraulic fluid from the inside of the brake housing 21 , which is filled with hydraulic oil. As indicated schematically in FIG. 2, the reversing gear 30 also forms a gear pump, the pump housing of which is designated by 47 . The pump housing 47 is open on one side and communicates with the inside of the brake housing 21 . The pump outlet 48 is small in cross section and connected to the inlet 49 of a control valve 50 designed as a double valve. The control valve 50 has two valve pistons 51 , 52 , each of which controls a valve outlet 55 , 56 with an annular control surface 53 , 54 . The valve outlet 55 is connected to the working cylinder 42 via a pressure channel 63 and the valve outlet 56 is connected to the working cylinder 43 via a pressure channel 64 . In the basic position of the valve pistons 51 , 52 shown in FIG. 2, the valve outlets 55 , 56 to the pressurized valve inlet 49 are closed and opened to a relief opening, not shown, so that the working pistons 44 , 45 are not acted upon by liquid pressure. The two valve pistons 51 , 52 are applied to the crank 57 of the actuating lever 58 by the hydraulic oil. The actuating lever 58 is fastened on a sleeve 59 and stands radially away from it. The sleeve 59 is non-rotatably on the steering column 10 and partially overlaps the torsion bar 11 ( Fig. 1).

Die Funktionsweise der beschriebenen Servolenkung ist wie folgt:The operation of the described power steering is as follows:

Der Servomotor 12 läuft mit konstanter Drehzahl um und treibt über das Untersetzungsgetriebe 16 die Bremsscheibe 27 in der einen Drehrichtung und die Bremsscheibe 38 in der anderen Drehrichtung mit jeweils konstanter gleicher Drehzahl an. Durch das als Zahnradpumpe wirkende Umkehrgetriebe 30 stellt sich ein Ölstrom durch das Steuerventil 50 ein, wobei die Arbeitszylinder 42, 43 in der in Fig. 2 dargestellten Stellung der Ventilkolben 51, 52 nicht mit Druck beaufschlagt werden. Wird nunmehr am Lenkrad ein Lenkmoment aufgebracht, so verdreht sich die Lenksäule 10 zunächst gegenüber dem mit dem Lenkgetriebe verbundenen Ende des Torsionsstabs 11, an dem das Bremsgehäuse 21 drehfest sitzt. Mit der Lenksäule 10 verdreht sich auch die Hülse 59 und damit schwenkt der Betätigungshebel 58 relativ zu dem mit dem Flansch 20 drehfest verbundenen Bremsgehäuse 21. Der Betätigungshebel 58 lenkt die Ventilkolben 51, 52 aus ihrer neutralen Lage aus, wodurch der eine der beiden Ventilauslässe 55, 56 zum Ventileinlaß 49 hin geöffnet wird. Die Öffnung des Ventilauslasses 55 bzw. 56 ist dabei abhängig vom Verschiebeweg des jeweiligen Ventilkolbens 51, 52 und diese wiederum ist proportional dem an der Lenksäule 10 angreifenden Drehmoment, so daß der Druck, der in den an dem jeweils geöffneten Ventileinlaß 55 bzw. 56 angeschlossenen Arbeitszylinder 42 bzw. 43 eingesteuert wird proportional dem Drehmoment an der Lenksäulse 10 ist. Um dem Steuerventil 50 eine gewisse Grundcharakteristik zu verleihen sind geeignete, hier nicht dargestellte Steuerschlitze in den Steuerflächen 53, 54 vorgesehen. Durch die Druckbeaufschlagung des einen der beiden Arbeitszylinder 42, 43 wird der entsprechende Arbeitskolben 44 bzw. 45 ausgeschoben und die zugeordnete Bremsscheibe 27 bzw. 38 an die Reibbeläge 39 bzw. 40 und 46 angepreßt. Dadurch wird an dieser Bremsscheibe 27 bzw. 38 ein Bremsmoment erzeugt, wodurch sich das Bremsgehäuse 21 gegenüber dem Servomotor 12 in gleicher Richtung wie das Lenkrad bzw. die Lenksäule 10 dreht und dadurch an dem Torsionsstab 11 ein gleichgerichtetes Drehmoment erzeugt, das von diesem auf die Lenksäule 10 übertragen wird. Der Servomotor 12 stützt sich dabei an der Fahrzeugkarosserie ab. Bei extremen Drehmomentanforderungen wird die jeweilige Bremsscheibe 27 bzw. 38 sehr stark abgebremst. Dadurch sinkt auch die Drehzahl der Zahnradpumpe 30, wodurch ein entsprechender Druckabfall eintritt und die Anpreßkraft des jeweiligen Arbeitskolbens 44, 45 an der zugeordneten Bremsscheibe 27, 38 reduziert wird. Ein Festbremsen wird dadurch verhindert.The servo motor 12 rotates at a constant speed and drives the brake disc 27 in one direction of rotation and the brake disc 38 in the other direction of rotation at a constant constant speed via the reduction gear 16 . The reversing gear 30 , which acts as a gear pump, sets an oil flow through the control valve 50 , the working cylinders 42 , 43 not being pressurized in the position of the valve pistons 51 , 52 shown in FIG. 2. If a steering torque is now applied to the steering wheel, the steering column 10 first rotates relative to the end of the torsion bar 11 connected to the steering gear, on which the brake housing 21 is seated in a rotationally fixed manner. The sleeve 59 also rotates with the steering column 10 and the actuating lever 58 thus pivots relative to the brake housing 21 connected in a rotationally fixed manner to the flange 20 . The actuating lever 58 deflects the valve pistons 51 , 52 from their neutral position, as a result of which one of the two valve outlets 55 , 56 is opened toward the valve inlet 49 . The opening of the valve outlet 55 or 56 is dependent on the displacement of the respective valve piston 51 , 52 and this in turn is proportional to the torque acting on the steering column 10 , so that the pressure connected to the valve inlet 55 and 56 respectively open Working cylinder 42 or 43 is controlled is proportional to the torque on the steering column 10 . In order to give the control valve 50 a certain basic characteristic, suitable control slots (not shown here) are provided in the control surfaces 53 , 54 . By pressurizing one of the two working cylinders 42 , 43 , the corresponding working piston 44 or 45 is pushed out and the associated brake disc 27 or 38 is pressed against the friction linings 39 or 40 and 46 . Characterized a braking torque is generated on this brake disc 27 or 38 , whereby the brake housing 21 rotates relative to the servo motor 12 in the same direction as the steering wheel or the steering column 10 and thereby generates a rectified torque on the torsion bar 11 , which from this to the Steering column 10 is transmitted. The servo motor 12 is supported on the vehicle body. With extreme torque requirements, the respective brake disc 27 or 38 is braked very strongly. As a result, the speed of the gear pump 30 also drops, as a result of which a corresponding pressure drop occurs and the contact pressure of the respective working piston 44 , 45 on the associated brake disk 27 , 38 is reduced. Braking is prevented.

Zur fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen Variation der Lenkkraftunterstützung ist im Steuerventil 50 ein zusätzlicher Steuerkolben 60 vorgesehen, der von einem Elektromagneten 61 betätigt wird. Der Steuerkolben 60 steuert einen Bypaß 62, der den Ventileinlaß 49 des Steuerventils 50 unmittelbar mit einer Entlastungsöffnung 65 verbindet, die über einen Kanal 66 im Innern des Bremsgehäuses 21 mündet. Entsprechend der gewünschten Charakteristik wird durch mehr oder weniger großes Öffnen des Bypasses 62 der Steuerdruck im Steuerventil 50 und damit in den Arbeitskolben 42, 43 beeinflußt. Die Größe des an den Bremsscheiben 27, 38 wirksamen Bremsmoments kann damit in einfacher Weise variiert werden. Bei Störungen am Steuerkolben 60 oder Elektromagneten 61 bleibt in Ruhelage die maximale oder bei Klemmen in der Aktivlage die minimale Lenkkraftunterstützung erhalten. Wie in Fig. 2 zu sehen ist, kann der Förderstrom in der Grundstellung von Betätigungshebel 58 und Ventilkolben 51, 52 über den Kanal 66 in den mit dem Innern des Bremsgehäuses 21 verbundenen Raum zwischen den beiden Ventilkolben 51, 52, in dem sich die Kröpfung 57 des Betätigungshebels 58 befindet, zurückströmen.An additional control piston 60 , which is actuated by an electromagnet 61 , is provided in the control valve 50 for varying the steering force assistance as a function of the vehicle speed. The control piston 60 controls a bypass 62 , which connects the valve inlet 49 of the control valve 50 directly to a relief opening 65 , which opens into the interior of the brake housing 21 via a channel 66 . According to the desired characteristic, the control pressure in the control valve 50 and thus in the working pistons 42 , 43 is influenced by opening the bypass 62 to a greater or lesser extent. The size of the braking torque acting on the brake disks 27 , 38 can thus be varied in a simple manner. In the event of malfunctions in the control piston 60 or the electromagnet 61 , the maximum steering force support is maintained in the rest position or the minimum in the active position. As can be seen in Fig. 2, the flow in the basic position of the actuating lever 58 and valve piston 51 , 52 via the channel 66 into the space connected to the inside of the brake housing 21 between the two valve pistons 51 , 52 , in which the crank 57 of the actuating lever 58 is located, flow back.

Die in Fig. 3 und 4 im Längs- und Querschnitt jeweils ausschnittweise dargestellte Servolenkung unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen Servolenkung lediglich hinsichtlich der Ausbildung der Bremsvorrichtung 41′, die nicht hydraulisch sondern rein mechanisch arbeitet. Die Anpreßkraft der Reibbeläge 39, 40 bzw. 46 wird durch drehbare Kulissen 71, 72 erzeugt, die über jeweils eine Welle 73 bzw. 74 mit einem Ritzel 75 bzw. 76 verbunden sind. Die Ritzel 75, 76 kämmen mit einem Zahnradsegment 77, das auf dem Betätigungshebel 58′ angeordnet ist, der in gleicher Weise wie in Fig. 1 auf der drehfest mit der Lenksäule 10 verbundenen Hülse 59 sitzt. Die Kulissen 71, 72 sind beispielsweise als Spindeln ausgebildet, die derart angeordnet sind, daß sich beim Schwenken des Betätigungshebels 58′ in die eine Richtung und bei der dadurch bedingten Drehung der Ritzel 75, 76 in die eine Drehrichtung eine der beiden Kulissen 71 bzw. 72 in Richtung der zugeordneten Bremsscheibe 27 bzw. 38 vorschiebt und durch Anpressen der Reibbeläge 39 bzw. 40 und 46 ein entsprechendes Bremsmoment an der einen Bremsscheibe 27 bzw. 38 erzeugt. Bei Schwenken des Betätigungshebels 58′ in die entgegengesetzte Schwenkrichtung schiebt sich die andere Kulisse 72 bzw. 71 vor, so daß die andere Bremsscheibe 38 bzw. 27 abgebremst wird. In der in Fig. 4 dargestellten Neutralstellung des Betätigungshebels 58′, die er bei fehlendem Drehmoment an der Lenksäule 10 einnimmt, sind beide Kulissen 71, 72 von den Bremsscheiben 27, 38 abgehoben, so daß die Bremsscheiben 27, 38 ungehindert rotieren können. Der Aufbau und die Funktionsweise der Servolenkung sind im übrigen identisch wie die der Servolenkung gemäß Fig. 1 und 2. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Umkehrgetriebe 30, dessen Zahnradpumpenfunktion entfällt, ist in Fig. 4 nur schematisch angedeutet.The in Fig. 3 and 4 in longitudinal and cross-sectional detail of the power steering shown differs from the power steering described above only in terms of the design of the braking device 41 ', which does not work hydraulically but purely mechanically. The contact pressure of the friction linings 39 , 40 and 46 is generated by rotatable links 71 , 72 , which are each connected via a shaft 73 or 74 to a pinion 75 or 76 . The pinions 75 , 76 mesh with a gear segment 77 , which is arranged on the actuating lever 58 ', which sits in the same manner as in Fig. 1 on the rotatably connected to the steering column 10 sleeve 59 . The scenes 71 , 72 are formed, for example, as spindles which are arranged such that when the actuating lever 58 'is pivoted in one direction and when the pinions 75 , 76 rotate in one direction, one of the two scenes 71 or 72 in the direction of the assigned brake disc 27 or 38 and generates a corresponding braking torque on the one brake disc 27 or 38 by pressing the friction linings 39 or 40 and 46 . When pivoting the actuating lever 58 'in the opposite pivot direction, the other link 72 or 71 pushes forward, so that the other brake disc 38 or 27 is braked. In the neutral position shown in Fig. 4 of the actuating lever 58 ', which it assumes when there is no torque on the steering column 10 , both scenes 71 , 72 are lifted off the brake discs 27 , 38 so that the brake discs 27 , 38 can rotate freely. The structure and function of the power steering are otherwise identical to that of the power steering according to FIGS. 1 and 2. The same components are provided with the same reference numerals. The reversing gear 30 , the gear pump function of which is omitted, is only indicated schematically in FIG. 4.

Wie in Fig. 3 und 4 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist, ist die Abtriebswelle 17 des Untersetzungsgetriebes 16 mittels eines Freilaufs bei Stillstand des Servomotors 12 entkoppelbar. Dadurch wird bei Abschalten oder Defekt des Servomotors 12 das Widerstandsmoment reduziert und das Lenkmoment nicht zusätzlich erhöht. Vorteilhaft wird die Servolenkung gemäß Fig. 3 und 4 als sog. Parkierhilfe eingesetzt. Bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit wird der Servomotor 12 abgeschaltet. Die Möglichkeit einer geschwindigkeitsabhängigen Beeinflussung der Lenkkraftunterstützung entfällt hier. Zusätzlich kann ein automatischer Nachstellmechanismus vorgesehen werden, der den Reibbelagverschleiß ausgleicht.As is not shown in FIGS. 3 and 4 for the sake of clarity, the output shaft 17 of the reduction gear 16 can be decoupled by means of a freewheel when the servo motor 12 is at a standstill. As a result, when the servo motor 12 is switched off or defective, the section modulus is reduced and the steering torque is not additionally increased. The power steering system according to FIGS. 3 and 4 is advantageously used as a so-called parking aid. At higher vehicle speeds, the servo motor 12 is switched off. The possibility of influencing the steering power assistance as a function of speed is eliminated here. In addition, an automatic adjustment mechanism can be provided that compensates for wear of the friction lining.

Bei beiden Servolenkungen gemäß Fig. 1 und 2 und Fig. 3 und 4 können anstelle der zur Lenksäule 10 koaxialen Anordnung von Servomotor 12 und Untersetzungsgetriebe 16 diese beiden auch neben der Lenksäule 10 und zu dieser achsparallel angeordnet werden. Anstelle des als Planetengetriebe ausgebildeten Untersetzungsgetriebes 16 kann auch ein zweistufiges Reduktionsgetriebe verwendet werden.In both power steering according to Fig. 1 and 2 and Figs. 3 and 4, instead of the steering column 10 is coaxial with the assembly of servo motor 12 and reduction gear 16, these two are arranged axially parallel and adjacent to the steering column 10 and to this. Instead of the reduction gear 16 designed as a planetary gear, a two-stage reduction gear can also be used.

Claims

1.Power steering for vehicles, with a steering column carrying a steering wheel, a steering gear connected to the steering column and an electric servo motor which generates a torque on the steering column and steering gear supporting a turning movement on the steering wheel, characterized by two coaxial to the steering column ( 10 ) from the servo motor ( 12 ) preferably with constant speed and rotating in opposite directions to each other rotating brake discs ( 27 , 38 ), one of which rotates in one of the two directions of rotation of the steering column ( 10 ), and by one coupled to the steering column ( 10 ), optionally on one of the Brake discs ( 27 , 38 ) acting braking device ( 41 ; 41 ') for generating a braking torque depending on the torque acting on the steering column ( 10 ) on the rotating disc in the effective direction of this torque ( 27 , 38 ).

2. Power steering according to claim 1, characterized in that between the steering gear and the steering column ( 10 ) with the latter coaxial torsion bar ( 11 ) is arranged, on the one hand on the steering column ( 10 ) and on the other hand on the steering gear, for example steering spindle or worm, attached is, and that the braking device ( 41 ; 41 ') rigidly connected to the torsion bar ( 11 ) and the control of the braking device ( 41 ; 41 ') from the steering column ( 10 ) is made.

3. Power steering according to claim 2, characterized in that the braking device ( 41 ; 41 ') is held in a brake housing ( 21 ) attached to the torsion bar ( 11 ) and in that the brake discs ( 27 , 38 ) in the brake housing ( 21 ) between friction linings fixed to the housing ( 39 , 40 , 46 ).

4. Power steering according to claim 3, characterized in that each brake disc ( 27 , 38 ) via spring bands ( 28 , 37 ) to a steering column ( 10 ) coaxial driver ( 26 , 34 ) is fixed and that the one driver ( 26 ) a reduction gear ( 16 ) is coupled to the servo motor ( 12 ) and via a reversing gear ( 30 ) to the other driver ( 34 ).

5. Power steering according to claim 3 or 4, characterized in that the braking device ( 41 ; 41 ') is arranged between the two brake discs ( 27 , 38 ) and to the axis of rotation of the brake discs ( 27 , 38 ) axially parallel sliding brake elements ( 44 , 4 ; 71 , 72 ), which are alternately assigned to one or the other brake disc ( 27 , 38 ) and each carry one of the friction linings ( 46 ) on their brake surface that can be attached to the assigned brake disc ( 27 , 38 ).

6. Power steering according to claim 5, characterized in that the braking elements of push-out pistons ( 44 , 45 ) hydraulic working cylinders ( 42 , 43 ) are formed, which are aligned axially parallel to the axis of rotation of the brake discs ( 27 , 38 ), and that for controlling the braking device ( 41 ) the working cylinders ( 42 , 43 ) are connected to a control valve ( 50 ) which, depending on the direction of action of a torque occurring on the steering column ( 10 ), each of the one or the other brake disc associated with the working cylinder ( 24 or 44 ) with one of Torque-dependent control pressure is applied.

7. Power steering according to claim 6, characterized in that the control valve ( 50 ) is designed as a double valve with valve piston ( 51 , 52 ) for opening or closing two valve outlets ( 55 , 56 ), of which a valve outlet ( 55 ) with the a brake disc ( 27 ) associated with working cylinders ( 42 ) and the other valve outlet ( 56 ) is connected to the working cylinders ( 43 ) associated with the other brake disc ( 38 ), and that an actuating lever ( 58 ) is connected to the valve pistons ( 51 , 52 ) without play which is in a rotationally fixed connection with the steering column ( 10 ) and converts a rotation of the steering column ( 10 ) with respect to the torsion bar ( 11 ) into a valve piston movement for the path-dependent opening of one of the valve outlets ( 55 , 56 ).

8. Power steering according to claim 6 or 7, characterized in that the reversing gear ( 30 ) between the brake disc drivers ( 26 , 34 ) also forms a gear pump, which maintains a flow between the fluid-filled brake housing ( 21 ) and the control valve ( 50 ) receives.

9. Power steering according to claim 7 or 8, characterized in that the liquid pressure controlled by the valve pistons ( 51 , 52 ) in the valve outlets ( 55 , 56 ) can be changed as a function of the vehicle speed.

10. Power steering according to claim 9, characterized in that a bypass ( 62 ) is connected to the valve input ( 49 ) of the control valve ( 50 ) connected to the gear pump ( 30 ), the flow cross section of which is operated by means of a control piston operated by an electromagnet ( 61 ) ( 60 ) can be controlled as a function of the vehicle speed.

11. Power steering according to claim 5, characterized in that the braking elements are formed by rotatably mounted in the brake housing ( 21 ) scenes ( 71 , 72 ) which move along their axis of rotation upon rotation, that the scenes ( 71 , 72 ) each with one Pinions ( 75 , 76 ) are coupled, which mesh with a gear segment ( 77 ), and that the gear segment ( 77 ) is arranged on an actuating lever ( 58 ') which is rotatably connected to the steering column ( 10 ) and protrudes radially therefrom .

12. Power steering according to claim 11, characterized in that between the reduction gear ( 30 ) and brake disc driver ( 26 ) a free-wheeling is arranged when the servo motor ( 12 ) is at rest.

13. Power steering according to claim 7 or 11, characterized in that the actuating lever ( 58 ; 58 ') on a torsion bar ( 11 ) partially overlapping sleeve ( 59 ) is fixed, which is non-rotatably on the steering column ( 10 ).