DE3925992C2 - Hydraulische Hilfskraftsteuerung, insbesondere hydraulische Hilfskraftlenkung (Servolenkung) für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Hydraulische Hilfskraftsteuerung, insbesondere hydraulische Hilfskraftlenkung (Servolenkung) für KraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hilfskraftsteuerung,
insbesondere eine hydraulische Hilfskraftlenkung (Servolenkung)
für Kraftfahrzeuge, mit einem handhabenseitigen Wellenteil,
welches im Falle der Hilfskraftlenkung dem üblichen Lenk
handrad zugeordnet ist, sowie einem dazu gleichachsigen
steuergetriebeseitigen Wellenteil, einem am einen Wellenteil
angeordneten Servoventilaggregat mit verschiebbarem Steuer
schieber, einem den Steuerschieber in Abhängigkeit von Rela
tivdrehungen zwischen den Wellenteilen verstellenden Steuer
organ und einem zwischen den Wellenteilen wirksamen Feder
aggregat, welches die Wellenteile sowie das Steuerorgan in
eine Mittellage relativ zueinander zu drängen sucht.
Eine entsprechende hydraulische Hilfskraftlenkung ist Gegen
stand der DE 19 24 032 B2. Dort wird das Federaggregat
zwischen den Wellenteilen durch einen Torsionsstab gebildet,
welcher in Längsbohrungen der Wellenteile untergebracht ist.
Der Torsionsstab ist an seinen Enden mit je einem der Wellen
teile drehfest verbunden, wobei die Verbindung durch Stifte
erfolgt, welche miteinander fluchtende Radialbohrungen in
den Wellenteilen sowie den zugeordneten Enden des Torsions
stabes durchsetzen. Der damit verbundene Herstellungsaufwand
ist vergleichsweise groß.
Im übrigen ist bei dieser bekannten Hilfskraftlenkung
nachteilhaft, daß der Torsionsstab bereits bei geringen
zwischen den Wellenteilen wirksamen Drehmomenten federnd
nachgibt, und zwar auch dann, wenn der Torsionsstab steif
bemessen ist. Dies hat zur Folge, daß der Steuerschieber
des Servoventiles bereits bei geringen übertragenen
Drehmomenten aus seiner Mittellage weggeschoben wird.
Damit wird immer eine mehr oder weniger große Hilfskraft
wirksam. Dies ist insbesondere bei Hilfskraftlenkungen
oftmals unerwünscht, weil damit die Fahrbahnbeschaffenheit
bzw. die Fahrumstände kaum Einfluß auf das subjektive
Fahrgefühl am Lenkhandrad haben.
In der EP 01 90 960 B1 wird eine hydraulische Hilfskraft
lenkung dargestellt, bei der ein handhabenseitiges und
ein dazu gleichachsiges steuergetriebeseitiges Wellenteil
federnd miteinander gekoppelt sind, derart, daß bei Rela
tivdrehungen der beiden Wellenteile ein zwischen ihnen
angeordnetes Ringteil axial verschoben wird. Dieser Axial
hub wird mittels eines Hebelgetriebes auf den Schieber
eines Servoventiles übertragen.
Auch diese Konstruktion ist vergleichsweise aufwendig.
Im übrigen wird auch hier der Schieber des Servoventiles
bereits bei relativ geringen zwischen den Wellenteilen
wirksamen Drehmomenten verschoben. Denn auch bei steifer
Bemessung des Federaggregates gibt dasselbe bereits bei
geringen Kräften nach, wenn auch gegebenenfalls nur wenig.
Bei der aus der DE 35 45 858 C1 bekannten gattungsbildenden Hilfskraft
lenkung ist als Stellorgan für den Ventilschieber des
Servoventiles zwischen zwei gleichachsigen Wellenteilen
ein Hebel angeordnet, welcher am einen Wellenteil bzw.
einem damit fest verbundenen Teil um eine zur Wellenachse
etwa parallele exzentrische Achse sowie am anderen Wellen
teil bzw. an einem damit fest verbundenen Teil mit radialem
Abstand von der genannten Achse sowie von der Wellenachse
schwenkbeweglich angelenkt ist und mit einem Hebelende den
Steuerschieber betätigt. Zwischen dem Stellhebel und dem
einen Wellenteil ist ein Federaggregat wirksam, welches den
Stellhebel in eine Mittellage bezüglich des einen Wellen
teiles zu drängen sucht. Dementsprechend übernimmt der
Stellhebel eine Doppelfunktion; einerseits dient er zur
Betätigung des Steuerschiebers, andererseits dient er
zusammen mit dem Federaggregat dazu, eine Rückstellkraft
zu erzeugen, welche die Wellenteile sowie den Stellhebel
in eine Normallage zueinander drängen.
Im übrigen begrenzt der Stellhebel bei der vorbekannten
Hilfskraftlenkung auch die mögliche Relativdrehung zwischen
den Wellenteilen, indem der Stellhebel mit am einen Wellen
teil angeordneten Anschlägen zusammenwirkt.
Diese bekannte Hilfskraftsteuerung zeichnet sich zwar durch
geringen Platzbedarf und relativ geringe Leistungsanfor
derungen an die Druckquelle der Hilfskraftlenkung aus.
Darüber hinaus ist das Federaggregat so ausgebildet,
daß es eine mehr oder weniger große Vorspannung aufweisen
kann und dementsprechend erst bei einem Mindestdrehmoment
zwischen den Wellenteilen eine Relativdrehung derselben
zuläßt, so daß eine Hilfskraft erst bei Überschreitung
des Mindestdrehmomentes erzeugt wird. Gleichwohl ist eine
konstruktive Vereinfachung dieser bekannten Hilfskraft
steuerung erwünscht.
Die GB-PS 847 213 zeigt eine hydraulische Hilfskraftlenkung
für Kraftfahrzeuge, wobei das handhabenseitige Wellenteil
mit dem steuergetriebeseitigen Wellenteil nach Art einer
spielbehafteten Klauenkupplung antriebsverbunden ist,
die mit Schenkelfedern zusammenwirkt, um die Wellenteile
in eine Mittellage relativ zueinander zu drängen. Die darge
stellte Konstruktion ist jedoch unerwünscht kompliziert.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine Hilfskraft
steuerung zu schaffen, deren Montageaufwand besonders
gering ist; gleichzeitig soll die Möglichkeit bestehen,
daß eine Hilfskraft erst bei Erreichen eines Mindesdrehmo
mentes zwischen den Wellenteilen erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Hilfskraft
steuerung der eingangs angegebenen Art durch die im Anspruch 1
aufgeführten Merkmale gelöst.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung und Ausbildung
läßt sich die Schenkelfeder bei der Montage der Hilfskraft
steuerung in die genannte Ausnehmung am einen Wellenteil
bzw. am damit fest verbundenen Teil einsetzen. Diese Lage
behält die Schenkelfeder aufgrund ihrer Vorspannung bei,
da sie sich in der Ausnehmung durch Kraftschluß mit Wandungen
der Ausnehmung bzw. zugeordneten Schlitze festhält. Damit
nimmt die Schenkelfeder gleichzeitig eine Lage ein, in der
die beiden Wellenteile in ihrer Mittellage relativ zueinan
der praktisch zwangsfrei zusammengesteckt werden können.
Im übrigen ist vorteilhaft, daß die Schenkelfeder unmittelbar
zwischen den Wellenteilen wirksam und separat vom Steuerorgan
angeordnet ist. Durch diese funktionale Trennung wird die
Montage von Stellorgan und Federaggregat zusätzlich erleich
tert.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der
Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende
Beschreibung einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung anhand der Zeichnung verwiesen.
Dabei zeigt
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen
Servolenkung,
Fig. 2 ein Schnittbild der konstruktiv bevorzugten
Ausführungsform, wobei die Schnittebene in
einer Axialebene der Wellenteile liegt,
Fig. 3 einen Radialschnitt der Wellenteile
entsprechend der Schnittlinie III-III in Fig. 2,
Fig. 4 einen Radialschnitt des lenkgetriebeseitigen
Wellenteiles entsprechend der Schnittlinie IV-IV
in Fig. 2 und
Fig. 5 einen Radialschnitt des lenkgetriebeseitigen
Wellenteiles im Bereich des Steuerschiebers
entsprechend der Schnittlinie V-V in Fig. 2.
Gemäß Fig. 1, welche das Funktionsprinzip der erfindungs
gemäßen Servolenkung zeigt, besitzt dieselbe ein übliches,
vor dem Fahrersitz im Kraftfahrzeug angeordnetes Lenkhand
rad 1, welches über eine mit ihm drehfest verbundene
Lenkwelle 2 ein Lenkgetriebe 3 betätigt, das dann seiner
seits mittels eines Lenkgestänges 4 die Lenkräder des
Fahrzeuges nach rechts oder links, entsprechend dem
Drehsinn des Lenkhandrades 1, einschlägt. Um den Kraftauf
wand zu vermindern, mit dem das Lenkhandrad 1 betätigt
werden muß, ist ein Servomotor 6 vorgesehen, welcher
seinerseits die Arbeit des Lenkgetriebes 3 unterstützt,
d. h. einen Teil der zur Steuerung der Lenkräder 5 benötig
ten Stellkräfte erzeugt.
Dabei kann der Servomotor 6 als Kolben-Zylinder-Aggregat
mit einem doppeltwirkenden Kolben 7 ausgebildet sein,
welcher sich in Fig. 1 nach rechts oder links verschiebt,
je nachdem, ob die auf der einen Seite des Kolbens 7
angeordnete Kammer 8 oder die auf der anderen Seite des
Kolbens 7 befindliche Kammer 9 einen höheren Druck des
Fluidmediums, im allgemeinen Hydrauliköl, aufweist.
Um die jeweils gewünschten Bewegungen des Kolbens 7 zu
erzielen, können die Kammern 8 und 9 über Fluidleitungen
10 und 11 mit der Druckseite einer Pumpe 12 verbunden
werden, wobei die Drücke in den Kammern 8 und 9 mittels
eines Steuerventilaggregates 13 gesteuert bzw. verändert
werden können.
Das Steuerventilaggregat 13 wird seinerseits mittels
eines Stellorganes 15 gesteuert, welches zwischen zwei
Wellenteile 2′ und 2′′ der Lenkwelle 2 geschaltet ist.
Die beiden Lenkwellenteile 2′ und 2′′ können sich relativ
zueinander unter dem Einfluß der von der Lenkwelle 2 zu
übertragenden Stellkraft gegeneinander begrenzt verdrehen,
wobei ein in Fig. 1 nicht dargestelltes Federaggregat
zwischen den Wellenteilen 2′ und 2′′ zunehmend gespannt
wird, welches die Wellenteile 2′ und 2′′ immer in eine
Mittellage zu drängen sucht. Die genannte Relativdrehung
der Wellenteile 2′ und 2′′ wird mittels des Stellorganes 15
in einen Stellhub eines Steuerschiebers 16 des Servoventil
aggregates 13 umgesetzt.
Der Steuerschieber 16 ist als kolbenartiges Teil in einer
Bohrung 17 des mit dem einen Wellenteil 2′ oder 2′′ fest
verbundenen Gehäuses des Steuerventilaggregates 13 ver
schiebbar angeordnet. Am Steuerschieber 16 sowie an der
Bohrung 17 sind Aussparungen 19 und 20 bzw. 22 bis 24
angeordnet, und zwar derart, daß die zuerst genannten
Aussparungen 19 und 20 im Schieber 16 in Axialrichtung
des Steuerschiebers 16 breiter sind als die zwischen den
Aussparungen 22 bis 24 der Bohrung 17 verbleibenden Stege.
An den Aussparungen 19 und 20 sind Steuerkanten 26 bis 29
angeordnet, die mit Steuerkanten 32 bis 35 an den Aussparun
gen 22 bis 24 in weiter unten geschilderter Weise zusammen
wirken.
Die bereits genannten Fluidleitungen 10 und 11 zweigen von
den durch die Aussparungen 19 und 20 gebildeten Kammern ab.
Die durch die Aussparung 23 gebildete Kammer ist mit der
Druckleitung 37 der Pumpe 12 verbunden, deren Saugleitung
38 zu einem Reservoir 39 für das Fluid-Medium führt. Die
von den Aussparungen 22 und 24 gebildeten Kammern sind
über Leitungen 40 und 41 wiederum mit dem Reservoir 39
verbunden.
In der dargestellten Mittellage des Steuerschiebers 16
fließt das über die Druckleitung 37 in die Aussparung 23
zugeführte Fluid an deren beiden Enden zwischen den
Steuerkanten 27 sowie 33 bzw. 28 sowie 34 hindurch in
die Aussparungen 19 und 20, von wo das Fluid einerseits
in die Fluid-Leitungen 10 und 11 und damit in die Kammern
8 und 9 des Kolben-Zylinder-Aggregates 6 eintritt und
andererseits zwischen den Steuerkanten 26 sowie 32 bzw.
29 sowie 35 hindurch in die Aussparungen 22 und 24 gelangt.
Von dort fließt das Fluid durch die Leitungen 40 und 41 in
das Reservoir 39 zurück.
In der dargestellten Mittellage des Steuerschiebers 16
stellt sich in den Kammern 8 und 9 ein gleicher Druck
ein, weil auch die von den Aussparungen 19 und 20 gebilde
ten Kammern gleiche Drücke führen, denn die zwischen den
Steuerkanten 28 sowie 34 und 29 sowie 35 verbleibenden
Querschnitte haben gleiche Größe wie die freien Quer
schnitte zwischen den Steuerkanten 27 sowie 33 und 26
sowie 32.
Verschiebt jetzt das Stellorgan 15 den Steuerschieber 16
beispielsweise nach links, so verengen sich die freien
Spalte zwischen den Steuerkanten 27 sowie 33 und 29 sowie
35, während sich die Spalte zwischen den Steuerkanten 26
sowie 32 und 28 sowie 34 erweitern. Damit stellen sich in
den von den Aussparungen 19 und 20 gebildeten Kammern
unterschiedliche Drücke ein, wobei im Bereich der Aussparung
19 ein geringer Druck und im Bereich der Aussparung 20 ein
hoher Druck erzielt werden, weil der Zufluß des Fluid-
Mediums zur Aussparung 19 gedrosselt und gleichzeitig
der Abfluß des Fluid-Mediums aus der Aussparung 19 ent
drosselt werden, während im Falle der Aussparung 20 der
Zufluß des Fluid-Mediums entdrosselt und der Abfluß
desselben gedrosselt werden. Im Extremfall wird der
Zufluß zur Aussparung 19 zwischen den Steuerkanten 27
und 33 vollständig abgesperrt, während im Falle der
Aussparung 20 der Zufluß völlig geöffnet und der Abfluß
zwischen den Steuerkanten 29 und 35 vollständig geschlossen
werden.
Die unterschiedlichen Drücke in den von den Aussparungen
19 und 20 gebildeten Kammern stellen sich über die Fluid-
Leitungen 10 und 11 auch in den Kammern 8 und 9 des
Kolben-Zylinder-Aggregates 6 ein, so daß der Kolben 7
bei Verschiebung des Steuerschiebers 16 nach links
ebenfalls nach links verschoben wird, wobei die erzeugte
Stellkraft von dem Maß der Verschiebung des Steuerschiebers
16 abhängt.
Falls der Steuerschieber 16 nach rechts verschoben wird,
stellt sich in den Kammern 8 und 9 des Kolben-Zylinder-
Aggregates 6 ein Druckgefälle in umgekehrter Richtung
ein, so daß sich der Kolben 7 nach rechts mit einer
Stellkraft zu schieben sucht, die wiederum vom Maß der
Verschiebung des Steuerschiebers 16 abhängt.
Da das Maß der Verschiebung des Steuerschiebers vom
jeweils erzeugten Stellhub des Stellorganes 15 abhängig
ist und der letztgenannte Stellhub seinerseits wiederum
von dem Maß der Relativdrehung zwischen den Wellenteilen 2′
und 2′′ abhängt, die ihrerseits wiederum durch das von der
Lenkwelle 2 zu übertragende Moment abhängt, wird der Steuer
schieber 16 usw. in der einen oder anderen Richtung - je nach
Drehsinn der Lenkwelle 2 - verschoben, je größer der
Widerstand ist, welcher von den Lenkrädern 5 einer
Betätigung des Lenkhandrades 1 entgegengesetzt wird.
Dementsprechend steigen auch die vom Servomotor 6
erzeugten Stellkräfte, welche die jeweils mittels des
Lenkhandrades 1 bewirkte Betätigung der Lenkung unter
stützen.
Die Abhängigkeit bzw. Proportionalität zwischen den
vom Servomotor 6 erzeugten Stellkräften und dem von
der Lenkwelle 2 übertragenen Drehmoment kann durch
zusätzliche konstruktive Maßnahmen verändert werden.
Beispielsweise ist es möglich, an den Stirnenden des
Steuerschiebers 16 axiale Sackbohrungen 42 und 43
anzuordnen, die über Kanäle 44 und 45 im Steuerschieber
16 mit den durch die Aussparungen 19 und 20 gebildeten
Kammern verbunden sind, an die die Fluid-Leitungen 10
und 11 angeschlossen sind. In den Sackbohrungen 42 und
43 sind Kolben 46 und 47 verschiebbar angeordnet,
wobei der Verschiebeweg durch ringförmige Anschläge 48
begrenzt wird. Die Kolben 46 und 47 sind mittels Druck
federn 49 beaufschlagt, deren kolbenferne Enden an fest
stehenden Teilen des Gehäuses des Steuerventilaggregates
13 abgestützt sind.
Aufgrund der dargestellten Anordnung wird ein ausgeprägt
linearer Zusammenhang zwischen den von der Lenkwelle 2
übertragenen Drehmomenten und den vom Servomotor 6 erzeug
ten Stellkräften erreicht, weil letztere unmittelbar auf
die Lenkwelle 2 zurückwirken.
Bei der in Fig. 2 konstruktiv dargestellten Ausführungs
form der Servosteuerung ist gleichachsig zu dem mit dem
Lenkhandrad 1 (vgl. Fig. 1) drehfest verbundenen einen
Wellenteil 2′ ein ausgangsseitiges Wellenteil 2′′ angeordnet,
welches sich in eine Schneckenspindel 51 fortsetzt.
Bei Rotation der Spindel 51 verschiebt sich auf derselben
der Kolben 7, welcher im Gehäuse 53 eines Lenkgetriebes
verschiebbar geführt ist und mittels einer seitlichen
Verzahnung 54 mit einem Zahnsegment 55 kämmt, das seiner
seits ein nicht dargestelltes Gestänge zur Steuerung der
Fahrzeuglenkräder 5 (vgl. Fig. 1) antreibt.
Der Kolben 7 trennt innerhalb des Gehäuses 53 die an seinen
Stirnenden angeordneten Kammern 8 und 9 voneinander ab,
welche mit hydraulischem Medium gefüllt sind und mit unter
schiedlichen Drücken beaufschlagt werden können, derart,
daß die Verschiebung des Kolbens 7 hydraulisch unterstützt
wird, wenn die Schneckenspindel 51 durch Drehung des Wellen
teiles 2′ sowie des damit antriebsmäßig gekoppelten Wellen
teiles 2′′ in Rotation versetzt wird. Der Kolben 7 bildet
also zusammen mit dem Gehäuse 53 ein dem Servomotor 6 der
Fig. 1 entsprechendes Aggregat. Die die Kammern 8 und 9
in Fig. 2 mit hydraulischem Medium beliefernden Leitungen
10 und 11 (vgl. auch Fig. 1) sind in Fig. 2 nicht darge
stellt.
Zwischen den einander zugewandten Enden der Wellenteile 2′
und 2′′ bzw. zwischen an diesen Wellenteilen 2′ und 2′′
fest angeordneten Endstücken 50′ und 50′′ ist das als
doppelarmiger Hebel ausgebildete Stellorgan 15 angeordnet.
Dieser Hebel 15 ist auf einem Zapfen 56 drehgelagert,
welcher am Endstück 50′′ exzentrisch und parallel zur
Achse der Wellenteile 2′ und 2′′ befestigt ist. An seinen
freien Enden besitzt dieser Hebel zum Zapfen 56 parallele
Abwinklungen bzw. Fortsätze 15′ und 15′′. Dabei greift der
von der Achse der Wellenteile 2′ und 2′′ entferntere
Fortsatz 15′ in einen Radialschlitz 57 am Endstück 50′
des Wellenteiles 2′, wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht.
Der in der Nähe der Achse der Wellenteile 2′ und 2′′
befindliche andere Fortsatz 15′′ ragt durch eine zentrische
Stirnöffnung des Endstückes 50′′ am Wellenteil 2′′ hindurch
und ist gelenkig mit dem Steuerschieber 16 des Servoventil
aggregates 13 verbunden. Dieser Steuerschieber 16 ist in
einer entsprechenden Querbohrung des Endteiles 50′′ am
Wellenteil 2′′ quer zur Achse der Wellenteile 2′ und 2′′
verschiebbar angeordnet.
Da der relativ kurze Hebelarm mit dem Fortsatz 15′ in rela
tiv großem Abstand von der Achse der Wellenteile 2′ und 2′′
mit dem Endstück 50′ des Wellenteiles 2′ verbunden ist und
andererseits der Hebelarm des Fortsatzes 15′′ eine vergleichs
weise große Länge aufweist, führen relativ kleine Relativ
drehungen zwischen den Wellenteilen 2′ und 2′′ bzw. deren
Endstücken 50′ und 50′′ zu einer vergleichsweise großen
Verschiebung des Steuerschiebers 16.
Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, besitzt das
Endstück 50′ des Wellenteiles 2′ einen ausgeprägt unrunden
Querschnitt mit einem in Fig. 3 nach unten ragenden Fortsatz
und ragt axial in eine ähnlich unrunde stirnseitige Ausneh
mung am Endstück 50′′ des Wellenteiles 2′′ hinein, derart,
daß die Endstücke 50′ und 50′′ nach Art einer Klauenkupplung,
jedoch mit Spiel, miteinander gekuppelt sind und relativ
zueinander eine begrenzte Drehung auszuführen vermögen.
Entsprechend dieser begrenzten Relativdrehung zwischen
den Endstücken 50′ und 50′′ führt auch der doppelarmige
Stellhebel 15′ einen begrenzten Schwenkhub aus, welcher
eine entsprechend begrenzte Verschiebung des Steuer
schiebers 16 bewirkt.
Die Endstücke 50′ und 50′′ und damit die Wellenteile 2′
und 2′′ werden relativ zueinander mittels einer Schenkel
feder 58 in eine Mittellage gespannt, bei der auch der
Stellhebel 15 und dementsprechend auch der Steuerschieber
16 eine Mittellage einnehmen.
Die Schenkelfeder 58 besitzt einen ihre beiden Schenkel
verbindenden Schraubenfederbereich, welcher in eine zum
Endstück 50′′ hin offene stirnseitige zentrische Sackbohrung
59 am Endstück 50′ des Wellenteiles 2′ eingesetzt ist
(vgl. insbesondere Fig. 3).
Die Schenkelfeder ist vorgespannt, derart, daß sich der
Schraubenfederbereich an einen Abstützpunkt 60 an der
Wandung der Sackbohrung 59 und die Schenkel an Schultern 61
am Endstück 50′ anlegen und gleichzeitig mit ihren freien
Enden auf mit den Schultern 61 fluchtenden Wandungen 62
von Radialschlitzen 63 im Endstück 50′′ aufliegen, wenn
die Endstücke 50′ und 50′′ ihre in Fig. 3 dargestellte
Mittellage relativ zueinander einnehmen. Die Radialschlitze
63 sind an der dem Endstück 50′ zugewandten Stirnseite des
Endstückes 50′′ offen; in ähnlicher Weise sind am Endstück 50′
stirnseitig zum Endstück 50′′ hin geöffnete Radialschlitze 64
angeordnet, deren eine Wandungen durch die vorgenannten
Schultern 61 gebildet werden.
Werden die Endstücke 50′ und 50′′ relativ zueinander
verdreht, so entfernt sich jeweils eine Schulter 61
vom zugeordneten Schenkel der Schenkelfeder 58, wobei
dieser Schenkel der Schenkelfeder 58 auf der Wandung 62
des zugeordneten Radialschlitzes 63 im Endstück 50′′ auf
liegen bleibt; gleichzeitig hebt die andere Schulter 61
den anderen Schenkel der Schenkelfeder 58 von der Wandung
62 des zugeordneten Radialschlitzes 63 im Endstück 50′′ ab;
dadurch wird die Spannung der Schenkelfeder 58 unabhängig
von der Drehrichtung der Endstücke 50′ und 50′′ erhöht,
wenn die Endstücke 50′ und 50′′ aus ihrer Mittellage
relativ zueinander ausgelenkt werden.
Die dargestellte Schenkelfeder 58 kann eine vergleichsweise
große Vorspannung und gleichzeitig eine relativ geringe
Federrate besitzen. Dies ist gleichbedeutend damit, daß sich
die Endstücke 50′ und 50′′ relativ zueinander erst dann
verdrehen lassen, wenn zwischen den Endstücken 50′ und 50′′
ein durch die Vorspannung der Schenkelfeder 58 vorgegebenes
Mindestdrehmoment wirksam ist. Aufgrund der relativ geringen
Federrate genügt dann nach Überschreitung des Mindestdreh
momentes ein vergleichsweise geringes zusätzliches Drehmoment,
um eine Relativdrehung zwischen den Endstücken 50′ und 50′′
zu bewirken.
Dies bedeutet gleichzeitig, daß der Servomotor 6 (vgl. auch
Fig. 1) erst dann wirksam wird, wenn die zur Verstellung der
Lenkräder 5 notwendigen Kräfte einen Schwellwert überschrei
ten, welcher von der Vorspannung der Schenkelfeder 58 abhängig
ist. Sobald andererseits dieser Schwellwert überschritten
wird, wirkt der Servomotor 6 weitestgehend im Sinne einer
Begrenzung der vom Fahrer am Lenkhandrad 1 aufzubringenden
Steuerkräfte, d.h. die maximalen Steuerkräfte liegen
nur relativ geringfügig oberhalb eines durch die
Vorspannung der Schenkelfeder 58 vorgegebenen Schwell
wertes.
Damit wird dem Fahrer einerseits ein gutes Gefühl für
den Fahrbahnzustand vermittelt; denn eine Vielzahl von
Lenkmanövern, bei denen die Lenkräder 5 nur gegen
vergleichsweise geringen Widerstand verstellt werden,
erfolgen weitestgehend ohne Servounterstützung. Anderer
seits können Lenkmanöver, bei denen die Lenkräder 5 gegen
großen Lenkwiderstand verstellt werden, insbesondere
Rangiermanöver, aufgrund der möglichen ausgeprägten
Servounterstützung leicht ausgeführt werden.
Die Montage der oben beschriebenen Servosteuerung ist
vorteilhaft einfach.
Das Endstück 50′′ am Wellenteil 2′′ bildet gleichzeitig das
Gehäuse des Servo- bzw. Steuerventilaggregates 13. An diesem
Endstück 50′′ bzw. Gehäuse des Servo- bzw. Steuerventil
aggregates 13 ist darüber hinaus der Stellhebel 15 mittels
des Zapfens 56 gelagert, so daß dieser Stellhebel 15
zusammen mit dem Steuerventilaggregat 13 am bzw. im Endstück
50 vormontiert werden kann.
Die Schenkelfeder 58 kann zunächst am Endstück 50′ montiert
werden, wobei die Schenkelfeder 58 aufgrund ihrer Vorspannung
durch Kraftschluß mit dem Abstützpunkt 60 an der Wandung der
Sackbohrung 59 sowie auf den Schultern 61 festgehalten wird.
Nunmehr wird der Stellhebel 15 relativ zum Endstück 50′′
in seine Mittellage gebracht; danach wird das Endstück 50′
mit der an ihm eingespannten Schenkelfeder 58 relativ zum
Endstück 50′′ in eine gleichachsige Mittellage gebracht und
axial gegen das Endstück 50′′ vorgeschoben. Dabei schieben
sich der Fortsatz 15′ des Stellhebels 15 in den Radial
schlitz 57 des Endstückes 50′ und die freien Enden der
Schenkel der Schenkelfeder 58 in die Radialschlitze 63
des Endstückes 50′′ ein.
Im übrigen ist vorteilhaft, daß beide Endstücke 50′ und 50′′
in einem an das Lenkgetriebegehäuse 53 anschließenden bzw.
das Lenkgetriebegehäuse 53 abschließenden Gehäuse 70
untergebracht sind und damit ein leicht montierbares
Modul darstellen.
Claims (5)
1. Hydraulische Hilfskraftsteuerung, insbesondere hydrau
lische Hilfskraftlenkung (Servolenkung) für Kraftfahr
zeuge, mit einem handhabenseitigen Wellenteil sowie
einem dazu gleichachsigen steuergetriebeseitigen
Wellenteil, einem am einen Wellenteil angeordneten
Servoventilaggregat mit verschiebbarem Steuerschieber,
einem den Steuerschieber in Abhängigkeit von Relativ
drehungen zwischen den Wellenteilen verstellenden
Steuerorgan und einem zwischen den Wellenteilen wirk
samen Federaggregat, welches die Wellenteile sowie
das Steuerorgan in eine Mittellage relativ zueinander
zu drängen sucht,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Federaggregat eine vorgespannte Schenkelfeder (58) mit die beiden Schenkel verbindendem Schraubenfeder bereich angeordnet ist,
daß die Wellenteile (2′, 2′′) einander mit ihren Enden oder damit fest verbundenen Endstücken (50′, 50′′) zugewandt und im einen Wellenteil (2′) oder im zugehörigen Endstück (50′) eine stirnseitige zentrische Ausnehmung (59), welche als zum Ende oder zum Endstück (50′′) des anderen Wellenteiles (2′′) hin offene Sackbohrung ausgebildet ist, zur Aufnahme des Schraubenfederbereiches der Schenkelfeder (58) sowie für deren Schenkel radiale Schlitze (64) mit als Auflage für die Schenkel dienenden Schultern (61) angeordnet sind,
daß die Schenkel in weitere Schlitze (63) hineinragen, welche am anderen Wellenteil (2′′) oder am zugehörigen Endstück (50′′) angeordnet sind, und
daß die Schenkel der Schenkelfeder (58) in Mittellage der beiden Wellenteile (2′, 2′′) relativ zueinander jeweils an den einen Wänden beider Schlitze (63, 64) anliegen.
daß als Federaggregat eine vorgespannte Schenkelfeder (58) mit die beiden Schenkel verbindendem Schraubenfeder bereich angeordnet ist,
daß die Wellenteile (2′, 2′′) einander mit ihren Enden oder damit fest verbundenen Endstücken (50′, 50′′) zugewandt und im einen Wellenteil (2′) oder im zugehörigen Endstück (50′) eine stirnseitige zentrische Ausnehmung (59), welche als zum Ende oder zum Endstück (50′′) des anderen Wellenteiles (2′′) hin offene Sackbohrung ausgebildet ist, zur Aufnahme des Schraubenfederbereiches der Schenkelfeder (58) sowie für deren Schenkel radiale Schlitze (64) mit als Auflage für die Schenkel dienenden Schultern (61) angeordnet sind,
daß die Schenkel in weitere Schlitze (63) hineinragen, welche am anderen Wellenteil (2′′) oder am zugehörigen Endstück (50′′) angeordnet sind, und
daß die Schenkel der Schenkelfeder (58) in Mittellage der beiden Wellenteile (2′, 2′′) relativ zueinander jeweils an den einen Wänden beider Schlitze (63, 64) anliegen.
2. Hilfskraftsteuerung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten
Enden der Wellenteile (2′, 2′′) oder daran fest angeord
nete Endteile (50′, 50′′) nach Art einer Klauenkupplung
mit Spiel ineinandergreifen.
3. Hilfskraftsteuerung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkelfeder (58)
vorgespannt ist.
4. Hilfskraftsteuerung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkelfeder (58)
eine relativ hohe Vorspannung und eine vergleichsweise
geringe Federrate besitzt.
5. Hilfskraftsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß als Stellorgan ein doppel
armiger Stellhebel (15) mit einem wellenachsenseitigen
langen Hebelarm, welcher den Steuerschieber (16)
betätigt, und einem bezüglich der Wellenachse etwa
radial nach außen weisenden kurzen Hebelarm angeordnet
ist, welcher am einen Wellenteil (2′) oder am damit
fest verbundenen Teil (50′) angelenkt ist, und daß der
Hebel (15) am anderen Wellenteil (2′′) oder am damit
fest verbundenen Teil (50′′) exzentrisch zur Wellenachse
mit Schwenkbarkeit um eine zur Wellenachse parallele
Achse gelagert ist.
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