DE4035065A1 - Vorrichtung zum betaetigen des steuerventils einer hydraulischen servolenkung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen des Steuerventils einer hydraulischen Servolenkung für Kraft­ fahrzeuge, wobei die Drehbewegung eines Lenkrades mittels einer Lenkwelle und das Senkmoment durch eine Relativ­ drehung zwischen der Lenkwelle und einer Ritzelwelle über­ tragen wird und wobei das Steuerventil ein Linearschieber­ ventil ist.

Aus der europäischen Patentanmeldung 03 62 592 ist eine der­ artige Vorrichtung bekannt, bei der ein Abschnitt der Lenk­ welle glockenartig ausgeführt und diese axial verschiebbar gelagert ist. Mittels Stiften in der Ritzelwelle und Kulis­ senführung im glockenartigen Abschnitt der Lenkwelle, wird die Relativdrehung der beiden Wellen gegeneinander in einer auf das Steuerventil übertragbare Axialbewegung umgesetzt. Da sich bei dieser Anordnung die Lenkwelle axial ver­ schiebt, ist eine aufwendige und teure Verbindung zwischen Lenkrad und Lenkwelle nötig, damit ersteres sich nicht axial verschiebt.

Zur Lösung dieses Problems ist in der Patentanmeldung P 40 26 983.3 bereits eine Lenkwelle und Ritzelwelle um­ greifende Hülse vorgeschlagen worden, die die Relativdre­ hung zwischen Lenkwelle und Ritzelwelle in eine Axialver­ schiebung umsetzt, wobei die Hülse je ein Paar axial und gewendelt verlaufende Kulissenführung aufweist, in die je ein Paar Stifte eingreift, welche fest mit der Lenkwelle bzw. der Ritzelwelle verbunden sind. Eine Ausgestaltung dieser Lösung sieht vor, daß zur Übertragung der Axialver­ schiebung der Hülse auf das Steuerventil ein Doppelhebel vorgesehen ist, dessen eines Ende in eine umlaufende Nut der Hülse eingreift, dessen anderes Ende drehbar am Ventil­ schieber befestigt ist und der zwischen den beiden Enden drehbar fest gelagert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Funktionsverbesserung zu erreichen, ohne die Vorteile eines einfachen Aufbaues der Vorrichtung aufzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Lenkwelle und Ritzelwelle umgreifende Hülse vorgesehen ist, die die Relativdrehung zwischen Lenkwelle und Ritzelwelle in eine axiale Verschiebung umsetzt, daß ein Hebel schwenk­ bar in einem das Steuerventil aufnehmenden Gehäuse oder ei­ nem mit diesem fest verbundenen Teil gelagert ist, wobei der Hebel mit einem Abschnitt am Ventilschieber des Linear­ schieberventils angreift und mit einem anderen Abschnitt an der Hülse und daß eine auf dem Ventilschieber wirkende Fe­ der vorgesehen ist, um auf diesen eine Vorspannung aufzu­ bringen.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Feder werden alle Be­ tätigungsspiele in der Ventil-, Hebel- und Hülsenansteue­ rung ausgeglichen, was zu einer beachtlichen Hysteresever­ ringerung führt. Des weiteren können die Spiele und Tole­ ranzen größer gewählt werden, wodurch die Herstellungs­ kosten reduziert werden.

Die Abstützung der Feder erfolgt gemäß zweckmäßigen Ausfüh­ rungsformen der Erfindung dadurch, daß zur Abstützung der Feder am Ventilschieber ein hülsenförmiges Teil am Ventil­ schieber befestigt ist, das insbesondere den Endbereich des Ventilschiebers umfaßt bzw. daß zur Abstützung der Feder auf der dem Ventilschieber gegenüberliegenden Seite ein die die Feder aufnehmende Bohrung verschließendes Verschlußele­ ment vorgesehen ist.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Hebel zwei sich von der Lagerung in ent­ gegengesetzte Richtungen erstreckende Arme aufweist, die die am Ventilschieber bzw. an der Hülse angreifenden Ab­ schnitte enthalten.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Er­ findung ist der an der Hülse angreifende Abschnitt des He­ bels U-förmig ausgebildet. Durch diesen U-förmigen Umgriff wird auf besonders einfache Weise erreicht, daß eine mög­ liche Taumelbewegung der Hülse nicht mehr auf das Ventil übertragen wird.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, daß die Lagerung des Hebels als Kugelgelenklager ausgeführt ist.

Zur einfachen und funktionssicheren Verbindung der an der Hülse bzw. am Ventilschieber angreifenden Abschnitte des Hebels mit diesen Teilen sehen zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung vor, daß der an der Hülse angreifende Ab­ schnitt des Hebels in eine an der Hülse vorgesehene und sich quer zu deren Längsachse erstreckende Führung ein­ greift bzw. daß der am Ventilschieber angreifende Abschnitt des Hebels ein Kugelelement aufweist, welches sich in einer sich quer zur Längsachse des Ventilelementes erstreckende Führung eingreift.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Lenkgetriebe im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Lenkgetriebe der Fig. 1 entlang der Linie A-A.

In Fig. 1 sieht man im Gehäuse 1 des Lenkgetriebes die Lenkwelle 2, die mit einem nicht dargestellten Lenkrad ver­ bunden ist. Wird über die Lenkwelle 2 eine Drehbewegung eingeleitet, verdreht sich abhängig vom Drehmoment der Drehstab 3 und überträgt das vom Fahrer aufgebrachte Lenk­ moment auf eine Ritzelwelle 4. Die Ritzelwelle 4 kämmt mit einer Zahnstange, die über eine nicht gezeigte Spurstange und Lenkhebel eine Lenkbewegung auf die Räder überträgt.

Die Relativbewegung in Umfangsrichtung zwischen der Ritzel­ welle 4 und der Lenkwelle 2 wird durch die Hülse 6 in eine Linearbewegung in axialer Richtung umgesetzt. Dies ermög­ lichen, wie in der Patentanmeldung P 40 26 983, auf die hiermit Bezug genommen wird, dargestellt, zwei gewendelt verlaufende Kulissenführungen am Ende der Hülse 6 bzw. zwei axial verlaufende Kulissenführungen am anderen Ende der Hülse 6 in Zusammenarbeit mit Stiften in der Ritzelwelle 4 und in der Lenkwelle 2. Die Kulissenführungen sind lang­ lochartig ausgebildet. Die gewendelt verlaufenden Kulissen­ führungen, die sowohl mit der Axialrichtung als auch mit der Umfangsrichtung je einen Winkel von etwa 45° ein­ schließen und in sich gerade sind, wirken mit Hilfe der Stifte zwischen der Hülse 6 und der Ritzelwelle 4. Die axial verlaufenden Kulissenführungen wirken mittels der Stifte zwischen der Hülse 6 und der Lenkwelle 2.

Zur Übertragung der Axialbewegung in der Hülse 6 auf den Ventilschieber 12 ist in Fig. 2 der Patentanmeldung P 40 26 983 eine Anordnung vorgeschlagen, die einen einsei­ tig als Gabel ausgebildeten Doppelhebel vorsieht, wobei die Gabel die Hülse 6 beidseitig erfaßt, um eine weitestgehend querkraftfreie Anlenkung am Ventilschieber 12 zu erhalten. Diese Anlenkung ist auch bei der vorliegenden Erfindung in prinzipiell gleicher Weise realisiert. Der Doppelhebel 16 weist hierbei zwei sich von einer Kugelgelenklagerung 17 in entgegengesetzten Richtungen erstreckende Arme 19, 21 auf. Einer dieser Arme 21 ist U-förmig ausgebildet und greift mit an seinen Enden vorgesehenen mittels Stiften befestig­ ten Gleitelementen 23, 25 in eine an der Hülse 6 vorgesehe­ ne Führung ein, wobei die Verbindungslinie der beiden An­ griffspunkte der Gabel die Mittelachse der Hülse 6 schnei­ det. Die Führung wird von einer sich quer zur Längsachse der Hülse erstreckenden, umlaufenden Nut 26 gebildet. Der andere Arm 19 des Doppelhebels 16 weist am Ende ein Kugel­ element 27 auf, welches in einer sich quer zur Längsachse des Ventilschiebers erstreckende Führung 30 des Ventil­ schiebers 12 eingreift.

Der Ventilschieber 12 ist in einer Bohrung eines Ventilge­ häuses axial verschiebbar gelagert. Quer zu dieser Bohrung verlaufen weitere Bohrungen, an die über entsprechende (nicht dargestellte) Anschlüsse Leitungen angeschlossen sind, die zu einer (gleichfalls nicht dargestellten) Kol­ ben-Zylinder-Einheit führen.

Am Ende des Ventilschiebers 12 ist eine Hülse 32 ange­ bracht, die den Endabschnitt des Ventilschiebers 12 bis über den Anlenkbereich für den Hebel 16 hinaus übergreift. Die Hülse 32 bildet einen sich radial erstreckenden flanschar­ tigen Abschnitt 34, an dem eine Schraubenfeder 36 anliegt, deren anderes Ende sich an einem kappenartigen Verschluß 38 des Ventilgehäuses abstützt. Durch diese Feder 36 werden alle Betätigungsspiele in der Ventil-, Hebel- und Hülsenan­ steuerung ausgeglichen, was zu einer beachtlichen Hystere­ severringerung führt. Darüber hinaus können mit dieser An­ ordnung die Spiele und Toleranzen größer gewählt werden, wodurch eine Kostenreduktion ermöglicht wird. Die Feder­ kraft der Schraubenfeder 36 muß größer als die Ventilver­ schiebekraft sein, um einen Spielausgleich gewährleisten zu können.

Bei einem Bruch des Hebels 16 wird der Ventilschieber 12 durch die Feder 36 in eine hydraulische Kurzschlußstellung verschoben, bei der die beiden Zylinderräume der Kolben- Zy­ linder-Einheit miteinander verbunden sind, um eine normale Lenkfunktion ohne Servounterstützung zu ermöglichen. Da­ durch wird erreicht, daß ein hydraulisches Blockieren des Lenkzylinders nicht mehr möglich ist.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Betätigen des Steuerventils einer hy­ draulischen Servolenkung für Kraftfahrzeuge, wobei die Drehbewegung eines Lenkrades mittels einer Lenkwelle und das Lenkmoment durch eine Relativdrehung zwischen der Lenkwelle und einer Ritzelwelle übertragen wird und wo­ bei das Steuerventil ein Linearschieberventil ist, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Lenkwelle (2) und Ritzelwelle (4) umgreifende Hülse (6) vorgesehen ist, die die Relativdrehung zwischen Lenkwelle (2) und Ritzelwelle (4) in eine axiale Verschiebung umsetzt, daß ein Hebel (16) schwenkbar am Linearschieberventilgehäuse (11) oder einem mit diesem fest verbundenen Teil gela­ gert ist, wobei der Hebel (16) mit einem Abschnitt am Ventilschieber (12) des Linearschieberventils angreift und mit einem anderen Abschnitt an der Hülse (6) und daß eine auf den Ventilschieber (12) wirkende Feder (36) vorgesehen ist, um auf diesen eine Vorspannung aufzu­ bringen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung der Feder (36) am Ventilschieber (12) ein hülsenförmiges Teil (32) am Ventilschieber (12) befestigt ist, das ins­ besondere den Endbereich des Ventilschiebers (12) umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung der Feder (36) auf der dem Ventilschieber (12) gegenüberlie­ genden Seite ein die die Feder (36) aufnehmende Bohrung verschließendes Verschlußelement (38) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lagerung (17) des Hebels (16) als Kugelgelenklager ausgeführt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Hebel (16) zwei sich von der Lagerung in entgegengesetzte Richtun­ gen erstreckende Arme (19, 21) aufweist, die die am Ven­ tilschieber (12) bzw. an der Hülse (16) angreifenden Ab­ schnitte enthalten.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der an der Hülse (6) angreifende Abschnitt des Hebels (16) gabel­ förmig, insbesondere U-förmig ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der an der Hülse (6) angreifende Abschnitt des Hebels (16) in eine an der Hülse (6) vorgesehene und sich quer zu deren Längsachse erstreckende Führung (26) eingreift.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der am Ventil­ schieber (12) angreifende Abschnitt des Hebels (16) ein Kugelelement (27) aufweist, welches in einer sich quer zur Längsachse des Ventilschiebers (12) erstreckende Führung (30) eingreift.