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Für Straßenfahrzeuge bestimmtes Lenkgetriebe mit hydraulischer Hilfskraftunterstützung
Die Erfindung betrifft ein für Straßenfahrzeuge bestimmtes Lenkgetriebe mit hydraulischer
Hilfskraft-Unterstützung und mit einer auf der Lenkspindel ausgebildeten Schnecke,
in die ein Lenkfinger eingreift, der sich an dem mit der quer zur Lenkspindel verlaufenden
Lenkwelle starr verbundenen Lenkhebel befindet.
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Es ist bereits bekannt, Lenkgetriebe mit einer hydraulischen Hilfskraftunterstützung
auszurüsten. Dabei wird die Hilfskraft nach Art einer Servosteuerung zur Nachführung
der Hauptlenkelemente hinter der Handbetätigung des Lenkrades wirksam. Bei einer
bekannten Ausführung wird ein Ventilschieber federnd in einer bestimmten Ruhelage
gehalten, in der der hydraulische Antrieb unwirksam ist, und übet ein vorgegebenes
axiales Spiel der Lenkspindel bei deren manueller Betätigung ausgelenkt, so daß
ein seitwärts des Lenkgetriebes angeordneter Zylinder über einen Kolben und eine
Zahnstange auf ein besonderes Zahnsegment des Lenkhebels nachstellend einwirkt.
Diese Bauart hat durch den seitlich des Lenkgehäuses angeordneten Zylinder einen
großen Raumbedarf und weist entsprechend hohe Herstellungskosten auf.
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Bei einem anderen bekannten Lenkgetriebe mit Kugelumlauflenkung und
Steuerung des Servoventils über ein vorgegebenes axiales Spiel der Lenkspindel,
ist der Kolben bereits koaxial um die Lenkspindel angeordnet, indem er mit seiner
Innenbohrung auf dem Mantel der entsprechend verlängerten Lenkspindellagerung. gleitet.
Da der Kraftweg von der Lenkspindel über die umlaufenden Kugeln zur Lenkschneckenmutter
und von dieser weiter über ein Zahnsegment auf den Lenkhebel unbedingt spielfrei
bleiben .muß, ist für den Kolben eine mehrteilige Sonderkonstruktion erforderlich,
welche aus den beiden auf dem Mantel der Lenkspindellagerung gleitenden Teilen und
einem quer zur Kolbenachse beweglichen, als Lenkschnekkenmutter, " ausgebildeten
Mittelstück besteht: Durch die Erfindung wird ein demgegenüber besonders einfaches
und kompakt aufgebautes Lenkgetriebe erhalten, indem bei einem Lenkgetriebe der
eingangs erwähnten Bauart erfindungsgemäß die Lenkspindel selbst als Gleitführung
für den an sich in bekannter Weise koaxial zu ihr liegenden und über ein Kugelgelenk
mit dem Lenkhebel im Eingriff stehenden Kolben der Servoeinrichtung dient und der
Steuerschiet ber für die Hilfskrafteinrichtung in ebenfalls an sich bekannter Weise
koaxial und axial unverschieblich auf der eine gewisse Axialbewegung zulassenden
Lenkspindel gelagert ist.
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Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Ausbildung des eng um
die Lenkspindel angeordneten einteiligen Kolbens, der über ein in einer Ausnehmung
des Kolbens gleitendes Kugelgelenk direkt auf. den Lenkhebel einwirkt, so daß das
gesamte Lenkgetriebe in einer für die bekannten Handlenkungen benötigten Gehäusegröße
untergebracht werden .kann.,Gleichzeitig bleiben die Vorteile, wie z. B. eine mögliche
progressive Steuerkurve des. Lenkschneckentriebes, erhalten.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die zeichnerische
Darstellung .eines Ausführungsbeispiels näher. beschrieben.
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Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Lenkgetriebes gemäß der Erfindung;
Fig. 2. stellt einen Schnitt nach Linie 1I-11 der Fig. 1 und Fig:_3 .einen Schnitt
durch das Steuerventil in vergrößertem Maßstab dar. " Nach Fig.l besteht das Fahrzeuglenkgetnebe
aus einer Schnecke in. Form einer schraubenförmigen Nut 1 in der Lenkspindel Z,.
die im Gehäuse 4 drehbar in Rollenlagern 3 gelagert ist. Die Lenkspindel 2 ist an
ihrem oberen Ende mit der üblichen Steuersäule (nicht gezeigt) verbunden. In dem
Gehäuse 4 ist weiterhin eine Lenkwelle 5 gelagert, deren Achse quer zur Achse der
Lenkspindel 2 verläuft: An dem einen Ende (innerhalb des Gehäuses) hat die Lenkwelle
5 einen Lenkhebel 6, an dem drehbar ein Lenkfinger 7 gelagert ist, der in die schraubenförmige
Nut 1. der Lenkspindel eingreift.
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Diese Anordnung stellt ein übliches Lenkgetriebe dar, bei dem sich
bei einer Drehung der Lenkspindel 2 der Lenkfinger 7 auf einem bogenförmigen Weg
um die Achse der Lenkwelle 5 bewegt.
Der Zylinder 8 einer Hilfskraftvorrichtung
ist koaxial um die Lenkspindel 2 angeordnet, wobei der Kolben 9 auf der Lenkspindel
2 gleiten kann. Der Kolben 9 hat eine hülsenartige Verlängerung
10, die an ihrem vorderen Ende eine Öffnung 11 aufweist, mit der sie eine
teilkugelförmige Oberfläche 12 des Lenkfingers 7 oder eine kugelförmige bzw. teilkugelförmige
Hülse 13 (Fig. 2) umfaßt, in der der Lenkfinger 7 drehbar gelagert ist.
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Wenn der Kolben :9 durch Zuführen von Druckflüssigkeit auf der einen
Kolbenseite verschoben wird, überträgt sich diese Bewegung über die Wand der Öffnung
11 auf die kugelförmige Oberfläche 12 des Lenkfingers 7 bzw. auf die Hülse 13 und
damit auf den Lenkhebel 6. Es ist sowohl eine geradlinige Bewegung des Kolbens
9 und seiner Verlängerung 10
als auch eine bogenförmige Bewegung des Lenkfingers
7 möglich, da sich der Kolben 6 um die Achse der Lenkspindel 2 drehen kann. Die
kugelförmige Verbindung 11, 12 gestattet eine Druckübertragung zwischen Kolben
9 und' Lenkfinger 7 in allen vorkommenden Stellungen.
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Zur Steuerung der Zuführung der Druckflüssigkeit zur Kraftvorrichtung
können an sich bekannte Einrichtungen benutzt werden. Im allgemeinen wird dabei
ein vorbestimmtes axiales Spiel zwischen dem von Hand erfolgenden Eingangsdrehmoment
auf die Lenkspindel t und dem Ausgangsdrehmoment am Lenkhebel 6 ausgenutzt.
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In der in Fig. 3 dargestellten Anordnung kann die Lenkspindel 2 eine
kleine Axialbewegung ausführen, da die Lager 3, wie bereits erwähnt, als Rollenlager
ausgebildet sind. Die Bewegung der Lenkspindel wird zum Betätigen eines eine Hin-
und Herbewegung ausführenden Steuerventils 14 verwendet. Das Steuerventil
14 besteht aus einem hohlen zylindrischen Ring 15, der konzentrisch auf der
Lenkspindel 2 angeordnet ist und mit dieser durch eine Anzahl Kugeln 16 verbunden
ist, die in einer Nut 17 des Ringes 15 und in einer Umfangsnut
18 der Lenkspindel 2 liegen. Die Lenkspindel 2 ist dadurch mit dem
Ring 15 ohne axiales Spiel drehbar verbunden.
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Ein Anschluß 19 für die Druckflüssigkeit steht in Verbindung mit einer
Bohrung 20 in einem ringförmigen Teil 21. Der ringförmige Teil
21 weist einen Vorsprung 21a auf, der zwischen Endflansche 22 und 23 des
Ringes 15 liegt. Die Flansche steuern mit dem ringförmigen Teil 21 die Druckflüssigkeit
in die ringförmigen Kanäle 24 und 25: Ringförmige Spielräume 26 und 27 sind auf
den Seiten des Ringes 15 gebildet. ; Die Räume 26 und 27 sind mit dem Anschluß 19
für die Druckflüssigkeit über die Kanäle 24 und 25 verbunden :sowie
mit einer Rückführungsleitung, die aus einem ringförmigen Raum 28 zwischen dem Ring
15 und der Lenkspindel 2 besteht. Der Raum 28 führt über eine Öffnung
29 in eine Rückführungsleitung 30
in der Lenkspindel 2. Der Ring 15
wird durch Tellerfedern 31, die gegen die Seiten des Ringes drücken, in seine Neutral-,oder
Mittelstellung geschoben.
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Bohrungen 32 und 33 stehen jeweils mit den Ka- s nälen 24 bzw.
25 und mit gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 9 in Verbindung. Wenn daher
der Ring 15 in seiner neutralen Stellung ist, kann Druckflüssigkeit von der Zuführungsleitung
19 gleichmäßig zu den Kanälen 24 und 25 fließen und somit über die Rückführungsleitung
30 zurückkehren. Auf den beiden gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 9 stellen
sich somit gleiche Drücke ein.
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Wenn jedoch der Ring 15 aus seiner neutralen Stellung herausbewegt
ist, ist der eine der Kanäle 24 und 25 gedrosselt und der andere entsprechend weiter
geöffnet. Gleichzeitig bringt eine weitere Bewegung den Ring 15 in dichtende Berührung
mit einem der Dichtungsringe 34 oder 35, entsprechend der Richtung, in die der Ring
15 bewegt wird. Eine Berührung zwischen dem Ring 15 und dem Dichtungsring
34
oder 35 verhindert eine Strömung zur Auslaßleitung über einen der Kanäle
26 oder 27. Infolgedessen entsteht an dem Kolben 9 eine Druckdifferenz, so daß er
sich bewegt.
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Die kraftunterstützende Arbeitsweise des Getriebes ist so, daß das
von Hand aufgewendete Drehmoment auf die Lenkspindel 2 deren Axialbewegung zur Folge
hat und damit eine Axialbewegung des Ringes 15, mit dem Ergebnis, daß die Druckflüssigkeit
eine Verschiebung des Kolbens 9 in einer der Handbetätigung folgenden Richtung bewirkt.