DE1188963B

DE1188963B - Hydraulic or pneumatic steering aid, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE1188963B
Application number: DEZ9749A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Wagner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1962-10-31
Filing date: 1962-10-31
Publication date: 1965-03-11
Also published as: CH413619A; GB1054435A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL: Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:

B62dB62d

Deutsche KI.: 63 c-47German AI .: 63 C-47

1188 963
Z974911/63c
31. Oktober 1962
11. März 19651188 963
Z974911 / 63c
October 31, 1962
March 11, 1965

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch oder pneumatisch wirkende Lenkhilfseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die zwischen einem Festpunkt am Fahrzeugrahmen und dem Lenkgestänge angeordnet ist, bestehend aus Servomotor und Druckmittelsteuereinrichtung sowie einem mittels Kugelschalen am Steuerventilschieber gelagerten und mit dem getriebenen Glied des Lenkgetriebes in trieblicher Verbindung stehenden, um seine Längsachse drehenden und eine Schwenkbewegung ausführenden Kugelbolzen.The invention relates to a hydraulically or pneumatically acting steering aid device, in particular for motor vehicles, which are arranged between a fixed point on the vehicle frame and the steering linkage consists of a servo motor and pressure medium control device as well as a ball bearing on the control valve slide and with the driven member of the steering gear in driving connection, about its longitudinal axis rotating and pivoting ball pins.

Bei bisher bekanntgewordenen Ausführungen der genannten Art kann die Lenkhilfseinrichtung bei Übertragung der Lenkbewegung um ihre Längsachse bzw. die Verschiebeachse eine Drehbewegung ausführen, wobei die Lenkhilfseinrichtung gegenüber dem Kugelbolzen keine bestimmte Lage einnimmt. Durch das Eigengewicht der Lenkhilfseinrichtung und die durch die Schwenkbewegung des Kugelbolzens durch Reibung u. dgl. hervorgerufenen Mitnahmekräfte kann daher bei jeder Lenkbewegung in der einen oder anderen Lenkeinschlagsrichtung der Kugelbolzenschaft am Gehäuse anschlagen.In previously known designs of the type mentioned, the power steering device a rotary movement when the steering movement is transmitted about its longitudinal axis or the displacement axis run, whereby the power steering device does not assume any specific position with respect to the ball pin. Due to the weight of the power steering device and the pivoting movement of the ball pin caused by friction and the like Steering movement in one or the other direction of the steering angle of the ball pin shaft on the housing attacks.

Es ist auch eine Einrichtung einer als Servomotor ausgebildeten Lenkschubstange für hydraulisch verstärkte Kraftfahrzeuglenkungen mit einem quer zum Fahrzeug liegenden, am Fahrzeugrahmen festen Zylinderteil und einem darin hydraulisch verschieb-Iichen Abtriebselement bekannt, von welchem aus sich ein den Zylinderteil in einem Langloch unverschwenkbar durchdringender und mit den Spurstangen zur Lenkung der Fahrzeugräder verbundener Mitnehmer erstreckt. Gegenüber der vorliegenden Erfindung handelt es sich hierbei um eine Lenkhilfseinrichtung, bei der das Zylinderteil beiderseitig am Fahrzeugrahmen befestigt und ein sehr großer Aufwand an Bauteilen sowie ein komplizierter Aufbau erforderlich ist. Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung liegt dabei darin, daß die Kraftübertragungselemente durch Langlöcher für einen Mitnehmer in ihrem Querschnitt geschwächt sind. Ferner ergibt sich durch das axial auf dem Zylinder gleitende Abtriebsglied eine hohe Reibung, zu der sich noch die Reibung in den Langlöchern des Zylinders und der Kolbenstange addiert.It is also a device of a steering push rod designed as a servo motor for hydraulically amplified Motor vehicle steering systems with a cylinder part which is located transversely to the vehicle and is fixed to the vehicle frame and an output element which is hydraulically displaceable therein and from which the cylinder part in an elongated hole penetrating non-pivotably and with the tie rods for steering the vehicle wheels connected driver extends. Compared to the present Invention is a steering aid device in which the cylinder part on both sides Fixed vehicle frame and a very large amount of components and a complicated structure is required. Another disadvantage of this arrangement is that the power transmission elements are weakened in their cross-section by elongated holes for a driver. Furthermore results Due to the output member sliding axially on the cylinder, there is a high level of friction, to which the Friction in the elongated holes of the cylinder and the piston rod is added.

Bei einer ähnlichen bekannten Ausführungsform einer Lenkhilfe ist in einem am Fahrzeugrahmen festen Zylinder ein Kolben axial verschieblich angeordnet. Ein an der Kolbenstange fester Bolzen dient dabei zur Übertragung der Lenkbewegung auf das Gestänge. Die Kolbenstange und der Bolzen Hydraulisch oder pneumatisch wirkende Lenkhilfseinrichtung, insbesondere für KraftfahrzeugeIn a similar known embodiment of a steering aid is in one on the vehicle frame fixed cylinder a piston arranged axially displaceable. A bolt fixed to the piston rod serves to transfer the steering movement to the linkage. The piston rod and the bolt Hydraulically or pneumatically operating steering aid device, in particular for motor vehicles

Anmelder:Applicant:

Zahnradfabrik FriedrichshafenGear factory in Friedrichshafen

Aktiengesellschaft, FriedrichshafenAktiengesellschaft, Friedrichshafen

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Heinrich Wagner, Schwäbisch GmündHeinrich Wagner, Schwäbisch Gmünd

führen hierbei nur eine Bewegung in axialer Richtung des Zylinders aus.perform only one movement in the axial direction of the cylinder.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den bekannten Einrichtungen anhaftenden Mängel zu beseitigen und eine Lenkhilfseinrichtung zu schaffen, die sich durch hohe Betriebssicherheit und geringen baulichen Aufwand auszeichnet.The invention is based on the object of addressing the deficiencies inherent in the known devices eliminate and create a power steering device that is characterized by high operational safety and characterized by low construction costs.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zur Lagerung und Führung des Kugelbolzens gegenüber der Lenkhilfseinrichtung zu dessen Kugelgelenklagerung im Kugelgelenkgehäuse in an sich bekannter Weise mindestens eine weitere, eine Drehbewegung des Kugelbolzens um seine Längsachse und eine Schwenkbewegung desselben in einer Ebene gestattende, außerhalb des Kugeldreh- bzw. Schwenkpunktes liegende Lagerung gebildet ist.According to the invention, this is achieved by the fact that for mounting and guiding the ball pin opposite the power steering device to its ball-and-socket joint mounting in the ball-and-socket joint housing in itself known way at least one further, one rotary movement of the ball pin about its longitudinal axis and a pivoting movement of the same in a plane, outside of the ball pivot point or pivot point horizontal storage is formed.

Mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Lenkhilfseinrichtung wird der in einer Ebene schwenkende und um seine Längsachse drehende Kugelbolzen in einer bestimmten Lage zum Gehäuse bzw. Steuerventilschieber der Einrichtung gehalten und ein Anschlagen des Kugelbolzenschaftes am Gehäuse vermieden. Auch wird damit eine Relativbewegung zwischen Gehäuse und Ventilschieber verhindert und eine sich auf die Steuerung des Druckmittels zum einen oder anderen Servozylinderraum ungünstig auswirkende Abnutzung von Steuerventilschieber und Steuerventilgehäuse wesentlich verringert.With a steering aid device designed according to the invention, the one that pivots in one plane is and ball pins rotating around its longitudinal axis in a specific position relative to the housing or control valve slide held the device and avoided hitting the ball pin shank on the housing. This also prevents a relative movement between the housing and the valve slide and one that is unfavorable to the control of the pressure medium to one or the other servo cylinder chamber Significantly reduced wear on the control valve slide and control valve housing.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

F i g. 1 zeigt in einer Seitenansicht die Anordnung der Lenkhilfseinrichtung schematisch dargestellt;F i g. 1 shows the arrangement of the power steering device shown schematically in a side view;

Fig. 2 zeigt die Draufsicht gemäß Fig. 1;FIG. 2 shows the top view according to FIG. 1;

Fig. 3 zeigt die Lenkhilfseinrichtung in einem in Längsrichtung geführten Schnitt nach der Linie ΠΙ-ΙΙΙ der Fig. 2;Fig. 3 shows the power steering device in a longitudinal section along the line ΠΙ-ΙΙΙ of Fig. 2;

F i g. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.F i g. 4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 3.

509 518/255509 518/255

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine zwischen einem Festpunkt am Fahrzeugrahmen und dem Gestänge des Fahrzeugs angeordnete Lenkhilfseinrichtung.The embodiment shown in the drawing shows a between a fixed point on Vehicle frame and the linkage of the vehicle arranged power steering device.

In F i g. 1 und 2 ist mit 2 die das Lenkhandrad 3 tragende Lenkspindel bezeichnet, die über das Lenkgetriebe 5 üblicher Bauart und den auf der Lenkwelle 7 festen Lenkstockhebel 8 über die Lenkhilfseinrichtung 6 mit dem Gestänge 10 in trieblicher Verbindung steht. Das Lenkgestänge 10 steht in be- ίο kannter Weise mit den zu lenkenden Fahrzeugrädern 9 in trieblicher Verbindung, wobei sich der Lenkstockhebel 8 gelenkig an das Kugelgelenkgehäuse 12 anschließt. Ferner ist an dem Gehäuse 12 ein weiteres Gehäuse 14 für die Druckmittelsteuerung 15 und an letzterem ein Gehäuse 18 in Rohrform befestigt, das den Zylinder für den doppeltwirkenden Hilfskraftkolben 25 bildet (Fig. 3). Im Gehäuse 12 lagert sich dabei der Kugelbolzen 51, der mit dem Lenkstockhebel 8 in trieblicher Verbindung steht.In Fig. 1 and 2 is denoted by 2, the steering spindle carrying the steering handwheel 3, which is via the steering gear 5 of the usual design and the steering column arm 8 fixed on the steering shaft 7 via the auxiliary steering device 6 with the linkage 10 is in driving connection. The steering linkage 10 is in position known way with the vehicle wheels to be steered 9 in driving connection, wherein the The steering column arm 8 is connected to the ball joint housing 12 in an articulated manner. Furthermore, on the housing 12 a further housing 14 for the pressure medium control 15 and on the latter a housing 18 in the form of a tube attached, which forms the cylinder for the double-acting auxiliary power piston 25 (Fig. 3). In the housing 12 the ball pin 51, which is in driving connection with the pitman arm 8, is supported.

Die Kolbenstange 26 des Hilfskraftkolbens 25 ist an einem Festpunkt 27 des Fahrzeugrahmens 28 angelenkt. Mittels des Hilfskraftkolbens 25 sind im Hilfskraftzylinder Räume 30 und 31 gebildet, denen über die Druckmittelsteuerung das von einer Pumpe geförderte Druckmittel zugeführt wird.The piston rod 26 of the auxiliary power piston 25 is hinged to a fixed point 27 of the vehicle frame 28. By means of the power piston 25 are in Auxiliary power cylinder spaces 30 and 31 formed, which via the pressure medium control that of a pump promoted pressure medium is supplied.

Das Steuerventilgehäuse enthält eine axiale Bohrung 35, in der der zur Steuerung des Druckmittels zum einen oder anderen Zylinderraum 30 bzw. 31 dienende Steuerventilschieber 36 aufgenommen ist. Zu diesem Zweck sind in die Bohrung 35 des Steuerventilgehäuses Ringnuten 37,38 und 39 eingearbeitet, die mit entsprechend am Steuerventilschieber 36 gebildeten Gegennuten 40 und 41 zusammenarbeiten. Die Steuernuten stehen hierbei über hier nicht dargestellte Kanäle mit den Zylinderräumen 30 und 31 und der Druckmittelzuführungsbzw, -rückführungsleitung in üblicher Weise in Verbindung. Der Steuerventilschieber 36 weist einen Schaft 45 auf, dessen freies Ende in eine Hülse 47 hineinragt und mit dieser Hülse verbunden ist. Die Hülse 47 dient zur Aufnahme zweier Kugelpfannen 48 und 49, deren kugelig ausgebildete Flächen einander zugewandt sind und den kugelförmigen Teil 50 des Kugelbolzens 51 zwischen sich einschließen. Die offene Seite der Hülse 47 wird durch eine in das Gewinde 52 der Hülse eingeschraubte Scheibe 53 abgeschlossen, wobei zwischen der Abschlußscheibe und der einen Kugelpfanne 48 eine Druckfeder 55 eingesetzt ist, die die Kugelgelenklagerung des Kugelbolzens 51 spielfrei hält. Der Kugelbolzen 51 weist einen durch eine an der Hülse gebildete Unterbrechung 58 hindurchragenden Schaft 56 auf, der mit dem Lenkstockhebel 8 des Lenkgetriebes 5 fest verbunden ist. Am freien Ende des Kugelbolzens 51 ist ein zylindrischer Ansatz 60 gebildet, der in eine am Gehäuse 12 eingearbeitete Längsnut 61 eingreift. Die Längsnut erstreckt sich in Richtung der Verstellbewegung des Steuerventilschiebers 36 und weist eine größere axiale Erstreckung als der Durchmesser des Ansatzes 60 auf.The control valve housing contains an axial bore 35 in which to control the pressure medium on the one hand or the other cylinder chamber 30 or 31 serving control valve slide 36 is added. For this purpose, annular grooves 37, 38 and 39 are incorporated into the bore 35 of the control valve housing, which cooperate with counter grooves 40 and 41 correspondingly formed on the control valve slide 36. The control grooves are in this case via channels (not shown here) with the cylinder chambers 30 and 31 and the pressure medium supply or return line in connection in the usual way. The control valve slide 36 has a shaft 45, the free end of which is inserted into a sleeve 47 protrudes and is connected to this sleeve. The sleeve 47 is used to hold two ball sockets 48 and 49, the spherically formed surfaces of which face each other, and the spherical part 50 of the ball pin 51 include between them. The open side of the sleeve 47 is inserted into the Thread 52 of the sleeve screwed disc 53 completed, with between the end disc and the one ball socket 48 a compression spring 55 is used, which is the ball joint bearing of the ball pin 51 holds backlash-free. The ball pin 51 has an interruption formed on the sleeve 58 protruding shaft 56, which is firmly connected to the pitman arm 8 of the steering gear 5 is. At the free end of the ball pin 51, a cylindrical projection 60 is formed, which in a in the housing 12 incorporated longitudinal groove 61 engages. The longitudinal groove extends in the direction of the adjustment movement of the control valve slide 36 and has a greater axial extent than the diameter of the approach 60.

Im Querschnitt entspricht die Längsnut 61 dem Durchmesser des Anschlages 60 am Kugelbolzen 51. Der Kugelbolzen vermag daher eine Schwenkbewegung um den Kugelmittelpunkt M in einer Ebene und gleichzeitig eine Drehbewegung um seine Längsachse auszuführen. Das Gehäuse 12 nimmt somit gegenüber dem Kugelbolzen 51 stets eine gleiche Stellung ein, ohne daß das Gehäuse eine Drehbewegung um seine Längsachse gegenüber dem Kugelbolzen auszuführen vermag.In cross section, the longitudinal groove 61 corresponds to the diameter of the stop 60 on the ball pin 51. The ball pin is therefore able to swivel around the ball center M in one plane and at the same time to perform a rotary movement about its longitudinal axis. The housing 12 thus always assumes the same position with respect to the ball pin 51 without the housing being able to execute a rotary movement about its longitudinal axis with respect to the ball pin.

Claims

Patent claims:

1. Hydraulically or pneumatically operating steering aid, in particular for motor vehicles, which is arranged between a fixed point on the vehicle frame and the steering linkage, consisting of a servomotor and pressure medium control device and one mounted on the control valve slide by means of spherical shells and connected to the driven member of the steering gear in driving connection standing, rotating about its longitudinal axis and a pivoting movement executing ball pin, characterized in that for mounting and guiding the ball pin (51) with respect to the power steering device for its ball-and-socket joint mounting (48, 49, 50) in the ball-and-socket joint housing (12) in a manner known per se, at least one further, one Rotary movement of the ball pin (51) about its longitudinal axis and a pivoting movement of the same Storage located outside of the ball pivot point or pivot point, permitting in one plane (60, 61) is formed.

2. Power steering device according to claim 1, characterized in that the ball pin (51) at a certain distance from the pivot point of the ball, in a manner known per se, a cylindrical approach (60) and on the housing (12) a shoulder (60) receiving the diameter in its cross-section of the approach (60) dimensioned accordingly, in the direction of movement of the control valve slide (36) provided over the diameter of the extension (60) extending longitudinal groove (61) is.

Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1136 593,
099 868, 1 090 113, 1047 037;
U.S. Patent Nos. 2,027,138, 1,723,789.

1 sheet of drawings