DE1105739B - Druckmittelsteuereinrichtung an durch ein Druckmittel unterstuetzten Lenkeinrichtungen, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmittelsteuereinrichtung an durch ein Druckmittel unterstützten Lenkeinrichtungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus Teilen zum Übertragen der Lenkspindelbewegung auf die Steuerteile sowie mit einer Federeinrichtung zum Beseitigen des toten Ganges in der Druckmittelsteuereinrichtung.

Es sind bereits Einrichtungen der genannten Art bekannt, bei welchen zwischen einem durch die Lenkschnecke über Umlenkglieder um das Steuerspiel beweglichen Teil und der verstellbaren Steuerbüchse der Druckmittelsteuereinrichtung ein Bowdenzug vorhanden ist, für dessen spielfreie Übertragung eine auf diesen einwirkende Federungseinrichtung verwendet wird. ¹S

Es ist weiterhin bekannt, eine unter Vermittlung von Kugelketten auf der Lenkspindel gelagerte und gleichzeitig als Hilfskraftkolben dienende Lenkmutter aus zwei mittels Schrauben zusammenspannbaren Teilen herzustellen und die Teile zum Beseitigen des Spiels zwischen Lenkmutter und Lenkspindel gegeneinander zu verdrehen und in dieser Stellung miteinander zu verschrauben.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Einrichtungen besteht darin, daß nicht das zwischen der Lenkspindel und den Steuerteilen, sondern nur das zwischen den Übertragungsgliedern vorhandene Spiel beseitigt wird.

Zweck der Erfindung ist, toten Gang zwischen dem Gewinde der Lenkspindel und den Steuerteilen bzw. den die Bewegung der Lenkspindel übertragenden Teilen zu beseitigen. Die Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine Feder derart auf den Steuerteil bzw. die Übertragungsglieder einwirkt, daß selbsttätig stets die gleiche Flanke des mit Gewinde versehenen Teiles der Lenkspindel mit der gleichen Flanke des Gewindes eines der Steuerteile bzw. der Übertragungsglieder in Anlage gehalten wird.

Mittels der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung ist eine genaue, den nur sehr gering bemessenen Steuerschlitzen entsprechende Einstellung der Steuerteile möglich, ohne daß die üblichen Fertigungstoleranzen des Gewindes der Lenkspindel bzw. der Steuerteile einen Einfluß auf die Betätigung der Druckmittelsteuerung auszuüben vermögen. Vermieden wird damit auch ein durch den toten Gang zwischen den Gewinden hervorgerufenes verzögertes Ansprechen der Druckmittelsteuerung, so daß ein sicheres Lenken des Fahrzeuges möglich ist. Diese Wirkung wird mit einem geringen Aufwand an Bauteilen erreicht, wobei sich die Einrichtung vorteilhaft in einem an der Druckmittelsteuerung bzw. am Lenkgetriebe bereits vorhandenen Raum unterbringen läßt Druckmittelsteuereinrichtung
an durch ein Druckmittel unterstützten

Lenkeinrichtungen,
insbesondere für Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Zahnradfabrik Friedrichshafen
Aktiengesellschaft, Friedrichshafen

Erich Jablonsky, Schwäbisch Gmünd,
ist als Erfinder genannt worden

und somit eine Vergrößerung der Abmessungen der Lenkeinrichtung vermieden wird. Die Einrichtung ist auch zum nachträglichen Einbau in bereits vorhandene Lenkeinrichtungen ohne deren Umbau geeignet.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Hilfskraftlenkeinrichtung mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung zum Spielfreihalten des Steuergliedes in einem in Längsrichtung geführten Schnitt;

Fig. 2 zeigt die Einrichtung in einem Ausschnitt aus Fig. 1, längsgeschnitten und vergrößert dargestellt;

Fig. 3 und 4 zeigen weitere Ausführungsformen der Einrichtung in einem vergrößerten Ausschnitt aus Fig.l;

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Einrichtung in Anwendung auf eine Hilfskraftlenkeinrichtung mit in Abhängigkeit von einem Drehstab verstellbaren Steuergliedern, längsgeschnitten dargestellt;

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung in Anwendung auf eine Hilfskraftlenkeinrichtung ähnlicher Bauart wie in Fig. 5, längsgeschnitten dargestellt ;

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einrichtung in Anwendung auf eine Hilfskraftlenkung ähnlicher Bauart wie in Fig. 5 und 6 dargestellt, im Längsschnitt;

Fig. 8 zeigt einen Ausschnitt aus den Fig. 5 bis 7.

In Fig. 1 ist eine Hilfskraftlenkeinrichtung dargestellt, bei welcher eine mit der Lenkspindel 2 verbundene Lenkschnecke 3 vorhanden ist, auf deren Gewinde 4 eine Lenkmutter 6 vermittels ihres Gegen-

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gewindes 8 aufgeschraubt ist. Die Lenkmutter 6 führt sich hierbei mit gewissem axialem Steuerspiel in einem doppelt beaufschlagbaren Hilfskraftkolben 10, der sich in dem als Zylinder ausgebildeten Lenkgetriebegehäuse 12 axial in beiden Richtungen verstellbar führt und seine Hilfskraft über hier nicht dargestellte Umlenkglieder, wie Zahnstange und Zahnsegment oder über einen Kurbeltrieb, an die Lenkwelle weiterleitet. Vor dem Kolben 10 sind im Gehäuse 12 Zylinderräume 14 bzw. 15 gebildet, welchen wahlweise entsprechend der Richtung der am Lenkhandrad eingeleiteten Lenkbewegung Druckmittel zugeführt wird. Die Steuerung des Druckmittels erfolgt hierbei in bekannter Weise mit Hilfe der in den Kolben 10 und in die Lenkmutter 6 eingearbeiteten Ringkanäle 17 bzw. 18 bzw. \-ermittels der durch diese gebildeten Steuerkanten. Wird die Lenkmutter 6 durch eine Drehung am Lenkhandrad in der einen oder anderen Richtung verstellt, so überwindet die Lenkmutter 6, beispielsweise gegen die Wirkung einer Federungseinrichtung, das vorhandene Steuerspiel, was eine Verstellung der Ringkanäle 17 bzw. 18 zueinander zur Folge hat, da der Kolben 10 vorerst in seiner Lage verharrt. Somit schließen sich die entsprechenden Steuerkanten, und das Druckmittel wird dem entsprechenden Zylinderraum 14 oder 15 zugeführt.

Die erfindungsgemäße gestaltete Einrichtung zum Spielfreihalten der Übertragung von der Lenkspindel 2 bzw. der mit dieser vereinigten Lenkschnecke 3 auf das hier als Lenkmutter 6 ausgebildete Druckmittelsteuerglied ist wie folgt ausgeführt und angeordnet (Fig. 2):

In eine Ausnehmung 21 an der inneren Umfangsfläche der Lenkmutter 6 ist ein weiterer Mutterteil 22 eingesetzt, welcher vermittels seines Gewindes 24 auf die Lenkschnecke 3 aufgeschraubt ist. Der Gewindeeingriff zwischen dem Gewinde 4 der Lenkschnecke 3 und dem des Mutterteiles 22 erfolgt hierbei unter Belassen eines gewissen axialen Spieles 23. Zwischen dem Mutterteil 22 und der Lenkmutter 6 ist um die Lenkschnecke 3 eine unter gewisser Vorspannung stehende Druckfeder 26 eingesetzt, die sich einerseits an einer Stirnfläche 27 des Mutterteiles 22 und andererseits an der durch die Ausnehmung 21 gebildeten Schulter 29 abstützt und somit die Lenkmutter 6 und den Mutterteil 22 axial in entgegengesetzten Richtungen auseinanderdrückt. In der Ruhelage der Lenkung sind daher die Flanken 32 und 33 der Lenkmutter 6 bzw. der Lenkschnecke 3 und die Flanken 34' und 35 des Mutterteiles 22 bzw. der Lenkschnecke 3 in spielfreier Anlage, während zwischen den Flanken 36 und 33 des Mutterteiles 22 bzw. der Lenkschnecke 3 und zwischen den Flanken 37 und 34 der Lenkmutter 6 bzw. der Lenkschnecke 3 axial gerichtetes Spiel 23 bzw. 41 vorhanden ist. Der Mutterteil 22 weist eine Ausnehmung 43 auf, in welche mit geringem axialem Spiel ein Stift 45 eingreift, der in eine radial gerichtete Bohrung an der Lenkmutter 6 fest eingesetzt ist und zur Sicherung des Mutterteiles 22 gegen Drehen dient. L^Tm ein Herausfallen des Mutterteiles 22, beispielsweise bei Montage oder Demontage der Lenkeinrichtung, zu verhindern, ist in einer Ringnut an der Lenkmutter 6 ein Sicherungsring 40 angeordnet.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Wird durch Drehen am Lenkhandrad eine Lenkbewegung eingeleitet und dadurch die Lenkspindel 2 mit ihrer Lenkschnecke 3 beispielsweise nach rechts gedreht, so verläuft die Zugkraft in der Richtung des Pfeiles A. Durch die Feder 26 werden die Flanken 32 der Lenkmutter 6 und die Flanken 33 der Lenkschnecke 3 spielfrei gehalten, während die Flanken 35 des Mutterteiles 22 und die Flanken 34' der Lenkschnecke 3 in Anlage sind. Die Lenkmutter 6 erfährt somit eine Verstellung in Richtung des Pfeiles A, wodurch die entsprechenden Steuerkanten der Ringnuten 17 und 18 an der Lenkmutter 6 bzw. am Kolben 10 geschlossen sind und das Druckmittel dem Zylinderraum 14 zugeführt wird. Der Kraftkolben wird somit verstellt und bewirkt eine Unterstützung der von Hand eingeleiteten Lenkbewegung. Vergrößert sich nunmehr die an der Lenkschnecke 3 wirksame Zugkraft A, so wird die Vorspannung der Druckfeder 26 überwunden, und das Spiel 41 zwischen den Flanken 37 der Lenkmutter 6 und den Flanken 34 der Lenkschnecke 3 wird aufgehoben, so daß nunmehr die Flanken 37 und 34 spielfrei anliegen. Dieser Spielwechsel tritt jedoch erst nach Betätigen der Druckmittelsteuerung ein und hat somit keinen Einfluß auf die Steuerung des Druckmittels.

Ein entgegengesetzter Einschlag am Lenkhandrad hat einen Wechsel der Zugkraft in Richtung des Pfeiles B an der Lenkschnecke 3 zur Folge. Da die Lenkmutter 6 nunmehr in Richtung des Pfeiles B verstellt wird, bleiben die Flanken 32 und 34' der Lenkmutter 6 bzw. der Lenkschnecke 3 auch bei zunehmender Lenkkraft in spielfreier Anlage, was vermittels der Feder 26 erzielt wird. Somit ist erreicht, daß das infolge der gegebenen Bearbeitungstoleranzen und durch Verschleiß an den Gewindeflanken vorhandene Spiel unwirksam gemacht wird und eine einwandfreie Steuerung des Druckmittels durch die Lenkmutter 6 möglich ist.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Zum Unterschied von Fig. 2 ist hierbei der Mutterteil 22 in der Ausnehmung 21 unter Belassen eines geringen Zwischenraumes neben der Lenkmutter 6 angeordnet. Die Druckfeder 26 stützt sich einerseits an einer Stirnfläche 38 des Mutterteiles 22 und andererseits an der Stirnfläche einer Scheibe 39 ab. Die Scheibe 39 liegt ihrerseits an einem Sprengring 40 an, der in eine an der Lenkmutter 6 vorhandene Nut eingesetzt ist. Durch die Wirkung der unter gewisser Vorspannung eingesetzten Druckfeder 26 sind die Flanken 33 und 34 der Lenkschnecke mit den Flanken 36 und 37 des Mutterteiles 22 bzw. der Lenkmutter 6 spielfrei in Anlage. Infolge der Wirkung der Druckfeder 26 werden die Lenkmutter 6 und die Lenkschnecke 3 gegeneinander verspannt, und es wird somit der Gewindeeingriff zwischen diesen beiden Teilen spielfrei gehalten.

In Fig. 4 ist gegenüber den Fig. 2 und 3 zwischen Lenkmutter 6 und dem Mutterteil 22 ein Raum zur Aufnahme einer gewellten Federscheibe 46 vorgesehen, welche sich an der Stirnfläche 27 des Mutterteiles 22 bzw. der Stirnfläche 29 der Lenkmutter 6 abstützt. Die Federscheibe 46 ist unter gewisser Vorspannung eingesetzt und bewirkt eine Verspannung der Lenkmutter 6 und der Lenkschnecke 3 gegeneinander, so daß die Flanken 34 und 35 der Lenkschnecke 3 bzw. des Mutterteiles 22 und die Flanken 33 und 32 der Lenkschnecke 3 bzw. der Lenkmutter 6 sich spielfrei in Anlage befinden.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungs- und Anwendungsbeispiel der Einrichtung dargestellt, und zwar in Verbindung mit einer durch Hilfskraft unterstützten Lenkeinrichtung, bei welcher die Steuerung des Druckmittels mit Hilfe eines verdrehweichen Gliedes erfolgt. Im hohl ausgebildeten Lenkspindel-

teil 50 ist hierbei ein Drehstab 51 angeordnet, dessen eines Ende vermittels eines Stiftes 52 mit dem oberen Teil der Lenkspindel 50 und dessen anderes Ende mit der Lenkschnecke 53 fest verbunden ist. Der Drehstab 51 weist einen Zapfen 54 auf, dessen Gewinde 56 in ein Gegengewinde 57 an einer Steuerbüchse 58 einschraubbar ist. Das gabelförmig ausgebildete Ende 60 der Lenkspindel 50 greift in entsprechend ausgebildete Ausnehmungen 62 an der Steuerbüchse 58 spielfrei ein, so daß bei einer Relativdrehung zwischen dem Ende der Lenkspindel 50 und dem Ende 54 des Drehstabes 51 eine axiale Verstellung der Steuerbüchse 58 je nach der Drehrichtung der Lenkspindel 50 bewirkt wird. Durch axiales Verstellen der Steuerbüchse 58 wird vermittels deren Steuernuten 64 das Druckmittel dem einen oder anderen hier nicht dargestellten Zylinderraum vor einen doppelt beaufschlagbaren Arbeitskolben zugeleitet, der über Umlenkglieder auf die Lenkwelle einwirkt.

In die Bohrung der Steuerbüchse 58 ist hierbei eine unter gewisser Vorspannung stehende Druckfeder 68 eingesetzt, die sich einerseits an einem gehäusefesten Teil 70 und andererseits an einem in eine Nut in der Bohrung der Steuerbüchse 58 eingesetzten Sprengring 72 unter Vermittlung einer Scheibe 73 abstützt. Vermittels der Wirkung der Feder wird die Steuerbüchse 58 in jeder ihrer möglichen axialen Stellungen nach rechts gedrückt, und es werden somit die entsprechenden Flanken 75 und 76 (Fig. 8) der Steuerbüchse 58 bzw. des Gewindezapfens 54 des Drehstabes 51 spielfrei in Anlage gehalten. Es ist jedoch ebenso möglich, die Federungseinrichtung in der entgegengesetzten Richtung, hier beispielsweise nach links, wirksam werden zu lassen. Somit wird das im Gewindeeingriff zwischen dem Drehstab 51 und der Steuerbuchs e 58 vorhandene, durch Bearbeitungstoleranzen und Abnutzung gebildete Spiel unwirksam gemacht und ein einwandfreies Arbeiten der Druckmittelsteuerung erreicht. Die Druckfeder 68 kann sich auch am Gehäuse und an einer Stirnfläche 80 der Steuerbüchse 58 abstützen, wie beispielsweise bei der Ausführungsform nach Fig. 6.

In Fig. 7 ist eine im Aufbau und in der Wirkungsweise ähnliche Hilfskraftlenkeinrichtung wie in den Fig. S und 6 dargestellt. Durch die Relativbewegung zwischen dem Ende des Drehstabes 51 und dem gabelförmigen Ende 60 der Lenkspindel 50 wird hier ein Glied 83 je nach der Richtung des Einschlages am Lenkhandrad axial in der einen oder anderen Richtung verstellt. In das Glied 83 greift der eine Arm 86 eines zum Übertragen der axialen Bewegung dienenden und um eine am Gehäuse feste Lagerung 87 schwenkbaren Doppelhebels 88 ein. Der zweite Arm 89 des Doppelhebels 88 ist an der Steuerbüchse 90 einer hier getrennt von den Verstellgliedern im Lenkgetriebegehäuse angeordneten Druckmittelsteuereinrichtung angelenkt, deren Steuerkanäle 92 bei einer axialen Verstellung das Druckmittel dem einen oder anderen hier nicht dargestellten Zylinderraum vor einem Hilfskraftkolben zuleiten. Auf die Steuerbüchse 90 kommt eine unter gewisser Vorspannung stehende Druckfeder 94 zur Wirkung, welche sich einerseits am Gehäuse 96 oder einem gehäusefesten Teil und andererseits an einer Stirnfläche 95 der Steuerbüchse 90 abstützt. Durch die Wirkung der Druckfeder 94 wird sowohl der Eingriff zwischen den Armen 86 und 89 sowie der Steuerbüchse 90 bzw. dem Verstellglied 83 als auch der Gewindeeingriff zwischen dem Zapfen 54 des Drehstabes 51 bzw. dem Verstellglied 83 spielfrei gehalten und damit ein genaues Einstellen der Steuerbüchse 90 in jeder axialen Stellung gewährleistet.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Druckmittelsteuereinrichtung an durch ein Druckmittel unterstützten Lenkeinrichtungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus Teilen zum Übertragen der Lenkspindelbewegung auf die Steuerteile sowie mit einer Federeinrichtung zum Beseitigen des toten Ganges in der Druckmittelsteuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder derart auf den Steuerteil bzw. die Übertragungsglieder einwirkt, daß selbsttätig stets die gleiche Flanke des mit Gewinde versehenen Teiles der Lenkspindel mit der gleichen Flanke des Gewindes eines der Steuerteile bzw. der Übertragungsglieder in Anlage gehalten wird.

2. Druckmittelsteuereinrichtung nach Anspruch 1, mit einer auf eine Lenkschnecke aufschraubbaren, als Steuerbüchse ausgebildeten Lenkmutter, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Lenkschnecke (3) ein weiterer im Lenkgetriebegehäuse undrehbar gehaltener Mutterteil (22) aufgeschraubt ist und daß die unter Vorspannung stehende Feder (26) sich am Mutterteil (22) und an der Lenkmutter (6), je in entgegengesetzter axialer Richtung wirkend, abstützt.

3. Druckmittelsteuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (26) in eine Ausnehmung (21) an der Lenkmutter (6) zwischen dieser und dem Mutterteil (22) eingesetzt ist.

4. Druckmittelsteuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Feder (26) einerseits an einer Stirnfläche des Mutterteiles (22) und andererseits an einem in einer an der Lenkmutter (6) vorgesehenen Ringnut eingesetzten Sprengring (40) abstützt.

5. Druckmittelsteuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckfeder eine oder mehrere gewellte Federscheiben (46) verwendet sind.

6. Druckmittelsteuereinrichtung· nach den Ansprüchen 1 bis 5, deren Betätigung in Abhängigkeit von einem in die Lenkspindel eingesetzten verdrehweichen Glied bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Feder (94) einerseits an einem gehäusefesten Teil (96) und andererseits an der axial verstellbaren Steuerbüchse (90) abstützt, wobei auch etwa vorhandene Übertragungs- und Umlenkglieder (83 und 88) spielfrei zueinander gehalten werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 841 693;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 054 859.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 109· 578/270 4.61