DE1288930B - Hydraulische Hilfskraftlenkung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hilfskraft- mit den Nuten der äußeren Hülse zusammenlenkung, insbesondere für Straßenkraftfahrzeuge, mit wirkende Rippen aufweist, wobei die Steuereinricheinem Lenkgetriebe, welches einen in der Lenksäule tung mit offener Mitte arbeitet,
ausgestalteten Arbeitszylinder, eine in den Arbeits- Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung

zylinder eindringende Lenkspindel und eine mit dem 5 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Gewinde dieser Lenkspindel im Eingriff stehende, mit Es zeigt

der gelenkten Achse in momentübertragender Ver- F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Hilfskraftbindung stehende Lenkmutter aufweist, die aus zwei lenkung,

ineinandergepaßten und als Steuerelementpaar aus- Fig. 2 den Längsschnitt nach der Linie II-II in

gebildeten Hülsen besteht, von denen die äußere io Fig. 1,

Hülse den zylindrischen Kolben bildet, der gegen F i g. 3 den Querschnitt nach der Linie III-III in

Drehen gesichert ist. F i g. 2 und

Es sind bereits hydraulische Hilfskraftlenkungen F i g. 4 den Querschnitt nach der Linie IV-IV in

bekannt, bei denen ein Teil der Lenksäule als Ar- F i g. 2.

beitszylinder ausgebildet ist. Der im Arbeitszylinder 15 Der Arbeitszylinder 1 einer Hilfskraftlenkung ist unter dem Flüssigkeitsdruck verschiebbare Kolben an einem Ende mit einem eine Lenkwelle 4, einen wirkt auf eine mit ihm gelenkig verbundene Schub- Kurbelarm 5 und eine Schubstange 6 enthaltenden stange ein, die über einen Kurbelarm die Lenkwelle Lenkgehäuseunterteil 7 verbunden,
verschwenkt. Die Druckflüssigkeit wird in die beiden Das andere Ende des Arbeitszylinders 1 ist mit

Druckräume des Arbeitszylinders durch einen Steuer- so einem Lenkgehäuseoberteil 10 verbunden, der die schieber geleitet, der beim Drehen des Lenkhandrads Lagerung einer Lenkspindel 12 und einen Rückflußdurch den als Lenkmutter arbeitenden, mit Gewinde raum 13 enthält.

versehenen Teil der Lenkschnecke verschoben wird. Im Arbeitszylinder 1 sind zwei ineinandergepaßte

Infolge der Gewindeverbindung zwischen Lenk- Hülsen 2 und 3 vorgesehen. Die mit einem Futter 18 handrad und Steuerschieber muß das Lenkhandrad 25 versehene äußere Hülse 2 ist als Kolben ausgebildet, schon für eine kleine Bewegung des Steuerschiebers an beiden Enden mit Dichtungsringen 16 versehen relativ weit eingeschlagen werden, d. h., die Lenk- und in den Arbeitszylinder 1 eingepaßt. Gegen Verhilfskraft setzt mit Verzögerung ein, was uner- drehen ist die Hülse 2 durch den an ihrem Deckel 9 wünscht ist. angeschlossenen Kurbeltrieb 5, 6 festgelegt. Das mit

Bei dieser bekannten Hilfskraftlenkung ist ferner 30 Gewinde versehene Ende der Lenkspindel ist mit der Lenkfühlkolben im Arbeitskolben eingebaut und dem Innengewinde der inneren als Lenkmutter ausmit dem Steuerschieber in Reihe geschaltet. Über gebildeten Hülse 3 im Eingriff. Die beiden Hülsen 2 diesen Fühlkolben wird dem Fahrer der Lenkwider- und 3 sind durch die Deckel der äußeren Hülse 2 stand vermittelt. Infolge der Gewindeverbindung zum über Druckkugellager gegeneinander in Achsrichtung Lenkhandrad muß der Fühlkolben recht groß ausge- 35 festgelegt.

führt werden, was unvorteilhaft ist. In die Hülse 2 ragen tangential angeordnet und

Bei einer anderen bekannten Hilfskraftlenkung ist einander gegenüberliegend zwei Anschlagbuchsen 36 die sich mit dem Lenkhandrad drehende Lenkmutter und 38 hinein. Die innere Hülse 3 ist so ausgearbeitet, mit einer Rippe versehen, die sich beim Drehen des daß die beiden Anschlagbuchsen 36 und 38 eine Lenkhandrads in Umfangsrichtung und auch in Achs- 40 Nase 41 der inneren Hülse 3 einschließen und diese richtung bewegt. Durch die Umfangsbewegung sich in der äußeren Hülse 2 nur in begrenztem Maß werden Steuerschieber betätigt, die zugleich dazu verdrehen kann.

dienen, dem Fahrer den Lenkwiderstand zu über- Die beiden Anschlagbuchsen 36 und 38 greifen

mitteln. Die herausragende Rippe der Lenkmutter zur Festlegung mit Vorsprüngen 40 in Nuten 39 der wird auch während der axialen Bewegung an die 45 äußeren Hülse 2 ein. Beim Drehen der Lenkspindel Anschlagfläche des Steuerschiebers gedrückt. 12 wird infolge der Gewindeverbindung zunächst die

Bei dieser bekannten Hilfskraftlenkung werden die innere Hülse 3 in der äußeren Hülse 2 so weit ver-Lenkkräfte durch sich gegeneinander bewegende dreht, bis die Nase 41 gegen eine Anschlagbuchse 36 Bauteile übertragen, so daß die Reibungskräfte er- bzw. 38 anschlägt. Hiernach verschieben sich beide heblich sind. Auch ist der Raumbedarf dieser Hilfs- 50 Hülsen 2 und 3 gemeinsam im Arbeitszylinder 1 in kraftlenkung groß, und es stellt sich leicht uner- axialer Richtung, so daß von der äußeren Hülse aus wünschtes Spiel ein. der Kurbeltrieb 5, 6 betätigt und die Lenkwelle 4

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, gedreht werden. Diese Betätigung entspricht einer eine hydraulische Hilfskraftlenkung der eingangs ge- mechanischen Lenkung ohne Hilfskraft,
nannten Art zu schaffen, die nur geringes Spiel und 55 In der Mitte des Futters 18 der Hülse 2 sind einwenig Reibung aufweist sowie einen geringeren ander gegenüberliegend zwei längslaufende, in Achs-Raumbedarf hat. Ferner soll die Hilfskraftlenkung so richtung an beiden Enden abgeschlossene Nuten 19 empfindlich sein, daß schon kleine Bewegungen des und 29 vorgesehen. Die Nut 19 ist durch eine radiale Lenkhandrads große Änderungen des Durchfluß- Bohrung 17 mit einem zwischen der Außenfläche der querschnitts für die Druckflüssigkeit ergeben. 60 Hülse 2 und der Innenwand des Arbeitszylinders 1

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch ge- befindlichen Raum 15 verbunden, an den mittels löst worden, daß die zwei Hülsen gegeneinander in eines Einlasses 14 die Druckseite der Pumpe an-Achsrichtung festgelegt sind, daß ferner auf der geschlossen ist. Die an den Enden der Hülse 2 beFläche der inneren Längsbohrung der äußeren Hülse findlichen Räume 8 und 11 stehen durch je eine in Achsrichtung Nuten vorgesehen sind und die 65 Längsbohrung 25 bzw. 27 und je eine radiale Bohinnere Hülse über das Gewinde mit der Lenkspindel rung 24 bzw. 26 mit der Bohrung der äußeren Hülse 2 im Eingriff steht und daß die äußere zylindrische in Verbindung. Die beiden Bohrungen 24 und 26 Mantelfläche der inneren Hülse in Achsrichtung zwei sind so versetzt, daß die Nuten 19 bzw. 29 zwischen

ihnen liegen. Die innere Hülse 3 trägt außen einander gegenüberliegend zwei längslaufende Rippen 3«. Dadurch gebildete Teilringräume 22 und 23 sind in Achsrichtung an beiden Enden abgeschlossen. Die Breite der Rippen 3 α ist kleiner als die Breite der Nuten 19 und 29. Durch die eine Rippe (F i g. 3, unten) geht eine radiale Bohrung 31 hindurch, die zu einem Innenraum 32 der inneren Hülse 3 führt, die ihrerseits durch eine Längsbohrung 33 und Querbohrungen 34 in der Lenkspindel 12 mit dem Rückflußraum 13 und der Saugseite der Pumpe verbunden ist.

Die Anschlagbuchsen 36 und 38 halten die innere Hülse 3 über ihre Nase 41 in einer Stellung, bei der die Rippen 3 α auf die Nuten 19 und 29 ausgerichtet sind. Hierbei sind zwischen den Kanten der Rippen 3 α und den Nuten 19 und 29 gleich große Spalten 20 und 21 bzw. 28 und 30 vorhanden. Verdreht sich die Hülse 3 in der einen oder anderen Richtung bis zum Anschlagen an den Buchsen 36 bzw. 38, schließen sich die entsprechenden Spalten 20 und 30 bzw. 21 und 28 zwischen den Rippen 3 a und den Nuten 19 bzw. 29, wogegen die anderen Spalten größer werden.

Die Hilfskraftlenkung arbeitet wie folgt: Befindet sich die innere Hülse 3 gegenüber der äußeren Hülse 2 in der Mittelstellung, so sind die Spalten 20 und 21 bzw. 28 und 30 gleichmäßig offen. Der von der Pumpe gelieferte ölstrom gelangt durch die Bohrung 17 der Hülse 2 in die eine Nut 19 und teilt sich an der hier stehenden Rippe 3 a, so daß er durch die beiden Teilringräume 22 bzw. 23 zur anderen Nut 29 strömt. Der an dieser Stelle wieder vereinigte ölstrom geht durch die radiale Bohrung 31 der hier stehenden Rippe 3 α in den Innenraum 32 und weiter in den Rückflußraum 13, d. h. zur Saugseite der Pumpe zurück.

Wird das Lenkhandrad nach links gedreht, verdreht sich mit dem Drehen der Spindel 12 die innere Hülse 3 gegenüber der äußeren Hülse 2, so daß sich die Spalten 21 und 28 zwischen den Rippen 3 α und den Nuten 19 bzw. 29 schließen. Der Ölstrom wird also nicht mehr geteilt, sondern geht als Ganzes in den Teilringraum 22 auf der einen Seite. Da der von hier aus in die andere Nut 29 führende Spalt 28 auch geschlossen ist, kann das Öl nicht in den Innenraum 32 gelangen. Der Teilringraum 22 steht aber durch die radiale Bohrung 24 und die Längsbohrung 25 der äußeren Hülse 2 mit dem einen zylindrischen Raum 8 des Arbeitszylinders 1 in Verbindung, so daß das Öl in diesen Raum strömt und die als Kolben arbeitende äußere Hülse 2 in F i g. 1 nach rechts verschiebt.

Der andere Teilringraum 23 wird in gleicher Weise mit der anderen Nut 29 und dem anderen Zylinderraum 11 über die Radial- und Längsbohrungen 26 bzw. 27 verbunden, so daß das durch die Verschiebung der Hülse 2 verdrängte Öl aus dem Zylinderraum 11 in den Rückflußraum 13 gelangt. Die unsymmetrische Einstellung der Rippen 3 α gegenüber den Nuten 19 bzw. 29 bleibt so lange erhalten, wie die Lenkspindel 12 gedreht wird und dabei die Hülse 2 durch den Öldruck axial verschoben wird.

Hört das Drehen der Lenkspindel 12 auf, so bewirkt das einlaufende Öl die axiale Verschiebung der Hülse 12 nur noch so lange, bis sich infolge der nunmehr bewegungslosen Lenkspindel 12 die innere Hülse aus ihrer verschwenkten Stellung zurückgedreht hat.

Beim Lenken nach rechts ergeben sich die entsprechend entgegengesetzten Bewegungen.

Das Innere der in die äußere Hülse 2 eingesetzten Anschlagbuchsen 36 und 38 ist durch Kanäle 43 zum Außenmantel der Hülse 2 hin offen. In die Anschlagbuchsen 36 und 38 sind Fühlkolben 35 bzw. 37 eingesetzt, deren Längsmittelachse also zum Umfang der äußeren Mantelfläche der inneren Hülse 3 tangential angeordnet ist. Die Fühlkolben stehen unter Wirkung

ίο von Federn 42, so daß sie an der Nase 41 anliegen. Zusätzlich zu dieser Nase 41 ist noch eine zweite Anschlagnase 44 vorhanden, die sich auf der Innenseite der äußeren Hülse 2 befindet. Bei der vorgesehenen Anordnung können sich die Fühlkolben 35 und 37 aus ihrer durch die Anschlagnase 44 gegebenen Normalstellung nur nach außen bewegen, wobei die jeweilige Feder 42 zusammengedrückt wird. Außer der Federkraft wirkt auf die Fühlkolben noch der von der Pumpe gelieferte Öldruck ein, durch den die

ao Fühlkolben ebenfalls gegen die Nasen 41 bzw. 44 gedrückt werden.

Beim Lenken drückt die Nase 41 der gedrehten Hülse 3 den einen Fühlkolben 37 nach außen, wobei die Feder 42 zusammengedrückt wird. Die auf den Fühlkolben 37 wirkenden Kräfte, zusammengesetzt aus der Federkraft und dem Öldruck, müssen überwunden werden. Da der Öldruck dem jeweils im Arbeitszylinder herrschenden Öldruck gleich ist, der wieder dem zu überwindenden Lenkwiderstand entspricht, ist die auf die Nase 41 ausgeübte Reaktionskraft dem jeweiligen Lenkwiderstand verhältnisgleich. Aus der Beschreibung ergibt sich, daß durch Verdrehen der inneren Hülse 3 der Ölstrom unmittelbar durch die Rippen 3 α gegenüber den Nuten 19 bzw. 29 gesteuert wird. Schon bei der kleinsten Verdrehung der inneren Hülse 3 entsteht dabei eine starke Änderung des Durchflußquerschnitts, d. h., die Hilfskraftlenkung ist sehr empfindlich und arbeitet mit ganz geringem Spiel. Die eingebauten Fühlkolben sind klein und können daher ohne weiteres in die äußere Hülse 2 eingesetzt werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Hilfskraftlenkung, insbesondere für Straßenkraftfahrzeuge, mit einem Lenkgetriebe, welches einen in der Lenksäule ausgestalteten Arbeitszylinder, eine in den Arbeitszylinder eindringende Lenkspindel und eine mit dem Gewinde dieser Lenkspindel im Eingriff stehende, mit der gelenkten Achse in momentübertragender Verbindung stehende Lenkmutter aufweist, die aus zwei ineinandergepaßten und als Steuerelementpaar ausgebildeten Hülsen besteht, von denen die äußere Hülse den zylindrischen Kolben bildet, der gegen Drehen gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Hülsen (2 und 3) gegeneinander in Achsrichtung festgelegt sind, daß ferner auf der Fläche der inneren Längsbohrung der äußeren Hülse (2) in Achsrichtung Nuten (19 und 29) vorgesehen sind und die innere Hülse (3) über das Gewinde mit der Lenkspindel (12) im Eingriff steht und daß die äußere zylindrische Mantelfläche der inneren Hülse (3) in Achsrichtung zwei mit den Nuten der äußeren Hülse zusammenwirkende Rippen (3 a) aufweist, wobei die Steuereinrichtung mit offener Mitte arbeitet.

2. Servolenkung nach Anspruch 1 mit durch Flüssigkeitsdruck und Federkraft belasteten, in ihrer als Arbeitskolben ausgebildeten Hülse angeordneten Fühlkolben, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelachse der Fühlkolben (35 bzw. 37) zum Umfang der äußeren Mantelfläche der als Lenkmutter ausgebildeten inneren Hülse (3) tangential angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen