DE3037660A1

DE3037660A1 - Hydrostatische hilfskraftlenkung

Info

Publication number: DE3037660A1
Application number: DE19803037660
Authority: DE
Inventors: Rolf 7075 Mutlangen Faßbender; Karl-Heinz 7070 Schwäbisch Gmünd Liebert; Werner 7071 Böbingen Tischer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1980-10-04
Filing date: 1980-10-04
Publication date: 1982-04-22
Also published as: BR8106273A; US4466243A; DK434881A; FR2491423B1; SU1122215A3; GB2086324B; DE3037660C2; DK154691C; FR2491423A1; DK154691B; GB2086324A

Description

»Λ ■»

3Ü3766Q

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Hilfskraftlenkung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige hydrostatische Hilfskraftlenkung ist bekannt aus der DE-OS 17 51 979. Zur Druckanregelung und für die Verteilung des Drucköles zu den Druckräumen des Servomotors ist der Steuerschieber axial verschiebbar. Die axiale Verschiebung des Steuerschiebers erfolgt über eine steilgewindeartige Verstellkupplung. Die Rückstellung des Steuerschiebers in seine neutrale Mittelstellung erfolgt durch einen Torsionsstab, der einerseits mit der Antriebswelle und andererseits mit der mit dem Handpumpenrotor in Verbindung stehenden Gelenkwelle drehfest verbunden ist. Dadurch-wird erreicht, daß die Rückstellkraft des Torsionsstabes nur zwischen der Antriebswelle und der Gelenkwelle wirksam ist und der Steuerschieber kräftefrei bleibt. Nachteilig ist bei dieser Anordnung jedoch, daß die Torsionsfeder in der neutralen Mittelstellung des Steuerschiebers völlig entspannt ist, so daß keine restliche Zentrierkraft verbleibt, die den Steuerschieber gegen Reibungskräfte oder gegen durch Fahrbahnerschütterungen hervorgerufene Beschleunigungskräfte in seine neutrale Mittelstellung zentriert.

Dieser Nachteil wird bei einer anderen hydrostatischen Lenkung (DE-AS 28 14 230) dadurch vermieden, daß zur Zentrierung der beiden dort vorhandenen Ventilhülsen des Drehschieber-Akte 5722 G

3Ü37660

Steuerventiles in ihre Neutralstellung zwei Blattfedern verwendet werden. Die beiden bandförmigen Blattfedern sind gegeneinander gewölbt, liegen aneinander an und sind in Radial schlitzen, die die beiden Ventilhülsen durchsetzen,, eingesetzt. Damit die Blattfedern durch Biegespannungen weniger leicht überbeansprucht werden können, stützen sich die Blattfedern mit ihren querliegenden Sndkanten an je einer sich über die Blattfederlänge erstreckenden ebenen Stütsplatte ab.

Bei dieser Anordnung stützen sich die radial eingesetzten Biegeblattfedern an beiden Enden mit ihren scharfen Kanten auf den beiden Druckplatten ab_o Durch die relative Längenänderung der Blattfedern ergibt sich beim Betrieb der Lenkung eine starke Reibung der Federenden auf den Druckplatten«, Eine große Hysterese der Federkennlinie beim linfedern und beim Ausfedern ist die Folge. Durch die radiale Anordnung der Blattfedern ist deren Biegelänge„ mit Rücksicht auf den begrenzten Durchmesser der Drehschieberelemente, begrenzt» Wegen der Abstützung der Blattfedern bzw» der Druckplatten in den Schlitzen der Ventilhülsen werden die Ventilelemente von der vollen Rückstellkraft der Blattfedern belastete Die hohen, auf die Ventilelemente wirkenden Kräfte können zu einer Verformung dieser Teile führen- Ein erhöhter Verschleiß ist die Folge.

Akte 5722 G

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Hilfskraftlenkung der genannten Art derart zu verbessern, daß, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Einrichtungen, der axial verschiebbare Steuerschieber einerseits nicht von der Rückstellkraft der Zentrierfedereinrichtung beaufschlagt wird, andererseits jedoch durch eine verbleibende, genau bestimmbare Vorspannkraft der Zentrierfedereinrichtung in eine neutrale Mittelstellung zentriert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den· Unteransprüchen angegeben.

Besonders vorteilhaft ist bei dieser Einrichtung, daß durch die axiale Anordnung der sich gegeneinander abstützenden Biegeblattfedern auch bei einem kleinen Durchmesser der Ventileinrichtung eine große Biegelänge der Blattfedern ermöglicht wird. Durch die Abstützung der Biegeblattfedern auf in ihrer Längserstreckung axial liegenden Druckplatten weist die Linienberührung des inneren Federträgers beim Zusammendrücken des Federpaketes eine große axiale Länge auf. Durch die zu der Wölbung der Blattfedern entgegengesetzte Abrundung oder Biegung der beiden Enden der Blattfedern erfolgt die Abstützung der Blattfedern auf den Druckplatten reibungs- und verschleißarm.

Akte 5722 G

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird durch die Verringerung der Breite der Druckplatten in ihrem mittleren Bereich erreicht, daß die Druckplatten durch ihre geringe Torsionssteife sich zum Ausgleich von Fertigungsungenauig=· keiten zwischen den Flanken des axialen Schlitzes und der Auflage der Enden der Biegeblattfedern anpassen können» Durch die konische Erweiterung der axialen Nuten in der äußeren Betätigungshülse in radialer Richtung wird erreicht, daß bei maximalem Federweg des Blattfederpaketes der Änlagewinkel den Druckplatten angepaßt wird« Zur Verminderung von Reibung und Verschleiß sind die Längskanten, die aus dem innendurchmesser und dem axialen Schlitz des inneren Federträgers gebildet sind und an denen sich beim Zusammendrücken des Federpaketes die Druckplatten abstützen, gerundet ausgeführte

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die hydrostatische HiIfskraftlenkung,

Fig. 2 den Querschnitt durch die Lenkung nach der

Linie II-II gemäß Fig» 1, in Neutralstellung,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Querschnitt der

Figur 2, jedoch mit verdrehtem Federelement„ in vergrößertem Maßstab,

Akte 5722 G

W ♦

Fig. 4 eine Ansicht eines Ausführungsbeispieles des Federelementes in'vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 eine Draufsicht auf das Federelement der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Ein innenverzahnter Zahnring 1 ist zwischen einem Deckel 2 und einem Umlenk-Zwischenring 3 eines Gehäuses 4 angeordnet und mit diesem und einem weiteren Abschlußdeckel 5 durch Schrauben 6 verbunden. Ein außenverzahntes Zahnrad 7 weist einen Zahn weniger als der Zahnring 1 auf und bildet mit diesem zusammen eine Handzahnradpumpe 8. Zwischen den Zähnen von Zahnring 1 und Zahnrad 7 und den an den beiden Teilen angrenzenden Stirnflächen des Deckels 2 und des Zwischenringes 3 werden Verdrängerzellen 9 gebildet.

Das Zahnrad 7 ist über eine Gelenkwelle 10 und einen Mitnehmerstift 11 mit Verdrehspiel mit einer Antriebswelle verbunden. Die Antriebswelle 12 trägt eine hohle Betätigungshülse 13.

In einer Innenbohrung 4A des Gehäuses 4 ist ein Drehsteuerschieber 14 (im folgenden kurz "Drehschieber" genannt) koaxial zu der Betätigungshülse 13 gelagert. Der Drehschieber 14 ist über zwischen der Betätigungshülse 13 und dem Drehschieber 14 angeordnete Steilgewindeprofile 15 bei einer Drehbewegung der Antriebswelle 12 in beiden Richtungen axial verschiebbar. Zwischen der Gelenkwelle 10 und der Antriebswelle 12 ist ein Federelement 16 angeordnet.

Akte 5722 G

Das Federelement 16 enthält zwei in axialer Längsrichtung des Drehschiebers 14 liegende, gekrümmte Blattfedern 17» Die Enden 18 der Blattfedern 17 sind in zu deren Krümmung entgegengesetzter Richtung abgerundet. Die Blattfedern 17 liegen mit ihren Enden 18 auf je einer Druckplatte 19 auf« Das gesamte Federelement 16 befindet sich in einem Längsschlitz 20 eines in der Betätigungshülse 13 angeordneten Federträgers 21.

Zwei im Inneren der hohlen Betätigungshülse 13 einander gegenüberliegende Längsnuten 22 bilden mit ihren Flanken Anlageschultern 23 für das Federelement 16„ Die Blattfedern sind zwischen den Anlageschultern 23 einerseits und dem Längsschlitz 20 andererseits mit Vorspannung eingesetzt« Die Blattfedern 17 stützen sich dabei mit ihren konvex gekrümmten Flächen gegeneinander ab.

Die Druckplatten 19 sind zwischen den Blattfedern 17 den Längsnuten 22 der Betätigungshülse 13 und dem Längsschlitz 20 des Federträgers 21 eingesetzt„ Ohne die Druckplatten würden die Blattfedern punktförmig an den Längsnuten der Betätigungshülse anliegen,, Ein erhöhter Verschleiß wäre die Folge. Im Gegensatz dazu wird mit csn Druckplatten eine Linienberührung zwischen den Blattfedern und den Druckplatten einerseits und den Druckplatten und der Betätigungshülse andererseits erreicht.

Akte 5722 G

Gemäß der Darstellung in Figur 1 sind die Enden der Blattfedern 17 mit einem Radius abgebogen in zu der Krümmung der Blattfedern entgegengesetzter Richtung. Ebenso wie die in Figur 4 dargestellte Abrundung der Enden 18 der Blattfedern 17 dient der abgebogene Radius der Blattfedern der Figur 1 dazu, den Verschleiß zwischen den Blattfedern und den Druckplatten zu verringern. Außerdem ergibt sich dadurch eine eindeutig definierte Federkennlinie.

Die Druckplatten 19 sind zur Mitte hin in der Breite eingezogen, d. h. sie weisen in ihrem mittleren Bereich in Längserstreckung eine geringere Breite auf als in ihren Endbereichen. Diese Maßnahme hat folgenden Grund: um eine genaue Anlage der Druckplatten an den Anlageflächen zu gewährleisten, müssen die Druckplatten eben sein. Da die Druckplatten jedoch nicht eben herzustellen sind, müssen sie elastisch sein, damit sie nur an den Enden zur Anlage kommen, wo die Blattfedern an ihren Enden anliegen. Diese Elastizität der Druckplatten wird durch die Einschnürung in der Mitte erreicht.

Um zu erreichen, daß bei maximalem Federweg des Blattfederpaketes der Anlagewinkel den Druckplatten angepaßt wird, ist es vorteilhaft, daß die Längsnuten 22 in der Betätigungshülse 13 sich in radialer Richtung konisch erweitern. Dadurch ergibt sich eine genau definierte Linienberührung zwischen den Druckplatten 19 und der Betätigungshülse 13.

Akte 5722 G

Zur Verminderung von Reibung und Verschleiß sind die Längskanten 24 des Federträgers 21, die zwischen der äußeren Mantelfläche 25 und dem axialen Längsschlitz 20 des Federträgers 21 gebildet sind, gerundet ausgeführt.

Das Federelement 16 kann sich in geringen Grenzen quer zu seiner Längsachse verschieben» Dadurch könnten die Längskanten der Druckplatten 19 im Grund der Längsnuten 22 der Betätigung shül se 13 reiben. Für eine Verringerung dieser Reibung und zur Verhinderung des Auftretens einer durch die Reibung entstehenden Hysterese ist es deshalb zweckmäßig, die Längskanten 26 der Druckplatten 19 einseitig, d. h. am Federelement 16 außen, abzurunden«

Die Druckanregelung und die Druckmittelverteilung gehören nicht zum Gegenstand der Erfindung? die entsprechenden Steuernuten und -kanale sind in Figur 1 dargestellt. Da ihre Anordnung und Funktion nicht erfindungswesentlich ist, wird in der Beschreibung nicht näher darauf eingegangen» Eine aus= führliche Beschreibung dieser Hüten und Kanäle ist in der älteren deutschen Patentanmeldung 27 17 435 <= 4=15 enthalten =

Akte 5722 G

Claims

Aktiengesellschaft Friedrichshafen

Hydrostatische HiIfskraftlenkung

Patentansprüche

Hydrostatische Hilfskrafti enkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer aus einem gehäusefesten, innenver zahnten Zahnring und einem in diesem gelagerten außenverzahnten, einen Zahn weniger als der Zahnring aufweisenden Zahnrad bestehenden Handzahnradpumpe und mit folgenden weiteren Merkmalen:

das Zahnrad ist über eine Gelenkkupplung mit Verdrehspiel mit einer Antriebswelle verbunden, ein Drehschieber ist bei einer Drehung der Antriebswelle aus seiner neutralen Mittelstellung in Abhängigkeit von der Drehrichtung eines Lenkhandrades in beiden Richtungen axial verschiebbar,

ein Federelement ist zwischen der Antriebswelle und einer mit dem außenverzahnten Zahnvad verbundenen Gelenkwelle angeordnet,

gekennzeichnet durch folgende Merkmales als Federelement (16) sind zwei in axialer Längsrichtung des Drehschiebers (14) liegende, gekrümmte Blattfedern (17) angeordnet,

Akte 5722 G

die Blattfedern (17) sind zwischen Anlageschultern (23) bildenden Längsnuten (22) einer mit der Antriebswelle (12) verbundenen Betätigungshülse (13) einerseits und einem Längsschlitz (20)eines im Inneren der Betätigungshülse (13) angeordneten Federträgers (21) andererseits mit Vorspannung eingesetzt,

die Blattfedern (17) stützen sich mit ihren Wölbungen gegeneinander ab,

die Enden (18) der Blattfedern (17)sind in zu ihrer Krümmung entgegengesetzter Richtung abgerundet, die Blattfedern (17) liegen mit ihren Enden (18) auf je einer Druckplatte (19) auf,

die Druckplatten (19) sind zwischen den Blattfedern (17) und den Längsnuten (22) der Betätigungshülse (13) und dem Längsschlitz (20) des Federträgers (21) eingesetzt.
2. Hydrostatische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (18) der Blattfedern (17) in zu ihrer Krümmung entgegengesetzter Richtung abgebogen sind.
3. Hydrostatische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatten (19) in Längserstreckung in ihrem mittleren Bereich eine geringere Breite aufweisen als in ihren Endbereichen.

Akte 5722 G
4. Hydrostatische Hilf skraf tlenkung nach einem der An= sprüche 1 bis 3_f

dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Längsnuten (22) der Betätigungshülse (13) in radialer Richtung konisch erweitert sinöL
5. Hydrostatische Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die sich bei einem Zusanunendrücken der Blattfedern (17) auf den Druckplatten (19) abstützenden, aus der äußeren Mantelfläche (25) und dem axialen Längsschlitz (20) des Federträgers (21) gebildeten Längskanten (24) gerundet sind»
6. Hydrostatische Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 5_f

dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatten (19) einseitig an ihren Längskanten (26) abgerundet sind.

Akte 5722 G

ORIGINAL IfMSPECTED