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I.. enkejLnrichtung für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft Lenkeinrichtungen für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer mit dem Lenkgestän- ge verbundenen und unter Vermittlung von umlaufenden Kugeln auf der Lenkspindel gelagerten und durch diese axial bewegbaren Lenkmutter.
Bei Lenkeinrichtungen allgemeiner Art wird angestrebt, dieselben möglichst leichtgängig zu machen und mit verhältnismässig wenig Lenkhandradumdrehungen auszukommen. Nachteilig macht sich dabei be- merkbar, dass mit der Verbesserung des Wirkungsgrades des Lenkgetriebes auch die von der Fahrbahn auf die Lenkspindel bzw. auf das Lenkhandrad kommenden Stösse in verstärktem Masse spürbar werden. Aus diesem Grunde wurden bisher die Lenkeinrichtungen so ausgelegt, dass die Reibung im Lenkgetriebe und die Beschleunigung der Massen der Lenkspindel und des Lenkrades bei Auftreten eines Stosses von der Fahr- bahn diesen am Lenkhandrad wohl spürbar werden liessen, jedoch ohne Gefahr mit Handkraft gehalten werden konnten.
Diese Auslegung der Lenkeinrichtungen geht jedoch auf Kosten der Leichtgängigkeit, so dass insbesondere bei schweren Fahrzeugen die Lenkung nur mit grossem Kraftaufwand und mittels einer grossen Anzahl vonLenkhandradumdrehungen betätigbar ist. Man ist deshalb dazu übergegangen, Lenkgetriebe mit durch umlaufende Kugeln auf der Lenkspindel gelagerter Lenkmutter zu bauen, wobei zur Auf- nahme der Fahrbahnstösse am Lenkgestänge Stossdämpfer vorgesehen sind.
Das Neue und Wesentliche der Erfindung besteht gegenüber den bekannten Lenkeinrichtungen darin, dass beiderseits eines mit dem Lenkgetriebe verbundenen, in einem geschlossenen mit Öl gefüllten Raum hin-und herbewegbaren Kolbens in dem als Zylinder dienenden Lenkgetriebegehäuse mit Öl gefüllte
Kammern vorgesehen sind, die mindestens eine als Drosselkanal oder als Dämpfungsventil ausgebildete Verbindung aufweisen und die durch einen unmittelbar an das Lenkgetriebegehäuse angeschlossenen Öl- reservebehälter luftfrei gehalten sind, so dass sich bei Auftreten von Stössen im Lenkgetriebe vor dem Kolben Ölpolster bilden, welche die Stösse von der Lenkspindel abhalten.
Weitere Merkmale der Erfindung können der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen entnommen werden.
Es zeigen : Fig. l ein Lenkgetriebe mit Kugelumlauflagerung der Lenkmutter und einen die Lenkbewegung übertragenden Kurbeltrieb im Längsschnitt, Fig. 2 ein Lenkgetriebe gleicher Art wie in Fig. l, je- doch mit als Zahnstange ausgebildeter Lenkmutter und einem die Lenkbewegung übertragenden Zahnsegment in einem Längsschnitt, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. l mit beispielsweiser Anordnung der Dichtringe ; Fig. 4-6 zeigen in Teilschnitten die beispielsweise Anordnung bzw. Ausbildung der Ventile zur Stossdämpfung und Fig. 7 die Anordnung eines Ölreservebehälters an eine der Kammern, in einem Ausschnitt nach Fig. 1 im Längsschnitt.
In Fig. l ist mit 1 das Lenkgetriebegehäuse bezeichnet. Die Bohrung des Lenkgehäuses dient zur Aufnahme und Führung einer axial in beiden Richtungen bewegbaren Lenkmutter 2. In die Lenkmutter 2 greift in bekannterweise dieLenkschnecke einer mit dem (nicht dargestellten) Lenkhandrad verbundenen Lenkspindel 4 unter Vermittlung von umlaufenden Kugeln 5 ein. Die Lenkspindel 4 stützt sich mittels zweier Axiallager 7 bzw. 8 am Lenkgetriebegehäuse 1 ab, wobei sich die einen Laufringe 10 bzw. 11 an einen Bund 13 der Lenkspindel 4 anlegen, während die beiden andern Laufringe 15 bzw. 16 in einer Ausnehmung am Lenkgehäuse 1 bzw. an einem am Lenkgetriebegehäuse gehaltenen Ring 17 zur Anlage gelangen.
Am Kopf 18 der Lenkmutter 2 ist das eine Glied eines Kurbeltriebes 20,21 angelenkt, wobei das andere Glied 21 fest mit der Lenkwelle 24 verbunden ist.
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Die Lenkmutter 2 ist hiebei als doppelt wirkender Kolben ausgebildet, wobei das Lenkgetriebegehäuse 1 als Zylinder dient. Durch die als Kolben ausgebildete Lenkmutter 2 sind im Gehäuse 1 Ölkammern 30 bzw. 31 gebildet, deren Füllung durch die mit Stopfen 32 bzw. 33 verschliessbaren Öffnungen 35 bzw. 36 erfolgt. Am Kolben 2 ist eine die Ölkammern 30 bzw. 31 gegeneinander abschliessende Dichtung 38 zur Verhinderung des Übertretens des Öles von einer Kammer in die andere vorgesehen. Die Kammer 31 ist mittels der Dichtungen 40,41 bzw. 62 und die Kammer 30 mittels der in Fig. 3 gezeigten Dichtung 44,45 bzw. 63 nach aussen abgeschlossen. Die Ölkammern 30 bzw. 31 stehen hiebei über einen Überströmkanal 48 in Verbindung.
Der Kanal 48 ist dabei in einer Grössenordnung gehalten, die es bei Betätigung der Lenkung ermöglicht, dass das aus der einen Kammer entsprechend der Bewegungsrichtung des Kolbens bzw. der Lenkmutter 2 verdrängte Öl in die andere Kammer überströmen kann, ohne den Lenkvorgang zu hemmen. Bei auftretenden Stössen von der Fahrbahn her bildet sich jedoch durch den verengten Durchlass 48 ein Staudruck entgegen der Stossrichtung, so dass der Stoss vom Ölpolster gegen das Lenkgetriebegehäuse 1 abgefangen wird, ohne auf die Lenkspindel 4 übertragen zu werden.
Durch den konstruktiven Aufbau des Lenkgetriebes nach Fig. 1 bedingt, ist hier beispielsweise eine erweiterte Bohrung 50 vorgesehen, die das Überströmen des Öles aus der Kammer 30 in den durch eine Aussparung gebildeten Ringraum 51 am Kolben ermöglicht, ohne eine Drosselung zu bewirken.
In Fig. 2 ist zum Unterschied gegenüber der Fig. l eine als Zahnstange 53 ausgebildete und als Kolben dienende Lenkmutter 54 vorgesehen. Die Zahnstange 53 greift dabei in ein auf der Lenkwelle 55 festes Zahnsegment 56 ein. Zur Einstellung des Zahnspieles ist hiebei vorteilhaft eine am Lenkgehäuse 1 gelagerte Rolle 57 vorgesehen, die gegen eine Lauffläche 58 des Kolbens 54 zur Anlage gebracht ist. Die Ölkammern 59 bzw. 60 stehen auch hier (wie bereits bei Fig. 1 beschrieben) über eine Überström- bzw.
Drosselöffnung 61 miteinander in Verbindung und sind gegeneinander und nach aussen durch die Dichtung 52 bzw. 64 abgeschlossen.
Für grössere Lenkungen von schwereren Fahrzeugen, bei denen sich auch die Stösse von der Fahrbahn stärker auswirken, reicht die Drosseleinrichtung nach Fig. l, 2 und auch die notwendige grössere Durchflussmenge bei normaler Lenkbetätigung von einer zur ändern Kammer nicht aus. Aus diesem Grunde sieht die Erfindung die Anordnung von Ventilen zwischen den Ölkammern vor.
In Fig. 4 ist beispielsweise eine solche Ventilanordnung dargestellt. An Stelle einer Ausgleichsöffnung (in Fig. 1 und 2 ; 48,61) ist hier in die als Kolben ausgebildete Lenkmutter 2 bzw. 54 nach Fig. 1, 2 eine Ausnehmung 70 vorgesehen, die zur Aufnahme eines doppelt wirkenden Ventilkolbens 71 dient. Der Ventilkolben 71 besitzt beiderseitig Ventilflächen 74 bzw. 75, die an entsprechend ausgebildeten Gegenflächen 76 bzw. 77 an der Lenkmutter 2 bzw. 54 zur Anlage gebracht werden können. Mittels der Wirkung zweier unter Vorspannung eingesetzter Druckfedern 78 bzw. 79, die sich einerseits an einem Bund 80 bzw. 81 einer Durchlassbohrung 82 bzw. 83 und anderseits am Ventilkolben 71 abstützen, wird letzterer in unbeaufschlagtem Zustand in seiner Neutrallage gehalten, wobei Ringräume 84 bzw. 85 gebildet sind.
Mittels eines Schraubstückes 89 wird das Einsetzen bzw. das Halten des Ventilkolbens 71 sowie der Druckfedern 78 bzw. 79 an derLenkmutter 2 bzw. 54 ermöglicht. Über die Durchlassbohrungen 82 bzw. 83 und die Ringräume 84 bzw. 85 sowie über eine im Ventilkolben 71 vorgesehene Bohrung 86 stehen die beiden Ölkammern 30 und 31 (Fig. 1) bzw. die Ölkammern 59 und 60 (Fig. 2) miteinander in Verbindung und gestatten bei normaler Lenkbetätigung das Überströmen des Öles von einer zur andern Ölkammer. In die Führung 87 sind dabei Durchlassöffnungen 88 eingearbeitet.
Bei einem plötzlich auftretenden Stoss auf das Lenkgetriebe wird durch den sich vor dem Überströmkanal bildenden Staudruck, entsprechend der Stossrichtung, der Ventilkolben 71 entgegen der Stossrichtung gegen die Wirkung einer der Druckfedern 78 bzw. 79 verschoben und legt sich an die Ventilflächen 76 bzw. 77 in der Lenkmutter 2 bzw. 54 an, wobei die Verbindung der beiden Ölkammern 30, 31 bzw. 59,60 unterbrochen wird. Der Stoss wird nunmehr mittels des durch die Drosselung der Durchflussmenge von einer zur andern Ölkammer gebildeten Ölpolsters über das Lenkgetriebegehäuse 1 abgefangen, so dass der Stoss nicht auf die Lenkspindel 4 übertragen wird.
Der Überströmhanal 86 stellt dabei nach Abklingen des Stosses einen Druckausgleich zwischen den Ölkammern 30, 31 bzw. 59,60 her und der Ventilkolben 71 wird mittels der Druckfedern 78 bzw. 79 wieder in seine Neutrallage zurückgeführt.
An Stelle des Ventilkolbens nach Fig. 4 ist in Fig. 5 beispielsweise in einer Bohrung 90 an der Lenkmutter 2 bzw. 54 ein Ventilstück 91 eingeschraubt oder eingepresst. An beiden Enden des Ventilstückes 91 bzw. an den Stirnseiten der Lenkmutter bzw. am Ventilstück 91 sind Aussparungen 93,94 bzw. 95,96 vorgesehen, in die ringförmige Dichtungskörper 97 bzw. 98 aus flexiblem Werkstoff eingesetzt sind. Diese Dichtkörper haben vorwiegend U-förmigen Querschnitt, wobei deren offene Stirnseite den Ölkammern 30, 31 bzw. 59,60 zugekehrt ist. Der innere Dichtringteil 100 bzw. 101 verläuft keilförmig nach aussen und
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bildet eine Dichtlippe.
Der Dichtkörper 97 bzw. 98 liegt mit seiner äusseren Umfangsfläche an der ent- sprechenden Gegenfläche der Lenkmutter 2 bzw. 54 an, während zwischen der Bohrung 105 und 106 der
Dichtkörper 97 bzw. 98 und dem abgesetzten Teil des Ventilstückes 91 ein Ringraum 109 bzw. 110 be- lassen ist. Die beiden Ringräume 109 bzw. 110 münden in die Ölkammern 30,31 (Fig. 1) bzw. 59, 60 (Fig. 2) und stehen durch einen in demVentilstück91 vorgesehenen Kanal 112 miteinander in Verbindung.
Die Ölkammern sind ausserdem dauernd über einen Überströmkanal 115 miteinander verbunden.
Bei normaler Lenkbewegung kann das in den beiden Ölkammern 30,31 bzw. 59,60 vorhandene Öl entsprechend der Bewegungsrichtung der Lenkmutter 2 bzw. 54 frei über die Ringräume 109 bzw. 110 und über den Kanal 112 von der einen zur andern Kammer überströmen. Bei Auftreten eines Stosses von der
Fahrbahn her werden die Dichtlippen 100 bzw. 101 durch den sich bildenden Ölstaudruck je nach Stoss- richtung gegen das Ventilstück 91 gepresst und die Verbindung zwischen den Ölkammern 30,31 bzw. 59,
60 unterbrochen. Der Stoss wird dabei durch das Ölpolster über das Gehäuse 1 abgefangen und von der
Lenkspindel 4 ferngehalten. Für einen Druckausgleich bzw. für den Ausgleich des Öles zwischen den Kam- mern erfolgt der Übertritt des Öles über den verengten Teil 115 einer Bohrung 114.
In Fig. 6 ist ein in die Lenkmutter 2 bzw. 54 eingesetztes Ventil dargestellt, bei welchem das freie Übertreten des Druckmittels von einer Ölkammer in die andere, je nach Bewegungsrichtung der Lenkmutter, mittels eines mit Steuernuten versehenen Ventilkörpers erfolgt. Mit 120 ist ein in eine Bohrung 121 eingesetzter, axial in beiden Richtungen bewegbarer Ventilkörper bezeichnet. Der Ventilkörper ist mit durch Ringnuten 122 bzw. 123 gebildeten Steuerkanten 125 bzw. 126 versehen. Diese Steuerkanten arbeiten zusammen mit durch eine in der Bohrung 121 vorhandene Ringnut 127 gebildeten Steuerkanten 130 bzw. 131.
In Bohrungen 147 bzw. 148 am Ventilkörper 120 sind unter Vorspannung Druckfedern 133 bzw.
134 eingesetzt, die sich an durch Sprengringe 136 bzw. 137 in die Bohrung 121 der Lenkmutter 2 bzw. 54 gehaltenen Scheiben 138 bzw. 139 abstützen und den Ventilkörper in seiner Mittellage bzw. Neutrallage halten. In die Ringnuten 122 bzw. 123 münden Kanäle 140 bzw. 141, die mit den Ölkammern 30,31 bzw. 59,60 in Verbindung stehen. Ausserdem besteht eine Verbindung der Ölkammern über die Bohrungen 147 bzw. 148 und durch einen Überströmkanal 145. An Stelle der Kanäle 140,141 können auch die (strichpunktiert eingezeichneten) Kanäle 140', 141'im Ventilkörper 120 angeordnet sein, so dass die Ringnuten 122 bzw. 123 über die Bohrungen 147 bzw. 148 mit den Kammern 30,31 bzw. 59,60 in Verbindung stehen.
Bei normaler Lenkbetätigung, d. h. bei Verstellung der Lenkmutter 2 bzw. 54 in der einen oder in der andern Richtung kann das Öl über die Kanäle 140 bzw. 141, die Ringräume 122 bzw. 123 und 127, von einer Kammer in die andere überströmen. Tritt jedoch ein Stoss von der Fahrbahn her auf, so wird der Ventilkörper 120 je nach Stossrichtung in der einen oder andern Richtung verstellt. Dadurch verschliessen die Steuerkanten 125,126 bzw. 130, 131 den Übertritt des Öles von der einen zur andern Ölkammer. Der Stoss wird somit über das sich vor dem Kolben durch den Ölstaudruck vor der Ausgleichsöffnung 145 bildende Ölpolster vom Gehäuse 1 abgefangen und von der Lenkspindel 4 ferngehalten. Durch die Überströmöffnung 145 erfolgt nach Abklingen des Stosses der Ausgleich zwischen den Ölkammern 30, 31 bzw.
59, 60.
In Fig. 7 ist an Stelle eines der die Ölkammern 30,31 bzw. 59,60 abschliessenden Stopfen ein Öl- reservebehälter 150 vorgesehen ; letzterer ist beispielsweise unmittelbar mittels eines Gewindeansatzes 152 in das Lenkgetriebegehäuse 1 eingeschraubt. Der Ölreservebehälter 150 ist durch eine Kappe 154 abgeschlossen und weist einen in eine Bohrung 155 der Bodenfläche 156 eingesetzten Ventilkolben 157 auf.
Mittels seiner Ventilfläche 158 kann sich der Ventilkolben 157 gegen eine entsprechend ausgebildete Gegenfläche 159 am Reservebehälter 150 anlegen. Am Ventilkolben 157 ist eine Verbindung 161 vorgesehen, über welche das im Reservebehälter 150 befindliche Öl bei geöffnetem Ventilkolben (wie in Fig. 7 dargestellt) in die Kammer 31 bzw. 60 gelangen kann ; mittels eines am Ventilkolben 157 vorhandenen Sprengringes 164 und einer Anlagescheibe 165 wird der durch sein Eigengewicht oder durch eine Federungseinrichtung in Öffnungsstellung gehaltene Ventilkolben 157 am Durchfallen gehindert. Über eine Druckausgleichsbohrung 170 geringer Abmessung am Ventilkolben 157 ist eine dauernde Verbindung zwischen dem Reservebehälter 150 und der Ölkammer 31 bzw. 60 hergestellt, deren Funktion später noch erläutert ist.
Die Wirkungsweise ist dabei wie folgt : Das Ventil 157 ist bei normaler Lenkbetätigung und nicht durch Stösse beeinflusstem Lenkgetriebe geöffnet, so dass durch Leckverluste od. dgl. aus den Kammern 30, 31 bzw. 59,60 austretendes Öl ständig aus dem Reservebehälter 150 nachgefüllt und die allfällige Bildung von Luftpolstern vermieden wird. Wird durch einen Stoss von der Fahrbahn her auf das Lenkgetriebe die Lenkmutter 2 bzw. 54 beispielsweise nach rechts gestossen, so bildet sich vor dem Kolben bzw. in der Kammer 31 bzw. 60 ein Ölpolster aus, durch dessen Druck der Ventilkolben 157 die Verbindung zwischen
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der Kammer 31 bzw. 60 und dem Reservebehälter 150 sperrt, wodurch ein Ausweichen des Öles in den Behälter 150 vermieden und die Bildung des Ölpolsters gewährleistet wird.
Nach Abklingen des Stosses wird der Ventilkolben 157 durch sein Eigengewicht oder mittels einer Federungseinrichtung wieder in seine Öffnungsstellung zurückgeführt, u. zw. nachdem über die Druckausgleichsbohrung 170 ein Druckausgleich zwischen der Kammer 30 bzw. 59 erfolgt ist. Der Reservebehälter 150 kann auch den konstruktiven Verhältnissen entsprechend vom Lenkgetriebegehäuse 1 entfernt vorgesehen sein und durch eine Leitung mit den Kammern 30,31 bzw. 59, 60 in Verbindung stehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Lenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer mit dem Lenkgestänge verbundenen und z. B. unter Vermittlung von umlaufenden Kugeln durch die Lenkspindel bewegbaren Lenkmutter, dadurch gekennzeichnet, dass beiderseits eines mit dem Lenkgetriebe verbundenen in einem geschlossenen mit Öl gefüllten Raum hin und herbewegbaren Kolbens, in dem als Zylinder dienenden Lenkgetriebegehäuse (1) mit Öl gefüllte Kammern (30,31 bzw.
59,60) vorgesehen sind, die mindestens eine als Drosselkanal (48, 61) oder als Dämpfungsventil (71,91, 120) ausgebildete Verbindung aufweisen und die durch einen unmittelbar an das Lenkgetriebegehäuse (1) angeschlossenen Ölreservebehälter (150) luftfrei gehalten sind, so dass sich bei Auftreten von Stössen im Lenkgetriebe vor dem Kolben Ölpolster bilden, welche die Stösse von der Lenkspindel abhalten.
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I .. design equipment for motor vehicles
The invention relates to steering devices for motor vehicles, consisting of a steering nut connected to the steering linkage and mounted on the steering spindle by means of rotating balls and axially movable by this steering nut.
In steering devices of a general type, the aim is to make the same as smoothly as possible and to get by with relatively few turns of the steering handwheel. A disadvantage here is that, with the improvement in the efficiency of the steering gear, the impacts coming from the roadway onto the steering spindle or onto the steering handwheel can also be felt to a greater extent. For this reason, the steering devices have so far been designed in such a way that the friction in the steering gear and the acceleration of the masses of the steering spindle and the steering wheel when a bump occurs from the roadway can be felt on the steering handwheel, but can be held by hand without danger .
However, this design of the steering devices is at the expense of ease of movement, so that, particularly in the case of heavy vehicles, the steering can only be actuated with great effort and by means of a large number of turns of the steering handwheel. One has therefore switched to building steering gears with steering nuts mounted on the steering spindle by rotating balls, shock absorbers being provided on the steering linkage to absorb the road bumps.
The novelty and essential of the invention compared to the known steering devices is that on both sides of a piston that is connected to the steering gear and movable to and fro in a closed space filled with oil is filled with oil in the steering gear housing serving as a cylinder
Chambers are provided which have at least one connection designed as a throttle channel or a damping valve and which are kept free of air by an oil reserve tank connected directly to the steering gear housing, so that when bumps occur in the steering gear, oil pads form in front of the piston the steering spindle.
Further features of the invention can be taken from the following description with reference to the drawings.
1 shows a steering gear with recirculating ball bearings for the steering nut and a crank drive transmitting the steering movement in a longitudinal section, FIG. 2 shows a steering gear of the same type as in FIG. 1, but with a steering nut designed as a rack and a toothed segment transmitting the steering movement in one Longitudinal section, FIG. 3 shows a section along the line III-III of FIG. 1 with an example of an arrangement of the sealing rings; 4-6 show in partial sections the arrangement or design of the valves for shock absorption, for example, and FIG. 7 shows the arrangement of an oil reserve container on one of the chambers, in a detail according to FIG. 1 in longitudinal section.
In Fig. L, 1 denotes the steering gear housing. The bore of the steering housing is used to receive and guide a steering nut 2 that can be axially moved in both directions. In the steering nut 2, the steering worm of a steering spindle 4 connected to the steering handwheel (not shown) engages in the steering nut 2 by means of rotating balls 5. The steering spindle 4 is supported by means of two axial bearings 7 and 8 on the steering gear housing 1, with one of the races 10 and 11 resting against a collar 13 of the steering spindle 4, while the other two races 15 and 16 are located in a recess on the steering housing 1 or come to rest on a ring 17 held on the steering gear housing.
One link of a crank mechanism 20, 21 is articulated on the head 18 of the steering nut 2, the other link 21 being firmly connected to the steering shaft 24.
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The steering nut 2 is designed as a double-acting piston, the steering gear housing 1 serving as a cylinder. The steering nut 2, which is designed as a piston, forms oil chambers 30 and 31 in the housing 1, which are filled through the openings 35 and 36, which can be closed with plugs 32 and 33. On the piston 2 there is provided a seal 38 that closes off the oil chambers 30 and 31 from one another to prevent the oil from flowing from one chamber to the other. The chamber 31 is closed off from the outside by means of the seals 40, 41 and 62 and the chamber 30 by means of the seal 44, 45 and 63 shown in FIG. 3. The oil chambers 30 and 31 are connected via an overflow channel 48.
The channel 48 is kept in an order of magnitude that, when the steering is actuated, allows the oil displaced from one chamber according to the direction of movement of the piston or steering nut 2 to flow into the other chamber without inhibiting the steering process. In the event of bumps from the roadway, however, a back pressure is created through the narrowed passage 48 against the direction of impact, so that the impact from the oil cushion against the steering gear housing 1 is absorbed without being transmitted to the steering spindle 4.
Due to the structural design of the steering gear according to FIG. 1, an enlarged bore 50 is provided here, for example, which enables the oil to flow over from the chamber 30 into the annular space 51 formed by a recess on the piston without causing throttling.
In FIG. 2, in contrast to FIG. 1, a steering nut 54 designed as a rack 53 and serving as a piston is provided. The rack 53 engages in a toothed segment 56 fixed on the steering shaft 55. To adjust the tooth play, a roller 57 mounted on the steering housing 1 is advantageously provided, which is brought to bear against a running surface 58 of the piston 54. The oil chambers 59 and 60 are also here (as already described for FIG. 1) via an overflow or
Throttle opening 61 in connection with one another and are closed off from one another and to the outside by the seal 52 and 64, respectively.
For larger steering systems of heavier vehicles, in which the bumps from the roadway also have a stronger effect, the throttle device according to FIGS. 1, 2 and also the necessary greater flow rate with normal steering operation from one chamber to the other are not sufficient. For this reason, the invention provides for the arrangement of valves between the oil chambers.
In FIG. 4, for example, such a valve arrangement is shown. Instead of a compensating opening (in FIGS. 1 and 2; 48, 61), a recess 70 is provided in the steering nut 2 or 54 according to FIGS. 1, 2, which is designed as a piston, and serves to accommodate a double-acting valve piston 71. The valve piston 71 has valve surfaces 74 and 75 on both sides, which can be brought into contact with correspondingly designed counter surfaces 76 and 77 on the steering nut 2 and 54, respectively. By means of the action of two preloaded compression springs 78 and 79, which are supported on the one hand on a collar 80 or 81 of a through hole 82 or 83 and on the other hand on the valve piston 71, the latter is held in its neutral position in the unloaded state, with annular spaces 84 and 85 are formed.
A screw piece 89 enables the valve piston 71 and the compression springs 78 and 79 to be inserted or held on the steering nut 2 and 54, respectively. The two oil chambers 30 and 31 (FIG. 1) and the oil chambers 59 and 60 (FIG. 2) are in communication with one another via the passage bores 82 and 83 and the annular spaces 84 and 85 and via a bore 86 provided in the valve piston 71 and allow the oil to flow over from one oil chamber to the other during normal steering operation. Passage openings 88 are incorporated into the guide 87.
In the event of a sudden impact on the steering gear, the back pressure that forms in front of the overflow duct, corresponding to the impact direction, shifts the valve piston 71 against the impact direction against the action of one of the compression springs 78 or 79 and rests against the valve surfaces 76 and 77 in the steering nut 2 and 54, the connection of the two oil chambers 30, 31 and 59, 60 being interrupted. The shock is now absorbed by means of the oil cushion formed by the throttling of the flow rate from one oil chamber to the other via the steering gear housing 1, so that the shock is not transmitted to the steering spindle 4.
After the impact has subsided, the overflow duct 86 produces a pressure equalization between the oil chambers 30, 31 and 59, 60 and the valve piston 71 is returned to its neutral position by means of the compression springs 78 and 79.
Instead of the valve piston according to FIG. 4, in FIG. 5, for example, a valve piece 91 is screwed or pressed into a bore 90 on the steering nut 2 or 54. At both ends of the valve piece 91 or on the end faces of the steering nut or on the valve piece 91, recesses 93, 94 and 95, 96 are provided, into which annular sealing bodies 97 and 98 made of flexible material are inserted. These sealing bodies predominantly have a U-shaped cross-section, with their open end face facing the oil chambers 30, 31 and 59, 60. The inner sealing ring part 100 or 101 runs in a wedge shape outwards and outwards
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forms a sealing lip.
The sealing body 97 or 98 rests with its outer circumferential surface on the corresponding counter surface of the steering nut 2 or 54, while between the bore 105 and 106 of the
Sealing body 97 or 98 and the offset part of the valve piece 91 an annular space 109 or 110 is left. The two annular spaces 109 and 110 open into the oil chambers 30, 31 (FIG. 1) and 59, 60 (FIG. 2) and are connected to one another by a channel 112 provided in the valve piece 91.
The oil chambers are also permanently connected to one another via an overflow duct 115.
During normal steering movement, the oil present in the two oil chambers 30, 31 and 59, 60 can flow freely over the annular spaces 109 and 110 and via the channel 112 from one chamber to the other, depending on the direction of movement of the steering nut 2 or 54. When a shock occurs from the
The sealing lips 100 or 101 are pressed against the valve piece 91 by the oil back pressure, depending on the direction of impact, and the connection between the oil chambers 30, 31 and 59,
60 interrupted. The shock is absorbed by the oil cushion on the housing 1 and from the
Steering spindle 4 kept away. For a pressure equalization or for equalizing the oil between the chambers, the oil passes over the narrowed part 115 of a bore 114.
6 shows a valve inserted into the steering nut 2 or 54, in which the pressure medium passes freely from one oil chamber to the other, depending on the direction of movement of the steering nut, by means of a valve body provided with control grooves. A valve body which is inserted into a bore 121 and is axially movable in both directions is designated by 120. The valve body is provided with control edges 125 and 126 formed by annular grooves 122 and 123, respectively. These control edges work together with control edges 130 or 131 formed by an annular groove 127 present in the bore 121.
In bores 147 and 148 on the valve body 120, compression springs 133 and
134 are used, which are supported on disks 138 and 139 held in the bore 121 of the steering nut 2 and 54 by snap rings 136 and 137 and hold the valve body in its central position or neutral position. Channels 140 and 141, which are in communication with the oil chambers 30, 31 and 59, 60, respectively, open into the annular grooves 122 and 123, respectively. In addition, there is a connection between the oil chambers via the bores 147 or 148 and through an overflow channel 145. Instead of the channels 140, 141, the channels 140 ', 141' (shown in dash-dotted lines) can also be arranged in the valve body 120, so that the annular grooves 122 and 123 are in communication with the chambers 30, 31 and 59, 60 via the bores 147 and 148 respectively.
With normal steering operation, i. H. when adjusting the steering nut 2 or 54 in one or the other direction, the oil can flow over the channels 140 or 141, the annular spaces 122 or 123 and 127, from one chamber to the other. If, however, an impact occurs from the roadway, the valve body 120 is adjusted in one direction or the other depending on the impact direction. As a result, the control edges 125, 126 and 130, 131 close the passage of the oil from one to the other oil chamber. The impact is thus intercepted by the housing 1 and kept away from the steering spindle 4 by the oil cushion forming in front of the piston due to the oil back pressure in front of the compensation opening 145. After the impact has subsided, compensation between the oil chambers 30, 31 or
59, 60.
In FIG. 7, instead of one of the plugs closing off the oil chambers 30, 31 and 59, 60, an oil reserve container 150 is provided; the latter is screwed directly into the steering gear housing 1 by means of a threaded projection 152, for example. The oil reserve container 150 is closed by a cap 154 and has a valve piston 157 inserted into a bore 155 in the bottom surface 156.
By means of its valve surface 158, the valve piston 157 can rest against a correspondingly designed counter surface 159 on the reserve container 150. A connection 161 is provided on the valve piston 157, via which the oil in the reserve container 150 can reach the chamber 31 or 60 when the valve piston is open (as shown in FIG. 7); by means of a snap ring 164 on the valve piston 157 and a contact washer 165, the valve piston 157, which is held in the open position by its own weight or by a suspension device, is prevented from falling through. A permanent connection between the reserve container 150 and the oil chamber 31 or 60, the function of which will be explained later, is established via a pressure compensation bore 170 of small dimensions on the valve piston 157.
The mode of operation is as follows: The valve 157 is open during normal steering operation and the steering gear not influenced by impacts, so that oil escaping from chambers 30, 31 or 59, 60 due to leakage or the like is constantly refilled from the reserve container 150 and the possible formation of air pockets is avoided. If the steering nut 2 or 54 is pushed to the right by an impact from the roadway on the steering gear, an oil cushion is formed in front of the piston or in the chamber 31 or 60, the pressure of which causes the valve piston 157 to establish the connection between
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the chamber 31 or 60 and the reserve container 150 blocks, which prevents the oil from escaping into the container 150 and ensures the formation of the oil cushion.
After the impact has subsided, the valve piston 157 is returned to its open position by its own weight or by means of a suspension device, and the like. between after a pressure equalization between the chamber 30 and 59 has taken place via the pressure equalization bore 170. The reserve container 150 can also be provided at a distance from the steering gear housing 1, depending on the structural conditions, and can be connected to the chambers 30, 31 and 59, 60 through a line.
PATENT CLAIMS:
1. Steering device for motor vehicles, consisting of a connected to the steering linkage and z. B. with the mediation of rotating balls by the steering spindle movable steering nut, characterized in that on both sides of a piston connected to the steering gear in a closed oil-filled space reciprocable in the steering gear housing (1) serving as a cylinder with oil-filled chambers (30 , 31 or
59, 60) are provided which have at least one connection designed as a throttle channel (48, 61) or as a damping valve (71, 91, 120) and which are kept free of air by an oil reserve tank (150) connected directly to the steering gear housing (1), so that when bumps occur in the steering gear, oil cushions form in front of the piston, which keep the bumps from the steering spindle.