CH366462A - Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

      Hilfskraftlenkung    für     Kraftfahrzeuge       Das Hauptpatent betrifft eine     Hilfskraftlenkung     für Kraftfahrzeuge. Gemäss dem Patentanspruch ist  diese ausgerüstet mit einer     mit    Gewinde versehenen  Lenkspindel, einer Lenkmutter und einem doppelt       beaufschlagten        hydraulischen    Kraftkolben, der über  einen Kurbeltrieb auf die Lenkwelle wirkt, wobei die  Lenkmutter durch Drehung der Lenkspindel in  wechselweise Bewegungen versetzt werden kann, bei  denen sie Steuermittel betätigt, welche das hydrau  lische Druckmittel wahlweise zu einer der     Beauf-          schlagungsflächen    des Kraftkolbens leiten,

   und sie  zeichnet sich dadurch aus, dass die Lenkmutter im  Innern des Kraftkolbens axial verschiebbar gelagert  und mit     Steuernuten    versehen ist, wobei die Steuer  nuten der Lenkmutter mit Nuten im Kolben zusam  menwirken und das Druckmittel durch Bohrungen  wahlweise den geschlossenen Druckräumen vor bzw.  hinter dem Kolben zuführen. Die Lenkspindel tritt  dabei an der dem Kurbeltrieb abgewandten Seite des  Kraftkolbens aus dem Druckzylinder aus. Infolge  dessen sind die beiden Druckflächen des Kraftkol  bens ungleich gross.  



  Bei gleichem Druck im hydraulischen System,  z. B. in der     Neutrallage,    würde der Kolben durch  die ungleich     grolssen        Kolbenflächen    einseitig ver  schoben, besonders, wenn die Lenkung leichtgängig  ist.  



  Um dem     abzuhelfen,    verschiebt man die Lenk  mutter um einen geringen Betrag aus der Mitte, so  dass die durch die Steuernuten im Kraftkolben und  in der Lenkmutter gebildeten Einlasschlitze für das  Druckmittel verschieden breit sind. Dadurch bilden  sich an den beiden vom Druckmittel     beaufschlagten     Flächen des Kraftkolbens ungleiche Drücke aus, und  zwar an der grösseren Fläche ein geringerer Druck  und     umgekehrt.    Die Grösse der Verschiebung aus  der Mitte wird so bemessen, dass der Kraftkolben    sich in der     Geradeausstellung    des     Lenkhandrades     nicht bewegt,

   dass also die auf die beiden Druck  flächen des Kraftkolbens wirkenden hydraulischen       Kräfte    gleich gross sind.  



  Bei der im Hauptpatent beschriebenen Aus  führung wird die hydraulische Mitte der Lenkmutter  durch Beilegen von Auswahlscheiben     _    verschiedener  Dicke erreicht. Da die     Steuerschlitze    zum Erreichen  einer     spielfreien    Lenkung sehr eng sind, so ist die       erforderliche    Verschiebung der Lenkmutter sehr  gering und lässt sich durch     Beilegescheiben    sehr  schwer auf das     erforderliche    Mass bringen.  



  Dieser Nachteil soll durch die vorliegende Erfin  dung vermieden sein. Sie besteht darin, dass eine  Einstellmutter zum     axialen    Verstellen der Lenk  mutter gegenüber dem Kraftkolben vorhanden ist,       derart,    dass die     Einlasschlitze    für das Drucköl in  der Stellung der Lenkung für Geradeaus-Fahrt un  gleich     gross    eingestellt werden können, und zwar  so, dass die auf beide ungleich grossen Druck  flächen des Kraftkolbens wirkenden     Druckkräfte     gleich     grosse    sind. Dadurch kann die Lenkmutter  sehr genau auf hydraulische Mitte eingestellt werden.  



  In einer bevorzugten     Ausführungsform    ist die  Einstellmutter am Kraftkolben     in    beiden Richtungen  der Kolbenlängsachse dadurch federnd festgelegt,  dass     zwei    an     zwei    Paar festen Anschlägen im Kraft  kolben und in der     Einstellmutter    sich abstützende  Ringe vorhanden sind, welche die Federn zwischen  sich     einschliessen.    Der Federraum kann mit der       Drucköleinlassöffnung    verbunden sein, der damit als       Rückwirkungsraum    dient, d. h.

   der jeweils wirksame  Öldruck wird dann von dem     Rückwirkungsraum    aus  auf die Lenkorgane übertragen und am     Lenkhandrad     spürbar. Im Gegensatz zu bekannten     Lenkungen     wird hier nur ein     Rückwirkungsraum    benötigt.      In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausfüh  rungsform der     Erfindung    dargestellt, und zwar zeigt       Fig.    1 einen     Mittelängsschnitt    durch die Len  kung und       Fig.    2 einen Ausschnitt von     Fig.    1 in grösserem  Masstab, wobei die     Lenkspindel    der Deutlichkeit  halber fortgelassen wurde.  



  Die     Fig.    1 zeigt eine     Spindelhydrolenkung    mit  dem als Druckzylinder ausgebildeten Lenkungsge  häuse 1, in dem der doppelt     beaufschlagte    Kraftkol  ben 2 verschiebbar angeordnet ist. In dem Kraft  kolben ist die als Steuerschieber ausgebildete Lenk  mutter 3 verschiebbar     gelagert.    In diese ist die       Lenkspindel    4     eingeschraubt.    Der Kraftkolben wirkt  über eine     Pleuelstange    5 auf die Lenkwelle 6.  



  Das Lenkungsgehäuse 1 enthält eine     Einlassöff-          nung    7 für das     Drucköl,    welche mit der Ringnut 8  des Kraftkolbens in Verbindung steht. Bohrungen 9  im Kraftkolben (siehe auch     Fig.    2) stehen mit einer       Ringnut    10 im Kraftkolben in Verbindung. Diese  steht einer etwas schmäleren Steuerleiste 11 der  Lenkmutter 3 gegenüber. Die Steuerleiste 11 bildet  mit der Ringnut 8 zwei     Einlasschlitze    12 und 13,  durch welche, je nach Stellung der Lenkmutter im  Kraftkolben 2, das Drucköl wahlweise in die     linke     Einlassnut 14 oder rechte Einlassnut 15 des Kraft  kolbens eintreten kann.

   Die Nuten 14 und 15 stehen  mit je einem Kanal 16 bzw. 17 in Verbindung.  Kanal 16 mündet in den Raum 18 des Kurbel  triebes. Kanal 17 mündet in den Raum 19 zwischen       Kraftkolbenkopfstück    20 und Gehäuse 1.  



  An den Aussenseiten der Nuten 14 und 15 sind       Rücklaufnuten    21 und 22 im     Kraftkolben    vorhan  den, welche durch Steuerleisten 23 bzw. 24 der  Lenkmutter wahlweise     abgeschlossen    bzw. mit den       zugehörigen    Nuten 14 oder 15 verbunden werden  können. Seitlich von den Leisten 23 und 24 besitzt  die Lenkmutter Ringnuten 25 und 26, die durch  Bohrungen 27 bzw. 28 mit dem Raum 29 vor der  Lenkspindel 4 verbunden sind. Der Raum 29 ist  durch Bohrungen 31 und 32 im Innern der Lenk  spindel über die Kanäle 33, 34 mit der     Auslassöff-          nung    35 im Lenkungsgehäuse verbunden.  



  Eine Einstellmutter 41 ist durch Gewinde 42 mit  der Lenkmutter 3 verbunden. Die Einstellmutter 41  läuft in einen schmalen Ring 44 aus, der zur Si  cherung der Muttern 41 und 3 gegen relatives Ver  drehen in die     Bohrungen    30 der Lenkmutter ein  gestemmt werken kann, nachdem die Lenkmutter 3  auf die     hydraulische    Mitte eingestellt worden ist. Die  mittlere     Zulaufnut    8 ist durch eine     Bohrung    45 mit  dem Raum 46 verbunden. Der in der     Zulaufnut    8  herrschende     Öldruck    ist also zugleich im Rück  wirkungsraum 46 wirksam. Er hat ebenso wie die  Federn 49 das Bestreben, den     Rückwirkungsring    47  und den Federkorb 48 auseinander zu drücken.

   Wie  bekannt, wird dieser     Druck    zusammen mit dem       Druck    der Federn 49 als manueller Lenkanteil am       Lenkhandrad    spürbar.    Zur Abdichtung sind sowohl der     Rückwirkungs-          ring    wie auch der Federkorb mit den Rundschnur  ringen 50 und 51 ausgerüstet. Der Federkorb 48  stützt sich aussen an dem Bund 56 des Kolben  kopfstückes 20 ab. Innen stützt er sich auf     einen     Sicherungsring 58 ab, der auf der Einstellmutter 41  angeordnet ist.

   Der     Rückwirkungsring    47 stützt sich       einerseits    gegen einen Bund 59 des Kraftkolben 2  ab, andererseits stützt er sich innen an einem Bund  60 der     Einstellmutter    41 ab. Beide Teile, der Rück  wirkungsring 47 und der Federkorb 48, stehen um  den Ventilhub 61     auseinander.    Bei einer Bewegung  der Lenkmutter 3 nach links wird der Federkorb,  der an dem Sicherungsring 58 anliegt, mitgenommen  und nach links verschoben, bis er an dem Rück  wirkungsring 47 zur Anlage kommt.  



  Bei einer Bewegung der Lenkmutter nach rechts  wird der     Rückwirkungsring    47 nach rechts mitge  nommen, bis er am Federkorb 48 anstösst. Dieser  stützt sich dabei am Bund 56 des     Kolbenkopfstückes     20 ab.  



  Die Lenkmutter 3 wird durch Drehen der in die  Lenkmutter eingeschraubten Lenkspindel mittels des  nicht gezeichneten     Lenkhandrades    axial nach rechts  oder links verstellt. Dadurch wird wahlweise der  Steuerschlitz 12 oder der Steuerschlitz 13 geöffnet  und der entgegengesetzte     Steuerschlitz    geschlossen,  so dass Drucköl in den rechten oder linken Druck  raum an dem Kraftkolben eintritt und den Kolben  bewegt. Gleichzeitig mit einem Steuerschlitz 12 bzw.  13 wird der dem geöffneten Einlasschlitz entgegen  gesetzte     Auslasschlitz    an der Steuerleiste 23 bzw. 24  geöffnet, so dass das Öl aus dem jeweils drucklosen  Raum vor dem Kraftkolben durch einen der Ka  näle 16 bzw. 17 und die geöffnete     Auslassnut    25  oder 26 entweichen kann.  



  Die hier vorliegende Konstruktion hat durch das  Hineinragen der Spindel 4 in die Lenkmutter 3 zwei  ungleiche Kolbenflächen. Beim gleichen Druck im  hydraulischen System, z. B. in     Neutrallage,    würde  der Kolben durch die ungleich grossen Kolben  flächen einseitig verschoben. Das Verschieben des  Kolbens wird dadurch verhindert, dass die Lenk  mutter um einen geringen Betrag aus der Mitte  verschoben wird, so dass sich der Druck in Neutral  lage entsprechend der Grösse der Kolbenfläche an  passt. Im vorliegenden Fall ist die kleinere Kolben  fläche rechts an dem     Kolbenkopfstück    20. Die     grös-          sere    Kolbenfläche befindet sich links an dem     Kol-          benfusstück    62.

   Es muss     also    in diesem Falle die  Lenkmutter 3 um einen geringen Betrag nach links  verschoben werden. Hierdurch wird der Steuer  schlitz 12 gegenüber dem Steuerschlitz 13 verengt,  so dass sich in der Nut 15 ein höherer Druck ein  stellt als in der Nut 14.  



  Da das vorliegende hydraulische System ein  Kreislaufsystem ist, durch das eine gleichbleibende  Ölmenge dauernd durchfliesst, wird durch diese       Steuerschlitzverengung        Druckunterschied    durch den       Staudruck    erzeugt. So herrscht also in     Neutrallage    an      der rechten Zylinderseite     (Kolbenkopfstück    20) ein  höherer Druck als an der linken Zylinderseite     (Kol-          benfusstück    62). Hierdurch sind die auf beiden Kol  benflächen wirkenden Kräfte im Gleichgewicht. Das  Einstellen der Steuerschlitze wird, wie     vorbe-          schrieben,    durch das Verstellen der Lenkmutter  erreicht.

   Diese Verstellung kommt folgendermassen  zustande  Die Lenkmutter ist gegen Verdrehung durch  einen hier nicht dargestellten, im Kraftkolben gela  gerten     Mitnehmerbolzen    gesichert, der sich in einer  nicht gezeichneten Längsnut der Lenkmutter be  wegt. Die Einstellmutter 41 wird durch den Rück  wirkungsring 47 und den Federkorb 48 durch die  Anlagen am Ring 58 und Bund 60 in ihrer Lage  zum Kolben 2 fixiert. Durch die in der Einstellmutter  41 angeordneten Nuten 63 kann die Einstellmutter  gedreht werden. Durch das Gewinde 42 wird bei  dieser Drehung die Lenkmutter gegenüber der Ein  stellmutter in ihrer Lage verstellt.  



  Bei der Verschiebung der Lenkmutter     muss,    vom  Raum 65 eine Abflussverbindung zum Rücklauf  raum 66 vorhanden sein. Dieses wird erreicht durch  die Anordnung einer Bohrung 67.  



  Ein Vorteil der auf einem Kreis angeordneten  parallelachsigen     Rückstellfedern    49 liegt darin, dass  die Grösse der     Rückstellkraft    durch eine verschie  dene Anzahl und / oder Stärke der     Federn    an ver  schiedene Lenkungsübersetzungen angepasst werden  kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Hilfskraftlenkung nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes, wobei die beiden vom Drucköl be- aufschlagten Flächen des Kraftkolbens ungleich gross sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ein- stellmutter (41) zum axialen Verstellen der Lenk mutter (3) gegenüber dem Kraftkolben (2) vorhan den ist, derart, dass die Einlasschlitze (12, 13) für das Drucköl in der Stellung der Lenkung für Geradeaus-Fahrt ungleich gross eingestellt werden können, und zwar so, dass die auf beide ungleich grossen Druckflächen des Kraftkolbens wirkenden Druckkräfte gleich gross sind.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Hilfskraftlenkung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Einstellmutter am Kraftkolben (2) in beiden Richtungen der Kolben längsachse dadurch federnd festgelegt ist, dass die Einstellmutter (41) und der Kraftkolben (2) mit dem Kolbenkopfstück (20) je zwei Paar Anschläge (56, 58 und 59, 60) aufweisen, zwischen denen zwei gegeneinander gefederte Ringe (47 und 48) einge setzt sind, welche die Federungselemente bei Betä tigung der Lenkmutter wahlweise in der einen oder der anderen Richtung zusammendrücken.

   2. Hilfskraftlenkung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die beiden Ringe (47, 48) zwischen sich einen nach aussen flüssigkeits dicht abgeschlossenen Raum (46) einschliessen, der durch eine Bohrung (45) mit der Einlassnut (8) des Kraftkolbens verbunden ist. 3. Hilfskraftlenkung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass in dem Raum (46) meh rere Zylinderfedern (49) auf dem Umfang verteilt angeordnet sind.