DD152760A5

DD152760A5 - Hydraulischer momentverstaerker insbesondere fuer lenkeinrichtungen

Info

Publication number: DD152760A5
Application number: DD80223511A
Authority: DD
Inventors: Hans C Petersen
Original assignee: Danfoss As
Priority date: 1979-08-28
Filing date: 1980-08-26
Publication date: 1981-12-09
Also published as: FR2464391B1; DK150934B; DE2934618C2; DK363480A; IT1128991B; GB2057375B; US4381905A; DE2934618A1; FR2464391A1; JPS5639312A; JPS5914642B2; IT8068327A0; GB2057375A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Momentverstaerker, insbesondere fuer Lenkeinrichtungen, mit einem Kreiskolbenmotor, der ein mit einer Ausgangswelle verbundenes aussen verzahntes Zahnrad und einen damit kaemmenden, drehgesicherten, innen verzahnten Zahnring aufweist, und mit einer Drehschieber- Ventilanordnung, die mittels einer inneren und einer aeusseren Huelse eine Steuerventil und mittels der aeusseren und einer Gehaeusebohrung ein Verteilerventil fuer den Kreiskolbenmotor bildet, wobei die innere Huelse koaxial und drehfest mit einer Eingangswelle und die aeussere Huelse ueber eine Rueckfuehrvorrichtung bildende Mitnahmeanordnung drehfest mit der Ausgangswelle verbunden ist sowie eine Neutralstellungsfeder das Steuerventil bei fehlendem Eingangsmoment geschlossen haelt. Ziel der Erfindung ist es, die Qualitaet und den Einsatzbereich zu erhoehen. Die Aufgabe besteht darin, das konstruktiv bedingte Spiel auf ein Minimum herabzusetzen, so dass der Momentverstaerker auch fuer Lenkeinrichtungen normaler Kraftfahrzeuge verwendbar ist. Erfindungsgemaess traegt die Ausgangswelle das Zahnrad und die Mitnahmeanordnung, und der Zahnring ist im Gehaeuse auf einer Kreisbahn beweglich gelagert.

Description

Berlin, den 10. 12. 1980 57 860 16

Hydraulischer Momentverstärker, insbesondere für Lenkeinrichtungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Momentverstärker, insbesondere für Lenkeinrichtungen, mit einem Kreiskolbenmotor, der ein mit einer Ausgangswelle verbundenes 'außen verzahntes Zahnrad und einen damit kämmenden, gegen Orehung gesicherten, innen verzahnten Zahnring aufweist, und mit einer Drehschieber-Ventilanordnung, die mittels einer inneren und einer äußeren Hülse ein Steuerventil und mittels der äußeren Hülse und einer Gehäusebohrung ein Verteilerventil für den Kreiskolbenmotor bildet, wobei die Innere Hülse koaxial und drehfest mit einer Eingangswelle und die äußere Hülse über eine eine Rückführvorrichtung bildende Mitnahmeanordnung drehfest mit der Ausgangswelle verbunden ist sowie eine Neutralstellungsfeder das Steuerventil bei fehlendem Eingangsmoment geschlossen hält.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei einem bekannten hydraulischen Momentverstärker dieser Art (Danfoss-Momentverstärker Typ S-IOl-F) ist der Zahnring gehäusefest montiert, und das Zahnrad dreht und kreist· Es ist über einer ersten Gelenkwelle mit der Ausgangswelle und über eine zweite Gelenkwelle mit einem Mitnahmestift verbunden, der fest in die äußere Hülse eingesetzt ist und mit Spiel durch einen Ausschnitt in der inneren Hülse greift· Wenn die innere Hülse mittels der Eingangswelle um einen vorbestimmten Winkel verdreht worden ist,' öffnet das Steuerventil richtungsäbhängig, und der Kreiskolbenmotor beginnt

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zu laufen. Hierbei bildet die äußere Hülse ein Nachlaufaelement, das das Steuerventil wieder schließt, wenn sich die Ausgangswelle um den Drehwinkel der Eingangswelle gedreht hat·

Durch die Verwendung der beiden Gelenkwellen ergibt sich an den vier Gelenkköpfen ein nicht vermeidbares Spiel. Infolgedessen müssen die Abdeckflächen des Schieberventils in der Schließstellung so groß gewählt sein, daß auch unter Einbeziehung des Spiels ein sicherer Verschluß zu erzielen ist. Daraus resultieren eine gewisse Verzögerung und Ungenauigkeit beim Lenkbeginn« Bei kleinerem Momentverstärker, bei denen die Steueröffnungen für das Steuerventil am Umfang aer inneren und äußeren Hülse verteilt sind, recht der Platz häufig nicht, um solche großen Abdeckflächen unterzubringen. Aus diesem Grund sind derartige Momentverstärker bisher nur für Fahrzeuge mit sehr geringer Geaftwindigkeit _t nicht aber für normale Kraftwagen zugelassen worden.

Des weiteren ist es bekannt (US-PS 39 05 727, DE-PS 15 28 998), bei einem Kreiskolbenmotor das Zahnrad auf einer Welle anzuordnen, die in gehäusefesten Lagern drehbar ist, während der Zahnring im Gehäuse auf einer Kreisbahn beweglich gelagert ist. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß aer Zahnring kreisförmige Ausschnitte aufweist, die vollständig mit exzentrisch in den Seitenteilen gelagerten Führungszylindern ausgefüllt sind. Eine andere Möglichkeit liegt darin, am Rand des Zahnrings halbkreisförmige Aussparungen" anzuordnen, in welche gehäusefest gelagerte Rollen kleineren Durchmessers eingreifen.'

Ziel der Erfindung . .

Das Ziel der Erfindung besteht darin, sowohl die Qualität

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als auch den Einsatzbereich des hydraulischen Momentverstärkers zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Momentverstärker der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem das konstruktiv bedingte Spiel auf ein Minimum herabgesetzt ist und der daher auch für Lenkeinrichtungen normaler Kraftfahrzeuge Verwendung finden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausgangswelle das Zahnrad und die Mitnahmeanordnung trägt und daß der Zahnring im Gehäuse auf einer Kreisbahn beweglich gelagert ist.

Bei dieser Konstruktion ist die Rückführung zwischen Ausgangswelle und äußerer Hülse praktisch spielfrei. Auch das Zahnrad kann fest auf die Ausgangwelle aufgesetzt werden_e Da bei dieser Konstruktion alle Gelenkverbindungen und das damit verbundene Spiel entfallen, kann der Schließzustand des Steuerventils mit vergleichsweise kleinen Abdeckflächen genau definiert werden. Demzufolge lassen sich auch Momentverstärker, bei denen die innere und äußere Hülse verhältnismäßig kleine Durchmesser haben, herstellen. Die direkte Verbindung zwischen äußerer Hülse und Ausgangswelle führt auch zu einer sehr sicheren Kraftübertragung im Notsteuerbetrieb« Nicht zuletzt ergeben sich aufgrund des Fortfalls der Gelenkwellen sine Verringerung der erforderlichen Bauelemente und eine erhebliche axiale Verkürzung.

Bei einer Ausführungsform wird die Mitnahmeanordnung durch einen die Ausgangswelle radial durchsetzenden Mitnahmestift gebildet. Dieser kann in die Ausgangswelle eingepreßt'sein»

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Dies ergibt eine besonders spielfreie Ausführung* insbesondere, wenn er auch in die äußere Hülse eingepreßt ist.

Günstig ist es, wenn der Mitnahmestift dicht neben dem Zahnrad angeordnet ist. Die Ausgangswelle kann daher verhältnismäßig kurz sein₀

Ferner empfiehlt es sich, die Ausgangswelle beidseitig des Zahnrades zu lagern, wobei sie sich über ein Lagerteil an einer der Hülsen abstützt· Auf diese Weise treten keine betrieblichen Beeinträchtigungen auf, auch wenn die Ausgangswelle durch Querkräfte belastet ist.

Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß sich die Ausgangswelle mit einem Lagerteil am Xnaenumfang de.r inneren Hülse abstützt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß die Mitnahmeanordnung ein als Lagerteil dienendes Ringelement aufweist, das drehfest auf der Ausgangswelle angeordnet ist, radial bis in den Bereich der äußeren Hülse reicht und dort mit dieser Hülse drehfest verbunden ist. Hierbei wird das Ringelement gleichzeitig als Lagerteil und als Teil der Mitnahmeanordnung ausgenutzt. Da die Lagerkräfte nicht über die innere Hülse geleitet werden, ergibt sichjein besonders klemmungsfreier Betrieb«

Insbesondere kann hierbei das Ringelement am Innenumfang der äußeren Hülse gelagert und mit dieser über/mindestens einen Keil verbunden sein« Gegenüber aer anderen Möglichkeit, das Ringelement unmittelbar in der Gehäusebohrung zu lagern,, erzielt man hierbei eine" geringere axiale Baulänge.

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Ausführungsbeispiel -

Die Erfindung wird nachstehend an-hand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. E₃ zeigen:

Fig« I: einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Momentverstärker; ,

Fig.. 2: einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform j

Fig. 3: einen Querschnitt längs der Linie A-A der Fig. 2;

Fig. 4? einen Teilquerschnitt längs der Linie B-B der Fig. 2. . ν

In Fig. 1 weist ein Gehäuse leine Stirnwand 2, eine Zwischenplatte 3, einen Abstandsring 4, eine weitere Zwischenplatte 5 und einen Ventilblock 6 auf, die durch Spannschrauben 7 zusammengehalten sind. Das Gehäuse 1 kann mit Hilfe von in Gewindebohrungen 8 greifenden Schrauben ortsfest montiert werden. Im Ventilblock 6 ist eine Eingangswelle 9, in der Stirnwand 2 eine Ausgangsweile 10 gelagert. Ein Kreiskolbenmotor weist ein außen verzahntes Zahnrad 12 auf, das auf der Ausgangswelle 10 sitzt und mit dieser drehbar ist, und einen innen verzahnten Zahnring 13, der einen Zahn mehr aufweist als das Zahnrad 12, mit diesem kämmt und zusammen mit diesem Verdrängerkammern 14 bildet. Der Zahnring 13 weist kreisförmige Ausschnitte 15 auf, durch welche die Spannschrauben 7 greifen, wobei zylindrische Führungsabschnitte 16 dieser Spannschrauben durch Anlage an den Umfangsflachen der Ausschnitte 15 eine Drehung des Zahnrin-

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ges 13 verhindern, aber eine Kreisbahnbevvegung zulassen.

In die Ausgangswelle 10 ist fest ein Mitnahmestift 17 eingepreßt, der rait seinen äußeren Enden fest in eine äußere Hülse 18 einer Drehschieber-Anordnung 19 eingesetzt ist. Eine innere Hülse 20 ist einstückig mit der Eingangszeile ausgebildet· Die innere Hülse 20 weist Ausschnitte 21 auf, die mit Drehspiel· den Mitnahmestift 17 umschließen. Neutralstellungsfedern 22 sind als Blattfedern ausgebildet? welche mit ihren Enden die beiden Hülsen 18j 20 durchsetzen und sie in die neutrale Ruhestellung zwingen.

Zwischen innerer Hülse 20 und äußerer Hülse 18 ist ein Steuerventil 23 gebildet, das öffnet, wenn die innere Hülse 20, beispielsweise mit Hilfe eines an der Eingangswelle 9 angreifenden Lenkhandrades verdreht wird, worauf der Motor 11 zu laufen beginnt, und das schließt, wenn die äußere Hülse 18 zusammen mit der Ausgangswelle um den gleichen Drehwinkel verdreht worden ist. Zwischen der äußeren Hülse 18 und der Gehäusebohrung 24 wird ein Verteilerventil 25 gebildet, das dafür sorgt, daß jede Verdrängerkammer über einen zugehörigen Gehäusekanal 26 mit der Druck- bzw. Saugseite verbunden wird.

Der Aufbau dieser Schieber-Ventilanordnung kann derjenigen der Fig. 2 bis 4 entsprechen. Sie kann aber auch analog der Ventilanordnung der DE-PS 12 93 029 ausgebt sein«

Eine Pumpe .27 fördert aus einem Tank 28 Druckflüssigkeit über einen Anschluß 29 in eine Verteile.rnut 30, von der die Druckflüssigkeit über Bohrungen 31 zu einer inneren Ringnut 32 und von dort über Axialnuten 33 und - bei geöffnetem Steuerventil 23 - Steueröffnungen 34 in der äußeren Hülse

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zu Ausschnitten 35 in der inneren Hülse 20, die mit den Axialnuten 33 abwechseln, von wo sie über den Innenraum 36 der inneren Hülse 18 und über Durchbrüche 37 und 38 in den beiden Hülsen 18; 20 zu einem Ringraum 39 gelangt, der mit einem Tankanschluß 40 verbunden ist. Dieser Strömungsverlauf ist strichpunktiert in Fig. 1 veranschaulicht.

Am inneren Ende der Ausgangswelle 10 befindet sich ein dreiarmiges Lagerteil 41, das sich am Innenumfang der inneren Hülse 20 abstützt-

Es ist ersichtlich, daß die Ausgangswelle 10 und die äußere Hülse 18 praktisch spielfrei miteinander verbunden sind und daß auch das Drehmoment des Zahnrades 12 direkt an der Ausgangswelle 10 abnehmbar ist. Im Notsteuerbetrieb greift die innere Hülse 20 am Mitnahmestift 17 an, der das Drehmoment unmittelbar auf die Ausgangswelle 10 überträgt. Der Gesamtdurchmesser von Gehäuse und Hülse ist klein. Die axiale Länge ist kurz.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 bis 4 werden für entsprechende Teile um 100 gegenüber Fig. 1 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, daß die Spannschrauben 107, welche die Teile 102 bis 106 des Gehäuses 101 zusammenhalten, außerhalb des Zahnringes 113 angeordnet sind. Die kreisförmigen Ausschnitte 115 des Zahnringes werden von Stiften 142 durchsetzt, die in der Stirnwand 102 und im Ventilblock 106 gelagert sind. .

Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß auf die Verzahnung 143 der Ausgangswe^le 110 ein Ringelement.144 aufgesetzt ist, das mittels Haltering 145 und Federring 146 an Ort und Stelle gehalten ist. Zwei stiftförmige Keile 147 greifen in Vertiefungen des Ringelementes 144 und der

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äußeren Hülse 118, so daß eine Drehkupplung gebildet wird. Der Außenumfang des Ringelementes 144 entspricht dem Innenurnfang der äußren Hülse 118, so daß das Ringelement 144 gleichzeitig als Lagerteil dient, das Querkräfte über die äußere Hülse 118 an der Gehäusebohrung 124 abstützt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Zahnrades 112 befindet sich ein normales Wälzlager 148.

Die Blattfedern 122 sind verhältnismäßig steif, so daß im Notsteuerbotrieb über sie die direkte Drehmomentübertragung erfolgen kann«

Fig. 3 läßt noch erkennen* daß die Breite der Steueröffnungen 134 in Umfangrichtung etwas größer ist als der Abstand zwischen den Axialnuten 133 und den Ausschnitten 135, so daß in der Neutralstellung ein Kurzschluß zwischen Pumpe und Tank erfolgte wodurch die Pumpe entsprechend wenig belastet ist.

Claims

10· 12· 1980 57 860 16 * - 9 - 2235 11 Erfindungsanspruch

1. Hydraulischer Momentverstärker, insbesondere für Lenfceinriehtungen, mit einem Kreiskolbenmotor, der ein mit einer Ausgangswelle verbundenes, außen verzahntes Zahnrad und einen damit kämmenden, gegen Drehung gesicherten, innen verzahnten Zahnring aufweist, und mit einer Drehschieber-Ventilanordnung, die mittels einer inneren und einer äußeren Hülse ein Steuerventil und mittels der äußeren Hülse und einer Gehäusebohrung ein Verteilerventil für den Kreiskolbenmotor bildet, -wobei die innere Hülse koaxial und drehfest mit einer Eingangswelle und die äu&ere Hülse über eine eine Rückführvorrichtung bildende Mitnahmeanordnung drehfest mit der Ausgangswelle verbunden ist sowie eine Neutralstellungsfeder das Steuerventil bei fehlendem Eingangsmoment geschlossen hält, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausgangswelle (10; 110) das Zahnrad (12; 112) und die Mitnahmeanordnung (17; 144; 147) trägt urrd daß der Zahnring (13; 113) im Gehäuse (1; 101) auf einer Kreisbahn beweglich gelagert ist.

2· Momentverstärker nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Mitnahmeanordnung ein die Ausgangswelle (10) radial durchsetzender Mitnahmestift (17) ist.

3. Momentverstärker nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Mitnahmestift (17) in die Ausgangswelle (10) eingepreßt ist.

4* Momentverstärker nach Punkt 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Mitnahmestift (17) dicht neben dem Zahnrad (12) angeordnet ist«

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5« Momentverstärker nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausgangswelle (10; 110) beidseitig des Zahnrades (121 112) gelagert ist, wobeisie sich über ein Lagerteil (41; 144; 147)· an einer der Hülsen (20 j 118) abstützt.

6. Momentverstärker nach einem der Punkte 1 bis 5, gekenn» zeichnet dadurch, daß die Ausgangswelle (10; 110) sich mit einem Lagerteil (41) am Innenumfang der inneren Hülse (20) abstützt»

7. Momentverstärker nach Punkt 1 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Mitnahmeanordnung ein als Lagerteil dienendes Ringelement φ44) aufweist, das drehfest auf der Ausgangswelle (110) angeordnet ist, radial bis in den Bereich der äußeren Hülse reicht und dort mit dieser Hülse (118) drehfest verbunden ist.

8. Momentverstärker nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch» daß das Ringelement (144) am Innenumfang der äußeren Hülse (118) gelagert und mit dieser über mindestens einen Keil (147) verbunden ist.

9. Momentverstärker nach einem der Punkte 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß der Zahnring (13) kreisförmige Ausschnitte (15) aufweist, die von die Gehäuseteile (2; 3; 4'i 5; 6) zusammenhaltenden Spannschrauben (7) durchsetzt sind, wobei die Umfange der Ausschnitte an je einem zylindrischen Führungsabschnitt (16) der Spannschrauben anzuliegen vermögen.

Hierzu S. Seiten Zeichnungen