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Die
Erfindung betrifft eine Druckabschalteinrichtung für eine Hilfskraftlenkung
in den Endstellungen des Lenkausschlages mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1. Derartige Druckabschalteinrichtungen sind aus dem
Stand der Technik bekannt. So zeigt beispielsweise die
EP 0321756 A2 eine Kugelumlauflenkung,
bei der der Arbeitskolben zwei in Axialrichtung betätigbare
Sitzventile trägt,
die in den Endstellungen des zulässigen
Lenkausschlages an das Gehäuse
anschlagen und dabei den im jeweils mit Druck beaufschlagten Arbeitsraum
anstehenden Arbeitsdruck abbauen. Hierdurch entfällt bei diesem Anschlag die
Hilfskraftunterstützung,
so dass ein weiteres Einschlagen der Lenkung nicht möglich ist.
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Weiter
ist aus der
WO 94/08834
A1 eine gattungsgemäße Hilfskraftlenkung
bekannt, bei der ebenfalls Abschaltventile dem Arbeitskolben zugeordnet
sind. Die Abschaltventile stoßen
in den Extremstellungen an einen Anschlag in Gestalt eines in Richtung
auf die Ventile zu federvorgespannten Stifts. Der Stift kann in
Radialrichtung mit einer Klemmschraube gesichert werden. Zur Einstellung des Öffnungspunktes
der Abschaltventile und damit zur Einstellung der Anschlagsbegrenzungen
ist es bei dieser Lenkung erforderlich, die Klemmschraube zu lösen und
die Lenkung bei entlasteten Rädern
manuell bis zum maximal zulässigen
Einschlagswinkel zu betätigen.
Hierdurch wird das Abschaltventil den federbelasteten Stift bis
in die erforderliche Position hineindrücken. Sodann kann in dieser
Position der Stift gesichert werden und ist damit dauerhaft eingestellt.
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Die
DE 19506995 C2 zeigt
eine Druckabschalteinrichtung für
eine Hilfskraftlenkung in den Endstellungen das Lenkausschlags,
die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Anschlagmittel jeweils
von wenigstens einem Spannelement umgeben sind, welches an der Oberfläche des
Anschlagmittels anliegt und das Anschlagmittel kraftschlüssig mit
einer Öffnungskraft
der Abschaltventile übersteigenden Haltekraft
fixiert.
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Schließlich ist
der nächstkommende
Stand der Technik aus der
DE
4127610 A1 bekannt, bei der Anschlagmittel in Gestalt eines
Bolzens oder einer Buchse die Endanschläge der Abschaltventile bilden. Die
Kolben bzw. die Buchsen sitzen mit einem Presssitz auf in Umfangsrichtung
ausgebildeten Rippen und können
bei entlasteten Vorderrädern
zum Einstellen der Lenkung manuell, d. h. ohne Hilfskraftunterstützung, bis
in die erforderliche Position gedrückt werden, wo sie aufgrund
des Presssitzes selbsttätig fixiert
sind. Bei dieser Ausführungsform
ist das manuelle Fixieren, wie es aus der
WO 94/08834 A1 bekannt
ist, nicht erforderlich. Der Presssitz des Kolbens bzw. der Buchse
erfordert jedoch zum einen eine sehr präzise Fertigung der entsprechenden Bauelemente
und erlaubt zum anderen allenfalls sehr wenige wiederholte Einstellungen,
da sich der Sitz bei wiederholter Veränderung lockert und die Haltekraft
unter die Öffnungskraft
des Abschaltventils sinkt.
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Es
ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mehrfach einstellbare
und durch einfaches manuelles Einschlagen der Lenkung selbst einstellende
Druckabschaltvorrichtung für
eine Hilfskraftlenkung zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird von einer Druckabschalteinrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
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Weil
die Anschlagmittel jeweils von wenigstens einem Spannelement umgeben
sind, welches mit einstellbarer Kraft an der Oberfläche des
Anschlagmittels anliegt und das Anschlagmittel kraftschlüssig mit
einer die Öffnungskraft
der Abschaltventile übersteigenden
Haltekraft fixiert, kann die Haltekraft gerade so gewählt werden,
dass das Anschlagmittel manuell in die vorgesehene Position gebracht
werden kann und dennoch diese Position zuverlässig gehalten wird. Ein Lösen des
Spannelements ermöglicht
eine Rückstellung
und eine nachfolgende Neueinstellung des Anschlagmittels. Entgegen
den bisher bekannten technischen Lösungen ist nach der manuellen
Einstellung der Position des Anschlagmittels keine Sicherung in
der eingestellten Position erforderlich und der Einstellvorgang
praktisch ohne Verschleiß des
Spannelements beliebig oft wiederholbar.
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Wenn
weiter das wenigstens eine Spannelement das Anschlagmittel ringförmig umgibt,
werden keine wesentlichen einseitigen Radialkräfte auf das Anschlagmittel
wirken. Eine selbsthemmende Wirkung in einer Einstellrichtung ergibt
sich, wenn das wenigstens eine Spannelement kegelmantelförmig mit
einer mittigen Öffnung
ausgebildet ist.
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Die
Anordnung kann im wesentlichen aus Drehteilen angefertigt werden,
wenn das Spannelement in einer im wesentlichen rotationssymmetrischen
Anordnung in einer Sackbohrung einliegt, wobei das Spannelement
mit seinem Ende größeren Durchmessers
an einem Bohrungsgrund der Sackbohrung anliegt und mit seinem Ende
kleineren Durchmessers an einer Stirnseite einer in ein Gewinde
der Sackbohrung einschraubbaren Spannschraube anliegt. Hierbei wird
das Spannelement vorzugsweise allein mittels Einschrauben der Spannschraube
in die Sackbohrung vorgespannt.
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Eine
besonders gute Führung
des Anschlagelements wird erreicht, wenn die Sackbohrung, die Spannschraube
und das Spannelement jeweils eine koaxial zueinander angeordnete
Bohrung aufweisen, in die das Anschlagelement einführbar ist.
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Das
Anschlagelement ist von außen
erreichbar, wenn die Bohrung der Spannschraube eine mittig angeordnete
Durchgangsbohrung ist, die in einer der Sackbohrung abgewandten
Stirnseite einen Verschluss trägt.
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Ein
besonders sicherer Betrieb ergibt sich, wenn jedes Anschlagmittel
von insgesamt mindestens drei Spannelementen gehalten ist. Gleiches
gilt, wenn das Anschlagmittel im Betrieb mit einer Haltekraft von
wenigstens 400 N in Axialrichtung gehalten ist.
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Schließlich wird
eine einfache Abdichtung des fluidgefüllten Innenbereichs erreicht,
wenn die Spannschraube gegenüber
dem Lenkgehäuse
fluiddicht abgedichtet ist, vorzugsweise mittels einer in einem
nicht mit Gewinde versehenen Schaftbereich anliegenden Ringdichtung.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Spannschraube mit einem Sicherungsring
aus einem Polyamid gegen unbeabsichtigtes Verdrehen oder Lösen gesichert
ist und vorzugsweise der Sicherungsring zugleich eine Abdichtung
gegenüber
dem Lenkgehäuse
darstellt.
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Im
folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es
zeigen:
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1:
eine Baugruppe mit einem verschieblichen, einstellbaren Anschlagmittel
einer Kraftfahrzeugservolenkung in einem Querschnitt mit einer Betriebsstellung
und einer Grundstellung;
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2:
eine Anordnung gemäß 1 in
einer kompakteren Bauweise; sowie
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3:
die Baugruppe gemäß 1 und 2 in
einer Draufsicht.
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In
der 1 ist eine Baugruppe mit einem Anschlagstift 1 dargestellt,
wobei der Anschlagstift 1 in einem Lenkgehäuse 2 einer
Kraftfahrzeugservolenkung derart angeordnet ist, dass er mit einem Druckabschaltventil
eines (nicht dargestellten) Arbeitskolbens in Kontakt kommen kann.
Derartige Konfigurationen sind aus dem Stand der Technik an sich
bekannt.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 ist
in der linken Hälfte
der Anschlagstift 1 in einer Betriebsposition und in der
rechten Hälfte
in einer Ausgangsposition dargestellt. Der Anschlagstift 1 ist
in einer Durchgangsbohrung 3 des Lenkgehäuses 2 in
einer Axialrichtung verschieblich geführt. Die Durchgangsbohrung 3 geht
von einer Innenwand 4 des Lenkgehäuses, die den benachbarten
hydraulischen Arbeitsraum begrenzt, rechtwinklig ab. Sie erweitert sich
nach einem zylindrischen, dem Durchmesser des Anschlagstifts 1 angepassten
Abschnitt in Radialrichtung unter Bildung eines Ringbundes 5.
Der Ringbund 5 geht an seinem äußeren Umfang wiederum in eine
zylindrischen Bohrung 6 größeren Durchmessers über. Die
Bohrung 6 ist dabei koaxial zu der Bohrung 3.
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Die
Bohrung 6 weist in einem Abstand von dem Ringbund 5 eine
in ihre Außenwand
eingestochene Nut 7 als Kammer für einen einliegenden Dichtungsring 8 auf.
Weiter von dem Ringbund 5 entfernt trägt die Bohrung 6 einen
Gewindeabschnitt 10, der sich bis zu einer äußeren Oberfläche 11 des
Lenkgehäuses 1 erstreckt.
In dem Gewindeabschnitt 10 kann je nach Ausführungsform
ein Nylon- oder Polyamidring 12 als Schraubensicherung
vorgesehen sein.
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Am
Grund der gestuften Bohrung 6 liegen insgesamt vier kreisringförmige, kegelige
Spannscheiben 13 ein, wobei die Spannscheiben 13 jeweils aneinander
anliegen und die unterste Spannscheibe 13 an ihrem äußeren Rand
auf dem Ringbund 5 außen
aufliegt, während
sich der innere Rand von dem Ringbund 5 abhebt. An ihrem äußeren Umfang
liegen die Spannscheiben 13 mit einer geringen Toleranz
an der Wandung der Bohrung 6 an. Die innere Umfangsfläche der
Spannscheiben 13 liegt ebenfalls mit einer geringen Toleranz
an dem Anschlagstift 1 an.
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Eine
Hohlschraube 15 ist in das Gewinde 10 der Bohrung 6 eingeschraubt
und weist ein den Spannscheiben 13 benachbartes schaftförmiges Ende 16 mit
einer planen Stirnseite 17 auf. Mit der Stirnseite 17 liegt
die Spannschraube 15 an dem inneren Bereich der obersten
Spannscheibe 13 an. Das der Bohrung 6 abgewandte
freie Ende der Spannschraube 15 trägt einen Sechskant 18 zur
Betätigung
der Spannschraube 15 in an sich bekannter Weise.
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In
ihrem Inneren weist die Spannschraube 15 wiederum eine
koaxiale Durchgangsbohrung 20 auf, in die der Spannstift 1 eingesetzt
ist. Die Durchgangsbohrung 20 ist in ihrem den Spannscheiben 13 zugewandten
Bereich glatt zylindrisch und weist in dem aus dem Lenkgehäuse 2 herausragenden
Abschnitt der Spannschraube 15 einen Gewindeabschnitt 21 auf.
In diesen Gewindeabschnitt 21 ist wiederum eine Verschlussschraube 19 eingeschraubt, die
einen Zylinderkopf 22 besitzt. Der Zylinderkopf 22 wiederum
trägt in
einer der Spannschraube 15 zugewandten Stirnfläche eine
ringförmig
eingestochene Nut mit einem einliegenden Dichtungsring 23.
Zur Betätigung
der Verschlussschrauben ist ein Innensechskant (in dieser Figur
nicht dargestellt) vorgesehen.
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Die 2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
in kompakterer Bauweise für
geringer belastete Baugruppen ebenfalls in einem Querschnitt von
der Seite. Gleiche Bauelemente tragen gleiche Bezugsziffern.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist eine Abdichtung des hydraulischen Arbeitsraums von der Innenwand 4 des
Lenkgehäuses 2 her
im Bereich der Durchgangsbohrung 3 vorgesehen. Dort ist
von innen her eine Nut 30 mit einem einliegenden O-Ring 31 eingestochen,
die gegenüber
dem Anschlagstift 1 fluiddicht abdichtet. Weiter ist die
der Spannscheibe 13 zugewandte Stirnseite der Spannschraube 15 konisch
und in der Gestalt der Spannscheibe 13 angepasst, so dass
der Aufbau insgesamt in Axialrichtung kompakter wird. Eine zweite
Spannscheibe 32 liegt am Bohrungsgrund der Bohrung 6 an
und ist mit ihrer (in entspannter Stellung) kegelförmigen Gestalt
entgegengesetzt zu der Spannscheibe 13 orientiert, also mit
ihrem geringeren Durchmesser am Ringbund 5 anliegend und
mit ihrem größeren Durchmesser
von dem Ringbund 5 abgehoben.
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Die 3 zeigt
den Bereich der insoweit beschriebenen Baugruppen in einer Draufsicht
in Axialrichtung. Die Spannschraube 15 trägt den Sechskant 18 und
in dem Gewindebereich 21 die Verschlussschraube 19 mit
dem von der Stirnseite her eingebrachten Innensechskant 34.
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Die 1 und 2 zeigen
jeweils in ihrer linken Hälfte
die Anordnung in einer Stellung, in der die Spannschraube 15 mit
einem definierten Drehmoment gegen die Spannscheiben 13 geschraubt
ist. Durch die Kompression gegen den Ringbund 5 wird die
kegelige Gestalt der Spannscheiben 13 abgeflacht, so dass
sich der äußere Umfang
der Spannscheiben 13 an die Wandung der Bohrung 6 und
die innere Umfangsfläche
der Spannscheiben 13 an den Spannstift 1 anlegen.
Der Spannstift 1 ist in der linken Hälfte der 1 und 2 in
einer eingestellten Position.
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In
der rechten Hälfte
der 1 und 2 ist die Spannschraube 15 gegenüber der
linken Hälfte entspannt,
so dass die Spannscheiben 13 ihrer unbelasteten Form näher sind.
Dabei wird die Anlagekraft der inneren Umfangsfläche der Spannscheiben 13 auf
den Anschlagstift 1 geringer, und der Anschlagstift kann
in die dargestellte, weiter in den Arbeitsraum hineinragende Position
verschoben werden, ohne dass der an sich selbsthemmende Effekt der Spannscheiben 13 zum
tragen kommt.
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In
der Praxis geht die Einstellung des Anschlags einer Kugelumlauf-Servolenkung
wie folgt vor sich:
Zunächst
wird (nach dem Zusammenbau der gesamten Anordnung) bei entspannter
Spannscheibe 13 der Anschlagstift 1 in die in
den 1 und 2 rechte Position gebracht,
in der der Anschlagstift 1 relativ weit in den Arbeitsraum
hineinragt. Sodann wird die Spannschraube 15 mit einem
bestimmten Drehmoment gegen die Spannscheiben 13 geschraubt,
so, dass eine definierte Verformung der Spannscheiben 13 eintritt
und diese mit einer definierten Kraft wiederum die Axialbewegung
des Anschlagstiftes 1 hemmen. Nun wird bei entlasteter
Vorderachse des Kraftfahrzeugs die Lenkung bis zu dem vorgesehenen
maximalen Einschlagwinkel eingeschlagen, wobei sich allein durch
die aufgewendete Handkraft der Anschlagstift 1 in eine
eingeschobene Position bewegt, wie sie in den 1 und 2 in der
linken Hälfte
dargestellt ist. In dieser Position verbleibt der Anschlagstift 1 und
bewirkt im Betrieb des Kraftfahrzeugs, dass in der vorgesehen Endstellung des
Radeinschlagswinkels der (nicht dargestellte) Arbeitskolben des
hydraulischen Stellantriebs mit seinem Druckabschaltventil gegen
den Anschlagstift 1 läuft
und die Servounterstützung
in an sich bekannter Weise abgeschaltet wird. Ein manuelles Weiterdrehen
der Lenkung im Betrieb des Kraftfahrzeugs ist bei weggefallener
Servounterstützung
nicht mehr möglich,
so dass de facto ein Anschlag erreicht ist. In dieser Position muss
der Anschlagstift 1 nicht weiter gesichert werden.
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Wenn
die Kraftfahrzeuglenkung in ihren Endanschlägen. erneut eingestellt werden
soll, so wird die Verschlussschraube 19 geöffnet, die
Spannschraube 15 gelöst
und durch die Durchgangsbohrung 20 der Anschlagstift 1 wiederum
in die Ausgangsposition der 1 und 2 rechts
gebracht. Sodann wird die Spannschraube 15 wieder angezogen
und die Verschlussschraube 19 eingesetzt. Das gesamte System
ist fluiddicht. Es kann nun erneut in den Anschlägen eingestellt werden, was
beispielsweise nach einem Ausbau der Lenkung oder nach der Montage
von Reifen mit geänderter
Reifenbreite erforderlich sein kann. Ein weiterer Eingriff in die
Abschalteinrichtung nach der erfolgten manuellen Einstellung ist
nicht erforderlich. Dies ist insbesondere von Vorteil, weil sich
dadurch auch die Einstellung ändern
kann. Die Entlastung der Spannscheiben 13 bei der Rückstellung
bewirkt, dass der Anschlagstift und die gesamte Vorrichtung bei
der Rückstellung keinem
wesentlichen Verschleiß ausgesetzt ist
und der insoweit beschriebene Einstellvorgang praktisch beliebig
oft wiederholt werden kann.
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Für die praktische
Ausführung
der insoweit beschriebenen Erfindung kann eine Abdichtung des hydraulischen
Arbeitsraums auf der Innenseite des Lenkgehäuses 2 gegenüber dem
Außenraum
in der in 1 dargestellten Weise erfolgen,
wobei entweder der Dichtungsring 8 im Schaftbereich der
Spannschraube 15 die Dichtung übernimmt oder die Schraubensicherung 12 ausreichend
abdichtet. Bei der Schraubensicherung 12 ergäbe sich
zugleich der Vorteil, dass die Spannschraube 15 gegen unbeabsichtigtes
Verdrehen oder Lösen
gesichert ist. Außerdem
kann, wie in 2 dargestellt, die Abdichtung
im Bereich des Anschlagstiftes 1 gegenüber dem Lenkgehäuse 2 erfolgen.
Schließlich
ist noch vorgesehen, dass in Längsrichtung
des Anschlagstiftes 1 eine Durchgangsbohrung 35 angeordnet
ist, die beim Einschieben des Anschlagstiftes 1 in die
Spannschraube 15 für
eine Druckentlastung des durch das Einschieben verdrängten Volumens
sorgt.