DE10047438A1 - Power-assisted steering system - Google Patents

Abstract

Eine Fremdkraftlenkanlage für Kraftfahrzeuge weist eine Stelleinrichtung (1) zum Aussteuern von Fahrzeugrädern auf. Die Stelleinrichtung (1) weist dabei einen Stellmotor (2) zum Antreiben wenigstens einer mit einer Schneckenwelle (4) verbundenen Getriebestufe (3) auf. Die Schneckenwelle (4) betätigt einen Kolben (5) eines doppelseitigen Zylinders (6). Die Form des Kolbens (5) und eine an den Kolben (5) angepaßte Bohrung (7) des Zylinders (6) sind derart ausgebildet, daß der Kolben (5) und der Zylinder (6) zueinander verdrehsicher sind.An external power steering system for motor vehicles has an actuating device (1) for controlling vehicle wheels. The actuating device (1) has a servomotor (2) for driving at least one gear stage (3) connected to a worm shaft (4). The worm shaft (4) actuates a piston (5) of a double-sided cylinder (6). The shape of the piston (5) and a bore (7) of the cylinder (6) adapted to the piston (5) are designed in such a way that the piston (5) and the cylinder (6) are secured against rotation with respect to one another.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fremdkraftlenkanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Stelleinrichtung zum Aussteu­ ern von Fahrzeugrädern, wobei die Stelleinrichtung einen Stellmotor zum Antreiben wenigstens einer mit einer Schneckenwelle verbundenen Getriebestufe auf­ weist und die Schneckenwelle einen Kolben eines dop­ pelseitigen Zylinders betätigt.The invention relates to a power steering system for Motor vehicles with a control device for modulation ern of vehicle wheels, the actuator a servomotor for driving at least one a worm shaft connected gear stage points and the worm shaft a piston of a dop actuated cylinder.

An Fremdkraftlenkanlagen für Kraftfahrzeuge werden hohe sicherheitstechnische Anforderungen gestellt, die ein Ausfallen des Systems zuverlässig verhindern sol­ len. Darüber hinaus werden an Fremdkraftlenkanlagen strenge gesetzliche Anforderungen gestellt. Dadurch, daß bei Fremdkraftlenkanlagen die Lenkkräfte aus­ schließlich von einer oder mehreren Energieversor­ gungsanlagen erzeugt werden, und somit die mechanische Verbindung vom Lenkrad zum Rad entfallen kann, müssen geeignete Maßnahmen getroffen werden, damit das Fahr­ zeug auch bei einem auftretenden Fehler oder Ausfall noch lenkbar bleibt. On power steering systems for motor vehicles high security requirements, which should reliably prevent the system from failing len. In addition, external power steering systems strict legal requirements. Thereby, that with external power steering systems the steering forces finally one or more energy suppliers generating systems are generated, and thus the mechanical Connection from the steering wheel to the wheel can be omitted appropriate measures are taken so that the driving testifies even in the event of an error or failure still remains manageable.  

Aus der Praxis ist hierfür der Einsatz von entspre­ chend redundanten Systemen bekannt. Alle sicherheits­ relevanten Systeme sind dabei doppelt oder dreifach ausgeführt.In practice, the use of correspond chend redundant systems known. All security relevant systems are double or triple executed.

Besonders problematisch ist ein Ausfall des hydrauli­ schen Systemes, der beispielsweise auftreten kann, wenn der Schließmechanismus der Steuerventile durch einen Span oder eine andere Verschmutzung blockiert wird. Das Steuerventil kann nicht mehr geschlossen werden und die zum Durchführen von Lenkbewegungen not­ wendige Änderung der Druckverhältnisse in den Arbeits­ räumen des Zylinders ist nicht mehr möglich. Der Druck bleibt in dem vor der Verklemmung beaufschlagten Ar­ beitsraum. Herkömmlich ausgelegte Stellmotoren können dabei den hydraulischen Druck nicht überwinden, so daß keine Lenkbewegung möglich ist. Eine Möglichkeit zur Lösung des Problems kann dabei darin bestehen, daß eine mechanische Kupplung zwischen der Lenkhandhabe und den gelenkten Rädern geschlossen wird, um eine Lenkbewegung gegen den hydraulischen Druck durchführen zu können. In nachteilhafter Weise sind hierzu jedoch mechanische Komponenten notwendig, die an sich bei einer Fremdkraftlenkanlage entfallen können.Failure of the hydrauli is particularly problematic system that can occur, for example, when the closing mechanism of the control valves through blocked a chip or other pollution becomes. The control valve can no longer be closed and are necessary to perform steering movements agile change in pressure conditions in the work it is no longer possible to clear the cylinder. The pressure remains in the area before the deadlock beitsraum. Conventionally designed servomotors can do not overcome the hydraulic pressure, so that no steering movement is possible. A way to The solution to the problem can be that a mechanical coupling between the steering handle and the steered wheels are closed to one Carry out steering against hydraulic pressure to be able to. However, this is disadvantageous mechanical components necessary, which in itself an external power steering system can be omitted.

Alternativ oder ergänzend zu der mechanischen Kupplung kann auch ein redundanter Motor bzw. ein besonders starker Motor vorgesehen sein, der den hydraulischen Druck überwinden kann und somit ein Aussteuern der gelenkten Räder ermöglicht. Von Nachteil ist dabei, daß ein derartiges System teuer und unzuverlässig ist.Alternatively or in addition to the mechanical coupling can also be a redundant motor or a special one strong motor can be provided, the hydraulic Can overcome pressure and thus a modulation of the steered wheels. The disadvantage is that such a system is expensive and unreliable.

Nachteilig ist darüber hinaus der teure und komplizierte Aufbau des Kolbens und des Zylinders, damit ein Auslenken durch den Stellmotor überhaupt möglich ist. Um ein Verschieben des Kolbens im Zylinder mittels der Schneckenwelle gewährleisten zu können, ist eine auf­ wendige Linearführung notwendig, die eine Drehbewegung des Kolbens innerhalb des Zylinders verhindern soll. Eine lineare Bewegung des Kolbens in der Bohrung des Zylinders bzw. eine Umwandlung der Drehbewegung der Schneckenwelle in eine lineare Bewegung setzt voraus, daß der Kolben nicht in der Bohrung des Zylinders ro­ tiert.Another disadvantage is the expensive and complicated  Structure of the piston and the cylinder, so one Deflection by the servomotor is possible at all. To move the piston in the cylinder by means of the To be able to guarantee a worm shaft is one thing manoeuvrable linear guide necessary, the rotary movement of the piston inside the cylinder. A linear movement of the piston in the bore of the Cylinder or a conversion of the rotational movement of the Worm shaft in a linear motion requires that the piston is not in the bore of the cylinder ro advantage.

Die Linearführung muß in Reihe zu dem Zylinder ange­ ordnet werden und benötigt dabei einen Einbauraum, der wenigstens dem Hub des Kolbens entspricht. Dieser zu­ sätzliche Platzbedarf sowie die für eine zuverlässige Linearführung notwendigen Teile führen zu entsprechend hohen Kosten bzw. benötigen einen entsprechenden Ein­ bauraum. Nachteilig ist darüber hinaus die aufwendige­ re Handhabung des derart vergrößerten Bauteiles beim Ein- und Ausbau.The linear guide must be in line with the cylinder be arranged and requires an installation space that corresponds at least to the stroke of the piston. This too additional space requirements and that for a reliable Parts necessary for linear guidance lead accordingly high costs or need a corresponding one installation space. Another disadvantage is the complex re handling the component enlarged in this way Installation and removal.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fremdkraftlenkanlage für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die die genannten Nachteile des Standes der Technik löst, insbesondere ein zuverlässiges und sicheres Auslenken der Fahrzeugräder auch bei einem Ausfall des hydraulischen Systems ermöglicht und einen kostengünstigen, platzsparenden und konstruktiv einfa­ chen Aufbau aufweist.The present invention is therefore based on the object based, an external power steering system for motor vehicles to create the disadvantages of the state the technology solves, especially a reliable and safe deflection of the vehicle wheels even with one Failure of the hydraulic system and one cost-effective, space-saving and constructively simple Chen structure.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Form des Kolbens und eine an dem Kolben angepaßte Bohrung des Zylinders derart ausgebildet sind, daß der Kolben und der Zylinder zueinander verdrehsicher sind.This object is achieved in that the shape of the piston and one adapted to the piston Bore of the cylinder are designed such that the  Piston and the cylinder are locked against rotation.

Dadurch, daß die Form des Kolbens und die an den Kol­ ben angepaßte Bohrung des Zylinders eine Form aufwei­ sen, die ein Verdrehen des Kolbens bzw. des Zylinders zueinander verhindert, ist eine aufwendige, platzin­ tensive und teure Linearführung, die ein Verdrehen des Kolbens verhindern soll, unnötig. Die Fremdkraft­ lenkanlage kann somit besonders kostengünstig und ein­ fach hergestellt werden.The fact that the shape of the piston and the Kol ben adapted bore of the cylinder has a shape sen, the rotation of the piston or the cylinder preventing each other is an elaborate, space tensive and expensive linear guide that prevents twisting of the Prevent piston, unnecessary. The foreign power Steering system can thus be particularly inexpensive and a be manufactured.

Wie sich in Versuchen gezeigt hat, läßt sich die er­ findungsgemäße Ausgestaltung des Kolbens bzw. die dar­ an angepaßte Bohrung des Zylinders in einfacher und kostengünstiger Weise realisieren. Somit wird ohne weitere mechanische Teile oder Vorrichtungen eine vor­ teilhafte, aus der Betätigung durch die Schneckenwelle resultierende, lineare Bewegung des Kolbens in der Bohrung des Zylinders gewährleistet.As has been shown in experiments, he can inventive design of the piston or the to matched bore of the cylinder in simple and Realize cost-effectively. So without other mechanical parts or devices one before partial, from the actuation by the worm shaft resulting linear movement of the piston in the Bore of the cylinder guaranteed.

Insbesondere bei einem Ausfall des hydraulischen Sy­ stems wird die Lenkfähigkeit des Kraftfahrzeuges in einfacher Weise durch den Stellmotor bzw. die durch den Stellmotor angetriebene Getriebestufe und somit durch die Schneckenwelle gewährleistet. Im normalen Fahrzustand wird die von der Schneckenwelle auf den Kolben übertragene Bewegung durch einen hydraulischen Druck unterstützt. Die Hauptkraft wird dabei im allge­ meinen hydraulisch aufgebracht, so daß ein Aussteuern des Kolbens ohne hydraulischen Druck nur als Notlauf­ funktion vorgesehen ist. Die davon betroffenen Teile können dabei derart ausgelegt werden, daß normale Fahrbewegungen möglich sind. Eine Übertragung von ho­ hen Drehmomenten, wie sie beispielsweise zum Auslenken von Fahrzeugrädern im stehenden Zustand des Fahrzeugs erforderlich sind, ist nicht notwendig.Especially if the hydraulic system fails stems the steering ability of the motor vehicle in simply by the servomotor or by the servomotor driven gear stage and thus guaranteed by the worm shaft. In normal Driving state is from the worm shaft to the Piston transmitted motion by a hydraulic Printing supports. The main force is generally my hydraulically applied, so that a modulation of the piston without hydraulic pressure only as emergency operation function is provided. The parts affected can be designed so that normal Movements are possible. A transfer of ho hen torques, such as those used for deflection  of vehicle wheels when the vehicle is stationary are required is not necessary.

In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Außenkontur des Kolbens im Querschnitt wenigstens annähernd ein Viereck dar­ stellt.In a constructive embodiment of the invention can be provided that the outer contour of the piston in cross section at least approximately a square provides.

Eine derartige Ausgestaltung hat sich in Versuchen als konstruktiv einfach und kostengünstig herstellbar er­ wiesen. Eine im Querschnitt betrachtete viereckige Außenkontur des Kolbens und eine daran angepaßte Boh­ rung bzw. Aussparung im Zylinder gewährleistet darüber hinaus eine besonders zuverlässige Verdrehsicherheit. Die durch den Motor bzw. die Getriebestufe auf die Schneckenwelle aufgebrachten Momente können in vor­ teilhafter Weise aufgenommen werden. Darüber hinaus ergibt sich eine gleichmäßige Kraftverteilung und Be­ lastung.Such a design has proven itself in tests constructively simple and inexpensive to manufacture grasslands. A square one viewed in cross section Outer contour of the piston and a matching Boh tion or recess in the cylinder ensures this a particularly reliable security against rotation. The by the engine or the gear stage on the Auger moments applied in can be included in a partial way. Furthermore there is an even distribution of force and loading load.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vor­ gesehen sein, daß der Kolben eine gewindeartige Ein­ richtung aufweist.In one embodiment of the invention, furthermore, be seen that the piston is a thread-like one has direction.

Durch die gewinde- oder spindelartige Einrichtung des Kolbens ist es in besonders vorteilhafter Weise mög­ lich, den Kolben mittels der Schneckenwelle zu betäti­ gen und linear in die gewünschte Richtung innerhalb der Bohrung des Zylinders zu bewegen. Das Gewinde läßt sich dabei mit einfachen und herkömmlichen Mitteln in den Kolben einbringen. Wie sich dabei in Versuchen herausgestellt hat, läßt sich die gewünschte Linearbe­ wegung des Kolbens somit in einfacher, zuverlässiger und kostengünstiger Weise erzeugen. Through the thread or spindle-like device of the Piston is possible in a particularly advantageous manner Lich to actuate the piston by means of the worm shaft and linear in the desired direction within to move the bore of the cylinder. The thread leaves with simple and conventional means insert the plunger. How to do it in experiments has highlighted, the desired Linearbe movement of the piston is thus easier, more reliable and generate in a cost-effective manner.  

In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, daß die gewindeartige Einrichtung als Kugelumlaufgetriebe ausgebildet ist.In a constructive embodiment of the invention can also be provided that the thread-like Device is designed as a ball screw.

Im Vergleich zu der Ausgestaltung des Kolbens mit ei­ nem Gewinde weist ein Kugelumlaufgetriebe einen höhe­ ren Wirkungsgrad auf. Ein Kugelumlaufgetriebe hat sich für den vorgesehenen Einsatzzweck als besonders geeig­ net herausgestellt.Compared to the design of the piston with egg A ball screw mechanism has a high thread efficiency. A ball screw has itself particularly suitable for the intended purpose net exposed.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprü­ chen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigt:Advantageous refinements and developments of Invention result from the further dependent claims chen and from the following based on the drawing embodiment shown in principle. It shows:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer teil­ weise geschnittenen Stelleinrichtung; und Figure 1 is a perspective view of a partially cut adjusting device. and

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Zylinder mit einem in einer Zylinderbohrung angeordneten Kolben und einer Schneckenwelle. Fig. 2 shows a section through a cylinder with a piston arranged in a cylinder bore and a worm shaft.

Die in Fig. 1 dargestellte Stelleinrichtung 1 der er­ findungsgemäßen Fremdkraftlenkanlage für Kraftfahrzeu­ ge dient zum Aussteuern von nicht dargestellten Fahr­ zeugrädern. Die Fremdkraftlenkanlage kann dabei in üblicher und daher nicht näher dargestellten Weise mit einer Lenkhandhabe zur Betätigung eines Sollwertgebers zum Einstellen eines bestimmten Lenkwinkels an den Fahrzeugrädern, einem Istwertgeber zur Erfassung des Istwertes des Lenkwinkels und einer Steuereinrichtung zum Ansteuern der Stelleinrichtung 1 versehen sein. Nur beispielhaft wird hierbei auf die in der DE 195 41 752 C2 beschriebene Lenkanlage für Kraftfahrzeuge ver­ wiesen.The actuator shown in FIG. 1 1 he imaging wheels inventive power-assisted steering system for Kraftfahrzeu ge used to Aussteuern of unillustrated driving. The power steering system can be provided in the usual and therefore not shown in detail with a steering handle for actuating a setpoint generator for setting a specific steering angle on the vehicle wheels, an actual value transmitter for detecting the actual value of the steering angle and a control device for actuating the actuating device 1 . For example only, reference is made to the steering system for motor vehicles described in DE 195 41 752 C2.

Die genannte Patentschrift beschreibt eine Lenkanlage für Kraftfahrzeuge, bei der mittels einer Lenkhandha­ be, die ohne Zwangskopplung mit den gelenkten Fahr­ zeugrädern ausgebildet ist, ein Sollwertgeber betätigt wird. Dadurch, daß bei Fremdkraftlenkanlagen die Lenk­ säule entfallen kann, wird wesentlich weniger Einbau­ raum benötigt und es entfallen darüber hinaus eine Vielzahl reibungsbelasteter Drehlager.The cited patent describes a steering system for motor vehicles using a steering handle be that without forced coupling with the steered driving is designed tool wheels, a setpoint generator actuated becomes. The fact that the steering in power steering systems column can be dispensed with, there is considerably less installation space required and there is also no Many pivot bearings subject to friction.

Die in Fig. 1 dargestellte Stelleinrichtung 1 weist einen Stellmotor 2 auf, der eine Getriebestufe 3 an­ treibt, die mit einer Schneckenwelle 4 verbunden ist. Vom Stellmotor 2 wird dabei über die Getriebestufe 3 ein Drehmoment auf die Schneckenwelle 4 übertragen.The adjusting device 1 shown in Fig. 1 includes a servo motor 2 that drives a gear stage 3, which is connected with a screw shaft 4. A torque is transmitted from the servomotor 2 to the worm shaft 4 via the gear stage 3 .

Die Schneckenwelle 4 ist in einem doppelseitigen und mit einem Kolben 5 versehenen Zylinder 6 angeordnet. Durch eine entsprechende Drehung der Schneckenwelle 4 wandert dabei der Kolben 5 innerhalb einer Bohrung 7 des Zylinders 6 linear in die aus der Drehbewegung der Schneckenwelle 4 resultierende Richtung.The worm shaft 4 is arranged in a double-sided cylinder 6 provided with a piston 5 . By a corresponding rotation of the worm shaft 4 , the piston 5 moves linearly within a bore 7 of the cylinder 6 in the direction resulting from the rotational movement of the worm shaft 4 .

Wie aus Fig. 1 und detailliert in Fig. 2 ersichtlich, weist der Kolben 5 und die an den Kolben 5 angepaßte Bohrung 7 des Zylinders 6 eine derartige Form auf, daß der Kolben 5 und der Zylinder 6 zueinander verdrehsi­ cher sind. Im Querschnitt betrachtet ist dabei der Kolben 5 formschlüssig in der Bohrung 7 des Zylinders 6 angeordnet. In vorteilhafter Weise wird dadurch gewährleistet, daß der Kolben 5 nicht aufgrund des aus der Schneckenwelle 4 resultierenden Drehmoments in der Bohrung 7 rotiert. Somit wird eine sichere und zuver­ lässige lineare Bewegung des Kolbens 5 innerhalb der Bohrung 7 des Zylinders 6 gewährleistet. Die Drehbewe­ gung der Schneckenwelle 4 wird in einfacher Weise in eine Linearbewegung des Kolbens 5 umgewandelt. In ein­ facher Weise ist dies dadurch möglich, daß der Kolben 5 und somit auch die Bohrung 7 des Zylinders 6 einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweisen. Eine unrunde Umfangsform des Kolbens 5 verhindert da­ bei zuverlässig ein Rotieren des Kolbens 5 innerhalb der Bohrung 7 des Zylinders 6.As can be seen from FIG. 1 and in detail in FIG. 2, the piston 5 and the bore 7 of the cylinder 6 adapted to the piston 5 are of such a shape that the piston 5 and the cylinder 6 are rotated relative to one another. Viewed in cross section, the piston 5 is arranged in a form-fitting manner in the bore 7 of the cylinder 6 . This advantageously ensures that the piston 5 does not rotate in the bore 7 due to the torque resulting from the worm shaft 4 . This ensures a safe and reliable linear movement of the piston 5 within the bore 7 of the cylinder 6 . The rotary movement of the worm shaft 4 is converted into a linear movement of the piston 5 in a simple manner. This is possible in a simple manner in that the piston 5 and thus also the bore 7 of the cylinder 6 have a cross-section deviating from the circular shape. A non-circular peripheral shape of the piston 5 is prevented reliably since in rotating the piston 5 within the bore 7 of the cylinder. 6

Eine besonders vorteilhafte Kraftübertragung bzw. eine gleichmäßige Belastung durch die auftretenden Momente ergibt sich dabei dadurch, daß der Kolben 5 im Quer­ schnitt wenigstens annähernd ein Vieleck darstellt. Somit ist eine vorteilhafte Verteilung der Kräfte mög­ lich, ohne daß Kraftkonzentrationen entstehen, die eine erhöhte Abnutzung bewirken.A particularly advantageous power transmission or a uniform load due to the occurring moments results from the fact that the piston 5 in cross-section at least approximately represents a polygon. An advantageous distribution of the forces is thus possible without force concentrations occurring which cause increased wear.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, stellt die Außenkontur des Kolbens 5 im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Viereck dar. In Versuchen hat sich eine derartige Aus­ gestaltung des Kolbens 5 und somit auch eine entspre­ chende Ausgestaltung der Bohrung 7 des Zylinders 6 bezüglich der aufzunehmenden Kräfte und einer kon­ struktiv einfachen Bauweise als besonders sowohl tech­ nisch als auch wirtschaftlich geeignet herausgestellt.As can be seen from Fig. 2, the outer contour of the piston 5 in the illustrated embodiment is a quadrilateral. In experiments, such a design from the piston 5 and thus a corre sponding design of the bore 7 of the cylinder 6 with respect to the forces to be absorbed and one structurally simple design as particularly technically and economically suitable.

Vorteilhaft ist dabei auch, wenn der Zylinder 6 im Querschnitt eine ebenfalls wenigstens annähernd vier­ eckige Außenkontur aufweist. Selbstverständlich kann der Zylinder 6 prinzipiell eine von der Außenkontur des Kolbens 5 abweichende Außenkontur aufweisen, al­ lerdings hat sich, insbesondere auch aus Gründen der Materialersparnis, eine an die Außenkontur des Kolbens 5 angepaßte Form der Außenkontur des Zylinders 6 als vorteilhaft herausgestellt.It is also advantageous if the cylinder 6 also has an at least approximately four angular outer contour in cross section. Of course, the cylinder 6 can, in principle, have an outer contour that deviates from the outer contour of the piston 5 , but a shape of the outer contour of the cylinder 6 that has been adapted to the outer contour of the piston 5 has been found to be advantageous, particularly for reasons of material savings.

Zur Betätigung des Kolbens 5 durch die Schneckenwelle 4 bzw. zur linearen Verschiebung des Kolbens 5 in der Bohrung 7 des Zylinders 6 ist es vorteilhaft, wenn der Kolben 5 eine im dargestellten Ausführungsbeispiel als Kugelumlaufgetriebe 8 ausgebildete gewindeartige Ein­ richtung aufweist. In einer alternativen Ausgestaltung kann die gewindeartige Einrichtung auch in Form einer Mutter ausgebildet sein. Durch das Kugelumlaufgetriebe 8 und die Verdrehsicherheit des Kolbens 5 zu dem Zy­ linder 6 wird ein besonders hoher Wirkungsgrad bezüg­ lich der Umwandlung der Drehbewegung der Schneckenwel­ le 4 in die gewünschte Linearbewegung des Kolbens 5 erzielt. Eine Ausgestaltung des Kolbens 5 mit einem Kugelumlaufgetriebe 8 hat sich darüber hinaus als kon­ struktiv einfach und zuverlässig herausgestellt.To actuate the piston 5 by the worm shaft 4 or for the linear displacement of the piston 5 in the bore 7 of the cylinder 6 , it is advantageous if the piston 5 has a thread-like device formed in the illustrated embodiment as a ball screw mechanism 8 . In an alternative embodiment, the thread-like device can also be designed in the form of a nut. Through the ball screw 8 and the rotation of the piston 5 to the cylinder 6 , a particularly high efficiency bezüg Lich the conversion of the rotary movement of the Schneckenwel le 4 is achieved in the desired linear movement of the piston 5 . An embodiment of the piston 5 with a ball screw 8 has also been found to be structurally simple and reliable.

Durch die beschriebene erfindungsgemäße Stelleinrich­ tung ist ein zuverlässiges Auslenken der Fahrzeugräder auch bei einem Ausfall einer Hydraulikeinrichtung 9 gewährleistet.By the described device according to the invention, a reliable deflection of the vehicle wheels is ensured even in the event of a failure of a hydraulic device 9 .

Im allgemeinen Fahrbetrieb wird die Auslenkung der Fahrzeugräder hauptsächlich durch die Hydraulikein­ richtung 9 bewirkt. Aus sicherheitstechnischen Anfor­ derungen muß jedoch bei einem Ausfall der Hydraulik­ einrichtung 9 bzw. einer damit zusammenhängenden Kom­ ponente eine Lenkfähigkeit des Kraftfahrzeuges gewährleistet sein. Der Stellmotor 2 ist dabei derart ausge­ legt, daß die Lenkfähigkeit des Kraftfahrzeuges auch bei einem Ausfall der Hydraulikeinrichtung 9 gewähr­ leistet ist. In besonders vorteilhafter Weise ist dies durch die oben beschriebene erfindungsgemäße Ausge­ staltung der Stelleinrichtung 1 in einfacher und ko­ stengünstiger Weise möglich.In general driving, the deflection of the vehicle wheels is mainly caused by the direction 9 Hydraulikein. For safety-related requirements, however, the ability of the motor vehicle to steer must be ensured in the event of a failure of the hydraulic device 9 or an associated component. The servomotor 2 is laid out such that the steerability of the motor vehicle is guaranteed even in the event of a failure of the hydraulic device 9 . In a particularly advantageous manner, this is possible by the above-described configuration of the actuating device 1 in a simple and cost-effective manner.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind Arbeitsräume 10 des Zylinders 6 mittels Hydraulikleitungen 11 an der Hy­ draulikeinrichtung 9 angeschlossen. Der somit in den Arbeitsräumen 10 erzeugbare hydraulische Druck unter­ stützt die Betätigung des Kolbens 5 mittels der Schneckenwelle 4. Vorgesehen ist dabei, daß die Haupt­ kraft zum Auslenken der Fahrzeugräder durch die Hy­ draulikventile/Druckversorgung, zeichnerisch nicht dargestellt, aufgebracht wird. Die prinzipielle Funk­ tionsweise von Hydraulikeinrichtungen bei Fremdkraft­ lenkanlagen ist hinreichend bekannt, so daß hierauf nachfolgend nicht näher eingegangen wird.As can be seen from FIG. 1, working spaces 10 of the cylinder 6 are connected to the hydraulic device 9 by means of hydraulic lines 11 . The hydraulic pressure that can thus be generated in the working spaces 10 supports the actuation of the piston 5 by means of the worm shaft 4 . It is provided that the main force for deflecting the vehicle wheels through the hy draulic valves / pressure supply, not shown in the drawing, is applied. The basic radio mode of operation of hydraulic devices with external power steering systems is well known, so that this will not be discussed in more detail below.

In besonders vorteilhafter Weise kann die Ansteuerung der Arbeitsräume 10 des Zylinders 6 durch den hydrau­ lischen Druck unabhängig voneinander erfolgen. Dies ist beispielsweise möglich, in dem die die Arbeitsräu­ me 10 ansteuernden, nicht näher dargestellten Steuer­ ventile unabhängig voneinander arbeiten. Auftretende Klemmerscheinungen der Steuerventile bei der Betäti­ gung eines Arbeitsraumes 10 bzw. einer Zylinderhälfte können durch die Betätigung des jeweils anderen Steu­ erventils und der daraus resultierenden Einleitung eines hydraulischen Drucks in den anderen Arbeitsraum 10 bzw. die andere Zylinderhälfte neutralisiert bzw. kompensiert werden. Da sich somit die Drücke in den beiden Arbeitsräumen 10 des Zylinders 6 ausgleichen, kann die erforderliche Lenkbewegung der Fahrzeugräder ohne Behinderung durch den Stellmotor 2 erfolgen. Vor­ gesehen ist dabei, daß beim Auftreten einer Klemmer­ scheinung ein Notfahrprogramm aktiviert wird, mit dem ein sicheres Abstellen bzw. eine Anfahrt zur nächsten Werkstatt möglich ist.In a particularly advantageous manner, the control of the working spaces 10 of the cylinder 6 can be carried out independently of one another by the hydraulic pressure. This is possible, for example, in which the control rooms 10 which control the control valves, not shown, work independently of one another. Occurring jamming of the control valves in the actuation of a work space 10 or a cylinder half can be neutralized or compensated for by actuating the other control valve and the resultant introduction of hydraulic pressure into the other work space 10 or the other cylinder half. Since the pressures in the two working spaces 10 of the cylinder 6 are thus equalized, the required steering movement of the vehicle wheels can take place without hindrance by the servomotor 2 . Before seen is that an emergency driving program is activated when a jam occurs, with which a safe parking or a trip to the nearest workshop is possible.

Eine Kompensation der Drücke in den Arbeitsräumen 10 des Zylinders 6 ist in vorteilhafter Weise durch die unabhängige Ansteuerung der Arbeitsräume 10 des Zylin­ ders 6 möglich. Im Unterschied zum Stand der Technik muß der Stellmotor 2 lediglich derart ausgelegt wer­ den, daß ein normales Auslenken der Fahrzeugräder mög­ lich ist. Eine derartige Dimensionierung des Stellmo­ tors 2, daß auch noch fehlerhafte hydraulische Gegen­ kräfte überwunden werden müssen, ist aufgrund der un­ abhängigen, nicht zwangsgesteuerten Steuerventile un­ nötig.Compensation of the pressures in the work spaces 10 of the cylinder 6 is advantageously possible by the independent control of the work spaces 10 of the cylinder 6 . In contrast to the prior art, the servo motor 2 only needs to be designed in such a way that a normal deflection of the vehicle wheels is possible. Such dimensioning of the Stellmo gate 2 , that even faulty hydraulic counter forces must be overcome, is due to the independent, not positively controlled control valves un necessary.

Der Stellmotor 2 dient im normalen Fahrbetrieb auch zur Ansteuerung der Steuerventile und somit praktisch zur Steuerung der Hydraulikeinrichtung 9.In normal driving operation, the servomotor 2 also serves to control the control valves and thus practically to control the hydraulic device 9 .

Die erfindungsgemäße Fremdkraftlenkanlage kann an al­ len für Fremdkraftlenkanlagen denkbaren Einsatzgebie­ ten insbesondere im Bereich der Vorderradlenkung ein­ gesetzt werden. Darüber hinaus ist auch ein Einsatz der erfindungsgemäßen Fremdkraftlenkanlage bei Nach­ laufachsen oder Vorlaufachsen von Lastkraftfahrzeugen vorteilhaft. Durch die Fremdkraftlenkanlage ergeben sich wesentliche Vorteile bezüglich der Fahrdynamik, insbesondere ist auch eine schnelle Reaktion auf ver­ änderte Fahrsituationen möglich.The power steering system according to the invention can at al fields of application conceivable for power steering systems ten particularly in the area of the front wheel steering be set. In addition, there is also a stake the power steering system according to the invention at night leading axles or leading axles of trucks advantageous. Result from the power steering system significant advantages in terms of driving dynamics, in particular is also a quick response to ver changed driving situations possible.

Claims (14)

1. Fremdkraftlenkanlage für Kraftfahrzeuge, mit einer Stelleinrichtung zum Aussteuern von Fahrzeugrä­ dern, wobei die Stelleinrichtung einen Stellmotor zum Antreiben wenigstens einer mit einer Schnec­ kenwelle verbundenen Getriebestufe aufweist und die Schneckenwelle einen Kolben eines doppelseiti­ gen Zylinders betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des Kolbens (5) und eine an den Kolben (5) angepaßte Bohrung (7) des Zylinders (6) derart ausgebildet sind, daß der Kolben (5) und der Zy­ linder (6) zueinander verdrehsicher sind.1. Power steering system for motor vehicles, with an actuating device for modifying Fahrzeugrä, the actuating device having an actuator for driving at least one gear shaft connected to a Schnec and the worm shaft actuates a piston of a double-sided cylinder, characterized in that the shape of the piston ( 5 ) and a to the piston ( 5 ) adapted bore ( 7 ) of the cylinder ( 6 ) are designed such that the piston ( 5 ) and the cylinder ( 6 ) against each other are secured against rotation. 2. Fremdkraftlenkanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) im Querschnitt betrachtet form­ schlüssig in der Bohrung (7) des Zylinders (6) an­ geordnet ist.2. Power steering system according to claim 1, characterized in that the piston ( 5 ), viewed in cross section, is positively arranged in the bore ( 7 ) of the cylinder ( 6 ). 3. Fremdkraftlenkanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) einen von der Kreisform abweichen­ den Querschnitt aufweist.3. Power steering system according to claim 1 or 2, characterized in that the piston ( 5 ) has a cross-section deviating from the circular shape. 4. Fremdkraftlenkanlage nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur des Kolbens (5) im Querschnitt wenigstens annähernd ein Vieleck darstellt.4. Power steering system according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the outer contour of the piston ( 5 ) at least approximately represents a polygon in cross section. 5. Fremdkraftlenkanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur des Kolbens (5) im Querschnitt wenigstens annähernd ein Viereck darstellt.5. Power steering system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outer contour of the piston ( 5 ) represents at least approximately a square in cross section. 6. Fremdkraftlenkanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (6) im Querschnitt wenigstens annä­ hernd eine viereckige Außenkontur aufweist.6. Power steering system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cylinder ( 6 ) in cross-section at least approximately has a square outer contour. 7. Fremdkraftlenkanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) durch die Betätigung der Schnecken­ welle (4) linear in der Bohrung (7) des Zylinders (6) verschiebbar ist.7. Power steering system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the piston ( 5 ) by the actuation of the worm shaft ( 4 ) is linearly displaceable in the bore ( 7 ) of the cylinder ( 6 ). 8. Fremdkraftlenkanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) eine gewindeartige Einrichtung (8) aufweist.8. Power steering system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the piston ( 5 ) has a thread-like device ( 8 ). 9. Fremdkraftlenkanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gewindeartige Einrichtung als Kugelumlaufge­ triebe (8) ausgebildet ist.9. Power steering system according to claim 8, characterized in that the thread-like device as a Kugelumlaufge gear ( 8 ) is formed. 10. Fremdkraftlenkanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsräume (10) des Zylinders (6) mittels Hydraulikleitungen (11) an eine Hydraulikeinrich­ tung (9) angeschlossen sind.10. Power steering system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the working spaces ( 10 ) of the cylinder ( 6 ) by means of hydraulic lines ( 11 ) to a Hydraulikeinrich device ( 9 ) are connected. 11. Fremdkraftlenkanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein hydraulischer Druck in dem entsprechenden Ar­ beitsraum (10) des Zylinders (6) die Betätigung des Kolbens (5) mittels der Schneckenwelle (4) un­ terstützt.11. Power steering system according to claim 10, characterized in that a hydraulic pressure in the corresponding Ar beitsraum ( 10 ) of the cylinder ( 6 ) supports the actuation of the piston ( 5 ) by means of the worm shaft ( 4 ) un. 12. Fremdkraftlenkanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (2) für eine Notlenkfunktion ausge­ bildet ist.12. Power steering system according to one of claims 1 to 11, characterized in that the servomotor ( 2 ) is out for an emergency steering function. 13. Fremdkraftlenkanlage nach einem der Ansprüche 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Arbeitsräume (10) des Zylin­ ders (6) durch den hydraulischen Druck unabhängig voneinander erfolgt.13. Power steering system according to one of claims 10, 11 or 12, characterized in that the control of the working spaces ( 10 ) of the cylinder ( 6 ) is carried out independently of one another by the hydraulic pressure. 14. Fremdkraftlenkanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die die Arbeitsräume (10) ansteuernden Steuerven­ tile unabhängig voneinander arbeiten.14. Power steering system according to claim 13, characterized in that the work spaces ( 10 ) driving Steuererven tile work independently.