DE1096771B

DE1096771B - Hilfskraftlenkung fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1096771B
Application number: DEZ6488A
Authority: DE
Inventors: Erich Jablonsky
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1956-05-26
Filing date: 1958-02-01
Publication date: 1961-01-05
Also published as: US2975764A; BE557823A; NL217486A; FR1175714A; LU35116A1; NL121599C; CH357638A; NL121383C; US2941514A; NL235530A; GB880612A; CH366462A; GB819559A; NL302550A; NL108248C

Description

DEUTSCHES

Gegenstand des Hauptpatentes ist eine Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit einem als Druckzylinder ausgebildeten Lenkgehäuse, einem im Druckzylinder beweglichen, doppelt beaufschlagten und mit Steuerorganen versehenen Kraftkolben, einer in diesem verschiebbaren und als Steuerschieber ausgebildeter Lenkmutter mit einer in die Lenkmutter eingeschraubten Lenkspindel. In einer Ausführungsform dieser Lenkung wirkt der Kraftkolben über einen Kurbeltrieb auf die Lenkwelle, und das Kurbelgehäuse dient als Druckraum für das Hilfskraftmittel. Die Lenkspindel tritt an der dem Kurbeltrieb abgewandten Seite des Kraftkolbens aus dem Druckzylinder aus. Infolgedessen sind die beiden Druckflächen des Kraftkolbens ungleich groß.

Bei gleichem Druck im Lenksystem, z. B. in der Neutrallage, würde der Kolben durch die ungleich großen Kolbenflächen einseitig verschoben, besonders wenn die Lenkung leichtgängig ist.

Um dem abzuhelfen, verschiebt man in an sich bekannter Weise die Steuernuten des einen Steuerteils gegenüber denen des anderen Steuerteils, im vorliegenden Fall die Lenkmutter, um einen geringen Betrag aus der Mitte, so daß die durch Steuernuten im Kraftkolben und in der Lenkmutter gebildeten Einlaßschlitze für das Druckmittel verschieden breit sind. Dadurch bilden sich in bekannter Weise 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 Lenkrades nicht bewegt, daß also die auf die beiden Druckflächen des Kraftkolbens wirkenden hydraulischen Kräfte gleich groß sind.

In der Ausführung einer Hilfskraftlenkvorrichtung nach dem Hauptpatent wurde 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.

Es ist eine kraftgetriebene Lenkvorrichtung für Fahrzeuge mit einem von der Lenkschnecke betätigten Schwenkarm bekannt, der einen Ventilschieber zum Auslösen des Servomotors betätigt. Zum Einstellen des Ventilschiebers in seiner Ausgangslage dient ein Gewindebolzen mit einer Gegenmutter. Diese Vorrichtung ist nicht zum Feineinstellen des Schiebers geeignet.

Eine andere bekannte Lenkvorrichtung mit einem durch eine Hilfskraft betätigten Kolbentrieb besitzt eine feste und eine bewegliche Hülse zum Steuern des Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge

Zusatz zum Patent 1 060 272

Anmelder:

Zahnradfabrik Friedrichshafen
ίο Aktiengesellschaft, Friedrichshafen

Erich Jablonsky, Schwäbisch Gmünd,
ist als Erfinder genannt worden

Druckmittels. Die feste Steuerhülse ist in dem Steuerzylinder eingeschraubt und durch eine Gegenmutter gesichert.

Die Erfindung besteht darin, daß eine in dem Kraftkolben durch Federvorspannung und Öldruck axial festgelegte Einstellmutter vorhanden ist, die mittels Gewinde mit deren Lenkmutter verbunden ist, wobei das Gewinde innerhalb des Kraftkolbens ein Verstellen der Einstellmutter zur Lenkmutter und dadurch, wie bereits bekannt, ein Einstellen der Steuernuten zueinander ermöglicht.

Durch Drehen der Einstellmutter verschiebt sich die Lenkmutter gegenüber dem Kraftkolben. Dadurch kann die Lenkmutter sehr genau auf hydraulische Mitte eingestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Einstellmutter und der Kraftkolben mit dem Kolbenfuß stück je zwei Paar Anschläge auf, zwischen denen zwei gegeneinander gefederte Teile eingesetzt sind, welche die Federungselemente bei Betätigen der Lenkmutter wahlweise in der einen oder der anderen Richtung zusammendrücken und zwischen sich einen nach außen flüssigkeitsdicht abgeschlossenen Raum einschließen, der durch eine Bohrung mit der Einlaßnut des Kraftkolbens verbunden ist. Dieser Raum dient damit als Rückwirkungsraum, d. h., der jeweils wirksame Öldruck wird von diesem aus auf die Lenkorgane übertragen und am Lenkrad spürbar.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Mittellängsschnitt durch das Lenkgetriebe und

Fig. 2 einen Ausschnitt von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, wobei die Lenkspindel der Deutlichkeit halber fortgelassen ist.

Fig. 1 zeigt eine hydraulische Hilfskraftlenkvorrichtung mit dem als Druckzylinder ausgebildeten Lenk-

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Claims

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gehäuse1, in dem der doppelt beaufschlagte Kraft- nicht gezeichneten Lenkrades axial nach rechts oder kolben 2 verschiebbar angeordnet ist. In dem Kraft- links verstellt. Dadurch wird wahlweise der Steuerkolben ist die als Steuerschieber ausgebildete Lenk- schlitz 12 oder der Steuerschlitz 13 geöffnet und der mutter 3 verschiebbar gelagert. In diese ist die Lenk- entgegengesetzte Steuerschlitz geschlossen, so daß spindel 4 eingeschraubt. Der Kraftkolben wirkt über 5 Drucköl in den rechten oder linken Druckraum eineine Pleuelstange 5 auf die Lenkwelle 6. tritt und den Kraftkolben bewegt. Gleichzeitig mit

Das Lenkgehäuse 1 enthält eine Einlaßöffnung 7 für dem Steuerschlitz 12 bzw. 13 wird der dem geöffneten das Drucköl, welche mit;der Ringnut8 des Kraft- Einlaßschlitz entgegengesetzte Auslaßschlitz an der kolbens in Verbindung steht. Bohrungen 9 im Kraft- Steuerleiste 23 bzw. 24 geöffnet, so daß das Öl aus kolben (s. auch Fig. 2) stehen mit einer Ringnut 10 io dem jeweils drucklosen Raum vor dem Kraftkolben im Kraftkolben in Verbindung. Diese steht einer etwas durch einen der Kanäle 16 bzw. 17 und die geöffnete schmaleren Steuerleiste 11 ..der Lenkmutter 3 gegen- Auslaßnut 25 oder 26 entweichen kann,
über. Die Steuerleiste 11 bildet mit der Ringnut 8 Die hier vorliegende Konstruktion hat durch das zwei Einlaßschlitze 12 und 13, durch welche je Hineinragen der Spindel 4 in die Lenkmutter 3 zwei nach Stellung der Lenkmutter im Kraftkolben 2 das 15 ungleiche Kolbenflächen. Beim gleichen Druck im Drucköl wahlweise in die linke oder rechte Einlaß- Lenksystem, z. B. in Neutrallage, würde der Kolben nut 14 bzw. 15 des Kraftkolbens eintreten kann. Die durch die ungleich großen Kolbenflächen einseitig verNuten 14 und 15 stehen mit je einem Kanal 16 bzw. schoben. Das Verschieben des Kolbens wird dadurch 17 in Verbindung. Kanal 16 mündet in den Räum 18 verhindert, daß der Lenkmutterkolben um einen gedes Kurbeltriebes. Kanal 17 mündet in den Raum 19. 20 ringen Betrag aus der Mitte verschoben wird, so daß zwischen Kraftkolbenfußstück 20 und Gehäuse 1. sich der Druck in Neutrallage entsprechend der Größe

An den Außenseiten der Nuten 14 und 15 sind der Kolbenfläche anpaßt. Im vorliegenden Fall ist Rücklauf nuten 21 und 22 im Kraftkolben vorhanden, die kleine Kolbenfläche rechts an dem Kolbenfußstück welche durch Steuerleisten 23 bzw. 24 der Lenkmutter 20. Die große Kolbenfläche befindet sich links an wahlweise abgeschlossen bzw. mit den zugehörigen 25 dem Kolbenkopfstück 62. Die Lenkmutter 3 muß da-Nuten 14 und 15 verbunden werden können. Seitlich her um einen geringen Betrag nach links verschoben von den Leisten 23 und 24 weist die Lenkmutter Ring- werden. Hierdurch wird der Steuerschlitz 12 gegennuten 25 und 26 auf, die durch Bohrungen 27 bzw. 28 über dem Steuerschlitz 13 verengt, so daß sich in der mit dem Raum 29 vor der Lenkspindel 4 verbunden Nut 15 ein höherer Druck einstellt als in der Nut 14. sind. Der Raum 29 ist durch Bohrungen 31 und 32 30 Da das vorliegende Lenksystem ein Kreislaufsystem im Innern der Lenkspindel über das Kanalsystem 33, ist, durch das eine gleichbleibende ölmenge dauernd 34 mit der Auslaßöffnung 35 im Lenkgehäuse ver- durchfließt, wird durch diese Steuerschlitzverengung bunden. Druckunterschied durch den Staudruck erzeugt. So

Eine Einstellmutter 41 ,ist durch Gewinde 42 mit herrscht also in Neutrallage an der rechten Zylinder-

der Lenkmutter 3 verbunden. Die Einstellmutter 41 35 seite (Kolbenfußstück 20) ein höherer Druck als an

läuft in einen schmalen Ring 44 aus, der zum Sichern der linken Zylinderseite (Kolbenfußstück 62). Hier-

der Teile 41 und 3 gegen relatives Drehen in die Boh- durch sind die auf beiden Kolbenflächen wirkenden

rungen 30 der Lenkmutter eingestemmt werden kann, Kräfte im Gleichgewicht. Das Einstellen der Steuer-

nachdem die Lenkmutter 3 auf die hydraulische Mitte schlitze wird, wie vorbeschrieben, durch das Verstel-

eingestellt worden ist. Die mittlere Zulaufnut 8 ist 40 len des Lenkmutterkolbens erreicht. Diese Verstellung

durch eine Bohrung 45 mit dem Raum 46 verbunden. kommt folgendermaßen zustande:

Der in der Zulaufnut 8 herrschende Öldruck ist also Die Lenkmutter wird gegen Drehen durch einen

zugleich im Rückwirkungsraum wirksam. Er hat hier nicht dargestellten, im Kraftkolben gelagerten

ebenso wie die Federn 49 das Bestreben, den Rück- Mitnehmerbolzen gesichert, der sich in einer nicht ge-

wirkungsring 47 und den. Federkorb 48 auseinander- 45 zeichneten Längsnut in der Lenkmutter bewegt. Die

zudrücken. Wie bekannt, wird dieser Druck zusam- Einstellmutter 41 wird durch den Rückwirkungsring

men mit dem Druck der Federn 49 als manueller 47 und den Federkorb 48 durch die Anlagen 58 und

Lenkanteil am Lenkrad spürbar. 60 in ihrer Lage zum Kolbenmittelstück 2 fixiert.

Zur Abdichtung sind sowohl der Rückwirkungs- Durch die in der Einstellmutter 41 angeordneten Nu-

ring wie auch der Federkorb mit Rundschnurringen 50 ten 63 kann die Einstellmutter gedreht werden. Durch

50 und 51 versehen. Der.Federkorb 48 stützt sich das Gewinde42 wird bei dieser Drehung die Lenk-

außen an dem Bund 56 des Kolbenfußstückes 20 ab. mutter gegenüber der Einstellmutter in ihrer Lage

Innen stützt er sich auf einen Sicherungsring 58 ab, verstellt.

der auf der Einstellmutter 41 angeordnet ist. Der Bei der Verschiebung des Lenkmutterkolbens muß Rückwirkungsring 47 stützt sich einerseits gegen 55 vom Raum 65 eine Abflußverbindung zum Rücklaufeinen Bund 59 des Kraftkolbens 2 ab, andererseits raum 66 vorhanden sein. Dieses wird durch die Anstützt er sich innen an einem Bund 60 der Einstell- Ordnung einer Bohrung 67 erreicht,
mutter 41 ab. Beide Teile, der Rückwirkungsring 47 Ein Vorteil auf einem Kreis angeordneter parallel- und der Federkorb 48, stehen um den Ventilhub 61 achsiger Rückstellfedern 49 liegt darin, daß die Größe auseinander. Bei einer Bewegung der Lenkmutter 3, 60 der Rückstellkraft durch eine verschiedene Anzahl z. B. nach links, wird der Federkorb, der an dem und/oder Starken der Federn an verschiedene Len-Sicherungsring 58 anliegt, mitgenommen und nach kungsübersetzungen angepaßt werden kann,
links verschoben, bis er sich an den Rückwirkungsring 47 anlegt. Patentansprüche:

Bei einer Bewegung der Lenkmutter nach rechts 65 1. Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit ™

wird der Rückwirkungsring 47 nach rechts mitgenom- einem als Druckzylinder ausgebildeten Lenk-

men, bis er am Federkorb 48 anstößt. Dieser stützt gehäuse, einem im Druckzylinder beweglichen,

sich dabei am Bund 56 des Kolbenkopfstückes 20 ab. doppelt beaufschlagten und mit Steuerorganen ver-

Die Lenkmutter 3 wird durch Drehen der in die sehenen Kraftkolben, einer in diesem verschieb-

Lenkmutter eingeschraubten Lenkspindel mittels des 70 baren und als Steuerschieber ausgebildeten Lenk-

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mutter mit einer in die Lenkmutter eingeschraubten Lenkspindel, nach Patent 1060 272, dadurch gekennzeichnet, daß eine in dem Kraftkolben (2) durch Federvorspannung und Öldruck axial festgelegte Emstellmutter (41) vorhanden ist, die mittels Gewinde mit der Lenkmutter (3) verbunden ist, wobei das Gewinde innerhalb des Kraftkolbens (2) ein Verstellen der Einstellmutter (41) zur Lenkmutter (3) und dadurch, wie bereits bekannt, ein Einstellen der Steuernuten zueinander ermöglicht.
2. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmutter (41) und der Kraftkolben (2) mit dem Kolbenfußstück (20) je zwei Paar Anschläge (56 und 58 bzw. 59 und 60) aufweisen, zwischen denen zwei gegeneinander

gefederte Teile (47 und 48) eingesetzt sind, welche die Federungselemente bei Betätigen der Lenkmutter (3) wahlweise in der einen oder der anderen Richtung zusammendrücken und zwischen sich einen nach außen flüssigkeitsdicht abgeschlossenen Raum (46) einschließen, der durch eine Bohrung (45) mit der Einlaßnut (9) des Kraftkolbens verbunden ist.
3. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum (46) eine Anzahl von Zylinderfedern (49) auf dem Umfang verteilt angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 1 006 734, 962 851,
949715,940 094, 877110.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 697/331 12.60