DE1139399B

DE1139399B - Hydraulische Hilfskraftlenkung fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1139399B
Application number: DEZ8295A
Authority: DE
Inventors: Erich Jablonsky
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1958-12-08
Filing date: 1958-12-08
Publication date: 1962-11-08

Description

Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit Kugelumlauf oder Gewinde zwischen Lenkschnecke und Lenkmutter, von denen die Lenkmutter im Lenkgehäuse, die Lenkschnecke im Hilfskraftkolben drehbar, jedoch axial unverschieblich gelagert sind.
Es ist bereits eine Lenkung mit einer mit dem Kraftkolben beweglichen Lenkmutter und einem an dieser angebrachten, die Lenkwelle betätigenden Hebelarm bekannt, wobei die Lenkmutter als Geberorgan für einen senkrecht zur Lenkspindel angeordneten Steuerschieber dient und der Steuerschieber durch Reibung zwischen Lenkmutter und Lenkschnecke über den Hebelarm betätigbar ist.
Es ist weiterhin ein Lenkgetriebe bekannt, das aus einer Lenkschnecke, einem mit dieser in Eingriff befindlichen Lenkrolle und einer Lenkwelle besteht, wobei die Lenkrolle an der Lenkwelle gelagert ist.
Es ist auch eine Lenkeinrichtung bekannt, bei der die Lenkschnecke als Geberorgan das zum Hilfskraftkolben gehörige Steuerventil über mehrere Zwischenglieder steuert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkeinrichtung zu schaffen, durch die eine gegenüber den bisher bekannten Lenkungen verbesserte Übertragung der Bewegung der Lenkspindel auf die Lenkschnecke bzw. die Lenkwelle ermöglicht wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Lenkmutter an ihrem oberen Ende als Zapfen für den Lenkspindelanschluß ausgebildet ist und die Lenkschnecke in an sich bekannter Weise als Geberorgan das zum Hilfskraftkolben gehörige Steuerventil über ein oder mehrere Zwischenglieder steuert.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Ventilhebel und die Lenkschnecke drehfest, aber relativ verschiebbar miteinander verbunden sind, wobei eine Nut im Hilfskraftkolben die relativen Drehbewegungen der Lenkschnecke gegenüber dem Hilfskraftkolben in vorbestimmten Grenzen hält.
Im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen ist es durch den besonderen erfindungsgemäßen Aufbau der Lenkeinrichtung möglich, daß die Übertragungsglieder mittig angreifen, d. h. daß die Zahnstange am Kraftkolben auf der Längsachse des Kolbens liegt und somit eine einseitige Belastung des Kolbens bzw. ein Verkanten desselben vermieden wird. Dies trifft in gleicher Weise auf die Übertragung der Bewegung der Lenkschnecke um ihre Längsachse zur Betätigung des Ventilkolbens zu. Die Übertragung dieser Bewegung erfolgt in jeder Stellung der Lenkschnecke bzw. des Kraftkolbens vermittels einer Leiste und des in diese eingreifenden Übertragungshebels in bezug auf den Ventilkolben stets mittig.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Hilfskraftlenkung nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Lenksäule mit Lenkschnecke, die eine Leiste mit Nut innerhalb des Hilfskraftkolbens aufweist, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie Il-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1 und Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Lenksäule, bei der Ventil und Steuerhebel im unteren Lenkgehäusedeckel angeordnet sind.
In Fig. 1 bis 3 ist die Lenkmutter 80 an ihrem Ende als Lenkstummel 81 ausgebildet, der mit einerKerbverzahnung versehen ist. In den Lagern 82 und 83 ist die Lenkmutter 80 axial unverschieblich gelagert. über den Kugelumlaufteil 84 ist die Lenkmutter 80 mit der Schnecke 85 verbunden. Die Schnecke 85 ist im Kolben 86 mittels des Lagers 87 drehbar gelagert. Die Schnecke 85 ist in ihrem Mittelteil als Leiste 88 ausgebildet. Diese Leiste 88 greift in eine entsprechende Nut 89 des Kolbens 86 ein (Fig. 3). Die Nut 89 ist breiter als die Leiste 88 und läßt eine Drehung der Schnecke um das Spiel 90 und 91 zu (Fig. 3). Die Leiste 88 weist an ihrer Oberkante eine Nut 92 (Fig. 3) auf, in die der Teil 93 eines Hebels 94 eingreift und in dieser gleitet. Der Teil 93 des Hebels 94 ist ballig ausgebildet, damit bei einer Drehbewegung der Leiste 88 keine Klemmerscheinungen auftreten können. Der Mittelteil des Hebels 94 ist kugelig ausgebildet. Durch ein entsprechend geformtes Lager 95 und 96 wird er in seiner Lage gehalten. Der Oberteil des Hebels 94 ist gabelförmig ausgebildet: Dieser gabelförmig ausgebildete Teil 97 greift in eine Nut 98 des Ventilkolbens 99 ein. Der Räum 100 ist über den Leitungsanschluß 101 mit der Hochdruckleitung verbunden. Dieser unter Hochdruck stehende Raum 100 ist gegenüber dem unter Niederdruck stehenden Mittelteil 102 der Lenkung durch eine Abdichtung 103 getrennt. Die Dichtung 104 schließt den Raum 100 nach außen ab.
Der Kolben 86 ist mit einer Zahnstange versehen, die mit dem Zahnsegment 105 der Lenkwelle 106 im Eingriff ist. Durch die Mutter 107 kann das Lager 87 spielfrei eingestellt werden, zugleich trennt die Mutter 107 den Zylinderraum 108 vom Gehäusemittelteil 102, der unter Niederdruck steht.
Am Kolben sind zwei Dichtringe 109 und 110 angeordnet; die die Zylinderäume 108 und 111 abschließen. Die Dichtung 112 trennt den Zylinderraum 111 vom Gehäusemittelteil 102. Das Gehäuse 113 ist zugleich als Druckzylinder ausgebildet. Es wird oben durch den Gehäuseflansch 114 bzw. 114' abgeschlossen. Eine Hochdruckdichtung 115 bzw. 115' schließt den Zylinderraum 111 nach außen ab. Etwa durchtretendes Lecköl wird durch die Dichtung 116 bzw. 116' aufgefangen. Der durch die Dichtung 115 und 116 gebildete Leckölraum 117 bzw. 117' ist durch Bohrungen mit dem Ölrücklauf verbunden. Die Dichtungen 118, 119 und 120 schließen den Zylinderraum 111 ebenfalls nach außen ab.
Mit dem am Gehäuseflansch 114 bzw. 114' vorgesehenen Gewinde können die Lager 82 und 83 spielfrei eingestellt werden. Durch das Anziehen der Flanschschrauben wird das Gewinde gegen Verstellen gesichert.
Die Abdichtung des Zylinderraumes 111 durch die Dichtungen 115' und 116' ist hier wahlweise ausgeführt. Diese Ausführung führt zu einer kürzeren Baulänge, jedoch ist die Reibung auf der sich drehenden Lenkmutter 80 größer. Bei der zweiten Ausführung sind die Dichtringe 115 und 116 auf einem kleinen Durchmesser angeordnet, und es ist dadurch die Reibung vermindert. Jedoch ist hier die Baulänge größer. Der Lenkspindelanschluß 81 ist durch eine Überwurfkappe 150 bzw. 150' gegen Spritzwasser und Schmutz geschützt.
Die Wirkungsweise dieser Lenkeinrichtung ist folgende: Beim Drehen der Lenkmutter 80 durch das Lenkrad wird die Drehbewegung über den Kugelumlaufteil 84 auf die Schnecke 85 übertragen. Diese Übertragung der Drehbewegung ist möglich, weil die Schnecke 85 im Lager 87 gelagert ist. Durch die Leiste 88 wird die Drehbewegung auf den Hebel 94 übertragen. Der Hebel 94 führt dabei eine Pendelbewegung aus. Diese Pendelbewegung überträgt sich auf den Ventilkolben 99, wodurch die hydraulische Hilfskraft ausgelöst wird. Hierdurch ist gewährleistet, daß die hydraulische Hilfskraft vor der mechanischen Kraftübertragung eingeleitet wird.
Die Leiste 88 kommt bei der Drehbewegung nach Überwindung des Spiels 90 und 91 (Fig. 3) zur Anlage an den Kolben 86; so daß eine mechanische Kraftübertragung eintritt. Es kann also bei Ausfall der Hydraulik voll mechanisch gelenkt werden. Das Spiel 90 und 91 beträgt nur einige Zehntel Millimeter, so daß es sich bei manuellem Lenken kaum bemerkbar macht.
Die hydraulische Hilfskraftlenkung nach Fig. 4 hat eine Lenkmutter ähnlich der Ausführung nach Fig. 1. Die Lenkmutter 122 ist in den Lagern 123 und 123' axial unverschiebbar gelagert. Der Lenkstummel 124 der Lenkmutter ist mit einer Kerbverzahnung versehen, so daß an diese die Lenkspindel mit dem Lenkrad angeschlossen werden kann. Die Lenkmutter 122 ist über den Kugelumlauf 125 mit der Lenkschnecke 1.26 verbunden. Die Lenkschnecke 126 ist auch hier mittels des Lagers 127 im Kolben 128 drehbar gelagert. Die Lenkschnecke 126 hat eine Scheibenfeder 129, die in der Schnecke 126 fest und in der Nut 130 des Kolbens 128 mit Spiel gelagert ist. Dieses Spiel läßt eine kleine Drehbewegung der Lenkschnecke zu, ohne daß der Kugelumlauftei1125 in Tätigkeit tritt. In der Lenkschnecke 126 ist eine Spindel 131 angeordnet, die eine Nut 132 aufweist, in die die Scheibenfeder 129 eingreift. Die Spindel 131 ist an ihrem Ende in dem Lager 133 des Abschlußdeckels 147 gelagert. Zwischen dem Lager 133 und der Zwischenwand 136 ist auf der Spindel ein Hebel 134 fest angeordnet. Der gabelförmige Teil 137 des Hebels 134 greift in eine Nut 138 des Ventilkolbens 135 ein.
Auch hier wird bei einer Drehbewegung der Lenk-: schnecke die Drehbewegung auf den Hebel 134 übertragen, so daß vor der manuellen Lenkübertragung das Ventil 135 betätigt und die Hilfskraftunterstützung wirksam wird.
Das Gehäuse 139 ist auch hier als Druckzylinder ausgebildet. Die Dichtung 140 trennt die beiden Zylinderdruckräume 141 und 142, wobei der Raum 148 mit dem Hochdruckteil des Zylinderdruckraumes 142 räumlich verbunden ist. Auch hier ist wieder eine Hochdruckdichtung 143 und eine Niederdruckdichtung 144 angeordnet. Der dazwischen entstehende Leckölraum 145 ist über den Gewindeanschluß 146 und eine nicht gezeichnete Leckölleitung mit dem Ölrücklauf verbunden.
Zum Schutz gegen Spritzwasser und Schmutz ist der Lenkspindelanschluß 124 durch eine Überwurfkappe 151 aus Gummi oder Kunststoff geschützt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit Kugelumlauf oder Gewinde zwischen Lenkschnecke und Lenkmutter, von denen die Lenkmutter im Lenkgehäuse, die Lenkschnecke im Hilfskraftkolben drehbar, jedoch axial unverschieblich gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkmutter (80, 122) an ihrem oberen Ende als Zapfen (81, 124) für den Lenkspindelanschluß ausgebildet ist und in an sich bekannter Weise die Lenkschnecke (85, 126) als Geberorgan das zum Hilfskraftkolben (86; 128) gehörige Steuerventil (99, 135) über ein oder mehrere Zwischenglieder (94 bzw. 131 und 134) steuert.
2. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilhebel (94, 134) und die Lenkschnecke (85, 126) drehfest, aber relativ verschiebbar miteinander verbunden sind, wobei eineNut (89, 130) im Hifskraftkolben (86, 128) die relativen Drehbewegungen der Lenkschnecke (85, 126) gegenüber dem Hilfskrafikolben in vorbestimmten Grenzen hält.
3. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilhebel (94) mit einem Zapfen (93) in der Nut (92) der an der Lenkschnecke (85) vorgesehenen Leiste (88) gleitet, die ihrerseits mit seitlichem Spiel in die Nut (89) des Hilfskraftkolbens (86) eingreift.
4. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilhebel (94) in an sich bekannter Weise in einem Lager (95) gelagert ist, das in den Zylinderraum des Lenkgehäuses hineinragt.
5. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lenkschnecke (126) eine Scheibenfeder (129) angeordnet ist, die einerseits mit Spiel in eine Nut (130) der Hilfskraftkolbenbohrung eingreift und andererseits in der Nut (132) einer in der hohlen Lenkschnecke angeordneten Spindel (131) gleitet, die im unteren Abschlußdeckel (147) des Lenkgehäuses (139) gelagert und auf der der Hebel (134) zur Steuerung des ebenfalls in dem Abschlußdeckel angeordneten Ventils (135) angeordnet ist.
6. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Teil der Lenkmutter (80, 122) je eine Hochdruckdichtung (115, 115', 143) und eine Niederdruckdichtung (116, 116', 144) vorgesehen sind und zur Verbindung des Zwischenraumes (117, 117', 145) in an sich bekannter Weise eine Leckölleitung bzw. ein Leitungsanschluß (146) zum Niederdruckraum (101, 148) vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1039 852, 1025 281; deutsche Patentschrift Nr. 949 868; französische Patentschrift Nr. 1146 345; britische Patentschrift Nr. 796 698; USA.-Patentschriften Nr. 2837167, 2827976, 2779427.