DE1144605B - Steering gear intended for road vehicles with hydraulic power assistance - Google Patents

Description

Für Straßenfahrzeuge bestimmtes Lenkgetriebe mit hydraulischer Hilfskraftunterstützung Die Erfindung betrifft ein für Straßenfahrzeuge bestimmtes Lenkgetriebe mit hydraulischer Hilfskraft-Unterstützung und mit einer auf der Lenkspindel ausgebildeten Schnecke, in die ein Lenkfinger eingreift, der sich an dem mit der quer zur Lenkspindel verlaufenden Lenkwelle starr verbundenen Lenkhebel befindet.Steering gear designed for road vehicles with hydraulic power assistance The invention relates to a hydraulic steering gear intended for road vehicles Auxiliary support and with a worm on the steering spindle, into which a steering finger engages, which is on the one with the one running transversely to the steering spindle Steering shaft is rigidly connected to the steering lever.

Es ist bereits bekannt, Lenkgetriebe mit einer hydraulischen Hilfskraftunterstützung auszurüsten. Dabei wird die Hilfskraft nach Art einer Servosteuerung zur Nachführung der Hauptlenkelemente hinter der Handbetätigung des Lenkrades wirksam. Bei einer bekannten Ausführung wird ein Ventilschieber federnd in einer bestimmten Ruhelage gehalten, in der der hydraulische Antrieb unwirksam ist, und übet ein vorgegebenes axiales Spiel der Lenkspindel bei deren manueller Betätigung ausgelenkt, so daß ein seitwärts des Lenkgetriebes angeordneter Zylinder über einen Kolben und eine Zahnstange auf ein besonderes Zahnsegment des Lenkhebels nachstellend einwirkt. Diese Bauart hat durch den seitlich des Lenkgehäuses angeordneten Zylinder einen großen Raumbedarf und weist entsprechend hohe Herstellungskosten auf.It is already known to have a steering gear with hydraulic power assistance equip. In this case, the assistant is used for tracking in the manner of a servo control the main steering elements behind the manual operation of the steering wheel. At a known design, a valve slide is resilient in a certain rest position held, in which the hydraulic drive is ineffective, and exercises a predetermined axial play of the steering spindle deflected when it is manually operated, so that a side of the steering gear arranged cylinder over a piston and a The rack acts on a special toothed segment of the steering lever in an adjusting manner. This design has a cylinder arranged on the side of the steering housing large space requirements and has correspondingly high manufacturing costs.

Bei einem anderen bekannten Lenkgetriebe mit Kugelumlauflenkung und Steuerung des Servoventils über ein vorgegebenes axiales Spiel der Lenkspindel, ist der Kolben bereits koaxial um die Lenkspindel angeordnet, indem er mit seiner Innenbohrung auf dem Mantel der entsprechend verlängerten Lenkspindellagerung. gleitet. Da der Kraftweg von der Lenkspindel über die umlaufenden Kugeln zur Lenkschneckenmutter und von dieser weiter über ein Zahnsegment auf den Lenkhebel unbedingt spielfrei bleiben .muß, ist für den Kolben eine mehrteilige Sonderkonstruktion erforderlich, welche aus den beiden auf dem Mantel der Lenkspindellagerung gleitenden Teilen und einem quer zur Kolbenachse beweglichen, als Lenkschnekkenmutter, " ausgebildeten Mittelstück besteht: Durch die Erfindung wird ein demgegenüber besonders einfaches und kompakt aufgebautes Lenkgetriebe erhalten, indem bei einem Lenkgetriebe der eingangs erwähnten Bauart erfindungsgemäß die Lenkspindel selbst als Gleitführung für den an sich in bekannter Weise koaxial zu ihr liegenden und über ein Kugelgelenk mit dem Lenkhebel im Eingriff stehenden Kolben der Servoeinrichtung dient und der Steuerschiet ber für die Hilfskrafteinrichtung in ebenfalls an sich bekannter Weise koaxial und axial unverschieblich auf der eine gewisse Axialbewegung zulassenden Lenkspindel gelagert ist.In another known steering gear with recirculating ball steering and Control of the servo valve via a given axial play of the steering spindle, the piston is already arranged coaxially around the steering shaft by using his Inner bore on the jacket of the correspondingly extended steering spindle bearing. slides. Because the power path from the steering spindle via the rotating balls to the steering worm nut and from this onwards via a toothed segment on the steering lever absolutely free of play must remain, a multi-part special design is required for the piston, which from the two parts sliding on the jacket of the steering spindle bearing and a movable transversely to the piston axis, designed as a steering worm nut " Middle piece consists: The invention makes a particularly simple one by comparison and a compact steering gear obtained by the initially mentioned design according to the invention, the steering spindle itself as a sliding guide for the per se lying coaxially to it in a known manner and via a ball joint with the steering lever engaged piston of the servo device and the Steuerschiet over for the auxiliary power device in a manner also known per se coaxial and axially immovable on the permitting a certain axial movement Steering spindle is mounted.

Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Ausbildung des eng um die Lenkspindel angeordneten einteiligen Kolbens, der über ein in einer Ausnehmung des Kolbens gleitendes Kugelgelenk direkt auf. den Lenkhebel einwirkt, so daß das gesamte Lenkgetriebe in einer für die bekannten Handlenkungen benötigten Gehäusegröße untergebracht werden .kann.,Gleichzeitig bleiben die Vorteile, wie z. B. eine mögliche progressive Steuerkurve des. Lenkschneckentriebes, erhalten.This results in a particularly simple design of the tight around the steering spindle arranged one-piece piston, which has a in a recess of the piston sliding ball joint directly. acts on the steering lever so that the entire steering gear in a housing size required for the known manual steering can be accommodated. At the same time, the advantages, such as B. a possible progressive control curve of the steering worm drive.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die zeichnerische Darstellung .eines Ausführungsbeispiels näher. beschrieben.The invention is described below with reference to the drawing Representation of an exemplary embodiment in more detail. described.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Lenkgetriebes gemäß der Erfindung; Fig. 2. stellt einen Schnitt nach Linie 1I-11 der Fig. 1 und Fig:_3 .einen Schnitt durch das Steuerventil in vergrößertem Maßstab dar. " Nach Fig.l besteht das Fahrzeuglenkgetnebe aus einer Schnecke in. Form einer schraubenförmigen Nut 1 in der Lenkspindel Z,. die im Gehäuse 4 drehbar in Rollenlagern 3 gelagert ist. Die Lenkspindel 2 ist an ihrem oberen Ende mit der üblichen Steuersäule (nicht gezeigt) verbunden. In dem Gehäuse 4 ist weiterhin eine Lenkwelle 5 gelagert, deren Achse quer zur Achse der Lenkspindel 2 verläuft: An dem einen Ende (innerhalb des Gehäuses) hat die Lenkwelle 5 einen Lenkhebel 6, an dem drehbar ein Lenkfinger 7 gelagert ist, der in die schraubenförmige Nut 1. der Lenkspindel eingreift.Fig. 1 shows a sectional view of a steering gear according to the invention; Fig. 2 shows a section along line 1I-11 of Fig. 1 and Fig: _3. A section through the control valve on an enlarged scale the steering spindle Z, which is rotatably mounted in the housing 4 in roller bearings 3. The upper end of the steering spindle 2 is connected to the usual control column (not shown) the steering spindle 2 runs: At one end (inside the housing) the steering shaft 5 has a steering lever 6 on which a steering finger 7 is rotatably mounted, which engages in the helical groove 1 of the steering spindle.

Diese Anordnung stellt ein übliches Lenkgetriebe dar, bei dem sich bei einer Drehung der Lenkspindel 2 der Lenkfinger 7 auf einem bogenförmigen Weg um die Achse der Lenkwelle 5 bewegt. Der Zylinder 8 einer Hilfskraftvorrichtung ist koaxial um die Lenkspindel 2 angeordnet, wobei der Kolben 9 auf der Lenkspindel 2 gleiten kann. Der Kolben 9 hat eine hülsenartige Verlängerung 10, die an ihrem vorderen Ende eine Öffnung 11 aufweist, mit der sie eine teilkugelförmige Oberfläche 12 des Lenkfingers 7 oder eine kugelförmige bzw. teilkugelförmige Hülse 13 (Fig. 2) umfaßt, in der der Lenkfinger 7 drehbar gelagert ist.This arrangement represents a conventional steering gear in which, when the steering spindle 2 is rotated, the steering finger 7 moves on an arcuate path around the axis of the steering shaft 5. The cylinder 8 of an auxiliary power device is arranged coaxially around the steering spindle 2, the piston 9 being able to slide on the steering spindle 2. The piston 9 has a sleeve-like extension 10 which has an opening 11 at its front end with which it comprises a part-spherical surface 12 of the steering finger 7 or a spherical or part-spherical sleeve 13 (Fig. 2) in which the steering finger 7 rotates is stored.

Wenn der Kolben :9 durch Zuführen von Druckflüssigkeit auf der einen Kolbenseite verschoben wird, überträgt sich diese Bewegung über die Wand der Öffnung 11 auf die kugelförmige Oberfläche 12 des Lenkfingers 7 bzw. auf die Hülse 13 und damit auf den Lenkhebel 6. Es ist sowohl eine geradlinige Bewegung des Kolbens 9 und seiner Verlängerung 10 als auch eine bogenförmige Bewegung des Lenkfingers 7 möglich, da sich der Kolben 6 um die Achse der Lenkspindel 2 drehen kann. Die kugelförmige Verbindung 11, 12 gestattet eine Druckübertragung zwischen Kolben 9 und' Lenkfinger 7 in allen vorkommenden Stellungen.When the piston: 9 is displaced by supplying pressure fluid on one side of the piston, this movement is transmitted via the wall of the opening 11 to the spherical surface 12 of the steering finger 7 or to the sleeve 13 and thus to the steering lever 6. It is both a rectilinear movement of the piston 9 and its extension 10 as well as an arcuate movement of the steering finger 7 are possible, since the piston 6 can rotate about the axis of the steering spindle 2. The spherical connection 11, 12 allows pressure to be transmitted between the piston 9 and the steering finger 7 in all positions.

Zur Steuerung der Zuführung der Druckflüssigkeit zur Kraftvorrichtung können an sich bekannte Einrichtungen benutzt werden. Im allgemeinen wird dabei ein vorbestimmtes axiales Spiel zwischen dem von Hand erfolgenden Eingangsdrehmoment auf die Lenkspindel t und dem Ausgangsdrehmoment am Lenkhebel 6 ausgenutzt.To control the supply of pressure fluid to the power device facilities known per se can be used. In general it will a predetermined axial play between the manual input torque on the steering spindle t and the output torque on the steering lever 6 are used.

In der in Fig. 3 dargestellten Anordnung kann die Lenkspindel 2 eine kleine Axialbewegung ausführen, da die Lager 3, wie bereits erwähnt, als Rollenlager ausgebildet sind. Die Bewegung der Lenkspindel wird zum Betätigen eines eine Hin- und Herbewegung ausführenden Steuerventils 14 verwendet. Das Steuerventil 14 besteht aus einem hohlen zylindrischen Ring 15, der konzentrisch auf der Lenkspindel 2 angeordnet ist und mit dieser durch eine Anzahl Kugeln 16 verbunden ist, die in einer Nut 17 des Ringes 15 und in einer Umfangsnut 18 der Lenkspindel 2 liegen. Die Lenkspindel 2 ist dadurch mit dem Ring 15 ohne axiales Spiel drehbar verbunden.In the arrangement shown in FIG. 3, the steering spindle 2 can execute a small axial movement, since the bearings 3, as already mentioned, are designed as roller bearings. The movement of the steering shaft is used to actuate a reciprocating control valve 14 . The control valve 14 consists of a hollow cylindrical ring 15 which is arranged concentrically on the steering spindle 2 and is connected to it by a number of balls 16 which lie in a groove 17 of the ring 15 and in a circumferential groove 18 of the steering spindle 2. The steering spindle 2 is thereby rotatably connected to the ring 15 without axial play.

Ein Anschluß 19 für die Druckflüssigkeit steht in Verbindung mit einer Bohrung 20 in einem ringförmigen Teil 21. Der ringförmige Teil 21 weist einen Vorsprung 21a auf, der zwischen Endflansche 22 und 23 des Ringes 15 liegt. Die Flansche steuern mit dem ringförmigen Teil 21 die Druckflüssigkeit in die ringförmigen Kanäle 24 und 25: Ringförmige Spielräume 26 und 27 sind auf den Seiten des Ringes 15 gebildet. ; Die Räume 26 und 27 sind mit dem Anschluß 19 für die Druckflüssigkeit über die Kanäle 24 und 25 verbunden :sowie mit einer Rückführungsleitung, die aus einem ringförmigen Raum 28 zwischen dem Ring 15 und der Lenkspindel 2 besteht. Der Raum 28 führt über eine Öffnung 29 in eine Rückführungsleitung 30 in der Lenkspindel 2. Der Ring 15 wird durch Tellerfedern 31, die gegen die Seiten des Ringes drücken, in seine Neutral-,oder Mittelstellung geschoben.A connection 19 for the pressure fluid is in communication with a bore 20 in an annular part 21. The annular part 21 has a projection 21 a which lies between end flanges 22 and 23 of the ring 15 . The flanges control the pressure fluid in the annular channels 24 and 25 with the annular part 21: annular clearances 26 and 27 are formed on the sides of the ring 15. ; The spaces 26 and 27 are connected to the connection 19 for the pressure fluid via the channels 24 and 25 : as well as to a return line which consists of an annular space 28 between the ring 15 and the steering shaft 2. The space 28 leads via an opening 29 into a return line 30 in the steering spindle 2. The ring 15 is pushed into its neutral or central position by disc springs 31 which press against the sides of the ring.

Bohrungen 32 und 33 stehen jeweils mit den Ka- s nälen 24 bzw. 25 und mit gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 9 in Verbindung. Wenn daher der Ring 15 in seiner neutralen Stellung ist, kann Druckflüssigkeit von der Zuführungsleitung 19 gleichmäßig zu den Kanälen 24 und 25 fließen und somit über die Rückführungsleitung 30 zurückkehren. Auf den beiden gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 9 stellen sich somit gleiche Drücke ein.Bores 32 and 33 are each connected to the channels 24 and 25 and to opposite sides of the piston 9. Therefore, when the ring 15 is in its neutral position, pressurized fluid can flow smoothly from the supply line 19 to the channels 24 and 25 and thus return via the return line 30. The same pressures are thus established on the two opposite sides of the piston 9.

Wenn jedoch der Ring 15 aus seiner neutralen Stellung herausbewegt ist, ist der eine der Kanäle 24 und 25 gedrosselt und der andere entsprechend weiter geöffnet. Gleichzeitig bringt eine weitere Bewegung den Ring 15 in dichtende Berührung mit einem der Dichtungsringe 34 oder 35, entsprechend der Richtung, in die der Ring 15 bewegt wird. Eine Berührung zwischen dem Ring 15 und dem Dichtungsring 34 oder 35 verhindert eine Strömung zur Auslaßleitung über einen der Kanäle 26 oder 27. Infolgedessen entsteht an dem Kolben 9 eine Druckdifferenz, so daß er sich bewegt.However, when the ring 15 is moved out of its neutral position, one of the channels 24 and 25 is throttled and the other is correspondingly more open. At the same time, further movement brings the ring 15 into sealing contact with one of the sealing rings 34 or 35, corresponding to the direction in which the ring 15 is moved. Contact between the ring 15 and the sealing ring 34 or 35 prevents flow to the outlet line via one of the channels 26 or 27. As a result, a pressure differential is created on the piston 9, so that it moves.

Die kraftunterstützende Arbeitsweise des Getriebes ist so, daß das von Hand aufgewendete Drehmoment auf die Lenkspindel 2 deren Axialbewegung zur Folge hat und damit eine Axialbewegung des Ringes 15, mit dem Ergebnis, daß die Druckflüssigkeit eine Verschiebung des Kolbens 9 in einer der Handbetätigung folgenden Richtung bewirkt.The power-assisting mode of operation of the gearbox is such that the Torque applied by hand on the steering spindle 2 results in its axial movement has and thus an axial movement of the ring 15, with the result that the pressure fluid causes a displacement of the piston 9 in a direction following the manual operation.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Für Straßenfahrzeuge bestimmtes Lenkgetriebe mit hydraulischer Hilfskraftunterstützung und mit einer auf der Lenkspindel ausgebildeten Schnecke; in die ein Lenkfinger eingreift, der sich an dein mit der quer zur Lenkspindel verlaufenden Lenkwelle starr verbundenen Lenkhebel befindet, dadurch gekeruimichnet, daß die Lenkspindel (2) als Gleitführung für den in an sich bekannter Weise koaxial zu ihr liegenden und über ein Kugelgelenk (12) mit dem Lenkhebel (6) im Eingriff stehenden Kolben (9) der Servoeinrichtung dient und der Steuerschieber (14) für die Hilfskrafteinrichtung in ebenfalls an sich bekannter Weise koaxial und axial unverschieblich auf der eine gewisse Axialbewegung zulassenden Lenkspindel (2) gelagert ist. PATENT CLAIMS: 1. Steering gear intended for road vehicles with hydraulic power assistance and with a worm formed on the steering spindle; in which a steering finger engages, which is located on the steering lever rigidly connected to the steering shaft extending transversely to the steering spindle, thereby gekeruimichnet that the steering spindle (2) acts as a sliding guide for the in a known manner coaxial to it and via a ball joint (12 ) with the steering lever (6) engaged piston (9) of the servo device is used and the control slide (14) for the auxiliary power device is mounted in a known manner coaxially and axially immovable on the steering spindle (2) allowing a certain axial movement. 2. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (9) in an sich bekannter Weise mit einem Hülsenteil (10) versehen ist, der auf der Lenkspindel (2) gelagert ist. 2. Steering gear according to claim 1, characterized in that the Piston (9) is provided in a manner known per se with a sleeve part (10) which is mounted on the steering spindle (2). 3. Lenkgetriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkfinger (7) von einer kugelförmigen oder teilkugelförmigen Hülse (13) umgeben ist, die in einer Öffnung (11) des mit dem Kolben (9) verbundenen Hülsenteiles (10) lagert. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1025 281, 949 868, 943 394, 940 512; britische Patentschrift Nr. 808 260; Zeitschrift »Automobile Engineer«, Oktober 1959, S. 364 bis 367.3. Steering gear according to claims 1 and 2, characterized in that the steering finger (7) is surrounded by a spherical or part-spherical sleeve (13) which is in an opening (11) of the sleeve part (10) connected to the piston (9) stores. Considered publications: German Patent Nos. 1025 281, 949 868, 943 394, 940 512; British Patent No. 808,260; Automobile Engineer magazine, October 1959, pp. 364 to 367.