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Hilfskraftlenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die vorliegende
Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkeinrichtungt insbesondere für Kraftfahrzeuge,
mit hydraulischer Übertragung der Lenkbewegung mittels einer von Hand antreibbaren,
und mit der Lenkspindel trieblich verbundenen Druckmittelpumpe, bestehend aus einem
innenverzahnten Stator und einem innarhalb desselben angeordneten, gegenüber der
Statorachse exzentrisch drehbar gelagerten Innenrad, welches eine geringere Anzahl
von Zahnprofilen als das Außenrad aufweist, und welches mit der Lenk-Spindel über
eine Kreuzschlitzkupplung trieblich verbunden ist.
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Es ist aus der deutschen Patentschrift 613.239 eine Kreuzgelenkkupplung
bekannt mit zwei auf den miteinander zu verbindenden Wellen befestigten Flanschen
mit diametral verlaufenden und im Grunde eben oder konvex gewölbten Nuten und einem
Verbindungsstück mit kreuzweise zueinander verlaufenden und in die Nuten passenden
Rippen mit konvex gewölbten Stirnflächen. Die bekannte Kupplung hat grosse Baulänge.
Die Kraftangriffspunkte auf beiden Seiten des Verbindungsstückes liegen axial weit
von-einander entfernt. Bei der Übertragung von Drehmomenten an parallelen, gegeneinander
versetzten Wellen treten daher Verklemmungen, zwischen dem auf Drehung beanspruchten.
Verbindungsstück und den Führungsgliedern der Kupplung ein, so dass die bekannte
Kupplung für eine Lenkeinrichturig nach
der ,Patentanmeldung ungeeignet ist.
Die
Erfindung vermeidet die Mängel der bekannten Kupplung
| und besteht darin, dass auf beiden Seiten der Zwischenscheibe |
| mit. |
| einer %reuzschlitzkupplung je zwei diametral stehende Nuten/in |
an sich bekannter Weise konkav gekrümmten Nutengrund und von der Mitte der Zwiechensoheibe
nach aussan zunehmender Tiefe eingearbeitet sind, und daue an der Lenkspindel und
an dem Pumpenrad je ein paar in die Nuten eingreifende und in an-sich bekannter
Weise dem Nutengrund entsprechend konvex geformte Klauen gebildet sind, wobei der
diametrale Abstand der ineinander eingreifenden. Klauen und Nuten voneinander abweicht,
sodass eine Querverschiebung der Klauen in den Nuten möglich ist.
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Es ist bereite eine Kreuzgelenkkupplung bekannt (DRP 201.020), die
aua Drehkörpern mit T- oder schwalbenschwanzförmigem Querschnitt besteht. Zweck
dieser Kupplung ist die Übertragungsfähigkeit für achsial gerichtete Kräfte, so
dass die Kupplungshälften durch achsiale Belastung nicht voneinander getrennt werden
können. Der Nutengrund der Eingriffsteile ist ähnlich wie beim Erfindungsgegenstand
konkav und der konvexen Form der Klauen angepasst, jedoch besteht der Unterschied,
dass keine Querverschiebung zwischen den Kupplungsteilen möglich Ist.
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Ein weiteren Merkmal der Erafndung besteht darin, dass die Kraftangriffepunkte
der zusammenwirkenden Schlitze und Kupplungsglieder in oder nahe einer gemeinsamen
zur Längseaohee der Lenkung senkrechten Ebene liegen. Die Kraftübertragung erfolgt
daher.
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unter Vermeidung von Verklemmungen in den Führungsgliedern.
Hierdurch wird ein. einwandfreier selbsttätiger Rücklauf der Lenkung in die Geradeausfahrtstellung
gewährleistet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt.
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Fig. 1 zeigt eine Hilfskraftlenkeinrichtung in Verbindung mit einem
Kurvenkapselwerk, längsgeschnitten dargestellt, Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach
der Linie II - II der Fig. 1 , Fig. 3 zeigt einen Querschnitt nach der Linie III
- III der Fig. 1, Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie IV - IV der Fig. 2,
Fig. 5 zeigt einen Schnitt nach der Linie V - V der Fig. 1, . Fig. 6 zeigt einen
Querschnitt nach der Linie VI - VI der Fig. 1.
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Das in Fig. 1 bis 6 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Hilfskrafteinrichtung
für Lenkungen, bei. denen zwischen einer das Lenkhandrad tragenden Lenkspindel und
den hier nicht dargestellten lenkbaren Fahrzeugrädern eine rein hydraulische Verbindung
ohne mechanische Übertragungsglieder vorgesehen ist. Die Lenkspindel 1 ist in einem
das Gehäuse 3 abschließenden Deckel 2 mittels Wälzkörpern 4 axial unverschieblich
gelagert. Die Lenkspindel 1
ragt mit ihrem vorderen Ende in das
Gehäuse 3 hinein und ist konzentrisch umgeben von einem hülsenförmigen Steuerventilschieber
5. Das Gehäuse 3 bildet das zweite Glied der Druckmittelsteuereinrichtung der Servolenkung.
Koaxial zum Gehäuse 3 ist ein mit diesem verschraubtes Gehäuse 7 angeordnet, das
durch einen Deckel 8 abgeschlossen Ist. Der Deckel ist durch Schrauben 54 mit dem
Gehäuse 3 verbunden. Innerhalb des Gehäuses 7 ist ein mit Innenzahnprofilen 9' versehener
Außenring 9 (Fig. 5 ) undrehbar gehalten. Dieser steht mit Außenprofilen 10' eines
Innenrades 10 im Eingriff. Das Innenrad 10 weist
| reg,, |
| eine geringerInzahl -von Zahnprofilezl als der Außenring
9 |
auf, und die Mittelachse 9" des Außenringes 9 ist koaxial zur Lenkspindelachse.
Die Mittelängsachse 10'' des Innenrades 10 liegt parallel zu der Längsachse der
Lenkspindel 1 und in einem durch die Abmessungen von Innen- und Außenring von Innen-
und Aul.#enring bestimmten Abstand "et" von der Längsachse der Lenkspindel 1 und
von der Mittelachse des Außenringes 9.
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Zur trieblichen Verbindung der Lenkspindel 1 und des Innenrades 10
ist eine Kreuzschlitzkupplung 14,15,18 vorgesehen, die bei Antrieb durch die, Lenkspindel
1 eine Kreisbewegung mit dem Radius "e" @uläßt, die der Rotor 10 um die Achse 9"
des Außenringes ausführt.
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Die Kreuzschlitzkupplung setzt sich aus einer drehfest mit der Lenkspindel
1 verbundenen Zwischenwelle 14,
einem mit dem Innenrad 10 drehfest
verbundenen Kupplungsteil 1 5 und einer zwischen diesem und der Zwischenwelle 14
eingesetzten Kreuzschlitzscheibe 18 zusammen. Die Zwischenwelle 14 ist mit der Denkspindel
1 unter Vorhandensein eines Spiels 63, 64 (Fig. 6) drehfest verbunden und führt
sich mit einem Flansch 19 in der axialen Bohrung 20 des Gehäuses 3. In die Stirnseite
21 bzw. 22 (Fig. 4) der Kreuzschlitzscheibe sind diametral laufende Schlitze 24
und 25 bzw. 26 und 27 eingearbeitet. Die gemeinsamen Nittelebenen der Schlitze 24
und 25 und der Schlitze 26 und 27 stehen senkrecht aufeinander. Die Schlitze 24,
25, 26 und 27 weisen innen kreisbogenförmigen Querschnitt auf und sind radial nach
außen offen. An der Stirnseite des Flanaches 19 der Zwischenwelle sind entsprechend
den Schlitzen 24 und 25 ausgebildete Klauen 40 und 41 gebildet, die in die Schlitze
24 und 25 der Kreuzschlitzscheibe eingreifen. Desgleichen sind an der Stirn-Seite
des Kupplungsteiles 15 Klauen 48 und 49 vorgesehen, welche radial verschieblich
in die Schlitze 26 und 27 der Kreuzschlitzecheibe 18 eingreifen.
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Die Zwischenwelle 14 nimmt in einer radial gerichteten Bohrung einen
Mitnehmerbolzen 60 auf, dessen Enden 61 bzw. 62 spielfrei in Längsnuten 66 bzw.
67 des Steuerventilschiebers 5 eingreifen und eine drehfeste Verbindung zwischen
dem Ventilschieber 5 und der Zwischenwelle 14 herstellen. Außerdem greift der Mitnehmerbolzen
60
mit Verdrehspiel in Schlitze 63 bzw. 64 eines rohrförmigen Teiles
der Lenkspindel 1 ein. An der Lenk-Spindel sind Gewindeprofile 68 gebildet, die
mit entsprechenden Gegenprofilen 69 am Steuerventilschieber 5 zusammenwirken.
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Am Steuerventilschieber 5 sind zur Steuerung des von einer Servopumpe
70 und der von Hand antreibbaren Druckmittelförderpumpe geförderten Druckmittels
Steuerringnuten 75, 76, 77, 78, 79, 80 und 81 gebildet, die mit entsprechenden Gegennuten
82, 83, 84 und 85 im Steuerventilgehäuse 3 zusammenwirken.
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Ferner sind eine Anzahl von Verteilerlängsnuten 90 und 91 am Steuerventilschieber
5 gebildet, die über Bohrungen 93, 93' und Verbindungskanäle 94 an die bei Antrieb
der Handpumpe 9, 10 umlaufenden Pumpenkammern 96 (Fig. 5) wechselweise angeschlossen
sind. Die Servopumpe 70 ist über eine Druckleitung 97 an die Zulaufringnut 83 angeschlossen,
während vom Druckmittelsteuerventil Leitungen 98 bzw. 99 zu den Zylinderräumen 100
und 101 eines Servomotors mit einem doppeltwirkenden Servokolben 103 führen. Die
Druckmittelsteuereinrichtung wird betätigt durch Verstellung des Steuerventilschiebers
5 in axialer Richtung und in Umfangsrichtung. Zu diesem Zweck schraubt sich bei
einer am lenkhandrad.eingeleiteten Lenkbewegung der Steuerventilschieber 5 mittels
seines Gewindes 69 auf das
entsprechende Gegengewinde 68 an der
Lenkspindel auf, wobei der Rotbr der Pumpe zunächst eine Drehung des Steuerventilschiebers
verhindert. Da zwischen der Lenk-. Spindel 1 und der Zwischenwelle 14 ein Verdrehsepiel
vorbanden ist, erfährt der Steuerventlschieber 5 je nach Drehrichtung der Lenkspindel
1 eine axiale Verstellung in der einen oder anderen Richtung. Damit wird über die
Ringnuten 76, 77 bzw. 78,79 und die entsprechenden, Gegennuten 82 bzw. 84 das von
der Servopumpe 70 geförderte Druckmittel der einen bzw. anderen Schar von Verteilerlängsnuten
90 bzw. 91 zugeleitet und über die Handpumpe dem einen oder anderen Druckzylinderraum
1000t 0a oder 101 des Servomotors zugeleitet: DleVerteilerlängsruten gp bzw. 91
haben dabei die Aufgabe, die mit dem Innenrad 10 der Innenzahnradmpe umlaußenden
Druck- bzwSaugkammern an den entsprrchdnden Druckzylinderraum 1O0 bzw. 101 anzuschließen.
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Wird .die Lenkspindel 1 in der einen oder anderen Richtung gedrehte
so wird riaeh Zurücklegung des Spiele 83! 64 die Kreuzschlitzecheibe 18 über die
ZwischenNveile. 1 ¢ und deren Klauen 40 und 41 spielfrei mitgenommer. Über ,die
Nuten 26 und 27 der Kreuzschlitzscheibe,, die in diese eingreifenden Klauen 48 und
49 und das Kupplungsteil 15 überträgt die Kreuzschlitzacheibe 18 die an der Lenkspindel
1 eingeleitete Drehbewegung auf ras i.enrad 10, welches, wie
bereits
erwähnt, eine Planetenbahn mit dem Radius "e" um die Achse des Außenrades beschreibt.
Die Kreumschlitzscheibe 18 bewegt sich während einer Umdrehung um die Strecke "2e"
in zwei zueinander senkrechten Richtungen. Die Kraftangriffspunkte "S" der Klauen
40, 41 bzw. 48, 49 liegen in oder nahe einer gemeinsamen, die Lenkspindelachse senkrecht
schneidenden Ebene E-E (Fig. 4). Damit wird ein günstiger Kraftangriff der Lenkspindel
1 und des Innenrades 10 der Kreuzschlitzscheibe erreicht und ein Verkanten der Kreuzschlitzscheibe
vermieden.
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Da auf einer Seite der Kreuzschlitzscheibe 18 jeweils nur zwei Nuten
24 und 25 bzw. 26 und 27 in der Nähe der Mittelachse der Scheibe enden, besitzt
die Scheibe einen ausreichenden Querschnitt in zwei zueinander senkrechten Ebenen
in der Größe der in Fig. 1 und 4 schraffiert gezeichneten Flächen der Scheibe 18.
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Die Kreuzschlitzkupplung nach der Erfindung ist durch eine grosse
Festigkeit der Kreuzschlitzscheibe ausgezeichnet, weil infolge der runden Form des
Nutengrundes die Scheibe in der Mitte ausreichenden Materialquerschnitt aufweist.
Aus diesem Grunde können die Nuten näher an die Scheibenmitte heranreichen, wodurch
der Außendurchmesser der Kupplung bei gegebenem Hub "2e" kleiner sein kann.
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Die Nutenscheibe und die K1au.enteile der Kupplung können in einfacher
Weise durch Formdrehen und Fräsen hergestellt werden.