DE1966908A1

DE1966908A1 - Servolenkung fuer fahrzeuge.

Info

Publication number: DE1966908A1
Application number: DE19691966908
Authority: DE
Inventors: Manfred Buelow; Hans-Jochim Prof Dr I Foerster; Klaus Dipl Ing Katz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1969-08-08
Filing date: 1969-08-08
Publication date: 1975-04-10
Also published as: DE1966908B2; DE1966908C3

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Palm 832OA/4 Stuttgart ^{P 1}^ ⁶6 908.0

6.12.

Patentanmeldung (Ausscheidung aus P I9 kO 490.1-21.)

" Servolenkung für Fahrzeuge "

Die Erfindung bezieht sich auf eine Servolenkung für Fahrzeuge, bei der ein Arbeitekolben in einen Lenkgetriebegehäuse verschiebbar gelagert und eine im Arbeitskolben drehbeweglich und axial unverschiebbar gelagerte Lenkmutter mit einer im Lenkgetriebegehäuse axial festgelegten Lenkschnecke schraubbeweglich verbunden ist. Bei einer bekannten Servolenkung dieser Art (DT-PS 1 261 000) ist die Lenkmutter an ihren beiden Stirnenden durch je eine Vierpunkt-Lagerung sowohl radial als auch axial unverrückbar gegenüber den Arbeitskolben festgelegt. Dies kann zu Schwierigkeiten bei der Lagerung des mit der Lenkechnecke fest verbundenen Lenkspindelteiles führen, da die Schraubverbindung zwischen Lenkmutter und Lenkschnecke an sich schon eine Mehrpunkt-Lagerung für das Lenkspindelteil .darstellt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in we-

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sentlichen darin, eine problemfreie Lagerung dee Lenkspindelteiles im Lenkgetriebegehäuse zu ermöglichen.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Lenkmutter an einem Ende ausschließlich durch ein Axial-Lager gegenüber dem Arbeitskolben abgestützt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, in der drei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Servolenkung dargestellt sind. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Lenkung des ersten AusfUhrungsbeispieles,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Arbeitskolben mit Lenkmutter als Einzelteile der Lenkung des zweiten Ausführungsbeispieles und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Lenkung des dritten Ausführungsbeispieles.

Di· Lenkung der Fig* 1 unterscheidet sich von der Lenkung der Fig. 2 lediglich dadurch, daß das Schrägkugellager zwischen Lenkmutter und Arbeitskolben in Fig. 1 durch die Lagerkombination aus einem Radial- und einem Axialwälzlager der Fig. 2 ersetzt ist.

Beim dritten Ausführungebeispiel (Fig. 3) der Erfindung iat.der Lenkspindelaustritt auf die gegenüber der Ausfüh-

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rung nach den Fig. 1 und 2 entgegengesetzte Seite des Getriebegehäuses verlegt, wodurch der Abstand Lenkspindelaustritt-Lenkwellenmitte sehr klein ist und das Getriebegehäuse insgesamt sehr kurz baut.

In den nachfolgend beschriebenen Merkmalen stimmen die ersten beiden Ausführungsbeispiele miteinander überein.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, weist das Getriebegehäuse 10 einen im Durchmesser abgestuften Arbeitszylinder

11 auf, in dessen engem Zylinderteil 3Ba ein Arbeitskolben

12 axialverschiebbar geführt ist, der entsprechend der Zylinderabstufung sowohl mit einem im Durchmesser erweiterten Kolbenteil 12a für seine gegenüber den weiten Zylinderteil 38 abgedichtete wirksame Arbeitsfläche als auch mit einem im Durchmesser verengten Führungskolbenteil 12b versehen ist. Durch die Verengung des Führungskolbenteiles 12b baut das Gehäuse 10 sehr schmal. Im Führungskolbenteil 12b des Arbeitskolbens 12 ist eine Lenkmutter 13 an den Lagerstellen 13a und 13b drehbar und axial unverschiebbar gelagert, die über einen Kugelumlauf 1*4 mit einer Lenkschnekke 15 schraubbeweglich verbunden ist. In einer Ausbuchtung lG des Getriebegehäuses 10 ist die Lenkwelle 17 gelagert, die ein starres Zahnsegment 18 aufweist, das mit einem Zahnstangenprofil 19 am engeren Führungskolbenteil 12b des Arbeitskolbens 12 in Zahneingriff steht. Die Zu- und Ableitung des Druckmittels in den Arbeitsräumen 22 und 23 des Arbeitszylinders 11 beiderseits des Arbeitekolben· 12 wird durch einen nicht gezeigten, von der Lenkmutter 13 betätigten Steuerschieber gesteuert.

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In der bisher beschriebenen Anordnung stimmt die Lenkung der Fig. 3 mit den ersten beiden Ausführungen im wesentlichen überein. Das Getriebegehäuse 410 weist einen im Durchmesser abgestuften Arbeitszylinder 4ll auf, in dem ein entsprechend abgestufter Arbeitekolben 412 verschiebbar geführt ist. Der Arbeitskolben 412 ist durch seinen weiten Kolbenteil 4l2a mittels einer Dichtung 437 gegenüber dem weiten Zylinderteil 438 abgedichtet und über sein enges Führungskolbenteil 4l2b im engen Zylinderteil 438a radial geführt. Im Führungskolbenteil 4l2b ist eine Lenkmutter 4l3 an den Lagerstellen 4l3a und 4l3b drehbar und axial unverschiebbar gelagert, die über einen Kugelumlauf 4l4 mit einer Lenkschnecke 415 schraubbeweglich verbunden ist. In einer Ausbuchtung 4l6 des Getriebegehäuses 410 ist eine Lenkwelle 4l7 gelagert, die ein starres Zahnsegment 4lß aufweist, das mit einem Zahnstangenprofil 419 am engen Führungskolbenteil 4l2b in Zahneingriff steht. Das Getriebegehäuse 4lO ist ferner in nicht gezeigter Weise mit einer Gehäusebohrung versehen, in die ein Steuerschieber unmittelbar eingesetzt ist, durch den die Zu- und Ableitung des Druckmittels in den Arbeitsräumen 422 und 423 des Arbeitszylinders 411 beiderseits des Arbeitskolbens 412 gesteuert wird.

Bei den ersten beiden Ausführungebeispielen ist der Arbeitskolben 12 bzw. 312 radial außen gegenüber der im Durchmesser weiten Wand 38 des Arbeitezylinders 11 und radial innen durch ein Dichtungspaket 39 gegenüber einer Dichtungehülse 40 abgedichtet. Die Dichtungshülse 40 umschließt konzentrisch das starre koaxiale Spindelteil 4l der Lenkschnekke 15. Di· Dichtungehülse 4θ ist mit einem Gehäusestirn-

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deckel 42 einteilig ausgeführt, in dem das Spindelteil 4l axial und radial mittels einer Lageranordnung 46 im wesentlichen unverschiebbar gelagert ist. Der Gehäusestirndeckel 42 ist.mittels Schrauben 43 am Getriebegehäuse 10 befestigt und gegenüber dem Arbeitszylinder 11 durch einen O-Ring 44 sowie gegenüber dem Spindelteil 4l durch einen weiteren O-Ring 45 abgedichtet. '

Die Lenkschnecke 15 ist bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 an ihrem der Lageranordnung 46 abgewendeten Ende 15a über den Kugelumlauf l4, die Lenkmutter 13 und ein Schrägkugellager 47 radial im Arbeitekolben 12 abgestützt.

Die Lenkmutter 13 weist erfindungsgemäß an ihrer anderen Lageretelle 13a gegenüber dem Arbeitskolben 12 eine gewisse radiale Bewegungsfreiheit auf, so daß die Zweipunkt-Abstützung 46,47 der Lenkschnecke nicht durch die Lagerstelle 13a gestört wird, an der zwischen Lenkmutter 13 und Arbeitskolben 12 lediglich ein Axialwälzlager 48 vorgesehen* ist. Hierdurch wird auch radialer Bauraum gewonnen, so daß das Lager 48 bei den Hubbewegungen des Arbeitskolbens 12 im Bereich der einen Endstellung das innere Ende 49 der Dichtungshülse 4o überfahren kann. Dadurch baut die Lenkung axial kürzer. Eine gedrängte Lageranordnung ist dadurch erreicht, daß der Käfig 50 des Axialwälzlagers 48 durch radial innen liegende und axial an einer Lagerseite heraus-ragende Eingriff steile 51 ^an d*r Lenkmutter 13 zentriert ist·

Bei der Lageranordnung 46 am Spindelteil 41 der Lenkschnecke 15 i*t ein radialer Bund 52 des Spindalteil·· axial nach beiden Seiten durch je ein Axialwälzlager 53 bzw. 54 abge-

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stützt. Eine Verkürzung der Daulänge der spindellagerung ist dadurch gegeben, daß das Radiallager 55 des Spindelteiles 4l unmittelbar zwischen dem Bund 52 und dem Gehäuse 10 bzw. Gehäusestirndeck&l .42 angeordnet ist.

Deim zweiten Ausführungsbeispiel der e Servolenkung in Fig. 2 entspricht die Lagerung der Lenkmutter 313 i» Arbeitekolben 312 an der einen Lagerstelle 313* (Axialwälzlager 348) der Lagerausbildung an der Lagerstelle 13a des ersten Ausführungsbeispieles (Fig. 1). Die zweite Lagerstelle 313b zeichnet sich dadurch aus, daß die Lenkmutter 313 hier sowohl durch ein Hadialwälzlager 347a als auch durch ein Axialwälzlager 3'*7b im Arbeitskolben 312 gelagert ist. Hierdurch wird sowohl radial als auch axial Bauraum gewonnen, so daß diese Lagerung vor allem kürzer baut.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Fig. 3 tritt das .mit der Lenkschnecke 415 starr verbundene Lenkspindelteil 441 an derjenigen Gehäusestirnseite 471 aus dem Getriebegehäuse 4lO heraus, die dem engen Führungskolbenteil 4l2b des Arbeitskolbens 412 benachbart ist. Die zentrische Öffnung 472 des Arbeitskolbens 412 ist an dem weiten Ende des Arbeitekolbens durch einen Schraubverschlußdeckel 473 druckdicht verschlossen, so daß eine besondere Dichtungshülse zwischen Arbeitskolben 412 und Lenkspindelteil 44l nicht erforderlich ist. Mit 470 ist der starre koaxiale Kupplungszapfen des Lenkspindelteiles 44l bezeichnet, durch den die Lenkschnecke 415 mit dem Handlenkrad verbunden werden kann.

In den übrigen Merkmalen stimmt die dritte Ausführungsform

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der erfindungsgemäßen Lenkung mit dem ersten Aueführungebeispiel in der Fig. 1 überein.

Eb. ist selbstverstiindlich möglich, ein oder mehrere Merkmale des einen Aueführungsbeispielee bei einem der anderen gezeigten Ausführungen zu verwenden.

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Claims

Patentanspruch«

IJ Servolenkung für Fahrzeuge, bei der ein Arbeitekolben in ./ einen Lenkgetriebegehäuse verschiebbar gelagert und eine in Arbeitskolben drehbeweglich und axial unverschiebbar gelagerte Lenkmutter mit einer ist Lenkgetriebe gehäuse axial festgelegten Lenkschnecke schraubbeweglich verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkmutter (13 bzw. 313 bzw. 413) «n einest Ende (Lagerstelle 13a bzw. 313a bzw. 413b) ausschließlich durch ein Axlal-Lager (Wälzlager 48 bzw. 348 bzw. 448) gegenüber dem Arbeitekolben (12 bzw. 312 bzw. 412) abgestutzt ist.

2, Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausschließlich als Axial-Lager (48) ausgebildete Lagerstelle (13a bzw. 313a) der Lenkmutter (13 bzw. 313) das innere Ende (49) einer ortsfest in das Getriebegehäuse (10) eingesetzten und eine zur Lenkschnecke (15) koaxiale und drehfest* Lenkspindel (4l) umschließenden DlchtungshUl- ·· (40) für die radial innere Abdichtung des Arbeitekolbens (12) überfährt.

3·- Servolenkung nach einen oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (50 bzw. 350 bzw. 450) an der ausschlleftlich als Axial-Välzlager (48 bzw. 348 bzw. 448) ausgebildeten Lageretelle (13a bzw. 313* 4l3b) der Lenkmutter (I3 bzw. 313 bzw. 413) an seinen radia.

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len Innenteil axial· Eingriff«teil« (51 bzw. 351 bzw. 451) aufweist, die den Käfig (50 bzw. 350 bzw. 450) an der Lenk· mutter (13 bzw. 313 bzw. 413) zentrieren.

4. Servolenkung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkmutter (13 bzw. 313 bzw. 413) an der einen Lagerstelle (13· bzw. 313a bzw. 413b) ausschließlich durch ein Axial-Lager (48 bzw. 348 bzw. 446) und an der anderen Lagerstelle (13b bzw. 313b bzw. 4l3a) sowohl radial als auch axial unverechiebbar gegenüber dem Arbeitskolben (12 bzw. 312 bzw. 412) abgestützt ist.

5. Servolenkung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkmutter (313) ^a** ihrer einen Lageretelle (313b) sowohl durch ein Radialale auch durch ein Axial-Wälzlager (347a und 347b) im Arbeitskolben (312) jeweils unverschiebbar abgestützt ist.

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