DE19830747A1 - Hilfskraftbetätigtes Lenkgetriebe - Google Patents

Abstract

Das hilfskraftbetätigte Lenkgetriebe weist ein Gehäuse auf, in dem ein Kolben verschiebbar gelagert ist, der mit einer Lenkspindel und einer Segmentwelle zusammenwirkt, wobei das Gehäuse mit mehreren Ringkanälen versehen ist, von denen einer mit einer Druckölpumpe und ein anderer mit einem Vorratstank verbunden ist. Die Ringkanäle sind durch eine Dichtung (14) voneinander getrennt, die koaxial zur Längsachse des Kolbens (2) verschiebbar gelagert ist, so dass sie die Funktion eines Nachsaugventils erfüllt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hilfskraftbetä­ tigtes Lenkgetriebe für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Derartige hilfskraftbetätigte Lenkgetriebe, sogenannte Servolenkgetriebe, sind vielfältig bekannt. So beschreibt die FR-A-21 17 477 ein Servolenkgetriebe für Kraftfahrzeu­ ge, das ein Gehäuse aufweist, in dem ein Kolben angeordnet ist, der die Kolbenkammer in zwei Kammerabschnitte unter­ teilt. Die Aussenseite des Kolbens ist dabei in Form einer Zahnstange ausgebildet, die mit einer Segmentwelle kämmt, welche mit einer Ausgangswelle verbunden ist, die wiederum mit einem Lenkgestänge in Verbindung steht, welche die lenkbaren Räder eines Kraftfahrzeuges betätigt, sofern die Ausgangswelle verdreht wird. Das Gehäuse ist ferner mit einer Hydraulikpumpe verbunden, die auf ein in dem Gehäuse angeordnetes Ventil wirkt. Der Hydraulikdruck wirkt dabei auf eine der beiden Kammern, um so die Richtung und den Betrag des Lenkvorgangs zu steuern. Eines der Ventilbautei­ le ist dabei mit einer manuell drehbaren Eingangswelle ver­ bunden, die vom Lenkrad aus betätigt wird, während ein an­ deres Ventilbauteil mit einem Folgeelement verbunden ist, das als Funktion der Kolbenbewegung verdreht wird.

Das Folgeelement ist üblicherweise ein Kugelumlauf­ trieb, der eine Schnecke enthält, die in einer im Kolben gebildeten axialen Bohrung angeordnet ist, wobei Schnecke und Bohrung im Kolben eine schraubenförmige Nut aufweisen, zwischen denen Kugeln angeordnet sind, so dass die Schnecke bei einer axialen Bewegung des Kolbens verdreht wird; im Falles eines Fluiddruckverlustes wird das Folgeelement auf­ grund einer mechanischen Verbindung zwischen der Eingangs­ welle und dem Folgeteil direkt von der Eingangswelle ver­ dreht.

Ferner beschreibt die EP 299 250 B1 ein hilfskraftbe­ tätigtes Lenkgetriebe mit einem mit einem Fluidmotor ver­ bundenen Gehäuse, in der in einer Kammer ein Kolben ver­ schiebbar angeordnet ist, wobei im Gehäuse ein kombiniertes Ventil- und Nachfolgeelement angeordnet ist, das mit dem Kolben verbunden ist. Axial zum Ventil- und Nachfolgeele­ ment ist ein Torrsionsstab vorgesehen, dessen eines Ende mit dem drehbaren Ventilkern verbunden ist und dessen Mit­ tenabschnitt radial innerhalb eines Flansches angeordnet ist und der bei Bewegung des Ventilkernes aus dem Ausgangs­ zustand ausgelenkt wird. Das hierin beschriebene Servolenk­ getriebe ist derart ausgebildet, dass im Falle eines Fluid­ druckverlustes ein manuelles Lenken des Fahrzeugs ermög­ licht wird. Ein Teil des Steuerventils weist zu diesem Zweck gegenüberliegende Aussparungen auf, in die von einem anderen Steuerbauteil axial hervorstehende Antriebsvor­ sprünge eingreifen, so dass nach einer relativ geringen Verdrehung zwischen den Ventilbauteilen die Seitenflächen der Aussparungen an den Antriebsvorsprüngen zu liegen kom­ men und einen Formschlusstrieb zwischen Eingangswelle und Nachfolgeelement bewirken. Dieser Formschlusstrieb verdreht das Nachfolgeelement in Drehrichtung der Eingangswelle, wobei der Kolben axial in der Kolbenkammer bewegt wird, ohne dass er von Fluiddruck beaufschlagt wird. Zusätzlich ist in einem der Zufuhrkanäle für das Steuerventil ein Ku­ gelventil vorgesehen, das normalerweise in Anlage an einem Sitz unter der Wirkung des Fluiddrucks gehalten wird, das jedoch bei einem Druckverlust vom Sitz abgehoben wird und dadurch als Nachsaugventil dient.

Ein derartiges Nachsaugventil ist für hilfskraftbetä­ tigte Lenkgetriebe immer dann erforderlich, wenn aus dem Rücklauf, bzw. dem Vorratstank, Öl angesaugt werden muss, damit auch ohne hydraulische Unterstützung gelenkt werden kann. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, anstelle des in der obigen EP 299 250 B1 vorgeschlagenen Kugelrückschlag­ ventils, Ventile in Patronenbauweise auszuführen. Beide Arten von Ventilen sind aufwendig und schwierig zu montie­ ren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein hilfs­ kraftbetätigtes Lenkgetriebe dahingehend auszugestalten, dass das im Lenkventil integrierte Nachsaugventil einfach im Aufbau und kostengünstig in der Herstellung ist.

Ausgehend von einem Lenkgetriebe der eingangs genann­ ten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit dem im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenem Merkmal; vor­ teilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen be­ schrieben.

Erfindungsgemäss wird also die im Lenkgetriebe vorhan­ dene zwischen dem Ringkanal für die Pumpe und dem Ringkanal für den Vorratstank vorhandene Dichtung als Nachsaugventil ausgestaltet, die bei ausreichendem von der Pumpe geliefer­ tem Öldruck die Verbindung zwischen Pumpenringkanal und Vorratstankringkanal unterbricht und bei zu geringem Öl­ druck diese Verbindung herstellt. Durch geringfügige Ände­ rung der bestehenden Dichtung kann also diese zusätzlich die Funktion des Nachsaugventils übernehmen, ohne dass zu­ sätzliche Bauteile benötigt werden. Ein geeignetes Dichte­ lement ist auch zwischen der Zylinderdruckseite und der Niederdruckseite möglich.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbei­ spiel dargestellt ist. Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines herkömmlichen hilfskraftbetätigten Lenkgetriebes,

Fig. 2 eine teilweise aufgeschnittene vergrösserte Darstellung eines erfindungsgemässen hilfs­ kraftbetätigten Lenkgetriebes,

Fig. 3 eine weiter vergrösserte Darstellung der Verbindung zwischen Pumpenringkanal und Vor­ ratstankkanal,

Fig. 4 eine vergrösserte Schnittdarstellung durch das erfindungsgemässe Nachsaugventil in ab­ dichtender Stellung und

Fig. 5 eine vergrösserte Schnittdarstellung durch das erfindungsgemässe Nachsaugventil in ge­ öffneter Stellung.

Fig. 1 zeigt ein herkömmliches hilfskraftbetätigtes Lenkgetriebe, bei dem nur die wesentlichen für das Ver­ ständnis erforderlichen Bauteile mit Bezugszeichen versehen sind. So zeigen Fig. 1 ein Gehäuse, mit einem darin ver­ schiebbar angeordneten Kolben 2, einer Lenkspindel 3, einer Schnecke 4, einem üblichen Drehstab 5 und einer Segmentwel­ le 6. Die Wirkungsweise eines derartigen hilfskraftbetätig­ ten Lenkgetriebes ist bekannt und wird daher nicht im ein­ zelnen erläutert.

Mit 9 ist ein üblicher Ölvorratstank bezeichnet, mit 10 eine den Hydraulikdruck für die Beaufschlagung des Lenkgetriebes erzeugende Pumpe, z. B. eine Flügelpumpe, und mit 11 ein Strombegrenzungsventil.

Um bei Ausfall der Hilfskraft das Fahrzeug noch gemäss den gesetzlichen Forderungen lenken zu können, ist hierbei ein mit 8 bezeichnetes Nachsaugventil in Form eines Kugel­ rückschlagventils zwischen zwei in das Gehäuse 1 führende Leitungen vorgesehen, von denen die eine Leitung das Drucköl von der Flügelpumpe dem Lenkgetriebe zuführt, wäh­ rend die andere Leitung das Öl vom Lenkgetriebe zum Vorrat­ stank 9 befördert.

Fig. 2 zeigt eine teilweise aufgeschnittene Ansicht eines erfindungsgemässen hilfskraftbetätigten Lenkgetrie­ bes, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen verse­ hen sind. Anstelle eines Kugelrückschlagventiles 8 (oder eines herkömmlichen Patronenventils) ist nun vorgesehen, dass die im Lenkgetriebe angeordnete Dichtung 14 derart ausgestaltet ist, dass sie die Funktion des Nachsaugventils erfüllt. Die Dichtung 14 ist bereits bei den herkömmlichen Lenkgetrieben vorgesehen und dient dazu, den Pumpenringka­ nal 16 vom Vorratstankringkanal 15 fluiddicht zu trennen.

Durch geringfügige Modifikationen der Form der Dich­ tung 14 und Einarbeitung von entsprechenden Aussparun­ gen 14'' kann die Dichtung 14 zusammen mit der entsprechend geformten Aufnahmenut 12 diese Funktion erfüllen.

Fig. 3 zeigt in vergrösserter Darstellung einen Schnitt durch denjenigen Teil des Lenkgetriebes, in dem die Dichtung 14 angeordnet ist. Mit 15 ist hierbei der Vorrat­ stankringkanal bezeichnet, der über eine Leitung 13 mit dem Vorratstank 9 in Verbindung steht und mit 16 der Pumpen­ ringkanal, der über eine Leitung 17 mit der Pumpe 10 in Verbindung steht.

In einer weiterhin vergrösserten Darstellung gemäss Fig. 4 und 5 erkennt man, dass die Dichtung 14 einerseits mit geeigneten Aussparungen 14'' versehen ist und anderer­ seits mit einer schrägen Flanke 14', die an eine komplemen­ tär ausgestaltete schräge Flanke in der Aufnahmenut 12 zum Anliegen kommt, wenn die Funktion des Abdichtens erfüllt werden soll, d. h. wenn kein Fluid zwischen dem Vorratstan­ kringkanal 15 und dem Pumpenringkanal 16 fliessen soll. In diesem Fall nimmt die Dichtung 14 die in Fig. 4 gezeigte Stellung ein. Die komplementär ausgestaltete Flanke in der Aufnahmenut 12 kann mit gleicher Wirkung auch senkrecht zu der Längsachse der Dichtung 14 angeordnet sein.

Sofern nun aufgrund eines Ausfalls der Pumpe oder ei­ ner Undichtigkeit der Druck im Pumpenringkanal 16 abfällt, wird die Dichtung 14 in ihrer Aufnahmenut 12, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, entsprechend den Abmessungen der Aufnahmenut 12 durch die vorhandene Druckdifferenz in Rich­ tung des Pumpenringkanals 16 geschoben und gibt somit den gestrichelt dargestellten Fluidweg f frei, der zum Nachsau­ gen von Öl aus dem Vorratstank über den Vorratstankringka­ nal 15 führt.

Der im Pumpenringkanal 16 dadurch herrschende Unter­ druck, zusammen mit den in der Dichtung 14 vorgesehenen Aussparungen 14'' (Fig. 4), sorgt also für die erforderli­ che Verbindung zwischen den beiden Ringkanälen 15, 16, wo­ bei nur eine geringfügige Änderung der herkömmlichen Ausge­ staltung der Dichtung 14, zusammen mit einer geringfügigen Änderung der Aufnahmenut 12, erforderlich ist, so dass ge­ ringe Herstellungskosten und eine einfache Montage gewähr­ leistet sind.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Kolben

3

Lenkspindel

4

Schnecke

5

Drehstab

6

Segmentwelle

7

Druckbegrenzungsventil

8

Nachsaugventil

9

Ölbehälter

10

Pumpe

11

Strombegrenzungsventil

12

Aufnahmenut

13

Leitung

14

Dichtung

14

' Flanke

14

'' Aussparung

15

Ringkanal

16

Ringkanal

17

Leitung

Claims (3)

1. Hilfskraftbetätigtes Lenkgetriebe für ein Kraft­ fahrzeug, mit einem Gehäuse, in dem ein Kolben verschiebbar gelagert ist, der mit einer Lenkspindel und einer Segment­ welle zusammenwirkt, wobei das Gehäuse mit mehreren Ringka­ nälen versehen ist, von denen einer mit einer Druckölpumpe und ein anderer mit einem Vorratstank verbunden ist und wobei die im Getriebe mündenden Enden der Ringkanäle für die Verbindung zur Druckölpumpe und zum Vorratstank durch eine Dichtung voneinander getrennt sind, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Dichtung (14) koaxial zur Längsachse des Kolbens (2) verschiebbar gelagert ist und dadurch die Funktion eines Nachsaugventils erfüllt.

2. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Dichtung (14) mit Aus­ sparungen (14'') versehen ist.

3. Lenkgetriebe nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung eine zur Längsachse des Kolbens (2) unter einem Winkel verlaufende Flanke (14') aufweist, die bei Anlage an eine daran ange­ passte Flanke der Aufnahmenut (12) für die Dichtung (14) die Verbindung zwischen Pumpenringkanal (16) und Vorrats­ tankringkanal (15) unterbricht und die, wenn sie infolge Längsverschiebung in der Aufnahmenut 12 einen Abstand von dieser Flanke aufweist, die Verbindung zwischen Pumpenring­ kanal (16) und Vorratstankringkanal (15) herstellt.