DE2060021A1

DE2060021A1 - Servolenkung fuer Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2060021A1
Application number: DE19702060021
Authority: DE
Inventors: Reinhold Abt; Hans-Joachim Prof Dr- Foerster; Klaus Dipl-Ing Katz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1970-12-05
Filing date: 1970-12-05
Publication date: 1972-06-15
Also published as: IT945156B; US3757602A; DE2060021B2; DE2060021C3; GB1343662A; FR2117361A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Servolenkung für Fahrzeuge, bei der die Lenkschnecke mit dem unmittelbar mit der Lenkwelle zur Antriebsverbindung in Eingriff stehenden Arbeitskolben schraub· beweglich verbunden ist. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, eine derartige Servolenkung so zu verbessern,' daß im Bereich der Eingriffsstelle zwischen .Arbeitskolben und Lenkwelle auch für bei Nutzfahrzeugen auftretende höhere Beanspruchungen noch ausreichende Kolbenquerschnitte erhalten werden. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Lenkschnecke exzentrisch im Arbeitskolben gelagert ist. Dabei wird die Lenkschneckenachae nach der der Lenkwelle entgegengesetzten Seite gegenüber der Kolbenachse versetzt, so daß eine besonders starke Kolbenwand gebildet wird, in die zum Beispiel ein Zahnstangenprofil für den Eingriff der Lenkwelle eingearbeitet sein kann. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft auf solche Servolenkungen anwendbar, bei denen im Bereich des Lenkwelleneingriffes am Arbeitskolben eine Kolbenausnehaung für das Einsetzen einer Lenkmutter vorgesehen ist. Diese Kolbenaus-. nehmung schwächt naturgemäß die für den Lenkwelleneingriff zur Verfügung stehende Kolbenwand. Durch die Erfindung ist weiterhin der Vorteil erzielt, daß auch eine an sich für PKW ausgelegte kompakte Servolenkung, bei der die Lenkwelle im engen Zylinderteil eines im Durchmesser abgestuften und als Druckmittelzylinder ausgebildeten Lenkgetriebegehäuses gelagert ist und die drehachenormale Mittenachse der Lenkmutter in der Mittelstellung der Lenkwelle mit der Lenkwellenachse annähernd in einer Ebene liegt, in Nutzfahrzeugen verwendet werden kann.

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Bei einer derartigen Servolenkung befindet sich die Kolbenwand für den Lenkwelleneingriff im engen Zylinderabschnitt und weist daher bei zentrischer Lagerung der Lenkschnecke nur eine relativ kleine Wandstärke auf. Durch die erfindungsgemäße exzentrische Lagerung der Lenkschnecke ist diese kritische Wandstärke vorteilhaft vergrößert.

Um dem Arbeitskolben bei seiner Verstellung eine gewisse Einstelldrehbewegung zu ermöglichen und dabei durch die exzentrische Lenkschneckenlagerung eventuell bedingte Klemmwirkungen auszuschalten, ist in weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Servolenkung vorgesehen, daß das innere Lenkschneckenende den Arbeitskolben durchsetzt und exzentrisch im Lenkgetriebegehäuse gelagert ist.

Nach einem selbständigen Erfindungsgedanken, der auch bei nicht unter den Gattungsbegriff der Erfindung fallenden Servolenkungen verwirklicht werden kann, wird ferner vorgeschlagen, daß die Lenkschnecke eine konzentrische Dichtungshülse durchsetzt, und daß das axial äußere Hülsenende am Lenkgetriebegehäuse gehaltert ist und das axial innere Hülsenende mit einer mit einer zylindrischen Dichtfläche am Arbeitekolben zusammenarbeitenden Ringdichtung versehen ist. Der besondere Vorteil dieser erfindungsgetnäßen Ab-

dichtung besteht im wesentlichen darin, daß die am inneren Hülsenende angeordnete Dichtung auf einem durch die Hülse gebildeten gelenkigen Hebel sitzt und dadurch eine gewisse Einstellmöglichkeit gegenüber dem Arbeitskolben aufweist. Diese Einstellmöglichkeit der Dichtung ist bei exzentrischer Anordnung der Lenkschnekke und damit auch der Dichtungshülse gegenüber dem Arbeitskolben besonders vorteilhaft.

Wie die erfindungsgemäße Servolenkung beispielsweise im einzelnen ausgeführt sein kann, ist im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In der Zeichnung bedeuten

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Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße

Servolenkung mit abgestuftem Lenkgetriebegehäuse und

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß Linie XI - II in Fig. 1.

Das als Druckmittelzylinder ausgebildete Lenkgetriebegehäuse 10 ist in einen weiten Zylinderteil 11 und einen engen Zylinderteil 12 unterteilt. Der Arbeitskolben 13 ist mit einem Führungsschaft 1Λ versehen, der im engen Zylinderteil 12 gleitet und ein Zahnstangenprofil 15 aufweist, in das ein Zahnsegment 16 einer in einer Gehäuseausbuchtung 17 des engen Zylinderteiles 12 gelagerten Lenkwelle 18 eingreift. Das im Durchmesser gegenüber dem Führungsschaft Ik erweiterte Kolbenhemd 19 des Arbeitskolbens 13 gleitet im weiten Zylinderteil 11 und ist gegen letzteren durch eine Ringdichtung 20 abgedichtet. Durch die erläuterte Durchmesser abstuf ung ergibt sich ein gedrungenes Gehäuse, dessen Baulänge dadurch kurz gehalten wurde, daß die drehachsnormale Mittenachse 22 (Fig. 2) der im Führungsschaft Ik drehbar und axial unverschiebbar gelagerten Lenkmutter 21 mit der Achse 23 der Lenkwelle 18 annähernd in einer Ebene (II - II in Fig. 1) liegt (in der Mittelstellung der Lenkwelle}. Durch dies· Anordnung ergibt sich zwangsläufig, daß die drehachsnormale Ausnehmung 2k im Führungsschaft Id für das Einsetzen der Lenkmutter 21 mit dem Zahnstangenprofil 15 im gleichen Kolbenbereich liegt.

Gemäß der Erfindung ist die mit der Lenkmutter 21 über einen Kugelumlauf 25 schraubbeweglich verbunden· und mittels einer sowohl zur drehbaren Lagerung als auch zur axialen FixieVung dienenden Lageranordnung 26 im weiten Zylinderteil 12 abgestützte Lenkschnecke 27 in. bezug auf ihre Längsachse 32 gegenüber der Kolben- bzw. Zylinderachse 28 um den Abstand 29 exzentrisch gelagert. Dadurch wird die Wandstärke 30 trotz der Ausnehmung 2k relativ groß, so daß das Zahnstangenprofil 15 - insbesondere der

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Querschnitt 31 - auch hohen Beanspruchungen gewachsen ist.

Das innere Lenkschneckenende 33 läuft in einen Lagerzapfen 34 aus, der mittels eines Wälzlagers 35 ebenfalls exzentrisch gegenüber der Zylinderachse 28 im engen Zylinderteil 12 gelagert ist. Diese Lenkschneckenlagerung ist zur Vermeidung von Kolbenverklenunungen günstiger als eine Anordnung, bei der das Lager 35 in den Führungsschaft 14 eingesetzt ist.

Der Arbeitskolben 13 ist zur Abdichtung gegenüber der Lenkschnecke 27 mit einer zylindrischen konzentrischen Dichtfläche 36 versehen, mit der eine auf eine Dichthülee 37 aufgesetzte Ringdichtung 38 zusammenarbeitet.

Die Ringdichtung 38 ist am axial inneren Hülsenende 39 angeordnet und weist zum axial äußeren Hülsenende 4θ einen konstanten Hebelarm 4l auf. Das Hülsenende 4θ ist mittels der Lageranordnung 26 axial und radial am weiten Zylinderteil 11 fixiert und mittels je einer Ringdichtung 42 bzw. 43 gegen Lenkschnecke 27 und Lageran ordnung 26 abgedichtet. Da das äußere Hülsenende 4θ nur auf einer kleinen Fläche eingespannt ist, kann das innere Hülsenende 39 geringfügige Schwenkbewegungen ausführen, wenn der Arbeitskolben 13 eventuell unter Last kleine Einstelldrehbewegungen ausführt.

Zur Einsparung von Baulänge ist das innere Axiallager 44 der Lageranordnung 26 an einem Bund 45 am äußeren Ende 4θ der Dichthülse 37 zentriert. Diese Ausführung baut kürzer, als wenn die Lenkschnecke 27 selbst mit einen entsprechenden Lagerbund versehen ist. Um dem Arbeitskolben 13 kleine Drehbewegungen zu ermöglichen, ohne daß infolge der exzentrischen Lenkschneckenlage rung Verklemmungen zwischen Kolben 13 und Lenkmutter 21 auftreten, ist die Lenkmutter ausschließlich durch Axiallager 46 und 47 im Arbeitskolben 13 abgestützt. Bei dieser Lagerausführung sind radiale Einstellbewegungen der Lenkmutter gegenüber den Kolben möglich.

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Claims

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30.11.1970

Ansprüche:

Servolenkung für Fahrzeuge, bei der die Lenkschnecke mit dem unmittelbar mit der Lenkwelle zur Antriebsverbindung in Eingriff stehenden Arbeitskolben schraubbeweglich verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkschnecke (27) exzentrisch im Arbeitskolben (13) gelagert ist.
2. Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ™ innere Lenkschneckenende (33) den Arbeitekolben (13) durchsetzt und exzentrisch im Lenkgetriebegehäuse (Zylinderteil 12) gelagert ist.
3. Servolenkung insbesondere nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkschnecke (27) eine konzentrische Dichtungshülse (37) durchsetzt, und daß das axial äußere Hülsenende (40) am Lenkgetriebegehäuse (Zylinderteil 11) gehaltert ist und das axial innere Hülsenende (39) "it einer mit einer zylindrischen Dichtfläche (36) am Arbeitskolben (13) zusammenarbeitenden Ringdichtung (38) versehen ist.
4. Servolenkung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß am axial äußeren Hülsenende (4o) ein Lager (44) der Lenkschnecke (27) zentriert ist.

5· Servolenkung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkmutter (21) im Arbeitskolben (13) radialbeweglich gelagert ist.

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