DE3028176C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hilfskraftlenkgetriebe für Kraftfahr­ zeuge nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Bei aus der GB-PS 12 01 976 bekannten Lenkungen dieser Art wird das zwischen dem Drehstab und der Steuerbüchse angeordnete Kupplungsstück in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges verschoben, wodurch die Torsionslänge des Drehstabes verändert und die zum Lenken erforderliche Handkraft an die mit der Fahrgeschwindigkeit sich ändernden Bedürfnisse angepaßt wird.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung aber die Aufgabe zugrunde, ein Lenkgetriebe zu schaffen, das nach einer Lenkbewegung die Rückstellkraft der Radachse unterstützt bzw. bei dem das Lenkgetriebe die Rückstellkraft vollständig aufbringen könnte, so daß ggf. auf die Rückstellkraft der Radachse verzichtet werden könnte.

Durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genann­ ten Merkmale wird diese Aufgabe gelöst.

Durch die Verbindung über ein Kupplungsstück, das in axialer Richtung verschiebbar ist und von dessen beiden Nutverbindungen eine eine Schrägverzahnung oder ein Steuerprofil aufweist, wird nun erreicht, daß die Lenkung im ausgelenkten Zustand nach einem Loslassen mit hydraulischer Unterstützung auf Mitte zurückkehrt. Über das Gewinde wird bei einem Verdrehen der Steuerbüchse die Kupplung in axialer Richtung verschoben. Durch die Schrägverzahnung oder ein entsprechendes Steuerkurvenprofil ergibt sich nun eine relative Verdrehung zwischen der Steuerbüchse und dem Drehstab, der mit dem Steuerschieber fest verbunden ist.

Der Drehstab wird dabei gegenläufig zur Drehrichtung der Lenkspindel weiter verdreht, d. h., er wird über die Neutral­ lage hinaus verspannt. Wird nun die Lenkung losgelassen, so kehrt diese selbsttätig hydraulisch auf Mitte zurück, weil der über die Neutrallage hinaus verdrehte Drehstab nunmehr über die entsprechenden Steuerkanten Druck auf den bisher entlasteten Zylinderraum gibt, so daß der Steuerschieber erst wieder in die Neutrallage zurückkehrt, wenn sich die Lenkung in Geradeausfahrtstellung befindet.

Die gegenläufige Verdrehung des Drehstabes erfolgt dabei in Abhängigkeit von der Anzahl der Umdrehungen des Lenkrades.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß die Achswerte so neutral gestaltet werden können, daß mit kleineren Lenkgetrieben größere bzw. schwerere Fahrzeuge ge­ lenkt werden können. Auf diese Weise läßt sich ggf. eine sonst erforderliche Zweikreislenkung einsparen.

Von Vorteil ist es, wenn das Gewinde in dem feststehenden Teil des Lenkgehäuses als in einem Deckel des Getriebege­ häuses angeordneter Gewindering ausgebildet ist.

Durch diese Maßnahme läßt sich die Einrichtung auf einfache Weise montieren.

Dabei kann vorgesehen sein, daß der Deckel zur Einstellung der Ventilneutralstellung in Umfangsrichtung einstellbar mit dem Lenkgehäuse verbunden ist.

Auf diese Weise kann auf einfache Weise von außen die Ven­ tilneutralstellung eingestellt werden.

Hierzu kann vorgesehen sein, daß der Deckel über Schrauben, die in das Lenkgehäuse geschraubt sind und die durch in Umfangsrichtung liegende Langlöcher im Deckel greifen, mit dem Lenkgehäuse verbunden ist.

Durch diese Maßnahme läßt sich einfach und präzise die ge­ wünschte Stellung erreichen.

Für einen Spielausgleich ist es von Vorteil, wenn das Kupplungsstück zwischen der ersten und der zweiten Nutverbindung in radialer Richtung federnd ist.

Ein einfacher Spielausgleich wird dabei erreicht, wenn die zweite Nutverbindung auslegerartig auf einem frei­ tragenden Ringabsatz des Kupplungsstückes angeordnet ist.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn das Kupplungsstück als Buchse ausgebildet ist, die im Bereich der ersten und der zweiten Nutverbindung mit koaxial verlaufenden von den Stirnseiten beginnenden über den Umfang verteilten Schlitzen versehen ist.

Aus Stabilitätsgründen sind in vorteilhafter Weise die Schlitze der ersten Nutverbindung gegenüber den Schlitzen der zweiten Nutverbindung versetzt angeordnet.

In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß die Nuten einer der beiden Nutverbindungen auf einer Kurvenbahn ver­ laufen.

Im Rahmen der Erfindung ist es nicht erforderlich, die Kupplung jeweils mit Zahnkränzen zu versehen. Es kann auch eine Nocken- oder Stiftführung vorgesehen sein, wobei die Nocken bzw. Stifte in entsprechen­ den kurvenförmig verlaufenden Nuten im anderen Teil geführt sind.

Die Schrägverzahnung bzw. Kurvenführung kann dabei im Be­ darfsfall auch so gewählt werden, daß sich ein überpro­ portionaler Anstieg des Lenkwinkels ergibt. Dadurch kann eine bessere Zentriereigenschaft erreicht werden.

Die Höhe der Verdrehung des Drehstabes ist dabei über die Schrägverzahnung beeinflußbar.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kugelmutter-Hydro­ lenkung,

Fig. 2 eine Ansicht aus Richtung "x" in der Fig. 1 auf den Deckel des Lenkgetriebes,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Kupplungsstücks zwischen dem Drehstab und der Steuerbüchse,

Fig. 4 eine Ansicht des Kupplungsstücks aus der Richtung "y" in der Fig. 3.

In der Zeichnung ist eine sogenannte Kugelmutter-Hydrolenkung dargestellt. In einem Lenkgetriebegehäuse sind ein Steuerventil, das aus einem Steuerschieber 1 und einer Steuerbüchse 2 besteht, und ein Servozylinder sowie ein mechanisches Lenkgetriebe vereint. Das Lenkgehäuse ist gleichzeitig als Arbeitszylin­ der für einen Kolben 3 ausgebildet, der bei Drehung eines Lenkspindelanschlußes 4 eine Axialbewegung ausführt. Der Kol­ ben ist am Umfang mit einer Zahnstange 5 versehen, über die er mit einem Lenksegment einer Lenkwelle 6 in Zahneingriff steht.

Im Inneren des Kolbens 3 ist eine Gewindespindel 7 angeordnet. Die Verbindung zwischen Gewindespindel 7 und dem Kolben 3 wird durch eine in einem Rücklaufrohr 9 zurückgeleitete Ku­ gelkette 8 hergestellt.

Der Steuerschieber 1 ist spielfrei mit dem Lenkspindelan­ schluß 4 verbunden, während die Gewindespindel 7 über einen Drehstab 10 mit dem Lenkspindelanschluß 4 in Ver­ bindung steht.

Die Gewindespindel 7 ist über ein Kupplungsstück 11 mit dem Drehstab 10 verbunden. Die Kupplung 11 weist am inneren Umfang eine erste Nutverbindung 12 zum Drehstab 10 auf. Weiterhin weist die Kupplung 11 auf ihrer äußeren Umfangswand eine zweite Nut­ verbindung 13 auf, die mit der Gewindespindel zusammenarbeitet. Die Nutverbindung 13 zwischen der äußeren Umfangswand der Kupplung 11 und der Gewindespindel 7 ist dabei als Schrägverzahnung ausgebildet.

In gleicher Weise ist es jedoch auch möglich, statt dessen die erste Nutverbindung 11 als Schrägverzahnung zu gestalten.

Die Kupplung ist weiterhin mit einem Gewinde 14 versehen, welches mit einem in dem Deckel 15 des Lenkgehäuses lie­ genden Gewinde zusammenarbeitet. Auf diese Weise ist die Kupplung 11 durch Drehen in axialer Richtung verschiebbar.

Zur Einstellung der Ventilneutralstellung bei der Montage ist der Deckel 15 in Umfangsrichtung einstellbar mit dem Lenkgehäuse verbunden. Dies wird durch Langlöcher 16 im Deckel (siehe Fig. 2) bewirkt, durch die in das Lenkgehäuse einschraubbare Schrauben 17 gesteckt sind. Um jede belie­ bige Einstellung erreichen zu können, ist zusätzlich noch ein weiterer Satz Gewindebohrungen 18 in dem Lenkgehäuse vorhanden.

Um einen Spielausgleich in radialer Richtung zu erreichen, ist die Kupplung 11 in radialer Richtung federnd ausgebildet. Hierzu ist die zweite Nutverbindung 13 auslegerartig auf einem freitra­ genden Ringabsatz 19 der Kupplung 11 angeordnet und die Kupplung 11 mit in axialer Rich­ tung verlaufenden Schlitzen 20 und 21 versehen, die von beiden Stirnseiten ausgehen. Wie aus der Fig. 3 ersicht­ lich ist, sind die Schlitze 20 und 21 dabei versetzt zu­ einander angeordnet, wodurch sie entsprechend länger aus­ geführt werden können. Wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist, sind jeweils vier Schlitze 20 bzw. 21 angeordnet. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in den Fig. 3 und 4 die Ver­ zahnungen der Kupplung 11 nur zum Teil angedeutet.

Statt einer "normalen" Schrägverzahnung kann es ggf. auch ausreichend sein, daß statt der Verzahnung 13 auf der Kupplung mehrere über den Umfang verteilte Nocken, Stifte, Zähne o. dgl. angeordnet sind, die mit entsprechenden, auf einer Kurvenbahn verlaufenden in der Gewindespindel ange­ ordneten Nuten zusammenarbeiten. Auf diese Weise kann eben­ falls die gewünschte gegenläufige Verdrehung des Drehstabes erreicht werden.

Die Kurvenform bzw. die Schrägverzahnung 13 kann in Abhängig­ keit von der gewünschten Zentrier- und Rücklaufeigenschaft gewählt werden.

Dabei ist der Winkel der Verdrehung des Drehstabes 10 über die Kurvenform bzw. die Schrägverzahnung beeinflußbar.

Durch den auslegerartigen Ringabsatz 19 und die Schlitze 20 bzw. 21 steht der Drehstab 10 über die Kupplung 11 mit der Gewindespindel 7 unter radialer Pressung in den Nutverbindungen in Verbindung, wodurch ein Lenkungspiel an dieser Stelle ausgeschaltet ist.

Der Druckmittelzulauf erfolgt über einen Zulauf 22. Der Rücklauf des Druckmittels erfolgt über eine Querbohrung 23 und den Innenraum der Steuerbüchse 2 zu einem Auslaß 24.

Die hydraulische Verstärkung der Lenkbewegung erfolgt auf übliche Weise über Steuerkanten und Nuten, weshalb nach­ folgend nicht näher darauf eingegangen wird.

Je nach Stellung des Steuerschiebers 1 wird über eine Querbohrung 25 und eine Ringnut 26 entweder ein Zylinderraum 27 oder über eine Bohrung 28 und den Ringraum zwischen der Gewindespindel 7 und der inneren Umfangswand des Kolbens 3 der andere Zylinderraum 29 mit dem Druckmit­ telanschluß 22 verbunden.

Die Steuerbüchse 2 und die Gewindespindel 7 bestehen aus einem Teil, können jedoch selbstverständlich auch aus zwei Teilen bestehen.

Ein Anschlagstift 30 begrenzt die Drehbewegung zwischen Steuerschieber 1 und Ge­ windespindel 7.

Bei Einleitung einer Drehbewegung reagiert der Drehstab 10 zunächst auf übliche Weise, wodurch über die Steuerkanten, Nuten und Bohrungen entsprechend die hydraulische Ver­ stärkung eingeleitet wird. Im weiteren hingegen, während der hydraulisch verstärkten Lenkbewegung, wird jedoch die Kupplung 11 durch das Gewinde 14 in axialer Richtung verschoben und aufgrund der Schräg­ verzahnung 13 zwischen Kupplung 11 und Gewindespindel 7 die Zuordnung zwischen Drehstab 10 und Gewindespindel 7 mit zunehmendem Lenkeinschlag zunehmend geändert. Wird nach Beendigung des Lenkvorganges die Lenkung losge­ lassen, so kann sich der Drehstab wieder entspannen und versorgt infolge vorhandener Zentrierungsänderung kurz­ zeitig den bei der vorangegangenen Lenkbewegung entlasteten bzw. mit dem Druckmittelrücklauf verbundenen Zylinderraum mit Druckmittel, so daß die Lenkung entsprechend hydraulisch verstärkt selbsttätig in die Neutrallage zurückkehrt.

Ebenso wie bei der erstbeschriebenen Kugelmutter-Hydro­ lenkung, kann die Kupplung 11 mit den beiden Verzahnungen 12 und 13 auch bei Zahnstangen-Hydrolenkungen verwendet werden. Hierbei ist es lediglich erforderlich, daß der Drehstab durch das Ritzel hindurchgeführt ist. Dabei wird dann, statt der Verbindung des Drehstabes mit der Steuerbüchse über einen Querstift, entsprechend die Kupp­ lung 11 mit den beiden Verzahnungen 12 und 13 vorgesehen.

Claims (9)

1. Hilfskraftlenkgetriebe für Kraftfahrzeuge, das in einem Lenkgetriebegehäuse einen durch ein Drehschieberlenkventil beaufschlagten Lenkmotor enthält, wobei der Steuerschieber des Lenkventils mit einem Drehstab fest verbunden ist, des­ sen anderes Ende an die Steuerbüchse des Lenkventils über ein Kupplungsstück angeschlossen ist, welches mittels einer ersten und einer zweiten Nutverbindung längsverschieblich in den Drehstab und in die Steuerbüchse eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsstück (11) mit einem Gewinde (14) versehen ist, welches mit einem in einem feststehenden Teil (15) des Lenk­ getriebegehäuses liegenden Gewinde zusammenarbeitet und daß eine der beiden Nutverbindungen (13) eine solche Steigung aufweist, daß das Kupplungsstück (11) durch seine axiale Be­ wegung im Gewinde (14) während eines Lenkeinschlags die Ein­ stellung der Steuerbüchse (2) gegenüber dem Drehstabende mit zunehmendem Lenkeinschlag zunehmend so verstellt, daß bei drehmomentfreiem Drehstab (10) der Lenkmotor rücklenkend be­ aufschlagt wird.

2. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde in dem feststehenden Teil des Getriebegehäuses als in einem Deckel (15) des Lenkgehäuses angeordneter Ge­ windering ausgebildet ist.

3. Lenkgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (15) zur Einstellung der Ventilneutralstellung in Umfangsrichtung einstellbar mit dem Lenkgehäuse verbun­ den ist.

4. Lenkgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel über Schrauben (17), die in das Getriebegehäuse ge­ schraubt sind und die durch in Umfangsrichtung liegende Langlöcher (16) im Deckel (15) greifen, mit dem Lenkgehäuse verbindbar ist.

5. Lenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen beiden Nutverbindungen (12, 13) das Kupplungsstück (11) zum Spielausgleich in radialer Richtung federnd ausgebildet ist.

6. Lenkgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Nutverbindung auslegeartig auf einem freitragen­ den Ringabsatz (19) des Kupplungsstückes (11) angeordnet ist.

7. Lenkgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsstück (11) als Buchse ausgebildet ist, die im Bereich der ersten und der zweiten Nutverbindung (12, 13) mit koaxial verlaufenden von den Stirnseiten beginnenden über den Umfang verteilten Schlitzen (20, 21) versehen ist.

8. Lenkgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (20) der ersten Nutverbindung (12) gegenüber den Schlitzen (21) der zweiten Nutverbindung (13) in Umfangs­ richtung versetzt angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten einer der beiden Nutverbindungen (13) auf einer Kurvenbahn verlaufen.