DE3217541A1

DE3217541A1 - Servolenkhilfe fuer ein fahrzeug

Info

Publication number: DE3217541A1
Application number: DE19823217541
Authority: DE
Inventors: Patrick 75015 Paris Bertin
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1981-05-12
Filing date: 1982-05-10
Publication date: 1982-12-02
Also published as: FR2505763A1; ES512089A0; US4492283A; GB2098556B; FR2505763B1; IT1159155B; GB2098556A; IT8212530A0; ES8303995A1

Description

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_,.,_,._ .!.".. .· ··· ·· ··· Müllerstraße 31

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VAL E-O 64 Avenue de la Grande Armee F 75017 Paris

Ihre/Your Ref. ι Un>er«/Our Raf.i

B 850-Sp/Z.

"Servolenkhilfe für ein Fahrzeug" Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Servolenkhilfe für ein Fahrzeug mit auf Mittel zum Lenken einwirkenden Steuermitteln,welche ein übertragungselement aus zwei Teilen aufweisen, die mit einem begrenzten Relativwinkelspiel versehen sind, das bei Betätigung der Steuermittel eine Winke!verschiebung der beiden Teile gestattet, mit Servomitteln, die in Abhängigkeit einer solchen Winkelverschiebung im gleichen Sinn wie die Steuermittel auf die Mittel zum Lenken einwirken, und mit einer Hyraulikeinheit, einem auf die Mittel"zum Lenken einwirkenden Betätigungsorgan und einem zwischen der Hydraulikeinheit und dem Betätigungsorgan angeordneten Verteiler, welcher Verteiler mindestens einen drehfest mit einem der beiden Teile des Übertragungselements verbundenen Rotor aufweist, der mit Durchgängen für das Hydraulikfluid ausgestattet ist.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine solche Vorrichtung, in der die Scheibenrotoren in einem Hohlraum des Gehäuses mit einem leichten axialen Spiel zwischen einem Ende

Bankverbindung: Baytr. Vtr.inibank MOnchin, Konto 6204M (BU 70020270) · Poitiditckkontoi MOnchen 27044-802 (BlZ 70010080)

(nur PA Dipl.-Ing. S. Staeger)

ν

des Hohlraums und einem festen Deckel eingesetzt sind. .

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung der genannten Gattung, bei welcher der Deckel und der Hohlraum zylindrisch ausgebildet sind, wobei ersterer in einem zylindrischen Bereich des Gehäuses fest eingesetzt ist.

Um den Deckel in dem Hohlraum des Gehäuses in der Weise, daß das geringe axiale Spiel präzise hergestellt wird, zu positionieren, kann man vorsehen, den Deckel gegen eine Schulter des Hohlraums des Gehäuses aufsitzen zu lassen, die selber präzise angeordnet ist. Aufgrund der relativ geringen Abmessungen der verschiedenen Teile ist es jedoch schwierig, eine derartige Schulter in solcher Weise herzustellen, daß die gewünschte Präzision erhalten wird. Desweiteren gestatten die Befestigungsarten, die allgemein zum Verriegeln des Deckels in der so bestimmten Stellung vorgeschlagen werden, keine abdichtende Isolierung des Inneren des Verteilers gegenüber der äußeren Umgebung, weshalb es erforderlich ist, zwischen dem Deckel und dem Gehäuse eine Dichtung vorzusehen, was den Aufbau zusätzlich komplizierter gestaltet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Servolerlhilfe der genannten Gattung zu schaffen, bei der die vorgenannten Nachteile ganz oder zumindest teilweise beseitigt sind und deren Aufbau besonders einfach und bequem ist.

Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Deckel in Bezug auf das Gehäuse mittels einen Abstand voneinander aufweisenden, den Rotor umgebenden Vorsprüngen in Lage gehalten ist, und daß diese Voreprünge mit einem Anschlag an der Bodenwand des Hohlraums aufsitzen.

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, S.

Aufgrund dieser Ausbildung können die Vorsprünge präzise hergestellt werden und zwar auf wesentlich einfachere Weise als die Herstellung einer Schulter in dem Hohlraum,wodurch es auf bequeme Weise möglich ist, das genannte axiale Spiel in gerader Richtung zwischen der Bodenwand des Hohlraums des Gehäuses und dem Deckel zu erzielen.

Insbesondere besteht eine besondeis einfache Herstellung darin, die Scheibenrotoren sich einander berührend und gegen den Deckel anzuordnen und mit einer einzigen Operation die Anordnung der Vorsprünge und der Rotorscheibe, die am entferntesten von dem Deckel ist,zu begradigen. Als Folge einer solchen Bearbeitung verbleibt zweifellos kein Spiel mehr für den Rotor, und um das gewünschte Spiel herzustellen, ist vorgesehen, die Enden der Vorsprünge des Deckels mit einem überzug zu versehen und dies mit einer großen Genauigkeit.

In diesem Fall werden gemäß eines weiteren Merkmals der Erfindung die Vorsprünge des Deckels, zumindest an ihren Enden, mit einem Auftrag zu versehen, der dieses geringe axiale Spiel definiert, mit welchem die Scheibenrotoren zwischen der Bodenwand des Hohlraums des Gehäuses und dem Deckel eingesetzt sind.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, bei dem der Deckel und der Hohlraum des Gehäuses zylindrisch ausgebildet sind und miteinander in einem zylindrischen Bereich zusammenwirken, wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Deckel mittels Verschweißens mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei sich die Schweißnaht über den genannten zylindrischen Bereich des Einsatzes des Deckels in dem Hohlraum erstreckt.

Vorzugsweise wird dieses Verschweißen mittels eines Elektronenschweißverfahrensdurchgeführt.

-A- . 0.

Es wird darauf hingewiesen, daß diese Befestigungsart nicht nur zum Ziel hat,eine starke Befestigung des Deckels an dem Gehäuse zu bewirken, sondern in gleicher Weise die Abdichtung zwischen dem Inneren des Verteilers und der äußeren Umgebung sicherzustellen.

Es wird auch noch darauf hingewiesen, daß, wenn Kanäle in dem Gehäuse und in dem Deckel ausgebildet sind und den zylindrischen Einsatzbereich des Deckels in dem Hohlraum des Gehäuses durchqueren, insbesondere für die Zirkulation des Hydraulikfluids des Verteilers, die Verschweißung nicht nur die Abdichtung des Inneren des Verteilers von der äußeren Umgebung als Ergebnis hat, sondern in gleicher Weise ipso fakto jeden Kanal abdichtend in Richtung auf den zylindrischen Bereich des Einsatzes isoliert.

Es versteht sich, daß die Befestigung mittels Verschweißens zunächst durch ein korrektes Einrichten des Deckels in dem Hohlraum des Gehäuses realisiert wird, selbst bei Abwesenheit jeden Anschlags zwischen den beiden Teilen.

Vorteilhafterweise jedoch werden die beiden oben genannten Aspekte der Erfindung miteinander verbunden und der Deckel zum einen in Bezug auf das Gehäuse mittels seiner Vorsprünge eingerichtet, die auf die Bodenwand des Hohlraums des Gehäuses aufgesetzt sind und zum anderen im Gehäuse mittels der Verschweißung befestigt, die sich entlang dem zylindrischen Einsatzbereich des Deckels in dem Hohlraum des Gehäuses erstreckt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Servolenkhilfe,

Fig. 2 eine Ansicht eines Längsschnitts durch einen

Verteiler der Vorrichtung in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 eine Ansicht analog derjenigen in Fig. 2 betreffend eine Variante des Verteilers,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Teils des Verteilers aus Fig. 3,in der das geringe axiale Spiel, das für die Scheibenrotoren vorgesehen ist, vergrößert dargestellt ist, um die Zeichnung übersichtlicher zu gestalten,wobei der Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. V verläuft,

Fig. 5 eine Ansicht eines Querschnitts entlang der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 eine Fabrikätionsphase, in welcher die Vorsprünge des Deckels gleichzeitig mit einem der Scheibenrotoren bearbeitet werden, ,und

Fig. 7 eine nachfolgende Fabrikationsphase, in welcher die Enden der Vorsprünge des Deckels mit einem Materialüberzug beschichtet sind, um das geringfügige axiale Spiel für die Rotoren zu definieren,

Zunächst wird auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen, die als ein die Erfindung nicht einschränkendes Beispiel eine Anwendung

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• S-

der Erfindung bei einer Servolenkhilfe für ein Kraftfahrzeug zeigen.

Die Vorrichtung in Fig. 1 weist Steuermittel 10 auf, die auf Mittel zum Lenken, wie Lenkerhebel 11, einwirken. Die Steuermittel 10 bestehen aus einem Lenkrad 12 und einer Lenksäule 13. Diese bildet ein sich drehendes übertragungselement und besteht aus zwei fluchtenden Teilstücken 13A und 13B,die miteinander mit einem begrenzten Relativwinkelspiel aneinandergekoppelt sind, welches eine Winkelverschiebung zwischen den Teilen 13A und 13B unter dem Einfluß der Steuermittel 10 gestattet. Das Teilstück 13 ist fest mit dem Steuer 12 verbunden, während das Teil 13B mit einem Ritzel 14 versehen 1st, das mit einer Zahnstange 15 zusammenwirkt. Diese steuert die Richtung der betätigten Räder 16 des Fahrzeuges unter Zwischenschaltung der Lenkerhebel 11.

Eine zentrale Hydraulikeinheit 17,18 weist einen Tank 17. und eine Pumpe 18 auf, die in den Tank 17 hineinragt. Durch einen hydraulischen Arbeitszylinder wird ein Betätigungsorgan gebildet, dessen Kolbenstange 20 auf die Zahnstange 15 einwirkt.

Zwischen der Pumpe 18 und dem Arbeitszylinder 19 ist ein hydraulischer Verteiler 21 angeordnet, der auf die Winkelverschiebung der beiden Teilstücke 13A und 13B anspricht, um den Arbeitszylinder 19 auf die Lenkerhebel 11 im gleichen Sinn einwirken zu lassen wie die Steuermittel 10.

In dem in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Verteiler 21 zwei nebeneinander angeordnete Scheibenrotoren 23A und 23B auf, die jeweils drehfest mit den beiden Teilstücken 13A und 13B verbunden sind. Die Scheibenrotoren 23A und 23B sind jeweils mit verschiedenen hydraulischen Durchgängen ausgestattet, wie z.B. die Passagen 24A und 24B.

Die Scheibenrotoren 23A und 23B sind in einem Hohlraum 25 eines Gehäuses 26 mit einem zwischen der Bodenwandung 27 des Hohlraums 25 und einem mit dem Gehäuse 26 befestigten Deckel 28 vorgesehenen geringen axialen Spiel J eingesetzt. (Das axiale Spiel ist in Fig. 4 vergrößert dargestellt). Es wird darauf hingewiesen, daß das Spiel im Bereich von einigen hundertstel Millimetern liegt.

Der Deckel 28 und der Hohlraum 25 sind zylindrisch ausgebildet, wobei der Deckel fest in einem zylindrischen Bereich 29 eingesetzt ist.

Die Durchgänge 24A und 24B der Scheibenrotoren 23A und 23B wirken mit Durchgängen zusammen, die in der Anordnung des Gehäuses 26 und des Deckels 2 8 ausgebildet sind und die in den öffnungen 30,31,32 und 33 ausmünden. Wie man insbesondere aus Fig. 2 erkennt, ist einer dieser Durchgänge, der mit der Bezugsziffer 34 bezeichnet ist, der öffnung 30 zugeordnet und besteht aus einem Kanal, der sich durch das Gdhäuse 26 und den Deckel erstreckt. Der Kanal durchquert bei 35 den zylindrischen Einsatzbereich 29 des Deckels 28 in dem Hohlraum 25 des Gehäuses 26.

Die öffnung 30 ist eine Drucköffnung und über eine Leitung 36 (Fig. 1 ) mit der Pumpe 18 verbunden. Die öffnung 31 ist eine Rückflußöffnung und über eine Leitung 37 mit dem Tank 17 verbunden. Die öffnungen 32 und 33 sind Betriebsöffnungen und stehen über Leitungen 38 und 39 mit den beiden Seiten des Arbeitszylinders 19 (Fig. 1) in Strömungsverbindung.

Die Teilstücke 13A und 13B (Fig. 2) sind mittels einer Torsionsstange 41 federnd aneinandergekoppelt. Desweiteren ist ein einen prismatischen Querschnitt aufweisender Kern 42 fest an einem der Teilstücke 13A und 13B, z.B. dem Teilstück 13A angeordnet und mit einem Winkelfederweg in einer prismatischen Ausnehmung 43 des anderen Teils 13B eingesetzt.

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Es ist der zwischen dem Kern 42 und der Ausnehmung 43 vorgesehene Winkelfederweg, der das begrenzte Relativwinkelspiel zwischen den Teilstücken 13A und 13B bestimmt. Dieses Spiel beträgt einige Grad zu beiden Seiten einer mittleren neutralen Ruheposition, die dazu tendiert, sich zurückzustellen und die durch die Torsionsstange 41 aufrechterhalten wird.

Entsprechend der relativen Winkelposition der beiden Scheibenrotoren 23A und 23B findet man die eine oder die andere der folgenden Betriebsstellungen vor :

- Die Drucköffnung 30 steht über die Durchgänge 24 A und 24B der Scheibenrotoren 23A und 23B mit der Rückströmöffnung 31 zu dem Tank 17 in Strömungsverbindung; dies entspricht der neutralen Ruheposition und in diesem Fall greift die Lenkhilfe nicht ein;

- die Drucköffnung 30 steht über die Durchgänge 24A und 24B der Scheibenrotoren 2 3A und 2 3B mit der Betriebsöffnung 32 in Strömungsverbindung; dies führt zu einem Eingreifen des Arbeitszylinders 19 in dem einen Richtungssinn;

- die Drucköffnung 30 steht über die Durchgänge 24A und 24B

der Scheibehrotoren 23 A und 2 3B mit der anderen Betriebsöffnung 33 in Stromungsverbindung; dies führt zu einem Eingreifen des Arbeitszylinders in dem anderen Richtungssinn.

Beim Fehlen einer Betätigung des Lenkrads durch einen Fahrer werden die Teilstücke 13A und 13B durch die Torsionsstange in einer neutralen Ruhestellung gehalten. Die Anordnung arbeitet als offener Kreislauf und der Arbeitszylinder 19 ist nicht belastet.

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Wenn der Fahrer das Lenkrad betätigt, um die Räder 16 einzuschlagen, werden die Teilstücke 13A und 13B in Bezug zueinander in einem vorbestimmten Richtungssinn im Winkel verschoben und die relative Winkelposition der beiden Scheibenrotoren 23A und 23B geht aus der neutralen Ruhestellung in eine Betriebsstellung über, in der äer Output der Pumpe 18 durch die öffnung 30 zu der entsprechenden Betriebsöffnung 32 oder 33 fließt. Der Arbeitszylinder 19 wirkt somit in dem gewünschten Sinn auf die Lenkung ein.

Im Falle eines Versagens der Servoeinrichtung 17,18 hat die Betätigung des Lenkrads 12 die Absorbierung des jeweiligen begrenzten Relativwinkelspiels zur Folge, das zwischen den Teilen 13A und 13B und dem Stein 42 in dem Hohlraum 43 gebildet wird. Der durch die Torsionsstange 41 entgegenwirkende elastische Widerstand wird danach dank der starren Verbindung, die der Stein (42) zwischen den Teilen 13A und 13B bewirkt, überwunden, und das Teil 13B drehfest mittels des Teils 13A angetrieben, wodurch ein manueller Ersatz durch die Steuermittel 10 ermöglicht wird, die somit direkt die Lenkung sicherstellen.

In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Deckel 28 axial durch eine einfache Ausrichtung in dem Hohlraum 25 des Gehäuses 26 ausgerichtet, um exakt das Spiel J zu definieren, anschließend wird er in dem Gehäuse 26 mittels einer Schweißung 50 befestigt, die sich entlang dem zylindrischen Einsatzbereich 29 des Deckels 28 in dem Hohlraum 25 des Gehäuses erstreckt.

Diese Schweißung wird durch ein Elektronenschweißverfahren bewerkstelligt und ist ausgelegt, nicht nur das innere des Verteilers 21 von dem äußeren isolierend abzudichten, sondern

in gleicher Weise den hydraulischen Kanal 34, der den zylindrischen Einsatzbereich 29 des Deckels 28 in dem Hohlraum des Gehäuses 26 durchquert.

Diese verschiedenen Abdichtungen werden dank des Elektronenschweißverfahrens ohne besondere Vorbereitungs- oder Vorsichtsmaßnahmen hergestellt. Es versteht sich, daß, wenn mehrere Kanäle so wie der Kanal 34 den zylindrischen Einsetzbereich 29 durchqueren, die mit dem Elektronenschweißverfahren hergestellte Schweißnaht 50 jeden dieser Kanäle isoliert und dies mit lediglich einer einzigen Herstelloperation.

In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Öffnungen , wie z.B.dia Öffnungen 30,32 und 33, in dem Gehäuse ausgebildet, während mindestens eine Öffnung, wie z.B. die Öffnung 31 in dem Deckel 28 vorgesehen ist.

Es versteht sich, daß es vorgesehen werden kann, alle Öffnungen 30,31,32 und 33 in dem Gehäuse 26 anzuordnen,und daß in diesem Fall der.Deckel 28,wie: inder in Fig. 3 dargestellten Variante, auf welche Zeichnung im folgenden Bezug genommen wird, ohne Öffnung ausgebildet ist.

In dieser in Fig. 3 dargestellten Variante ist der Deckel noch an dem Gehäuse 26 mittels der Schweißnaht 50 befestigt, welche sich entlang der zylindrischen Einsatzzone 29 des Deckels 28 in dem Hohlraum 25 des Gehäuses erstreckt, jedoch sind darüberhinaus Mittel zum Einstellen vorgesehen, um den Deckel 28 mit einer großen Präzision in eine korrekte axiale Stellung in Bezug auf das Gehäuse 26 zu bringen, und dies vor dem Anbringen der Schweißnaht 50. Eine solche Stellung wird so gewählt, daß ein geringes axiales Spiel J (Fig. 4) der Scheibenrotoren 23A und 23B erzielt wird.

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-y\ -•/13.

Zu diesem Zweck weist der Deckel 28 Vorsprünge 51 (Fig. 3-5) auf/ die die Scheibenrotoren 23A und 23B umgeben und gegen die Bodenwandung 27 des Hohlraums 25 in dem Gehäuse 26 aufsitzen.

Die Vorsprünge 51 sind über den Umfang mit einem Abstand zueinander verteilt (Fig. 5) um nicht die hydraulische Funktion des Verteilers 21 zu beeinflussen. Die Länge der Vorsprünge wird sehr präzise bestimmt, um ein exaktes Spiel J zu erhalten.

Eine bevorzugte Herstellungsart (Fig. 6) besteht darin, gleichzeitig in einem die Vorsprünge 51 des Deckels 28 und den Scheibenrotor, der am weitesten von dem Deckel 28 entfernt 1St₇ an einer Ebene P zu bearbeiten. Im Falle des Ausführungsbeispiels in den Fig. 3-7 handelt es dabei um den Scheibenrotor 23 B.

Wenn diese Begradigung (in der Regel ein SchleifVorgang) ausgeführt ist, erhielte man keinerlei Spiel der Scheibenrotoren 23A und 23B, die zwischen dem Boden 27 des Hohlraums 26 und dem Deckel 28 eingesetzt sind, wenn man die Teile in diesem Zustand montieren würde.

Um dieses Spiel wieder herzustellen, und um den gewünschten.

Wert J zu erhalten, werden die Vorsprünge 51 des Deckels 28 (Fig. 7) zumindest an ihren Enden mit einem Materialüberzug versehen, dessen Dicke gleich dem Spiel J ist. Der Materialüberzug 53 kann aus einem Chromüberzug bestehen oder durch anodische Oxidation hergestellt sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

[ 1) ßervolenkhilfe für ein Fahrzeug mit auf,Mittel zum Lenken einwirkenden Steuermitteln, welche ein Übertragungselement aus zwei Teilen aufweisen, die mit einem begrenzten Relativwinkelspiel versehen sind, das bei Betätigung der Steuermittel eine Winkelverschiebung der beiden Teile gestattet, mit Servomitteln, die in Abhängigkeit einer solchen Winkelverschiebung im gleichen Sinn wie die Steuermittel auf die Mittel zum Lenken einwirken, und mit einer Hydraulikeinheit, einem auf die Mittel zum Lenken einwirkenden Betätigungsorgan und einem zwischen der Hydraulikeinheit und dem Betätigungsorgan angeordneten Verteiler, welcher Verteiler mindestens einen drehfest mit einem der beiden Teile des Übertragungselements verbundenen Rotor aufweist, der mit Durchgängen für das Hydraulikfluid ausgestattet und mit einem geringen axialen Spiel zwischen einem Ende eines Hohlraums in einem Gehäuse, in welchem er eingesetzt ist und einem festen Deckel des Gehäuses versehen ist, dadurch gekennzeichnet,

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Bonkvtfbindungι Uy*r. Vartinibank MOnchtn, Konto 420404 (BU 70020270) ■ Poitidiackkonloι MOnchtn 27044-W2 (BU 700100M]

(nur PA Oipl.-Ing. S. Itatgtr)

daß der Deckel (28) in Bezug auf das Gehäuse (26) mittels einen Abstand voneinander aufweisenden, den Rotor (23A oder 23B) umgebenden VorSprüngen (51) in Lage gehalten ist, und daß diese Vorsprünge mit einem Anschlag (52) an der Bodenwand (27) des Hohlraums (25) aufsitzen.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Deckel und der Hohlraum in dem Gehäuse zylindrisch ausgebildet und ersterer fest in einem zylindrischen Bereich eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Deckel (28) mittels Verschweißens mit dem Gehäuse (26) verbunden ist, wobei sich die.Schweißnaht über den genannten zylindrischen Bereich (29) des Einsatzes des Deckels in dem Hohlraum (25) erstreckt.
3) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorsprünge (51) des Deckels (28) zumindest an ihren Enden mit einem überzug (53) versehen sind, der das genannte axiale Spiel J bestimmt, mit welchem der Scheibenrotor (23A oder 23B) zwischen der Bodenwand (27) des Hohlraums (25) und dem Deckel (28) eingesetzt ist.
4) Vorrichtung nach Anspruch-2 oder 3, dadurch gekennzeichnet ψ daß das Verschweißen durch das Elektronenschweißverfahren durchgeführt ist.
5) Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet , daß die Verschweißüng (50) so ausgeführt ist, daß zumindest ein Hydraulikkanal (34) abgedichtet ist, der sich in dem Gehäuse (26) und in dem Deckel (28) erstreckt und den zylindrischen Bereich (29) des Einsatzes des Deckels (28) in den Hohlraum (25) durchquert.