DE3928376A1 - Hydraulische hilfskraftlenkung fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Hydraulische hilfskraftlenkung fuer kraftfahrzeugeInfo
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
- B62D5/20—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hilfskraftlenkung
für Kraftfahrzeuge, bei welcher die hydraulische Unter
stützung lediglich oberhalb einer vorgegebenen Lenkkraft
erfolgt, mit einem an eine mechanische Lenkung gekoppelten
Arbeitszylinder, einer Pumpe und mindestens einem Steuer
ventil, wobei eine durch die Lenkkraft bewirkte Verschie
bung eines gegenüber dem Fahrzeugkörper verschiebbar ge
lagerten Bauteils der mechanischen Lenkung entgegen einer
Vorspannkraft der mechanischen Betätigung des Steuer
ventils dient, nach dem Hauptpatent (Patentanmeldung
P 38 43 893.3).
Im Hauptpatent ist bereits eine Ausführungsform mit einer
Zahnstangenlenkung beschrieben, wobei die axiale Verschie
bung eines schrägverzahnten Antriebsritzels das Steuer
ventil betätigt, welches durch ein gefesseltes elastomeres
Federelement vorgespannt ist. Diese Ausführung ist mit
einem erheblichen Eingriff in das mechanische Lenkgetriebe
verbunden und läßt sich aufgrund der jeweiligen Raum- bzw.
Einbauverhältnisse bei sehr vielen Kraftfahrzeugmodellen
nicht, oder nur mit erheblichem Aufwand und Kosten reali
sieren. Eine weitere Beschränkung der Einsatzmöglichkeit
einer Hilfskraftlenkung gemäß dem Hauptpatent besteht
darin, daß die Schrägverzahnung des Antriebritzels eine
notwendige Bedingung darstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsge
mäße hydraulische Hilfskraftlenkung zu schaffen, welche
einen kompakten und einfachen Aufbau aufweist und dabei
möglichst wenige Veränderungen an den Teilen des
mechanischen Lenkgetriebes erfordert, wobei fast alle
Getriebeteile eines für die rein mechanische Lenkung vor
gesehenen Lenkgetriebes bei der hilfskraftunterstützten
Lenkung beibehalten werden sollen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruches 1 gelöst. Dadurch wird eine Möglichkeit zur
Schaffung einer nachrüstbaren (add on) hydraulischen
Lenkunterstützung geschaffen, welche mit sehr geringen
Eingriffen in die ohnehin vorhandene mechanische Lenkung
verbunden ist. Diese Lösung nach Anspruch 1 ist besonders
für Zahnstangenlenkungen geeignet, bei welcher das An
triebsritzel keine Schrägverzahnung aufweist.
Bei einer gattungsgemäßen Hilfskraftlenkung, mit schräg
verzahntem Antriebsritzel läßt sich eine einfache und mit
sehr wenigen Eingriffen in das Lenkgetriebe verbundene
Lösung dadurch erreichen, daß das Antriebsritzel axial
verschiebbar mittels mindestens eines Wälzlagers im Ge
häuse des Lenkgetriebes gelagert ist, daß der Außenring
des Wälzlagers axial verschiebbar im Gehäuse angeordnet
und an beiden Stirnseiten durch elastische Mittel beauf
schlagt ist und daß der Lagerinnenring auf dem Antriebs
ritzel axial fixiert ist, wobei das Antriebsritzel mit dem
Steuerventil verbunden ist.
Falls Änderungen der Lagerung des Antriebsritzels im
Bereich des Gehäuses nicht in Frage kommen, so läßt sich
eine Ausführungsform der Erfindung anwenden, bei welcher
der Innenring des Wälzlagers axial verschiebbar auf dem
Antriebsritzel, welches mit dem Steuerventil verbunden
ist, gelagert und stirnseitig jeweils durch elastische
Mittel beaufschlagt ist und daß der Außenring des Lagers
axial im Gehäuse fixiert ist.
Bei derartigen hydraulischen Hilfskraftlenkungen ist es
von besonderem Vorteil, wenn die elastische Beaufschlagung
bereits in der Nullage der Lenkung eine Vorspannkraft ent
faltet, also eine Kraftschwelle bildet. Dies läßt sich
insbesondere durch den Einsatz gefesselter Federelemente
erreichen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Er
findung ist daher vorgesehen, daß die Beaufschlagung der
Stirnseiten des Lagers der Antriebswelle über je eine
Zwischenscheibe erfolgt, die an einen Anschlag anlegbar
ist, wobei der Abstand der Anschläge der Breite des ver
schiebbaren Lagerringes entspricht. Durch die oben ge
nannten Ausführungen läßt sich eine besonders einfache
Mittenzentrierung des Steuerventils realisieren.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, daß das aus dem Lenkgetriebegehäuse heraus
ragende Lenkwellenende keine axiale Bewegung ausführt.
Hierzu ist vorgesehen, daß das mit dem Steuerventil ver
bundene Antriebsritzel schrägverzahnt ist, daß zumindest
ein Abschnitt der Lenkwelle drehbar aber axial fixiert im
Lenkgetriebe gelagert ist, und daß das Antriebsritzel
axial verschiebbar und in beide axialen Bewegungsrich
tungen vorgespannt in dem Abschnitt der Lenkwelle gelagert
ist.
Um Reibungseinflüsse auf das Ansprechverhalten der hydrau
lischen Hilfskraft zu vermeiden, ist vorgesehen, daß im
Bereich der Lagerstelle des Antriebsritzels im Abschnitt
der Lenkwelle sowohl im Lagerzapfen des Antriebsritzels
als auch im zugeordneten Lagerbereich des Abschnittes der
Lenkwelle jeweils mindestens eine in Axialrichtung ver
laufende Nut vorgesehen ist, in welche mindestens ein
kugelförmiges Mitnehmerelement eingesetzt ist.
Eine besonders günstige Erfindungsausführung erhält man
dadurch, daß das Steuerventil koaxial mit dem Antriebs
ritzel verbunden ist und der Lagerung des Antriebsritzels
im Gehäuse des Lenkgetriebes dient.
Weitere vorteilhafte Merkmale sowie die Funktion der Er
findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
ausgewählter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung.
Hierzu zeigt
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 bis 4 jeweils eine vergrößerte Darstellung einer
Einzelheit aus Fig. 1,
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 eine dritte Ausführungsforn der Erfindung
und
Fig. 7 eine seitliche Teilansicht des Ausführungs
beispiels gemäß Fig. 6.
Die hydrauliche Hilfskraftlenkung entspricht funktions
gemäß im wesentlichen den Ausführungsbeispielen, wie sie
in der Hauptanmeldung ausführlich beschrieben sind, so daß
im folgenden nur eine grobe Systembeschreibung erfolgt.
Für einander entsprechende Teile werden nachfolgend die
gleichen Bezugszeichen gewählt.
Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform besteht aus
einem Lenkgetriebe 2, in welchem ein Abschnitt der Lenk
welle 1, welcher ein Antriebsritzel 82 aufweist, axial
verschiebbar gelagert ist und in Eingriff mit der Zahn
stange 89 steht. Die Zahnstange 89 ist auf nicht darge
stellte Weise mit den Spurstangen der Vorderräder eines
Kraftfahrzeuges verbunden. An dem der Lenkwelle 1 gegen
überliegenden Ende des Antriebsritzels 82 ist der Steuer
schieber 13 des Steuerventils 12 koaxial mit der Antriebs
welle angeformt. Der Steuerschieber 13 weist eine Ringnut
64 auf und ist gegenüber dem Antriebsritzel 82 abgedichtet
in einer in das Gehäuse 80 des Lenkgetriebes eingesetzten
Steuerbuchse gelagert. Die Steuerbuchse weist Radial
bohrungen auf, welche nach außen an die Steuerbohrungen
59, 60 bzw. 61 angeschlossen sind, wobei die Verbindung
dieser Steuerbohrung untereinander durch die Stellung des
Steuerschiebers 13 bestimmt wird. Entlang der axialen
Erstreckung der Steuerbuchse ist die Steuerbohrung 60
zwischen den beiden anderen Steuerbohrungen 59 und 61
angeordnet.
Die Steuerbohrung 59 ist über die Verbindung 17 mit der
Druckseite einer Pumpe 19 verbunden, an welche Verbindung
auch die Arbeitskammer 10 des Arbeitszylinders 6 ange
schlossen ist. Der Arbeitszylinder 6 ist als Differential
zylinder mit einem Kolben 8 und einer einseitig aus dem
Zylinder herausgeführten Kolbenstange 7 ausgebildet. Die
Kolbenstange 7 besitzt einen Querschnitt, welcher 50% des
Querschnitts des Kolbens 8 beträgt. Somit ist die Beauf
schlagungsfläche der Arbeitskammer 9, welche der kolben
stangenseitigen Arbeitskammerseite 10 gegenüberliegt,
doppelt so groß wie die Beaufschlagungsfläche der Arbeits
kammer 10. Die Arbeitskammer 9 ist durch die Verbindung 15
mit der Steuerbohrung 60 verbunden. Die Verbindung 16
schließt den drucklosen Behälter 18 an die Steuerbohrung
61 an. Zwischen der Verbindung 17 und der Verbindung 16
ist ein Überdruckventil 23 angeordnet, welches im Falle
eines drohenden Systemüberdrucks Druckmittel in den Be
hälter abläßt; parallel zu dem Überdruckventil ist ein
Nachsaugventil 22 vorgesehen, welches als federbelastetes
Rückschlagventil ausgeführt die Strömungsverbindung
zwischen der Leitung 17 und der Verbindung 16 sperrt. Das
Nachsaugventil 22 dient dazu, Druckmittel in die Arbeits
kammer 10 nachsaugen zu können, wenn die Fahrzeuglenkung
ohne hydraulische Unterstüzung stattfindet, bei einer
solchen Lenkungsbetätigung wird der an die Spurstangen
angekoppelte Arbeitszylinder 6 mechanisch, d. h. durch die
Muskelkraft des Fahrers verschoben, d. h. in diesem Falle
die Kolbenstange 7 in den Arbeitszylinder 6 hineinbewegt
wird.
Die Lagerung des Antriebsritzels im Gehäuse 80 des Lenk
getriebes erfolgt über das Kugellager 85 und den quasi als
Gleitlager wirkenden Steuerschieber 13. Die Lagerung ist
axial verschieblich ausgeführt, in dem der Innenring des
Kugellagers 85 zwischen einem Bund 112 und einer Befesti
gungshülse 113 in axialer Richtung auf dem Antriebsritzel
82 fixiert ist, während der Außenring 111 axial begrenzt
verschiebbar im Gehäuse 80 gelagert ist. Der Außenring 111
wird stirnseitig durch je eine Tellerfeder 114 beauf
schlagt, welche sich an den zugeordneten gehäusefesten An
schlägen 83, 84 abstützen. Diese axial bewegliche Lagerung
ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt.
Fig. 3 zeigt vergrößert eine weitere Variante der axial
beweglichen Lagerung, bei welcher der Außenring 111 ge
häusefest fixiert ist, während der Innenring 110 vorge
spannt durch die Tellerfedern 114, welche sich am Bund 112
bzw. 115 abstützen und axial verschiebbar auf dem An
triebsritzel 82 gelagert ist.
Die axial verschiebbar und vorgespannte Lagerung des An
triebsritzels dient in Verbindung mit der Schrägverzahnung
dazu, das Steuerventil 12 und die Pumpe 19 (hierzu sind
nicht dargestellte elektrische Verbindungen sowie ein
durch das Antriebsritzel betätigter Elektroschalter
vorgesehen) erst dann zu betätigen bzw. zu aktivieren,
wenn der Fahrer ein bestimmtes Lenkmoment auf die Lenk
welle 1 aufgebracht hat. Die axiale Kraftkomponente auf
die Lenkwelle 1 ergibt sich durch die Schrägverzahnung des
Antriebsritzels 82. Ist das vom Fahrer aufgebrachte
Lenkmoment kleiner als der durch die Tellerfedern 114
vorbestimmte Wert, so wird die Lenkung ohne hydraulische
Unterstützung betrieben. Das Druckmittel wird dabei druck
los zwischen den beiden Arbeitskammern 9 und 10 hin und
her geschoben.
Bei größerem Lenkmoment wird das Antriebritzel 82 je nach
Drehrichtung in das Gehäuse 80 hinein oder herausbewegt,
wodurch zum einen der Schalter zum Aktivieren der Pumpe 19
betätigt wird, und zum anderen das Steuerventil 12 bewegt
wird, welches die Druckbeaufschlagung und damit die Kraft
richtung des die Hilfskraft erzeugenden Arbeitszylinders 6
steuert.
Die in Fig. 1 dargestellte Lager entspricht einem unbe
tätigten bzw. mit sehr geringer Handkraft betätigten
mittenzentrierten Zustand der Lenkung. Hierbei sind der
Druckausgang der Pumpe 19 sowie die beiden Arbeitskammern
9, 10 mit dem Behälter 18 verbunden; die Pumpe 19 ist aus
geschaltet. Wird das Antriebsritzel 82 gehäuseeinwärts
verschoben so trennt der mit dem Antriebsritzel verbundene
Steuerschieber 13 die mit dem Behälter 18 verbundene
Steuerbohrung 61 von den Steuerbohrungen 59 und 60 ab; die
Pumpe ist aktiviert und beide Arbeitskammern 9 und 10
werden druckbeaufschlagt.
Durch die Differenz der Beaufschlagungsflächen am Arbeits
kolben 8 wird die Kolbenstange 7 aus dem Arbeitszylinder 6
herausbewegt. Wird das Lenkrad in anderer Richtung be
tätigt, so schiebt sich der Steuerschieber 13 in eine
Position, in welcher die Steuerbohrung 59 von den beiden
anderen Steuerbohrungen 60, 61 abgetrennt ist, wodurch die
Arbeitskammer 9 an den Behälter 18 angeschlossen ist; die
Pumpe 19 ist eingeschaltet. In diesem Fall wird lediglich
die Arbeitskammer 10 mit dem Pumpendruck beaufschlagt,
wodurch sich die Kolbenstange 7 in den Arbeitszylinder 6
hineinbewegt. Aufgrund der oben erwähnten geometrischen
Abstimmung der Druckbeaufschlagungsflächen am Arbeits
kolben 8 ist die Unterstützungskraft in beide Lenkrich
tungen gleich groß.
Bei den Lager- bzw. Vorspannungsvarianten gemäß Fig. 1 bis
3 erreicht die auf das Antriebsritzel 82 wirkende effek
tive Vorspannkraft in Ruhelage den Wert Null, da sich die
Kraftkomponenten aus den beiden Tellerfedern 114 aufheben.
Zum Aufbau einer Vorspannkraft muß daher erst ein gewisser
Weg vom Antriebsritzel 82 zurückgelegt werden, während
dessen die rückwärtige Feder die Bewegung unterstützt.
Soll dagegen aus der Ruhelage heraus sofort eine Vorspann
kraft wirksam werden, so läßt sich dies durch den Einbau
eines gefesselten Federelementes, wie es in Fig. 4 darge
stellt ist, realisieren.
Bei dieser Ausführungsform ist der Innenring 110 des
Kugellagers 85 durch zwei Befestigungsringe 116 auf dem
Antriebsritzel 82 fixiert und der Außenring 111 ist auf
einem gehäusefesten nach innen vorspringenden Absatz 118
gelagert, welcher eine axiale Erstreckung besitzt, die der
Lagerbreite entspricht. Zwei Scheiben 117 liegen sowohl an
der Stirnseite des Außenrings 111 als auch an den Stirn
seiten des Absatzes 118 an und sind durch jeweils eine
Tellerfeder 114 vorgespannt, welche sich an den gehäuse
festen Anschlägen 83, 84 abstützen.
Wird bei dieser Ausführungsform das Antriebsritzel 82
axial aus der Nullage verschoben, so wirkt mit Beginn der
Verschiebung lediglich eine der beiden Tellerfedern 144
während bei den Ausführungen gemäß Fig. 1 bis 3 gegen
die Kraft einer Feder verschoben wird, wobei die gegen
überliegende Tellerfeder in Bewegungsrichtung unterstützt.
Gemäß Fig. 4 fällt diese unterstützende Kraft aus der der
Bewegungsrichtung entgegengesetzt gelegenen Tellerfeder
aus, da sich diese am Absatz 118 abstützt.
In Fig. 5 ist eine Ausführung eines Lenkgetriebes 2 mit
integriertem Steuerventil 12 dargestellt, dessen Aufbau im
wesentlichen dem des Lenkgetriebes gemäß Fig. 1 ist. Auch
bei dieser Ausführung ist ein schrägverzahntes Antriebs
ritzel 82 axial verschiebbar gelagert und mit dem Steuer
ventil 12 verbunden, wobei das Antriebsritzel 82 in Ein
griff mit der Zahnstange 89 steht. Die axial verschiebbare
und vorgespannte Lagerung des Antriebsritzels 82 erfolgt
jedoch nicht auschließlich im Gehäuse 80 sondern in einem
Abschnitt 120 der Lenkwelle 1. Diese Ausführung hat den
Vorteil, daß die Lenkwelle 1 keiner axialen Bewegung
unterworfen ist, wodurch beim Einbau in das Kraftfahrzeug
die selbe Lenkwellenkonstruktion angewandt werden kann,
wie sie bei einer Lenkungsausführung ohne hydraulische
Unterstützung vorgesehen ist; insbesondere braucht keine
Ausgleichsvorrichtung für Axialbewegungen in die Lenkwelle
1 eingesetzt werden.
Die Lenkwelle 1 weist einen in das Gehäuse 80 ragenden
becherförmigen Abschnitt 120 auf, der mittels eines Kugel
lagers 85 im Gehäuse 80 axial fixiert gelagert ist. Dabei
ist die Außenkontur dieses Abschnittes 120 mit einer ge
rundeten Umfangsnut versehen, in welcher die Wälzkörper
des Kugellagers 85 abrollen, wodurch ein zusätzlicher
Lagerinnenring gespart wird.
Der becherförmige Abschnitt 120 ist gestuft ausgeführt und
weist auf seiner Innenkontur eine Lagerschale 121 auf. In
dieser Lagerschale 121 ist der Lagerzapfen 122 des An
triebsritzels 82 axial verschiebbar auf Kugeln 124 ge
lagert. Die Kugeln 124 dienen gleichzeitig als Mitnehmer
verbindungen zur Übertragung der Drehbewegung der Lenk
welle 1 auf das Antriebsritzel 82.
Sowohl der Lagerzapfen 122 als auch die Lagerschale 121
ist mit jeweils drei gleichmäßig am Umfang verteilten
Axialnuten gleicher Breite versehen, in welche jeweils
drei Kugeln 124 derart eingesetzt sind, daß sie mit dem
Lagerzapfen 122 des Antriebsritzels 82 und dem Abschnitt
120 der Lenkwelle 1 in Eingriff stehen. Um die Abroll
barkeit der einzelnen Kugeln 124 stets sicherzustellen
sind sie in einem Führungskäfig 123 angeordnet. Durch
diese axiale Wälzlagerung werden Reibungseinflüsse wie
z. B. der "stick-slip-Effekt" sowie Beeinflussung des An
sprechverhaltens der hydraulichen Unterstützung durch Ver
schleiß, Werkstoffpaarung, Schmierzustand usw. ausge
schlossen.
Die axiale Vorspannung des Antriebsritzels 82 wird durch
die Zentrierfederanordnung 125 erreicht, welche als ge
fesseltes Federelement ausgeführt ist. Hierzu sind zwei
Stützringe 126, 127 vorgesehen, welche beide einen
U-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei die offenen Seiten
dieser Profile einander zugewandt sind. In den Stützringen
126, 127 sind am Umfang verteilt mehrere Zentrierfedern 128
angeordnet, welche die beiden Stützringe vorgespannt in
einem definierten Abstand zueinander halten.
Die Stützringe 126, 127 sind unter axialer Vorspannung und
einem axialen Abstand mit ihrem inneren Umfang auf dem
Absatz 129 des Antriebsritzels 82 zwischen der Stufe 130
und einem Befestigungsring 131 gelagert. Der äußere Umfang
der Stützringes 126, 127 ist im Abschnitt 120 der Lenkwelle
1 zwischen einem ringförmig umlaufenden Anschlag 132 und
einem weiteren Befestigungsring 133 gelagert. Dabei
entsprechen die axialen Abstände zwischen der Stufe 130
und der Befestigung 131 einerseits sowie zwischen dem
Anschlag 132 und dem Befestigungsring 133 andererseits
einander.
An dem dem Lagerzapfen 122 gegenüberliegenden Ende des
Antriebsritzels 82 ist der Steuerschieber des Steuer
ventils 12 angeordnet, welcher sich in die Ventilhülse 134
hineinerstreckt, welche wiederum mit nicht dargestellten
Steuerbohrung versehen ist. Durch den Steuerschieber des
Steuerventils 12 ist der elektrische Schalter 24 betätig
bar, welcher die Pumpe ein- bzw. ausschaltet. Die Funktion
der beschriebenen Anordnung entspricht der Ausführung
gemäß Fig. 1, wobei der übersichtlichkeithalber der
hydraulische Teil der Hilfskraftlenkung nicht dargestellt
ist.
Sind bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen der
Erfindung schrägverzahnte Antriebsritzel
Grundvoraussetzung für die Funktion, so ist bei dem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ein geradverzahntes
Antriebsritzel vorgesehen. Dieses geradeverzahnte
Antriebsritzel 82 ist auf bekannte Weise axial fixiert im
Gehäuse 80 gelagert. Auf dem gestuft ausgeführten und aus
dem Gehäuse 80 herausragenden Teil des Antriebsritzels 82
ist ein glockenartig ausgeführter Lenkwellenabschnitt 135
axial verschiebbar gelagert. Der Lenkwellenabschnitt 135
weist zwei schräg zum Umfang bzw. zur Radialebene ver
laufende Kulissenführungen 136 auf, welche insbesondere in
Fig. 7 deutlich zu erkennen sind. In die Kulissenführungen
136 sind Übertragungsbolzen 137 eingesetzt, deren radial
nach innen weisende Endabschnitte in Bohrungen 147 der
Nabe 138 eingreifen, welche drehfest und axial fixiert mit
dem Antriebsritzel 82 verbunden ist. Die langlochartige
Kulissenführung 136 besitzt Begrenzungsflächen welche sich
vom Außenumfang des Lenkwellenabschnittes 135 zur Innen
kontur dieses Abschnittes verjüngen. Der Übertragungs
bolzen 137 ist in diesem Bereich konisch ausgeführt,
während der fest in der Nabe 138 angeordnete Bolzenab
schnitt zylindrisch ist. Die Übertragungsbolzen 137 werden
in Richtung ihrer Längsachse durch je eine Blattfeder 139
in Richtung der Nabe 138 vorgespannt.
Der glockenförmige Lenkwellenabschnitt 135 ist auf seiner
dem Gehäuse 80 zugewandten Seite durch die Ringplatte 140
geschlossen, welche mit ihrem Innenumfang auf dem An
triebsritzel 82 gelagert ist. Der Lenkwellenabschnitt 135
ist gegenüber dem Antriebsritzel 82 in axialer Richtung
gefesselt vorgespannt, wozu ein Tellerfederpaket 143
dient, welches vorgespannt zwischen den Scheiben 141 und
142 angeordnet ist.
Die Scheibe 141 stützt sich sowohl an der Nabe 138 als
auch am Absatz 144 des Lenkwellenabschnitts 135 ab; die
Scheibe 142 liegt an der Ringplatte 140 und einer Stufe
des Antriebsritzels 82 an.
Der Lenkwellenabschnitt 135 besitzt einen umlaufenden
radial nach außen weisenden Bund 145, welcher von einem
gabelförmigen Betätigungselement 146 des Steuerventils 12
umgriffen wird. Das Steuerventil 12 weist auch einen
elektrischen Schalter auf und ist sowohl elektrisch als
auch hydraulisch auf die bereits anhand Fig. 1
beschriebene Weise an Pumpe, Behälter, Arbeitszylinder
usw. angeschlossen.
Wird die Lenkwelle und damit der Lenkwellenabschnitt 135
vom Fahrer durch ein Lenkmoment aus seiner mitten
zentrierten Lage heraus beaufschlagt, so wird dieses
Moment durch die Übertragungsbolzen 137 dem Antriebsritzel
82 zugeführt. Durch die schrägen Kulissenführungen 136
wird eine lenkmomentabhängige Axialkraftkomponente auf den
Lenkwellenabschnitt 135 wirksam, welcher den Lenkwellenab
schnitt 135 gegen die Vorspannkraft des Tellerfederpaketes
143 relativ zum Antriebsritzel 82 zu verschieben trachtet.
Sobald diese Axialkraft die Vorspannkraft des Tellerfeder
paketes 143 überschreitet, wird der Lenkwellenabschnitt je
nach Drehrichtung zum Gehäuse 80 hin oder von diesem weg
bewegt und beaufschlagt durch diese Bewegung über den Bund
145 das Betätigungselement 146 des Steuerventils 12. Da
durch wird wie oben beschrieben, die Pumpe 19 aktiviert
und die Druckbeaufschlagung der einzelnen Arbeitskammern
des Arbeitszylinders 6 gesteuert.
Die eben geschilderte Ausführungsform läßt sich auf ein
fache Weise einer bereits vorhandenen rein mechanischen
Lenkung zufügen, ohne daß Änderungen am Lenkgetriebe oder
an einem anderen Teil der mechanischen Lenkung vorgenommen
werden müssen.
Bezugszeichenliste
1 Lenkwelle
2 Lenkgetriebe
6 Arbeitszylinder
7 Kolbenstange
8 Arbeitskolben
9 Arbeitskammer
10 Arbeitskammer
12 Steuerventil
13 Steuerschieber
15 Verbindung
16 Verbindung
17 Verbindung
18 Behälter
19 Pumpe
22 Nachsaugventil
23 Überdruckventil
24 elektrischer Schalter
59 Steuerbohrung
60 Steuerbohrung
61 Steuerbohrung
64 Ringnut
80 Gehäuse
82 Antriebsritzel
83 Anschlag
84 Anschlag
85 Kugellager
89 Zahnstange
110 Innenring
111 Außenring
112 Bund
113 Befestigungshülse
114 Tellerfeder
115 Bund
116 Befestigungsring
117 Scheibe
118 Absatz
120 Abschnitt
121 Lagerschale
122 Lagerzapfen
123 Führungskäfig
124 Kugel
125 Zentrierfederanordnung
126 Stützring
127 Stützring
128 Zentrierfeder
129 Absatz
130 Stufe
131 Befestigungsring
132 Anschlag
133 Befestigungsring
134 Ventilhülse
135 Lenkwellenabschnitt
136 Kulissenführung
137 Übertragungsbolzen
138 Nabe
139 Blattfeder
140 Ringplatte
141 Scheibe
142 Scheibe
143 Tellerfederpaket
144 Absatz
145 Bund
146 Betätigungselement
147 Bohrung
2 Lenkgetriebe
6 Arbeitszylinder
7 Kolbenstange
8 Arbeitskolben
9 Arbeitskammer
10 Arbeitskammer
12 Steuerventil
13 Steuerschieber
15 Verbindung
16 Verbindung
17 Verbindung
18 Behälter
19 Pumpe
22 Nachsaugventil
23 Überdruckventil
24 elektrischer Schalter
59 Steuerbohrung
60 Steuerbohrung
61 Steuerbohrung
64 Ringnut
80 Gehäuse
82 Antriebsritzel
83 Anschlag
84 Anschlag
85 Kugellager
89 Zahnstange
110 Innenring
111 Außenring
112 Bund
113 Befestigungshülse
114 Tellerfeder
115 Bund
116 Befestigungsring
117 Scheibe
118 Absatz
120 Abschnitt
121 Lagerschale
122 Lagerzapfen
123 Führungskäfig
124 Kugel
125 Zentrierfederanordnung
126 Stützring
127 Stützring
128 Zentrierfeder
129 Absatz
130 Stufe
131 Befestigungsring
132 Anschlag
133 Befestigungsring
134 Ventilhülse
135 Lenkwellenabschnitt
136 Kulissenführung
137 Übertragungsbolzen
138 Nabe
139 Blattfeder
140 Ringplatte
141 Scheibe
142 Scheibe
143 Tellerfederpaket
144 Absatz
145 Bund
146 Betätigungselement
147 Bohrung
Claims (12)
1. Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge,
bei welcher die hydraulische Unterstützung lediglich
oberhalb einer vorgegebenen Lenkkraft erfolgt, mit
einem an eine mechanische Lenkung gekoppelten
Arbeitszylinder, einer Pumpe und mindestens einem
Steuerventil, wobei eine durch die Lenkkraft bewirkte
Verschiebung eines gegenüber dem Fahrzeugkörper
verschiebbar gelagerten Bauteils der mechanischen
Lenkung gegen eine Vorspannkraft der mechanischen
Betätigung des Steuerventils dient, dadurch ge
kennzeichnet, daß die mechanische Lenkung
als Zahnstangenlenkung mit einem mit der Lenkwelle
(1) verbundenen Antriebsritzel (82) und einer Zahn
stange (89) aufgeführt ist, daß die Drehmomentüber
tragung von der Lenkwelle (1) auf das Antriebsritzel
(82) durch mindestens einen Bolzen (137) erfolgt, der
in je eine radial verlaufende Ausnehmung
(136 bzw. 147) sowohl des Antriebsritzels (82, 138)
als auch der Lenkwelle (1, 135) eingreift, daß eine
dieser radialen Ausnehmungen als schräg zur Radial
ebene verlaufende Kulissenführung (136) ausgebildet
ist, und daß die Lenkwelle (1, 135) axial verschiebbar
und vorgespannt auf dem Antriebsritzel (82) gelagert
und mit dem Steuerventil (12) verbunden ist.
2. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen
(137) zumindest teilweise konisch ausgeführt und
durch elastische Mittel (139) in Längsrichtung vor
gespannt ist.
3. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach einem der vor
hergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lenkwelle (1, 135) einen
radial nach außenweisenden Bund (145) besitzt, der
gabelförmig von einem Betätigungselement (146) des
Steuerventils (12) umgriffen ist.
4. Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge,
bei welcher die hydraulische Unterstützung lediglich
oberhalb einer vorgegebenen Lenkkraft erfolgt, mit
einem an eine mechanische Lenkung gekoppelten
Arbeitszylinder, einer Pumpe und mindestens einem
Steuerventil, wobei eine durch die Lenkkraft bewirkte
Verschiebung eines gegenüber dem Fahrzeugkörper ver
schiebbar gelagerten Bauteils der mechanischen
Lenkung gegen eine Vorspannkraft der mechanischen Be
tätigung des Steuerventils dient, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Antriebsritzel (82)
der mechanischen Lenkung schrägverzahnt und axial
verschiebbar mittels mindestens eines Wälzlagers (85)
im Gehäuse (80) des Lenkgetriebes (2) gelagert ist,
daß der Außenring (111) des Wälzlagers axial ver
schiebbar im Gehäuse (80) gelagert und an beiden
Stirnseiten durch elastische Mittel (114) beauf
schlagt ist und daß der Lagerinnenring (110) auf dem
Antriebsritzel (82) axial fixiert ist, welches mit
dem Steuerventil (12) verbunden ist.
5. Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge,
bei welcher die hydraulische Unterstützung lediglich
oberhalb einer vorgegebenen Lenkkraft erfolgt, mit
einem an eine mechanische Lenkung gekoppelten
Arbeitszylinder, einer Pumpe und mindestens einem
Steuerventil, wobei eine durch die Lenkkraft bewirkte
Verschiebung eines gegenüber dem Fahrzeugkörper ver
schiebbar gelagerten Bauteils der mechanischen
Lenkung gegen eine Vorspannkraft der mechanischen
Betätigung des Steuerventils dient, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Antriebsritzel (82)
der mechanischen Lenkung schrägverzahnt und axial
verschiebbar mittels mindestens eines Wälzlagers (85)
im Gehäuse (80) des Lenkgetriebes (2) gelagert ist,
daß der Innenring (110) des Wälzlagers (85) axial
verschiebbar auf dem Antriebsritzel (82), welches mit
dem Steuerventil (12) verbunden ist, gelagert und
stirnseitig jeweils durch elastische Mittel (114)
beaufschlagt ist und daß der Außenring (111) des
Lagers axial im Gehäuse (80) fixiert ist.
6. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 4 oder
5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Beaufschlagung durch die elastischen Mittel (114)
beidseitig über jeweils eine Zwischenscheibe (117)
erfolgt, die an einen Anschlag anlegbar ist, wobei
der Abstand der beiden Anschläge der Breite des Wälz
lagers (85) entspricht.
7. Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge,
bei welcher die hydraulische Unterstützung lediglich
oberhalb einer vorgegebenen Lenkkraft erfolgt, mit
einem an eine mechanische Lenkung gekoppelten
Arbeitszylinder, einer Pumpe und mindestens einem
Steuerventil, wobei eine durch die Lenkkraft bewirkte
Verschiebung eines gegenüber dem Fahrzeugkörper ver
schiebbar gelagerten Bauteils der mechanischen
Lenkung gegen eine Vorspannkraft der mechanischen
Betätigung des Steuerventils dient, dadurch ge
kennzeichnet, daß das mit dem Steuerventil
(12) verbundene Antriebsritzel (82) schrägverzahnt
ist, daß zumindest ein Abschnitt (120) der Lenkwelle
(1) drehbar aber axial fixiert im Gehäuse (80) ge
lagert ist, daß das Antriebsritzel (82) axial ver
schiebbar und in beide axialen Bewegungsrichtungen
vorgespannt in dem Abschnitt (120) der Lenkwelle (1)
gelaget ist.
8. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 7, da
durch gekennzeichnet, daß im Bereich der
Lagerstelle des Antriebsritzels (82) sowohl im Lager
zapfen (122) des Antriebsritzels (82) als auch im zu
geordneten Lagerbereich (121) des Abschnittes (135)
der Lenkwelle (1) jeweils mindestens eine axial ver
laufende Nut vorgesehen ist, in welchen mindestens
ein kugelförmiges Mitnehmerelement (124) eingesetzt
ist.
9. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 7 oder
8 dadurch gekennzeichnet, daß zur
axialen Vorspannung des Antriebsritzels (82) ein
gefesseltes vorgespanntes Federelement (125) zwischen
je zwei Anschlägen (130, 131 bzw. 132, 133) sowohl auf
dem Antriebsritzel (82) als auch im Abschnitt (120)
der Lenkwelle (1) vorgesehen ist.
10. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach einem der An
sprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeich
net, daß das Steuerventil (12) koaxial mit dem
Antriebsritzel (82) verbunden ist und der Lagerung
des Antriebsritzels dient.
11. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach einem der vor
hergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die elastischen Mittel als
Tellerfedern (114, 143) ausgeführt sind.
12. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach einem der vor
hergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß durch das Steuerventil (12)
ein Schalter (24) zum Aktivieren der Pumpe (19)
betätigbar ist.
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EP19890117078 EP0362592A3 (de) | 1988-10-04 | 1989-09-15 | Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge |
EP19920120840 EP0535717A3 (de) | 1988-10-04 | 1989-09-15 | Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge |
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PL28630590A PL286305A1 (en) | 1989-08-28 | 1990-08-01 | Hydraulic boostering system for motor vehicle steering gears |
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- 1989-08-28 DE DE19893928376 patent/DE3928376A1/de not_active Ceased
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