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    • 专利摘要:

    公开号:WO1988004252A1
    申请号:PCT/EP1987/000738
    申请日:1987-11-27
    公开日:1988-06-16
    发明作者:Dieter Elser；Rudolf Schurr
    申请人:Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag；
    IPC主号:B62D5-00
    专利说明:
    [0001] Hydraulische Zahnstangen-Hilfskraftlenkung
    [0002] Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge in der Zahnstangenbauart, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
    [0003] In einer bekannten Hilfskraftlenkung (DE-OS 19 33 403) sind eine durch ein Antriebsritzel bewegbare Zahnstange und ein Arbeitszylinder in einem Gehäuse parallel zueinander untergebracht. Die beidseitig aus dem Gehäuse herausragende Kolbenstange des Arbeitszylinders ist am Fahrzeugrahmen befestigt. Die Zahnstange ist im Gehäuse fest, so daß bei einer Drehbewegung des mit einem Lenkhandrad verbundenen Antriebsritzels, sich die Zahnstange und der Arbeitszylihder mit¬ samt dem Gehäuse verschieben kann. Spurstangen verbinden das verschiebbare Gehäuse mit den gelenkten Rädern. Das Antriebsritzel und ein Drehschieberventil sind in einem weiteren separat am Fahrzeugrahmen befestigten Gehäuse, unterhalb des beweglichen Gehäuses angeordnet. Als Folge der getrennten Befestigung von Zahnstange und Antriebsritzel ist eine exakte Einstellung des Zahneingriffs erschwert. Weiter ist in dieser Anordnung die Lenkspindel über einen Drehstab mit einer Ritzelwelle verbunden, die viel axialen Bauraum beansprucht.
    [0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hilfskraftlenkung der angeführten Bauart in möglichst gedrungener Bauweise zu schaffen. Dabei sollen die miteinander in Antriebsverbindung stehenden Bauteile (Zahnstange, Antriebsritzel) in einem einteiligen Gehäuse mit exakt festgelegten Abständen untergebracht sein.
    [0005] Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 bis 4 gelöst. Nach einem Merkmal der Erfindung ist das Antriebsritzel zur Erzeugung eines Steuerspiels auf der Lenkspindel begrenzt verdrehbar angeordnet. Es ist zweckmäßig, das Antriebsritzel einstückig mit einer Buchse herzustellen und diese drehfest mit der Ventilhülse eines Drehschieberventils zu verbinden. Als Anschlagbegrenzung für die Relativverdrehung greift ein in der Lenkspindel fester Querstift mit Spiel in eine Bohrung der Buchse ein. Als Mittenzentrierung sind im Drehschieber federbelastete Kolben vorgesehen, welche auf in dachförmigen Schrägflächen der Ventilhülse abgestützte Wälzkörper drücken. Dadurch, daß *die Lenkspindel unmittelbar mit der das Antriebsritzel tragenden Buchse gekoppelt ist und die MittenZentri rung innerhalb des Drehschieberventils liegt, ergibt sich eine sehr kurze axiale Baulänge des Lenkgetriebes. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung läßt sich auch die Einbauhöhe des Lenkgetriebes verringern. Dies geschieht dadurch, daß der Kolben des Arbeitszylinders mit einer in das Antriebsritzel eingreifenden Verzahnung versehen ist, deren Eingriffsebene der Eingriffsebene der Zahnstange gegenüber liegt. Durch diese Maßnähme.bleibt der Abstand von Arbeitszylinder und Zahnstange klein. Da Zahnstange, Antriebsritzel und Arbeitskolben in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, lassen sich die Zahneingriffe genau festlegen.
    [0006] In einer weiteren Ausführungsform bilden das Antriebsritzel und die Ventilhülse des Drehschiebers ein gemeinsames Bauteil. Die Lenkspindel trägt als Anschlagbegrenzung für die Relatiwerdrehung eine mit Spiel in die Buchse des Antriebsritzels eingreifende Verzahnung. Außerdem steht die Lenkspindel über einen Drehstab mit dem aus dem Antriebsritzel und der Ventilhülse bestehenden Bauteil in Verbindung. Dabei sind der Drehstab, die Lenkspindel und das gemeinsame Bauteil konzentrisch, axial gedrungen, ineinander angeordnet. Durch die Verwendung eines Drehstabes ist es möglich, den radialen Raumbedarf des Drehschieberventils noch kleiner zu halten. Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand der beiden in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
    [0007] Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Zahnstangen- Hilfskraftlenkung;
    [0008] Fig. 2 einen verkleinerten Schnitt nach der Linie II - II in Fig. 1 und
    [0009] Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführung.
    [0010] In Fig. 1 und 2 ist parallel zu einer Zahnstange 1 ein Arbeitszylinder 2 angeordnet. Die Zahnstange 1 steht über nicht gezeichnete SpurStangen mit lenkbaren Rädern in Verbindung. Die Zahnstange 1 und ein im Arbeitszy-linder 2 verschiebbarer Servokolben 3 greifen mit ihren Verzahnungen, deren Eingriffsebenen sich gegenüberliegen, in ein auf einer Lenkspindel 4 gelagertes Ritzel 5 ein. Das Ritzel ist mit einer Buchse 6 einteilig ausgeführt. Ein durch die Lenkspindel 4 hindurchgeführter Querbolzen 7 greift mit einem Steuerspiel in eine Bohrung 8 der Buchse 6 ein. An ein Lenkgehäuse 10 ist ein Ventilgehäuse 11 für ein aus einem Drehschieber 12 und einer Ventilhülse 13 bestehendes Drehschieberventil angebaut. Der Drehschieber 12 hat eine Nut 14, in die zur Drehmitnahme ein Keil 15 der Lenkspindel nach Art einer Kreuzschlitzkupplung spielfrei eingreift. In ähnlicher Weise greifen an der Ventilhülse 13 vorhandene Klauen 16 in entsprechende Aussparungen 17 der Buchse 6 spielfrei ein. Auf diese Weise ist eine Fluchtungsfehler ausgleichende KreuzSchlitzverbindung mit dem Drehschieberventil 12, 13 hergestellt. Das Ventilgehäuse 11 hat einen Zulaufanschluß 18 für eine Hochdruckpumpe 20, zwei Arbeitszylinderanschlüsse 21 und 21A und einen Rücklaufanschluß 23. Die Arbeitszylinderanschlüsse 21 und 21A stehen mit Druckräumen 24 bzw. 24A in Verbindung. Der Arbeitskolben 3 unterstützt die Lenkbewegung gegenläufig zur Zahnstange 1.
    [0011] Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Zulaufanschluß 18 über eine Ringnut 26 an axiale Zulaufsteuernuten, z. B. 27, der Ventilhülse 13 angeschlossen ist. Die Zulaufsteuernuten 27 arbeiten in bekannter Weise mit axialen Steuernuten, z. B. 28, im Drehschieber 12 zusammen, die über nicht sichtbare Kanäle mit Ringnuten 30 bzw. 30A der Arbeitszylinderanschlüsse 21 bzw. 21A in Verbindung treten können. Weiter sind axiale
    [0012] Rücklaufsteuernuten, z. B. 25, in der Ventilhülse 13 vorgesehen, die über schräge Bohrungen 31 im Drehschieber 12 an einen Rücklaufraum 32 anschließbar sind. Der Rücklaufraum 32 hat über eine Ringnut 33 mit dem Rücklaufanschluß 23 Verbindung. In beispielsweise drei in gleichem Winkel zueinander angeordneten Radialbohrungen 34 sind durch Zentrierfedern 35 belastete Kolben 36 eingesetzt. Die Kolben 36 weisen kegelförmige Ansenkungen 37 auf. In die gegenüber liegende Rücklaufsteuernut 25 der Ventilbuchse 13 sind dachförmige, in ümfangsrichtung verlaufende Schrägflächen 38 eingearbeitet. Zwischen den Ansenkungen 37 und den Schrägflächen 38 sind Wälzkörper 40 eingespannt. Federräume 41 haben über eine Axialbohrung 42 mit dem Rücklaufraum 32 Verbindung. Die Kraft der Zentrierfedern 35 bewirkt hierbei, daß die Wälzkörper 40 von den Schrägflächen 38 zur tiefsten Stelle zurückrollen, so daß das Drehschieberventil 12, 13, sobald keine Kraft am Lenkhandrad wirkt, in der Neutralstellung exakt auf Mitte steht.
    [0013] Dreht der Fahrer an der Lenkspindel 4,. so verdreht sich der Drehschieber 12 innerhalb des durch die Bohrung 8 und den Querbolzen 7 festgelegten Steuerspiels um- einen bestimmten Winkelweg gegenüber der Ventilhülse 13. Die mit dem Antriebsritzel 5 gekoppelte Buchse 6 verharrt zunächst noch in ihrer Lage, da ja die Zahnstange 1 und damit auch das Ritzel 5 durch den Lenkwiderstand der Räder festgehalten werden. Dabei laufen die Wälzkörper 40 aus ihrer Zentrierstellung auf die Schrägflächen 38 auf. Durch diese Relativverdrehung des Drehschiebers 12 gegenüber der Ventilhülse 13 läßt sich Drucköl in einen der Druckräume 24 oder 24A einsteuern. Die Kraft des Druckes verschiebt den Servokolben 3, der über das Antriebsritzel 5 die Zahnstange 1 antreibt. Die vom Fahrer eingeleitete Lenkbewegung wird somit hydraulisch unterstützt. Sobald der Fahrer mit Lenken aufhört, stellt die Mittenzentrierung 35, 36, 38, 40 das Drehschieberventil 12, 13 wieder in die Neutralstellung zurück.
    [0014] Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von Fig. 1 hauptsächlich dadurch, daß als Mittenzentrierung ein Drehstab 43 vorgesehen ist. Den Drehstab 43 umgibt eine Lenkspindel 44, die durch ein aus einem Antriebsritzel 45 und einer Ventilhülse 46 bestehendes einstückiges Bauteil hindurchgeführt ist. Die Lenkspindel 44 trägt Steuernuten eines Drehschiebers 47 und ist mit dem Bauteil 45, 46 durch einen Stift 48 gekoppelt. Als Drehbegrenzung sieht man zwischen der Lenkspindel 44 und dem Bauteil 45, 46 eine mit Spiel arbeitende Verzahnung 50 vor.
    [0015] Bezugszeichen
    [0016] 1 Zahnstange
    [0017] 2 Arbeitsz linder
    [0018] 3 Servokolben
    [0019] 4 Lenkspindel
    [0020] 5 Ritzel
    [0021] 6 Buchse
    [0022] 7 Querbolzen
    [0023] 8 Bohrung
    [0024] 9 -
    [0025] 10 Lenkungsgehäuse
    [0026] 11 Ventilgehäuse
    [0027] 12 Drehschieber
    [0028] 13 Ventilhülse
    [0029] 14 Nut
    [0030] 15 Keil
    [0031] 16 Klauen
    [0032] 17 Auss arungen
    [0033] 18 Zulaufanschluß
    [0034] 19 -
    [0035] 20 Hochdruckpumpe
    [0036] 21, 21A Arbeitsz linderan;
    [0037] 22 -
    [0038] 23 Rücklaufanschluß
    [0039] 24, 24A Druckraum
    [0040] 25 Rücklaufsteuernut
    [0041] 26 Ringnut
    [0042] 27 Zulaufsteuernuten
    [0043] 28 Steuernuten
    [0044] 29 —
    [0045] 30, 30A Ringnut
    [0046] 31 Bohrung
    [0047] 32 Rücklaufräum
    [0048] 33 Ringnut
    [0049] 34 Radialbohrungen Zentrierfedern Kolben kegelförmige Ansenkungen dachförmige Schrägflächen
    [0050] Wälzkörper Federräume Axialbohrung Drehstab Lenkspindel Ritzel Ventilhülse Drehschieber Stift
    [0051] Verzahnung
    权利要求:
    ClaimsA n s p r ü c h e
    1. Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit folgenden Merkmalen: eine durch ein Lenkhandrad drehbare Lenkspindel trägt ein in eine Zahnstange eingreifendes Antriebsritzel; die Zahnstange und ein Arbeitszylinder sind in einem gemeinsamen Gehäuse parallel zueinander untergebracht; über die Lenkspindel ist ein aus einem Drehschieber und einer Ventilhülse bestehendes Drehschieberventil betätigbar; das Drehschieberventil weist eine Mittenzentrierung auf, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Antriebsritzel (5) zur Erzeugung eines Steuerspiels auf der Lenkspindel (4) begrenzt verdrehbar angeordnet ist.
    2. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t durch folgende Merkmale: das Antriebsritzel (5) ist einstückig mit einer Buchse (6) hergestellt;
    - die Buchse (6) ist drehfest mit der Ventilhülse (13) verbunden; als Anschlagbegrenzung für die Relativverdrehung greift ein in der Lenkspindel fester Querstift (7) mit Spiel in eine Bohrung (8) der Buchse (6) ein und
    - als Mittenzentrierung sind im Drehschieber (12) durch Zentrierfedern (35) belastete Kolben (36) vorgesehen, die sich über Wälzkörper (40) in dachförmigen Schrägflächen (38) der Ventilhülse (13) abstützen.
    3. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Servokolben (3) mit einer in das Antriebsritzel (5) eingreifenden Verzahnung versehen ist, deren Eingriffsebene der Eingriffsebene der Zahnstange (1) gegenüberliegt.
    4. Ausführungsform einer Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t durch folgende Merkmale: das Antriebsritzel (45) und die Ventilhülse (46) bilden ein einstückiges Bauteil; die Lenkspindel (44) greift über eine Verzahnung (50) mit
    Spiel in das Bauteil (45, 46) ein; die Lenkspindel (44) steht über einen Drehstab (43) mit dem
    Bauteil (45, 46) in Verbindung und der Drehstab (43), die Lenkspindel (44) und das Bauteil (45,
    46) sind konzentrisch ineinander angeordnet (Fig. 3) .
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1988-06-16| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BR JP US |
    1988-06-16| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1989-03-04| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1987907954 Country of ref document: EP |
    1989-10-11| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1987907954 Country of ref document: EP |
    1992-04-15| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1987907954 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    EP8600716||1986-12-06||
    LUPCT/EP86/00716||1986-12-06||DE19873778382| DE3778382D1|1986-12-06|1987-11-27|Hydraulische zahnstangen-hilfskraftlenkung.|
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