DD150580A5 - Hydrostatische hilfskraftlenkung,insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Die hydrostatische Hilfskraftlenkung enthaelt eine innenverzahnte Handzahnradpumpe, bei der das auszenverzahnte Zahnrad ueber eine Gelenkkupplung mit Verdrehspiel mit einer Antriebswelle verbunden ist. Zwischen der Antriebswelle und einer Gelenkwelle, die mit dem Zahnrad verbunden ist, ist ein Federelement angeordnet. Ein Drehsteuerschieber ist bei einer Drehung der Antriebswelle nach beiden Richtungen axial verschiebbar und fuehrt das ueber die Handzahnradpumpe gefoerderte Druckoel dem Servomotor zu. Als Federelement sind zwei in axialer Lenkrichtung des Drehsteuerschiebers liegende Blattfedern vorgesehen. Die Blattfedern sind in Laengsrichtung gewoelbt und stuetzen sich mit ihrer Woelbung gegeneinander ab. Vorzugsweise sind die Enden der Blattfedern beidseitig abgekroepft. Damit wird eine kostenguenstige Rueckstelleinrichtung geschaffen, die auch in Neutralstellung eine Vorspannung ermoeglicht, so dasz eine exakte Zurueckstellung in die Neutralstellung mit einer ausreichenden Kraft gewaehrleistet ist. Die Rueckstelleinrichtung zeichnet sich durch eine geringe axiale Laenge aus.

Description

22 1 045 ~^A~ Berlin, den 28.3.1980

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Hydrostatische Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Derartige hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtungen sind z» B. aus der DE-OS 17 51 979 bekannt. Sie weisen eine Handzahnradpumpe auf, die im wesentlichen aus einem mit einer Innenverzahnung versehenen, äußeren Zahnrad, einem Stator und einem dazu exzentrisch und festpunktlos angeordneten, mit einer Außenverzahnung versehenen Stirnrad oder Rotor besteht. Diese als Zahnradpumpe ausgeführte Handradpumpe wirkt als Dosiereinrichtung für einen Druckmittelstrom, um bei einer entsprechenden Drehung des Lenkhandrades Druckmittel einem Servomotor zur Unterstützung der Lenkbewegung zuzuführen. Hilfskraftlenkeinrichtungen dor genannten Art weisen darüber hinaus einen Steuerschieber auf, der das Druckmittel zur Handzahnradpumpe und zum Servomotor leitet.

Eine vom Fahrer über ein Lenkhandrad gesteuerte Antriebswelle ist mit dem Steuerschieber so verbunden, daß eine Bewegung des Steuerschiebers bei einer Drehung der Eingangswelle relativ zu dieser erfolgen kann. Nach einer Anfangsdrehung der Antriebswelle und einer axialen Bewegung

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des Drehsteuerschiebers aus seiner Anfangsstellung heraus speichert eine Torsionskupplung Energie, damit der Steuerschieber in seine Anfangsstellung zurückgeführt werden kann. Die Torsionskupplung ist zwischen der Handzahnradpumpe und der Antriebswelle angeordnet.

Eine bekannte Torsionskupplung nach der DE-OS 17 51 979 weist einen Torsionsstab auf, der eine relativ große, axiale Länge hat und der um seine Mittelachse bei einer Bewegung des Schiebers verdrillt wird. Da der Torsionsstab so bemessen ist, daß er die gewünschte Federkonstante aufweist, hat dieser Stab eine begrenzte äußere Oberfläche, die für eine Ableitung der Wärme zur Verfügung steht, die während des Verbiegens des Stabes entsteht. Weiterhin ist die Herstellung des Torsionsstabes und seiner Verbruchungsstellen mit der Eingangswelle und dem Axialsteuerschieber relativ teuer in der Herstellung.

Mit der DE-OS 25 05 569 ist eine hydrostatische Hilfskraftlenkung bekannt geworden, die zumindest ein Torsionsblatt aufweist, welches um seine Mittelachse bei einer Drohung eines Eingangsgliedes relativ zum Steuerschieber elastisch verdrillt wird. Vorzugsweise wird ein Paar von Torsionsblättern verwendet, um die Breite und die axiale Abmessung der Blätter zu verringern*

Die beiden hydrostatischen Hilfskraftlenkungen weisen jedoch den Nachteil auf, daß durch die Verwendung einer Torsionsfeder als Rückstellfeder in der neutralen Mittelstellung des Axialsteuerschiebers auf diesen keine Zentrierkraft einwirkt und dadurch die Mittelstellung des Steuerschiebers nicht einwandfrei definiert ist. Es ist nämlich

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möglich, daß der Axialsteuerschieber eine aus der Mitte verschobene Stellung einnehmen kann, in der sich die Reibungskräfte des Axialsteuerschiebers mit der verbliebenen, geringen Rückstellkraft der Torsionsfeder die Waage halten.

Mit der US-PT 33 85 057 ist auch eine hydrostatische Hilfskraftlenkung bekannt geworden, bei der quer zur Längsachse liegende Blattfederpakete eine in Umfangsrichtung wirkende Rückstellkraft auf den Steuerschieber ausüben. Damit verbunden ergibt sich jedoch der Nachteil, daß mit Rücksicht auf die erforderliche Umfangskraft einerseits und die zulässige Biegebeanspruchung andererseits die Blattfedern in ihrer Länge so bemessen sein müssen, daß sie innerhalb des zur Verfugung stehenden Durchmessers innerhalb des Innenraumes des Steuerschiebers keinen ausreichenden Platz haben. In der Praxis haben sich die bisher verwandten

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querliegenden Blattfedern als zu schwach erwiesen. Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten technischen Lösungen zu beseitigen und die Herstellungskosten zu reduzieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine hydrostatische Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge zu schaffen, wobei die Rückstelleinrichtung eine Vorspannung in Neutrallage ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als

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Federelement zwei in axialer Längsrichtung liegende Blattfedern vorgesehen sind, die In Längsrichtung gewölbt sind und sich mit ihrer Vi/ölbung gegeneinander abstützen. In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die Enden der Blattfedern beidseitig abgekröpft und stützen sich in Neutralstellung auf miteinander fitachtenden Anlageflächen der Eingangswelle und eines mit der Gelenkwelle über ein Gelenk drehfest verbundenen Federträgers ab.

Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag ist sichergestellt, daß bei entsprechender Wahl der Vorspannung der Axialsteuerschieber trotz vorhandener Reibung exakt in seine Neutralstellung zurückschwenkt.

Ausführunqsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen hydrostatischen Hilfskraftlenkung wird anhand von Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen im wesentlichen:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch eine hydrostatische Hilfskraftlenkung;

Fig. 2: einen Querschnitt längs der Linie H-II; Fig. 3: einen Querschnitt längs der Linie IH-III;

Fig. 4: einen Querschnitt längs der Linie H-II bei einer Drehung des Lenkhandrades.

Ein innenverzahnter Zahnring 1 ist zwischen einem Deckel 2 und einem Umlenk-Zwischenring eines Gehäuses 3 angeordnet

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und mit diesem und einem weiteren Abschlußdeckel 4 durch Schrauben 5 fest verbunden. Außerdem ist eine Handzahnradpumpe als Dosiereinrichtung vorgesehen. Dabei bildet ein einen Zahn weniger als der Zahnring 1 aufweisendes, außenverzahntes Zahnrad 6 mit dem Zahnring 1 zwischen den Zähnen der beiden Teile und den am Zahnrad 6 angrenzenden Stirnflächen des Deckels 2 und des Gehäuses 3 Verdrängerzellen 7.

Das Zahnrad 6 ist über eine Gelenkwelle 8 und eine Gelenkkupplung 8a drehfest mit einem Drehschieber 10 verbunden.

In einer Innenbohrung 3A des Gehäuses 3 ist der Steuerdrehschieber 10 (im folgenden kurz "Drehschieber" genannt) koaxial zu einer Antriebswelle 9 drehbar gelagert. Zwei Mitnehmerzapfen 11 und 12 dienen zur allseitig gelenkigen Verbindung zwischen Zahnrad 6, Gelenkwelle 8 und Drehschieber

Der Drehschieber 10 ist über Steilgevvindeprofile 13 gegenüber der Antriebswelle 9 axial verschiebbar und bis zu Anschlägen 14 begrenzt verdrehbar. Zwischen der Antriebswelle 9 und der Gelenkwelle 8 sind ein Paar Blattfedern 15 und 15a angeordnet.

Zur Druckanregelung und zur Druckmittelverteilung sind das Gehäuse 3 und der Drehschieber 10 wie folgt ausgebildet: Eine zentrale Zulaufnut 16 ist an eine Servopumpe 17 angeschlossen und mit dem Inneren des Drehschiebers 10 durch einen Zulaufkanal 18 verbunden. Zwei der Zulaufnut 16 benachbarte Rücklaufnuten 19 und 20 stehen mit einem Druckmittelbehälter 21 in Verbindung. Oe eine neben den Rücklaufnuten 19 und 20 liegende Zylindernut 22 bzw. 23 ist mit

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einem der beiden Zylinderräume 24 bzw. 25 eines Servomotors 26 verbunden. Auf der äußeren Mantelfläche des Drehschiebers 10 sind in bekannter Weise Ringnuten angeordnet, die in Neutralstellung des Drehschiebers 10 einen nahezu drucklosen Umlauf des Druckmittels von der Servopumpe 17 zu dem Druckmittelbehälter 21 gestatten und in axial verschobener Stellung des Drehschiebers 10 den freien Durchfluß absperren und eine der beiden Zylindernuten 22 bzw. 23 mit einer der beiden Rücklaufnuten 19 bzw. 20 in Verbindung bringen.

An den Enden des Drehschiebers sind zwei Systeme 27 und 28 von gleichmäßig auf den Umfang verteilten Verteilerlängsnuten 29 bzw. 30 angeordnet. Die Verteilerlängsnuten 29 und 30 sind in beiden Richtungen axial begrenzt und bilden mit ihren Abschlußkanten Steuerkanten, die mit den ihnen benachbarten Gehäusenuten zusammenwirken. Die Verteilerlängsnuten 29 und 30 der beiden Systeme 27 und 28 sind um eine halbe Teilung der Zähne des Zahnrades verdreht zueinander angeordnet.

Außerdem sind noch vorgesehen die notwendigen, durchgehenden Längsnuten 31 und 32 und ein durchgehendes Innenprofil mit Nuten 33 für die Druckmitteldurchführung von dem Zulaufkanal 18 zu dem einen System 28 der Verteilerlängsnuten

Die Verteilerlängsnuten 29 und 30 sind in Neutralstellung des Drehschiebers 10 abgesperrt. In den Lenkstellungen des Drehschiebers 10 sind die Verteilerlängsnuten 29 des einen Systems 27, je nach der Lenkrichtung, mit dem Zulaufkanal 18 bzw. mit der Zylindernut 22 und die Verteilerlängsnuten 30 des anderen Systems 28 mit der Zylindernut 23 bzw. mit dem Zulaufkanal 18 verbunden«

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Die Verbindung von den Verdrängerzellen 7 zu den Verteilerlängsnuten 29 und 30 erfolgt über Umlenkkanäle 34, Axialkanäle 35 und zwei Systeme von Steueröffnungen 36 und 37. Die Ausbildung der Umlenkkanäle 34 und der Axialkanäle 35 ist aus der DE-OS 27 18 148 bekannt und wird nicht näher boschrieben. Die Anzahl der Axialkanäle 35 entspricht der Anzahl der Zahnlücken des Zahnringes 1.

Die Steueröffnungen 36 und 37 sind als Bohrungen ausgebildet, die von den Axialkanälen 35 ausgehen und in die Innenbohrung 3A des Gehäuses 3 einmünden. Dabei gehen jeweils von einer Axialbohrung 35 zwei Steueröffnungen 36 und 37 aus, beispielsweise von dem Axialkanal 35A die Bohrungen 36A und 37A. Die eine Bohrung 36A führt zu dem einen System 27 und Verteilerlängsnuten 29, die andere Bohrung 37A führt zu dem anderen System 28 von Verteilerlängsnutsn 30_e

Bei einer Drehung eines nicht näher gezeigten Lenkhandrades wird entsprechend die Antriebswelle 9 gegen die Kraft der beiden Blattfedern 15 und 15a verdreht. Die beiden Blattfedern sind in axialer Längsrichtung gewölbt angeordnet und stützen sich in der Mitte mit ihrer Wölbung gegeneinander ab. Mit ihren beidseitig abgekröpften Enden 40 und 40a Stützen sie sich auf miteinander fluchtenden Anlageflächen 41 und 41a der Antriebswelle 9 und eines Federträgers 43 ab, der über das Gelenk 8a mit der Gelenkwelle 8 drehfest verbunden ist. Dabei zeigt Fig. 2 einen Querschnitt durch die hydrostatische Hilfskraftlenkung in Neutralstellung mit fluchtenden Anlageflachen 41 und 41a.

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Eine Drehung der Antriebswelle 9 bewirkt, daß zunächst bei noch nicht drehender Handzahnradpumpe und damit feststehendem Federträger 43 die Blattfedern 15 und 15a zusammengedrückt werden und der Drehschieber 10 in seine Arbeitsstellung verschoben wird. Wird die auf die Antriebswelle 9 einwirkende Kraft fortgenommen, so ist die potentielle Energie, die in den Blattfedern 15 und 15a gespeichert ist, ausreichend groß, um den Drehschieber 10 über das Steilgewindeprofil 13 wieder in seine Neutrallage zu verschieben.

Durch die Anordnung der in axialer Richtung längsgekrümmten Blattfedern ist es möglich, bereits in Neutralstellung des Drehschiebers 10 eine Vorspannkraft einzurichten. Die Vorspannkraft kann so gewählt werden, daß sie auf jeden Fall größer ist als möglicherweise auftretende Reibungskräfte. Dadurch ist ein sicheres Zurückschalten in die Neutrallage und damit verbunden ein in beiden Zylinderräumen 24 und 25 exakt druckausgeglichener Servomotor gewährleistet.

Claims (2)

28.8.1980 - 9 - 57 321/16 Erfindunpsanspruch

1» Hydrostatische Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Handzahnradpumpe, bestehend aus einem gehäusefesten, innenverzahnten Zahnring und einem in diesem gelagerten, außenverzahnten, einen Zahn weniger als dieser aufweisenden Zahnrad, das über eine Gelenkkupplung mit Verdrehspiel mit einer Antriebswelle verbunden ist und einem zwischen der Antriebswelle und eine mit dem außenverzahnten Zahnrad verbundenen Gelenkwelle angeordneten Federelement und einem Drehsteuerschieber, der bei einer Drehung der Antriebswelle aus der neutralen Mittelstellung in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Lenkhandrades in beiden Richtungen axial verschiebbar ist und so das über die Handzahnradpumpe zugeführte Druckmittel einem der beiden Zylinder-" räume eines die Lenkbewegung unterstützenden Servomotors zuführt, gekennzeichnet dadurch, daß als Federelement zwei in axialer Längsrichtung liegende Blattfedern (15; 15a) vorgesehen sind, die in Längsrichtung gewölbt sind und sich mit ihrer Wölbung gegeneinander abstützen.

2, Hydrostatische Hilfskraftlenkung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Enden (40; 4Oa) der Blattfedern (15; 15a) beidseitig abgekröpft sind und sich in Neutralstellung auf miteinander fluchtenden Anlageflächen (41; 41a) der Eingangswelle (9) und eines mit der Gelenkwelle (8) über ein Gelenk (8a) drehfest verbundenen Federträgers (43) abstützen«

. HierzuJLJ&Jien Zeichnungen