DE2404580C2

DE2404580C2 - Lenkgetriebe für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2404580C2
Application number: DE2404580A
Authority: DE
Inventors: Frederick John Campton Bedfordshire Adams
Original assignee: TRW Steering Systems Ltd
Current assignee: TRW Steering Systems Ltd
Priority date: 1973-02-01
Filing date: 1974-01-31
Publication date: 1986-10-30
Also published as: DE2404580A1; JPS5455929A; CA1012442A; IT1004829B; FR2216162B1; US4034825A; JPS6141787B2; JPS49110037A; JPS549368B2; GB1449031A; GB1465901A; AU6503574A; FR2216162A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Lenkgetriebe ist in dem deutschen Patent 23 44 575 vorgeschlagen worden. Bei dem in dem deutschen Patent 23 44 575 vorgeschlagenen Lenkgetriebe greift unter dem Einfluß des von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Druckes einer Druckmittelquelle das Kupplungselement in den zwischen den beiden Ventilelementen angeordneten Torsionsstab ein, welcher sich in Abhängigkeit von dem am Lenkrad aufzubringenden Lenkmoment verdreht. Dadurch wird die Verdrehung des Torsionsstabes und somit die Verdrehung der über den Torsionsstab miteinander verbundenen Drehschieberventilelemente vermindert, was zu einer verminderten Hilfskraft fuhrt, wie sie bei höheren Geschwindigkeiten in Fahrzeugen wünschenswert ist. Bei dem in dem deutschen Patent 23 44 575 vorgeschlagenen Lenkgetriebe ist das Kupplungselement als Plunger ausgebildet. Ein derartiger Plunger, der aufgrund des beschränkten Raumes nur kurz und dick ausgebildet sein kann, neigt jedoch zu Verklemmungen, wg~> gefährliche Betriebszustände hervorrufen kann.

Ferner ist aus der US-PS 34 65 842 ein Lenkgetriebe bekannt, bei dem die wirksame Länge des Torsionselementes durch einen axial beweglichen, federbelasteten Kolben verändert werden kann. Die Kolbenbewegung unterliegt jedoch erheblichen Reibungswirkungen, was insbesondere bei plötzlichen Geschwindigkeitsänderungen unter Einwirken des Lenkdrehmomentes, beispielsweise beim Abbremsen in der Kurve, gefährlich werden kann, da sich hierdurch das Lenkdrehmoment plötzlich ändern kann. Ferner ist es bei der aus der US-PS 34 65 842 bekannten Konstruktion erforderlich, einen nicht normgerechten und speziell bearbeiteten Torsionsstab zu verwenden. Dieser Torsionsstab muß exakt eingebaut werden, was montagetechnische Probleme aufwirft und insgesamt zu Kostenerhöhungen beiträgt Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Lenkgetriebe gemäß dem Oberhegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei welchem neben einem kostengünstigen Einbau auch eine verbesserte Betriebssicherheit gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Besonders vorteilhaft ist es, daß die erfindungsgemäße Konstruktion in einfacher Form ein Ansprechen auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ermöglicht. Es ist möglich, nur eine Druckmitteiqueiie zu verwenden, beispielsweise eine von dem Motor angetriebene Pumpe, wobei der erforderliche Fahrzeuggeschwindi^keitsfaktor von einem auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechenden Regler erzeugt wird, der aus einer geregelten Drosselklappe oder einer Nebenleitungsdrosselstelle besteht. Die Pumpe kann auch von dem Fahrzeuggetriebe angetrieben sein, so daß ihr Druck proportional der Geschwindigkeit ist. Besonders vorteilhaft ist es ferner, daß die Herstellung des erfindungsgemäßen Lenkgetriebes einfach ist, keine Federn und keine genau passenden Kolbenanordnungen erfordert und daß auch keine hohen Reibungslaster, auftreten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt einer Ausfiihrungsform, bei der das Drehmomentansprechvermögen des Ventils beseitigt wird, wenn ein bestimmter, geschwindigkeitsabhängiger Hilfsdruck erreicht wird, und

F i g. 1A einen Schnitt längs der Linie Y-Yin F i g. 1.

In den Zeichnungen sind einige der Elemente dem Fachmann für Servofahrzeuglenksysteme geläufig und brauchen daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden.

6ö In F i g. 1 ist die Vorrichtung auf eine Zahnstangenfahrzeuglenkung mit einer Zahnstange .4, die von einem Ritzel ßin einem Lenkungsgehäuse C angetrieben wird, angewandt. Das Lenkrad ist durch eine Lenksäule (nicht gezeigt) mit einer Eingangswelle D verbunden. Die üblichen Lagerbüchsen und dergleichen Einzelheiten sind selbstverständlich ebenfalls vorhanden. Das hydraulische Hauptsystem ist weggelassen, es kann jedoch eine von der Maschine angetriebene Pumpe vorausgesetzt

werden, die von einem BehäJter 1 versorgt wird, zu dem die Ausgangsströmung schließlich zurückkehrt.

Eine Hilfspumpe 2, die von der Fahrzeuglüfterradwel-Ie oder in anderer Weise entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit angetrieben wird, wird ebenfalls von dem Behälter 1 versorgt Die Pumpe 2 wird von einer Leitung 3 kurzgeschlossen, in der eine vom Lenker einstellbare Drosselstelle 4 vorhanden ist Dieser Kurzschluß gibt dem Hilfssystem nicht nur die Eigenschaft eines Systems mit offenem Wirkungsablauf, sondern ermöglicht es dem Lenker auch, die Geschwindigkeit zu wählen, be.» der die Servokraft verringert wird. Das Hilfssystem hat eine Hauptdruckleitung 5, die von einem Anschluß 6 in den Ventilkörper 7 führt, der mit dem Lenkungsgehäuse C einstückig ausgebildet ist. Innerhalb des Körpers 7 tritt das Hilfsströmungsmittel in eine Ringkammer 22, die die innere Drehventilhülse 9 umgibt, die durch die Welle D drehbar ist Die Hülse 9 wiederum umgibt den Torsionsstab 10, der die Eingangswelle D und das Ritzel B verbindet

Zu einem Ende hin ist die Hülse 9 von der äußeren Ventilhülse II umgeben, die auf der Hülse ⁿ drehbar gelagert ist Übliche Ventilkanäle und -Stege sind vorgesehen, so daß die relative Drehung der Hülsen 9 und 11 die Hilfskraftdruckströmung in dem Hauptsystem steuert In der Ringkammer 22 befinden sich zwei diametral gegenüberliegende Anschlagkugeln 20, die gleitend in Bohrungen 21 durch die Wandung am dickendigen Teil der äußeren Ventilhülse 11 sitzen. Zwischen diesen Bohrungen 21 hat die innere Ventilhülse 9 konkave Vertiefungen oder Ausnehmungen 23, in die die Kugeln 20 eindringen können. Ihre Eindringtiefe hängt von dem Druck in der Ringkammer ab. Ein Leckstrom vorbei an den Kugeln 20 in den Bohrungen 21 tritt längs der Ventilanordnung in einen Ringkanal aus, wo er zur Vereinigung mit dem Rückstrom des Grundsystems und damit zum Behälter 1 austritt

Wenn das Fahrzeug steht, ist die Pumpe 2 selbstverständlich außer Betrieb und die Kugeln 20 sind frei. Wenn der D~uck der Pumpe 2 aufgund der Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, werden die Anschlagkugeln 20 radial nach innen gedrückt, um in die Ausnehmungen 23 einzugreifen. Im Extremfall können die Kugeln die äußere Hülse 11 tatsächlich mit der inneren Hülse 9 verriegeln. Die Ausnehmungen 23 sind dabei so profiliert, daß eine gewählte Beziehung zwischen diesem Effekt und dem Hilfsdruck geschaffen wird und die Elastizitätscharakteristik allmählich abfällt. Daher kann die Abnahme der Servokraft bei der Zunahme der Geschwindigkeit allmählich erfolgen. Wer.n es erforderlich sein sollte, kann mehr als ein Satz Anschlagkugeln vorgesehen werden.

Es ist ersichtlich, daß, wenn infolge hoher Geschwindigkeit die Lenkung mehr oder weniger direkt wurde und eine plötzliche übermäßige Lenkkraft auftritt (z. B. infolge eines geplatzten Reifens) der Lenker ein solch hohes Drehmoment ausüben könnte, daß die Anschlagvorrichtung, die aus Kugeln 20 besteht, »ausbrechen« könnte und die Servokraft wieder einsetzen würde.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lenkgetriebe für Fahrzeuge, mit einem von einer Lenkspindel betätigten, ein inneres und ein äußeres Ventilelement aufweisenden Drehschieberventil zur Steuerung des Zustroms eines Druckmittels zu einem hydraulischen Lenkmotor, wobei die Lenkspindel unmittelbar mit dem einen Ventilelement des Drehschiebers und über einen das Drehschieberventil axial durchgreifende Torsionsstab mit dessen anderem Ventilelement und dem ersten Getriebeglied des Lenkgetriebes verbunden ist, wobei in einem radialen Kanal in einem der durch den Torsionsstab gegeneinander verdrehbaren Ventilelemente ein Kupplungselement beweglich angeordnet ist, das von einer von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Druckmittelquelle beaufschlagt wird und dadurrh in formschlüssigen Eingriff mit einer mit dem anderen der gegeneinander verdrehbaren Ventilelemente in Verbindung stehenden Ausnehmung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der das Kupplungselement (20) aufnehmende Kanal im einen und die Ausnehmung (23) in dem anderen der beiden Ventilelemente (9, 11) des Drehschieberventiles angeordnet ist

2. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement als Kugel (20) ausgebildet ist.

3. Lenkgetriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement (20) in. einem drehfest mu dem äußeren Ventilelement (11) verbundenen Lager angeordnet ist.

4. Lenkgetriebe nach Ansp uch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager für das Kupplungselement (20) von einer Ringkammer (22) umgeben ist.

5. Lenkgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem inneren Ventilelement (9) für den Eingriff des Kupplungselementes (20) vorgesehene Ausnehmung (23) in Umfangsrichtung schräg ansteigende Begrenzungsflächen derart aufweist, daß durch eine Verdrehung der Ventilelemente (9,11) gegeneinander eine radial auswärts gerichtete Kraftkomponente auf das Kupplungselement (20) wirkt.

6. Lenkgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kupplungselemente (20) aufnehmende Kanäle und mit diesen zusammenwirkende Ausnehmungen (23) paarweise einander diametral gegenüberliegend in gleichen Winkelabständen angeordnet sind.