DE1006734B - Verteilerventil fuer ein druckmittelbetaetigtes Servosystem, insbesondere fuer die Lenkung eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, Verteilerventile für die Steuerung eines pneumatischen oder hydraulischen Servomotors mit einer Vorrichtung auszurüsten, mit der der Bedienende jederzeit die durch den Servomotor entwickelte Kraft muskulär erfühlen kann. Dieses wird im allgemeinen dadurch erreicht, daß zwischen den Wänden zweier relativ zueinander beweglicher Elemente des Verteilers zwei Kammern mit veränderbaren Volumina vorgesehen werden, in deren jeder man einen Druck herrschen läßt, der dem dem einen Ende des Servomotors oder Arbeitszylinders erteilten Druck gleich ist, so daß der resultierende Druck auf die genannten Wände eine Kraft ausübt, die bestrebt ist, die beiden Elemente in ihre neutrale Lage oder Mittellage zu führen; diese Reaktionskraft, die der durch den Servomotor entwickelten Kraft proportional ■— wenn auch viel kleiner als diese ·— ist, wird wieder über das Steuergestänge zu dem Bedienenden zurückgeleitet und teilt diesem eine muskuläre Empfindung über die Widerstandskraft mit. Das gleiche Ergebnis kann auch mit einer einzigen Kammer erzielt werden. Ein so angeordneter Verteiler wird häufig für die Steuerung der Servolenkung in Kraftfahrzeugen benutzt, wo sich seine Verwendung außerordentlich vorteilhaft auswirkt. Tatsächlich ahmt der Widerstand gegenüber der eben beschriebenen künstlich erzeugten Lenkung die Verhältnisse nach, die bei der gewöhnlichen Kraftübertragung ohne Servolenkung auftreten, und stellte dabei eine unvergleichlich leichtere Kraftübertragung sicher.

Es ist indessen bekannt, daß sich der im Stillstand größte Widerstand schnell mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit verringert. Nun steht bei den Verteilern der oben angeführten Bauart die Größe der Reaktionslcraft zu der durch den hydraulischen oder pneumatischen Steuerzylinder der Radverstellung tatsächlich entwickelten Kraft in einem konstanten Verhältnis. Die Größe dieses Verhältnisses ergibt sich aus den geometrischen Merkmalen des Systems. Wenn dieses Verhältnis groß gewählt wird, wird der Verstellwiderstand bei kleinerer Geschwindigkeit zu groß, und der Vorteil der Servosteuerung ist nahezu aufgehoben. Wenn das Verhältnis klein gewählt wird, ohne daß jedoch die wirkliche Stabilität der Lenkung dadurch aufs Spiel gesetzt wird, gehorcht zwar demnach das Lenkrad dem kleineren Drehmoment, das ihm von dem Fahrer erteilt werden kann, doch dieser neigt dazu, gegenüber der Führung des Fahrzeuges eine Art Unbekümmertheit anzunehmen, die früher oder später schädliche Folgen haben kann.

Die Erfindung überwindet diese Unannehmlichkeit, indem sie das Proportionalitätsverhältnis zwischen der vom Servomotor tatsächlich entwickelten Kraft und der durch Zwischenschaltung des Verteilers zum

für ein druckmittelbetätigtes Servosystem,

insbesondere für die Lenkung

eines Kraftfahrzeuges

Anmelder:

Bendix Aviation Corporation,
New York (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. September 1954

Stanley Irving MacDuff, South Bend, Ind. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

Bedienenden zurückgeleiteten Reaktionskraft in Abhängigkeit von der Größe dieser genannten Servomotorkraft verändert.

Die Erfindung hat einen Verteiler für einen druckmittelbetätigten Servomotor zum Gegenstand, wobei in dem Verteiler eine zwischen den beiden in ihrer Stellung zueinander bewegbaren Teilen des Verteilers von der neutralen Stellung aus in dem einen oder anderen Sinne stattfindende Relativverschiebung eine Gegenkraft entwickelt, die eine vom Fahrer wahrnehmbare Reaktionskraft erzeugt; diesem Verteiler kommt insofern grundlegende Bedeutung zu, als er die Mittel enthält, die den genannten Gegendruck auf eine vorgegebenen Höhe begrenzen und in dieser Höhe halten.

Dieser Verteiler kann außerdem die folgenden Merkmale — sowohl einzeln als auch kombiniert — aufweisen:

a) Der Verteiler ist so ausgeführt, daß darin die genannte Relativbewegung zwischen den Elementen eine Veränderung der Verbindungen, die einerseits zwischen einer Einspeiseöffnung und der einen von zwei Motoröffnungen und andererseits zwischen der anderen Motoröffnung und einer Auslaßöffnung be-So stehen, in entgegengesetzter und umkehrbarer Weise hervorruft; der genannte Gegendruck wird in wenigstens einer Reaktionskammer mit veränderlichem Volumen, die zwischen den genannten Elementen angeordnet ist, entwickelt, während die Kammer so

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lange, bis die Relativauslenkung stattfindet, normalerweise an die Einspeiseöffnung oder — was auf das gleiche hinauskommt — mit derjenigen Motoröffnung verbunden ist, die diese Auslenkung mit der Einspeiseöffnung in Verbindung gebracht hat; die Erfindung sieht eine auf den in der genannten Kammer herrschenden Druck ansprechende Vorrichtung vor, die bewirkt, daß die Verbindung zwischen der Kammer und der Einspeisung — oder der an sie anist, trotzdem so groß bleiben kann, daß sie einwandfrei wahrgenommen werden kann.

Eine ähnliche Aufgabe ist bereits vorgeschlagen worden, aber mit einem Verteilerventil, in welchem die Reaktionskraft durch die Wirkung zweier von einer Feder auseinandergedrückter Kolben und durch den zwischen die Kolben eingeführten Einlaßdruck erzeugt worden ist, wobei die Kolben so angeordnet sind, daß sie der Relativverschiebung der Ventilteile

geschlossenen Motoröffnung — unterbrochen wird, so- io entgegenwirken.

bald der Druck in der Kammer auf eine vorgegebene Die Erfindung löst, wie dargelegt worden ist, die

Höhe angestiegen ist; Aufgabe mit einem Ventil, indem die Reaktionskraft

b) die unter a) umrissene Erfindung enthält ein der mittels einer Kammer mit veränderlichem Volumen Reaktionskammer oder jeder von ihnen zugeordnetes ohne Verwendung sich bewegender Kolben gelöst wird. Ventil, das durch eine zur Ruhelage hin wirkende Aus- 15 Hierdurch weist die Erfindung eine weitaus einfachere gleiehskraft erregt wird, in der es die Verbindung Ausführung und größere Betriebssicherheit auf. zwischen der Kammer und der Einspeiseöffnung — Es werden nunmehr drei Ausführungsformen der oder der zugehörigen Motoröffnung — zuläßt; dieses Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beVentil ist dem in der Kammer herrschenden Druck in schrieben. Die Zeichnung und Beschreibung sollen jeder Weise unterworfen, daß es dann, wenn dieser 20 doch die Erfindung nicht auf die abgebildeten und Druck einen durch die genannte Ausgleichkraft be- beschriebenen Einzelheiten beschränken. Es zeigt stimmten Wert überschritten hat, in die Lage aus- Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erste Ausfühgelenkt wird, in der es die genannte Verbindung unter- rungsform des Verteilers mit der verkleinerten und bricht; schematisierten Darstellung der gesamten Servo-

c) wenn sich die unter b) gekennzeichnete Ver- 25 lenkung, von der dieser Verteiler ein Teil bildet, Schiebung des Ventils gegen die Wirkung seiner Aus- Fig. 2 einen Teilschnitt gemäß Fig. 1 in ver-

gleichskraft fortsetzt, stellt das Ventil eine Verbindung zwischen der Kammer und der Auslaßöffnung her;

d) Die verschiedenen durch das Ventil gemäß b) oder c) hergestellten oder unterbrochenen Verbindungen werden durch Zwischenschaltung von Kanälen, die in dem einen der Elemente des Verteilers zwischen der Bohrung, in der sich der Verteilerkolben vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 einen Axialschnitt einer anderen Ausführungsform des Verteilers und

Fig. 4 einen Axialschnitt einer dritten Ausführungsform.

In Fig. 1 sind bei 10 die Lenkräder eines Fahrzeuges abgebildet, deren Achsschenkel 12 an das Lenkgestänge angeschlossen sind, das seinerseits aus den

schiebt, und der Bohrung, in der sich der Schieber 35 Seitenarmen 14 und 16 besteht, die beide an die des Steuerventils verschiebt, angeordnet sind wie Kuppelstange 18 angelenkt sind; diese ist mit dem auch durch Zwischenschaltung von Kanälen, die in Fahrgestell 24 durch einen auf einem Sockel 22 drehdiesem Steuerschieber selbst vorgesehen sind, gebildet;

e) der Verteiler besitzt zwei Reaktionskammern, 40 dem Steuerverteiler oder -ventil 26, dem Betätigungsvon denen die eine oder andere entsprechend der Rieh- zylinder 28 und der in den Behälter 32 fördernden

Pumpe 30. Das Ganze ist durch ein entsprechendes Röhrensystem miteinander verbunden. Der Verteiler

bar befestigten Hebel 20 verbunden.

Die Hydraulikanlage der Servolenkung besteht aus

26 wird von der Lenksäule 36 unter Zwischenschaltung

tung der Relativauslenkung zwischen den Elementen des Verteilers unter Druck gesetzt wird; jeder Kammer ist ein Steuerventil zugeordnet;

f) die beiden Steuerventile gemäß e) werden aus 45 eines Kugelzapfens 34 betätigt.

zwei schwimmenden Schiebern gebildet, die sich in der Der Verteiler 26, auf den sich die Erfindung im be

sondern bezieht, besteht aus einem Gehäuse 38, das eine Bohrung 40 aufweist, in der sich ein Verteilerkolben oder -organ 42, der in seiner neutralen Stellung 50 abgebildet ist, verschiebt. Dieser Kolben weist zwei Eindrehungen, Auskehlungen oder Ringnuten 44, 46 auf, die ständig mit den öffnungen 48 und 50 des Gehäuses in Verbindung stehen, die ihrerseits mit den beiden Enden des Betätigungszylinders 28 verbunden verschiebenden 55 sind. In der Wand der Bohrung 40 sind drei Nuten

Schiebern gebildet sein; oder Rillen 52, 54, 56 vorgesehen; die Nut 54 steht

i) die beiden Bohrungen gemäß h) sind in dem Ver- mit der öffnung 58, die die Rückleitung zum Behälter teilerkolben parallel zur Achse desselben angeordnet; aufnimmt, über einen Kanal 53 in Verbindung; die j) der Verteiler enthält eine einzige Reaktions- Nuten 52 und 56 sind mit dem Zuführungsnippel 60, kammer, die für die eine oder andere Richtung der 60 der an die Pumpe angeschlossen ist, durch die Kanäle zwischen den Verteilerelementen auftretenden Auslenkung unter Druck gesetzt wird; dem Verteiler ist
ein von einem einzigen Schieber gebildetes Steuer

gleichen Bohrung verschieben und die durch eine gemeinsame, zwischen ihnen liegende Ausgleichsfeder voneinander fort zu ihrer oben beschriebenen Ruhelage hin ausgelenkt werden;

g) die unter f) angegebene Bohrung ist in dem Gehäuse des Verteilers parallel zur Achse desselben angeordnet;

h) die Steuerventile gemäß e) können aus zwei sich in zwei verschiedenen Bohrungen

ventil zugeordnet.

59 bzw. 61 verbunden.

Dieser Verteiler ist von der Bauart mit sogenannter offener Mittellage, d. h., daß er in seiner neutralen Stellung die Verbindung zwischen dem Zuführungs-

Eine solche Servolenkvorrichtung weist bei Still- 65 nippel 60, den Motornippeln oder -mundstücken 48 stand des Fahrzeuges oder bei geringer Geschwindig- und 50 und dem Rücknußnippel 58 herstellt, da sich keit — wenn also der Lenkwiderstand groß ist — eine die verschiedenen ringförmigen Ausnehmungen oder beschränkte Reaktionskraft auf, wogegen die Re- Ringkanäle so, wie es die Zeichnung zeigt, überlappen, aktionskraft auf das Lenkrad bei großen Geschwindig- Die Enden 66, 68 des Verteilerkolbens 42 sind im

keiten, wenn also der genannte Widerstand viel kleiner 70 Durchmesser verkleinert und verschieben sich in den

in der Bohrung 40 befestigten Ringen 62, 64; sie bilden zwei Reaktionskammern 70, 72 mit veränderlichem Volumen. Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Arbeitsabschnitte dieser beiden Kammern bei Al und A2 ungleich sind, um der Ungleichheit der wirksamen Abschnitte auf beiden Seiten des Kolbens des Betätigungszylinders 28 Rechnung zu tragen, was nicht Gegenstand der Erfindung ist. Die Ungleichheit der beiden Reaktionskammern ist jedoch keineswegs Seite, wenn sich der Kolben nach links verschiebt, gegen den Ring 64 anliegen kann. Somit verbindet sich der Verteilerkolben mit dem Gehäuse 38 am Ende eines bestimmten, geringen Bewegungsweges in der einen oder anderen Richtung, wodurch sichergestellt ist, daß die direkte Übertragung der manuellen Lenkung im Falle des Versagens der Servolenkung nahezu unmittelbar stattfindet.

In der Seitenwand der Hülse 88 befindeit sich ein

eine für die Ausführung der Erfindung notwendige io Langloch 128, durch das die Verschiebung des Kugel-

Bedingung.

Die Aufgabe dieser beiden Kammern 70, 72 besteht darin, den Gegen- oder Reaktionsdruck zu erhöhen, der einer Relativverschiebung zwischen dem Verteilerkolben 42 und dem Gehäuse jedesmal dann entgegenwirkt, wenn diese beiden Teile einer Kraft unterworfen werden, die versucht, sie aus ihrer neutralen Lage oder Mittellage auszulenken.

Der Ring 62 wird in der Bohrung des Gehäuses durch eine mittels Schrauben, wie etwa 76, befestigte Kappe 74 gehalten.

Der andere Ring 64 weist einen umlaufenden Rand 78 auf, der an einem Absatz 80 anliegt, der in der Bohrung 40 eine Ausnehmung 82 bildet. In diese Ausnehmung ist ein Haltering 84 eingesetzt; er liegt auf der einen Seite an dem Rand 78 an und stößt mit der anderen Seite gegen den Rand eines Bundes 92, der am Ende einer in axialer Verlängerung der Bohrung 40 angeordneten Hülse 88 vorgesehen ist. Ein Haltezapfens 34 möglich gemacht wird. Andererseits weist diese Hülse 88 an ihrem anderen Ende einen Gewindestutzen 89 auf, der auf eine am freien Ende der Kupplungsstange 18 angebrachte Gewindebuchse 91 aufgeschraubt wird, wie die strichpunktierte Linie in Fig. 1 andeutet.

Erfindungsgemäß ist eine Anordnung von Steuerventilen 130 und 132 zur Steuerung der in den Kammern 70 und 72 herrschenden Drücke vorgesehen. Zu diesem Zweck besitzt das Gehäuse 38 eine zu der Hauptbohrung 40 parallel liegende zweite Bohrung 134, deren Enden von dichten Stopfen 136, 138 verschlossen sind. In der Bohrung 134 können sich zwei Schieber 142,144 schwimmend verschieben, während eine zwischen ihnen liegende Feder 140 bestrebt ist, sie auseinanderzudrücken, um sie gegen die Stopfen 136, 138 zur Anlage zu bringen.

Die Bohrung 134 ist einerseits über die Querkanäle 146, 148 mit den beiden Nuten 44 und 46 des Ver

fing 90 ist über die Hülse 88 geschoben, stößt gegen 30 tellers verbunden und andererseits über die Quer-

dessen Bund 92 und ist mittels Schrauben, wie etwa 94, befestigt, um das Ganze zu halten.

Der Verteilerkolben 42 bildet bei axialer Verschiebung in dem Gehäuse des Ventils mit dem Kugelgelenk 34 infolge des Bolzens 96 ein Teil, denn der Bolzen 96 geht durch die in dem Kolben vorgesehene Mittelbohrung 98, deren dem Kopf 104 benachbartes Ende einen Anschlagring 100 trägt; der Anschlagring 100 greift über ein Teil 102 des Bolzens mit verringertem Durchmesser und wird auf dem Bolzen durch den Bolzenkopf 104 gehalten; der Ring 100 weist ein Außengewinde auf, auf das eine am Ende mit einem Gewinde, versehene Hülse 106, die sich in der Hülse 88 verschieben kann, aufgeschraubt ist. In die Hülse 106 sind zwei Halbschalen 108,110 eingesetzt und bilden den kugeligen Sitz für das Kugelteil 112 des Zapfens 34; ein gegen das Ende des Ringes 100 drückendes Stützteil 116 dient als Führung für eine Feder 114.

Eine auf das vorspringende Ende des axialen Bolzens 96 aufgeschraubte Mutter 118 stellt dann, wenn sie fest auf dem Ende 66 des Verteilerkolbens 42 angezogen ist, den sicheren Zusammenhalt des Kolbens mit dem Kugelzapfen 34 bei einer axialen Bewegung gegenüber dem Gehäuse 38 und der Außenhülse 88 her.

Jede Verdrehung der gesamten, mit dem Kolben in der Gehäusebohrung 40 verbundenen Vorrichtung wird durch einen Stift 124 verhindert, dessen Enden in Nuten 120, 122 liegen, die ihrerseits im Inneren der Hülse 106 an deren Ende vorgesehen sind; der Stift 124 geht durch die Durchbrüche, die sowohl in dem Anschlagring 100 als auch in dem Kopf 104 des Bolzens 96 vorgesehen sind, wobei die Verdrehung des Bolzens 96 gleichfalls verhindert wird, solange die Mutter 118 angezogen ist.

Der Anschlagring 100 weist einen vorspringenden Rand 126 auf, der auf der einen Seite gegen das Ende der Hülse 88 stoßen kann, wenn sich der Kolben nach rechts verschiebt, und der auf der anderen kanäle 150, 152 an die Reaktionskammern 70 und 72 angeschlossen. Die Anordnung dieser verschiedenen Kanäle, die deutlich aus Fig. 2 hervorgeht, wird weiter unten genauer erläutert.

Die beiden identischen schwimmenden Schieber 142 und 144 weisen je einen einseitigen, innerhalb des Schiebers endenden Axialkanal 154 auf, in den die beiden nicht weit von den Enden des Schiebers eingebohrten Radialkanäle 156, 158 einmünden. Das dem Kanal 158 zugeordnete Ende ist bei 160 leicht abgesetzt, damit die Mündung des Kanals 150 oder 152, wie es Fig. 2 deutlich zeigt, frei liegt.

In die Wand der Bohrung 134 sind zur Mitte ihrer Länge hin drei Auskehlungen, Nuten oder Ausnehmungen eingearbeitet, und zwar eine mit der mittleren Nut 54 der Bohrung 40, die an den Auslaß angeschlossen ist, verbundene mittlere Auskehlung 168 und zwei seitliche Auskehlungen 164, 166. Die Abmessungen der beschriebenen Elemente sind so gewählt, daß dann, wenn die Schieber 142 und 144 durch die Feder 140 in ihre äußerste Seitenlage gedrückt sind, eine in jedem Schieber an der Mündung des Radialkanals 156 angeordnete Nut 162 sich in bezug auf eine in der Wand der Bohrung 134 vorgesehene Nut an der Mündung des Querkanals 146 oder 148 befindet und daß in diesem Augenblick das innere Ende jedes Schiebers nicht in die entsprechende seitliche Nut oder Ausnehmung 164 bzw. 166 eindringt. In diesem Augenblick sind die Reaktionskammern 70 und 72 mit den Nuten 44 bzw. 46 des Verteilers verbunden, d. h. daß sie mit den entsprechenden Enden des Betätigungszylinders 28 in Verbindung stehen.

Wenn man annimmt, daß die beiden Schieber 142, 144 gegen die Wirkung der Feder 140 aufeinander zu gedrückt werden, wird diese Verbindung in dem Augenblick abgeschnitten, in dem die Nut 162 vollständig an der Nut, in die der Querkanal 146 oder 148 einmündet, vorbeigeglitten ist. Wenn sich die Auslenkung der Schieber gegen die Wirkung der Feder fortsetzt, wird ein Punkt erreicht, bei dem die Nut

162 jedes Schiebers in die seitliche Ausnehmung 164 oder 166 mündet, deren Breite so groß ist, daß in diesem Augenblick die Reaktionskammern 70 und 72 über die mittlere Ausnehmung 168 und- die Nut 54 des Verteilers mit der zum Behälter führenden Rückflußleitung verbunden werden.

Die Wirkungsweise ist folgende: In der in den Fig. 1 und 2 abgebildeten Stellung befindet sich das hydraulische System im Gleichgewicht. Das Druck-

Kanal 148 noch, mit dem Kanal 166 in Verbindung kommt. In dem Maße, in dem der Druck in der Reaktionskammer versucht, von seiner vorgegebenen Größe aus anzusteigen oder abzusinken, wird: sich der Steuer-5 schieber ein wenig auslenken, so daß seine Nut 162 mit dem ersten oder dem zweiten dieser Kanäle in Verbindung tritt und daß so der Druck in der Kammer 72 auf der vorgeschriebenen Höhe erhalten bleibt. Im Falle einer Lenkung nach rechts würde das

mittel kommt bei 60 an, verteilt sich gleichmäßig auf io Steuerventil 130 (Schieber 142) in ähnlicher Weise,

die zu den Nuten 52 und 56 des Verteilergehäuses in Tätigkeit treten, um in der Reaktionskammer 70

führenden Abzweige 59 und 61 und füllt die mit den den Druck konstant zu halten.

Enden des Betätigungszylinders verbundenen Nuten Fig. 3 gibt eine Ausführungsform der Erfindung oder Rillen 44 und 46. um dann von diesen beiden an, die von der voranstehenden nur insoweit abweicht, Nuten aus über die Nut 54 des Verteilergehäuses und 15 daß die Steuerventile im Verteilerkolben angeordnet die Rückfluß leitung zum Behälter zu fließen. Bei sind und in zwei verschiedenen Bohrungen liegen, wodiesen Verhältnissen bleibt der Druck auf beiden bei jedes der Steuerventile mit einer Ausgleichfeder Seiten des Arbeitskolbens gleich, und die Pumpe 30 versehen ist. Die den Elementen der Fig. 1 und 2 entarbeitet leer. sprechenden Elemente der Fig. 3 sind mit den glei-

Andererseits sind die Schieber 142, 144 in den 20 chen Bezugszeichen versehen, an die jedoch der Buch-

beiden Steuerorganen 130, 132 durch die Feder derart stäbe α angehängt ist.

ausgelenkt, daß sie die Verbindung der Kammern 70 Die Vorrichtung besteht aus einem von einer Boh-

und 72 mit den entgegengesetzt liegenden Enden des rung 40 α durchbohrten Gehäuse 38 a, wobei sich in

Betätigungszylinders 28 herstellen. der Bohrung der Kolben 42 α verschiebt, in dem zwei

Nimmt man jetzt an, daß das Lenkrad bewegt wird, 25 mit den Mundstücken 48 a bzw. 50a in Verbindung um die Räder 10 (Fig. 1) nach links zu bewegen, so stehende Rillen oder Nuten 44a und 46 a vorgesehen ruft die Drehung des (nicht dargestellten) Lenkrades sind, während die Mundstücke 48 a und 50a mit den nach links unter Zwischenschaltung der Lenksäule 36 Enden des Arbeitszyltoders verbunden sind. In die und des Zapfens 34 eine Auslenkung der gesamten mit Gehäusefoohrung sind Rillen oder Nuten 52 a, 54a, 56 a dem Verteilerkolben verbundenen Vorrichtung gegen- 30 eingearbeitet, von denen die erste und dritte mit der über ihrem Gehäuse nach rechts hervor. Die Nut 44 Zuleitungsöffnung 60 a und die zweite mit dem Ansteht dann weniger mit der Einspeisung und mehr mit Schluß der Rücklaufleitung58a, wie in der ersten Ausdem Auslaß in Verbindung; das Umgekehrte stellt führungsform, in Verbindung stehen. Diese Nuten sich für die Nut 46 ein. Da die Nut 44 über dien Kanal sind breit genug, um in der neutralen Stellung die 146, die Kanäle 156, 154, 158 des Schiebers 142 und 35 Verbindung untereinander sicherzustellen, den Kanal 150 mit der Kammer 70 in Verbindung In den Enden der Bohrung 40 α sind Ringe 62 α und steht, sinkt der in der Kammer 70 herrschende Druck. 64a befestigt, die die Reaktionskammern 70 a und 72 a Im Gegensatz dazu steigt der Druck in der Kammer festlegen. Eine mit Schrauben 76 a befestigte Kappe 72 an. Dieser letztgenannte Druck wirkt auf die End- 74α deckt das Ende der Bohrung ab und hält den Ring fläche des Verteilers und auf den Ring 64, wodurch er 40 62a. Der andere Ring 64a weist einen Bund 78 a auf, eine Reaktionskraft erzeugt, die sich der Auslenkung der sich einem Absatz 80 a der Bohrung anpaßt. Dieses des Verteilers widersetzt oder ihr entgegenwirkt; diese Gehäuseende wird durch eine Hülse 86a verlängert, Kraft ist gleich dem Produkt aus dem entwickelten die durch" Schrauben 94 a derart befestigt ist, daß sie Druck und dem wirksamen Teil der beweglichen den Bund 78a des Ringes 64a gegen den Ansatz 80 a Wandfläche und wird über den Zapfen 34 auf das 45 drückt.

Lenkrad übertragen, wo sie dem Fahrer eine muskuläre Empfindung über die ausgeführte Auslenkung mitteilt.

Sowie der der Auslenkung entgegenwirkende

In dam Verteilerkolben 42 a befinden sich zwei achsenparallele Bohrungen 131 und 133, die die Steuerventile 130a und 132a aufnehmen; diese Ventile sind dazu bestimmt, die in den Kammern 70 α bzw. 72 a

Widerstand einen vorgegebenen Wert überschreitet, 50 herrschenden Drücke zu steuern. Sie sind zueinander tritt der Regler 132 in Tätigkeit; der schwimmende gegenläufig angeordnet. Kolben 144 wird, nach links gestoßen, wobei er die
Feder 140 zusammendrückt, und er unterbricht, wie

bereits gezeigt wurde, die Verbindung zwischen der

Das Steuerventil 132 a besteht aus einem schwimmenden Schieber 144a, in den ein Axialkanal 154a gebohrt ist, der in dte Kammer 72 α mündet und auf

Kammer 72 und der mit dem Arbeitszylinder verbun- 55 der anderen Seite mittels eines Radialkanals 156a mit denen Nut 46. Von diesem Augenblick an ändert sich einer auf dem Außenumfang des Steuerschiebers vordie auf den Fahrer übertragene und in dessen Hän- gesehenen Ringnut 162 a in Verbindung steht. Die den bemerkbare Reaktionskraft nicht mehr, und zwar Bohrung 133, in der sich der Schieber hin- und herselbst dann nicht, wenn der in der an das Ende des schiebt, ist auf der einen Seite durch einen Kanal 148 a Arbeitszylinders angeschlossenen Nut 46 herrschende 60 mit der an den Arbeitszylinder angeschlossenen Nut Druck anfängt, sich zu verändern. Während der Len- 46 a und auf der anderen Seite durch einen Kanal 168 a kung kann sich der Druck in der Reaktionskammer mit der Nut 54 α der Rückfluß leitung zum Behält sr ein wenig ändern, sei es, daß er sich infolge der Zu- verbunden. Eine auf den größtmöglichen in der Kr.msammenziehung der Kammer vergrößert, oder sei es, mer72a gewünschten Druck geeichte Feder 141 ist daß er als Folge eines Leckens auf Grund eines Fehlers 65 zwischen das linke Ende des Schiebers und den Boden in der Abdichtung der Kammer sinkt. Unter diesen der Bohrung 133 eingesetzt; sie drückt den Schieber Umständen und um diesen möglichen Druekschwan- gegen dien in einer Ausnehmung 153 untergebrachten kungen nachzugeben, führt der schwimmende Schie- Anschlagring 151.

ber leichte Schwingungen um seine Gleichgewichts- In der abgebildeten Stellung des Reglers 132 a

lage herum aus, in der seine Nut 162 weder mit dem 70 mündet der Kanal 148 a in die Nut 162 a, die die Ver-

bindung der Kammer 72 mit der an den Arbeitszylinder angeschlossenen Nut 46 a herstellt. Die Breite der Nut 162 a ist geringer als die die benachbarten Ränder der beiden Kanäle 148a und 168 a trennende Strecke, so daß ibr Rand dann, wenn sich der Schieber 144 a von der dargestellten Stellung aus infolge eines Druckanstieges in der Kammer 72 nach links verschiebt, den mit dem Arbeitszylinder verbundenen Kanal 148 a versperrt. In diesem Augenblick liegen die Ränder der Nut 162 α zwischen den benachbarten Rändern der beiden Kanäle 148 a und 168 a, ohne sich jedoch zu überlappen. Jeder Druckanstieg in der Kammer 72 α über den vorgeschriebenen Wert hinaus ruft eine neue Auslenkung des Schiebers nach links hervor, bis die Nut 162a gegenüber dem Kanal 168a Hegt und den Drucküberschuß zu der mit dem Mundstück der Rückflußleitung zum Behälter verbundenen Nut 54 a abläßt.

Wenn demgegenüber der Druck in der Kammer 72 a zu sinken beginnt, was beispielsweise infolge eines Leckens eintreten kann, während der Schieber sich in einer solchem Stellung befindet, daß die Nut 162a zwischen dan Rändern der Kanäle 148 a und 168 a liegt, wird, der Schieber derart nach rechts ausgelenkt, daß er diese Nut mit dem unter Druck stehenden Kanal 148 a verbindet und: so wieder den Druck in der Kammer auf seine vorgeschriebene Höhe bringt.

In der gleichen Weise gestattet in dem Steuerventil 130 a der Kolben 42 a in der abgebildeten Stellung die Verbindung zwischen der Kammer 70α und dem entsprechenden Ende des Arbeitszylinders unter Zwischenschaltung der Kanäle 148a und 150 a. W^Tenn der Druck in der Kammer 70 a den vorgeschriebenen Druck übersteigt, wird der Schieber nach rechts gegen diie zwischen dem Schieber und einem Stopfen 136a, der seinerseits durch den Anschlagring 151 in der Bohrung 131 gehalten wird, angeordnete Feder 143 gedrückt. So wird der Drucküberschuß in der Kammer 70a über den die Bohrung 131 mit der Nut 54a verbindenden Kanal 168 a zum Behälter ausgelassen.

Die Verbindung zwischen dem Verteilerorgan 42 a und dem Kugelgelenkzapfen 34 a kann genau so ausgeführt sein wie die in den Fig. 1 und 2 beschriebene Verbindung.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform wird¹ die Erfindung auf ein Verteiilervemtil mit gemeinsamer Reaktionskammer angewendet. Die Teile der Fig. 4, die ihre entsprechendien Teile in den Fig. 1 und 2 haben, sind mit den gleichen Beziugszeichen unter Anhängung des Buchstabens b bezeichnet.

Zweckmäßig wird darauf hingewiesen, daß bei der in Fig. 4 als Beispiel angegebenen Ausführungsform die Anordnung der Zufuhröffnung 60 b und der öffnung 58 b der zum Behälter gehenden Rückflußleitung im Vergleich zu den in Fig. 1 dargestellten umgekehrt worden ist. Die beiden äußersten Nuten 54 b, die in der Bohrung 40 b des Verteilergehäuses 38 b angeordnet sind, sind mit der Rückfluß öffnung 58 b, die zum Behälter geht, verbunden, wogegen die mittlere Nut 52 & mit der Einspeiseöffnung 60 & in Verbindung steht.

Das in Fig. 4 dargestellte Verteilerventil weist nur eine einzelne Reaktionskammer auf, die mit 200 bezeichnet ist und von einer am Ende der Bohrung 40 b angebrachten Ausnehmung 202 gebildet wird. Die bewegbare Wand dieser Kammer wird durch einen Dichtungsring 204 festgelegt, der auf dem verdünnten Ende 68 b des Verteilerkolbens 42 & aufsitzt und auf den Oberflächen dieses Kolbens und des Raumes 202 mittels Dichtringe 203 bzw. 205 reibt oder gleitet.

Der Bund 95 des Kopfes des Axialbolzens 96 b liegt an der rechten Fläche des Ringes 204 derart an, daß er ihn zur gleichen Zeit wie den Verteilerkolben von rechts nach links mitnimmt.

Durch das Anziehen der Mutter 118 b wird der Bund 95 fest gegen das dünnere Ende 68 b des Verteilerkolbens gedrückt, so daß es sich nicht bewegen kann. Wenn dieser von links nach rechts ausgelenkt wird, verschiebt sich sein Ende 68 b in dem Ring 204. Eine über die Kammer 202 überstehende Scheibe 206, in die eine öffnung oder ein Durchlaß gebohrt ist, hält die rechte Fläche des Ringes 204 fest und hindert ihn daran, den Auslenkungen des Abschlußkolbens von links nach rechts zu folgen.. Diese Scheibe wird durch Schrauben 209 gegen einen Bund 86 b der Hülse 88 b gepreßt.

Zwischen den Ring 204 und den Verteilerkolben 42 b wird vorzugsweise (jedoch nicht notwendigerweise) eine Zentrierfeder 208 eingesetzt, die bestrebt ist, den Verteilerkolben in seine neutrale Stellung zurückzuführen.

Das Volumen der Reaktionskammer 200 vermin-: dert sich infolge der abgebildeten Anordnung, sobald der Verteilerkolben aus seiner Mittelstellung in in der einen oder anderen Richtung verschoben wird. Die wirksame Oberfläche, auf die der hydraulische Druck wirkt, um der ganzen Kraft, die den Verteilerkolben aus seiner neutralen Stellung zu verschieben bestrebt ist, entgegen zu wirken, ist mit Alb oder A2b — je nach dem Richtungssinn der Auslenkung — bezeichnet.

Der in der Kammer 200 herrschende Druck wird erfindungsgemäß durch ein Steuerventil 210 in konstanter Höhe gehalten. Dieses Steuerventil besteht aus einem schwimmenden Schieber 212, der sich in einer Bohrung 214 verschiebt, die mit der Eimspeiseöffnung 60 b über einen Kanal 216 und mit der Reaktionskammer 200 über einen Kanal 218 in Verbindung steht. Darüber hinaus ist die Bohrung 214 durch einen Kanal 219 mit der an den Behälter angeschlossenen Nut 54 b verbunden.

In den Schieber 212 ist ein Axialkanal 220 gebohrt, den zwei Querkanäle 222 und 224 mit zwei Ringnuten 226 bzw. 228 verbinden. Zwischen das Ende dies Schiebers und den Boden der Bohrung ist eine Feder 230 eingesetzt, die den Schieber in eine Lage zu bringen bestrebt ist, bei der eine Verbindung zwischen der Einspeiseö'ffnung und der Kammer 200 besteht, solange der Druck in dieser Kammer einen vorgeschriebenen Wert nicht übersteigt. Die Breite der Nut 226 ist kleiner als die axiale Entfernung zwischen den benachbarten Rändern der beiden Kanäle: 219 und 216, um einen Verlust des in der Kammer 200 befindlichen Druckmittels zu vermeiden, wenn der Schieber einen gewissen Hub nach link? infolge des in der Reaktionskammer auftretenden vorgesehenen Druckes ausführt. Wenn der Druck dieser Kammer den vorgesehenen Wert überschreitet, verschiebt sich der Schieber derart, daß der Kanal 219 mit der Nut 226 verbunden wird. In diesem Augenblick kann sich der Überschuß des in der Kammer 200 herrschenden Druckes abbauen, wodurch der Schieber nach rechts zurückkehren kann, um die Verbindung zwischen der mit dem Behälter verbundenen Rückflußnut 54 b und der Kammer 200, die beide über den Kanal 219 miteinander verbunden sind, zu unterbrechen.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verteilerventil für ein druckmittelbetätigtes Servosystem, insbesondere für die Lenkung eines

609 86W254

Kraftfahrzeuges, bei welchem eine Relativauslenkung zwischen zwei Ventilelementen in der einen oder anderen Richtung von der neutralen Stellung aus die Verbindung zwischen einer Druckmitteleinspeisung und der einen von zwei Motorzulei- tungen und zwischen der anderen Motorzuleitung und dem Auslaß in umkehrbarer Weise verändert und in dem ein Gegendruck im wenigstens einer zwischen den Ventilelementen. gelegenen und von ihnen bestimmten Reaktionskammer mit veränderbarem Volumen aufgebaut wird, wobei die Kammer normalerweise bei der Relativausleinkung mit derjenigen Motorzuleitung "in Verbindung gebracht werden kann, die mit der Druckmitteleinspeisung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (130, 132, 130 α, 132 α, 212) vorgesehen sind, die auf den Druck in der Kammer (7O₃ 72, 70 a, 72 a, 200) ansprechen und bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes des Druckes in der Kammer die Verbindung zwischen der Kammer und der Druckmitteleinspeisung (60,60 a, 60 b) oder dem mit dieser Einspeisung verbundenen Motoranschluß unterbrechen.

2. Verteilerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Reaktionskammer (70, 72, 72 a, 72 b, 200) ein bewegbares, regelndes Ventilteil (142, 144, 142 a, 144 a, 212) zugeordnet ist, das unter einer zur Normallage hin wirkenden Vorspannung steht und eine Verbindung zwischen der Reaktionskammer und einer entsprechenden Zuleitung der Motorzuleitungen. (48, 50, 48 a, 50 a) oder der Druckmitteleinspeisung (60 b) möglich macht, wobei das Ventilteil dem Druck in der betreffenden Kammer in der Weise unterworfen ist, daß es dann, wenn der Druck den durdh die Vorspannung bestimmten Wert übersteigt, in eine Stellung, in der es die Verbindung zwischen der Kammer und der Motorzuleitung oder der Druckmitteleinspeisung unterbricht, ausgelenkt wird.

3. Verteilerventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Auslenkung des Ventilteiles (142, 144, 142 α, 144 α, 212) gegen dessen Vorspannung die Herstellung einer Verbindung zwischen der Kammer und dem Auslaß (58, 58 a, 58 b) bewirkt.

4. Verteilerventil nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen durch Kanäle in einem Element des Verteilerventils zwischen der Bohrung (40, 40«, 40&), in der der Verteilerventilkolben (42, 42 a, 42 b) gleitet, und der Bohrung (134, 131, 133, 214J, in der das Ventilteil gleitet, raid durch Kanäle in dem Ventilteil gebildet werden.

5. Verteilervenitil nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ventilteile, von denen jedes einer Reaktionskammer zugeordnet ist, je für eine gegebene Richtung der Relativauslenkung vorgesehen sind (Fig. 1 bis 3).

6. Verteilerventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden regelnden Ventilteile in einer gemeinsamen Bohrung so angeordnet sind, daß sie darin gleiten können, und daß sie durch eine zwischen ihnen vorgesehene Feder in entgegengesetzten Richtungen vorgespannt sind (Fig. 1 und 2).

7. Verteilerventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Bohrung in dem Gehäuse des Verteilerventils parallel zur Achse dieses Ventils angeordnet ist (Fig. 1 und 2).

8. Verteilerventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden regelnden Ventilteile so in zwei verschiedenen Bohrungen angeordnet sind, daß sie darin gleiten können, und daß sie durch getrennte Federn vorgespannt sind (Fig. 3).

9. Verteilerventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden verschiedenen Bohrungen in dem Verteilerventilkörper parallel zu dessen Achse angeordnet sind (Fig. 3).

10. Verteilerventil nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges regelndes Ventilteil einer einzigen, für beide Richtungen der Relativauslenkung wirkenden Reaktionskammer zugeordnet ist (Fig. 4).

Entgegengehaltene ältere Rechte:
Deutsches Patent Nr. 940 512.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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