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Technical
field
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Die
Erfindung betrifft einen Servomotor, insbesondere für eine Hilfskraftlenkung
eines Kraftfahrzeuges, mit einem Arbeitsräume aufweisenden Zylinder,
in dem ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben axial verschiebbar
ist.
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Background
art
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Ein
gattungsgemäßer Servomotor
ist aus der WO 98/22718 bekannt.
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Bei
Hilfskraftlenkungen, insbesondere bei Zahnstangen-Hydrolenkungen,
stellt sich am Endanschlag ungewollt der maximale hydraulische Druck ein,
wodurch eine erhöhte
Pumpentätigkeit
bis zum Abregeldruck ausgelöst
wird. Da die eigentliche Lenkbewegung abgeschlossen ist, handelt
es sich dabei um eine unnötige
Leistungssteigerung der Pumpe, welche nicht unerhebliche Pumpengeräusche bedingt,
zu einer Erhitzung des Fluids führt,
die die Pumpe beschädigen
kann, die gelegentlich Kavitation in der Pumpe hervorruft und die
ein Abfallen der Motordrehzahl bedingt, die je nach Nachregelungsfähigkeit
des Motors, welche mit erheblichen zusätzlichen Kosten verbunden ist,
bis zum Motorstillstand führen
kann, sowie einen erhöhten
Energieverbrauch erfordert.
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Aus
der
DE 197 35 979
A1 ist eine Hilfskraftlenkung bekannt bei der zur Endabschaltung
vorgesehen ist, den Kolben mit einer achsparallelen durchgehenden
Bohrung zu versehen, in der ein von einer Feder beaufschlagter Stößel angeordnet
ist, der mit der Führung
für die
Kolbenstange oder dem Zylindergehäuse zusammenwirkt.
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Ein
derartiger schaltender Kolben erfordert eine Vielzahl von zusätzlichen
Bauteilen und bedingt einen entsprechend hohen Montageaufwand.
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Aus
der WO 98/22718 ist eine hydraulische Abschalteinrichtung in den
Endlagen eines Zylinders bekannt. Diese Abschalteinrichtung soll
das harte Anlaufen des Kolbens gegen die Endanschläge verhindern.
Dabei ist auf dem Kolben ein Loskolben mit begrenzter Wegverschieblichkeit
angeordnet. Der Loskolben dichtet gegen Dichtkanten des Kolbens ab. Die
Dichtkanten steuern dabei einen im Kolben angeordneten Umgehungskanal.
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An
den Endanschlägen
des Zylinders ist jeweils eine Buchse mit einem umlaufenden Bund
vorgesehen. Kommt nunmehr der Kolben an den Endanschlag, so stößt der Bund
der Buchse den Loskolben von einer Dichtkante weg, so dass die beiden
Arbeitsräume
des Zylinders über
den Umgehungskanal miteinander verbunden sind. Der Betriebsdruck
kann sich somit von dem beaufschlagten Arbeitsraum zum unbeaufschlagten
Arbeitsraum entspannen.
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Der
Nachteil bei der WO 98/22718 ist dabei die Bauteilvielfalt sowie
der erhöhte
Montageaufwand. Einerseits muss der Kolben entsprechend modifiziert
werden und andererseits sind Maßnahmen an
den Enden des Zylinders notwendig, um eine Buchse mit einem entsprechenden
Bund auszubilden.
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Aus
der
DE 44 35 848 A1 ist
es bekannt, dass der Zylinder an beiden Enden an seiner zylindrischen
Innenwand mehrere Längsnuten
aufweist. Durch diese Einrichtung sind in den mittleren Kolbenstellungen
die Arbeitsräume
voneinander getrennt, während
an beiden Enden des Zylinders kurz vor dem mechanischen Endanschlag
des Kolbens eine Verbindung zwischen den beiden Arbeitsräumen hergestellt
wird. Dadurch wird der Druck in dem druckbeaufschlagten Arbeitsraum
in den jeweils anderen Arbeitsraum abgebaut bzw. auf ein definiertes
Niveau reduziert. Die Verbindung zwischen den Arbeitsräumen wird
somit durch das Überfahren
der Längsnuten
durch den Kolben hergestellt. Von Nachteil ist dabei, dass eine
solche Abschalteinrichtung beim Zurücklenken in die andere Lenkrichtung
zunächst
noch keinen bzw. nur einen reduzierten Druck aufbauen kann, da der
Kolben zuerst eine kurze Wegstrecke zurücklegen muss, um die Längsnuten
zu schließen. Während dieser
Zeit steht keine bzw. nur eine reduzierte Servokraft zur Verfügung und
der Fahrer muss die gesamte bzw. eine erhöhte Lenkkraft von Hand aufbringen.
Ein Nachteil des bekannten Standes der Technik ist außerdem,
dass der Druckabbau stellungsabhängig
am Hubende erfolgt, ein stellungsunabhängiger Druckabbau ist nicht
realisierbar.
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Disclosure
of the invention
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Servomotor
mit einem Arbeitsräume
aufweisenden Zylinder zu schaffen, bei dem sichergestellt ist, dass
beim Erreichen eines definierten Druckniveaus in einer Arbeitskammer
aus dieser Arbeitskammer Druck abgebaut wird, wobei beim Um- bzw.
Zurücklenken
schon zu Beginn die volle Servokraft zur Verfügung stehen soll, wobei dies durch
einen einfachen Aufbau mit wenigen Bauteilen sowie einem geringen
Montageaufwand realisiert werden soll.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe auch durch Anspruch 16 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es,
dass der Kolben mit der Kolbenstange im normalen Druckbereich zur
druckabgewandten Seite verschoben wird und folglich die volle Hydraulikkraft übertragen
werden kann. Der Kolben verbleibt in der Normaldruckstellung, d.h.
in einer axial festgelegten Position zu der Kolbenstange, innerhalb
eines definierten Druckbereichs, welcher dem normalen Druckbereich
zum Verschieben der Kolbenstange bzw. des Kolbens entspricht. Erst
beim Erreichen eines definierten Drucks in einer Arbeitskammer verschiebt
sich der Kolben axial zu der Kolbenstange und öffnet eine Bypassverbindung.
Somit kann Fluid aus dem druckbelasteten Arbeitsraum in den druckentlasteten
Arbeitsraum entweichen. Die Bypassverbindung kann vorzugsweise derart
angeordnet sein, dass der Kolben beim Erreichen des definierten Drucks
unterströmt
wird. Der definierte Druck, ab dem der Kolben verschoben wird, kann
vorzugsweise derart bestimmt werden, dass der Kolben die Bypassverbindung
vor Erreichen des Maximaldrucks öffnet.
Dadurch wird der Druck kurz vor dem Maximaldruck auf ein gewünschtes
Niveau reduziert. Somit wird die gleiche Funktion erfüllt wie
beim Öffnen eines
Druckbegrenzungsventils oder eines Bypassventils. Unter Maximaldruck
ist dabei z.B. der für
ein Lenkungssystem definierte maximale Druck zu verstehen, der für die gewünschte Funktion
des Lenksystems notwendig ist (z.B. Parkieren bei langsamer Geschwindigkeit
mit breiten Reifen).
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Sobald
der Druck in dem druckbeaufschlagten Arbeitsraum nachlässt oder
ein Weglenken bzw. Zurücklenken
eingeleitet wird, kehrt der Kolben aufgrund der axialen Vorspannung
wieder in seine Normaldruckstellung zurück und verschließt die Bypassverbindung.
Die Bewegung zurück
in die Normaldruckstellung erfolgt dabei entsprechend dem nachlassenden
oder drucklosen Zustand des vorher druckbelasteten Arbeitsraums.
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Beim
Drehrichtungswechsel bzw. beim Weglenken aus der erreichten Position
ermöglicht
die bereits verschlossene Bypassverbindung und das druckabhängige Zurückstellen
des Kolbens in die andere Richtung einen normalen Druckaufbau zum Weglenken
von der erreichten Position bzw. zum Weglenken vom Hubende. Dies
ist ein Vorteil gegenüber
den meisten anderen Systemen, beispielsweise bei den Längsnuten
am Zylinderende gemäß der
DE 44 35 848 A1 ,
bei denen ein normaler Druckaufbau erst möglich ist, wenn sich der Kolben
wieder von den Längsnuten
entfernt hat.
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Der
Kolben bzw. die Kolbenstange sind bezüglich der beiden möglichen
Druckbeaufschlagungsrichtungen spiegelbildlich aufgebaut, so dass sich
der Kolben in beide Druckbeaufschlagungsrichtungen gleich verhält, d.h.
druckbeaufschlagt verschoben werden kann.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es,
dass statt schalten der Doppelkolben mit vielen Teilen und zusätzlichen
Hubanschlägen
ein konventioneller Aufbau des Zylinders und der Hubanschläge erhalten
werden kann und die Schaltfunktion des Kolbens durch einfache Mittel
erfolgt. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht in
kostengünstiger
und zuverlässiger
Weise die Aufwertung zu einem aktiven System.
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Ein
besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass sich
die beschriebenen Vorteile nicht nur am Hubende, sondern stellungsunabhängig in
jeder Hubposition einstellen, d.h. auch bei Lenkgetrieben, die hydraulisch
in bestimmten Fällen
nicht bis ans Hubende ausgelenkt werden können.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine
Pumpenschonung am Hubende, vermeidet ein Motorabsterben wegen Druckspitzen
am Endanschlag und trägt
zur Energieeinsparung bei.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass in jede Druckbeaufschlagungsrichtung eine Bypassverbindung
vorgesehen ist, welche jeweils vorzugsweise als Nuten, Bohrung, Öffnung,
Kanäle
und dergleichen im Kolben ausgebildet sind. Vorzugsweise sind die
Nuten dabei als Überströmnuten ausgebildet.
Die Nuten der Bypassverbindungen der beiden Druckbeaufschlagungsrichtungen
sind am Umfang versetzt zueinander angeordnet. Eine symmetrische
Anordnung hat sich hierbei als vorteilhaft herausgestellt.
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In
einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass der Kolben beidseitig durch elastische Elemente und/oder Federn
vorgespannt ist. In besonderer Weise eignet sich hierbei eine Vorspannung
mittels Tellerfedern, welche jeweils zwischen Vorsprüngen der
Kolbenstange und des Kolbens eingespannt sind.
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In
einer einfachen Ausführungsform
kann der Kolben gerade verlaufende Seitenflächen aufweisen. In einer bevorzugten
Ausführungsform
ist vorgesehen, dass der Kolben seitlich schräg verlaufende Flanken aufweist,
welche als Auflagen für
die Tellerfedern dienen und ein sogenanntes "Durchtellern" verhindern. Dies trägt zur Erhöhung der Lebensdauer der Tellerfedern
bei. In einer einfachen Ausführungsform
kann auf eine innere Dichtung zwischen der Kolbenstange und dem
Kolben verzichtet werden. Vorzugsweise ist jedoch eine innere Dichtung gegen
ungewollte Leckagen vorgesehen. Die Federkräfte, die den Kolben axial zu
der Kolbenstange vorspannen, können
entsprechend den Anforderungen beim Umlenken und dem Systemdruck
sowie anhand anderer Parameter definiert werden.
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Von
Vorteil ist es, wenn ergänzend
zur aktiven Endabschaltung wenigstens eine Leitung und/oder sich
in Längsrichtung
der Innenwand des Zylinders erstreckende Ausnehmungen an beiden Enden
des Zylinders vorgesehen sind. Bei den Ausnehmungen kann es sich
beispielsweise um Nuten handeln. wie sie aus der
DE 44 35 848 A1 bekannt sind.
Die Nuten können
auch funktionell durch andere Konstruktionsausführungen ersetzt werden. Bei Bedarf
kann ein definiertes Druckniveau durch z.B. abgestimmte Drosselquerschnitte
erreicht werden.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
optionale Leitung an beiden Enden des Zylinders von der Innenwand
des Zylinders zu einem Rohrleitungsanschluss führt. Die durch die Leitung
abfließende Ölmenge kann
durch den Durchmesser der Leitung und/oder eine in die Leitung integrierte
Drosselstelle definiert sein.
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Vorgesehen
sein kann in einer alternativen Ausführung der Erfindung auch, dass
die über
die Leitung abfließende
Fluidmenge, z.B. Öl,
derart gering ist, dass kein wesentlicher Druckabbau in dem druckbelasteten
Arbeitsraum entsteht.
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In
Versuchen hat sich dabei herausgestellt, dass die über die
Leitung abfließende Ölmenge,
auch wenn kein Druck abgebaut wird, zu deutlichen Vorteilen gegenüber dem
Stand der Technik wird, da durch die abfließende Ölmenge eine zu starke Ölerhitzung, die
die Ölpumpe
beschädigen
bzw. Kapitation hervorrufen kann, verhindert wird. Darüber hinaus
führt die
abfließende Ölmenge auch
dazu, dass die Pumpengeräusche
reduziert werden und eine unnötige Leistungssteigerung
der Pumpe vermieden wird.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung wird mit
wenigen Bauteilen, einem geringen Montageaufwand und einer geringen
Bauraumanforderung erreicht, dass der druckbelastete Arbeitsraum
definiert entspannt wird. Dies kann z.B. erfolgen kurz bevor der
Kolben den mechanischen Endanschlag des Zylinders erreicht. Gleichzeitig
wird durch die erfindungsgemäße Lösung sichergestellt,
dass aus der Endstellung bzw. der erreichten Position unmittelbar mit
hydraulischer Unterstützung
zurückgelenkt
werden kann. Beispielsweise wenn es sich bei dem Servomotor um einen
Servomotor für
eine Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeugs handelt, steht somit
sofort eine entsprechende Servokraft zur Unterstützung der vom Fahrer eingeleiteten
Lenkbewegung zur Verfügung.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den weiteren Unteransprüchen.
Nachfolgend sind anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung
prinzipmäßig dargestellt.
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Brief description of the
drawings
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Es
zeigt:
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1 einen
Längsschnitt
durch einen erfindungsgemäßen Servomotor
in einer Prinzipdarstellung;
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2 eine
Ausschnittsdarstellung eines Teils des Zylinders mit einem Kolben
und einer passiven Endabschaltung gemäß dem Stand der Technik;
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3 eine
vergrößerte Darstellung
der erfindungsgemäßen Lösung, wobei
sich der Kolben zu der Kolbenstange in einer Normaldruckstellung
befindet, die sich beim normalen Betrieb bis zum Erreichen eines
definierten Drucks in einer Arbeitskammer einstellt;
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4 eine
vergrößerte Darstellung
gemäß 3,
wobei ein definierter Druck in einer Arbeitskammer erreicht wurde
und sich somit der Kolben zu der Kolbenstange aus seiner Normaldruckstellung entfernt
hat, so dass eine die beiden Arbeitskammern verbindende Bypassleitung
durch den Kolben freigegeben ist;
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5 eine
vergrößerte Darstellung
einer zweiten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Lösung gemäß Anspruch
16, wobei eine Arbeitskammer druckbeaufschlagt und der Kolben axial
zu der Kolbenstange verschoben ist, wobei der Kolben an einem von
dem druckbeaufschlagten Arbeitsraum abgewandten Endpunkt seines
möglichen
axialen Weges anliegt;
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6 eine
Darstellung gemäß 5,
wobei sich der Kolben kurz vor dem Hubende befindet und die passive
Endabschaltung bereits soweit überfahren
hat, dass der Druck aus dem druckbelasteten Arbeitsraum reduziert
wird;
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7 eine
Darstellung gemäß 6,
wobei der Druckunterschied zwischen dem druckbelasteten und dem
druckunbelasteten Arbeitsraum bereits so gering ist, dass sich der
Kolben in eine Mittelstellung zwischen den beiden Endpunkten bewegt
hat, wobei in dieser Position ein Druckabbau durch die passive Endabschaltung
versperrt ist; und
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8 eine
Darstellung gemäß 7,
wobei der beim Anfahren an das Hubende der ursprünglich druckunbelastete Arbeitsraum
nunmehr druckbelastet ist, so dass der Kolben an dem von dem nunmehr druckbeaufschlagten
Arbeitsraum abgewandten Endpunkt anliegt.
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Mode(s) for carrying out
the invention
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, weist der erfindungsgemäße Servomotor 1 einen
Zylinder 2 mit zwei Arbeitskammern 3, 4 auf,
die durch einen Kolben 5 von einander getrennt sind. Der
Kolben 5 ist durch eine Kolbenstange 6 axial verschiebbar
in dem Zylinder 2 geführt.
Die beiden Arbeitsräume 3, 4 sind an
den beiden Enden des Zylinders 2 durch Dichtungen 7, 8 nach
außen
abgedichtet. Die Kolbenstange 6 ist in üblicher Weise mittels nicht
näher dargestellter
Lager an den Enden des Zylinders 2 gelagert und geführt.
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Wie
aus 1 und insbesondere den 3 und 4 näher ersichtlich
ist, trägt
der Kolben 5 einen Kolbendichtring 9, welcher
zur Abdichtung zwischen der Innenwandung des Zylinders 2 und
dem Außenumfang
des Kolbens 5 dient.
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Der
Servomotor 1 ist im Ausführungsbeispiel Bestandteil
einer Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeugs. Von der Hilfskraftlenkung
ist am Beispiel einer Zahnstangen-Hilfskraftlenkung nur eine Zahnstange 10 angedeutet,
die mit der Kolbenstange 6 verbunden ist. Bei Servomotoren
im allgemeinen und bei Hilfskraftlenkungen im besonderen soll möglichst vermieden
werden, dass der Kolben 5 am Ende seines Hubs an den Endflächen des
Zylinders 2 bzw. an mechanischen Endanschlägen anschlägt.
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Um
ein Anschlagen zu vermeiden bzw. um den Druck in einem druckbelasteten
Arbeitsraum 3, 4 auf ein gewünschtes Niveau zu senken bzw.
auf einem gewünschten
Niveau zu halten, ist der Kolben 5 zu der Kolbenstange 6 axial
vorgespannt und um eine Normaldruckstellung zu der Kolbenstange 6 begrenzt
axial verschiebbar. Der Kolben 5 weist somit zu der Kolbenstange 6 eine
begrenzte Wegverschieblichkeit auf. In Normaldruckstellung verschließt der Kolben 5 eine
Bypassverbindung 11a bzw. 11b zwischen den Arbeitsräumen 3, 4.
Erst bei Erreichen eines definierten Drucks in einem Arbeitsraum 3, 4 verschiebt
sich der Kolben 5 zu der Kolbenstange 6 und gibt
die Bypassverbindung 11a bzw. 11b frei.
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Wie
aus 3 und 4 ersichtlich ist, ist in jede
Druckbeaufschlagungsrichtung eine Bypassverbindung 11a bzw. 11b vorgesehen.
Die Bypassverbindungen 11a bzw. 11b sind dabei
in Form von Nuten ausgebildet, durch welche der Kolben 5 unterströmt wird.
Im Ausführungsbeispiel
sind pro Bypassverbindung 11a bzw. 11b mehrere
Nuten vorgesehen. Die Nuten der Bypassverbindung 11a bzw. 11b sind
am Umfang des Kolbens 5 symmetrisch, aber versetzt zueinander
angeordnet.
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Der
Kolben 5 ist beidseitig durch Federn 12 vorgespannt.
Im Ausführungsbeispiel
sind die Federn als Tellerfedern 12 ausgebildet. Die Tellerfedern 12 sind
zwischen Vorsprüngen 13,
welche mit der Kolbenstange 6 verbunden sind, und seitlichen
Flanken 5a des Kolbens eingespannt. Im Ausführungsbeispiel
sind die Vorsprünge 13 ringförmig ausgebildet
und in entsprechende Nuten 14 der Kolbenstange 6 eingesetzt.
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In
der Normaldruckstellung ist im Kontaktbereich zwischen dem Kolben 5 und
der Kolbenstange 6 eine Dichtung 15 gegen ungewollte
Leckagen angeordnet. Im Ausführungsbeispiel
ist die Dichtung 15 dabei in eine ringförmige Nut 16 eingesetzt.
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Um
ein Anschlagen des Kolbens 5 an den Endanschlägen des
Zylinders zu vermeiden, ist ein Zusammenspiel der Bypassverbindungen 11a bzw. 11b mit
Ausnehmungen 17 bzw. Nuten, wie sie aus dem allgemeinen
Stand der Technik, beispielsweise dargestellt in 2,
bekannt sind, vorgesehen. Die Ausnehmungen 17 sind jeweils
an beiden Enden des Zylinders 2 eingebracht bzw. angeordnet.
Alternativ oder ergänzend
dazu kann auch eine Leitung vorgesehen sein, welche beispielsweise
von der Innenwand des Zylinders 2 zu einem Rohrleitungsanschluss
führt.
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Wie
sich aus 2 ergibt, erstrecken sich die
Ausnehmungen 17 in Längsrichtung
der Innenwand des Zylinders 2. In Versuchen hat sich herausgestellt,
dass eine Ausgestaltung der Ausnehmungen 17 derart, dass
diese einen sich in Richtung auf den mechanischen Endanschlag vergrößernden Durchmesser
bzw. eine sich vergrößernde Tiefe
aufweisen, besonders geeignet ist. Daraus ergibt sich ein besonders
vorteilhafter Verlauf des Druckaufbaus.
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Die
Ausnehmungen 17 der passiven Endabschaltung können auch
funktionell durch andere Konstruktionsausführungen ersetzt werden. Bei
Bedarf kann ein definiertes Druckniveau durch z.B. abgestimmte Drosselquerschnitte
erreicht werden.
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Die 5 bis 8 zeigen
ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung, insbesondere gemäß den Ansprüchen 16
bis 20. Das in den 5 bis 8 dargestellte
Ausführungsbeispiel
entspricht weitgehend dem bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel,
weshalb nachfolgend lediglich auf die Unterschiede näher eingegangen
wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, wie diese
bezüglich
dem Ausführungsbeispiel
gemäß den 1 bis 4 beschrieben
wurden, lassen sich weitgehend auch auf das Ausführungsbeispiel gemäß den 5 bis 8 anwenden.
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Das
Ausführungsbeispiel
gemäß den 5 bis 8 unterscheidet
sich von dem vorgenannten Ausführungsbeispiel
im wesentlichen dadurch, dass auf eine Bypassverbindung 11a bzw. 11b im
Kolben 5 oder der Kolbenstange 6 verzichtet wird.
Anstelle dessen ist an beiden Enden des Zylinders 2 eine
passive Endabschaltung 17 in die Innenwand des Zylinders 2 integriert.
Die passive Endabschaltung 17 kann dabei in Form von Ausnehmungen 17 ausgebildet
sein. Funktionell kann die passive Endabschaltung jedoch auch durch
andere Konstruktionsausführungen
realisiert werden, z.B. durch Leitungen von der Innenwand des Zylinders 2 zu
einem Rohrleitungsanschluss. Dabei kann die durch die Leitung abfließende Ölmenge durch
den Durchmesser der Leitung und/oder eine in die Leitung integrierte
Drosselstelle definiert sein. In einer ebenfalls möglichen Ausgestaltung
kann vorgesehen sein, dass die über die
Leitung abfließende Ölmenge derart
gering ist, dass kein wesentlicher Druckabbau in den druckbelasteten
Arbeitsraum 3 bzw. 4 entsteht. Möglich ist außerdem eine
Kombination der Ausnehmungen 17 mit der geschilderten Leitung.
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5 zeigt
eine Darstellung des Kolbens 5 im normalen Hubbereich,
welcher sich bis kurz vor das Hubende des Zylinders 2 erstreckt.
Im normalen Hubbereich liegt der Kolben 5 druck- und federkraftabhängig an
der druckabgewandten Seite seiner axialen Wegbeweglichkeit bezüglich der
Kolbenstange 6 an und überträgt die volle
Hydraulikkraft. Die axiale Beweglichkeit des Kolbens 5 zu
der Kolbenstange 6 wird begrenzt durch zwei Endpunkte 13,
zwischen denen der Kolben 5 zu der Kolbenstange 6 axial
verschiebbar ist. Die Endpunkte 13 sind als ringförmige Vorsprünge ausgebildet,
welche in entsprechende Nuten 14 der Kolbenstange 6 eingesetzt sind.
Zur Realisierung von Endpunkten 13 sind auch eine Vielzahl
anderer konstruktiver Ausgestaltungen möglich.
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Wie 5 zu
entnehmen ist, liegt der Kolben 5 im normalen Hubbereich
an dem von dem druckbeaufschlagten Arbeitsraum 3 abgewandten
Endpunkt 13 an.
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Wie
aus 6 ersichtlich ist, überfährt der Kolben 5 kurz
vor Erreichen des Hubendes die passive Endabschaltung in Form von
Ausnehmungen 17, welche sich in Längsrichtung der Innenwand des Zylinders 2 erstrecken.
Derartige Ausnehmungen 17 sind an beiden Enden des Zylinders 2 vorgesehen.
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Dadurch,
dass der Kolben
5 die Ausnehmungen
17 überfährt (gemäß
6 dargestellt
in Form von serienmäßig bekannten Überströmnuten),
wird der Druck in dem druckbelasteten Arbeitsraum
3 kurz vor
dem mechanischen Endanschlag auf ein gewünschtes Niveau reduziert. Dies
ist prinzipiell aus dem allgemeinen Stand der Technik, beispielsweise der
DE 44 35 848 A1 ,
bekannt. Sobald die Lenkbewegung nachlässt oder ein Weglenken eingeleitet wird,
federt der Kolben zunächst
entsprechend dem nachlassenden oder drucklosen Zustand zurück und verschließt dabei
die Ausnehmungen
17. Dies ist in
7 dargestellt.
Beim Drehrichtungswechsel, d.h. beim Weglenken von einer erreichten
Endposition, ermöglichen
die bereits verschlossenen Ausnehmungen
17 einen normalen
Druckaufbau zum Weglenken vom Hubende. Dies ist bei den Lösungen gemäß dem Stand
der Technik nicht möglich.
Sobald der ursprünglich
druckunbelastete Arbeitsraum
4 zum Weglenken vom Hubende
druckbelastet wird, bewegt sich der Kolben
5 in Richtung
auf den nunmehr druckunbelasteten Arbeitsraum
3 bzw. liegt
an dem von dem druckbeaufschlagten Arbeitsraum
4 abgewandten
Endpunkt
13 an.
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Beim
Erreichen des anderen Hubendes verhält sich das System spiegelbildlich.
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Durch
die axiale Beweglichkeit des Kolbens 5 zu der Kolbenstange 6 wird
erreicht, dass die Ausnehmungen 17 einen Druckaufbau in
dem beim Anfahren des Hubendes druckunbelasteten Arbeitsraum 3 bzw. 4 nicht
behindern. Die axiale Verschiebbarkeit des Kolbens 5 zu
der Kolbenstange 6 verhindert in diesem Fall ein Abfließen von
Druckmittel. Andererseits ermöglicht
die axiale Verschiebbarkeit ein frühzeitiges Abbauen von Druck
aus dem druckbelasteten Arbeitsraum 3 bzw. 4 beim
Anfahren an das Hubende.