DE1291225B - Steuerventileinrichtung fuer Fahrzeuge mit Servolenkung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Steuerventileinrichtung stange mit zwei ein Verdrehen der verbundenen Teile für Fahrzeuge mit Servolenkung, bestehend aus einer zueinander gegen elastische Rückstellkräfte zulassen-Druckmittelquelle, einem Servomotor, dessen Kolben den Verbindungseinrichtungen mit der koaxialen das Lenkdrehmoment überträgt, gegeneinander ver- Lenkstange ständig durchströmte Ventilkammern vordrehbaren Verbindungseinrichtungen zwischen der 5 körper zwei getrennte, in der Neutralstellung der Steuerventileinrichtung, der Lenkstange und dem Lenkstange ständig durchströmte Ventilkammer vor-Servokolben und einer in dem Servokolben schraub- gesehen sind, in denen jeweils Ventilflügel angeordbaren Welle. net sind, von denen der eine mit der Kupplungs-

Eine Servosteuerung dieser Art ist aus der fran- stange zwischen den beiden Verbindungseinrichtunzösischen Patentschrift 1400 658 bekannt. Bei dieser io gen drehfest verbunden ist und die Verbindung zwibekannten Steuerventileinrichtung ist in einem Ge- sehen in die Ventilkammer mündenden Druckmittelhäuse die Lenkwelle angeordnet, die über einen einlaß- und Speiseleitungen für den Servomotor Hebelarm und einen .Kurbellenker mit einem Kolben steuert, während der zweite Ventilflügel mit der in einem langgestreckten Zylinder zusammenwirkt. Lenkstange drehfest verbunden ist und die Verbin-Dieser Kolben weist auf seiner dem Kurbellenker 15 dung zwischen in der Ventilkammer mündenden Anabgewandten Stirnseite einen Zapfen auf, der über Schlußkanälen an die Zylinderkammern beiderseits ein Drehkugellager mSkeihem zweiten Kolben in Ver- des Servokolbens und einem zum Druckmittelsumpf bindung steht, der in dem gleichen Zylinderraum führenden Auslaß derart steuert, daß der Flügel bei gleichachsig angeordnet und abgedichtet ist. In die- Lenkausschlägen der Lenkstange einem von dem sem zweiten langgestreckten Kolben ist mit HiKe ao Lenkwiderstand abhängigen Rückstellmoment ausgeeiner fest in den Kolben eingesetzten Mutter ein Ge- setzt ist.

windeabschnitt der mit dem Lankhandrad in Ver- Auf Grund dieser Ausbildung sind zwei getrennte

bindung stehenden Lenkstange schraubbar. Die bei- Ventilsätze vorgesehen, von denen der eine dazu den Kolben bilden hydraulisch eine Einheit, deren dient, den Druck der Druckmittelhilfsquelle auf die Steuerung über eine Ventileinrichtung erfolgt, welche 25 beiden Seiten des Servokolbens zu verteilen und daunmittelbar mit dem langgestreckten Kolbenabschnitt mit die Servosteuerung zu gewährleisten, während zusammenwirkt. Z^u₁ .diesem Zweck ist der lang- der andere Satz von Ventilen dazu dient, den Strögestreckte Kolben4n' bestimmten Grenzen drehbar in - mungswiderstand des Drucköles durch eine Umdem Zylinder geführt und weist beiderseits seiner gehungsleitung, die zum Sumpf führt, so zu steuern, senkrechten Mittelebene. Schultern auf, gegen welche 30 daß in der zweiten Ventilkammer ein Druck aufsich die balligen Enden von'Ventilkörpern abstützen, gebaut wird, dessen auf den Ventilsatz ausgeübte die auf ihrer Rückseite durch Druckfedern in An- Kraft als Lenkgefühl über die Lenkstange dem Fahlage mit den Schultejn gehalten werden. Die beiden , rer vermittelt wird. Mit Hilfe der Verbindungsein-Ventile sind in der Neutralstellung des Kolbens stan- "richtungen wird dabei eine Phasenverschiebung in dig und gleichmäßig von dem Drucköl durchströmt, 35 der Drehbewegung zwischen den einzelnen Ventilso daß sich keine Reaktionswirkung ergibt. Der einrichtungen gewährleistet, durch welche die ge-Federraum jedes Ventilkörpers ist mit einer Seite des naue Steuerung der Ventile erreicht wird. Servozylinders verbunden und steht über eine Längs- Die Verbindungseinrichtungen können beide ent-

bohrung und entsprechende Querbohrungen des sprechende Abschnitte eines einheitlichen Drehstabes Ventilkörpers mit entsprechenden Steuernuten im 40 sein. Um die durch einen Drehstab erforderliche Ventilkörper und im Ventilgehäuse in Verbindung. größere axiale Baulänge zu vermeiden, kann es auch Die Anordnung -ist so¹ getroffen, daß dann, wenn vorteilhaft sein, die eine drehelastische Verbindungsdie Lenkstange nach der einen Seite gedreht wird, einrichtung mit einer V-Nut in dem einen Stirnende sich die Kolbeneinheit infolge der Schraubverbindung der Kupplungsstange zu versehen und in die Nut entsprechend verschiebt und die Lenkwelle über den 45 einen Kuplungsstift einzulegen, der drehfest mit der zugehörigen Kurbelarm verstellt. Durch den dabei in dem Servokolben schraubbaren Welle verbunden, auftretenden Widerstand verdrehen sich die Mutter aber in Richtung der Wellenachse verschiebbar ge- und der langgestreckte Kolben etwas in Umfangs- führt ist und durch eine Druckfeder elastisch im richtung, wodurch die beiden Ventilkörper aus ihrer Eingriff mit der Nut gehalten ist. Diese Verbindung Neutralstellung herausbewegt und dem Servozylinder 50 erlaubt ebenfalls die bestimmten Grenzen eine Phaeine die Lenkbewegung unterstützende Druckflüssig- senverschiebung der Drehbewegung der auf diese keit zugeführt wird. Bei dieser Anordnung können Weise miteinander verbundenen Teile, noch Maßnahmen getroffen werden, um den Lenk- Auf Grund der neuen Ausbildung wird neben der

ausschlag auf die Steuerventileinrichtung erst wirk- sicheren Vermittlung eines Lenkgefühls auch eine sam werden zu lassen, wenn der Ausschlag eine be-55 hohe Ansprechempfindlichkeit erzielt, wobei der stimmte Größe erreicht. Servomotor augenblicklich auf die Lenkausschläge

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine der Lenkstange anspricht.

Steuerventileinrichtung der eingangs näher bezeichne- Das das Lenkgefühl vermittelnde Ventil wirkt

ten Art so weiterzubilden, daß zusätzlich zur Steue- gegen die Strömungsrichtung des Druckmittels und rung des Druckmittels ohne großen Aufwand dem 60 steuert dabei die Veränderungen des Strömungswider-Fahrer ein in Abhängigkeit vom Lenkausschlag und Standes für den Abfluß des Druckmittels in Richtung damit in Abhängigkeit von der Funktion der Steuer- auf den Druckmittelsumpf. Hierdurch wird das stänventileinrichtung stehendes Lenkgefühl vermittelt dig in den zum Servomotor führenden Speisekanälen und so die Lenksicherheit wesentlich erhöht wird. befindliche Drucköl entsprechend gesteuert. Durch

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch ge- 65 die Verwendung von Ventilflügeln wird jede relative löst worden, daß die in dem Servokolben schraub- Verschiebung zwischen Ventilelement und Ventilsitz bare Welle einen mit dieser drehfest verbundenen vermieden. Es wird lediglich der Strömungswider-Hauptventilkörper aufweist und über eine Kupplungs- stand durch den Ventilflügel gesteuert. Dadurch ent-

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fällt auch die Notwendigkeit einer genauen Einhai- ger Hauptventilkörper 19 ist in das Innere des

tung von Toleranzen bei der Bearbeitung der zu- Gehäuses 4 drehbar eingesetzt, das an einem Ende

sammenwirkenden Teile. Die Herstellung und der mit dem Ende der Welle 11 durch einen Stift 20 dreh-

Aufbau der neuen Einrichtung sind daher besonders fest verbunden ist.

einfach und billig. 5 Auf dem äußeren Umfang des Ventilkörpers 19

Die Erfindung ist an Hand schematischer Zeich- sind jeweils gegenüber dem Stutzen 15 und den Ka-

nungen mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläu- nälen 17 und 18 ringförmige Nuten 21, .22 und 23

tert. Es zeigt vorgesehen, so daß das Druckmittel stets in jeder

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Servolenk- Drehstellung des Ventilkörpers 19 zufließen kann,

einrichtung mit einer Steuerventileinrichtung, xo Auf beiden Seiten der ringförmigen Nuten 22 und 23

Fig. 2 den Querschnitt entlang der Schnittlinie sind Ringdichtungen vorgesehen. Der Ventilkörper

2-2 der F i g. 1, 19 ist hohl ausgebildet, und dieser Hohlraum A ist

F i g. 3 den Querschnitt entlang der Schnittlinie durch eine Abdichtungswand 26 in zwei Ventilkam-

3-3 der F i g. 1, mern 27 und 28 unterteilt. In diesen Ventilkammern

F i g. 4 den Querschnitt entlang der Schnittlinie 15 sind ein erster Verteilerventilflügel 24' bzw. ein zwei-

4-4 der F i g. 1, ter Ventilflügel 25' gegeneinander drehbar angeord-

F ig. 5 einen Längsschnitt durch eine andere Aus- net. In der Ventilkammer 27 ist ein Ventilglied 24 an-

führungsform einer Ventileinrichtung, geordnet, welches die radial vorspringenden Ventil-

F i g. 6 den Teilschnitt entlang der Schnittlinie 6-6 flügel 24' trägt. In der anderen Ventilkammer 28 ist

der Fig. 5, ao der zweite Ventilflügel 25' radial von einer Lenk-

F i g. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer stange 25 vorspringend angeordnet. Beide Flügel

Lenkeinrichtung im Längsschnitt, können jeweils Schwenkbewegungen ausführen. Die

Fig. 8, 9, 10 und 11 Querschnitte entlang den Lenkstange 25, welche mit dem zweiten Ventilflügel

Schnittlinien 10-10, 11-11, 12-12 bzw. 13-13 der 25'versehen ist, wird in einem Lager 31 unterstützt,

F i g. 7, wobei die Verbindungen der einzelnen in den 25 das in einem Abdichtungsdeckel 30 aufgenommen ist,

Querschnitten ersichtlichen Kanäle untereinander an- der in der Öffnung des Ventilgehäuses 4 befestigt ist.

gedeutet sind, Das Lager 31 ist durch eine Stopfbuchse 32 abge-

Fig. 12 einen Längsschnitt eines weiteren Aus- dichtet. Das Ende der Lenkstange 25 ist durch nicht

führungsbeispiels und dargestellte Kupplungselemente mit der Lenksäule

Fig. 13 in schematischer Darstellung den Grund- 30 und dem Lenkhandrad verbunden,

gedanken der Arbeitsweise der Ventileinrichtung. Die Lenkstange 25 mit dem zweiten Ventilflügel

In F i g. 1 ist mit 1 das Gehäuse der Servolenkung 25', das Ventilelement 24 mit dem ersten Verteilerbezeichnet. Das Gehäuse 1 umfaßt einen Zylinder 3 ventilflügel 24' und die Welle 11, welche mit dem des durch Druckmittel betätigbaren Servomotors auf Hauptventilelement 19 verbunden ist, sind unterder einen Seite einer Trennwand 2, auf deren ande- 35 einander elastisch mit Hilfe eines Torsionsstabes 33 rer Seite ein Gehäuse 4 für eine Steuerventileinrich- mit zwei gesonderten elastischen Drehabschnitten tung vorgesehen ist. Am Ende des Zylinders 3 ist verbunden, von denen der eine, 33 a, von kleinem ein abdichtender Deckel 5 mit einem Befestigungs- Durchmesser und entsprechend geringer Federkonring 6 befestigt. In dem Zylinder 3 ist ein Servo- stante und der zweite, 33 b, mit großem Durchmesser kolben 7 verschiebbar angeordnet, durch den eine 40 und entsprechend höherer Federkonstante als der linksseitige Zylinderkammer 3 α und eine rechtsseitige erste Abschnitt ausgebildet ist. Der schwächere Ab-Zylinderkammer 3 b begrenzt werden. Auf dem äuße- schnitt 33 α ist über einen Stift 34 mit einem Kuppren Umfang des Kolbens 7 ist ein Zahnstangen- lungselement 39 verbunden, das seinerseits mit dem abschnitt Ta in axialer Richtung vorgesehen, welcher Hauptventilkörper 19 durch einen Stift 20' verbunim Eingriff steht mit einem Zahnsegment 8 α, das auf 45 den ist. Der zweite Torsionsabschnitt 33 b ist mit der dem einen Ende einer das Lenkdrehmoment übertra- Steuerstange 25 durch einen Stift 35 verbunden, genden Lenkwelle 8 angeordnet ist, die drehbar in dem während der zentrale Abschnitt zwischen den beiden Gehäuse 1 gelagert ist. Der Kolben 7 ist entlang seiner Torsionsabschnitten über einen Stift 36 an dem Mittelachse durchbohrt, wobei das eine Ende dieser ersten Flügelventil 24 festgelegt ist. Wenn daher ein Bohrung 9 durch einen Stopfen 10 geschlossen ist. 5° Lenkmoment auf die Lenkstange 25 einwirkt, wird Am inneren Umfang der Bohrung 9 ist eine Spiral- der erste flexible Abschnitt 33 α mit der niedrigeren nut 9 α mit halbkreisförmigem Querschnitt vorge- Federkonstante zuerst verdreht, wobei das erste sehen. Auf der Umfangsfläche einer Welle 11 ist Flügelelement 24' in Umfangsrichtung gegenüber eine Spiralnut 11 α vorgesehen, die so ausgebildet ist, dem Hauptventilkörper 19 verdreht wird, bis das daß der von beiden begrenzte spiralförmige Kanal 55 Flügelelement 24' gegen die Wand der Ventilkammer einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Eine Mehr- 27 anstößt. Darauf wird der zweite flexible Abschnitt zahl von in geschlossener Reihe angeordneten Ku- 33 b tordiert, wobei das zweite Flügelelement 25' geln 12 ist in dieser Spirale 11 α vorhanden. Außer- gegenüber dem ersten Flügelelement 24' verschwenkt dem ist ein Kugelführrohr 13 für die Kugeln 12 vor- wird. Wie F i g. 2 zeigt, ist die Ventilkammer 27, gesehen. Die Welle 11 durchdringt die Trennwand 2 60 welche das erste Flügelelement 24' aufnimmt, mit des Gehäuses 1 und ragt in das Gehäuse 4 hinein, der ringförmigen Nut 21 verbunden. Es sind weiterwo sie durch Lager 14 unterstützt ist. An dem Ventil- hin zwei Verteilerkanäle 27 α und 27 b in sich gegengehäuse 4 sind ein Zuführungsstutzen 15 und ein Ab- überliegenden Begrenzungsflächen beiderseits des laufstutzen 16 für ein Druckmittel vorgesehen. Wei- Ventilflügels 24' vorgesehen. Es ist ein vorbestimmter terhin sind Kanäle 17 und 18 für die zufließende 65 Spalt zwischen einem vorspringenden Ventilsitz 24" bzw. abzuführende Druckflüssigkeit vorgesehen, die auf jeder Seite des ersten Ventilflügels und der Mündurch Leitungen 37 und 38 mit den Zylinderkam- dung der zugehörigen Verteilerkanäle vorgesehen. ■ mern 3 α und 3 b verbunden sind. Ein kolbenf örmi- Wie die F i g. 3 und 4 zeigen, nimmt die Ventil-

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kammer 28 den; zweiten Ventilflügel 25' auf und ist ringförmige Nut 23 dem Zuführungskanal 28 & zuinit je zwei Eintrittskanälen 28 α und 28 & versehen, geführt wird. Da jedoch der Kanal 28 & durch den difr in sich gegenüberliegenden Flächen der Kammer zweiten Ventilflügel 25' verschlossen ist, ist die beiderseits des Ventilflügels 25' münden. Diese Ein- Menge an Drucköl, die aus diesem Kanal austritt, trittskanäle 28 α und 28 b sind mit den ringförmigen 5 stark beschränkt oder verschwindend gering. Nuten 22 und 23 verbunden. Es ist ein vorbestimmter Damit kann sich Öldruck über die Nut 23 und

Spalt zwischen einem vorspringenden Ventilsitz 25" den Kanal 18 in der rechtsseitigen Kammer 3 b des auf jeder Seite des zweiten Ventilflügels 25' und der Zylinders aufbauen, so daß der Kolben 7 nach links Mündung der genannten Zuführungskanäle vor- verschoben wird. Das aus der linksseitigen Kamgesehen, welcher Spalt etwas größer ist als der oben- ισ mer 3 α des Zylinders austretende Öl wird durch die erwähnte Spalt in der ersten Ventilkammer 27 des Zuführungsöffnung 28 α dem ölreservoir zugeführt, Ventilflügels 24'. Darüber hinaus ist die Ventil- wobei an dieser Mündung 28 α der Strömungswiderkammer 28 mit dem Abflußstutzen 16 verbunden, der stand sehr gering ist.

an dem Gehäuse 4 vorgesehen ist. Die Verbindung Auf diese Weise wird das geringe Lenkmoment,

erfolgt durch das offene Stirnende des Hauptventil- ig das von dem Fahrer aufgebracht wird, durch den körpers 19. Die Verteilerkanäle 27 α und 27 & sind Kolben 7 verstärkt, so daß die Auslenkung der Vorjeweils mit Hilfe von Kanälen 29 α und 29 b, welche derräder des Fahrzeugs nach rechts in Gang gesetzt axial in dem Hauptventilkörper 19 vorgesehen sind, wird. Wenn in diesem Zustand die rechte Seite des mit den ringförmigen Nuten 22 und 23 verbunden. ersten Verteilerventilflügels 24' sich gegen die Wand Der Zuflußstutzen 15 steht mit der Druckseite einer ao. der Ventilkammer des Hauptventilkörpers 19 anlegt, Druckmittelpumpe 40 über eine Speiseleitung 15' in ist der nach rechts wirkende Öldruck auf Grund des Verbindung. Die unter hohem Druck stehende Flüs- nicht ausgeglichenen Druckes auf beiden Seiten des sigkeit gelangt durch diese Leitung in den Stutzen 15. Verteilerventilflügels 24' sehr gering. Es wirkt ledig-Der Auslaßstutzen 16 ist über eine Auslaßleitung 16' Hch der nach links gerichtete Druck, der sich auf mit dem Sumpf 41 der Pumpe verbunden. Die ag der einen Seite des zweiten Ventilflügels 25' als Folge Pumpe 40 wird durch eine Antriebseinrichtung 42 der Lenkaktion aufbaut. Während der Fahrer die angetrieben, deren Antriebskraft von der Antriebs- Drehung des Lenkhandrades nach rechts fortsetzt, maschine des Fahrzeugs abgeleitet werden kann, und wirken die beiden Ventilflügel 24' und 25' jeweils weist ein Entlastungsventil 43 auf. so, daß der Verteilerkanal 27 α und der Zuführungs-

Die Arbeitsweise der Servoventileinrichtung nach 30 kanal 28 b vollständig geschlossen werden. In diesem Fig. Ibis 4 ist folgende: Stadium setzen der Hauptventilkörper 19 und die

Bei Ingangsetzen der Pumpe 40 wird Drucköl von Schraubenwelle 11 ihre Bewegung in Drehrichtung dem Zuführungsstutzen 15 in das Ventilgehäuse 4 nach rechts fort, wobei sie der Drehbewegung der eingeführt und gelangt durch die ringförmige Nut 21 Lenkstange 25 folgen. Der Steuerwiderstand wird in die Ventilkammer 27 und weiterhin durch die 35 proportional zu dem Auslenkwinkel der Räder ver-Verteilerkanäle 27 α und 27 6 und die Ölleitungen stärkt, wobei der Druck im Zylinder 3 ebenfalls pro-29 a und 29 & in die Zuführungskanäle 17 und 18 portional erhöht wird. Es wird also eine gewünschte des Zylinders 3 sowie in die Kanäle 28 α und 28 b. Lenkreaktionskraft proportional dem Auslenkwinkel In der neutralen Stellung der beiden Ventilflügel 24' des Lenkrades erhalten. Wenn der Fahrer durch und 25' ist der Strömungswiderstand an der Mün- 40 Festhalten des Lenkhandrades die Drehbewegung des dung jedes Verteilerkanals bzw. jedes Zuführungs- Rades unterbricht, behalten die Lenkräder des Fahrkanals gleich groß. Der Hauptanteil des zugeführten zeugs ihren Lenkwinkel bei. Wenn jedoch der Fahrer Öls gelangt von dem Zuführungskanal 28 a, 28 b das Lenkhandrad losläßt, dreht sich die Lenkstange durch den Auslaßstutzen 16 in den Ölsumpf 41. Dem- im umgekehrten Sinne, d. h. nach links, und zwar auf entsprechend kann der Öldruck in den beiden ZyHn- 45 Grund des aufgespeicherten Drehmoments in den derkammem 3 α und 3 b nicht ansteigen, und es stellt beiden Torsionsabschnitten des Drehstabes 33. Auf sich ein Gleichgewichtszustand ein, so daß der KoI- diese Weise werden die ursprünglichen relativen Stelben 7 in Ruhe bleibt. Von diesem Zustand aus- hingen der Ventilflügel 24', 25' gegenüber dem gehend wird dann, wenn das Lenkhandrad beispiels- Hauptventilkörper 19 wiederhergestellt, wobei die weise nach rechts verdreht wird, der schwächere 50 Zuführungskanalöffhung 28 b geöffnet wird und der Torsionsabschnitt 3 α des Drehstabes 33 tordiert. Das Druck in der linksseitigen Zylinderkammer 3 α und erste Flügelelement 24' wird dabei zusammen mit der in der rechtsseitigen Kammer 3 & ausgegh'chen wird. Lenkstange 25 gegenüber dem Hauptventilkörper 19 Die Lenkräder des Fahrzeugs kehren auf Grund der nach rechts gedreht, da der Bodenwiderstand der Rückstellkraft in ihre AnfangssteUung zurück, gelenkten Räder des Fahrzeugs an der Schrauben- 55 ' Im Falle einer Lenkung nach links wird das welle 11 angreift und deren Drehung zunächst ver- Drucköl im Gegensatz zu dem vorhergehenden Fall hindert. Der Verteilerkanal 27 α wird geschlossen, so- in die linksseitige Kammer 3 α eingeleitet, so daß bald der Ventilflügel sich gegen die entsprechende die Vorderräder des Fahrzeugs nun nach links aus-Wand der Ventilkammer 27 anlegt. Darauf wird der schwenken, wobei der nach rechts gerichtete Öldruck stärkere Torsionsabschnitt 33 b des Drehstabes 33 60 gegen den zweiten Ventilflügel 25' das erforderliche tordiert. Das zweite Flügelelement 25' wird gegen- Lenkreaktionsmoment erzeugt, über dem Hauptventilkörper 19 und dem Verteiler- Ein zweites Ausführungsbeispiel wird an Hand

ventilflügel 24' nach rechts geschwenkt, bis die Mün- der F i g. 5 und 6 erläutert.

dung des Zuführungskanals 28 b geschlossen und die Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Verbin-

Mündung des Zuführungskanals 28 a weiter geöffnet 65 dung zwischen dem ersten Ventilflügel 24' bzw. wird. Die Folge davon ist, daß der größere Anteil dessen Ventilkörper 24 und der Welle 11, die mit des Drucköls der Pumpe 40 durch das erste Flügel- dem Hauptventilkörper 19 verbunden ist, durch einen ventil 24' dem Verteilerkanal 27 & und durch die Stift gebildet, der in eine V-Nut eingreift, sowie durch

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eine Schraubenfeder. Im übrigen sind die Ausfüh- kanals sind Ablenkungselemente 61 vorgesehen, die rungsbeispiele einander gleich. Es werden daher dazu dienen, die Kugeln in den Rückführungskanal nachfolgend lediglich die Unterschiede gegenüber 60 zu leiten. Auf Grund dieser Anordnung steht der dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 bis 4 erläutert. Rückführkanal 60 nur mit einer der Zylinderkam-Es ist ein Drehstab 44 vorgesehen, um das Ver- 5 mern in Verbindung, so daß ein Auslecken von teilerventilflügelelement 24' und den zweiten Ventil- Drucköl vollständig ausgeschlossen ist. Die Welle 58 flügel 25' in einer solchen Weise zu verbinden, daß wird durch eine Trennwand zwischen dem Zylinder 3' die beiden Ventilflügel relativ zu dem Hauptventil- und einem Gehäuse 62 der Steuerventileinrichtung körper 19 gedreht werden können. An einem Ende unterstützt. An einem Ende der Welle 58 ist eine des Drehstabes 44, und zwar zugewandt zu der Welle io Verlängerung vorgesehen, die in das Gehäuse 62 vor-11, ist eine V-förmige Nut 45 radial angeordnet, wo- springt. In dem Gehäuse 62 ist ein Hauptventilkörper bei ein Stift 46 nicht nur in diese Nut eingreift, son- 64 drehbar eingesetzt und steht im Eingriff mit dem dem auch in einer Nut 47 α liegt, die axial in einem einen Ende der Welle 58. Zwei Verteilerventilflügel Kupplungselement 47 vorgesehen ist, welches an dem 65 und 66 sind gegenüber dem Hauptventilkörper 64 Ende der Welle 11 befestigt ist. Der Stift 46 wird 15 schwenkbar angeordnet und steuern das von der gegen die V-förmige Nut 45 durch eine Feder 48 mit Pumpe gelieferte Öl. Die Flügel sind innerhalb entHilfe eines Widerlagers 49 gehalten. Die Folge ist, sprechender Kammern 67 und 68 angeordnet, die daß dann, wenn die Winkellage der Welle 11, die links und rechts vom Hauptventilkörper 64 im Gemit dem Hauptventilkörper 19 verbunden ist, und häuse 62 vorgesehen sind. Eine der Kammern 67 steht des Verteilerventilflügelelementes 24 nicht überein- ao mit einem Speisekanal 70 im Gehäuse 62 in Verbinstimmt, der Stift 46 nur gegen eine der geneigten dung und bildet die Hochdruckventilkammer, in Begrenzungsflächen der V-förmigen Nut anliegt. Da- welche das von der Pumpe gelieferte Drucköl eindurch wird Drehenergie gespeichert, welche bestrebt geführt wird. Die andere Kammer 68 steht mit dem ist, den ursprünglichen Anfangszustand oder die Sumpf 91 über einen Auslaßstutzen 71 in Verbin-Neutralstellung wiederherzustellen. Diese Rückfüh- 35 dung und bildet die Niederdruckkammer. Darüber rungskraft ist ebenso wie die des tordierbaren Ab- hinaus sind auf dem zentralen äußeren Umfangsschnittes 33 α des Doppeldrehstabes 33 beim ersten abschnitt des Hauptventilkörpers 64 Nuten 74 und 75 Ausführungsbeispiel so bestimmt, daß sie geringer ist beiderseits von Kanälen 72 und 73 angeordnet, wobei als die Federkonstante des Drehstabes 44, der das Ver- die Nuten 74 und 75 gegeneinander abgedichtet sind, teilerflügelelement 24' mit dem zweiten Ventilflügel 30 Auf beiden Seitenwänden der Kammer 67 sind, wie 25' verbindet. Ähnlich, wie dies beim ersten Ausfüh- F i g. 8 zeigt, je zwei Verteilerkanäle 77 α und 77 b rungsbeispiel erläutert ist, wird bei Aufbringen des vorgesehen, die jeweils in entgegengesetzter Richtung Lenkmomentes auf die Lenkstange 25 zuerst der Ver- zu dem Verteilerventilflügel 65 hin münden,
teilerventilflügel 24' verschwenkt, und zwar relativ ge- Auf beiden Seitenwänden der Kammer 68 sind je

genüber dem Hauptventilkörper 19, um die Verteiler- 35 zwei Zuführungskanäle 78 α und 78 b nach F i g. 11 wirkung auszulösen, worauf der Drehstab 44 tordiert vorgesehen, die jeweils beiderseits des zweiten Ventilwird, um eine Schwenkbewegung des Ventilflügels flügels 66 münden. Der Verteilerkanal 77 a, der auf 25' gegenüber dem Verteilerventilflügel 24' und dem der einen Seite des Verteilerventilflügels 65 mündet, Hauptventilkörper 19 zu ermöglichen. Die Folge da- ist mit einem der Zuführungskanäle 73 des Druckvon ist eine Steuerung des Druckmittelmotors, wobei 40 mittelzylinders 3' über Kanäle 79 α verbunden, der nur der Öldruck, der gegen den zweiten Ventilflügel in die ringförmige Nut 75 mündet. Weiterhin ist er 25' wirkt, als Steuerreaktionsmoment wirksam ist. mit den Zuführungskanälen 78 α verbunden, die auf

In den Fig. 7 bis 11 ist ein weiteres Ausführungs- der anderen Seite des zweiten Ventilflügels 66 münbeispiel der Ventileinrichtung dargestellt, bei dem den, und zwar durch Zwischenkanäle 80 a. Die Verinsbesondere die Konstruktion des Hauptventilkör- 45 teilerkanäle 77 b, die auf der anderen Seite des Verpers sowie der beiden Ventilflügel vereinfacht ist teilerventilflügels 65 münden, sind mit dem anderen und deren Herstellung erleichtert wird. Kanal 72 des Zylinders 3' über Kanäle 81 b verbun-

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Grund- den, welche in die ringförmige Nut 74 münden. Sie konzeption der Ventilelemente im wesentlichen ana- stehen außerdem in Verbindung mit den Zuführungslog zu denen in den vorhergehenden Ausführungs- 50 kanälen 78 ft, die auf der einen Seite des zweiten beispielen. Es werden nachfolgend lediglich die unter- Ventilflügels 66 münden, und zwar über Durchschiedlichen Konstruktionsmerkmale beschrieben. gänge 82 b.

Auf einem Kolben T, der in dem Zylinder 3' ein- Die Welle 58 und die beiden Verteilerventilflügel

gesetzt ist, ist eine Zahnstange 7 d vorgesehen. Auf 65 und 66 sind mit Hilfe eines Drehstabes 83 miteiner Welle 8' ist ein Zahnsegment 8 α' angeordnet, 55 einander so verbunden, daß sie mit zwei Torsionsdas mit der Zahnstange la' im Eingriff steht. Die abschnitten 83 a, 83 b gegeneinander Drehbewegun-Welle8' trägt einen Schwenkarm 50. Das Ende des gen ausführen können. Am Ende des Torsions-Schwenkarmes ist mit einer Verbindungsstange 51 abschnittes 83 α von kleinerem Durchmesser des gelenkig verbunden, die ihrerseits mit den Rädern Drehstabes 83 ist mit Hilfe eines Stiftes 85 ein zylin-56 und 57 des Fahrzeugs über Zwischenstangen 52 60 drisches Glied 84 befestigt, welches mit dem Ende bzw. 53 und Arme 54 bzw. 55 verbunden ist. Eine der Welle 58 im Eingriff steht. Ein Ende des anderen Welle 58 steht mit dem Kolben T über eine Reihe Torsionsabschnittes 83 b von größerem Durchmesser von Kugeln 59 in Verbindung. Durch relative Be- ist mit Hilfe eines Stiftes 87 an der Lenkstange 86 wegung der Welle 58 und des Kolbens T gelangen die befestigt, die fest mit dem zweiten Ventilflügel 66 Kugeln 59 zurück in einen Rückführungskanal 60, 65 verbunden ist. Der mittlere Abschnitt des Drehstabes der innerhalb der Welle 58 vorgesehen ist und von 83 ist mit dem ersten Verteilerventilflügel 65 mit einem Ende der schraubenförmigen Nut zu deren Hilfe des Stiftes 88 verbunden,
anderem Ende läuft. An den Enden des Rückführ- Durch Lenkbewegungen der Steuerstange 86 wird

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der Drehstab 83 tordiert, wobei zuerst das Verteilerventil 65 relativ zu dem Hauptventilkörper 64 gedreht wird, um eine Verteilerwirkung zu erzielen. Wenn der Verteilerventilflügel 65 sich gegen eine der Seitenwände der Kammer 67 anlegt, wird dann der zweite Ventilflügel 66 gegenüber dem ersten Ventilflügel 65 gedreht, um eine Steuerung des Druckmittelmotors zu bewirken. Es wirkt ausschließlich der Öldruck auf der linken oder rechten Seite des zweiten Ventilflügels 66 zur Erzeugung des ge- ίο wünschten Lenkreaktionsmomentes.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 12 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird angestrebt, sicherzustellen, daß keine Vibration oder Schwingungen auftreten und daß eine Stabilität der Bewegung der Verteilerventilflügel 65 und 66 gewährleistet ist. Zu diesem Zweck ist eine Einrichtung vorgesehen, um zwischen dem Hauptventilkörper 64 und den Ventilflügelelementen 65 und 66 eine Reibungskraft vorzusehen. In dem Hauptventilelement ao

64 sind zylindrische Bohrungen 93 vorgesehen, welche sich gegen die innenliegenden Stirnflächen der beiden Verteilerventilflügel 65 und 66 öffnen. In diesen Bohrungen 93 sind jeweils zwei Kolben 94 und 95 eingesetzt, zwischen denen eine Druckfeder as 96 eingeschaltet ist. Auf diese Weise werden die Verteilerventilflügel 65 und 66 nach außen gedrängt. Eine kleine öffnung 94 α ist jeweils in dem Kolben 94 vorgesehen, welche zu der Hochdruckkammer führt, wodurch der hohe Öldruck der Hochdruckkammer auch auf die Rückseite der Kolben 94 und 95 geführt wird. Dementsprechend werden Reibungskräfte zwischen dem Kolben 95 und dem zweiten Ventilflügel 66 erzeugt, die auf 0rund des hohen Drucks in der Hochdruckkammer ausreichend groß werden. Auf Grund des hohen Widerstandes durch die Reibungskraft gegen relative Verschiebungen der Ventilflügel

65 und 66 gegenüber dem Hauptventilelement werden unstabile Vibrationen der Flügelelemente 65 und

66 vermieden. Der Verschiebewiderstand des zweiten Ventilflügels 66 wird in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck verstärkt, so daß die Ventilcharakteristik wesentlich verbessert wird.

In Fig. 13 ist schematisch die grundsätzliche Anordnung der Vorrichtung gezeigt, wie sie im wesentliehen allen oben gezeigten Ausführungsbeispielen gemeinsam ist. Es sind in dieser Figur die Bezugsziffern aus der Fig. 1 verwendet. In der Hochdruckkammer 27, welche mit der Pumpe 40 verbunden ist, ist der erste Verteilerventilflügel 24' aufgenommen, so Es sind zwei Verteilerleitungen 27 α und 27 b vorgesehen, die zu beiden Seiten des Verteilerventilflügels münden. In der Niederdruckkammer 28, die mit dem ölreservoir 41 in Verbindung steht, ist der zweite Ventilflügel 25' aufgenommen. Die Hochdruckkammer 27 und die Niederdruckkammer 28 sind integral in dem Hauptventilkörper 19 vorgesehen. Einer der Verteilerkanäle 27 α steht mit dem Zuführungskanal 28 α in Verbindung sowie mit dem Kanal 17. Der andere Verteilerkanal 27 b steht mit dem Zuführangskanal 28 b und mit dem Kanal 18 in Verbindung. Wenn also der erste Verteilerventilflügel 24' und der zweite Ventilflügel 25' relativ verschwenkt werden und beispielsweise der Verteilerkanal 27 α und der Zuführungskanal 28 b geschlossen sind, liefert die Pumpe 40 Drucköl in den Kanal 98 zum Zylinder, während die aus dem Zylinder verdrängte Ölmenge über den Kanal 37 durch den Zuführungskanal 28 α in das Reservoir 41 abgeführt wird, so daß der Kreislauf geschlossen ist und der Kolben 7 sich verschieben kann.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Steuerventileinrichtung für Fahrzeuge mit Servolenkung, bestehend aus einer Druckmittelquelle, einem Servomotor, dessen Kolben das Lenkdrehmoment überträgt, gegeneinander verdrehbaren Verbindungseinrichtungen zwischen der Steuerventileinrichtung, der Lenkstange und dem Servokolben und einer in dem Servokolben schraubbaren Welle, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Servokolben (7) schraubbare Welle (11) einen mit dieser drehfest verbundenen Hauptventilkörper (19) aufweist und über eine Kupplungsstange (33) mit zwei eine Verdrehung der verbundenen Teile zueinander gegen elastische Rückstellkräfte zulassenden Verbindungseinrichtungen mit der koaxialen Lenkstange (25 bzw. 86) verbunden ist; daß in dem Hauptventilkörper (19) zwei getrennte, in der Neutralstellung der Lenkstange ständig durchströmte Ventilkammern (27 und 28) vorgesehen sind, in denen jeweils Ventilflügel (24' bzw. 25') angeordnet sind, von denen der eine (24') mit der Kupplungsstange (33) zwischen den beiden Verbindungseinrichtungen (33 α und 33 b) drehfest verbunden ist und die Verbindung zwischen in die Ventilkammer (27) mündenden Druckmitteleinlaß- und Speiseleitungen (15,22 und 23) für den Servomotor (3,7) steuert, während der zweite Ventilflügel (25') mit der Lenkstange (25) drehfest verbunden ist und die Verbindung zwischen in die Ventilkammer (28) mündenden Anschlußkanälen (28 α und 28 b) an die Zylinderkammern (3 a bzw. 3 b) beiderseits des Servokolbens (7) und einen zum Druckmittelsumpf (41) führenden Auslaß (16) derart steuert, daß der Flügel bei Lenkausschlägen der Lenkstange (25) einem von deren Lenkwiderstand abhängigen Rückstellmoment ausgesetzt ist.

2. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Verbindungseinrichtung eine V-Nut(45) in dem einen Stirnende der Kupplungsstange (44) und einen in der Nut aufgenommenen Kupplungsstift (46) aufweist, der drehfest mit der in dem Servokolben (7) schraubbaren WeIIe(Il) verbunden, aber in Richtung der Wellenachse verschiebbar geführt ist und durch eine Druckfeder (48) elastisch im Eingriff mit der Nut (45) gehalten ist.

3. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verbindungseinrichtungen durch zwei an sich bekannte Drehstababschnitte (33 α und 33 b) gebildet sind.

4. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptventilkörper (64) als Kolbenkörper ausgebildet ist, der mit seinen entgegengesetzt gerichteten Stirnflächen jeweils an die beiden Ventilkammern (67 und 68) grenzt, in denen die Ventilflügel (65 bzw. 66) angeordnet sind.

5. Steuerventileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem kolbenförmigen Ventilkörper (64) wenigstens zwei diametral angeordnete und zur Achse parallele BoI-

zen(93) vorgesehen sind und in jeder Bohrung zwei durch eine Druckfeder (96) in entgegengesetzte Richtungen gespannte Andruckkolben (94 und 95) verschiebbar eingesetzt sind, die mit ihren äußeren Enden jeweils an den beiden

Ventilflügeln (65 bzw. 66) anliegen, während der Raum der Bohrungen (93) zwischen den beiden Andruckkolben über Verbindungskanäle (94 a) mit der unter hohem Druck stehenden Ventilkammer (62) in Verbindung steht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen