DE1480666A1 - Steuerorgan fuer Hydrolenkungen,insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Steu.srorgan für Hydrolenkungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Steuerorgan für Hydrolenkungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, welches zwischen einem Druckraum und dem Zulauf bzw. Rücklauf des Druckmittels geschaltet ist und aus einer Ventilbüchse und einem innerhalb der Ventil büchse durch lenkradbetätigung verstellbaren Steuerkolben besteht, der mit Durchlassöffnungen bzw. Nuten und deren Steuerkanten der Ventilbüchse zusammenwirkende Steuerflächen aufweist, wobei die Durchlassöffnungen und die Steuerflächen bei einer Verstellung des Steuerkolbens nacheinander verschieden große Durchlassqu.erschnitte bilden und der Verstellweg des Steuerkolbens der am Lenkhandrad aufzubringenden Handkraft verhältig ist. Um bei Hydrolenkungen ein "Straßengefühl" am Lenkhandrad zu. erhalten, soll die hydraulische Hilfskraft bei normaler Kurvenfahrt proportional zu. den Betätigungskräften am Lenkhandrad zunehmen. Sollen jedoch die Räder des stehenden Fahrzeuges eingeschlagen werden, wie z.B. beim Parken, so sind wesentlich größere Kräfte an den gelenkten Rädern aufzubringen. Da die Handkräfte dabei aber möglichst nicht größer sein sollen als bei normaler Kurvenfahrt, so mu$ zur Erfüllung dieser Forderung eine über den Verstellweg der Lenkung unterschiedlich große Verstärkung der Handkräfte durch die Hilfskraft$inrichtung eintreten.
• Es ist bereits eine Hydrolenkung für Kraftfahrzeuge bekannt (DBP 1.039.853), die mit vom Druckmittel beaufschlagten Reaktionsflächen versehen. ist und bei welcher das Verhältnis der auf die Reaktionsflächen und der im Servomotor wirkenden Drücke durch einen. in Abhängigkeit von der Stellung der getriebenen Welle des Lenkgetriebes steuerbaren Dru.ekregler verändert werden. Die oben geschilderte Aufgabe ist durch die bekannte Hilfskraftlenkung gelöst. Diese erfordert jedoch einen erheblichen konstruktiven Aufwand. Die Erfindung vermeidet den Nachteil der bekannten Lenkung. Die Erfindung besteht darin, dass die Steuerflächen des Steuerkolbens eine Stufe aufweisen, so dass das Verstärkungsverhältnis (Arbeitsdru.ek: Verstellweg des Steuerkolbens) in Schließrichtung des Steuerkolbens eine durch die Stufe hervorgerufene sprunghafte Erhöhung erfährt und die über dem Weg des Steuerkolbens aufgezeichnete Linie des Druckverlaufes einen der Stufe entsprechenden Knickpunkt (B; B') aufweist. Die oben geschilderte, der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Steuerorgan. nach der Erfindung mit geringem Aufwand an konstruktiven Mitteln gelöst, und zwar dadurch dass die Steuerflächen des Ventilkolbens eine Stufe aufweisen. Mehrere Ausführungsbeispiele der Steuerfläche sind in der folgenden Beschreibung und in der Zeichnung enthalten. -Ein bekanntes Steuerventil für eine durch Flüssigkeitsdru.ek Steuerkanten, die voneinander verschiedene Winkel zur Kolbenachse bilden. Mit diesem bekannten Steuerventil soll ein allmählicher Anstieg der hydraulischen Hilfskraft erreicht und damit harte Stöße auf die Lenkeinrichtung vermieden werden wenn die Hilfekraft einsetzt. Das bekannte Ventil und der Anmeldungsgegenstand dienen also zur Lösung verschiedener Aufgaben. Die Zeichnung stellt mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, zusammen mit den damit zu. erzielenden Druck-Weg-Kennlinien. Es zeigt: Fig. 1 ein. Kolbenventil mit zylindrisch abgesetzter Steuerkante; Fig. 2 das Druck-Weg-Diagramm zum Ventil nach Fig. 1; Fig. 3 ein Kolbenventil mit kegelig abgesetzter Steuerkante; Fig. 4 das Druck-Weg-Diagramm zum Ventil nach Fig. 3; Fig. 5 ein Kolbenventil mit zylindrisch abgesetzter Steuerkante und dachförmigen Anschnitten; Fig. 6 einen Drehschieber mit stufenförmig abgesetzter Steuerkante. In Fig. 1 ist in der Steuerbüchse 1 des Steuerventils der Steuerkolben 2 angeordnet. Dieser besitzt einen abgestuften zylindrischen Teil 9 von kleinerem Durchmesser. Zwischen den beiden Kolbenteilen 2 und 9 liegt eine stufenförmige Kante 23. Der Xolben 3 dient in bekannter Weise zur Entlastung des Ventils. Das Drucköl strömt dem Ringraum 7 der Steuerbüchse 1 durch die Zeitung 8 zu.. Der Ringraum 5 und die Leitung 6 sind für das rückströmende Öl vorgesehen. Mit dem Ringraum 7 ist durch die Leitung 10 der Zylinder 11 des Arbeitskolbens 4 verbunden. Der Druck im Zylinderraum 11 wird durch Steuerung des rückströmenden Öls bestimmt. Der Ventilkolben ist in der äußersten Stellung links gezeichnet. Das in gleichbleibender Menge zuströmende Dru.eköl kann ungehindert au.s der Druckleitung 8 in die Rücklaufleitung 6 entweichen und in dem Arbeitszylinder 11 kann sich kein Druck entwickeln. Wird der Steuerschieber 2 nach rechts verschoben, und bildet die Steuerkante 20 des Schiebers mit der entsprechenden Steuerkante 21 der Steuerbüchse 1 einen mit fortschreitender Bewegung des Steuerschiebers enger werdenden Spalt so baut sich in dem Zylinderraum 11 ein Dru.c:c auf entsprechend dem Kurvenabschnitt 0-A in Fig. 2. Ist der Ventilkolben soweit nach rechts verschoben, dass die Steuerkante 20 des Kolbens und die Steuerkante 21 der Steuerbüchse 1 in einer Ebene liegen, ist etwa der Funkt A der Kurve in Fig. 2 erreicht. Bei weiterer Verschiebung des Ventilkolbens 2 steigt der Druck im Zylinderraum 11 flacher an, da infolge der Abstufung 9 des Ventilkolbens die Spaltbreite für das rückströmende Ö1 sich nicht vermindert. Nur die Spaltlänge nimmt zu.. Daher steigt der Druck von A nach B leicht an. Wird der Steuerkolben weiter naclkechts verschoben kommt die Steuerkante 23 zur Wirkung und die Spaltbreite nimmt plötzlich um die Höhe der Stufe ab. Dementsprechend ist der Druckanstieg im Zylinderraum 11 oberhalb des Kurvenpunktes B wieder steiler, wie in Fig. 2 angedeutet.
• Wird der stufenförmige Ansatz des Steu.er.schiebers vor der gante 23 A als Kegel 12 ausgebildet, wie in Fig. 3 gezeigt, entfällt der anfänglich steilere Dru.ekanstieg gemäß Fig. 4.-Man erhält vom Beginn des Schließens des VentJ.s bis zum Punkt B' einen flacher verlaufenden linearen Druckanstieg, während oberhalb des Punktes B' der Druck steil ansteigt. Eine ähnliche Ventilkennlinie wie in Fig. 4 gezeigt, erhält man, wenn ein vor der Stufe 23 B liegender zylindrischer Kolbenteil 13 an seinem der Stufe abgewendeten Ende abgeschrägt ist 1beispielaweise durch einzelne auf den Umfang verteilte dachförmige Anschnitte 14, wie Fig. 5 zeigt, Mit den nach Fig. 3 und 5 ausgebildeten Steuerventilen kann ein konstanter Druckanstieg über einen längeren Ventilweg bis zum Punkt B' in Fig. 4 erreicht werden. Bei Überschreiten einer bestimmten Ventilstellung entsprechend Punkt B', in welcher die Stufe 9/2, 12/2 bzw. 13/2 in einer Ebene mit der gante 21 liegt, erfolgt eine starke Drucksteigerung bei kleinem Ventilweg. M4:4 Fig. 6 zeigt die Anwendung der abgesetzten Steuerkanten an einem Drehschieber 30. Hier fließt das Drucköl durch die Bohrung 31 zu. Der Kanal 32 ist mit der Rücklaufleitung, der Kanal 33 mit dem Arbeitszylinder 34 verbunden. Die den Ölrücklauf steuernde Kante 35 ist in gleicher Weise abgesetzt wie der Ventilkolben 2 in Fig. 1. Dementsprechend ergibt sich,auch bei dieser Ausführung eine Druck-Weg-luinie nach Fig. 2. Die Steuerkante 35 kann auch-entsprechend Fig. 3 zur Rrzielung einer Kennlinie nach Fig. 4 ausgebildet werden. Im normalen Fahrbereich ist der untere Teil der VentilkeIlnlinie bis zum Punkt B' maßgebend, in dem die Hilfskraftverstärkung relativ klein ist und konstant. In diesem Bereich besteht Proportionalität zwischen Handkraft am Lenkrad und Dru.ek am Arbeitskolben 4. Beim Parken wird der Knick-Punkt B' überschritten und das Hilfskraftverstärkungsverhältnis stark vergrößert. Um die Diagramme setzen, nach Fig. 2 und 4 in Beziehung zur Größe der Handkraft Lu, kann auf der Abszisse anstelle des Ventilweges die am Lenkrad aufzubringende Handkraft aufgetragen werden, die dem Ventilweg proportional ist. Der Verlauf der Handkraft kann in Fig. 4 durch die gestrichelte Linie dargestellt werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Steuerorgan für Hydrolenkungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, welches zwischen einem Druckraum und dem Druckmittelzu- bzw.-rücklauf geschaltet ist, bestehend au.s einer Ventilbüchse und einem in einer Bohrung der Ventilbüchse durch Lenkradbetätigung verstellbaren Steuerkolben, der mit Durchlassöffnungen bzw. Nuten und deren Steuerkanten der Ventilbüchse zusammenwirkende Steuerflächen aufweist, wobei die Durchlassöffnungen und die Steuerflächen bei einer Verstellung des Steuerkolbens nacheinander unterschiedlich große Durchlassquerschnitte bilden und der Verstellweg der am lenkhandrad aufzubringenden Handkraft verhältig ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerflächen des Steuerkolbens eine Stufe (23) aufweisen, sodass das Verstärkungsverhältnis (Arbeitsdruck: Yersteliweg des Steuerkolbens) in Schließrichtung des Steuerkolbens eine durch die Stufe hervorgerufene sprunghafte Erhöhung erfährt und die über dem Weg des Steuerkolbens aufgezeichnete Linie des Druckverlaufes einen der Stufe entsprechenden Knickpunkt (B; B') aufweist. den zylindrischen Andrehung (9) kleineren Durchmessers besitzt. 3. Steuerorgan nach Anapru.ch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (2) eines Kolbenventils eine Stufe (23 A) mit einer kegeligen Andrehung (12) besitzt. 4. Steuerorgan nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (2) eines Kolbenventils eine zylindrische Andrehung (13) aufweist, die an ihrem der Stufe (23 B) abgewende-, ten Bade abgeschrägt istibeispielsweise mehrere über den Umfang gleichmäßig verteilte dachförmige Anschrägungen (14) besitzt 5. Steuerorgan nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzei obmet, dass die Steuerkanten eines Drehschiebers (30) stufenförmig in der Weise abgesetzt sind, dass die Stufen (35) von konzentrischen oder exzentrischen Zylinderflächen oder von Ebenen gebildet sind.