DE19961017A1 - Vorrichtung zum Steuern von Druckmedium, insbesondere für Lenkungen von Kraftfahrzeugen - Google Patents
Vorrichtung zum Steuern von Druckmedium, insbesondere für Lenkungen von KraftfahrzeugenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern von Druckmedium, insbesondere für Lenkungen von Kraftfahrzeugen, mit einer Servopumpe (12), die aus einem Druckmittelbehälter (13) Druckmedium zu einem Lenkventil (1) fördert, das mit einem Lenkhandrad in Wirkverbindung steht, einer Rücklaufleitung (15) zum Druckmittelbehälter (13) und einem Servomotor (11), der mit dem Lenkventil (1) verbunden ist, mindestens einem Dämpfungsventil (19) und einem regelbaren Ventil (16), die so in Wirkverbindung stehen, daß eine parameterabhängige Dämpfung dargestellt werden kann.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern
von Druckmedium nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 nä
her definierten Art.
Vorrichtungen zum Steuern von Druckmedien sind für die
unterschiedlichsten Anwendungsfälle aus dem Stand der Tech
nik bekannt. Besonders bei hydraulischen Lenkungen, bei
denen eine Pumpe aus einem Vorratsbehälter Druckmedium an
saugt und über ein Steuerventil an einen Stellmotor weiter
leitet, wird das Druckmedium für verschiedene Aufgaben ver
wendet.
So wird mit dem Druckmedium nicht nur der Stellmotor betä
tigt, sondern das Druckmedium wird zur Steuerung weiterer
Eigenschaften der Lenkung verwendet. Hydraulische Lenkungen
für höhere Komfortansprüche werden meist so definiert, daß
sie geschwindigkeitsabhängig die Servounterstützung variie
ren können. Bei hohen Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeuges
wird die Lenkung schwergängig, um dem Fahrer einen Eindruck
von den auftretenden Kräften zu übermitteln. Im Stadtver
kehr und beim Rangieren wird jedoch eine große Unterstüt
zung zur Reduzierung der aufzubringenden Kräfte verlangt.
Diese Eigenschaften erfordern aber einen hohen konstrukti
ven Aufwand und bringen zum Teil erhebliche energetische
Verluste mit sich. Bei den heutigen Kraftfahrzeugen wird
immer mehr Wert auf Komfort und ein niedriges Geräuschni
veau gelegt. Dabei übernimmt auch die Lenkung immer mehr
zusätzliche Aufgaben, sei es zur Komfortsteigerung oder zur
Geräuschreduzierung.
In der DE 197 35 757 A1 ist eine Vorrichtung zum Steu
ern der Fördermenge einer hydraulischen Hilfskraftlenkung
beschrieben, bei der die Wirkungsgradverluste dadurch mini
miert werden, daß der Förderstrom der Pumpe teilweise nicht
über das Lenkventil, sondern direkt abhängig von der Lenk
winkelgeschwindigkeit des Lenkhandrades gesteuert wird. Bei
Geradeausfahrt wird somit ein Teil des Förderstromes der
Pumpe direkt über den Rücklauf zurück in den Tank geleitet.
Die in der DE 197 35 757 A1 beschrieben Vorrichtung
dient somit zu einer Wirkungsgradverbesserung durch parame
tergesteuerte Einflußnahme auf das Druckmedium. Nachteilig
wirkt sich bei dieser Anordnung jedoch die Tatsache aus,
daß von außen auf das Fahrzeug einwirkende Störgrößen, wie
z. B. Unwuchten der Reifen oder Stöße von der Fahrbahn,
direkt über die Lenkung und das Lenkhandrad an den Fahrer
weitergegeben werden. Dies führt zu einer Unsicherheit des
Fahrers und zu starken Komforteinbußen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde
eine Vorrichtung zum Steuern von Druckmedium darzustellen,
die die vorhandenen Störeinflüsse aufnimmt und so verarbei
tet, daß sie der Fahrer nicht mehr wahrnehmen kann.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch
eine, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs
aufweisende, gattungsgemäße Vorrichtung zum Steuern von
Druckmedium gelöst.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Er
findung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Erfin
dung ist aber nicht auf die Merkmalskombinationen der An
sprüche beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann
weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen
und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, ein regelbares
Ventil, das mit mindestens einem Dämpfungsventil zusammen
wirkt, zwischen einem Lenkventil und einem hydraulischen
Stellmotor so zu integrieren, daß eine parameterabhängige
Dämpfung dargestellt werden kann. Dieses regelbare Ventil
kann mechanisch, elektrisch, elektromagnetisch, hydraulisch
oder pneumatisch betätigt werden. Bei geschwindigkeitsab
hängigen Lenkungen, die bereits über ein Magnetventil ver
fügen, läßt sich die zusätzliche Dämpfungsfunktion leicht
integrieren. Aber auch für andere Lenkungstypen lassen sich
die Dämpfungseigenschaften darstellen. Abhängig von den
Ansprüchen an den jeweiligen Einsatz kann das Ventil so
einfach ausgeführt sein, daß man zwischen vorhandener Dämp
fung und keiner Dämpfung wählen kann, oder man verwendet
ein Ventil, das stufenlos die Dämpfung variieren kann. Die
se stufenlose Dämpfung kann beispielsweise mit Hilfe von
Steuerkanten in dem regelbaren Ventil dargestellt werden.
In einer Variante ist das Dämpfungsventil direkt in dem
regelbaren Ventil integriert. Über einen Bypass, der in der
Vorrichtung integriert ist, kann die Dämpfung umgangen wer
den. Weiterhin ist es möglich, ein Rückschlagventil in dem
Dämpfungsventil zu integrieren.
Nachfolgend sind anhand der Figuren verschiedene Aus
führungsbeispiele der vorliegenden Erfindung prinzipgemäß
beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrich
tung zum Steuern von Druckmedium, insbeson
dere für Lenkungen von Kraftfahrzeugen;
Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemä
ße Vorrichtung zum Steuern von Druckmedium
mit einem Drehschieberventil und einem damit
zusammenwirkenden Magnetventil;
Fig. 3 einen Schnitt durch ein Anwendungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Steuern von Druckmedium und
Fig. 4 eine Variante des in Fig. 3 beschriebenen
Anwendungsbeispieles.
Ein erfindungsgemäße Vorrichtung zum Steuern von
Druckmedium, insbesondere für Lenkungen von Kraftfahrzeu
gen, ist in der Fig. 1 dargestellt und weist ein Lenkven
til 1 auf, das ein erstes Ventilelement in Form eines Dreh
schiebers 2 und ein zweites Ventilelement, das als Steuer
buchse 3 ausgebildet ist, enthält.
Der Drehschieber 2 ist mit einem Ventil-Eingangsglied 4
drehfest verbunden, welches als Lenkspindelanschluß ausge
staltet sein kann. Der Lenkspindelanschluß ist beispiels
weise mit einer nicht dargestellten Lenkspindel, die ein
Lenkhandrad trägt, über ein ebenfalls nicht dargestelltes
Kreuzgelenk verbunden. Der Drehschieber 2 ist zudem über
eine nicht dargestellte Totgangkupplung mit einem Ventil-
Ausgangsglied 5 verbunden.
Das Ventil-Ausgangsglied 5 kann als Antriebsritzel oder als
Kugelgewindespindel ausgebildet sein, abhängig von der Ver
wendung bei Zahnstangen- oder Kugelmutter-Hilfskraftlenkun
gen.
An der äußeren Mantelfläche des Drehschiebers 2 sind
Steuerlängsnuten 6 angeordnet, die mit Steuerlängsnuten 7
der Steuerbuchse 3 zusammenwirken.
Das Lenkventil 1 stellt, je nach Drehrichtung, eine Druck
mittelverbindung über die Steuerlängsnuten 6 und 7 sowie
über Ringnuten 8 in der Steuerbuchse 3 zu einem Servomo
tor 11 dar.
Das Ventil-Eingangsglied 4 ist zudem über eine Dreh
stabfeder 9 mit dem Ventil-Ausgangsglied 5 verbunden. Das
Ventil-Ausgangsglied 5 seinerseits ist über ein Verbin
dungselement 10 drehfest mit der Steuerbuchse 3 verbunden.
Durch diese verschiedenen Verbindungen untereinander ist
eine begrenzte, relative Verdrehung des Drehschiebers 2 zur
Steuerbuchse 3 möglich. Durch diese relative Verdrehung der
Ventilelemente zueinander wird das von einer Servopumpe 12
geförderte Druckmittel über einen Druckmittelbehälter 13
von dem entlasteten in den belasteten Arbeitsraum des Ser
vomotors 11 geleitet.
Ein regelbares Ventil 16 sitzt zwischen dem Lenkven
til 1 und dem Servomotor 11 und ist mit den Leitungen 17
und 18 verbunden. Über Leitungen 21 und 22 ist das regelba
re Ventil 16 mit dem Servomotor 11 gekoppelt. In den Lei
tungen 17 und 18 sind Dämpfungsventile 19 und 20 inte
griert. Das regelbare Ventil 16 wird über einen Magneten 23
angesteuert. Das Druckmedium wird durch das Dämpfungsven
til 20 und das regelbare Ventil 16 geleitet. Abhängig von
der Überdeckung von Steuernuten 25, die von einem Magne
ten 23 gegen die Kraft einer Feder 24 eingestellt werden
kann, wird ein definierter Volumenstrom durch das Dämp
fungsventil 20 geleitet. An den Steuernuten 25 sind Steuer
kanten angebracht, um einen kontinuierlichen Druckaufbau
darstellen zu können. Das aus einem Druckraum 26 des regel
baren Ventils 16 verdrängte Druckmedium fließt über eine
Leitung 27 zurück zum Tank 13.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern von Druckmedium
zeigt ein Lenkventil 1 in Form eines Drehschieberventiles
und ein damit zusammenwirkendes, regelbares Ventil 16. In
das regelbare Ventil 16 ist ein Steuerventil 28 integriert,
das einen Ventilkörper 29 enthält, der in einer Ventilboh
rung 30 eines Gehäuses 31 gehalten wird. Der Ventilkörper
29 stützt sich auf einer Seite an einer Feder 32 ab und ist
auf der anderen Seite über einen Magneten 33 ansteuerbar.
Der Magnet 33 wird über geeignete Fahreugparameter ange
steuert. Ein Rücklaufraum 34 des Lenkventils 1 ist über
eine Leitung 35 mit einem Rücklaufraum 36 des regelbaren
Ventils 16 verbunden. Das Steuerventil 28 arbeitet nach dem
Druckwaage-Prinzip und ist über eine Schraube 37 einstell
bar ausgeführt. Dämpfungsventile 38 und 39 sind über Boh
rungen 40 und 41 mit dem Steuerventil 28 und dem Lenkven
til 1 verbunden. Über nicht dargestellte Nuten im Ventil
körper 29 kann das Druckmedium an den Dämpfungsventilen 38
und 39 vorbeigeleitet und so die Dämpfung umgangen werden.
In der Fig. 3 ist ein Teilschnitt durch eine erfin
dungsgemäße Vorrichtung zum Steuern von Druckmedium darge
stellt, mit einem Gehäuse 42, einem in einer Hohlschrau
be 43 integrierten Dämpfungsventil 44 und einem Rohrlei
tungsanschluß 45, sowie einem regelbaren Ventil 46, das
über einen Bypass 47 mit dem Dämpfungsventil 44 in Wirkver
bindung steht.
Fig. 4 zeigt einen Variante des in Fig. 3 dargestell
ten Ausführungsbeispieles. Der Rohrleitungsanschluß 45 ist
direkt mit dem regelbaren Ventil 46 verbunden. Zwischen dem
Rohrleitungsanschluß 45 und dem Ventilgehäuse 42 befindet
sich das Dämpfungsventil 44, in das ein Rückschlagventil 48
integriert ist, das in Wirkverbindung mit dem regelbaren
Ventil 46 steht.
1
Lenkventil
2
Drehschieber
3
Steuerbuchse
4
Ventil-Eingangsglied
5
Ventil-Ausgangsglied
6
Steuerlängsnuten
7
Steuerlängsnuten
8
Ringnuten
9
Drehstabfeder
10
Verbindungselement
11
Servomotor
12
Servopumpe
13
Druckmittelbehälter
15
Rücklaufleitung
16
regelbares Ventil
17
Leitung
18
Leitung
19
Dämpfungsventil
20
Dämpfungsventil
21
Leitung
22
Leitung
23
Magnet
24
Feder
25
Steuernuten
26
Druckraum
27
Leitung
28
Steuerventil
29
Ventilkörper
30
Ventilbohrung
31
Gehäuse
32
Feder
33
Magnet
34
Rücklaufraum
35
Leitung
36
Rücklaufraum
37
Schraube
38
Dämpfungsventil
39
Dämpfungsventil
40
Bohrung
41
Bohrung
42
Gehäuse
43
Hohlschraube
44
Dämpfungsventil
45
Rohrleitungsanschluß
46
regelbares Ventil
47
Bypass
48
Rückschlagventil
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Steuern von Druckmedium, insbeson
dere für Lenkungen von Kraftfahrzeugen, mit einer Servopum
pe (12), die aus einem Druckmittelbehälter (13) Druckmedium
zu einem Lenkventil (1) fördert, das mit einem Lenkhandrad
in Wirkverbindung steht, einer Rücklaufleitung (15) zum
Druckmittelbehälter (13) und einem Servomotor (11), der
über Leitungen (17, 18) mit dem Lenkventil (1) verbunden
ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein re
gelbares Ventil (16) zwischen dem Lenkventil (1) und dem
Servomotor (11) integriert ist und mit mindestens einem
Dämpfungsventil (20) so in Wirkverbindung steht, daß eine
parameterabhängige Dämpfung dargestellt werden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein Bypass (47) in der Vor
richtung integriert ist, mit dessen Hilfe das Dämpfungsven
til (20) umgangen werden kann.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Dämpfung über Steuer
kanten in dem regelbaren Ventil (16) variiert werden kann.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das regelbare Ventil (16)
mechanisch, elektrisch, elektromagnetisch, hydraulisch oder
pneumatisch betätigt werden kann.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Dämpfungsventil (20) in
dem regelbaren Ventil (16) integriert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß in das Dämpfungsventil (20)
mechanisch, elektrisch, elektromagnetisch, hydraulisch oder
pneumatisch eingegriffen werden kann.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß in dem Dämpfungsventil (20)
ein Rückschlagventil (48) integriert ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß in dem regelbaren Ven
til (16) ein Steuerventil (28) integriert ist, das nach dem
Druckwaage-Prinzip arbeitet.
Priority Applications (3)
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