DE2109917C3

DE2109917C3 - Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2109917C3
Application number: DE2109917A
Authority: DE
Inventors: Akira Tokio Akima
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1970-03-03
Filing date: 1971-03-02
Publication date: 1980-07-10
Also published as: JPS512179B1; FR2084141A5; DE2109917A1; US3735832A; CA923437A; GB1286425A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem an eine öldruckquelle angeschlossenen Steuerventil eines Lenkkraftverstärkers, mit einer in einem Ventilgehäuse angeordneten mit dem Lenkrad gekuppelten Eingangswelle und einer auf ein Lenkgetriebe wirkenden Ausgangswelle, die zueinander axial ausgerichtet und miteinander über ein einen kleinen gegenseitigen Drehwinkel zulassendes Torsionsglied gekuppelt sind, mit einer Ventilkammer und Ventilscheiben, von denen eine mit der Eingangswelle und eine mit der Ausgangswelle drehfest verbunden ist und mit kreissymmetrisch angeordneten, sich je nach relativer Drehstellung überlappenden Steueröffnungen, welche vor Mündungen an Seitenflächen der Ventilkammer He- > genden ölzu- und ölabfuhrkanälen bzw. ölabgabekanälen zum Lenkkraftverstärker liegen und die Kanäle miteinander verbinden oder trennen.

Eine Lenkvorrichtung dieser Art ist aus der US-PS 3227178 bekanntgeworden. Dabei wird das ^teuer-I« ventil durch zwei mittels einer wellenförmigen Feder und einem Andrückkolben gegeneinander gehaltenen Ventil-Steiierscheiben gebildet. Dadurch sind die beiden Ventilscheiben einem Kontaktdruck ausgesetzt, der einen unerwünschten Reibungswiderstand verurrncht und im übrigen bei den auftretenden verschiedenen Arbeitsdrücken nur schwer in vorhersehbaren Grenzen festgelegt werden kann. Auch ist die konstruktive Ausbildung ihrer Steueröffnungen bsi dieser bekannten Lenkvorrichtung außerordentlich kompliziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Gattung bezüglich der konstruktiven Ausbildung des Steuerventils erheblich zu vereinfachen und .') dabei an den Steuerscheiben auftretende Reibungsund Öldruckkräfte sicher zu beherrschen und Rückwirkungen auf die Drehbewegung zu vermeiden.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Lenkvorrichtung dadurch,

in a) daß die mit der Ausgangswelle verbundene Ventilscheibe Teii eines mit dem scheibenförmig ausgebildeten Ende der Ausgangswelle verbundenen Ventilkörpers ist und mit dem scheibenförmigen Ende diesem gegenüberliegend die Γι Ventilkammer für die mit der Eingangswelle

verbundene Ventilscheibe bildet;
b) daß die ölzu- und ölabführkanäle und die ölabgabekanäle in dem Ventilkörper angeordnet sind und die ölzu- und ölabführkanäle an der von in dem Ventilkörper begrenzten Seitenfläche der

Ventilkammer erweiterte Mündungen aufweisen und daß die Steueröffnungen in der mit der Eingangswelle verbundenen Ventilscheibe als Kreisbohrungen ausgebildet sind,
r» c) und daß in drr dieser Seitenfläche gegenüberliegenden, von dem scheibenförmig ausgebildeten Ende der Ausgangswelle gebildeten Seitenfläche zu den Mündungen symmetrische Hohlräume vorgesehen sind.

ίιι Die Vorteile eines so gekennzeichneten Steuerventils bestehen darin, daß es praktisch nur eine mit kreisrunden öffnungen versehene Ventilscheibe enthält, die leicht herzustellen ist und keinem Reibungswiderstand durch aufgebrachte Andruckkräfte ausgesetzt ,·, ist. Da ferner das Drucköl durch die Steueröffnungen in der Ventilscheibe, den Mündungen der ülzuführ- und -abführkanäle symmetrisch gegenüberliegende Hohlräume in der anderen Steuerscheibe fließen kann, neutralisiert sich in jeder Drehstellung der aus-Mi geübte Öldruck.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen den Steueröffnungen in der Ventilscheibe Durchlaß-Öffnungen angeordnet, die jede Mündung unmittelbar mit dem ihr gegenüberliegenden Hohlh-> raum verbinden. Dadurch ist stets ein sofortiger Druckausgleich möglich.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindungwird im folgenden anhand der Zeichnungen nä-

her beschrieben. Es zeigt

Fig, 1 eine Schnittansicht einer Lenkvorrichtung mit einem Steuerventil nach der Erfindung in neutraler Stellung entlang der rechtwinkligen Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie H-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der teilweise kreisförmigen Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine Schnittansicht des nach rechts lenkenden Steuerventils entlang der winkeligen Linie IV-IV in Fig. 5,

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 eine Schnittansicht des nach links lenkenden Steuerventils entlang der winkeligen Linie VI-VI in Fig. 7,

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in Fig. 6.

In den Figuren bezeichnet 1 ein Gehäuse, in das eine mit dem Lenkrad la verbundene Eingangswelle 2 und eine auf eine Lenkzahnstange." a einwirkende Ausgangswelle 3 eingesetzt sind; beide Wellen sind zueinander axial ausgerichtet und durch eine Torsionsstange 4 miteinander gekuppelt, so daß bei Anlegung eines Drehmoments mittels des Lenkrades Za zwischen den beiden Wellen 2 und 3 eine begrenzte Winkelverdrehung auftreten kann. Das innere Ende der Ausgangswelle 3 bildet eine Steuerscheibe und hat Tellerform, und ein die Eingangswelle 2 im wesentlichen umgebender Ventilkörper 5 endet in einer Napfform, wobei der Ventilkörper 5 mit seinem Umfangsrand die tellerförmige Steuerscheibe dichtend berührt und mit letzterer formschlüssig verbunden ist. Die tellerförmige Ventilscheibe der Ausgangswelle 3 und das napfförmige Ende des Ventilkörpers 5 bilden zwischen sich eine Ventilkammer 6 zur Aufnahme einer mit öffnungen versehenen Ventilscheibe 7, die sich am inneren Ende der Eingangswelle 2 befindet und mit ihr ein? Einheit bildet.

Wie Fig. 1 zeigt, sind in dem Ventilkörper 5 zwei auf einem Kreis und diametral gegenüberliegende ÖI-zuführkanäle 10, 10 vorgesehen, von denen der in Fig. 1 oberhalb der horizontalen Mittellinie liegende Kanal 10 über einen Rohrstutzen mit einer ölpumpe 9 und einem öltank 8 verbunden ist. Der andere ölzuführkanal 10, wegen des winkeligen Schnittes der Fig. 1 nicht sichtbar, ist ebenfalls mit der ölpumpe und dem öltank verbunden. Da der Ventilkörper 5 beim Betätigen der Lenkrades la eine begrenzte Rechts- und Linksdrehung im Ventilgehäuse ausführen kann, erfolgt die Zuführung des Öles zu den beiden Kanälen 10, 10 durch einen unter dem genannten Rohrstutzen liegenden mittleren Ringkanal (nicht schraffierte, etwa rechteckige Fläche), der im Außenumfang des Ventilkörpers vorgesehen ist. Rechts und links von diesem Ringkanal ist je ein weiterer Ringkanal zu sehen, auf die später eingegangen wird. Die der Ventilscheibe 7 benachbarten Mündungen 11,11 der Kanäle 10,10 erweitern sich konisch und bilden im Durchmesser vergrößerte Hohlräume; Fig. 1 zeigt nur einen der Hohlräume.

Der Ventilkörper 5 enthält ferner zwei ölabführkanäle 12,12, von denen die Fig. 1 nur den unterhalb der Mittellinie liegenden Kanal zeigt. Beide Kanäle liegen ebenfalls auf einem Kreis diametral gegenüber und stehen durch einrr ringartigen Kanal, der von einer Seitenfläche des rechten Kugellagers und einem Ausstich aus dem Ventilkörper 5 gebildet ist, über einen Rohrstutzen rechts unten unmittelbar mit dem Öltank 8 in Verbindung. Die Kanäle 12, 12 bilden zur Ventilscheibe 7 hin ebenfalls im Durchmesser > größer werdende Mündungen 13, 13.

Fig. 2, die eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1 zeigt, läßt erkennen, daß die soeben genannten Mündungen 13, 13 rechtwinkelig zwischen den Mündungen 11, 11 liegen. Sie zeigt ferner, daß

ι» die Ventilscheibe 7 folgende acht im Uhrzeigersinn gezählte Öffnungen aufweist: 23, 19, 23, 20, 23, 21, 23 und 22. Jeweils zwischen den Mündungen 11,11 13,13 liegen im Ventilkörper 5 Öffnungen von ölabgabekanälen 18,18 bzw. 17,17 jeweils diametral ge-

Ii genüber. Auf den Zweck der vier Öffnungen 23 wird später noch eingegangen. Die Figur läßt ferner am unteren Ende der Ventilscheibe 7 einen (nicht bezeichneten) Zapfen erkennen, der in eine Ausnehmung der Steuerscheibe hineinragt. Dieser Zapfen,

2<) der in der neutralen Stellung des S'suerventils steht, soll die rechts- und ünksdrehende bewegung der Ventilscheibe 7 begrenzen. Die im Ventilkörper 5 vorhandenen zwei Olabgabekanäle 17,17 münden in den schon erwähnten linken Ringkanal und Steher, über

-'■> den aus Fig. 4 ersichtlichen Rohrstutzen mit einer Kammer IS eines doppelt wirkenden Öldruckzylinders 14 in Verbindung. Zwei weitere olabgabekanäle 18,18 (Fig. 6) münden in den rechten Ringkanal, der über einen rechten Rohrstutzen mit einer Kammer

in 16 des Öldruckzylinders Verbindung hat. Auch hier ist der zweite Kanal 18 wegen des winkeligen Schnitts der Fig. 6 aus dieser Figur nicht ersichtlich. Zu beachten ist, daß sich alle vier Kanäle 17, 17 und 18, 18 an ihren der Ventilscheibe 7 gegenüberliegenden

ii Mündungen nicht erweitern.

Jede der vier Steueröffnungen 19,20,21, 22 in der Ventilscheibe 7 liegt in der Neutralstellung (Fig. 2) zwischen benachbarten Mündungen 11 und 1.3, hat im wesentlichen die gleiche Fläche wie die Mündungen 11 und 13 und bildet einen Durchgang in der Ventilscheibe 7. Dies wird aus Fig. 3 deutlicher, die eine Schnittansicht entlang der teilweise kreisbogenförmigen Linie III-III in Fig. 2 zeigt. Die Ventilscheibe 7 mit den hier sichtbaren Öffnungen 22, 23,19, 23 und 20 berührt dichtend den Ventilkörper 6 mit den Öffnungen der olabgabekanäle 17 und 18 und den Mündungen 11 und 13. Durch den Kanal 10 wird öl zugeführt, durch den Kanal 12 wird öl zurückgeführt. Die konusförmige Mündung 11 greift, wie durch Pfeile an-

vi gedeutet, etwas über den Außenrand der Öffnung 23 hinaus, so daß öl sowohl in die Öffnung 22 mit sich anschließendem ölabgabekanal 17 als auch in die Öffnung 19 mit sich anschließendem ölabgabekanal 13 fließen kann. Das in die Öffnung 19 einströmende

ν-) öl fließt ferner, wie ein anderer Pfeil andeutet, in die Mündung 13 mit sich anschließendem Kanal 12 zum Rückführen des Öls in den Öltank 8. In Fig. 2 ist das Übergreifen der konischen Mündungen 11 und 13 über die öffnungen 19 bis 22 hinaus durch ein Sich-

bo Überschneiden jeweils zweier Kreise sichtbar gemacht.

Die Steueröffnungen 19, 20, 21 und 22 sind, wie gesagt, so angeordnet, daß sie in der genannten Neutralstellung, wie sie in der Fig. 2 gezeigt ist, jede der

b) benachbarten Mündungen 11, 13 zum Teil überlappen. In diesem Betriebszustand fließt das von der Pumpe 9 gelieferte öl aus jeder Mündung 11 des Kanals 10 in anliegende Steueröffnungen 19, 22 bzw.

20, 21 und durch jede Mündung 13 und jeden Kanal 12 zum öltank zurück. In den ölabgabekanälen 17 oder 18 kann sich kein Druck aufbauen.

Fig. 4 und 5 zeigen ein Steuerventil, dessen Ventilscheibe 7 durch die Eingangswelle 2 eine rechtsdrehende Bewegung ausgeführt hat. In dieser Betriebsstellung überlappt jede Mündung 11 nur die Steueröffnung 20 bzw. 22, so daß das von jedem ölzuführkanal 10 kommende Öl jeweils durch die ölabgabekanäle 17 in die eine Kammer 15 des Öldruckzylinders 14 fließt. Gleichzeitig werden die ölabführkanäle 12 über die Mündungen 13 nur mit den Steueröffnungen 19, 11 und durch diese mit den Kanälen 18 verbunden, so daß die Kammer 16 mit dem Ablauf verbunden ist. Dadurch bewegt sich der Kolben des Öldruckzylinders 14 in die gewünschte, die Lenkung unterstützende Richtung.

Wenn umgekehrt gemäß Fig. 6 und 7 der Vcnlilscheibe 7 durch die Eingangswelle 2 eine linksdrehende Bewegung erteilt wird, überlappt jede Mündung 11 nur die Steueröffnung 19 oder 21, so daß das öl, das von jedem Kanal 10 geliefert wird, von den Steueröffnungen 19 und 21 und durch die jeweiligen ölabgabekanäle 18 in die andere Kammer 16 de« Öldruckzylinders 14 fließt; sein Kolben wird in die entgegengesetzte Richtung bewegt.

Die ölzu- und Rückführkanäle 10 und 12 sind se angeordnet, daß ihre Mündungen 11, 11 und 13, l.¹ einer Seitenfläche der Ventilschcibc 7 gegenüberliegen. An den diesen Mündungen gegenüberliegender Stellen in der Ventilscheibe 7 sind vier Durchlaßöff nungen 23 (Fig. 2) und in der tellerförmigen Ventilscheibe der Ausgangswelle 3 sind entsprechende, ko nisch sich erweiternde Hohlräume 24 (Fig. I vorgesehen, die mit den Mündungen 11, 11; 13, l.¹ fluchten und diesen in ihren Abmessungen e itspre chen. Dadurch ist der auf die eine Seitenfläche dei Ventilschcibe 7 wirkende Druck gleich dem auf dit andere Seitenfläche der Steuerscheibe wirkender Druck, d. h. die auf beide Seitenflächen ausgeübter Kräfte neutralisieren sich. Dadurch wird verhindert daß der Öldruck nur auf eine Seitenfläche der Ventilscheibe 7 wirkt und deren Drehbewegung behinder bzw. erschwert.

Hierzu } Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem an eine öldruckquelle angeschlossenen Steuerventil eines Lenkkraftverstärkers, mit einer in einem Ventilgehäuse angeordneten mit dem Lenkrad gekuppelten Eingangswelle und einer auf ein Lenkgetriebe wirkenden Ausgangswelle, die zueinander axial ausgerichtet und miteinander über ein einen kleinen gegenseitigen Drehwinkel zulassendes Torsionsglied gekuppelt sind, mit einer Ventilkammer und Ventilscheiben, von denen eine mit der Eingangswelle und eine mit der Ausgangswelle drehfest verbunden ist und mit kreissymmetrisch angeordneten, sich je nach relativer Drehstellung überlappenden Steueröffnungen, welche vor Mündungen an Seitenflächen der Ventilkammer liegenden ölzu- und ölabfuhrkanälen bzw. ölabgibekanälen zum Lenkkraftverstärker liegen und die Kanäle miteinander verbinden oder trennen, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die mit der Ausgangswelle (3) verbundene Ventilscheibe Teil eines mit dem scheibenförmig ausgebildeten Ende der Ausgangswelle (3) verbundenen Ventilkörpers

(5) ist und mit dem scheibenförmigen Ende diesem gegenüberliegend die Ventilkammer

(6) für die mit der Eingangswelle (2) verbundene Ventilscheibe (7) bildet,

b) daß die ölzu- (10) und ölabführkanäle (12) und die ölabgabekanäle (17, 18) in dem Ventilkörper (5) angeordnet sind und die ölzu- und ölabfüi.rkanäle an der von dem Ventilkörper begrenzten Seitenfläche der Ventilkammer (6) erweiterte Mündungen (11, 13) aufweisen und daß die Steueröffnungen (19, 20, 21, 22) in der mit der Eingangswelle (2) verbundenen Ventilscheibe

(7) als Kreisbohrungen ausgebildet sind,

c) und daß in der, dieser Seitenfläche gegenüberliegenden, von dem scheibenförmig ausgebildeten Ende der Ausgangswelle (3) gebildeten Seitenfläche, zu den Mündungen symmetrische Hohlräume (24) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Steueröffnungen (19 bis 22) in der Ventilscheibe (7) Durchlaßöffnungen (23) angeordnet sind, die jede Mündung (11, 13) unmittelbar mit dem ihr gegenüberliegenden Hohlraum (24) verbinden.