DE2148054B2 - Lenkventil für eine Hilfskraftlenkung für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenkventil für eine Hilfskraftlcnkung für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs I. Derartige Einrichtungen sind bekannt (US-PS 32 92 449). Bei diesen Lcrikcinrichtungcn wird die Auslenkung des Ventils durch eine zwischen zwei gekreuzten Gleitbahnen abrollende Kugel bewirkt. Die hierdurch crzielbare Ansprechempfindlichkeit des Ventils ist nicht immer ausreichend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenkventil für Hilfskraftlcnkiingcn nach dem Oberbegriff des Anspruchs I so auszugestalten, daß die Ansprechempfindlichkeit auf wechselnde, vom Fahrer der Lenkwelle mitgeteilte Lenkbewegungen erhöht wird.

Diese Aufgabe wird mil den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegebenen Mitteln gelöst.

In zweckmäßigen Weiterbildungen ist der Steurrring mit einem Hilfssteiicrring verbunden, der über in eine Nut der Ventilhülse eingreifende Arme die Venlilhülse formschlüssig mitnimmt und sind die Steuerbünde der Ventilbohrung und der Ventilhülse scharfkantig ausgebildet.

Bei einem Steuerventil gemäß der Erfindung ist dafür Sorge getragen, daß die die wechselseitige Beaufschlagung des Kolbens steuernde Ventilhülse jeder noch so geringen Axialbewegung des Steuerringes spielfrei folgt und somit die Ansprechempfindlichkeit der Hilfskraftlenkung auf Lenkbewegungen des Fahrers wesentlich erhöht wird.

Die Frfindung wird anhand eines in den. Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt Fig. I einen Längsschnitt durch eine Hilfskraftlenkung mit einem erfindungsgemäßen Lenkventil, F i g. 2 den Schnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1;

Fig.3 einen vergrößerten Schnitt durch das erfinilungsgemäße Lenkventil in F i g. 1;

¹'"' F i g. 4 einen Schnitt durch die miteinander verbundenen Steuerringe;

F i g. 5 eine Seitenansicht der Steuerringe nach F i g. 4 und

Fig.6 eine Frontalansicht der Steuerringe nach 2» Fig.4.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Lenkgetriebegehäuse mit

10 bezeichnet. In einem im Lenkgetriebegehäuse 10 gebildeten Zylinder 12 ist ein axial verschiebbarer Arbeitskolben 14 angeordnet. Das Gehäuse 10 ist mit

·?"> einer Endwand 16 versehen, die mit dem linken Ende 18 des Arbeitskolbens 14 eine erste Druckkammer 20 bildet. Das rechte Ende des Gehäuses 10 ist mit einer öffnung versehen, in der ein Ventilgehäuse 22 befestigt ist. Das Ventilgehäuse 22 bildet mit dem rechten Ende

ι» 24des Arbeitskolbcns 14 eine zweite Druckkammer 26.

Die Mantelfläche des Arbcitskolbcns 14 ist mit einer Verzahnung 28 versehen, die eine Zahnstange bildet. Die Verzahnung 28 steht in Eingriff mit Zähnen 30 eines Zahnsegmentes 32. Das Zahnsegment 32 ist auf einer ''· Lcnkhcbclwelle 34 angeordnet, die senkrecht zur geometrischen Achse des Arbeitskclbens 14 verläuft. Das Gehäuse 10 ist, wie aus F ί g. 2 /\i ersehen isl, mit Öffnungen 36 und 38 zur Aufnahme der Lcnkhebelwellc 34 versehen, an die mittels einer Kerbverzahnuug 40 ein '^(| Lenkungsgestänge angeschlossen iss. Das andere Ende der Lenkhcbclwclle 34 ist in einer Lagerbohrung 42 drehbar gelagert, die in einem in der Öffnung 36 des Gehäuses 10 angeordneten Verschlußteil 44 ausgebildet ist. Im Verschlußteil 44 ist weiterhin eine Einstcllschrau- ■>'· bc 46 angeordnet, über die das Zahnsegment }2 spielfrei eingestellt werden kann.

Der Arbcitskolbcn 14 weist eine Miltclbohrung 48 mit einer Schraubcnnut 50 auf. in die über Kugeln 54 cir.e Schraubspindel 52 eingreift. Das eine Ende der '*> Mitlclbohrung 48 des Arbcitskolbens 14 isl durch ein Verschlußteil 55 verschlossen, um die Druckkammer 20 von der Mittclbohrung 48 abzutrennen.

Das in der Mitielbohrung 48 des Arbcitskolbens 14

liegende Ende der Schraubspindel 52 ist über einen

^Γ>ί Kerbstift 60 drehfest mit dem einen Ende eines in deren Innerem verlaufenden Torsionssiabes 56 verbunden.

Das andere Ende des Torsionsstabes 56 erstreckt sich in eine Mittelbohrung einer Eingangswelle 58 und ist mit dieser ebenfalls über einen Kerbstift 60 drehfest

ho verbunden.

Eine Venlilhülse 62 isl die liingangswclle 58

umgebend im Ventilgehäuse 22 angeordnet. Sie ist mit Steuerbünden 64, 66 und 68 versehen, die mit .Steuerbünden in einer Ventilbohriing 70 im Ventil·

*λ gehäuse 22 zusammenwirken.

Ein Druckmittel-Zufuhrkanal 72 isl im Ventilgehäuse 22 angeordnet und führt Druckmittel in eine Ringnut 74, die zwischen den beiden Bünden 66 und 68 gebildet ist.

Eine Ringnut 76 im Ventilgehäuse 22 wirkt mit dem Steuerbund 68 zusammen. Die Ringnut 76 steht über einen Kanal 78 im Ventilgehäuse 22 und über einen Kanal 80 im Gehäuse 10 mit der Druckkammer 20 am linken Ende des Kolbens 14 in Verbindung.

Eine zweite Ringnut 82 im Ventilgehäuse 22 wirkt mit dem Steuerbund 65 zusammen. Die Ringnut 82 steht über einen Kanal 84 im Ventilgehäuse 22 mit der Druckkammer 26 am liiiKen Ende des Kolbens 14 in Verbindung.

Ein Druckmittel-Rückflußkanal 86 ist am rechten Ende der Ventilhülse 62 durch den Ringspalt zwischen der Ventilbohrung 70 und der Eingangswelle 58 gebildet und steht in Verbindung mit einem Auslaß 88. Der Rückflußkanal 86 steht hierbei über den Ringspalt zwischen der Ventilhülse 52 und der Eingangswelle 58 auch mit der Ventübohrung an der linken Seite der Ventilhülse 62 in Verbindung.

Bei einer Bewegung der Ventilhülse 62 nach rechts wird eine Verbindung zwischen dem Zufuhrkanal 72 und der Ringnut 76 vergrößert, während eine Verbindung zwischen der Ringnut 82 und dem Auslaß 8R verringert wird. Dadurch ergibt sich in der Druckkammer 20 eine Druckerhöhung, wodurch der Kolben 14 nach rechts verschoben wird. Gleichzeitig wird die Verbindung zwischen der Ringnut 82 und dem Zufuhrkanal 72 verringert und die Verbindung zwischen der Ringnut 82 und dem Auslaß 88 vergrößert. Das ergibt eine Druckverringerung in der Druckkammer 26. In umgekehrter Weise wird, sobald die Ventilhülse 62 nach links verschoben wird, eine Druckerhöhung in der Druckkammer 26 und eine Druckverringcrung in der Druckkammer 2G eintreten, wodurch der Kolben 14 nach links verschoben wird. Das rechte Ende der Eingangswcllc 58 ist in einer Vlitlelbohrung des Ventilgehäuscs 22 über ein Lager 90 drehbar gelagert und über eine Dichtung 92 abgedichtet.

Die Schraubspindel 52 ist mit einem Viclnutprofil % versehen, das mit einem ein Vielniilprofil 94 aufweisenden Abschr'tl der Eingangswelle 58 in Eingriff steht. Am äußeren Umfang des in Γ ig. J rechten Endes 98 der Schraubspindel 52 ist eine Schrägverzahnung 100 angeordnet, die mehrere Schraubcngänge. vorzugsweise drei, aufweist. Die Schrägverzahnung 100 steht in Eingriff mit einer Verzahnung 112. die am inneren Umfang eines topfförmigcn Stcuci inges 102 angeordnet ist. Der Hoden des Sleuerringes 102 enthält eine zentrische Öffnung mit einem Viclnutprofil 103. das mit dem Vielniilprofil 94 der Eingangswelle 58 in Eingriff steht.

Ein Hilfsstcucrring 104 ist mit dem Stcuerring 102 verbunden. Er ist mil zwei Armen 106 versehen, die sich axial durch Öffnungen 108 im Steuerring 102 erstrecken und nach einwärts abgebogen sind und in eine Nut 110 in der Vcniilhülse 62 eingreifen.

Eine Feder 109 ist zwischen einer Schulter der Eingangswclle 58 und der Ventilhülse 62 angeordnet. Die Feder 109 soll jedes Spiel zwischen der Ventilhülse 62 und dem Steuerring 102 beseitigen, der wieder über seine Verzahnung 112 in Eingriff mit der Schrägverzahnung an der Schraubspindel 52 steht.

Die Verzahnung 112 des Steuerringes 102 erstreckt sich nur über einen bestimmten Bereich des Innenurnfanges und wird unmittelbar beim Prägen des Steuerringes 102 hergestellt.

Sobald ein Drehmoment auf die F.ingangswelle 58 ausgeübt wird, wird dieses durch den Torsionsstab 56 direkt auf die Schraubspindel 52 übertragen. Hierbei wird sich der Torsionsstab 56 elastisch verdrehen.

i" Sobald diese elastische Verdrehung eintritt, tritt eine Relativdrehung des Sleuerringes 102 gegenüber dem rechten Ende 98 der Sehraubspindel 52 auf. Diese Relativdrehung bewirkt durch die Schraubverbindung zwischen der Schraubspindel 52 und dem Steuerring 102

ΐϊ eine axiale Verschiebung der Veniilhülse 62.

Wird ein Drehmoment in Rechtsdrehung auf die Eingangswelle 58 ausgeübt, so wird der Steuerring 102 in der Zeichnung nach links bewegt. Die Feder 109 hält hierbei die Ventilhülse 62 in ständiger Anlage gegen den

-'Ii Steuerring 102, so daß die Ventilhülse 62 dem Steuerring 102 spielfrei folgt. Eine solche Verschiebung der Steuerhülse 62 ergibt eine Druckerhöhung in der Druckkammer 20 und eine Druckverminderung in der Druckkammer 26.

-'■Ί Wird ein Drehmoment in Linksdrehung auf die Einga:.gswelle 58 ausgeübt, so bewirkt die Schraubverbindung zwischen dem Steuerring 102 und der Schraubspindel 52 ein axiales Verschieben des Steuerringes 102 nach rechts. Die axiale Bewegung des

ι» Steuerringes 102 wird unmittelbar auf die Veniilhülse 62 übertragen und diese hierbei entgegen der Kraft der Feder 109 nach rechts verschoben. Dadurch ergibt sich eine Druckerhöhung in der Druckkammer 26 und eine Druckverminderung in der Druckkammer 20.

f> Sollte die Veniilhülse 62 aus irgendeinem Grunde hängenbleiben, während sich der Steuerring 102 nach links bewegt, so sorgen die Arme 106 des Hilfssteuerringes 104. die in die Nut 110 der Ventilhülse 62 eingreifen, dafür, daß die Ventilhülse 62 der Bewegung des

J» Steuerringes 102 folgt.

Bei dem erfindungsgcmäßen Lenkventil tritt zwiscncn den beiden Enden der die Ventilhülse 62 belastenden Feder 109 keine Relativdrehung auf. so daß störende Reibungseinflüsse vermieden wcden. Das

··*· erfindungsgemäüe Lenkventil sorgt dur<"h die Fnder 109 für ein ständiges, spielfreies Anliegen der Ventilhülse 62 an den Steuerring 102 und ergibt hierdurch eine Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit der llilfskraftlenkung auf Lenkbewegungen des Fahrers.

'·<· Bei einem erfindungsgemäßen Lenkventil ist es möglich, die Steuc-bünde der Ventilhülse 62 scharfkantig und nicht wie früher üblich, abgeschrägt auszuführen. Ebenso können die Stcuerbünde in der Veniilbohrung 79 seiiurfkantig ausgeführt werden. Diese scharfkantige

¹^ Ausführung vermindert weiterhin unerwünschte Leckverluste. Durch den einfachen Aufbau der ei ^:indungsgcmäßen Steuerringe kann eine Ventilhülse mit geringerem Außendurchmesser verwendet werden, wodurch ebenfalls Leckverluste verringert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Lenkventil für eine Hilfskrafllenkung für Fahrzeuge, mit einem in einem Lenkgetriebegehäuse aufgenommenen Arbeitskolben, der mittels einer an seiner Mantelfläche angeordneten Zahnstange in ein Lenksegment eingreift und über einen Kugelumlauf durch eine Schraubspindel axial verschiebbar ist, wobei die Schraubspindel mit einer im Lenkgetriebegehäuse drehbar gelagerten Eingangswelle durch einen koaxial in dieser aufgenommenen Torsionsstab verbunden ist und die Eingangswelle von einer in einer Ventilbohrung im Lenkgetriebegehäuse axial verschiebbar aufgenommenen Ventilhülse umgeben ist, die durch eine Gewindepaarung in Antriebsverbindung mit einem an der Schraubspindel axial vorstehenden Ringbund steht und durch eine sich an der Eingangswelle abstützende Druckfeder in Richtung zur Gewindepaamng hin axial belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der am Ringbund (98) ausgebildete Teil der Gewindepaarung durch eine Schrägverzahnung (100) gebildet wird, in die ein lopfförmigcr Steuerring (102) mit seiner Wandung eingreift, dessen Boden mit einer ein Vielnutprofil (103) enthaltenden zentrischen öffnung auf einem ein Vielnutprofil (94) aufweisenden Abschnitt der Eingangswelle (58) verschiebbar sitzt und unter der Last der Druckfeder (109) an einer Stirnfläche der Ventilhülse (62) anliegt.

2. Lenkventil nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, üaß der Steuerring (102) durch einen Hilfsslcuerring (1(V") an d··. Stirnfläche der Venlilhülse (62) gehalten « ird. wobei der I lilfssteuerring (104) mit Armen (106) dun. Öffnungen (108) im Steuerring (102) in eine Umfangsmn (110) der Ventilhülsc (62) greift.

3. Lenkventil nach den Ansprüchen I und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Sicuerbündc (76 und 80 bzw. 64, 66 und 68) der Vcntilbohrung (70) und der Ventilhülse (62) scharfkantig ausgebildet sind.