DE2240946C3 - Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Zwischen einer Schulter 24a der Lenkspindel 24 und einer auf einen Gewindeabschnitt 246 geschraubten Mutter 25 ist ein zwischen Lagern 27 und 28 abgestützter Kolbenschieber 26 befestigt, der in einem zwischen dem Lenkgetriebegehäuse 23 und einem Deckel 30 vorgesehenen, axial zum Kolbenschieber 26 ausgerichteten Ventilgehäuse 29 angeordnet ist Zwei Ringnuten 31 und 32 sind mit axialem Abstand zueinander in der Außenfläche des Kolbenschiebers 26 vorgesehen, während drei Ringnuten 33,34 und 35 mit iu axialem Abstand zueinander in der Innenfläche des Ventilgehäuses 29 vorgesehen sind. Die Ringnuten 33 und 35 sind über einen nicht dargestellten Kanal, der im Ventilgehäuse 29 vorgesehen ist, mit dem Druckmittelbehälter 21 verbunden, während die Ringnut 34 über einen im Ventilgehäuse 29 vorgesehenen Kanal (nicht dargestellt) mit der Servopumpe 20 in Verbindung steht. Im Ventilgehäuse ist eine sich axial erstreckende Bohrung 36 vorgesehen, die mit radial gerichteten Anschlußöffnungen 37 und 38 verbunden ist, während ein radial gerichteter Kanal 39 die axiale Bohrung36 mit der Ringnut 32 des Ventilgehäuses 29 verbindet Die Anschlußöffnung 37 ist mit dem Druckraum 14 verbunden. In die Bohrung 36 ist eine Ventilbuchse 40 eingesetzt, in der ein Kolbenschieber 41 gleitend gelagert ist In der Außenfläche des Kolbenschiebers 41 ist eine Ringnut 42 vorgesehen. Ein Kanal 43 verbindet die Anschlußöffnung 37 mit der Ringnut 4Z Eine mit dem Kanal 39 in Verbindung stehende Ringnut 44 und mehrere, die Ringnut 44 mit der Ringnut 42 verbindende Drosselöffnungen 45 sind in der Ventilbuchse 40 vorgesehen. Der Anschlußöffnung 38 wird ein mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ■ zunehmender Flüssigkeitsdruck zugeführt Der Kolbenschieber 41 wird durch eine Feder 46 nach rechts gedruckt Eine die Feder 46 aufnehmende Kammer 47 steht mit einem Ringraum 49 des Lenkgetriebegehäuses 23 über einen Kanal 48 in Verbindung. Der Ringraum 49 und ein Ringraum 50 sind über einen nicht dargestellten Kanal mit dem Sumpf 21 verbunden.

Eine der beschriebenen Anordnung gegenüberliegende und in allen Teilen entsprechende Anordnung ist für den Druckraum 17 vorhanden. Im Ventilgehäuse 29 ist eine axiale Bohrung 51 vorgesehen, deren Mitte über einen Kanal mit der Ringnut 34 verbunden ist Zwei Reaktionskolben 53 und 54 sind in der Bohrung 51 unter Zwischenfügung einer Feder 55 angeordnet Wenn alle Ringnuten 31, 32, 33, 34 und 35 miteinander in Verbindung stehen, liegt die Stirnfläche des Reaktionskolbens 53 am Lenkgetriebegehäuse 23 und am Laufring 26a des Kolbenschiebers an, während die Stirnfläche des Reaktionskolbens 54 am Deckel 30 und dem Laufring 27a des Lagers 27 anliegt.

Die Betriebsweise der Hilfskraftlenkung ist folgendermaßen:

Bei nicht verdrehtem Lenkhandrad 19 stehen alle Ringnuten 31, 32, 33, 34 und 35 miteinander in Verbindung und die von der Servopumpe 20 geförderte Flüssigkeit strömt über die Ringnuten 3i, 33,32 und 35 in den Sumpf 21 zurück. Bei einer Linksdrehung des Lenkhandrades 19 wird die Lenkspindel 24 durch den Gewindeeingriff mit de>· * '■··. .r 25 nach links bewegt. Hierbei wird die Verbindung zwischen den Ringnuten 31 und 34 und gleichzeitig den Ringnuten 32 und 35 unterbrochen, so daß die von der Servopumpe 20 in die Ringnut 34 geförderte Flüssigkeit über die Anschlußöffnung 37 dem Druckraum 14 des Lenkmotors 10 zugeführt wird und zwar über die Ringnut 32, den Kanal 39, die Ringnut 44, die Drosselöß-nungen 45, die Ringnut 42 und den Kanal 43. Aus dem Druckraum 17 wird die Flüssigkeit über die Ringnut 33 und die der Anschlußöffnung 37 gegenüberliegende Anschlußöffnung iu den Sumpf 21 abgeführt und zwar itber den Strömungsweg in der Ventilbuchse, die Ringnut in der Außenfläche des Kolbenschiebers, der die Ringnut mit der Ringnut 31 verbindet Wenn das Lenkhandrad nach rechts gedreht wird, ist die Wirkungsweise umgekehrt.

Wenn bei einer Linksdrehung des Lenkhandrades 19 das Fahrzeug langsam fährt ist der der Anschlußöffnung 38 zugeführte Flüssigkeitsdruck gering, und der Kolbenschieber 41 wird durch die Feder 46 in einer Stellung gehalten, in der die Drosselöffnungen 45 nicht geschlossen sind, wobei der Strömungswiderstand der Drosselöffnungen 45 gering ist. Wenn jedoch die Fahrzeuggeschwindigkeit e^rhöht wird, steigt der der Anschlußöffnung 38 zugeführte Flüssigkeitsdruck entsprechend an. Demgemäß verschiebt sich der Kolbenschieber 41 allmählich entsprechend der Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei die Anzahl der vom Kolbenschieber 41 verschlossenen Drosselöffnungen 45 zunimmt, so daß der Strömungswiderstand erhöht wird.

Es wird nunmehr auf F i g. 3 Bezug genommen. Ein Rückschlagventil 56 gestattet nur eine Strömung vom Lenkventil 15 zum Druckraum 14, während ein in einer das Rückschlagventil 56 umgehenden Leitung angeordnetes Druckregelventil 57 eine Strömung aus dem Druckraum 14 zum Lenkventil 15 zuläßt. Ebenso ist ein Rückschlagventil 58 vorgesehen, das eine Strömung vom Lenkventil 15 in den Druckraum 17 zuläßt, während ein in einer das Rückschlagventil 58 umgehenden Leitung angeordnetes Druckregelventil 59 eine Strömung aus der Druckkammer 17 zum Lenkventil 15 ermöglicht. Die beiden Druckregelventile 57 und 59 sind so ausgebildet, daß die die Ventile auf ihren Sitz drückende Kraft entsprechend der Fahnreuggeschwindigkeitszunahme erhöht wird. Bei nicht verdrehtem Lenkhandrad 19 ist die Auslaßöffnung der Servopumpe 20 mit dem Sumpf 21 verbunden. Bei einer Linksdrehung des Lenkhandrades 19 wird die Auslaßöffnung der Servopumpe 20 über das Lenkventil 15 und das Rückschlagventil 56 mit dem Druckraum Ϊ4 verbunden, während der Druckraum 17 über das Druckregel ventil 57 und das Lenkventil 15 mit dem Sumpf 21 verbunden ist. Umgekehrt wird bei einer Rechtsdrehung des Lenkhandrades 19 die Auslaßöffnung der Servopumpe 20 über das Lenkventil 15 und das Rückschlagventil 58 mit dem Druckraum 17 und der Druckraum 14 über das Druckregelventil 57 und das Lenkventil 15 mit dem Sumpf 21 verbunden. Ein dem Förderdruck der Servopumpe 20 entsprechender Drehwiderstand des Lenkhandrades 19 wird durch die Reaktionsvorrichtung 22 erzeugt.

Der gegen eine Rechts- bzw. Linksdrehung des Lenkhandrades 19 aufgebrachte Widerstand, d. h. der Lenkwiderstand wird auf einer geeigneten Höhe bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit gehalten, da die das Ventil der Druckregelventile 57 und 59 auf ihren Sitz drückende Kraft entsprechend der zunehmenden Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt. Wenn das Lenkrad 19, nachdem es in gewünschter Weise gedreht worden ist, freigegeben wird, versuchen die Räder 13 und 13' infolge der Rückstellkraft sich wieder in Geradeausfaurtstellung einzustellen, wobei die im Druckraum 14 enthaltene Flüssigkeit über das Druckregelventil 57 und das Lenkventil 15 in den Sumpf 21 zurückgeführt werden müßte. Da jedoch die Kraft, mit der die

Ventilkörper der Druckregelventile 57 und 59 auf ihre Sitze gedrückt werden, groß ist, kann die im Druckraum 14 enthaltene Flüssigkeit nicht durch die Rückstellkraft der Räder 13 und 13' abgeführt werden. Daher können die Räder 13 und 13' nur durch Drehung des Lenkhandrades 19 wieder in ihre Normallage zurückkehren.

Es wird nunmehr auf F i g. 4 Bezug genommen, aus der ersichtlich ist, daß die Ringnut 32 mit Kanälen 60,61, 62 und 63 im Ventilgehäuse 29 in Verbindung steht, während die Ringnut 31 einen nicht dargestellten Durchgang zur Druckkammer 17 bildet. Ein Ventilkörper 64 wird von seinem Sitz 65 im Ventilgehäuse 29 durch eine im Kanal 61 angeordnete Feder 66 in Auslaßrichtung beaufschlagt, während ein Kolben 67 vorgesehen ist, der den Ventükörper 64 gegen die Kraft der Feder 66 durch den in einer Kammer 68 herrschenden Druck auf den Ventilsitz 65 drückt. Der der zunehmenden Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Druck wird der Kammer 68 zugeführt, so daß die den Ventiikörper 64 auf den Ventilsitz 65 drückende Kraft entsprechend der Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit vergrößert wird. Wenn die Flüssigkeit aus dem Kanal 61 in den Kanal 60 strömt, d. h. wenn die Flüssigkeit aus dem Druckraum 14 des Lenkmotors 10 in den Sumpf 21 ausgetragen wird, strömt die Flüssigkeit nur, wenn der Druck innerhalb des Druckraums 14 hoch genug wird, um den Ventilkörper 64 von seinem Sitz 65

ίο entgegen der auf ihn wirkenden Kraft abzuheben. Wenn jedoch Flüssigkeit aus dem Kanal 60 strömt, öffnet sich ein in Inneren des Venlilkörpers 64 vorgesehenes Rückschlagventil 69, um einen Flüssigkeitsdurchlaß bei auf dem Ventilsitz 65 aufsitzendem Ventilkörper 64 zu schaffen. Die vorstehend beschriebene Ventilanordnung ist in einem nicht dargestellten Durchgang vorgesehen, der im Ventilgehäuse 29 angeordnet ist und die Ringnut 31 mit dem Druckraum 17 der Betätigungsvorrichtung 10 verbindet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge, bei der ein von einer Servopumpe geförderter Druckmittelstrom durch ein über ein Lenkhandrad betätigbares Axialkolben-Lenkventil mit offener Mittelstellung über je eine Arbeitsleitung mit einer in diese eingebauten Drosselstelle den beiden Druckräumen eines auf ein Lenkgestänge einwirkenden Lenkmotors zugeführt wird und der Ventilschieber des Lenkventils durch zwei koaxial zueinander angeordnete, federbelastete Reaktionskolben in Richtung auf seine Mittelstellung belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßquerschnitt jeder der beiden Drosselstellen (16, 18; 57, 59) mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs verkleinert wird, daß die beiden Reaktionskolben (53, 54) zusammen mit einer zwischen ihnen angeordneten Feder (55) in einer gemeinsamen Bohrung (51) im Ventilgehäuse (29) aufgenommen sind und mit ihren außenliegenden Stirnflächen in Ventilneutralstellung jeweils einerseits an einer Endfläche der sie aufnehmenden Bohrung und andererseits an einem Laufring (26a, 27a) eines von zwei den Ventilschieber (26) zwischen sich aufnehmenden Wälzlagern (27,28) anliegen und daß in den Federraum zwischen den beiden Reaktionskolben (53,54) der Druck des von der Servopumpe (20) zum Lenkventil (15) geförderten Druckmittelstroms geführt ist.

2. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Drosselstellen (16; 18) einen in einem Ventilgehäuse (29) angeordneten Kolbenschieber (41) aufweist, dessen Steuerbunde den Durchlaßquerschnitt steuern.

3. Hilfskrafllenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kolbenschieber (41) gegen die auf eine seiner Stirnflächen einwirkende Kraft einer Feder (46) durch ein auf seine andere Stirnfläche einwirkendes fahrgeschwindigkeitsabhängiges Drucksignal in einer Ventilbuchse (40) axial verschiebbar gelagert ist und daß der Kolbenschieber (41) eine Ringnut (42) aufweist, die über eine Anschlußöffnung (37) im Ventilgehäuse (29) mit einer der Arbeitsleitungen verbunden ist und über Drosselöffnungen (45) mit einer Ringnut (44) auf der Außenseite der in einer Bohrung (36) im Ventilgehäuse (29) aufgenommenen Ventilbuchse (40) in Verbindung steht, wobei diese Ringnut (44) über einen weiteren Kanal (39) im Ventilgehäuse (29) mit dem Lenkventil verbunden ist.

4. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Drosselstellen (57; 59) durch einen im Lenkventilgehäuse (29) angeordneten Ventilkörper (64) gebildet wird, der vermittels eines von einem fahrgeschwindigkeitsabhängigen Drucksignal betätigbaren Kolbens (67) gegen die Kraft einer Feder (66) in Richtung auf einen Ventilsitz (65) zu verschiebbar ist, und daß jeder der Ventilkörper (64) ein Rückschlagventil (56; 58) enthält, das unabhängig von der Stellung des Kolbens (67) einen Durchfluß vorherbestimmter Größe nur vom Lenkventil (15) zu der zugeordneten Arbeitsleitung zuläßt.

Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Aus der DE-OS 19 61 105 sind derartige Hilfskraftlenkungen für Kraftfahrzeuge bekannt. Bei diesen dienen die Drosselstellen zur Dämpfung der von der Fahrbahn her in der Lenkung angeregten Schwingungen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der DE-OS 19 61 105, eine ίο hydraulische Hilfskraftlenkung zu schaffen, bei der mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit eine Verringerung der hydraulischen Lenkunterstützung und eine Erhöhung einer hydraulischen Rückstellwiderstandskraft für die Räder erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst

Bei niedrigen Reisegeschwindigkeiten oder im Stand

(Ein-Ausparken) läßt sich bei der erfindungsgemäßen Hilfskraftlenkung somit das Lenkhandrad leicht betätigen und die Räder kehren schnell in ihre Normallage zurück. Bei höheren und Höchstgeschwindigkeiten, bei denen zu schnelle und starke Lenkradeinschläge bereits zum Verlassen der Fahrspur führen könnten, ist eine größere Lenkkraft erforderlich, so daß ein Übersteuern des Fahrzeuges mit größerer Sicherheit vermieden wird.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Erfindung soll nun anhand der Figuren genauer beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Hilfskraftlenkung,

Fig.2 einen Schnitt durch das vom Lenkhandrad betätigbare Axialkolben-Lenkventil der Hilfskraftlenkungnach Fig. 1,

Fig.3 ein Blockbild einer zweiten Ausführungsform der Hilfskraftlenkung und

F i g. 4 einen Schnitt durch das vom Lenkhandrad betätigbare Axialkolben-Lenkventil der Hilfskraftlenkung gemäß F i g. 3.

In den Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Teile in den verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Es wird zunächst die in der F i g. 1 gezeigte Ausführungsform beschrieben werden. Ein mit 10 bezeichneter Lenkmotor weist ein Zylindergehäuse 11 auf, in dem ein Kolben 12 gleitend angeordnet ist, der über ein Lenkgestänge auf Fahrzeugräder 13 und 13' einwirkt. Ein Druckraum 14 des Lenkmotors 10 ist über eine in ihrem Durchlaßquerschnitt veränderliche Drosselstelle 16 und der andere Druckraum 17 über eine in ihrem Durchlaßquerschnitt veränderliche Drosselstelle 18 mit einem Lenkventil 15 verbunden. Die beiden Drosselstellen 16 und 18 sind so ausgebildet, daß der der Strömung zwischen dem Druckraum 14 bzw. dem Druckraum 17 und dem Lenkventil 15 entgegenwirkende Widerstand entsprechend der Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird. Wenn an einem Lenkhandrad 19 keine Lenkkraft aufgebracht ist, verbindet das Lenkventil 15 die Druckräume 14 und 17 des Lenkmotors 10 mit einer Servopumpe 20 und einem Druckmittelbehälter 21.

In F i g. 2 sind die beiden veränderlichen Drosselstellen 16 und 18, das Lenkventil 15 Und eine Reaktionseinrichtung 22 im einzelnen dargestellt.

Mit 23 ist ein Lenkgetriebegehäuse bezeichnet, in dem eine Lenkspindel 24 drehbar und axial beweglich gelagert ist, durch die ein Lenkgetriebe betätigbar ist.