DE2256074A1

DE2256074A1 - Einrichtung zum veraendern des hydraulischen uebersetzungsverhaeltnisses von servolenkeinrichtungen

Info

Publication number: DE2256074A1
Application number: DE2256074A
Authority: DE
Inventors: Guenter Strauff
Original assignee: Langen and Co
Current assignee: Langen and Co
Priority date: 1972-11-16
Filing date: 1972-11-16
Publication date: 1974-06-12
Also published as: IT998813B; FR2208369A5; US3917018A; GB1452619A; JPS4980726A

Description

Gegenstand: Einrichtung zum Verändern des hydraulischen Übersetzungsverhältnisses von Servolenkeinrichtungen

Anmelderin: Fa. Langen & Co.

4 Düsseldorf, Klosterstr. 49

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verändern des*Übersetzungsverhältnisses von Servolenkeinrichtungen mit einer auf geringe relative Verdrehungen zweier Teile einer mehrteiligen Kraftübertragungseinrichtung zwischen einem Lenkrad oder der-'gleichen und gelenkten Rädern oder dergleichen reagierenden Druckmittelsteuereinrichtung zum Steuern eines Servomotors sowie zwischen den Teilen wirkende Reaktionsgliedern in Form von Reaktionskolben, welche mindestens eine Wirkfläche aufweisen, welche vom Druck des zugehörigen Arbeitsraumes des Servomotors beaufschlagbar ist und somit eine der vom Servomotor aufzubringenden Kraft im wesentlichen proportionale Kraft an das Lenkrad oder dergleichen rückmeldet, wobei die Kolben vorzugsweise mit den Steuerkolben der Druckmittelsteuereinrichtung identisch sind.

Bekanntlich erfolgt der Kraftfluß von einem Lenkrad" über eine Lenkspindel auf ein Betätigungsglied, welches auf die Steuerkolben bzw. die Reaktionskolben einwirkt. Die Reaktionskolben stützen sich auf ein Flüssigkeitspolster ab, welches unter einen bestimmten Druck steht und somit die Kraft auf einen weiteren Teil der Lenkspindel überträgt, von wo eine Weiterleitung an die gelenkten Räder über weitere Gestänge

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und Getriebe erfolgt. Da aber gleichzeitig der Servomotor wirksam wird, welcher eine größere wirksame Fläche als ein Reaktionskolben besitzt, setzt sich die Gesamtlenkkraft aus zwei Komponenten zusammen. Der Anteil der einzelnen Komponenten errechnet sich aus dem Verhältnis der wirksamen Flächen in Verbindung mit den wirksamen Hebelarmen. Sofern man die Hebelarne als konstant annimmt, kann man das Verhältnis der wirksamen Flächen von Servomotor und Reaktionskolben als übersetzungsverhältnis definieren. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, dieses übersetzungsverhältnis bestimmten Kraftfahrzeugoder Bootstypon speziell anzupassen. In Anwendungsfällen, bei denen große Kräfte zu überwinden sind, kann ein ebenfalls großes übersetzungsverhältnis gewählt werden, ohne daß die Reaktionskraft so klein würde, daß jegliches Gefühl verloren ginge. Im umgekehrten Fall, also bei sehr geringen Kräften, wird man nur ein sehr kleines übersetzungsverhältnis nehmen. Da eine Veränderung der Hebelarme nicht zweckmäßig oder gar unmöglich ist, muß die wirksame Fläche des Reaktionskolbens geändert werden. Veränderung der Fläche bedeutet herkömmlicherweise Änderung des Durchmessers. Man hat frühzeitig erkannt, daß mit dieser Methode ein erheblicher Aufwand verbunden sein kann, wenn nämlich sowohl der Durchmesser des Reaktionskolbens als auch der Durchmesser der entsprechenden Bohrung geändert werden. Ein solcher Aufwand widerspricht den Prinzipien einer Massenfertigung und dem

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Baukastenprinzip. Bei einer bekannten Konstruktion ist es gelungen, den Reaktionskolben und die Bohrung unverändert zu lassen, in dem man einen Hilfskolben vorgesehen hat, welcher in einer in die Bohrung eingesetzten Hülse geführt war und gegen den Reaktionskolben wirksam wurde. Als wirksame Fläche ergab sich die Differenz der Stirnflächen von Reaktionskolben und Hilfskolben. Diese Maßnahne aber war nur bei solchen Reaktionskolben anwendbar, welche durch etwa in der Mitte der axialen Ausdehnung angreifende Finger oder dergleichen betätigt wurden. Bei stirnseitig betätigten Reaktionskolben ist es hingegen nicht möglich, einen Hilfskolben anzubringen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, auch bei stirnseitig betätigten Reaktionskolben eine Möglichkeit zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses zu schaffen, wobei zumindest der Durchmesser der Bohrung und damit das Gehäuse unverändert bleiben sollen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß ein Reaktionskolben auf seiner der Betätigungsseite abgewandten Reite mit einem ijapfenartigen Ansatz versehen ist, welcher auf einem Teil seiner Lange von einem als Reaktionsraum dienenden Ringraum umgeben ist und auf dem restlichen Teil seiner Länge dicht in einer Bohrung geführt ist, welche sich in einer die Bohrung des Reaktionskolbens druckdicht abschließenden Platte befindet, wobei der zapfenartige Ansatz stirnseitig von einem im wesentlichen konstanten Niederdruck beaufschlagt wird. Zweckmäßigerweise ist die riatte in einer konzentrisch

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zur Bohrung des Reaktionskolbens angebrachten Ansenkung radial um einen geringen Betrag verschiebbar, jedoch axial in v/esentlichen unverschiebbar angeordnet.

Die Platte kann eine stirnseitige, ringförmige Nut aufweisen, in die ein Dichtring eingelegt ist, welcher den Spalt zwischen Platte und Boden der Ansenkung abdichtet. Die axiale Fixierung der Platte kann durch die Ansenkung schneidende Klemmstifte erfolgen.

Die Hrfindung ist anhand eines in der Abbildung zum Teil mit Symbolen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Von einem Lenkrad 1 wird ein Drehmoment auf nicht näher dargestellte Weise auf einen als Betätigungsglied dienenden Hebel 2 übertragen. Der Hebel 2 ist um einen geringen Betrag gegenüber einem nicht näher dargestellten Ventilkörper 3 verdrehbar und wirkt über Stößel 4 und. 5 auf gleichzeitig als Steuerkolben und Reaktionskolben dienende Kolben 6 und 7. Die Kolben 6 und 7 sind quer und außermittig zur Achse des Ventilkörpers in Bohrungen 8 und 9 angebracht. Der Kolben 6 verbindet je nach seiner Stellung einen Anschluß A mit einem Anschluß Ρ_χ oder mit einem Anschluß Tj. In analoger Weise verbindet der Kolben 7 abhängig von seiner Stellung einen Anschluß B entweder mit einem Anschluß P₂ oder einem Anschluß T₃. Die Anschlüsse P₁ und P₂ sind über Leitungen Io und 11 mit einer

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gemeinsamen Druckquelle 12 verbunden. Von den Anschlüssen T, und T₂ kann das Druckmittel drucklos in einen nir.ht näher dargestellten Vorratsbehälter zurückfließen. Vom Anschluß A führt eine Leitung 13 zu einem Anschluß A₁ eines Servomotors

14. Der Servomotor 14 besteht aus einem Zylinder

15, in welchem dicht ein mit beidseitigen Kolbenstangen 16 und 17 versehener Kolben 18 gleitbar angeordnet 1st. Der Anschluß A, rumclet in einen die Kolbenstange 16 ungebunden Arbeitsraum 19. Ein die Kolbenstange 17 umgebender Arbeitsraum 2o ist über einen Anschluß Β_χ und eine Leitung 21 mit dem Anschluß B verbunden. Die wirksamen, ringförmigen Flächen des Kolbens 13 sind mit F bezeichnet.

Die Bohrungen 8 und 9 erweitern sich stirnseitig zu konzentrischen Ansenkungen 22 und 23. In die Ansenkungen 22 und 23 sind Platten 24 und 25 eingelegt, welche zentrische Bohrungen 26 und 27 aufweisen. Stirnseitig sind die Platten 24 und 25 mit umlaufenden Nuten 2 8 und 29 versehen, in welche Dichtringe 3o und 31 eingelegt sind, welche die Spalten zwischen den Platten 24 und 25 und den Böden 32 und 33 der Ansenkungen 22 und 23 abdichten. Die axiale Fixierung der Platten24 und 25 erfolgt durch Klemmstifte 34,35,36 und 37. Die Durchmesser der Platten 24 und 25 sind un ein bestimmtes Maß kleiner als die Durchmesser der zugehörigen Ansenkungen 22 und 23. Die Kolben 6 und 7 besitzen auf ihren den Stößel 4 und 5 abgewandten Seiten zapfenartige Ansätze 38 und 39, welche in den Bohrungen 26 und 27 dicht geführt sind. Innerhalb der

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Rohrunaen 8 und 9 werfen die zapfenartigen Ansätze 38 und 39 von ringraumformigeπ Reah ti onsrilurucn Ao und 41 umgeben, nie in diesen Reaktionsräumen 4o und 41 wirksam werdenden, ringförmigen Flachen der Kolbon G und 7 sind mit f bezeichnet. Die Leitung 13 bzw. der Anschluß Λ sind mit dem Reaktionsraum 4o über eine Leitung 42 verbunden. In ähnlicher Weise stehen die Leitung 21 bzw. der Anschluß B mit dein Reaktionsraum 41 über eine Leitung 4 3 in Verbindung.

Es ist einfach ersichtlich, daß eine Änderung des hydraulischen Übersetzungsverhältnisses F : f durch Änderung der wirksamen Fläche f erreicht werden kann. Zu diesem Zwecke ist es notwendig, die Durchmesser der Bohrungen 2G und 27 und die zugehörigen Durchmesser der zapfenartiqen Ansätze 38 und 39 zu cindern, Die Durchmesser der Bohrungen R und 9 und die übrigen Durchmesser der Kolben C und 7 können dabei unverändert bleiben. Ebenso können die Anscnkungen 22 und 23 die gleichen Maße behalten, so daß der Ventilkörper 3 nicht geändert zu werden braucht. In bestimmten Anwendungsfällen wird es auch möglich sein, die Ansätze 3 8 und 3 9 getrennt von den Kolben 6 und 7 herzustellen und darm mit ihnen zu verbinden. Durch die radiale Verschiebbarkeit der Platten 24 und 25 entfallen dabei die» sonst auftretenden Problerne einer Doppelzentrierung.

Die Erfindung ist keinesfalls auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere kann die Form der Kolben 6 und 7 variieren. So ^st es

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z.B. denkbar, Kolben ir it nur zwei Pchu Item herzustellen. Ebenso ist er; durchcus Trögljch, die Leitungen 42 und 43 bei r;erarti.qen Folber in das Innere der Kolben zu vorlegen. Abdichtung und Befestigung der Platten können ebenfalls auf andere Art and Weise erfolgen. Schließlich sol noch erwähnt, da P-alle übrigen zusätzlichen Nerfcnale einer Servolenkeinrichtung -.vie Lonkkrafthegrenzung usv. von der Erfindung unbeeinfIu."t bleiben.

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Claims

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Patentanspruch«:

/ 1.) Einrichtung zum Verändern Jes Übersetzungsverhciltnisses von Pervolenkoinriehtungen mit einer auf geringe relative Verdrehungen zweier Teile einer mehrteiligen Kraftubertragungseinrichtung zwischen ei η ein Lenkrad oder dergleichen und gelenkten Kadern oder dergleichen reagiererden Druekmittelsteuereinrichtung zum Steuern eines Servomotors sowie zwischen den Teilen wirkenden Reaktionsgliedern in Form von Reaktionskolben, welche mindestens eine Wirkfläche aufweisen, welche von Druck des zugehörigen Arbeitsrauiues des Servomotors beaufschlag-bar ist und somit eine der vom vServomctor aufzubringenden Kraft im wesentlichen proportionale Kraft an das Lenkrad oder dergleichen rückmeldet, wobei die Kolben vorzugsweise mit den Steuerkolben der Druckmittelsteuereinrichtung identisch sind, dadurch gekennzeichnet, /daß die Reaktionskolben (Kolben 6,7) auf ihrer der Hetätigungsseite . abgewandten Seite mit einem zapfenartigen Ansatz (33,39) versehen sind weicherauf einem Teil seiner Länge von einem als Reaktionsraum (4o,4l) dienenden Ringraum umgeben ist und auf dem restlichen Teil seiner Länge dicht in einer Bohrung (26,27) geführt ist, welche sich in einer die 3ohrung (8,9) des Reaktionskolbens (Kolben 6,7) druckdicht abschließenden Platte (24,25) befindet, wobei der zapfenartige Ansatz (38,38) stirnseitig von einem im wesentlichen konstanten Niederdruck beaufschlagt wird.

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2. Hinrichtung noch Anspruch I₁ dadurch gekennzoid.net, daP die? Platte (24,25) in einer Konzentrisch zur .^T? oh rung -(H,Q) des Reaktionskolbens ('S,?) angebrachten Ansenkung (22,23) radial α:τι einen g^ri'igen Lg tr.^q verschiebbar, jedoch· axial·, in wesentlichen unverschiebbar angeordnet ist.
3. .Hinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (25,24) eine stirnseitige, ringförmige Nut. (2«,2L)) aufweist, in die ein Dichtring (3o,31) eingelegt ist, welcher den Spalt zwischen Platte (24,25) und Boden (32,33) der Ansenkung (2 2,23) abdichtet.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Fixierung der Platte (26,27) durch einen oder mehrere die Ansenkung (22,22) schneidende Klemmstifte (34,35,36,37) erfolgt.

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