DE2259436B2

DE2259436B2 - Hydraulische Hilfskraftlenkung fur Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2259436B2
Application number: DE2259436A
Authority: DE
Inventors: Masakazu Hekinan Aichi Sugisawa (Japan)
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1971-12-08
Filing date: 1972-12-05
Publication date: 1980-04-10
Also published as: USB310149I5; US3924705A; DE2259436C3; DE2259436A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Hilfskrnftlcnkiing für Krafifahr/ciige. mit einem in einem l.enkgclrkbegcha'iise aufgenommenen, durch eine Gewindespindel axial verschiebbaren l.enkkolben, der ulier '-'ine an seiner Mantelfläche angeordnete /iihnst.inL'p und mil einem die Fahr/euglcnkräder verschwnikenden l.cnkscgmcnt in Eingrili sieht und zwei Arbeitsräume voneinander trennt, die mittels eines Lenkventils mit von einer Pumpe gefördertem Druckmittel beaufschlagbar sind, und mit einem Durchfluß-Steuerventil, das einen in einer Gehäusebohrung aufgenommenen Axialkolben aufweist, der an der einen Stirnseite durch Druckmittel beaufschlagt ist, dessen Druck mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt und der an seiner anderen Stirnseite durch eine Feder entgegen dem auf die eine Stirnseite wirkenden Druck in eine Stellung gedrückt wird, in der durch die eine Steuerkante einer in der Mantelfläche des Axialkolbens angeordneten Ringnut eine Verbindung zwischen zwei Steueröffnungen von in der Gehäusebohrung endigenden Leitungsabschnitt·, η einer der Druckentlastung der Arbeitsräume des Längskolbens dienenden Durchgangsleilung versperrt wird.

Bei derartigen hydraulischen Hilfskraftlenkungen für Kraftfahrzeuge (DE-OS 20 49 759) wird mittels eines Durchflußsteuerventils ein Nebenschlußweg geöffnet, der die zum Lenkventil führende Druckleitung mit einem Reservoir verbindet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eine bestimmte Höhe erreicht hat. Dabei ist die Beaufschlagung des axialen Kolbens im Durchflußsteuerventil nicht nur von einem geschwindigkeitsabhängigen Druck abhängig, sondern auch vom Betriebsdruck der hydraulischen Hilfskraftlenkung, wodurch das Bctricbsverh.ilten unerwünscht beeinflußt wird. Außerdem ist das Durchflußsteuerventil verhältnismäßig aufwendig aufgebaut.

Im Zusammenhang mit einer Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge ist außerdem bekanntgeworden, beide Arbeitsräumc im Lenkgetriebegehäuse beidseitig des Lenkkolbens unmittelbar zu verbinden. Dies geschieht durch eine geeignete Ventilanordnung im Lenkkolben, welche sicherstellt, daß in den Endlagen des l.cnkkolbcns ein Abschalten der hydraulischen Hilfskraft erfolgt. Eine geschwindigkeitsabhängige Verbindung der Arbeitsräume ist durch die Ventilanordnung im Kolben nicht möglich(GB-PS 12 34 6¹M).

Der Erfindung liegt d.e Aifigiibc zugrunde, eine hydraulische llilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge /i> schaffen, bei der auf einfache und betriebssichere Weise bei höheren I ahr/.euggcschwindigkeilen eine weiche und schnelle Verminderung bzw. Abschaltung der hydraulischen Hilfskraft erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß daduich gelöst, daß die Grundfläche der Ringnut durch eine Kcgelfläche gebildet wird, wobei die größere Tiefe der Ringnut an der der driickheaiifschlagten Stirnseite des Axialkolbcns zugekehrten rVutbegren/ungsflächc liegt, und daß jeder der l.ciliingsabschnilte unmittelbar von der Steueröffnung zu einem der Arbeitsräume des l.cnkkolbens führt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteranspriichcn angegeben.

Ausführuni!sbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

E i g. I einen Längsschnitt durch das Lenkgetriebe einer Hilfskraftlenkung sowie einen Schnitt durch cm Durchflußsteucrvcntil für das Lenkgetriebe, und

Γ i g. 2 einen Querschnitt durch ein Lenkgetriebe mit einem im l.cnkgeiricbegehätise angeordneten Durcliflußsieuerventil

In Fig. I ist mit I \b eine Gewindespindel bezeichnet, die durch ein nicht dargestelltes Lenkrad betätigbar isi und mit einem Lenkventil I lh in Verbindung steht, das in einem Lenkgetriebe \2b angeordnet ist. wie dies

schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. In einer Gehäusebohrung ist ein Lenkkolben 14b axial gleitend und abgedichtet angeordnet, der zwei Arbeitsräume 16b und 17b voneinander trennt und einen Dichtungsring 15b trägt. Mit 50b ist das Lenkgetriebegehäuse bezeichnet. Ein Lenksegment 186 mit Zähnen 19b steht im Eingriff mit einer Zahnstange 20b, die an der Mantelfläche des Lenkkolbens 14b vorgesehen ist. Mit 41 b und 42b sind Leitungen bezeichnet, über die das Lenkventil 13b mit einer Pumpe ·£<) bzw. einem Druckmittelbehälter 43b verbunden ist. Ein DurchfluOsteuerventil 23b ist in einer die beiden Arbeitsräume 16b und 17b verbindenden, aus Abschnitten 21b und 22b bestehenden Durchgangsleitung angeordnet ist.

Ein Gehäuse 24b des Durchflußregelventüs 23b weist eine Bohrung 30b auf, in der ein Axialkolben 31b axial gleitend beweglich ist. Das Gehäuse 24b weist zwei Steueröffnungen 32b, 33b sowie eine Anschlußöffnung 34b auf. An die Anschlußöffnung 34b ist eine Leitung 27b angeschlossen, in die eine von der Welle des Fahrzeugmotors 25bangetriebene Pumpe 26b einspeist, die aus einem Behälter 29b ansaugt. Eine Drossel 28b bewirkt eine Druckdifferenz zwischen einem !Druckmittelbehälter und der Leitung 27b, so daß Flüssigkeit unter einem Druck in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit in die Öffnung 34b hinein auf die untere Stirnseite des Kolbens 31b wirkt. Wie aus Fig. I ersichtlich, wird der Kolben 310 durch eine Feder 35b nach unten gedrückt. Mit 36b ist eine Ringnut mit kegelförmigem Nutgrund bezeichnet. Die Ringnut 36b wird durch eine Nulbegrcnzungsfläche 44 auf ihrer der Anschlußöffnung 34b zugekehrten Seite begrenzt. Durch eine Leitung 37b ist der Federraum des Durchflußregelveniils 23b an einen Beruiher angeschlossen. ^J5

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Wert liegt, kann der von der Pumpe 26b /ugcführtc Druckmitteldruck den Kolben 31b nicht gegen die Kraft der Feder 35b aufwärts bewegen, so daß die Steueröffnungen 32b und 33b durch die zugeordnete ·*ο Steuerkantc der Ringnut 36b voneinander getrennt sind. Bei diesem Betriebszustand ist die hydraulische Hilfskraft voll wirksam.

Beim Überschreiten der vorbestimmten Fahrzcuggcschwindigkcit wird der Kolben 31b durch den von der ^ Pumpe 26bzugeführten Druck aufwärts gegen die Kraft der Feder 35b bewegt, so daß die Sleueröffnungen 32b und üb allmählich durch die konisch ausgebildete Ringnut 36b geöffnet werden. Die Ringnut 36f" ist so angeordnet, daß die Nutbcgrcnzungsflächc 44b gerade ™ mit der zugeordneten Begrenzungsfläche der Steueröffnungen 32b und 33bausgerichtet ist. wenn die maximale Fahrzcuggeschwindigkeit erreicht ist. Wie ersichtlich, findet in Abhängigkeit von der Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit in zunehmendem Maße ein Flüssig- " kciisaustausch zwischen den Aibeitsräumcn 16b und 17b über die Leitungsabschnittc 21b und 22b sowie die Stcueröffnungcn 32b und 33b statt. Die Hilfskraft wird somit allmählich entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeitszunahme aufgehoben. bO

In F i g. 2 ist eine zweite Ausführungsform gezeigt, wobei die Teile, die denen der ersten Aiisführungsform en'sprechcn, mit gleichen Bczugsziffcrn versehen sind, jedoch den Index »c« tragen. Bei dieser zweiten Ausführungsform sind ein Durchflußsteuerventil 23c ^ das auf die Fahrzcuggcschwindigkcit anspricht, wie es bei dem Durchflußsieucrvcntil 23b der ersten Ausführtinesform beschrieben .st und ein zweites Durchflußsteuerventil 53c, das auf den Drehwinkel des Lenkrades anspricht, vorgesehen.

Mit 56c ist ein Gehäuse des weiteren Durchflußstcuerventils 53c bezeichnet, das in einer Bohrung des Lenkgetriebegehäuses 50c mittels Dichtungen 71c und 72c abgedichtet eingesetzt ist. Im Ventilgehäuse 56c ist ein Axialkolben 54cgleitend angeordnet, dessen unteres Ende durch einen Gelenkstift 55c schwenkbar mit dem oberen Ende einer Pleuelstange 52c verbunden ist. Das untere Ende der Pleuelstange 52c ist durch einen Stift 51c schwenkbar an einem Zahnsegment 18c angelenkt. Das obere Ende des Kolbens 54c weist eine ringförmige konische Fläche 57c auf. Das Gehäuse 56c ist an gegenüberliegenden Seiten mit radial angeordneten Öffnungen 58c und 59c versehen, die in längliche, sich axial in der Außenfläche des zylindrischen Gehäuses 56c erstreckende Nuten 60c und 61c einmünden. Die öffnung 58cund die längliche Nut60cstehen über einen Kanal 62c mit einem Leitungsabschniu 22c und die öffnung 59c und die längliche Nut 61c mit einem Leitungsabschnitt 21c in Verbindung Eine Mutter 70c ist mit ihrem Innengewinde 74c auf den oberen Abschnitt des Gehäuses 56c. das aus der Bohrung vorsteht und ein Außengewinde 75c aufweist, geschraubt, um die relative Stellung des Gehäuses 56c gegenüber dem Kolben 54c und dem Gehäuse 50c verstellbar zu machen.

Das Durchflußsteuerventil 23c ist abgedichtet in eine Sackbohrung des Lenkgetriebegehäuses 50c eingesetzt, wobei der obere mit einem Gewinde 77c versehene Abschnitt aus der Sackbohrung vorsteht. Auf den oberen Gewindeabschnitt is: eine Mutter 66c geschraubt, mit der die relative Stellung des als Buchse ausgebildeten Gehäuses 24cgegenüber dem Kolben 31c und dem Lenkgetriebegehäuse 50ceinstellbar ist, wobei die Ringnut 36cdes Kolbens 31cebenfalls eine konische Fläche aufweist.

Wenn bei dieser Ai'sführungsform die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Wert liegt, sind die Steueröffnungen 32c und 33c des Durchfluß-Steuerventils 23c durch den Kolben 31c voneinander ge'-ennt. so daß die Flüssigkeitsströmung zwischen dem Leitungsabschnitt 21c und dem Kanal 63c unterbrochen ist. Bei einer Betätigung des Lenkrades erfolgt die normale Hilfskrafllenkung.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit djn vorbestimmten Wert erreicht, wird der Kolben 31cgegen die Kraft der Feder 35c durch den von der Pumpe 26c zugeführten Flüssigkeitsdruck aufwärts bewegt, so daß sich die Steueröffnungen 32cund 33callmählich über die Ringnut 36c öffnen und eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Leiungsabschnitt 21cund dem Kanal 63c hergestellt wird. Wenn das Lenkrad bei diesem Betriebszustand gedreht wird, wirkt der mit dem Lenkrad in Triebverbindung stehende Lenkkolben 14c auf das Lenksegment 18c drehend ein, so daß der Kolben 54c des Durchflußsteuerventils 53c durch die Pleuelstange 52c allmählich abwärts bewegt wird und zwar in Abhängigkeit von der Zunahme des Drehwinkels des Lenkseg~ientes 18c und somit des Lenkrades. Die konische Fläche 57cdes Kolbens 54c bewirkt somit ein allmähliches öffnen der öffnungen 58c und 59c\ wobei eine zunehmende Flüssigkeitsverbindung zwischen den Arbeitsräumen 16 und 17 über den Leitungsabschnitt 21c, die öffnung 33c, die Ringnut 36c, die Öffnung 32c, di.n Kan^l 63c, die längliche Nut 61c, die öffnungen 59c und 58c. die längliche Nut 60c den Kanal 62c und die Leitung 22c in Abhängigkeit von der

Zunahme des Drehwinkels des Lenkrades erreicht wird. Auf diese Weise wird die Hilfskraft allmählich in Abhängigkeit von der Zunahme des Drehwinkels des Lenkrades und der Fahrzeuggeschwindigkeit aufgehoben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge, mit einem in einem Lenkgetriebegehäuse aufgenommenen, durch eine Gewindespindel axial verschiebbaren Lenkkolben, der über eine an seiner Mantelfläche angeordnete Zahnstange mit einem die Fahrzeuglenkrüder verschwenkenden Lenksegment in Eingriff steht und zwei Arbeitsräume voneinander trennt, die mittels eines Lenkventils mit von einer Pumpe gefördertem Druckmittel beaufschlagbar sind, und mit einem Durchflußsteuerventil, das einen in einer Gehäusebohrung aufgenommenen Axialkolben aufweist, der an der einen Stirnseite durch Druckmittel beaufschlagt ist. dessen Druck mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt und der an seiner anderen Stirnseite durch eine Feder entgegen dem auf die eine Stirnseite wirkenden Druck in eine Stellung gedruckt wird, in der durch die eine Steuerkante einer in der Mantelfläche des Axialkolbens angeordneten Ringnut eine Verbindung zwischen zwei Steueröffnungen von in der Gehäusebohrung endigenden Leitungsabschnitten einer der Druckentlastung der Arbeitsräume des -5 Lenkkolbens dienenden Durchgangsleitung versperrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche der Ringnut durch eine Kcgelfliiche gebildet wird, wobei die größere Tiefe der Ringnut (if>b) an der der druckbeaufschlagtcn Stirnseite des Axialkolbens (316,Jzugekehrten Nutbegrenzunf/sfläche (44i)^li>.gt, und daß jeder der Leitungsabschnitte (2Ii), 226^ unmittelbar vor der Steueröffnung (32, lib) zu einem der Arbeilsraume (If>h. Mb) des I enkkolberis(l4£>/führt. »

2. Einrichtung nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß the Stcucröifniingcn (Mb. Mb; 33c. Hc)An einander gegenüberliegenden Seiten der Gehäusebohrung angeordnet sind

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche I oder 2. ♦<> dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuscbohriing in einer Buchse ausgebildet ist. die in eine Sackbohrung im l.enkgctriebegehiiusc (50) mit Abstand zum Boden der Sackbohrung eingesetzt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekenn- ⁴"> zeichnet, daß ein .tns der Sackbohriing nach außen stehender Abschnit! der Buchse einen Außcngewindeabschmti aufweist und mit Hilfe einer Mutter (Wk^ festsetzbar ist.

5 Hinrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekenn· v> zeichnet, daß die Buchse in einen Gcwindeabschniit der im l.cnkpetriebcgehäuse ausgebildeten Sack bohrung eingeschraubt ist und zwischen dem Boden der Sackbohrung und dem zugeordneten Ende dc-i Buchse IJcilegschcibcn in wahlwciser Dicke cinge- '•ί setzt sind