DE2259436C3 - Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge, mit einem in einem Lenkgetriebegehäuse aufgenommenen, durch eine Gewindespindel axial verschiebbaren Lenkkolben, der über eine an seiner Mantelfläche angeordnete Zahnstange und mit einem die Fahrzeuglenkräder 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 eines' Gehäuiebohrung 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 Leitungsabschnitten einer der Druckentlastung der Arbeitsräume des Längskolbens dienenden Durchgangsleitung 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 Durchflußjteuerventil nicht nur von einem geschwindigkeitsabhängigen Druck abhängig, sondern auch vom Betriebsdruck der hydraulischen Hilfskraftlenkung, wodurch das Betriebsverhalten unerwünscht beeinflußt wird. Außerdem ist das Durchflußsteuerventil verhältnismäßig aufwendig aufgebaut.

Im Zusammenhang mit einer Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge ist außerdem bekanntgeworden, beide Arbeitsräume im Lenkgetriebegehäuse beidseitig des Lenkkolbens unmittelbar zu verbinden. Dies geschieht durch eine geeignete Ventilanordnung im Lenkkolben, welche sicherstellt, daß in den Endlagen des Lenkkolbens ein Abschalten der hydraulischen Hilfskraft erfolgt. Eine geschwindigkeitsabhängige Verbindung der Arbeitsräume ist durch die Ventilanordnung im Kolben nicht möglich (GB-PS 12 34 691).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge zu schaffen, bei der auf einfache und betriebssichere Weise bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten eine weiche und schnelle Verminderung bzw. Abschaltung der hydraulischen Hilfskraft erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Grundfläche der Ringnut durch e^;ne Kegelfläche gebildet wird, wobei die größere Tiefe der Ringnut an der der druckbeaufschlagten Stirnseite des Axialkolbens zugekehrten Nutbegrenzungsfläche liegt, und daß jeder der Leitungsabschnitte unmittelbar von der Steueröffnung zu einem der Arbeitsräume des Lenkkolbens führt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch das Lenkgetriebe einer Hilfskraftlenkung sowie einen Schnitt durch ein Durchflußsteuerventil für das Lenkgetriebe, und

Fig.2 einen Querschnitt durch ein Lenkgetriebe mit einem im Lenkgetriebegehäuse angeordneten Durchflußsteuerventil.

In Fig. 1 ist mit Wbeine Gewindespindel bezeichnet, die durch ein nicht dargestelltes Lenkrad betätigbar ist und mit einem Lenkventil 130 in Verbindung steht, das in einem Lenkgetriebe \2b angeordnet ist, wie dies

schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. In einer Gehäusebohrung ist ein Lenkkolben 146 axial gleitend und abgedichtet angeordnet, der zwei Arbeitsräume 166 und 176 voneinander trennt und einen Dichtungsring 15Zj trägt. Mit 506 ist das Lenkgetriebegehäusi bezeichnet Ein Lenksegment 186 mit Zähnen 196 steht im Eingriff mit einer Zahnstange 206, die an der Mantelfläche des Lenkkolbens Wb vorgesehen ist Mit 416 und 426 sind Leitungen bezeichnet. Ober die das Lenkventil 136 mit einer Pumpe 40 bzw. einem Druckmittelbehälter 436 ic verbunden >st Ein Durchflußsteuerventil 236 ist in einer die beiden Arbeitsräume 166 und 176 verbindenden, aus Abschnitten 216 und 22b bestehenden Drxchgangsleitung angeordnet ist.

Ein Gehäuse 246 des Durchflußregelventils 23ö weist eine Bohrung 306 auf, in der ein Axialkolben 316 axial gleitend beweglich ist Das Gehäuse 246 weist zwei Steueröffnungen 326, 336 sowie eine Anschlußöffnung 3<6 auf. An die Anschlußöffnung 346 ist eine Leitung 276 angeschlossen, in die eine von de: Welle des Fahrzeugmotors 256 angetriebene Pumpe 266 einspeist, die aus einem Behälter 296 ansaugt Eine Drossel 286 bewirkt eine Druckdifferenz zwischen einem Druckmittelbehälter und der Leitung 276, so daß Flüssigkeit unter einem Druck in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit in die öffnung 346 hinein auf die untere Stirnseite des Kolbens 316 wirkt Wie aus Fig.! ersichtlich, wird der Kolben 316 durch eine Feder 356 nach unten gedrückt. Mit 366 ist eine Ringnut mit kegelförmigem Nutgrund bezeichnet. Die Ringnut 366 wird durch eine Nutbegrenzungsfläche 44 auf ihrer der Anschlußöffnung 346 zugekehrten Seite begrenzt Durch eine Leitung 376 ist der Federraum des Durchflußregelventils 236 an einen Behälter angeschlossen.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Wert liegt, kann der von der Pumpe 266 zugeführte Druckmitteldruck den Kolben 316 nicht gegen die Kraft der Feder 356 aufwärts bewegen, so daß die Steueröffnungen 326 und 336 durch die zugeordnete Steuerkante der Ringnut 366 voneinander getrennt sind. Bei diesem Betriebszustand ist die hydraulische Hilfskraft voll wirksam.

Beim Überschreiten der vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit wird der Kolben 316 durch den von der Pumpe 266 zugeführten Druck aufwärts gegen die Kraft der Feder 356 bewegt, so daß die Steueröffnungen 326 und 336 allmählich durch die konisch ausgebildete Ringnut 366 geöffnet werden. Die Ringnut 366 ist so angeordnet, daß die Nutbegrenzungsfläche 446 gerade mit der zugeordneten Begrenzungsfläche der Steueröffnungen 326 und 336 ausgerichtet ist, wenn die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht ist. Wie ersichtlich, findet in Abhängigkeit von der Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit in zunehmendem Maße ein Flüssigkeitsaustausch zwischen den Arbeitsräumen 166 und 176 über die Leitungsabschnitte 216 und 226 sowie die Steueröffnungen 326 und 336 statt Die Hilfskraft wird somit allmählich entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeitszunahme aufgehoben.

In Fig.2 ist eine zweite Ausführungsform gezeigt, wobei die Teile, die denen Ht . t_en Ausführungsform entsprechen, mit gleichen Bezugsziffern versehen sind, jedoch den Index »c« tragen. Bei dieser zweiten Ausführungsform sind ein Durchflußsteuerventil 23c, das auf die Fahrzeuggeschwindigkeit anspricht, wie es bei dem Durchflußsteuerventil 236 der ersten Ausführunesform beschrieben ist und ein zweites Durchflußsteuerventil 53c, das auf den Drehwinkel des Lenkrades anspricht, vorgesehen.

Mit 56c ist ein Gehäuse des weiteren Durchflußsteuerventils 53c bezeichnet, das in einer Bohrung des Lenkgetriebegehäuses 50c mittels Dichtungen 71c und 72c abgedichtet eingesetzt ist Im Ventilgehäuse 56c ist ein Axialkolben 54c gleitend 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 Nut 60cstehen über einen Kanal 62c mit einem Leitungsabschnitt 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 5£rgegenüber 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 ist eine Mutter 66c geschraubt, mit der die relative Stellung des als Buchse ausgebildeten Gehäuses 24c gegenüber dem Kolben 31c und dem Lenkgetriebegehäuse 50c einstellbar ist, wobei die Ringnut 36cdes Kolbens 31cebenfalls eine konische Fläche aufweist.

Wenn bei dieser Ausführungsform die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Wert liegt, sind die Steueröffnungen 32c und 33c des Durchflußsteuerventils 23c durch den Kolben 31c voneinander getrennt, so daß die Flüssigkeitsströmung zwischen dem Leitungsabschnitt 21cund dem Kanal 63c unterbrochen ist Bei einer Betätigung des Lenkrades erfolgt die normale Hilfskraftlenkung.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den vorbestimmten Wert erreicht, wird der Kolben 31c gegen 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 Leitungsabschnitt 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 Lenksegmentes 18c und somit des Lenkrades. Die konische Fläche 57c des Kolbens 54c bewirkt somit ein allmähliches Öffnen der Öffnungen 58c und 59c, wobei eine zunehmende Flüssigkeitsverbindung zwischen den Arbeitsräumen 16 und 17 über den Leuungsabschnitt 21c, die öffnung 33c, die Ringnut 36c, die öffnung 32c, den Kanal 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

JA

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 (5)

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 Fahrzeuglenkräder venschwenkenden 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 Manteifläche des Axialkolbens angeordneten Ringnut eine Verbindung zwischen zwei Steueröffnungen von in der Gehäusebohrung endigenden Leitungsabschnitten einer der Druckentlastung der Arbeitsräume des Lenkkolbens dienenden Durchgangsleitung versperrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche der Ringnut durch eine Kugelfläche gebildet wird, wobei die größere Tiefe der Ringnut (36b) an der der druckbeaufschlagten Stirnseite des Axialkolbens (31 ^zugekehrten Nutbegrenzungsfläche (44b)liegt, und daß jeder der Leitungsabschnitte (21 b, 22b) unmittelbar von der Steueröffnung (32, 33b) zu einem der Arbeitsräume (166, \7b) des Lenkkolbens (Ub)iühn.

2. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueröffnungen (336, 326; 33c, 32c^an einander gegenüberliegenden Seiten der Gehäusebohrung angeordnet sind.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche ! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusebohrung in einer Buchse ausgebildet ist, die in eine Sackbohrung im Lenkgetriebegehäuse (50) mit Abstand zum Boden der Sackbohrung eingesetzt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus der Sackbohrung nach außen stehender Abschnitt der Buchse einen Außengewindeabschnitt aufweist und mit Hilfe einer Mutter (66c) festsetzbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse in einen Gewindeabschnitt der im Lenkgetriebegehäuse ausgebildeten Sackbohrung eingeschraubt ist und zwischen dem Boden der Sackbohrung und dem zugeordneten Ende der Buchse Beilegscheiben in wahlweiser Dicke eingesetzt sind.