DE2301415A1

DE2301415A1 - Hilfskraftlenkung fuer fahrzeuge, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2301415A1
Application number: DE2301415A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Ing Burckhardt
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1973-01-12
Filing date: 1973-01-12
Publication date: 1974-07-18
Also published as: US4003404A; USB432594I5; FR2323565A1; FR2323565B1; GB1421082A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Paint 9Sl3/U

Stuttgart 20. Dezember 1972

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Kilfskraftlenkunf, für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge.

Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der der Lenkhebel mittels einer,auf einer Lenkspindel gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von umlaufenden Kugeln, bewe^bar<=n Lenkmutter verstellt wird und bei der der Lenkmutter Stellorgane zugeordnet sind, die von einen» Druckmittel beaufschlagt werden, dessen Druck mittels eines Steuerelements in Abhängigkeit vom Ausschlag der Lenkmutter steuerbar ist.

Die bekannten Servo-Lenkunfen der obengenannten Art erfordern für eine einwandfreie Funktion erhebliche Druckraittelmengen, so daft eine besondere ^pumpe reit einer besonderen Charakteristik erforderlich ist. Au^fterden ^u"- eine m*"lichst schwingungsfreie Förderung verlangt werden, was wiederum einen besonderen Aufwand für die Dämpfung dieser Druckmittelschwingungen notwendig n»acht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obengeschilderten Kachteile zu vermeiden. Fs soll also der Bauaufwand für eine Servo· Lenkung vermindert und eine einwandfreie, schwingungsfreie Funktion der Servo-Lenkung erreicht werden. Diese Aufgabe wird bei den eingangs genannten Servo-Lenkungen erfindungsgemäft dadurch gelöst, daf als Druckmittelquelle ein Hochdruckspeicher dient und daß der ZufluP des Druckmittels zu den den Arbeitsdruck führenden Rciumen am Steuerelenent in der Mittellaije der Lenkmutter vollstMndie unterbrochen ist.

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Bei der erfindunfsge^iäf ausgebildeten Servo-Lenkung wird zunächst eine besondere Furr.pe für diene überflüssig, d.h. der Bauaufwand wird erheblich herabgesetzt. Auch der Wegfall jeder Schwingungsdämpfung beim Druckmittel oder zumindest seine γ.λπζ wesentliche Vereinfachung trägt zur Vereinfachung und Verbindung der Gesamtanlage bei. Außerdem ergibt sich durch den Erfindunpsvorschlag die vorteilhafte Möglichkeit, auch die Servo-Lenkung in eine sogenannte Zentral-Hydraulik zu integrieren, d.h. von einem gemeinsamen Speicher aus sowohl die SerVo-Lenkung als auch die Speicherbremsen und andere druck-ittelbet^tigte Orrane zu steuern.

Bei einer Aus führung Γοττ,η nach der Erfindung greift die Lenkmutter mit einen Zapfen in eine Führunpshfllse ein, die in der Bohrung des Steuerteils zwischen den beiden Steuerkolben liegt und deren zentralanpeordneten Ventil verschlug platten einen fteringen Abstand von den die Ventilsitze bildenden Stirnseiten der beiden Steuerkolben aufweisen. Dabei wird weiter vorgeschlagen, da^e. in der Fohrunp des Steuerteils beiderseits der Führungs-" .hülse je eine Steuerbülse fest angeordnet ist, die zentral den Steuerkolben ur.d stirnseiti^ das Zi;flu"ventil zu denv den Arbeitsdruck führender. Xauir." aufnimmt.

Für die Ausführung dieses Zuflußventils wird »it der Erfindung vorgeschlagen, daß in jeder Steuerhülse.gleichmäßig über den Umfang verteilt, mehrere pleiche achsparallel« Durchgangsbohrungen angeordnet und mit dem Zufluß vom Speicher verbunden sind und daf. diese Bohrungen zum Arbeitsraum hin durch Kugelventile verschlossen sind und zur Führunpshülse hin Ausgleichskolben aufnehmen und daft sowohl die Kugeln als auch die Ausgleichskolben sich auf Widerlagern abstützen, die auf dem Steuerkolben fest angeordnet sind. Hierbei ist dann erfindungsseiuäF an jedem Steuerkolben zwischen der Steuerhülse und dem die Ausgleichskolben abstützenden Widerlager eine Hauptfeder angeordnet. Diese Hauptfeder liefert die Schlie^kraft für das ZufluSventil, d.h, für die in

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einer Steuerhülse angeordneten, mehreren Kugelventile. Die Anzahl der Kugelventile selbst ist im Grund nicht wichtig, man wird üblicherweise etwa J - 6 Kugelventile wählen.

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung ist darin zu sehen, daß jeder Steuerkolben an seinem der Führungshülse entgegengesetzt liegenden Ende in eine Ausgleichshülse übergeht, die in sich einen an sich bekannten R&ktionskolben aufnimmt. Hierfür wird dann im einzelnen noch vorgeschlagen, daß der in der Ausgleichshülse befindliche Raum zur Beaufschlagung des Reaktionskolbene mit dem Arbeitsraum durch eine Querbohrung in der Ausgleichehülse in Verbindung steht und daß der Reaktionskolben in an sich bekannter Weise gegen da« Gehäuse federnd abgestützt ist. Durch die Wahl der Durchmesser von Ausgleichshülse, Steuerkolben und Reaktionskolben kann man die Charakteristik der Steuerung verändern.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verwendung eines Druckmittelspeichers für eine Servo-Lenkung und die dementsprechend vorgeschlagene Ausbildung des Steuerteils derselben wird einerseits die Ausbildung der Lenkungeorgane an eich und andererseits die Ausbildung des Speichere für sich nicht berührt. D, h. , alao diese Teile können in beliebiger und bereite bekannter Weise ausgestaltet sein·

Einzelheiten der Erfindung zeigt das Ausführungsbeispiel der Zeichnung anhand eines Längeschnittes durch den Steuerteil einer S ervo-Lenkung·

Nach der Zeichnung ist in dem Gehäuse (10) eine Längsbohrung (11) zur Aufnahme des Steuerteile vorgesehen. In dieser Längebohrung (11) 1st etwa in der Mitte eine Führungshülse (12) angeordnet, iiytirelche die nicht mehr dargestellte Lenkmutter mit einem Finger (13) eingreift. Die Führungehülee (12) dichtet mit ihrem Spiegelbild sich zueinander gelegenen, topfartigen Teilen (14) die Längsbohrung (ll) nach dem Ringraura (15) und damit nach dem Lenkmuttergehäuse ab. Die Führungshülse (12) nimmt in ihrem Mittelteil auf 409829/0523

beiden Seiten je eine Ventilplatte (16) auf, die den Verschlußk*rper für die beiden Abflu^ventile bildet, wobei die Ventilsitze (17) an den Stirnseiten je eines Steuerkolbens (18) liefen, die zu beiden Seiten der Führungshülse (12) ebenfalls spiegelbildlich zueinander angeordnet sind. Die Ausbildung ist e.uf beiden Seiten im Prinzip pleich, so da*⁵· k'inftig nur f*ino Seite beschrieben wird.

Der Steuerkolben (18) weist eine Zentralbohrung; (19) auf, welche den nach Null entlasteten Raum (?0) zwischen F(Ihrungshülse (12) und Steuerkolben (18) trit dem Raum (21) verbindet. Der Steuerkolben (18) ist an seinem der Führungshülse (12) enttre.-enftesetzten Ende zu einer Ausgleichshülse (22) größeren Durchmessers erweitert, die im Gehäuse (10) geführt ist. Diese Aus.rleichshülse (22) nimmt in sich den Reaktionskolben (2 3) auf, welcher voir. Druck in dem Raum (21) beaufschlagt vird und welcher durch eine Feder (2H) gegen das Geh'iuse (10) abgestützt int. Per Raum (21) ist durch eine Ouerbohrun-7 (25) rit deir den Arbeitsdruck der Lenkung führenden Rauir. (26) verbunden.

Der nteuerkolbcn (18) ist in einer Steuerhülse (27) gleitend gelagert, die im Gehäuse (10) fest eingesetzt ist. Diese Steuerhülee nimmt den Zufluß vom Speicher her auf. Sie ist mit mehreren gleichmäßig über den Umfang verteilten Längsbohrungen (28) versehen, die einerseits durch Ventilkugeln (29) verschlossen sind und in denen andererseits Ausgleichskolben (30) angeordnet sind. Zwischen beiden mündet die ZufluBleitunp (31), so daß also die Kugeln und die Ausgleichskolben vom Druck auseinandergepreßt werden. Eeide Teile stützen sich auf ie ein Widerlager (32) und (33) ab, die fest auf den Steuerkolben (18) angeordnet sind. Insofern sind die von Zuf lu^ft>druck her rührenden Kräfte am Steuerkolben (18) ausgeglichen. Die Kugeln (29) wirken als Zufluftventile. Zwischen der Steuerhülse (18) und der Wirlerlager (33) befindet sich die Hauptfeder (,3U)₁ die die Kugeln (29) fest gegen

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ihren Ventilsitz drückt. Von den Arbeitsr.Mu™en (26) führen Leitungen (35) zu d«°n entsprechenden ^telloreanen der Lenkung, die nicht mehr dargestellt und hier auch nicht interessant sind. Deren Aufbau und Wirkungsweise ist an sich bekannt.

In der dargestellten Mittelstellung sind alle Zuflu?ventile geschlossen, d.h. die Kugeln (29) werden fest auf ihren Sitz gedrückt. Die Abflu^ventiIe sind offen ur.d die Räume (20) sind über die Leitungen (3G) nach *⁷ul3 entlastet. Bewegt sich jetzt die Lenkmutter z.^D. entgegen dem Uhrzeigersinn, so wird durch den Finger (13) die ^rührunjshnice (12) nach oben bewegt, bis sie nac^ einer¹ .^an% geringen Spiel mittels der Ventilplatte (16) das AbfluPventil schlieft und bei weiterer Bewegung den SteuerVclben (18) leicht nach eben anhebt. Dadurch werden die Kugeln (29) von ihrem Sitz abgehoben und es baut sich nun im oberen Arbeitsraum (26) ein Druck auf, der durch die Leitung (3S) --*uf die entsprechende Seite der Stellorgane geleitet wird. Auch im Raun (21) unter den Reaktionskolben (23) baut sich ein entsprechender Druck auf. Die Reaktionskraft drückt nun in bekannter l/eise den Finger (13) der Lenkung wieder zurHcl· , bis die 7.u^cluiⁱventile schliefen kennen.

Die dargestellte Servo-Lenkung hat .im Ruhezustand keinerlei Ölverbrauch. Sie. ist also für d^n Betrieb ir.it einem Speicher voll geeignet· Dabei ist in erster Linie an einen Hochdruckspeicher gedacht,'dessen Arbeitsdruck zwischen 150 + 200 atü liegt. Ein weiterer Vorteil der. Lrfindunr,svorschlac;es liegt darin, da"; bei einem Stillstand des Motors v.vhren-3 der Fahrt oder beim Parken die Verstärkung nicht so^rort aunfSllt, sondern da^ noch mit Servo-Unterst'"tzung gelenkt werden kann, bis der Speicher leer ist. AuPerdem sind im Ilotorleerlau^ stärkere Lenkbev/egungen r.ftflich, ohne daP der Motor gedrückt viird und eventuell abstirbt. Die für die Aufladung des Speichers erforderliche Pumpe benötigt nur eine relativ kleine Leistung.

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Claims

Anspruch e

Hilfskraftlenkunp, für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der der Lenkhebel mittels einer auf einer Lenkspindel g ajrr ebenen ^calls unter Zwischenschaltung von umlaufenden Kugeln bewegbaren Lenkmutter verstellt wird und bei der der LprJciutter Stellorgane zugeordnet sind, die von einem Druckmittel beaufschlagt werden, dessen Druck mittels eines Steuerelements in Abhängigkeit vom Ausschlag dev Lenknutter steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daft als urucknittelquelle ein Hochdruckspeicher dient und da£ der Zufluß des Druckmittels zu den den Arbeitsdruck fünronden Räuiaen am Steuerelement in der Ruhelage der Lenkmutter vollständig unterbrochen ist.

Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkmutter siit einem Finger (13) in eine Führungshülse (12) eingreift, die in der Bohrung (11) des Steuerteils zwischen den beiden Steuerkolben (18) liegt und deren zentral angeordnete Ventilverschlußplatten (16) einen ganz geringen Abstand von den die Ventilsitze bildenden Stirnseiten (17) der Steuerkolben (18) aufweisen.

Hilfskraftlenkun? nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung (11) des iteuerteils beiderseits der Führungshülse (12) je eine Steuerhölse (27) fest angeordnet ist, die zentral den Steuerkolben (18) und stirnseitig das Zuflußventil zu de* den Arbeitsdruck führenden Raum (26) aufnimmt.

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■ J-- !

k. HiIf«kraftlenkung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Steuerhülse (27) mehrere gleiche acl^arallele Durchgangsbohrungen (28) angeordnet und mit dem Zufluß (31) vom Speicher verbunden sind und daß diese Bohrungen (2ß) zu« Arbeitsraum (26) hin durch Kugelventile (29) verschlossen sind und zur Führungshülse (12) hin Ausgleichskolben (30) aufnehmen und daß sowohl die Kugeln (29) als auch die Augleichsbolzen (30) sich auf Wiederlagern (32) (33) abstützen, die auf dem Steuerkolben (l8) fest angeordnet sind.

5· Hilfskraftlenkung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Steuerkolben (l8) zwischen der Steuerhülse (27) und dem die Ausgleichskolben (JO) abstützenden Wiederlager (33) eine Hauptfeder (3^) angeordnet ist.

6. HiIf«kraftlenkung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steuerkolben (l8) an seinem der Führungshülse (12) entgegengesetzt liegenden Ende in einer Ausgleichshülse (22) übergeht, die in sich einen Reaktionskolben (23) aufnimmt.

7. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß der in der Ausgleichshülse (22) befindliche Raum (21) zur Beaufschlagung des Reaktionskolbens (23) mit dem Arbeiteraura (26) durch eine Querbohrung (25) in der Ausgleichshülse in Verbindung steht und daß der Reaktionskolben (23) in an sich bekannter Weise gegen das Gehäuse (10) federnd abgestützt ist.

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