DE2336480C2

DE2336480C2 - Hydraulische Servolenkvorrichtung

Info

Publication number: DE2336480C2
Application number: DE2336480A
Authority: DE
Inventors: Gordon Taig Kingswood Bristol Alistair
Original assignee: Bendix Westinghouse Ltd
Current assignee: Honeywell UK Ltd
Priority date: 1972-07-19
Filing date: 1973-07-18
Publication date: 1983-12-01
Also published as: JPS4945279A; US3875966A; PL90251B1; AU5775073A; FR2193152A1; JPS5753235B2; ES417032A1; GB1431437A; SE400815B; DE2336480A1; NL7309997A; FR2193152B1; IT991792B

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Servolenkvorrichtung mit einem Eingangsteil und einem relativ zu diesem bewegbaren Ausgangsteil, einer Strömungsmittel-Eintrittsöffnung und einer Strömungsmittel-Austrittsöffnung, einem Strömungsmittelteiler für das Aufteilen des Strömungsmittelflusses entlang zweier paralleler Wege zwischen den Strömungsmittel-Öffnungen, von denen jeder durch einen mit dem Ausgangsteil

so gekoppelten zweiten Ventilteii und eine zwischen dem zweiten Ventilteii und einem mit dem Eingangsteil gekoppelten ersten Ventilteii gebildete Verengung verläuft und stromaufwärts der Ventilteile eine Austrittsöffnung für Kraftunterstützungsdruck aufweist, und wobei eine Betätigung des Eingangsteiles durch Änderung einer der zwischen den Ventilteilen gebildeten Verengungen zu einer Erhöhung des Strömungsmitteldruckes an der Austrittsöffnung für Kraftunterstützungsdruck des betreffenden Strömungsmittelweges

4(i führt.

Bei solchen Servolenkvorrichtungen ist es erwünscht, daß dem Fahrer des Fahrzeuges beim Lenken »Gefühl« vermittelt wird. Bei einer bekannten Servolenkvorrichtung der genannten Art (GB-PS 1114 779) wird dieses Gefühl durch eine Reaktionskraft vermittelt, die durch eine Drehmomentstange erzeugt wird, welche zwischen den Eingangsteil und den Ausgangsteil geschaltet ist und welche beim Lenken verdreht wird, so daß sie eine Rückfederungskraft aufbaut, welche die Reaktionskraft darstellt. Die Drehmomentstange trägt den zweiten Ventilteii darstellende Ventilklappen, die bei Verdrehung der Drehmomentstange durch Betätigung des Eingangsteiles beim Ausführen eines Lenkvorganges die Größe der Verengungen ändern, wodurch in den betreffenden der beiden parallelen Strömungsmittelwege eine Erhöhung des Strömungsmitteldruckes an der Austrittsöffnung für Kraftunterstützungsdruck hervorgerufen wird. Hierbei ergibt sich als Folge des Abstützens des hydraulischen Druckes an den Ventil-

Mi klappen eine geringe hydraulische Reaktionskraft, die jedoch im Vergleich mit der von der Drehmomentstange erzeugten mechanischen Reaktionskraft vernachlässigbar ist, selbst unter Berücksichtigung von seitlich außerhalb der Vercngungsstellen im ersten Ventilteii

ö5 vorgesehenen Ausnehmungen, die nur dazu dienen, ausreichende Drehung der Ventilklappen der Drehmomentstange zu ermöglichen. Wenn bei der bekannten Vorrichtung die Drehmomentstange so steif ausgeführt

ist, wie es für hohe Lenkgenauigkeit erwünscht ist, ist die e-zeugte Reaktionskraft gering, so daß dem Fahrer kaum ein Gefühl vermittelt wird. Wenn dagegen die Drehmomentstange so weich ausgeführt wire, daß dem Fahrer ausreichendes Gefühl vermittelt wird, verschlechtert sich die Lenkgenauigkeit.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydraulische Servolenkvorrichtung so auszuführen, daß höhere Reaktionskraft ohne Einbuße an Lenkgenauigkeit erhalten wird. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dadurch, daß die Quefschnittsfläche des Strömungsmittelweges zur Bildung jeder Verengung umgeben wird von einer einen Ventilsitz bildenden Umfangskante einer in einem der Ventilteile ausgebildeten, die Querschnittsfläche des Strömungsmittelweges abdeckenden Vertiefung.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß der erste Ventilteil ein vorragendes Paßstück umfaßt und das Paßstück zusammen mit einer am zweiten Ventilier) durch eine Vertiefung gebildeten Ventilsitzfläche die Verengung bildet.

Durch die Schaffung der Vertiefungen in dem betreffenden Ventilteil im Bereich der Verengungen werden bei einem Lenkvorgang in dem genannten Bereich merkbare hydraulische Reaktionskräfte erzeugt, die dem Fahrer ausreichendes Gefühl vermitteln, wobei gleichzeitig die die Lenkkraft übertragenden Bauteile so steif ausgeführt werden können, daß hohe Lenkgenauigkeit gewährleistet ist.

Weitere Werkmale der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen unter Schutz gestellt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer in einem Gehäuse angeordneten hydraulischen Servolenkvorrichtung für ein Fahrzeug.

Fig. 2a und 2b sind Teilschniuansichten einer Ausführungsform einer Servolenkvorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 3a und 3b sind jeweils eine schaubildliche Ansicht der beiden Ventilleile der Ausführungsform gemäß den F i g. 2a und 2b.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines Strömungsmittelteilers.

Fig. 5 bis 7 zeigen eine weitere Auslührungsforin einer Servolenkvorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine von Hand betätigte hydraulische Servolenkvorrichtung als Kugelumlauflenkung, und sie umfaßt ein Lenkgehäuse 1, in dessen oberen Teil 2 die übliche Kugelmutter 3 in einem hydraulischen Kolben 4 angeordnet ist, der in einem in dem oberen Gehäuseteil 2 gebildeten Zylinder 5 betätigbar ist. Die umlarfenden Kugeln 6 sind zwischen der Mutter 3 und einer schraubenlinienförmig genuteten Welle 7 ungeordnet. In einem unteren Teil 8 des Lenkgehäuses 1 befindet sich ein Segmentzahnrad 9. welches an einer Welle 10 befestigt ist, aeren Winkelverschiebung ein Lenken des Fahrzeuges hervorruft. Das Zahnrad 9 kämmt mit Zähnen 11 an dem Kolben 4. Der Zylinder 5 schafft an jedem Ende des Kolbens 4 eine Kammer 12 bzw. 13, in welche hydraulisches Strömungsmittel unter Druck eingefühlt werden kann, um die Bewegung des Kolbens 4 nach links oder rechts und daher eine Bewegung des Zahnrades 9 und der Welle 10 in Uhr/.eigerrichuing bzw. Gegenuhrzeigerrichtung 7ii unterstützen, um ein Lenken des Fahrzeuges zu bewirken, wenn solche Bewegung durch Drehung der Welle 7 hervorgerufen werden soll.

Fig. 2 umfaßt eine Darstellung 2a und eine Darstellung 2b, die beide Schnittansichien sind_: und von denen die Darstellung 2b eine Schnittansicht der Linie A-A der Darstellung 2a ist. Die Fig. 3a und 3b zeigen jeweils eine schaubildliche Ansicht des Eingangsteiles in Form einer Eingangswelle 304 bzw. des Ausgangsteües in Form einer Ausgangswelle 300 der Ausfilhrungsform gemäß F i g. 2.

ίο Gemäß F i g. 2a ist ein Lenkgehäuse 301 vorgesehen, welches mit einer Endkappe 302 versehen ist Zwischen dem Lenkgehäuse 301 und der Endkappe 302 sind ein Nadelrollenlager und Schublager 303 der den Ausgangsteil darstellenden Ausgangswelle 300 aufgenommen. Die den Eingangsteil darstellende Eingangswelle 304 läuft in einer Dichtung 304a, um dem Innendruck des Gehäuses zu widerstehen. Wie aus F i g. 2a ersichtlich, ist die Eingangswelle 304 mit einem sich nach innen bzw. gemäß F i g. 2a nach links erstreckenden Schuh 305 versehen, der zwei Ventilsitze 306, 307 aufweist, deren jeder gebildet ist durch eine Umfangskante einer an einer Fläche des Schuhes 305 gebildeten Vertiefung. Der Schuh 305 hat weiterhin einen kleinen Lageransatz 308, der in einer Bohrung der Ausgangswelle 300 angeordnet ist. Die Ausgangswelle 300 trägt weiterhin in einem Glockenende 309 ein Kugellager 310, in welchem die Eingangsweile 304 drehbar ist.

Um eine Doppeldichtung in Form von Dichtungsringen 312 und 313 aufzunehmen, und um das Lager 303 festzuklemmen, ist ein Bund 314 mittels einer Mutter 315 derart an die Ausgangswelle geklemmt, daß das Lager 303 und der Bund 314 zwischen der Mutter 315 und einem Flansch 316 am Außenende des Glockenen des 309 festgeklemmt sind. Ein Durchgang 318 erstreckt sich in die Mutter 315 und in einen Zylinder 329, der dem Zylinder 5 gemäß F i g. 1 entspricht. In der Ausgangswelle 300 ist ein Durchgang 319 vorgesehen, der über eine Öffnung 320 in dem Bund 314 mit einem ringförmigen Bereich 321 zwischen den Dichtungen 312 to und 313 in Verbindung steht. Der Durchgang 319 befindet sich in dauernder Verbindung mit einem Durchgang 322 in einem Stopfen 323 in einer Bohrung 324 in dem Gehäuse 301. In der Bohrung 324 befindet sich weiterhin ein verschiebbares Ventilglied 325, ■'S welches Ventilsitze 326 und 327 trägt, die, wenn das Ventilglied 325 sich in der einen oder der anderen seiner Endsteilungen befindet, einen Durchgang 328 bzw. den Durchgang 322 verschließen. Das Ventilglied 325 stellt einen Strömungsmittelteiler dar für das Aufteilen des i" Ströniungsmittelflusses entlang zweier paralleler Wege, wie es später beschrieben wird.

Eine Strömungsmittel-Eintrittsöffnung 330 für das hydraulische Strömungsmittel befindet sich mit der Innenseite des Ventilgliedes 325 und über Öffnung 331 und 332 mit den Durchgängen 322 und 328 in Verbindung. Mit dem Durchgang 322 ist eine Austrittsöffnung 333 für Kraftunterstützungsdruck ve-bunden, die über eine nicht dargestellte äußere Verbindung mit der der Kammer 12 gemäß Fig. 1 entsprechenden Kammer in Verbindung steht. Mit dem Durchgang 328 ist in gleicher Weise eine nicht dargestellte Servodrucköffriuiuverbunden, die Tiber cine nicht dargestellte Verbindung mn der der Kammer 13 gemäß F i g. 1 entsprechenden Kammer verbunden ist.
ί>⁵ Eine Strwmungsmitiel-Aust! iitsöffnung .334 führt zum Strömungsmittelsumpf.

Das Glockonenüe 309 der Ausgangswelle ist mit einem mittig angeordneten Qucrschlitz versehen, der so

bearbeitet ist, daß der dickere mittlere Teil des Schuhes 305 mit festem Sitz angeordnet ist, wie es am besten aus F i g. 2b ersichtlich ist, wobei dennoch ein gewisses Ausmaß an relativer Drehbewegung zwischen der Eingangswelle 304 und der Ausgangswelle 300 zugelassen ist. Die Ventilsitze 306 und 307 sind derart, daß sie dem Durchgang 318 bzw. 319 zugewandt sind. Auf der rückwärtigen bzw. gemäß F i g. 2b rechten Seite des Schuhes 305 sind Federn 335 und 336 vorgesehen, deren Funktion darin besteht, den Schuh 305, wenn keine anderen Kräfte vorhanden sind, in dem Schlitz symmetrisch anzuordnen und demgemäß eine Zentrierwirkung für den Schuh 305 zu schaffen.

Der Schuh 305 stellt einen mit dem Eingangsteil bzw. der Eingangswelle 304 gekoppelten ersten Ventilteil dar, während das Glockenende 309 einen mit dem Ausgangsteil bzw. der Ausgangswelle 300 gekoppelten zweiten Ventilteil darstellt.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß den F i g. 2a und 2b ist wie folgt, wobei davon ausgegangen wird, daß die nicht dargestellte hydraulische Pumpe unter Druck stehendes Strömungsmittel mit im wesentlichen konstanter Fließgeschwindigkeit oder Fließmenge zur Strömungsmittel-Eintrittsöffnung 330 liefert. Wenn der Schuh 305 sich in der in Fig. 2b dargestellten Stellung befindet, nimmt das Ventilglied 325 die ebenfalls in F i g. 2b dargestellte Stellung ein, und der Strömungsmittelfluß ist entlang zwHer paralleler Strömungsmittelwege im wesentlichen g.eich. Der erste der parallelen Strömungsmittelwege verläuft über die Öffnung 331, den Durchgang 321, die Öffnung 320, den Durchgang 319. den in dem Ventilsitz 307 gebildeten Hohlraum und über die Innenseite des Glockenendes 309 zur Strömungsmittel-Austrittsöffnung 334. Gleichzeitig besteht eine Verbindung von dem Durchgang 322 über die Austrittsöffnung 333 für Kraftunterstützungsdruck zu der der Kammer 12 gemäß Fig. 1 entsprechenden Kammer des Zylinders 329. Der zweite der parallelen Strömungsmittelwege verläuft über die öffnung 332, den Durchgang 328, den Durchgang 318, den von dem Ventilsitz gebildeten Hohlraum und über die Innenseite des Glockenendes 309 zur Strömungsmittel-Austrittsöffnung 334. Gleichzeitig besteht eine Verbindung zwischen der mit dem Durchgang 328 verbundenen Austrittsöffnung für Kraftunterstützungsdruck und der der Kammer 13 gemäß F i g. 1 entsprechenden Kammer des Zylinders 329. Jeder der parallelen Strömungsmittelwege durchläuft eine zwischen dem zweiten Ventilteil in Form des Glockenendes 309 und dem ersten Ventilteil in Form des Schuhes 305 gebildete Verengung. Weiterhin ist aus vorstehender Beschreibung ersichtlich, daß die Austrittsöffnungen für Kraftunterstützungsdruck, von denen nur die Austrittsöffnung 333 dargestellt ist. stromaufwärts der Ventilteile 305, 309 liegen.

Wird nunmehr angenommen, daß über die Drehung der Eingangswelle 304 ein Lenkvorgang ausgeführt wird, so ergibt sich eine Reaktionskraft von den zu den Rädern gehenden Lenkgestängen auf die Ausgangswelle 300. Es sei angenommen, daß diese Reaktionskraft das Bestreben hat (als Folge von entsprechender Drehung von Glockenendes 309), den Ventilsitz 306 näher an den Durchgang 308, und den Ventilsitz 307 von dem Durchgang 319 weiter weg zu bringen. Wenn dies auftritt, verkleinert sich die obengenannte Verengung zwischen den Ventilteilen 305 und 309 im Bereich des Ventilsitzes 306, so daß sich in dem von dem Ventilsitz 306 gebildeten Hohlraum eine Druckerhöhung ergibt.

Diese Druckerhöhung wird auf die gemäß Fig. 2b rechte Seite des Strömungsmittelteilers in Form den Ventilgliedes 325 übertragen, wodurch das Ventilglied 325 gemäß F i g. 2b nach links verschoben wird in dem Bestreben, mittels des Ventilsitzes 327 den Durchgang 322 abzuschließen. Wenn dies auftritt, verläuft der gesamte Strömungsmittelfluß über den zweiten der obengenannten parallelen Strömungsmittelwege, d. h. über die öffnung 333, den Durchgang 328 usw., in den ίο nunmehr verengten Hohlraum im Bereich des Ventilsitzes 306. Dies bedeutet, daß maximaler Pumpendruck an dem Ventilsitz 306 auf den Schuh 305 wirkt, wodurch eine Reaktion an das Lenkrad zurückübertragen wirkt, so daß der Fahrzeugführer »Gefühl« erhält. Zusätzlich wird dieser Druck über die mit dem Durchgang 328 verbundene Austrittsöffnung für Kraftunterstützungsdruck und damit an die der Kammer 13 gemäß F i g. 1 entsprechende Kammer des Zylinders 329 angelegt, um die auf die Eingangswelle 304 ausgeübte Kraft dahingehend zu unterstützen, die Fahrzeugräder in die geforderte Stellung zu drehen oder in der geforderten Stellung zu halten.

Aus Vorstehendem ist ersichtlich, daß mit der Vorrichtung gemäß F i g. 2 zwei Stufen des Arbeitens geschaffen werden können. Die erste Stufe ist vorhanden, wenn die Reaktion über die Federn 335 und 336 ausgeübt und demgemäß vorherrschend mechanisch ist. Die zweite Stufe ist erreicht, wenn zufolge des Unterschiedes der Strömungsmitteldrücke an dem Ventilglied 325 der eine der beiden Strömungswege, d. h. entweder der Durchgang 322 oder der Durchgang 328, von dem Ventilglied 325 wenigstens teilweise verschlossen ist und die Drehmomenlreaktion zunehmend durch den Strömungsmitteldruck im Bereich der Ventilsitze 306 und 307 erzeugt wird, bei dem zuvor beschriebenen Beispiel im Bereich der am Ventilsitz 306 vorhandenen Verengung.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist ein Strömungsmittelteiler dargestellt, der als einheitlicher Teil der Vorrichtung vorhanden ist, nämlich als Ventilglied 325. Eine außerordentlich einfache und billige abgewandelte Ausführungsform eines Strömungsmittelteilers, der anstelle des Ventilgliedes 325 gegebenenfalls verwendet werden kann, ist in F i g. 4 schematisch dargestellt.

Gemäß F i g. 4 umfaßt der Strömungsmittelteiler eine Stahlkugel 201, die sich in einer Bohrung 202 frei bewegen kann, um eine öffnung 203 oder 204 ganz oder teilweise abzudecken, die zu den parallelen Strömungsso mittelwegen führen und mit der Austrittsöffnung 334 der Vorrichtung verbunden sind. Der Strömungsmiuelteiler hat eine Eintrittsöffnung 205 und verengte Durchgänge 206 und 207, die eine Verbindung mit den Enden der Bohrung 202 auf jeder Seite der Kugel 201 schaffen.

Beim Arbeiten des Strömungsmittelteilers gemäß F i g. 4 wird Strömungsmittel über die beiden verengten Durchgänge 206 und 207 zu jedem Ende der Bohrung 202 und dann über die Öffnungen 203 und 204 zu der Ventileinrichtung der Vorrichtung geführt. Eine Erhöhung des Strömungsmittelflusses zu einer Seite der Kugel 201 führt zu einem erhöhten Druckabfall an dem verengten Eintrittsdurchgang, beispielsweise an dem Durchgang 207, so daß eine Druckdifferenz an der Kugel 201 erzeugt wird, die zu dem Bestreben führt, die Kugel 201 zu bewegen, um die Austrittsöffnung 204 zu verengen, die auf der Seite liegt, die der anfänglichen FluBerhöhung ausgesetzt ist. Die dann zur Niederdruck-

seite in der Austrittsöffnung 204 freiliegende Fläche der Kugel 201 beeinflußt den Kraftausgleich an der Kugel 201 derart, daß ein niedrigerer Druck auf der nicht verengten Seite der Kugel 201 erforderlich ist. Dieser Zustand herrscht, wenn der Fluß zu der Öffnung 203 größer als zu der anderen öffnung 204 ist.

Die Ausführung des Strömungsmittelteilers gemäß Fig.4 kann gegenüber der Ventilgliedausführung gemäß F i g. 1 beispielsweise zwei Vorteile haben. Die Reibung zwischen den relativ beweglichen Teilen ist vernachlässigbar, und geringer Strömungsmittelfluß rund um die Kugel 201 führt lediglich zu einer Stabilisierungswirkung der Arbeitsweise der Vorrichtung insgesamt und verbessert das Arbeiten durch Glätten der charakteristischen Kurve.

Eine weitere Ausführungsform einer Servolenkvorrichtung ist in den F i g. 5a und 5b dargestellt, bei welcher ein Gußgehäuse 401 vorgesehen ist, dessen Endkappe 402 die Hauptteile der Vorrichtung umschließt, deren mechanischer Eingang über eine Welle 403 erfolgt, die den Eingangsteil darstellt. Die Welle 403 läuft in Lagern 404 und 405. Das letztere ist in einem den zweiten Ventilteil darstellenden Ring 406 aufgenommen, der in der Kappe 402 abgedichtet drehbar ist und Dichtungen 407 und 408 hat, um einen ringförmigen Durchgang 409 zu bilden, der, wie später ersichtlich, einen Teil eines Strömungsmittelweges darstellt. Das Lager 404 arbeitet zwischen einem Endansatz 410 der Welle und einem Endflansch 411 einer den Ausgangsteil darstellenden Kugelschraubenwelle 412, wobei der Endflansch 411 in einem Kugellager 413 läuft, welches zwischen der V/elle 412 und der Kappe 401 angeordnet ist. Der Ring 406 ist mit dem Flansch 411 verbolzt, und es ist eine Dichtung dazwischen vorgesehen.

Der Schnitt gemäß F i g. 5b verläuft nach Linie B-B der F i g. 5a, und zwar durch einen Flansch, der an der Welle 403 rechts von dem Endansatz 410 gebildet ist. Aus F i g. 5b ist ersichtlich, daß dieser Flansch mit zwei diametral gegenüberliegenden Vertiefungen 415 und 416 versehen ist, in denen jeweils ein den ersten Ventiiteil darstellendes zylindrisches Paßstück 417 bzw. 418 angeordnet ist. Die Vertiefungen 415 und 416 sind nicht ganz halbzylindrisch, und die Paßstücke 417 und 418 liegen innerhalb je einer weiteren inneren Vertiefung 419 bzw. 420 in dem Ring 406. Jede dieser Vertiefungen hat teilzylindrische Flanken, gegen welche die zylindrischen Paßstücke 417, 418 passen, jedoch liegen diese Flanken in einem Abstand voneinander, um Bewegung der Paßstücke 417,418 von einer Flanke zur anderen zu ermöglichen, wenn sich die Welle 403 dreht, so

Wie in F · g. 5b dargestellt, ist in dem Ring 406 zwischen dem ringförmigen Durchgang 409 und einer Flanke der betreffenden Vertiefung 419 bzw. 420 je ein Durchgang 421 bzw. 422 vorgesehen. Die Durchgänge 421 und 422 stehen mit einer Austnttsöffnung für Kraftunterstützungsdmck in Form eines Durchganges 435 in Verbindung, der seinerseits mit der Kammer 12 gemäß F i g. 1 entsprechenden Kammer des Zylinders 446 in Verbindung steht Weitere Durchgänge 423 und 424 sind vorgesehen, die einerseits mit der jeweils anderen Flanke der betreffenden Vertiefung 419 bzw. 420, und andererseits über nicht dargestellte Durchgänge in dem Ring 406 und dem Flansch 411 mit der der Kammer 13 gemäß F i g. 1 entsprechenden Kammer des Zylinders 446 in Verbindung stehen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.5 stellt die Eingangswelle 403 den ersten Ventilteil dar, während der Ring 406 den zweiten Ventilteil darstellt Beide Ventilteile bilden zusammen mit den Paßstücken 417 und 418 und den Vertiefungen 419 und 420 die Ventileinrichtung der Vorrichtung.

Zentrierung für die Ventileinrichtung und die Eingangswelle 403 wird erreicht durch zwei Federn 425 und 426, die in F i g. 7 in vergrößertem Maßstab dargestellt sind. Die Federn sind in eine Querbohrung 427 in der Eingangswelle 403 derart eingepaßt, daß auf vertiefte Teile 428 der Federn 425, 426 eine Vorspannung ausgeübt und als Reaktion gegen die mittleren Teile 429 übertragen wird. Die ebenen Enden der Federn 425, 426 greifen in flache Schlitze 531 in der Innenfläche des Ringes 406 derart ein, daß der Ring 406 relativ zur Eingangswelle 403 in mittlerer Stellung gehalten ist und nur durch Überwindung der Vorspannung und weitere Ablenkung der Federn 425, 426 gedreht werden kann.

Die Vorrichtung umfaßt auch einen Strömungsmittelteiler, der insbesondere in F i g. 6 dargestellt ist. Diese Ausführung stimmt mit der Ausführungsform gemäß F i g. 4 weitgehend überein. Sie umfaßt eine Stahlkugel 430, die sich in einer Bohrung 431 frei bewegen kann, um eine von zwei Austrittsöffnungen 432 und 433 ganz oder teilweise abzudecken, von denen die öffnung 433 zu einem Durchgang 434 führt, der einerseits mit dem ringförmigen Durchgang 409 und andererseits über den Durchgang 435 mit der der Kammer 12 gemäß Fig. 1 entsprechenden nicht dargestellten Kammer des Zylinders 446 in Verbindung steht. Die andere öffnung 432 steht über nicht dargestellte Durchgänge einerseits mit den Durchgängen 423 und 424 und andererseits über nicht dargestellte Durchgänge, die als Austrittsöffnungen für Kraftunterstützungsdruck dienen, mit der der Kammer 13 gemäß F i g. 1 entsprechenden Kammer des Zylinders 446 in Verbindung, und zwar über eine Austrittsöffnung 436. Strömungsmittel gelangt von der hydraulischen Pumpe zum Strörrtungsmittelteiler über eine Strömur.gsmittel-Eintrittsöffnung 437, die über Durchgänge 438 und 439 mit jeder Seite der Kugel 430 in Verbindung steht.

Bei der Beschreibung der Arbeitsweise wird zunächst angenommen, daß die Eingangswelle 403 und die Paßstücke 417 und 418 sich relativ zu dem Ring 406 in der in Fig.5b wiedergebenen Stellung befinden, in welcher im wesentlichen gleicher Abstand zwischen jedem Paßstücke 417 bzw. 418 und den beiden Flanken der betreffenden Vertiefung 419 bzw. 420 vorhanden ist. In dieser Stellung sind zwei parallele Strömungsmittelwege vorhanden. Der erste dieser parallelen Strömungswege verläuft über die Strömungsmittel-Eintrittsöffnung 437, den Durchgang 439, die öffnung 433, den Durchgang 434, den Ringdurchgang 409, die Durchgänge 421 und 422 sowie den Abstand zwischen den Paßstücken 417 und 418 und den betreffenden Flanken der Vertiefungen 419 und 420 zum Sumpf, der durch eine Leitung 445 dargestellt ist. Gleichzeitig besteht gemäß vorstehender Beschreibung eine Verbindung zwischen diesem Strömungsmittelweg und der der Kammer 12 gemäß Fi g. 1 entsprechenden Kammer des Zylinders 446. Der zweite Strömungsmittelweg verläuft von der Strömungsmittel-Eintrittsöffnung 437 über den Durchgang 438, die Öffnung 432, die Durchgänge 423 und 424 und den Abstand zwischen den Paßstücken 417 und 418 und den betreffenden Flanken der Vertiefungen 419 und 420 zum Sumpf (Leitung 445). Gleichzeitig besteht eine Verbindung zwischen diesem Strömungsweg und der der Kammer 13 gemäß F i g. 1 entsprechenden Kammer des Zylinders 446. Jeder Strömungs-

mittelweg durchläuft eine Verengung, die zwischen den Paßstücken 417 und 418 und der betreffenden Flanke der die Paßstücke 417, 418 aufnehmenden Vertiefungen 419,420 gebildet ist.

In der in Fig. 5b wiedergegebenen Stellung der Bauteile ist der Strömungsmittelfluß durch die beiden parallelen Strömungsmittelwege, einschließlich des Strömungsmittelteilers und der Ventileinrichtung, im wesentlichen gleich, und es tritt kpine hydraulische Reaktion zwischen den Paßstücken 417 und 418 und den Flanken der Vertiefungen 419 und 420 auf.

Es sei nunmehr angenommen, daß als Folge einer Lenkbewegung und damit einer Drehung der Eingangswelle 403 eine Radkraft über den Flansch 411 der Ausgangswelle 412 ausgeübt wird, wodurch der Kraft von dem das Lenkrad und daher die Eingangswelle 403 gegen Drehung haltenden Fahrzeugführer entgegengewirkt wird. Wenn die ausgeübte Kraft ausreichend ist, die Vorspannung an den Federn 425 und 426 in einer Richtung zu überwinden, ergibt sich eine Bewegung des Ringes 406 relativ zu den Paßstücken 417 und 418. Wenn diese Bewegung gemäß Fig. 5b in Uhrzeigerrichtung erfolgt, ergibt sich eine Verringerung des Abstandes zwischen den Paßstücken 417 und 418 und den Flanken der Vertiefungen 419 und 420, die mit den Durchgängen 423 und 424 in Verbindung stehen. Es ergibt sich daher e^:.n Druckanstieg in den Durchgängen 423 und 424 und damit in den durch diese gebildeten Hohlräumen stromaufwärts der Paßstücke 417 und 418. Durch diesen erhöhten Druck wird eine hydraulische Reaktionskraft auf die Eingangswelle 403 ausgeübt, die dem Fahrzeugführer als »Gefühl« vermittelt wird. Gleichzeitig wird der erhöhte Druck an den Kolben des dem Zylinder 5 gemäß Fig. 1 entsprechenden Zylinders 446 angelegt. Weiterhin wird zufolge des Druckanstiegs stromab der Strömungsmittelteileröffnung 432 die Kugel 430 gemäß F i g. 5b nach rechts bewegt, wodurch der Strömungsmittelfluß über die Öffnung 433 verringert wird, wobei im Grenzbereich der gesamte Strömungsmiiteifiuß auf der Hochdruckseite der Vorrichtung erfolgt.

Bei einem Wert des Drehmomentes der Eingangswelle 403, bei welchem die Federn 425 und 426 sich auslenken, ist die von der Vorrichtung gelieferte Kraftunterstützung abhängig von den Kräften, die zufolge des Strömungsmittelflusses zwischen den Paßstücken 417 und 418 und den betreffenden Flanken der Vertiefungen 419 und 420 zufolge des Flusses von Strömungsmittel von der hydraulischen Pumpe erzeugt werden. Eine Auslenkung in entgegengesetzter Richtung, d.h. in gemäß Fig. 5b Gegenuhrzeigerrichtung, führt zu dem Bestreben, daß über Hie Paßstücke 417 und 418 die Durchgang; 421 und 422 geschlossen werden, wodurch sich dann im Durchgang 435 eine Druckerhöhung ergibt, durch welche Kraftunterstützungsdruck an die der Kammer 12 gemäß Fig. 1 entsprechende Kammer des Zylinders 446 angelegt wird. Es ergibt sich dabei auch eine Reaktionskraft in entgegengesetztem Sinn.

Obwohl oben nicht erwähnt, da keine Verbindung mit der normalen Arbeitsweise besteht, zeigen die Zeichnungen zwei Rückschlagventile 44il und 442. Das Ventil 441 ist in einem Durchgang in dem Ring 406 vorgesehen, und das Ventil 442 ist in einem Durchgang in dem Flansch 411 vorgesehen. Diese Ventile ermöglichen ein Fließen von hydraulischem Strömungsmittel von einem äußeren Behälter, der oftmals in der hydraulischen Pumpe vorgesehen ist, um den Zylinder 446 für den Fall zu füllen, daß die Pumpe nicht arbeitet oder daß reine Handbetätigung erfolgt. Bestehende Servovorrichtungen umfassen gewöhnlich auch ein Rückschlagventil zwischen der Zuführleitung und der Rückkehrleitung, jedoch erfordert die hier beschriebene Ausführung, die eine geteilte Strömung verwendet, zwei solcher Rückschlagventile bei NichtVorhandensein irgendeiner abgewandelten Ausführung.

Um die Notwendigkeit für zwei Rückschlagventile zu vermeiden, wie sie gerade beschrieben sind, kann der Strömungsmittelteiler so abgewandelt werden, wie er in F i g. 6 dargestellt ist, gemäß welcher er zwischen der Kugel 430 und den Austrittsöffnungen 432 und 433 zwei leichte Zentrierfedern 443 und 444 aufweist. Diese Federn sind derart, daß sie vollständiges Schließen jeder Austrittsöffnung 432, 433 verhindern, wenn die Pumpe nicht arbeitet, so daß ein Umgehungsdurchgang durch den Strömungsmittelteiler geschaffen ist, um zu ermöglichen, daß Strömungsmittel von einer Kammer des Zylinders 446 zur anderen Kammer fließen kann.

Eine zusätzliche Wirkung der Federn 443 und 444 besteht darin, den Druck zu erhöhen, bei welchem voller Fluß auf der Hochdruckseite der Ventileinrichtung geschaffen ist. Um dies zu erreichen, um einen Ausgleich für die Federn zu schaffen, sind die Flächen der Austrittsöffnungen 432 und 433 geringfügig vergrößert, und zwar bei gleichem Durchmesser der Kugel 430. Durch eine solche vergrößerte Fläche wird verringerter Strömungswiderstand geschaffen, so daß die Vorrichtung wirksamer als ohne die Federn 443 und 444 gemacht werden kann.

Es ist zu bemerken, daß bei der gegenwärtig beschriebenen Ausführungsform die Reaktionskräfte und die Kraftübertragungskräfte hauptsächlich durch die die veränderlichen Verengungen darstellenden Hohlräume erzeugt werden, die stromauf der Paßstücke 417 und 418 in den parallelen Strömungswegen gebildet sind, und um vollständiges Schließen der Durchgänge auf der Hochdruckseite unter hohem Drehmoment zu erzielen, besteht für die Paßstücke 417, 4i8 das Bestreben, radial aus den Vertiefungen 415 und 416 gedrückt zu werden durch Berührung mit den Lippen der Vertiefungen 419 und 420, die gegen die Flanken der Vertiefungen 415 und 416 reagieren. Diese Wirkung ist akzentuierbar, indem die Vertiefungen 4i5 und 4i6 mit geringfügig größerem Radius als dem Radius der Paßstücke 417,418 gebildet sind.

Schließlich ist zu bemerken, daß, wenn die Pumpe arbeitet und der Strömungsmittelteiler sich nicht in einer Endstellung befindet, stationärer Strömungsmittelfluß durch das Lenkgehäuse vorhanden ist. Dies ist vom Standpunkt der Temperaturvergleichmäßigung insbesondere im kalten Zustand vorteilhaft.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Servolenkvorrichtung mit einem Eingangsteil (304) und einem relativ zu diesem bewegbaren Ausgangsteil (310), einer Strömungsmittel-Eintrittsöffnung (330) und einer Strömungsmittel-Austrittsöffnung (334), einem Strömungsmittelteiler (325) für das Aufteilen des Strömungsmittelflusses entlang zweier paralleler Wege zwischen den Strömungsmittelöffnungen, von denen jeder durch einen mit dem Ausgangsteil gekoppelten zweiten Ventilteii (309) und eine zwischen dem zweiten Ventilteil und einem mit dem Eingangsteil gekoppelten ersten Ventilteil (305) gebildete Verengung verläuft und stromaufwärts der Ventilteile eine Austrittsöffnung (333 bzw. 328) für Kraftunterstützungsdruck aufweist, und wobei eine Betätigung des Eingangsteiles durch Änderung einer der zwischen den Ventilteilen gebildeten Verengungen zu einer Erhöhung des Strömungsmitteldruckes an der Austrittsöffnung für Kraftunterstützungsdruck des betreffenden Strömungsmittelweges führt, d a durch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Strömungsmittelweges zur Bildung jeder Verengung umgeben wird von einer einen Ventilsitz (306 bzw. 307) bildenden Umfangskante einer in einem der Ventilteile (305) ausgebildeten, die Querschnittsfläche des Strömungsmittelweges abdeckenden Vertiefung.

2. Hydraulische Servolenkvorrichtung mit einem Eingangsteil (403) und einem relativ zu diesem bewegbaren Ausgangsteil (411), einer Strömungsmittel-Eintrittsöffnung (437) und einer Strömungsmittel-Austrittsöffnung (445), einem Strömungsmittelteiler für das Aufteilen des Strömungsmittelflusses entlang zweier paralleler Wege zwischen den Strömungsmitielöffnungen, von denen jeder durch einen mit dem Ausgangsteil gekoppelten zweiten Ventilteil (406) und eine zwischen dem zweiten Ventilteil und einem mit dem Eingangsteil gekoppelten ersten Ventilteil (403) gebildete Verengung verläuft und stromaufwärts der Ventilteile eine Austrittsöffnung für Kraftunterstützungsdruck aufweist, und wobei eine Betätigung des Eingangsteiles durch Änderung einer der zwischen den Ventilteilen gebildeten Verengungen zu einer Erhöhung des Strömungsmitteldruckes an der Austrittsöffnung für Kraftunterstützungsdruck des betreffenden Strömungsmittelweges führt, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ventilteii (403) ein vorragendes Paßstück (417) umfaßt und das Paßstück zusammen mit einer am zweiten Ventilteil (406) durch eine Vertiefung (419) gebildeten Ventilsitzfläche die Verengung bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ventilteil einen schuhförmigen Teil (305) an einer den Eingangsteil bildenden Welle (304), und der zweite Ventilteil einen mit einer den Ausgangsteil bildenden Welle verbundenen Teil (309) aufweist, der mit einem Schlitz zum losen Aufnehmen des schuhförmigen Teiles (305) versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß das vorragende Paßstück (417 oder 418) zylindrisch ist, und daß seine zylindrische Fläche einen Radius hat, der dem Radius der in einem Abstand voneinander liegenden, teilzylindrischen Flanken der die Ventilsitzfläche bildenden Vertie-

fung (419 oder 420) entspricht

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vorragende Paßstück (417 oder 418) in einer Vertiefung (415 oder 416) des Eingangsteiles (403) aufgenommen ist, der zylindrisch ist und in einer zylindrischen öffnung des Ausgangsteiles (411,412) gleichachsig drehbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch den schuhförmigen ersten Ventilteil (305) zentrierende Federn (335,336).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zentrieren der Ventilteile (403, 406) Blattfedern (425, 426) vorgesehen sind, deren Enden jeweils in einem Schlitz (531) im zweiten Ventilteil (406) angeordnet sind und die sich durch eine Querbohrung (427) in dem ersten Ventüteil (403) erstrecken.