DE2417194A1

DE2417194A1 - Druckmittelfolgesteuerung fuer servolenkungen oder dergleichen

Info

Publication number: DE2417194A1
Application number: DE19742417194
Authority: DE
Inventors: Guenther Ing Grad Strauff
Original assignee: Langen and Co
Current assignee: Langen and Co
Priority date: 1972-08-26
Filing date: 1974-04-09
Publication date: 1975-11-06
Also published as: FR2254470A2; FR2254470B2; GB1488027A

Description

Zusatzpatentanmeldung zur Zusatzpatentanmeldung P 2 361 893.1

Gegenstand: Druckmittelfolgesteuerung für Servolenkungen oder dergleichen

Anmelder: Langen & Co, 4000 Düsseldorf, Klosterstraße 49

Die Erfindung bezieht sicn auf eine Druckmittelfolgesteuerung für Servolenkungen oder dergleichen mit zwei von einem gemeinsamen Betätigungsglied betätigten Steuerventilen zum wechselweisen Verbinden der Arbeitsräume eines hydraulischen Servomotors mit einer Druckquelle oder einem Ablauf sowie mit einer mechanischen Rückführung der Bewegung des Servomotors und einer Rückmeldung der in den Arbeitsräumen bestehenden Drücke an das Betätigungsglied über von diesen Drücken beaufschlagte Reaktionsflächen an den Steuergliedern der Steuerventile oder Reaktionsfläcnen an mit den Steuergliedern wirkungsmäßig verbundenen Reaktionsgliedern, wobei die Steuerventile jeweils vom Druck eines Arbeitsraumes mit Hilfe von Reaktionsflächen gegen die Kraft einer Regelfeder gesteuerte Druckregelventile jener Art sind, welche unterhalb eines bestimmten Druckes eine Verbindung von der Druckquelle zum Arbeitsraum herstellen, diese Verbindung bei Überschreiten des Druckes zunehmend drosseln und schließlich sperren und bei weiterer Druckerhöhung eine Verbindung vom Arbeitsraum zum Ablauf öffnen, wobei die Regelfedern zumindest in jener die Verbindungen sperrenden Stellung vorgespannt sind und sich dabei mit inren dem Betätigungsglied

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zugewandten Enden direkt oder über Federteller oder dergleichen obernalb einer auf sie wirkenden Grenzbetätigungskraft allein am Betätigungsglied oder einem damit unnachgiebig verbundenen Teil abstützen/ so daß die gesamte Federkraft vom Betätigungsglied allein aufgenommen wird, während unterhalb der Grenzbetätigungskraft mindestens ein Anteil der Federkraft auch am Steuerventilgehäuse oder einem damit fest verbundenen Teil abgestützt wird derart, daß dieser Anteil ausgehend von der Grenzbetätigungskraft bei Abnahme der Betätigungskraft anwächst und ein Maximum erreicht/ wenn der Kraftfluß zwischen Betätigungsglied und Regelfeder unterbrochen wird, wobei am Betätigungsglied Einstellmittel vorgesehen sind, welche eine spielfreie Wirkverbindung zwischen Betätigungsglied und Regelfedern einzustellen gestatten und wobei nach einer vorbestimmten Verkürzung einer Regelfeder, zwischen Betätigungsglied und Steuerglied direkt oder über starre Übertragungsmittel ein in Wirkrichtung unnachgiebiger mecnanischer Kontakt stattfindet nach Patentanmeldung P 2 361 893.1.

Druckmittelfolgesteuerungen dieser Art bewirken bekanntlich die Aufrechterhaltung eines Mindestdruckes in den Arbeitsräumen des Servomotors ohne wesentlichen Verbrauch an Druckmittel. Der Mindestdruck bleibt selbst dann erhalten, wenn ein Arbeitsraum mit dem Ablauf verbunden wird. Bei geringen Kräften an den gelenkten Rädern ist zudem ein Lenken ohne Verstärkung möglich. Nach Überwinden einer Grenzkraft soll die Verstärkung einsetzen. Der Lenkvorgang kann über eine spielfrei einzustellende Wirkverbindung zwischen Betätigungsglied und Regelfedern eingeleitet werden. Ein selbsttätiger Rücklauf der gelenkten Räder in die Geradeausstellung ist möglich.

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Sofern dieser Rücklauf ohne wesentlichen Druckanstieg in jenem mit dem Ablauf verbundenen Arbeitsraum stattfinden soll, muß die Federkonstante der entsprechenden Regelfeder gering sein. Eine große Federkonstante würde selbst bei den als sehr klein vorauszusetzenden Steuerwegen eines Steuerkolbens einen unerwünscht hohen Druckanstieg bewirken und damit die selbsttätige Rückstellung behindern. Auf der anderen Seite bedingt eine kleine Federkonstante einen relativ großen Weg zwischen Betätigungsglied und Steuerglied, ehe nach Überwinden der Grenzkraft die Regelfeder soweit gespannt ist, daß ein merklicher Druckanstieg stattfinden kann. Dieser relativ große Weg macht sich z. B. an einem Lenkrad in unerwünschter Weise als "Loch" bemerkbar. Obwohl die vom Lenker aufzubringende Kraft fortwährend ansteigt, hat er subjektiv aufgrund des großen Weges das Gefühl eines geringer werdenden Kraftbedarfs. Sobald aber ein mechanischer. Kontakt zwischen Betätigungsglied und Steuerglied stattfindet, kann.ein Druckanstieg ohne nennenswerten Weg des Betätigungsgliedes erzielt werden. Es ist daher anzustreben, das Spiel zwischen Betätigungsglied und Steuerglied gerade so groß zu machen, daß ein Steuerglied nach überwinden dieses Spiels gerade noch eine selbsttätige Rückstellung des Servomotors mit einem vorgegebenen Druckanstieg in dem betreffenden Arbeitsraum bei einer bestimmten Rückstellgeschwindigkeit zuläßt. Diese optimale Einstellung läßt sich in der Praxis aufgrund der auftretenden Fertigungstoleranzen ohne Einstellmöglichkeit nicht verwirklichen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, Druckmittelfolgesteuerungen der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß eine einfache, billige und leicht zu bedienende Einstellung des Spiels zwischen Betätigungsglied und Steuerglied vorgenommen werden kann. Die Einstellung soll stufenlos erfolgen können

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und unabhängig von den Einstellmitteln wirken, welche die Einstellung einer symmetrischen Lage des Betätigungsgliedes relativ zum Ventilkörper bzw. eine spielfreie Verbindung zwischen Betätigungsglied und Steuerglied ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß als Einstellmittel eine Klemmschraube mit einer zentralen, mit Gewinde versehenen Durchgangsbohrung dient, in welche eine Schraube eingeschraubt ist, die mit ihrem dem Steuerglied zugewandten Ende mit einem als übertragungsmittel dienenden Stößel verbunden ist oder zumindest in Kontakt kommt. Zwecks Erleichterung der Montage und Einstellung hat die Bohrung einen größeren Durchmesser als der Stößel. Sofern als Regelfeder eine Schraubenfeder mit einem Federteller verwendet wird, kann der Stößel den Federteller und die Schraubenfeder axial durcndringen. Der Federteller kann dabei mit fluchtenden, zapfenartigen Ansätzen versehen sein, die eine zentrale Durchgangsbohrung besitzen, die zur Führung des Stößels dient. Zur Sicherung der Einstellung ist die Stellschraube axial geschlitzt und kann daher durch eine im Betätigungsmittel quer zur Stellschraube gerichtete Klemmschraube geklemmt werden. Um eine Klemmung auch bei ungünstiger Stellung des Schlitzes zu ermöglichen, sollten im Betätigungsglied zwei zueinander versetzte Gewindelöcher für eine Klemmschraube angeordnet sein, die dann wahlweise benutzt werden können.

Die Erfindung wird anhand eines in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Figur 1 zeigt einen Schnitt senkrecht zur Achse eines Lenkventils durch die Achsen der Steuerkolben.

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Figur 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt von Figur 1.

Figur 3 zeigt einen Schnitt senkrecht zur Achse der Stellschraube entsprechend der Schnittlinie E-F in Figur 2.

Die in der folgenden Beschreibung verwendeten Bezugszeichen sind zum Teil in Anlehnung an die Figur 4 der ersten Zusatzanmeldung gewählt.

In einem Ventilgehäuse 27 sind senkrecht und außermittig zu seiner Achse als Steuerglieder dienende Steuerkolben 28 und 29 angeordnet, welche in zylindrischen Bohrungen 36 und 37 gleiten. Der Steuerkolben 2 8 bewirkt in einer ersten Schaltstellung eine Verbindung zwischen einem Druckanschluß P und einem zu einem Arbeitsraum eines Servomotors führenden Anschluß B und in einer zweiten Schaltstellung eine Verbindung zwischen dem Anschluß B und einem mit einer Ablaufleitung verbundenen Anschluß T und sperrt in einer dritten Schaltstellung die genannten Verbindungen. In entsprechender Weise kann der Steuerkolben 29 die Verbindungen P-A und A-T bewirken oder sperren, wobei A ein mit einem zweiten Arbeitsraum des Servomotors verbundener Anschluß ist. Stirnseitig an die Steuerkolben 28 und 29 angrenzende Reaktionsräume 56 und 55 sind fortwährend mit den Anschlüssen B und A verbunden. Den Reaktionsräumen 56 und 55 gegenüberliegend wirken Regelfedern 38 und 46 auf die Steuerkolben 28 und 29. Die Regelfedern 38 und 46 wirken auf Federteller 139 und 147, die sich ihrerseits zumindest in einer Mittelstellung der Steuerkolben 28 und 29 an Absätzen 40 und 48 zwischen den Bohrungen 36 und 37 sowie Bohrungen 41 und 49 kleineren Durchmessers abstützen. Die Federteller 139 und 147 besitzen zapfenartige Ansätze 42'· und 50'', welche die Bohrungen 41 und 49 durchdringen, sowie dazu fluch-

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tende zapfenartige Ansätze 99 und 100, welche in die Regelfedern 38 und 46 hineinragen. Die Ansätze 42" und 50'' bzw. 99 und 100 besitzen zentrale Durchgangsbohrungen 101 und 102, welche zur Führung von Stößeln 103 und 104 dienen. Die Stößel 103 und 104 durchdringen die Regelfedern 38 und 46 und weisen in einer mittleren Position gegenüber den Steuerkolben 28 und 29 einen geringen Abstand auf, wenn sie mit ihren gegenüberliegenden Enden an Schrauben 105' und 106 anliegen, welche in mit Gewinde versehene Durchgangsbohrungen 107 und 108 innerhalb von Stellschrauben 109 und 110 eingeschraubt sind. Die Stellschrauben 109 und 110 wirken auf die Ansätze 42'' und 50'' ein und befinden sich in einem als Betätigungsglied dienenden Hebel 35¹'¹. Im Hebel 35 ·'' sind Gewindelöcher 111 und 112 und dazu versetzt zwei weitere Gewindelöcher angebracht, von denen eines in Figur 3 sichtbar und mit 113 bezeichnet ist. In das Gewindeloch 113 ist ein Kunststoffteil 114 eingelegt, welches mittels einer Klemmschraube 115 gegen die Stellschraube 110 gepreßt wird. Die Stellschraube 110 ist mit einem axial verlaufenden Schlitz 116 versehen. Die gleiche Anordnung ist selbstverständlich auch für die Stellschraube vorgesehen.

Die Funktion im eingebauten Zustand während des Betriebes ist die gleiche, wie sie bereits für die Figuren 1 bis 4 der Zusatzanmeldung P 2 361 89 3.1 beschrieben wurde. Es genügt hier also, die Funktion der Einstellmittel zu beschreiben.

Die Einstellung erfolgt zweckmäßigerweise vor dem Einbau in ein Fahrzeug auf einem Prüfstand zunächst ohne die Stößel 103 und 104, die Schrauben 105 und 106 sowie die Stellschrauben 109 und 110. Die Anschlüsse A und B werden mit Arbeitsräumen eines Zylinders verbunden. Am Anschluß P wird ein definierter Druck

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angelegt. Dabei entstehen durch den Druckregelventil-Effekt der Steuerkolben in den Arbeitsräumen bestimmte Drücke, welche gemessen werden. Mit Hilfe der Stellschrauben 109 und wird dann dafür gesorgt, daß sowohl ein spielfreier Kontakt zwischen den Ansätzen 42'· und 50'· und den Stellschrauben 109 und 110 als auch eine symmetrische Lage des Hebels 35' " relativ zum Ventilgehäuse 27 entstehen. Die symmetrische Lage ist insofern wichtig, als sich sonst eine Berührung zwischen Hebel 35' " und Ventilgehäuse 27 ergeben könnte, bevor ein Steuerkolben seinen notwendigen Hub machen konnte. Eine unerwünschte Unsymmetrie im Lenkverhalten wäre die Folge. Nach dieser'Einstellung werden die Klemmschrauben 115 leicht angezogen, wobei zunächst in Abhängigkeit von der Stellung der Schlitze 116 eines der Gewindelöcher 111, 112 und 113 gewählt wird. Die Stößel 103 und 104 werden dann durch die Durchgangsbohrungen 107 und 108 gesteckt und mit Hilfe der Schrauben 105 und 106 spielfrei, aber ohne Spannung zu den Steuerkolben 28 und 29 eingestellt. Dann werden die Schrauben 105 und 106 um einen vorher durch Versuche festgestellten Winkel gelöst, so daß ein Spiel zwischen den Steuerkolben 28 und 29 und den Stößeln 103 und 104 entsteht. Dieses Spiel muß aussreichen, um eine selbsttätige Rückstellung des Servomotors, vertreten durch den Zylinder, zu ermöglichen. Hydraulisch gesehen bedeutet dies, daß ein bestimmter Druckmittelstrom die Verbindungen A-T bzw. B-T durchfließen muß, ohne einen vorher bestimmten Druckanstieg zu überschreiten. Der Zylinder wird also durch äußere Kräfte mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt und der Druckanstieg im betreffenden Arbeitsraum gemessen. Ist er zu hoch, wird die zugehörige Schraube solange gelöst, bis er sich auf den gewünschten Wert erniedrigt hat. Danach wird die zugehörige Klemmschraube so fest angezogen, daß Schraube und Stellschraube gemeinsam gegen Verstellen gesichert sind.

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Bei bestimmten Wandstärken einer Stellschraube und sofern Aluminium oder ein ähnlich weiches Material verwendet wird, hat es sich als möglich erwiesen, eine Klemmung auch ohne Schlitz zu erreichen. Der durch eine Klemmschraube aufgebrachte Druck bewirkt dabei eine Verformung der Wand in
einer Weise, daß sowohl außen als auch innen ein erhöhter Widerstand gegen Verstellen auftritt.

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Claims

Patentansprüche;

Druckmittelfolgesteuerung für Servolenkungen oder dergleichen mit zwei von einem gemeinsamen Betätigungsglied betätigten Steuerventilen zum wechselweisen Verbinden der Arbeitsräume eines hydraulischen Servomotors mit einer Druckquelle oder einem Ablauf sowie mit einer mechanischen Rückführung der Bewegung des Servomotors und einer Rückmeldung der in den Arbeitsräumen bestehenden Drücke an das Betätigungsglied über von diesen Drücken beaufschlagte Reaktionsflächen an den Steuergliedern der Steuerventile oder Reaktionsflächen an mit den Steuergliedern wirkungsmäßig verbundenen Reaktionsgliedern, wobei die Steuerventile jeweils vom Druck eines Arbeitsraumes mit Hilfe von Reaktionsflächen gegen die Kraft einer Regelfeder gesteuerte Druckregelventile jener Art sind, welche unterhalb eines bestimmten Druckes eine Verbindung von der Druckquelle zum Arbeitsraum herstellen, diese Verbindung bei Überschreiten des Druckes zunehmend drosseln und schließlich sperren und bei weiterer Druckerhöhung eine Verbindung vom Arbeitsraum zum Ablauf öffnen, wobei die Regelfedern zumindest in jener die Verbindungen sperrenden Stellung vorgespannt sind und sich dabei mit ihren dem Betätigungsglied zugewandten Enden direkt oder über Federteller oder dergleichen oberhalb einer auf sie wirkenden Grenzbetätigungskraft allein am Betätigungsglied oder einem damit unnachgiebig verbundenen Teil abstützen, so daß die gesamte Federkraft vom Betätigungsglied allein aufgenommen wird, während unterhalb der Grenzbetätigungskraft mindestens ein Anteil der Federkraft auch am Steuerventilgehäuse oder einem damit fest verbundenen Teil abge-

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stützt wird derart, daß dieser Anteil ausgehend von der Grenzbetätigungskraft bei Abnahme der Betätigungskraft anwächst und ein Maximum erreicht, wenn der Kraftfluß zwischen Betätigungsglied und Regelfeder unterbrochen wird, wobei am Betätigungsglied Einstellmittel vorgesehen sind, welche eine spielfreie Wirkverbindung zwischen Betätigungsglied und Regelfedern einzustellen gestatten und wobei nach einer vorbestimmten Verkürzung einer Regelfeder zwischen Betätigungsglied und Steuerglied direkt oder über starre Übertragungsmittel ein in Wirkrichtung unnachgiebiger mechanischer Kontakt stattfindet nach Patentanmeldung P 2 361 893.1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einstellmittel eine Stellschraube (109, 110) mit einer ■* zentralen mit Gewinde versehenen Durchgangsbohrung (107, 108) dient, in welche eine Schraube (105, 106) eingeschraubt ist, welche mit ihrem dem Steuerglied (Steuerkolben 28 und 29) zugewandten Ende mit einem als Übertragungsmittel dienenden Stößel (103, 104) verbunden ist oder zumindest in Kontakt kommt.
2. - Druckmittel folgesteuerung nach Anspruch 1, dadurch gerkennzeichnet, daß die Bohrung (107, 108) einen größeren Durchmesser als der Stößel (103, 104) hat.
3. - Druckmittelfolgesteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, daß der Stößel (103, 104) den Federteller (139, 147) der Regelfeder (38, 46) und diese selbst axial durchdringt.

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4. - Druckmittelfolgesteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (139/ 147) fluchtende zapfenartige Ansätze (42· ·, 99; 50'', 100) mit einer zentralen Durchgangsbohrung (101, 102) besitzt, welche zur Führung des Stößels (103, 104) dient.
5. - Druckmittelfolgesteuerung nach einem oder mehreren der

vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube (109, 110) mit einem axialen Schlitz (116) im Betätiguhgsmittel mindestens eine quer zur Stellschraube (109, 110) gerichtete, zur Klemmung dienende Klemmschraube (115) angeordnet ist.
6. - Druckmittelfolgesteuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Betätigungsmittel (Hebel 35'¹¹J zwei zueinander versetzte Gewindelöcher (111, 112, 113) für eine Klemmschraube (115) angeordnet sind.
7. - Druckmittelfolgesteuerung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch

gekennzeichnet, daß zwischen Klemmschraube (115) und Stell schraube (110) ein Kunststoffteil (114) angeordnet ist.
8. - Druckmittelfolgesteuerung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube aus Aluminium oder einem ähnlich weichen Metall ist und in ihrer Wandstärke so bemessen ist, daß eine zur Klemmung ausreichende Verformung auch ohne Schlitz möglich ist.

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