DE2419672A1 - Hydrostatische hilfskraftlenkung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

ZAHURADFABRIK FRIEDRICHSHAPM • Aktiengesellschaft Friedrichshafen

Hydrostatische Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Stand der Technik:

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Hilfskraftlenkung ist beispielsweise aus der US-PS 2 020 951 bekannt, in welcher eine hydraulische Leitungsverbindung zwischen dem vom Lenkhandrad antreibbaren Lenkaggregat und dem den Lenkeinschlag bewirkenden Stellmotor vorgesehen ist. Beim Drehen am Lenkhandrad erzeugt eine Handpumpe einen Differenzdruck, der auf Stirnflächen eines Steuerventilkolbens einwirkt, wodurch dieser in eine der beiden äußeren Schaltstellungen verstellt wird. Der Förderstrom der vom Fahrzeugmotor ange-

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triebenen Ölpumpe, wird dadurch der Eingangsseite der Handpumpe zugeführt, während die Ausgangsseite der Handpumpe mit dem der Einschlagrichtung entsprechenden Druckraum des Stellmotors verbunden wird. Der zu entlastende Druckraum des Stellmotors.wird dagegen an den Ölbehälter angeschlossen. In der IT.eut radstellung des Steuerventils sind die sum Stellmotor führenden Verbindungskanäle abgesperrt, so daß ein Verstellen der zu lenkenden Fahrzeugräder durch äußere Kräfte nicht möglich ist. Eine Lenkung mit einer derartigen Auslegung des Steuerventils kann dem Fahrer daher keinen Straßenkontakt vermitteln. Beim Lenken ohne hydraulische Hilfskraftunterstützung wird der Stellmotor durch den Förderdruck der Handpumpe bewegt, wobei das aus dem entlasteten Druckraum verdrängte Öl der Eingangsseite der Handpumpe zugeführt wird. Hierzu sind ausgeglichene Hubvolumina der Stellmotor-Druckräume erforderlich.

Eine andere derartige Hilfskraftlenkung ist aus der DT-PS 1 297 992 bekannt. Diese Lenkung weist zwar ein Steuerventil auf, welches in Neutralstellung eine Verbindung zwischen den Druckräumen des Stellmotors und der Handpumpe herstellt, jedoch ist auch hier ein Stellmotor mit gleich großen Hubvolumina beider Druckräume für eine einwandfreie Funktion notwendig.

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Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Bauaufwand eine preisgünstige Hilfskraftlenkung zu schaffen, die einerseits eine selbsttätige Rückstellung, der Lenkung aus dem Kurven einschlag ermöglicht, also einen ausreichenden Fahrbahnkontakt bietet, und die andererseits die Verwendung eines Stellmotors mit voneinander abweichenden Hubvolumina der Druckräume erlaubt, ohne daß dadurch das Lenkverhalten in den beiden Len la· ichtun gen unterschiedlich beeinflußt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebene Erfindung gelöst.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben.

Dadurch, daß der zum Druckraum mit dem größeren Hubvolumen des Stellkolbens führende Druckölkanal der Handpumpe über ein Rückschlagventil an den Rücklaufkanal angeschlossen ist, kann die Differenz der Hubvolumina ausgeglichen werden, d. h. die zu geringe Ölmenge, die aus dem kleineren Druckraum verdrängt und dem größeren Druckraum über die Handpumpe zugeführt wird, kann durch Machsaugen

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aus dem Rücklaufkanal ergänzt werden. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß für ein hydrostatisches Lenkaggregat mit in der Feutralstellung des Steuerventils an die Handpumpe angeschlossenen Stellmotor-Druckräumen, ein in der Herstellung preisgünstiger Stellmotor mit einseitiger Kolbenstange verwendbar ist.

Erläuterung der Erfindung

Anhand der Zeichnung ist nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

ig. 1 einen vereinfachten Längsschnitt durch eine hydrostatische Hilfskraftlenkung nach der Erfindung in Feutralstellung;

Pig. 2 das Ölschema der Hilfskraftlenkung nach Pig.

Beim Drehen eines Lenkhandrades 1 wird ein Rotor 2 einer Handpumpe 3 über eine Lenkspindel 4, einen Torsionsstab 5 sowie eine Gelenkwelle 6 angetrieben. Dabei wird der Torsionsstab 5 in sich verdreht, so daß eine Relativverdrehung zwischen der Lenkspindel 4 und der Gelenkwelle stattfindet. Eine mit einer Radialbohrung 9 versehene Ventilbüchse 7 eines Steuerventils 8 ist einerseits über eine Mitnehmerverzahnung mit der Gelenkwelle 6 und anderer-

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seits über einen schraubenförmigen Schlitz 10, in welchen ein in die Lenkspindel eingepreßter Mitnehmerstift 11 eingreift, mit der Lenkspindel 4 verbunden. Durch diese Anordnung ist eine Axialverschiebung der Yentilbüchse 7 möglich. Der Verdrehwinkel zwischen der Lenkspindel 4, der Gelenkwelle 6 und der Ventilbüchse 7 ist durch einen als Totgangkupplung wirkenden Anschlagring 12 begrenzt,- welcher mit einer Außenverzahnung in eine Innenverzahnung der Ventilbüchse 7 eingreift. Der Anschlagring 12 greift außerdem über eine Innenverzahnung mit Plankenspiel in eine Außenverzahnung der Lenkspindel 4 ein, so daß ein gewisses Verdrehspiel entsteht. Der Arbeitsstrom einer Ölpumpe 13 wird über Zulaufkanäle 14 und 14A im Lenkgehäuse 15 und über das Steuerventil 8 je nach Drehrichtung des Lenkhandrades 1 einem Druckkanal 16 oder 17 und damit der Handpumpe 3 zugeleitet. Der Arbeitsdruck der Ölpumpe 13 ist durch ein Druckbegrenzungsventil 18 auf einen Höchstwert eingestellt.

Der von der Handpumpe dosierte Arbeitsstrom gelangt entsprechend dem Lenkeinschlag vom Druckkanal 16 oder 17 über einen Verbindungskanal 20 oder 21 zu einem Druckraum 22 oder 23 eines Stellmotors 24. Das aus dem entlasteten Druckraum des Stellmotors 24 verdrängte Öl fließt drucklos über den Verbindungskanal 20 oder 21, über das Steuerventil 8 und über einen Zwischenkanal 25 oder 26 zu einem Rücklaufkanal 27, der zu einem Behälter 28 führt.

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Da der Stellmotor 24 eine einseitig herausgeführte Kolbenstange 30 aufweist, .ist das vom Druckraum 22 aufgenommene Flüssigkeitsvolumen größer als das des Druckraumes 23.

Erfindungsgemäß ist zwischen den Druckkanal 16 und den Rücklaufkanal 27 ein in Richtung zum Druckkanal öffnendes Rückschlagventil 31 eingesetzt.

Die Wirkungsweise

Die Hilfskraftlenkung ist in Pig. 1 und 2 in der ITeutralstellung gezeichnet, in welcher die Ventilbüchse 7 ihre Mittelstellung einnimmt. Diese Mittelstellung ergibt sich immer dann, wenn keine Kräfte auf das Lenkhandrad 1 und die gelenkten Räder einwirken. Der von der Ölpumpe erzeugte Förderstrom wird vom Zulaufkanal 14 über die Yentilbüchse 7 in die Zwischenkanäle 25 und 26 geleitet und von diesen über den Rücklaufkanal 27 dem Behälter 28 zugeführt. Das Öl in den anderen Kanälen und in der Handpumpe 3 ist dabei nicht in Bewegung. Die Verbindungskanäle 20 und 21 des Stellmotors 24 sind durch einen Ringspalt der am Steuerventil 8 gebildeten Steuerkanten mit den Druckkanälen 16 und 17 der Handpumpe 3 verbunden. Dadurch kann das Lenksystem von den gelenkten Fahrzeugrädern her bewegt werden.

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Bei vom Lenkhandrad eingeleiteten Lenkbewegungen führen "beide Druckkanäle 16 und 17 den Arbeitsdruck der ölpumpe 13, so daß ein Druckgefälle vom Druckkanal 16 zum Rücklaufkanal 27 besteht und das erfindungsgemäße Rückschlagventil 31 geschlossen bleibt.

Wirkt auf die gelenkten Räder eine Kraft, beispielsweise die selbsttätige Rückstellkraft aus einer Kurveneinschlagstellung ein, so strömt bei einer Bewegung der Kolbenstange 30 nach rechts in ihre Ausfahr-Richtung das aus dem Druckraum 23 verdrängte Ölvolumen über den Verbindungskanal 21 sowie den Innenraum und die Radialbohrung der Ventilbüchse 7 zum Druckkanal 17 der Handpumpe 3. Das DruckÖl gelangt unter Antreiben des Rotors 2 der Handpumpe zum Druckkanal 16 und von dort über die Ventilbüchse 7 und den Verbindungskanal 20 in den Druckraum 22 des Stellmotors 24. Da das aus dem Druckraum 23 verdrängte Ölvolumen nicht zum Pullen des Druckraumes 22 ausreicht, entsteht ein Druckabfall im Druckkanal 16, durch welchen das Rückschlagventil 31 geöffnet wird. Das im Druckraum fehlende Ölvolumen kann nunmehr über den Rücklaufkanal aus dem Behälter 28 nachgesaugt werden.

Wirkt auf die gelenkten Fahrzeugräder eine Kraft ein, die die Kolbenstange 30 des Stellmotors 24 in die Einfahr-Richtung nach links bewegt, so ist das aus dem Druckraum 2'2

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ausgeschobene ölvolumen größer als das Ölvolumen, welches der sich vergrößernde Druckraum 23 aufnehmen kann. In diesem Falle ist eine Rückstellwirkung aus dem Kurveneinschlag durch eine gewisse Relativverdrehung zwischen dem Rotor und der Lenkspindel 4 möglich. Diese Relativverdrehung kommt dadurch zustande, daß einerseits der Rotor 2 durch die überschüssige Ölmenge noch weiter verdreht wird und andererseits das Lenkhandrad 1 und die Lenkspindel 4 infolge ihrer Massenträgheit noch keine Drehung ausführen.

Das aus dem Druckraum 22 verdrängte Ölvolumen strömt über den Verbindungskanal 20 dem Druckkanal 16 und der Handpumpe 3 zu, deren Rotor 2 angetrieben wird, so daß das Öl weiter zum Druckkanal 17 gelangen kann. Da durch die vorerwähnte Relatiwerdrehung zwischen dem Rotor 2 und der Lenkspindel 4 die Ventilbüchse 7 des Steuerventils 8 geringfügig nach rechts verstellt ist, - wobei noch keine Überdeckung der an der Ventilbüchse 7 und am Lenkgehäuse 15 gebildeten Steuerkanten stattfindet -, kann ein Teil des Öls vom Druckkanal 17 über die durch die linke Stirnseite der Ventilbüchse 7 leicht geöffnete Ringnut des Zulaufkanals 14 A und über diesen Kanal 14A selbst, sowie die noch geöffneten Steuerkanten des Steuerventils 8 in die Zwischenkanäle 25 und 26 strömen. Von hier aus gelangt dann das Drucköl in den Rücklaufkanal und schließlich in den Behälter 28. Der größere Teil der

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Ölmenge aus dem Druckraum 22 fließt vom Druckkanal 17
durch den Innenraum der Ventilbüchse 7 und deren Radialbohrung 9 zum Yerbindungskanal 21 und damit in den Druckraum 23 des Stellmotors 24.

Pur bestimmte Einbaufälle der erfindungsgemäßen
Hilfskraftlenkung ist es von Vorteil, ein weiteres Rückschlagventil 31 zwischen die Druckleitung 17 und den Rücklaufkanal 27 einzubauen. Durch diese Maßnahme ist die Einbaulage des Stellmotors 24 frei wählbar, d. h. die Kolbenstange 30 kann auch am Lenkgestänge links angeschlossen
werden.

Anstelle des Rückschlagventils 31 kann auch ein Rückschlagventil 31A zwischen den Rücklaufkanal 27 und den Verbindungskanal 20 eingebaut werden.

19.4.1974
T-PA Jr/fn

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. \ Hydrostatische Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kr^afj^Tahrzeuge, mit einer vom Lenkhandrad antreibbaren als Dosiereinrichtung wirkenden Handpumpe, einer vom Fahrzeugmotor antreibbaren HocMruckölpumpe und einem in Abhängigkeit von der Drehung des Lankhandrades in beiden Richtungen verstellbaren Steuerventil, welches einerseits über Druckkanäle an die Handpumpe und andererseits über Verbindungskanäle an Druckräume eines den Lenkeinschlag bewirkenden Stellmotors angeschlossen ist, so daß beim Bewegen des Lenkhandrades in eine Kurvenstellung durch das Steuerventil jeweils ein Druckraum des Stellmotors über die Handpumpe mit der Ölpumpe und der andere Druckraum an einen Rücklaufkanal anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, /daß die Handpumpe (3) /in an sich bekannter Weise )in der Feutralstellung des Steuerventils (8) über die Druckkanäle (16, 17) mit den Druckräumen (22; 23) des Stellmotors (24) verbunden ist, wobei der Stellmotor unterschiedliche Hubvolumina aufweist, und daß der in ITeutralstellung des Steuerventils (8) zum Druckraum (22) mit dem größeren Hubvolumen führende Druckkanal (16; 20) über ein Rückschlagventil (31) unmittelbar an den Rücklaufkanal (27) angeschlossen ist, so daß das Rückschlagventil (31) "bei einem Druckgefälle vom Rücklaufkanal zum Druckkanal geöffnet wird.

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   AA

   2. Hydrostatische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (31) im Lenkgehäuse (15) angeordnet ist.

   19.4.1974 T-PA Pr/fη

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