DE2430575A1 - Hydrostatische lenkeinrichtung - Google Patents

Description

18.6.1974- Wd/Ht ·

Anlage zur

Patent- und

G ebrauchsmust erhilf anmel dung

EOBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1 Hydrostatische Lenkeinrichtung

Die Erfindung "betrifft eine hydrostatische Lenkeinrichtung mit einer von einem Lenkrad "betätigten Steuerpumpe und einer motor·- betriebenen Servopumpe, die über eine Saugleitung mit einem Behälter verbunden ist und "bei der von der Servopumpe und der St ouerpumpe über ein Steuerschieber-Ventil Verbindungen zu den Druck- . räumen eines Lenkzylinders herstellbar sind und der Steuerschieber von !Federn in einer Mittelstellung gehalten ist und durch von der Steuerpumpe erzeugten Druck in Arbeitsstellungen gebracht werden kann, in denen Verbindung hergestellt ist zwischen der Servopumpe über die Steuerpumpe zu einem der Druckräume am Differentialkolben, während der andere Druckraum über den Steuerschieber zum Behälter entlastet ist.

Bei einer derartigen bekannten Einrichtung besteht in der Neutralstellung des Steuerschiebers Verbindung von der Steuerpumpe zu den beiden Druckräumen des Lenkzylinder, s.. Beim Betätigen des Lenkrads fördert die Steuerpumpe Druckmittel auf eine der. beiden Steuerschieb er seit en, worauf der Steuerschieber verstellt wird und Ver-

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bindung herstellt von der Servopumpe über die Steuerpumpe zu einer der Lenkzylinderseiten. Bei einer solchen Lenkeinrichtung kann es geschehen, daß der Winkel des Radeinschlags nicht mit dem Lenkradausschlag übereinstimmt oder daß Schläge im Lenksystem auftreten und damit ein genaues Lenken stören.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Lenkeinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die stets genau arbeitet und dem Fahrer ein gutes Lenkgefühl vermittelt.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß sich die Federn an Kolben abstützen, von denen jeweils einer an einer Stirnseite des Steuerschiebers angeordnet ist, daß die Kolben kraft- oder formschlvssig miteinander verbunden sind und durch federnde Mittel in eine Mittelstellung im Gehäuse des Ventils bringbar sind, und daß in der Mittelstellung des Steuerschiebers die Verbindung von der Steuerpumpe zu den Druckräumen unterbrochen isi.

Das hat'den Verteil, daß der Einschlagwinkel des Eades stets genau mit dem Lenkradausschlag übereinstimmt und daß die Lenkeinrichtung dem Fahrer ein gutes Lenkgefühl vermittelt, das heißt, größere Lenkausschläge erfordern auch ein größeres Drehmoment am Lenkrad.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in teilweise schematischer Darstellung eine hydrostatische Lenkeinrichtung.

In der Zeichnung ist mit 10 eine Steuerpumpe bezeichnet, die von einem Lenkrad 11 betätigbar ist und die auch als Hydromotor zu arbeiten vermag. Von der Steuerpumpe führen zwei Leitungen 12, 13 zu einem Ventilgehäuse 14, welches eine Längsbohrung 15 aufweist, in der ein Steuerschieber 16 dicht gleitend geführt ist. An jedem Ende der Längsbohrung 15 ist eine zylindrische Erweiterung 17 beziehungsweise 18 ausgebildet, welche durch einen Deckel 19 bzw. 20 dicht verschlossen ist. In der zylindrischen Erweiterung"17 ist ein Kolben 21 dicht gleitend angeordnet·, und zwischen ihm und dem Dekkel 19 ist eine Druckkammer 22 ausgebildet, in der zwei auf den

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- 5 -Kolben einwirkende Tellerfedern 23, 24 angeordnet sind.

Der Kolben 21 ist topfförmig ausgebildet, das heißt, er besitzt einen sich zum Steuerschieber hin erstreckenden ringförmigen Rand 25, welcher sich etwas über das Steuerschieberende hinaus erstreckt. Am Steuerschieberende stützt sich eine Federhülse 27 ab, die etwa topfförmig ausgebildet ist und mit ihrem Fortsatz 27' in eine Bohrung 28 des Steuerschiebers 16 hineinragt. Dieser Fortsatz ist auf seiner gesamten Länge geschlitzt. Zwischen dem Ende des Steuerschiebers und der Innenwand des Kolbens 21 ist ein Druckrauro 29 gebildet. An dieser Innenwand stützt sich das eine-Ende einer Druckfeder 30 ab, deren anderes Ende am Fortsatz 27' der Federhülse anliegt.

In der zylindrischen Erweiterung 18 im rechten Bohrungsteil isv ein Kolben 31 dicht gleitend angeordnet, welcher einen sich in Richtung des Steuerschiebers erstreckenden ringförmigen Rand 3!- besitzt. Zwischen dem Kolben 31 und dem Deckel 20 ist eine Druckkammer 33 gebildet, in der zwei Tellerfedern 3^, 35 angeordnet sind. Zwischen der Stirnseite des Steuerschiebers und der Innenwand des Kolbens 21 befindet sich ein Druckraum 36. Am rechten Ende des Steuerschiebers 16 stützt sich eine etwa topfförmig ausgebildeie Federhülse 37 ab, deren Fortsatz 37' in eine Bohrung 38 des Steuerschiebers eintaucht. Dieser Fortsatz ist auf seiner gesamten Länge geschlitzt. An der Innenwand des Kolbens 31 liegt das Ende einer Druckfeder 39 ^arLi deren anderes Ende am Fortsatz 37' der Federhülse anliegt.

Die beiden Kolben 21 und 31 sind durch eine Stange 40 miteinander verbunden, welche durch eine im Steuerschieber verlaufende mittige Längsbohrung 41 dringt. Die Stange 40 kann mit den Kolben fest verbunden sein oder auch nur an ihnen durch Flüssigkeitsdruck bzw. Federkraft anliegen.

Von den Bohrunge.28 38 erstrecken sich in Achsrichtung des Steuerschiebers Ringräume 42, 43,die aber nicht bis zur Mitte des Steuerschiebers' vordringt , so' daß zwischen diesen beiden Ringräumen sich nur die Bohrung 41 erstreckt, welche fast spielfrei an der Stange 40

liegt. ' 509883/0491

Die Leitung 12 mündet in eine Gehäusebohrung 44, welche in die zylindrische Erweiterung 17 mündet. Dort hat sie Verbindung zu einer Ringnut 45 am Außenumfang des Kolbens 21. Von der Ringnut 45 verläuft eine radiale Bohrung 46 zum Druckraum 29 im Kolben 21.

Die Leitung 13 mündet in eine Bohrung 47 am Ventilgehäuse, welche in die zylindrische Erweiterung 18 mündet. Dort hat sie Verbindung zu einer Ringnut 48 am Außenumfang des Kolbens 31. Von dieser Ringnut führt eine radiale Bohrung 49 in den Druckraum 36 innerhalb des Kolbens 31. Nahe des ringförmigen Randes 25 ist an dessen Innendurchmesser ein Sprengring 50 angeordnet, an welchen sich der äußere Rand der Federhülse anzulegen¹, vermag. Auch nahe des inneren Randes am Kolben 31 ist ein Spreizring 51 angeordnet, an dem sich der äußere Rand der Federhülse 37 ebenfalls anzulegen venaag. Die Vorspannkraft der Tellerfedern 23, 24 ist größer als diejer.ige der Federn 30, 39·

In die Druckkammer 22 mündet eine Leitung 52, die zu einer Leitung 53 führt. Die Leitung 53 geht von einen· Druckraum 54 eines Lenkzylinders 55 aus, in dem ein Differentialkolben 56 mit Kolbenstange 57 angeordnet ist. Die Kolbenstange 57 führt zum nicht dargestellten Lenkgestänge. Der Druckraum 54 liegt an der Kolbenstangenseite. Die Leitung 53 mündet in ein Bohrung 58 des Ventilgehäuees, welche Bohrung wiederum in eine Ringnut 59 in der Längsbohrung 15 mündet. Vom Druckraum 60 des Lenkzylinders 55 führt eine Leitung 61 zu einer Bohrung 62 im Ventilgehäuse, welche in die Druckkammer 33 mündet. Von der Leitung 61 geht eine Leitung' 63 aus, welche zu einer Bohrung 64 des Ventilgehäuses führt, die in eine Ringnut 65 in der Längsbohrung I5 mündet. Zwischen den beiden Ringnuten 59, 65 befindet sich in der Längsbohrung 15 noch eine Ringnut 66, in welche eine Gehäusebohrung 67 mündet, von der eine Leitung 68 zu einem Behälter 69 führt. Aus diesem Behälter saugt eine Servopum^ pe 70 Druckmittel an und fördert es in eine Leitung 71, welche zu einer Bohrung 72 des Ventilgehäuses führt. Diese Bohrung mündet in eine Ringnut 73 an einer Längsbohrung 15. Von der Leitung 71 zweigt eine Leitung 74 ab, die zu einer Bohrung 75 des Ventilgehäuses, führt und dort in eine Ringnut 76 der Längsbohrung 15 mündet. Von der Leitung 68 geht eine Leitung 77 aus, die zu einer Bohrung _φ 509883/0491

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78 am Ventilgehäuse führt, die dort in eine Ringnut 79 der Längsbohrung 15 mündet. Von der Leitung 68 geht eine zweite Leitung 80 aus, die zu einer Bohrung 81 des Ventilgehäuses führt und dort in eine Ringnut 82 der Längsbohrung 15 mündet.

Am Außenumfang des Steuerschiebers ist eine mittige Ringnut 85 ausgebildet, die mit der Ringnut 66 zusammenwirkt. Beidseitig dieser Ringnut 85 befinden sich am Außenumfang des.Steuerschiebers Ringnuten 86, 87· Von der Ringnut 86 führt eine Bohrung 88 in den Ringraum 4-2. Von der Ringnut 87 führt eine Bohrung 89 zum Ringraum 4-3. Weiterhin befinden sich am Außenumfang des Steuerschiebers noch zwei äußere Ringnuten 90, 91, welche mit den Ringnuten 76, 82 bzw. 73, 79 der Lär.gsbohrung 15 zusammenwirken. Die Deckel. 19, 20 sind durch Sprenrirg 93, 94- axial fixiert. Die Dichtungen an den Dekkeln 19, 20 utd den Kolben 21, 31 sind nicht näher bezeichnet, da nicht erfindurgswesentlich.

Die Lenkeinrichtung arbeitet wie folgt:

In Ruhestellurg halten die Tellerfedern 23, 24- bzw. 34, 35 die Kolben 21 bzw. 31 in Mittelstellung, ebenso halten die Druckfedern 30, 39 den Steuerschieber 16 in Kittelstellung. Von der Servopumpe 70 gefördertes Druckmittel fließt über die Leitungen 71, 74- zu den Ringnuten 73, 76 und von diesen über die Ringnuten 79, 82 sowie die Leitungen 77, 80 und 68 zum Behälter 69 zurück. Die Druckräume 54-, 60 des Lenkzylinders haben nun weder Verbindung zur Steuerpumpe 10, noch zur Servopumpe 70.

Wird das Lenkrad 11 im Uhrzeigersinn betätigt, .-so fördert die Steuerpumpe 10 Druckmittel über die Leitung 12 zum Druckraum 29 am Steuerschieber, so daß dieser nach rechts verstellt wird. Druckmittel gelangt nun aus der Leitung 71 zur Ringnut 73 und von dieser über die mit ihr in Verbindung gekommene Ringnut 87 zum Ringraum 4-3 am Steuerschieber. Von dort gelangt es über den Druckraum 36 und die Bohrungen 4-9, 4-7 zur Leitung 13 und zur Steuerpumpe 10, von dieser über die Leitung 12 zum Druckraum 29 und den Ringraum 4-2 sowie die Bohrung 88 und'die Nuten 86, 65 und die Leitungen 63, 61 zum Druckraum 60 am Lenkzylinder. Außerdem gelangt dieses Druckmittel über die Leitung 61 auch in die Druckkammer 33·

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Aus dem Druckraum 54- am Lenkzylinder strömt Druckmittel über die Leitung 53 sowie die Ringnuten 59 ■> 85 und die Leitung 68 zum Behälter 69 ab.

Wird das Lenkrad 11 im Gegenuhrzeigersinn betätigt, so fördert die Steuerpumpe 10 Druckmittel in den Druckraum 36, so daß der Steuerschieber nach links verschoben wird. Druckmittel fließt nun von der Servopumpe 70 über die Leitung 74- sowie die Ringnu- ten 76, 86 und die Bohrungen am Steuerschieber zur Leitung 12 und über die Sfceuerpumpe 10 und die Leitung 13 sowie die rechtsseitigen Bohrungen am Steuerschieber und über die Ringnuten 87, 59 zur Leitung 53 und von dieser in den Druckraum 54- am Lenkzylinder. Im Druckraum 60 enthaltenes Druckmittel strömt über die Leitung 61, £l> sowie die Ringnuten 65 und 85 und die Leitung 68 zum Behälter ab. Außerdem gelangt unter Druck stehendes Druckmittel vom Druckraum 54- über die Leitung 52 auch zur Druckkammer

Tritt nun durch äußere Einwirkung, d. h. von den Druckräumen 54 oder 60 her ein Druckstoß auf, so wird dieser über die Leitungen 61 bzw. 52 zu den Druckkammern 33 bzw. 22 weitergeleitet. Dabei werden die Kolben 21, 31 gleichsinnig verschoben. Gleichzeitig wird aber auch in gleicher Richtung der Steuerschieber 16 verschoben, und zwar über die Federn 30 bzw. 39 und die ihnen, zugeordneten Federhüls.en. Befand sich der Steuerschieber zuvor in Neutralstellung, so tritt nun der oben beschriebene Vorgang ein. Läßt man daraufhin das Lenkrad los, so arbeitet die Steuerpumpe 10 als Motor, da ihr Druckmittel von der Servopumpe 70 zufließt. Hält man dagegen das Lenkrad fest, so bewegt sich der Steuerschieber in der entgegengesetzen Richtung wie zuvor, d.h. in Richtung seiner Neutralst ellung. Der hierfür notwendige Druck muß am Lenkrad durch ein größeres Drehmoment aufgebracht werden, was dem Fahrer ein Gefühl für die Stärke des Lenkvorgangs vermittelt.

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Claims (8)

1. Ansprüche

   hydrostatische Lenkeinrichtung mit einer von einem Lenkrad "betätigten Steuerpumpe und einer motorbetriebenen Servopumpe, die über eine Saugleitung mit einem Behälter verbunden ist und "bei der von der Servopumpe und der Steuerpumpe über ein Steuerschieber-Ventil Verbindungen zu den Druckräumen eines Lenkzylinders herstellbar sind und der Steuerschieber von Federn in einer Mittelstellung gehalten ist und durch von der Steuerpumpe erzeugten Druck ir. ArbeitsStellungen gebracht werden kann, in denken Verbindung .hergestellt ist zwischen der Servopumpe über die Steuerpumpe zu einem der Druckräume am Differentialkolben, während der andere Druckraum über den Steuerschieber zum Behälter entlastet ist, da-■ durch gekennzeichnet, daß sich die Pedern (50,39) an Kolben (21,31) abstützen, von denen jeweils einer an einer Stirnseite des Steuerschiebers (16) angeordnet ist, daß die Kolben kraft- oder formschlüssig miteinander verbunden sind und durch federnde Mittel (23,24), (34,35) in eine Mittelstellung im. Gehäuse (14) des Ventils bringbar sind, und daß in der Mittelstellung des Steuerschiebers die Verbindung von der Steuerpumpe (10) zu den Druckräumen (54,60) unterbrochen ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (21,31) über eine Stange (40) miteinander in Verbindung stehen, welche durch eine Längsbohrung (41) des Steuer-Schiebers (16) geführt ist.

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3. 3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (21,22) einen umlaufenden Rand (25,32) besitzen, mit dem sie über die Enden des Steuerschiebers greifen, und daß sich an der Stirnseite jedes Steuerschiebers ein Federlager (27,37) abstützt, an dem die eine Seite einer Feder (30,38) anliegt.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Steuerschiebers (16) fünf Ringnuten ausgebildet sind, von denen zwei neben der mittleren Ringnut liegende zu den Stirnseiten des Steuerschiebers Verbindung haben, wo jeweils durch die Kolben (21,31) eine Druckkammer (29,39) gebildet ist.
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Steuerschieber aufnehmenden Bohrung-(15) sieben Ringnuten ausgebildet sind, von denen die vier äußeren und die mittlere in der Neutralstellung des Steuerschiebers mit der Servopumpe (70) in Verbindung stehen, und daß von den zwei anderen Ringnuten Verbindung zu den Druckräumen, des Lenkzylinders führen und zu dem die Federn aufnehmenden Kammern (22,23). außerhalb der Kolben (21,3O-
6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammern (29,36) an den Stirnseiten •des Steuerschiebers mit der Steuerpumpe (10) verbunden sind.

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7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkzylinder (55) einen Differentialkolben (56) aufnimmt.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß • die Stange (40) und die KoIhen (21, 32) fest miteinander verbunden sind.

   .9, Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, äaß die federnden Mittel (23,24) Tellerfedern sind, deren Vorspannung größer ist als die der den Steuerschieber (16) belastenden Federn (30,38). ./.■

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