DE2501751A1

DE2501751A1 - Druckmittel-servomotor insbesondere fuer servolenkungen

Info

Publication number: DE2501751A1
Application number: DE19752501751
Authority: DE
Inventors: Jaromir Ing Grad Bordovsky; Klaus Dipl Ing Katz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1975-01-17
Filing date: 1975-01-17
Publication date: 1976-07-22
Also published as: US4080871A; FR2298022A1; IT1052643B; GB1504221A; FR2298022B1

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Dai« 10

Stuttgart 15. Januar 1975

"Druckmittel-Servomotor insbesondere für Servolenkungen"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckmittel-Servomotor insbesondere für Servolenkungen, bei dem ein in einem Arbeitszylinder arbeitender Arbeitskolben eine vom Druck in einer Arbeitsdruckkammer des Arbeitezylinders beaufschlagbare Kolbendruckfläche zur Erzeugung einer in dem einen Richtungssinn der Relativbeweglichkeit des Arbeitskolbens gegenüber dem Arbeitszylinder gerichteten Servokraft aufweist.

Bei Servomotoren dieser Art kann die Rückstellung des Arbeitskolbens in seine neutrale Ruhestel&ing z.B. durch Reibungswiderstände der relativ zueinander beweglichen Teile beeinträchtigt sein. Reibungswiderstände sind vor allem dann besonders hinderlich, wenn der Servomotor mit hohen Betriebsdrücken arbeitet und eine schnelle Rückstellung des Arbeitskolbens erwünscht ist, da die Reibungewiderstände mit steigenden Betriebsdrücken größer werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, die Rückstellung des Arbeitskolbens in seine neutrale Ruhestellung zu erleichtern.

609830/0433 _₂ _

- 2 - Palm 10

Di· erläutert· Aufgabe iat gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kolbendruckfläche gegenüber den die Gleichgewichtebedingung der Kolbendruckkräfte in der neutralen Ruhestellung des Arbeitekolbens erfüllenden Bezugswert durch einen gegenüber Arbeitekolben und Arbeitszylinder sowohl relativbeweglich als auch druckfest angeordneten Reduzier· kolben verkleinert ist, der eine vom Druck der Arbeitsdruckkammer beaufschlagbare, zur Kolbendruckfläche gleichsinnige Druckabschaltfläche und eine gegensinnig·, von Druck einer Entlastungedruckkammer beaufschlagbare Entlastungsdruckfläche aufweist sowie mittels Anschlag- und korrespondierender Gegenanschlagiaittel in den das Kammervolunen der Arbeitedruckkammer gegenüber dem der Ruhestellung des Arbeitskolbens zugehörigen Ausgangsvolumen verringernden Kolbenstellungen des Arbeitskolbens relativ zum Arbeitekolben - dagegen in das Kanmervolumen vergrößernden Kolbenstellungen relativ zum Arbeitszylinder unbeweglich abgestützt ist. Bei dee Servomotor nach der Erfindung sind für den Arbeitehub nur die reduzierte Kolbendruckfläche dagegen für die Rückstellung des Arbeitekolbens sowohl die reduzierte Kolbendruckfläche als auch die D^uckabschaltfläche wirksam. Die Erfindung ist insbesondere bei solchen Servomotoren von Vorteil, bei denen als Druckquelle ein Druckspeicher verwendet wird und demgemäß in der neutralen Ruhestellung des Arbeitvkolbens in den Arbeitsdruckkammern hohe Gleichgewichtedrücke entsprechend dem Verhältnis der Kolbendruckflächen eingestellt sind. Bei nach dem Durchflußprinzip gesteuerten Servomotoren ist in der neutralen Ruhestellung des Arbeit»kolben· ein gewisser Vorsteuerdruck in den Arbeitsdruckkammern erforderlich.

609830/043 3

- 3 - Dai« 10

Bei Anwendung der Erfindung auf Servolenkungen sind auch deren Handlichkeit und Steuerung verbessert, da bei diesen der Arbeitskolben aus Sicherheitsgründen und das Ventilstellglied des den Druck in den Arbeitsdruckkammern einstellenden Steuerventil·* zur willkürlichen Steuerung ständig ait den Lenkhandrad getrieblich gekoppelt sind. Eine verbesserte Rückstellung des Arbeitskolbens ergibt demnach zwangsläufig auch eine verbesserte Rückstellung von Lenkhandrad und Ventilatellglied. Servolenkungen arbeiten üblicherweise mit auf das Lenkhandrad zurückwirkenden Reaktionsdruckflächen, um eine vom Arbeitsdruck des Servomotores abhängige Lenkhandkraft wirksam werden zu lassen. Unter Vermittlung der Reaktionsdruckflächen ist durch die Erfindung die in den mittleren Lenkhandradstellungen bisher oftmals spürbare Schwammigkeit bei der Lenkhandradbetätigung beseitigt, denn wegen der Reduzierung der Kolbendruckfläche durch den Reduzierkolben ist in der betreffenden Arbeitedruckkammer ein erhöhter Anfangsdruck erforderlich, um den Arbeitekolben aus seiner Ruhestellung zu bringen. Dieser erhöhte Anfangedruck ergibt jedoch ein verbessertes Lenkgefühl.

Der Servomotor nach der Erfindung kann so ausgebildet sein, daß ein eine Arbeitedruckkammer durchsetzender und sowohl parallel als auch exzentrisch zur Achse des Arbeitskolbens angeordneter Reduzierplungerkolben mit seinem einen Ende in eine druckentlastete ZyIInderkammer des Arbeitekolbens und Mit seinem anderen Ende in eine mit der Arbeitedruckkammer verbundene Zylinderkammer des Arbeitszylinders verschiebbar eingesetzt ist.

609830/0433

- k - Palm 10 245A

Der bauliche Aufwand für eine mit der Arbeitedruckkammer verbundene Zylinderkammer im Arbeitszylinder ist in vorteilhafter Ausgestaltung des Servoaotores nach der Erfindung dadurch vermieden, daß die eine Stirnfläche eines zentrisch zur Achse des Arbeitskolbens angeordneten Ringreduzierkolbens in der Arbeitsdruckkammer der reduzierten Kolbendruckfläche liegt und die eine zylindrische Mantelfläche de« Ringreduzierkolbens gegenüber dem Arbeitekolben und die andere gegenüber dem Arbeitszylinder abgedichtet ist?

Bildet man den Servomotor nach der Erfindung so aus, daß der Wert der reduzierten Kolbendruckfläche vermehrt um den Wert der Druckabschaltflache gleich dem die Gleichgewichtsbedingung der Kolbendruckkräfte in der neutralen Ruhestellung des Arbeitskolben· erfüllenden Bezugswert der Kolbendruckfläche ist, dann sind für die beiden Kolbendruckflächen bei doppeltwirkendem Arbeitekolben je ein Reduzierkolben erforderlich.

Die Anordnung kann in vorteilhafter' Weise jedoch auch so getroffen sein, daß der Wert der reduzierten Kolbendruckfläche vermehrt üb den Wert der DruckabschaltflMche größer ist al* der die Gleichgewichtebedingung der Kolbendruckkräfte in der neutralen Ruhestellung des Arbeitskolbens erfüllende Bezugswert der reduzierten Kolbendruckfläche. Auf diese Weise ist durch einen einzigen Reduzierkolben eine Rückstellwirkung auch für die andere, nichtreduzierte Kolbendruckfläche des Arbeitskolbens erzielt, wodurch eich die Baulänge des Servomotoren um einen halben Kolbenhub gegenüber einem Servomotor mit zwei Reduzierkolben verringert.

609830/0

- 5 - Palm 10

Beispielsweise bei Servolenkungen ist es erforderlich,, daß der Arbeitskolben mit einer in den Arbeitszylinder koaxial zur Kolbenachse hineingeführten Spindel oder dgl., zusammenarbeitet. Für die Abdichtung der entsprechenden Durch.t.ritte« öffnung im Arbeitszylinder gegenüber der angrenzenden Arbeitsdruckkammer ist es vorteilhaft, wenn der Arbeitskolben mit einer gegenüber dem Arbeitszylinder unbeweglichen Dicht? fläche zusammenarbeitet. Um eine solche unbewegliche Dicht-, fläche zu erhalten, kann der Servomotor mit einer zentrisch zur Achse des Arbeitskolbens im.Innenraum des Arbeitszylin<ders angeordneten Dichtungshülse versehen sein, die mit ... ihrem einen Ende an der eine Durchtrittsöffnung aufweisen-., den Stirnwand des Arbeitszylinders im wesentlichen unbeweglich festgelegt ist und die Durchtrittsöffnung gegenüber der an die Stirnwand angrenzenden Arbeitedruckkammer druckfest abdichtet. Sieht man in Anwendung der Erfindung auf einen derartigen Servomotor einen für beide Kolbendruckflächen wirksamen Reduzierringkolben an der der Stirnfläche mit der Durchtrittsöffnung entgegengesetzten Kolbendruckfläche ver, dann kann sich eine um einen ganzen Kolbenhub vergrößerte Baulänge für den Arbeitskolben ergeben.

Wird die Anordnung in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung so getroffen, daß die Abschältdruckfläche in der an die die Durchtrittsöffnung aufweisende Stirnwand angrenzenden Arbeitsdruckkammer liegt, dann ist die durch den Reduzierkolben gegebenenfalls bedingte Vergrößerung der Baulänge auf einen halben Kolbenhub beschränkt. -. ,·

Ordnet man die Reduzierringkolben radial zwischen Arbeits-

6 09830/0433 " ⁶ "

- 6' - Dai« 10 245/fr

zylinder und Arbeitskolben an, können sich insbesondere bei Servolenkungen Schwierigkeiten insbesondere in bezug auf die Einhaltung einer kurzen Baulänge dann ergeben, wenn in der Wand das von der Lenkspindel aus betätigte Steuerventil gelagert ist.

Bei einer vorteilhaften Aueführung«form des erfindungsgemäßen Servoraotoree ist vorgesehen, daß der Reduzierkolben mit Bezug auf die Achse des Arbeitskolbens radial zwischen DichtungshUlse und Arbeitskolben angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann der oder die Reduzierringkolben auch mit einem sehr kleinen Querschnitt ausgelegt sein, wodurch der Leistungsverlust gering gehalten wird.

Bei doppeltwirkenden Servomotoren mit Steuerung nach dem Durchflußprinzip ist bei Verwendung eines doppeltwirkenden Reduzierkolbens für beide an sich gleich große Kolbendruckflächen des Arbeitekolbens eine radiale Überschneidung zwischen der vom Druck der einen Arbeitsdruckkammer beaufschlagbaren Abschaltdruckfläche des Reduzierkolbens und der vom Druck der anderen Arbeitsdruckkammer beaufschlagbaren Kolbendruckfläche des Arbeitskolbens erforderlich, die mittels Durchmesserabstufung entweder des Arbeitezylinders oder des Arbeitskolbens baulich verwirklichbar ist. Jedoch ist durch diese Durchmesserabstufung eine um einen halben Kolbenhub vergrößerte Baulänge für den Servomotor bedingt, da der enge Abschnitt des abgestuften Teiles und der im Außendurchmesser größere Reduzierkolben in Richtung der Kolbenachse hintereinander liegen müssen.

609830/0433 " ⁷ "

- 7 - Palm 10 245/*t

Zur Vermeidung der vorstehend . erläuterten Vergrößerung der Baulänge wird weiterhin vorgeschlagen, daß sich die vom Druck der einen Arbeitsdruckkammer beaufschlagbare Abschalt druckfläche und die vom Druck der anderen Arbeitedruckkammer beaufschlagbare Kolbendruckfläche des Arbeitekolbens sich nicht in der radialen Richtung der Achse des Arbeitskolbens überschneiden und in der neutralen Ruhestellung des Arbeitskolbens der die Abschaltdruckfläche beaufschlagende Druck niedriger ist als der Druck der anderen Arbeitβdruckkammer. Ein derartiger Servomotor arbeitet mit Speicherdrück, der die kleinere Kolbendruckfläche beaufschlagt.

In Anwendung des letztgenannten Vorschlages auf einen bekannten Servomotor einer Servolenkung mit einer entgegengesetzt zu der die Durchtrittsöffnung aufweisenden Stirnwand liegenden druckentlaateten Getriebekammer des Arbeitezylinders für die Getriebeverbindung des Arbeitskolbens alt einer Stellwelle, bei dem die Getriebekammer gegenüber der entgegengesetzt zu der die Durchtrittsöffnung aufweisenden Stirnwand liegenden Arbeitsdruckkammer durch eine relativ zum Arbeitszylinder feststehende, mit dem Arbeitskolben zusammenarbeitende Zwischenwand und gegenüber der anderen Arbeitedruckkammer durch die Dichtungshülse druckfest abgeteilt ist, kann die Anordnung in einfacher vorteilhafter Weise so getroffen sein, daß die Druckentlastungsfläche des Reduzierringkolbens in der Getriebekaswier liegt.

Wie ein Servomotor nach der Erfindung beispielsweise verwirklicht sein kann, ist nachstehend anhand einer in der

609830/0433

- 8 - Daia

Zeichnung dargestellten Servolenkung beschrieben. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 einen die Achse des Arbeitskolbens bzw. der Lenkschnecke enthaltenden Axialschnitt durch das Lenkgetriebegehäuse der Servolenkung nach der Erfindung gemäß Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Lenkgetriebegehäuse in'einer zur Achse des Arbeitskolbens bzw. der Lenkschnecke senkrechten Ebene gemäß Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Teilschnitt durch das Lenkgetriebegehäuse in einer zur Achse des Arbeitskolbens bzw. der Lenkschnecke senkrechten Ebene gemäß Linie III-III in Fig.

Ein im wesentlichen topfförmiges Lenkgetriebegehäuee 10 besteht aus einen ia Durchmesser weiten Arbeitszylinderteil und einem mit letzteren koaxialen sowie einteiligen, ia Durchmesser engeren Führungeteil 12. Das an sich offen· End· des Arbeitszylinderteiles 11 ist durch einen Gehäuse-•tirndeckel 13 druckfest verschlossen, der mittels Schrauben 14 am Arbeitszylinderteil 11 lösbar befestigt ist. Der Gehäusestirndeckel 13 weist eine zur Gehäuselängsmittelach··

15 des Lenkgetriebegehäuses 10 zentrische Durchtrittsöffnung

16 für den Durchgang ein·· Lenkspindelteileβ 17 auf, daa an

609830/0433 _ ~_

- 9 - Palm 10 2^5A

seinem gehäuseinneren Ende mit einer koaxialen Lenkschnecke 18 einteilig ausgebildet ist. Ein im Durchmesser erweiterter Lagerbund 19 des Lenkspindelteiles 17 liegt in einer in die gehäuseäußere Stirnseite des GehäuseβtirndeckeIs 13 eingearbeiteten, zur Achse 15 zentrischen Ausnehmung 20, in die ein zur Achse 15 ebenfalls zentrischer Lagereinstellring 21 eingeschraubt ist, der mittels einer Kontermutter 22 gegen Lösen gesichert ist. Das Lenkspindelteil 17 und damit auch die Lenkschnecke 18 sind über den Lagerbund 19 im Lenkgetriebegehäuse 10 drehbar, jedoch axial und radial im wesentlichen unbeweglich gelagert. Zu diesem Zweck stützt sich der Lagerbund 19 in der einen Richtung der Gehäuseachse 15 über ein Axial-Wälzlager 23 gegen den Gehäusestirndeckel 13 und in der entgegengesetzten Richtung über ein weiteres Axial-Wälzlager 2k sowie eine Laufscheibe 25 am Lagereinstellring 21 ab. Senkrecht zur Gehäuseachse 15 ist der Lagerbund 19 durch ein an seiner zylindrischen Mantelfläche angeordnetes Radial-Välzlager 26 gegenüber dem Arbeitszylinderteil 11 unbeweglich festgelegt.

Die Lenkschnecke 18 ist mittels eines Kugelumlaufes 27 mit einer Lenkmutter 28 schraubbeweglich verbunden, die in einer radialen Ausnehmung 29 eines Führungskolbenteiles 30 drehbar, jedoch axial unverschiebbar mittels zweier Lageranordnungen 31 und 32 gelagert ist. Der FUhrungskolbenteil 30 ist durch das Führungsteil 12 im Lenkgetriebegehäuse 10 axialverschiebbar und radial im wesentlichen unbeweglich abgestützt sowie an seinem Außenumfang mit einem Zahnstangenprofil 33 versehen, in das ein Zahnsegment 3k einer in einer Gehäuseausbuchtung 35 des FUhrunateiles 12 drehbar gelagerten Lenkwelle 36 eingreift. Da· gehäuseinnere Ende der Lenkwelle 36 ist durch ein Radial-Välzlager 37 in der Gehäuseausbuchtung 35 gelagert, und ein

609830/0433 - 10 -

- 10 - Palm 10 245/4

mit diesem Wellenende verbundener Zahnspiel-Einetellbolzen 38 legt die Lage der Lenkwelle 36 in den Richtungen ihrer Achse gegenüber dem Lenkgetriebegehäuse 10 fest. Der auf* der anderen Seite an das Zahnsegment 34 angrenzende Wellenabschnitt der Lenkwelle 36 ist durch ein Radial-Wälzlager 40 in einem Lagerauge 41 abgestützt, das eine stirnseitige Montageöffnung 42 der Gehäuseausbuchtung 35 für das Einsetzen der Lenkwelle 36 verschließt. Das gehäuseäußere Ende der Lenkwelle 36 i"t mit einem Befestigungszapfen 43 versehen, an den das mit den lenkbaren Fahrzeugrädern verbundene Lenkgestänge anlenkbar ist.

Das gehäuseäußere Ende des Lenkspindelteiles 17 ist mit einem Kupplungezapfen 44 versehen, über den die Lenkspindel und damit das Lenkhandrad mit der Lenkschnecke 18 drehfest verbunden werden kann.

Mit Bezug auf Pig. 1 wird durch einen Rechtseinschlag des Lenkspindelteiles 17 die Lenkwelle 36 im Uhrzeigersinn gedreht«

Zur Unterstützung des am Lenkspindelteil 17 von Hand aufgebrachten Lenkdrehmomentes zur Verstellung des Zahnsegmentes 34 dient ein im Arbeitszylinderteil 11 arbeitender ringförmiger Differential-Arbeitskolben 45» der mit einem axialen Dichtungsflansch 46 versehen ist. Der Dichtungeflansch 46 ist mit einem stirnseitigen Gewindeflansch 47 des Führungskolbenteiles 30 fest verschraubt. Der Arbeitskolben 45 unterteilt den Innenraum des Arbeitszylinderteiles 11 in eine Arbeitsdruckkammer 48 mit großem Ring-Querschnitt und eine Arbeitsdruckkammer 49 mit kleinem Ring-Querschnitt. Die kleine Arbeitsdruckkammer 49 ist durch einen in den Arbeitszylinderteil 11 eingesetzten Gehausering 50 gegenüber einer druckentlasteten Getriebekammer

609830/0433

- u - P«i« ίο a4s/4

51 des Leekgetriebegehäuses 10 druckfest abgeteilt, wob·! der Gehäusering 50 über «inen radial Kußaren Dichtungaring 5t gegen den Arbeitaeylinderteil Il und durch eine radial innere Diahtungsringpackung 53 gegen den Dichtungaflanseh abgedichtet iat. Der GehMugering 50 weist an sein·· Außenu«fang «ine uailaufende Ringnut 54 auf, in die ein Arretierung·· bolsen 55 eingreift, der in eine Gehäuaetiffnung 56 des Arbeitftxylinderteiles 11 eingeschraubt iat und den Gehäusering 50 in der einen Richtung der Gehäuseachse 15 festlegt.

Die Arbeitadruckka««ern 48 und 49 sind gegeneinander durch ein radial äußereβ Dichtungaringpaket 57 des Arbeitekolbene %5« das Mit de« Arbeitszylinderteil 11 susanaenarbaitet, druckfeat abgedichtet. Die zentriach· Dohrung 58 des Arbeits-ImIbSB* %5 wird von eine« ReduEierringkolben 59 verschiebbar durehsetKt, wobei ein Dichtungsringpaket 60 des Arbeitsk«lbens 45 letzteren gegen den Reduzierringkolben 59 druckfest abdientet· Der Reducierringkolben 59 ist druckfest und gleitend auf einer Dichtungshülse 61 angeordnet, die da· Lankepi»delteil 17 «it radial·« Spiel u«schlieAt und an ihre« einen Ende Mittels eines Bundes 62 und einer Ringdichtung dia Durchtrittsöffnung 16 gegenüber der angrenzenden Arbeitsdruckka««er 48 druckfest abteilt. Der Bund 62 ist durch eine kairraepetidierende Ringfassung 64 des Gehäusestirndeckels ■•«•111 radial als auch in den Richtungen der Gehäuaeachse gagenflb^r de« Lenkgetriebegehäuse 10 fixiert* Da die korresperndierenden Gleitfläehen von Redusierringkolben 59 und DiehtungshUlse 6l eine druckfeste Dichtung bilden, ist die Arbeitadruckkasaher 48 «ittels der DichtungshUlse 61 auch gaganHbar dar Getriebekaasier 51 druckfest abgeteilt.

809830/0433

- 12 - Paim 10 245/%

In der gezeichneten neutralen Mittelstellung dea Arbeit·· kolben* 45 für Geradeauefahrt iat der Reduzierringkolben 59 in der rue Kupplungezapfen 44 entgegengesetzten Richtung seiner aiit der Gehäuseachse 15 zusammenfallenden Kolbenlängs· achse sowohl mittels einer Anechlagflache 65 an einem zum LenkgetriebegehHuse 10 unbeweglichen Gegenanschlagring 66 der OichtungshUlse 6l als auch mittels eines Anschlagbunde β 67 an einer zum Arbeitskolben 45 unbeweglichen Gegenanachlagflache 68 des Ftihrungskolbenteiles 30 starr abgestützt.

Der gemeinsame Außeridurchmesser der beiden Kolbendruckflächen des Arbeitskolbens 45 ist mit D._ angegeben. Der Innendurchmesser der größeren Kolbendruckfläche ist mit D-^ und der Innendurchmesser der kleineren Kolbendruckfläche des Arbeitekolbens 45 ist mit D.g bezeichnet. Ein theoretischer Bezugewert für den Innendurchmesser der größeren Kolbendruck« fläche des Arbeitskolbens 45 ist mit D_Q angedeutet, während der Innendurchmesser des Rcduzierringkolbens 59 nit Dy-- bezeichnet ist.

Die kleinere Arbeitsdruckkanmer 49 weist einen bei 69 angedeuteten Kammeranschluß auf, der über einen bei 70 schematisch angedeuteten Gehäusekanal mit einer an einen Hochdruck· speicher angeschlossenen Hochdruckleitung 71 verbunden ist. Der Druck in der kleineren Arbeitedruckkemmer 49 i«t damit für eile Hubstellungen des Arbeitskolbens 45 im wesentlichen gleich hoch.

Die grtißera Arbeitedruckkammer 46 weist einen bei 72 angedeuteten Kammeranschluß auf, der über einen bei 73 angedeuteten Gehäusekanal mit dem gesteuerten Ventilanachluß 74

609630/0433

- 13 -

- 13 - Dai" IQ 2k5/h

•in·» nach de« Prinzip der Zweikanteneteuerung arbeitenden und in die Wand des Führungeteile· 12 de· Lenkgetriebegehauaes 10 baulich integrierten Steuerschieber-Ventile« 75
angeschlossen ist.

Der Steuerschieber 76 ^des Steuerventilen 75 sitzt axialverschiebbar in einer Gehaueebohrung 77 des Führungeteileβ 12, die über eine Wandöffnung 78 mit der Getriebekanuaer 51 verbunden ist» Die Wandöffnung 78 wird von einem mit der Lenk-Mutter 28 einteilig ausgebildeten Steuerlineal 79 durchsetzt, des in eine Ringnut 80 am Umfang des Steuerschiebers 76 foraschlüssig, Jedoch gelenkig eingreift.

In der gezeichneten neutralen Mittelstellung des Steuerschieber« 76 für Geradeausfahrt ist der Ventilanschluß 7k der
größeren Arbeitsdruckkammer 48 durch zwei eine weitere
Ringnut »si Umfang des Steuerschiebers 76 zwischen sich einschließende Steuerkanten 8l und 82 gegenüber zwei benachbarten Ventilanschlüssen 83 und 84 abgesperrt.

Die von den Steuerkanten 8l und 82 eingeschlossene Ringnut
des Steuerschiebers 76 steht ständig sowohl über den Ventilen sch lufi 74 «it der größeren Arbeit»druckkammer kB als auch über eine Steuerschieberbohrung Mit einer weiten Reaktion«- druckkaMMer 85 im Steuerschieber 76 in Verbindung.. Ih die
Reaktionsdruckkaawer 85 ist ein weiter Reaktionskolben 86
axialverschiebbar eingesetzt, der in der einen Richtung
seiner Längsachse über einen Bolzen 87 und einen topffureigen Federteller 88 an einer vorgespannten Reaktionsfeder 89 abgestützt ist. Die Vorspannung der in eineM iM Durchmesser erweiterten Abschnitt 90 der Gehäusebohrung 77 angeordneten

609830/0433

- 14 -·

-lh - OnIm IO

Reaktionsfeder 89 ist an den den topfförmigen Federteller 88 zugehörigen Federende durch eine Gehäuaeanachlagflache 91 und ai anderen Federende über einen scheibenförmigen Federteller 92 durch einen Verschluflstopfen 93 abgefangen. Der Verschlußstopfen 93 sitzt druckfest und gegenüber dem Führung ate il 12 unbeweglich in den Abschnitt 90 und achließt die Stirnöffnung der als Sackbohrung ausgebildeten Gehäuaebohrung 77 nach außen ab.

Eine weitere Ringnut $k am Umfang dea Steuerschieber* 76 steht ständig sowohl mit dem Ventilanschluß 84 als auch über eine Steuerschieberbohrung mit einer engen Reaktionsdruckkammer 95 des Steuerschiebers 76 in Verbindung. In die Reaktionsdruckkammer 95 ist ein Reaktionskolben 96 druckfest und axialverschiebbar eingesetzt, der mittels eines Bolzens 97 ständig starr gegenüber dem Führungsteil 12 abgestützt ist.

Der Reaktionskolben 86 ist ursachlich für eine am Steuerschieber 76 auftretende Reaktionadruckkraft, die der ein·» Linkaeinsehlag des Lenkhandrades entsprechenden Bewegung des Steuerschiebers 76 entgegengerichtet ist. Der Reaktioaakolben 96 ist ursächlich für eine am Steuerschieber 76 auftretende Reaktionadruckkraft, die der einem Rechtseinschlag des Lenkhandrades entspechenden Bewegung des Steuerschieblira 76 entgegengerichtet ist. Die wirksamen Kolbendruckflachen der beiden Reaktionskolben 86 und 96 sind so aufeinander abgestimmt, daA die beiden Reaktionsdruckkra'fte sich in d*r Mittelstellung des Steuerschiebers 76 aufheben und in den anderen Schieberstellungen jeweils eine sowohl der Scbiefc«rbewegung entfegengerichtete als auch zur Differenzdruckkrsft

609830/0433

• 13 -

- 15 - Dai» 10 245/%

dea Arbaitakolbena 45 proportionale Reaktionsdifferenzdruckkraft bildan. Dia proportionale Abhängigkeit dar Reaktionsdifferensdruckkraft bleibt jedoch nur so lange erhalten, wie die Vorspannung der Reaktionsfeder 89 ausreicht, ua den Reaktienakolben 86 starr gegen Gehäuse abzustützen. Der eich an elan Proportionalitütsbereich anschließende Funktionsbereich dea Reaktionskolbens 86 ist für das Verständnis dar Erfindung ohne Bedeutung, jedoch in der älteren Patentanmeldung P 24 05 56I.6 ausführlich beschrieben.

Der von de« Steuerventil 75 in der mittleren Hubstellung des Arbeitskelbens 45 in die Arbeitadruckkamner 48 eingesteuerte

Gleichgewichtsdruck ist so hoch, daß die aus diese« Gleich-

2 2 TC gewichtedruck und de« Besugswert (D^. - D₀). —£ der größeren

Kolbendruckfläche 98 des Arbeitskolbens 45 resultierende Kolbendruckkraft der aus der kleineren Kolbendruckfläche 99 de» Arbeitakolbene 45 und den Speicherdruck der kleineren Arbeits4ru»kkaaner 49 resultierenden Kolbendruckkraft das Gleichgewicht halt.

firfindungsgcaäß ist der Besugswert (DjL - Dq)* ^" der Kolben-

druckflMche 98 durch den Redueierringkolben 59 un den Wert

(ofn - ^Do*'"^? ^redulsi*^rt· dadurch ist für den Linkeeinschlag <ler Lenkwelle 36 ein etwas erhöhter Anfangsdruck in der ArkeitsdruckkaSMaer 48 erf order lieh,u« den Arbeitskolben 45 aus seiner Mittleren Hubatellung bu bringen. Dieser erhöhte Ajifangsdruck hat sine erhöhte Reaktionsdifferencdruckkraft am Steuerschieber 76 sur Folge, der ein besseres Lenkgefühl in der sülttleren Stellung des Lenkhandradea gibt. Der Redu-•ierk»lb«Si 59 bleibt bei« Linkeeinschlagen der Lenkwelle 36

609830/0433 . _l6 .

- l6 - Dnim 10 245/4

in «einer Anechlagatellung an Sicherungsring 66, während «ich die Gegenanschlagfläche 68 d«a Führungakolbenteiles 30 von dem Anschlagbund 67 de« Reduzierkolbens 59 entfernt. Bei der Rückstellung de« Arbeitekolben· 45 bleibt demnach nur der reduzierte Wert (D^ - D^ )·^ der Kolbendruckfläche 98 «1« hemmende Druckfläche wirksam, «o daß die die Rücketeilung unterstützende Differenzdruckkraft am Arbeitekolben 45 erhöht ist.

Während die in der größeren Arbeitsdruckkammer 48 liegende und in ihrer Dtuckwirkung auf den Arbeitekolben 45 durch den Sicherungering 66 abschaltbare stirneeitige Druckabechaltflache dee Reduzierringekolbens 59 mit 100 bezeichnet ist, trägt die in der druckentlaeteten Getriebekammer 51 liegende gleichgroße etirnaeitige Entlaetungsdruckflache des Reduzierringkolbene 59 die Bezugezahl 101.

Um mittels des Reduzierringkolbene 59 auch eine verbessert· Rückstellung des Arbeitekolbens 45 nach einem Rechtseinechlag der Lenkwelle 36 zu erzielen, ist der Durchmesser Dg₁ kleiner ausgelegt als der Bezugadurchmeseer D_Q. Dadurch iat die Summe au· der.Kolbendruckfläche 98 mit der Größe (DjjL * ^D59⁾* T" ^{und der} Druckabachaltfläche 100 mit der Größe '(D ^ - D^) ' ψ- größer als dar Bezugawart (Dw - Dq)·^- der Kolbendruckflach· 98 für dia Glaichgewichtabedingung. Da der Reduzierringkolben 59 bei einem Rechtaeinscblag dar Lenkwelle 36 durch die Anschlagmittel 67,68 atarr mit dam Arbeitskolben 45 verbunden ist, muß der Anfangedruck in «er Arbeitedruckkammer 48 beim Bewegen da· Arbeitakolbene 45 aua «einer Gleichgewichtsetellung um «inen Von nmr Differenaflache (D^ - ^^'ψ- abhängigen Betrag niedriger aein, um «in· gleichgroße Differensdruekkraft am Arbaitskolban 45

609830/0433

- 17 -

- 17 - DaiM 10 245/4

wie durch die Bezugsfläche (D. _ ~ ^D _Q)* T^ ^zu erhalten. Dieser niedriger· Anfangsdruck ergibt eine höhere Reaktionsdifferenzdruckkraft am Steuerschieber 76 auch für den Rechtseinschlag des Lenkhandrades. Bei der Rückstellung des Arbeitekolbens 45 nach erfolgtem Rechtseinschlag wirken die Druckabschaltflache 100 und die Kolbendruckfläche unterstützend, wobei der Plüchenanteil (Dq - °6ΐ*'Πϊ ^{der Dtuckabachaltfläche}

eine zusätzliche Rückstelldruckkraft am Arbeitskolben 45 vereittelt.

609830/0433 - 18 -

Claims

- l8 - Daim 10 245/4

15. Januar 1975

Anspruch·

Druckmittel-Servomotor insbesondere für Servolenkungen, bei dem ein in einem Arbeitszylinder arbeitender Arbeitskolben eine vom Druck in einer Arbeitsdruckkammer des Arbeitezylinders beaufschlagbare Kolbendruckfläche zur Erzeugung einer in dem einen Richtungssinn der Relativbeweglichkeit des Arbeit skolbens gegenüber dem Arbeitszylinder gerichteten Servokraft aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbendruckfläche (98) gegenüber dem die Gleichgewichtsbedingung der Kolbendruckkräfte in der neutralen Ruhestellung des Arbeitskolbens (45) erfüllenden Bezugswert durch einen gegenüber Arbeitskolben (45) und Arbeitszylinder (11) sowohl relativbeweglich als auch druckfest angeordneten Reduzierkolben (Reduzierringkolben 59) verkleinert ist, der eine vom Druck der Arbeitsdruckkammer (48) beaufschlagbare, zur Kolbendruckfläch· (98) gleichsinnige Druckabschaltfläche (100) und eine gegensinnige, vom Druck einer Entlastungedruckkamaer (Getriebekammer 51) beaufschlagbare Entlastungsdruckfläche (lOl) aufweist sowie mittels Anschlag- und korrespondierender Gegenanschlagmittel (65 bis 68) in den das Kammervolumen der Arbeitsdruckkammer (48) gegenüber dem der Ruhestellung des Arbeitskolben* (45) zugehörigen Ausgangβvolumen verringernden Kolbenstellungen des Arbeitskolbens (45) relativ sum Arbeitekolben (45) - dagegen in das Kammervolumen vergrößernden Kolbcnatellungen relativ sum Arbeitszylinder (11) unbeweglich abgestützt ist.

- 19 -

609830/0433

- 19 - Dai« 10 245/4
2. Servomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eiae Stirnfläche (Abschaltdruckflache 100) eines zentrisch »er Achse (15) des Arbeitskolbens (45) angeordneten Ringredvzierkolbene (59) in der Arbeit■druckkammer (48) der redu-Kierten Kolbendruckfläche (98) liegt und die eine zylindrische Mantelfläche des Ringreduzierkolbens (59) gegenüber de· Arbeitekolben (45) und die andere gegenüber den Arbeitezylinder (11) abgedichtet ist.
3· Servomotor nach einea oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert ({d^_ - ⁰RqJ"^*) ^der reduzierten Kolbendruckfläche (98) vermehrt um den Wert (ί°59 - ^D6i^*"T"^{) d}*^r D'uckabschaltflache ( 100) größer ist als der die Gleichgewichtsbedingung der Kolbendruckkräfte in der neutralen Ruhestellung des Arbeitskolbens (45) erfüllende Bezugswert ({υ. _ - ⁿ ₀}"Hf) der reduzierten Kolbendruckfläche (98).
4. Servomotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» Mit einer sentrisch zur Achse des Arbeitskolben im Innenraum des Arbeitszylinderβ angeordneten Dichtungshülse, die mit ihr·« »inen End« an der eine Durchtrittsöffnung aufweisenden Stirnwand des Arbeitszylinder in wesentlichen unbeweglich festgelegt ist und die Durchtrittsöffnung gegenüber der an die Stirnwand angrenzenden Arbeitsdruckkammer druckfest abdichtet, dadurch gekennselehnet, daß die Abschaltdruckfläche (10O) in «er an die dl« Durchtritt«Öffnung (l6) aufweisende Stirnwand (Gehäuaeatirndeckel 13) angrenzenden Arbeitedruck«· kammer (48) liegt.

Serv«mot«r nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, ««rfwrefe gekewtxeielwet, dafi der Reduzierringkolben (59) mit B«**g auf die Ac*** (15) *«* Arbeitekolben· (45) radial »«!••hen Dit*tm»g»hül·· (61) und Arbeitekolben (45) angeord- *** **** 609830/0433

- 20 -

- 20 - Dai« 10 245/4

Servomotor nach einen oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5? dadurch gekannzeichnet, daß eich die vom Druck der einen Arbeitadruckkanmer (48) beaufschlagbare Abschaltdruckfläche (100) und die vom Druck der anderen Aj beit»druckkammer (49) beaufschlagbare Kolbendruckfläche (99) des Arbeitskolbens (45) sich nicht in der radialen Richtung der Achse (15) des Arbeitekolbens (45) übersdneiden und in der neutralen Ruhestellung des Arbeitskolbens (45) der die Abschältdruckflache (100) beaufschlagende Druck niedriger ist als der Druck der anderen Arbeitsdruckkawner (49).

Servomotor nach eines oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, «it einer entgegengesetzt asu der die Durchtrittsöffnung aufweisenden Stirnwand liegenden druckentlasteten Getriebekamnter des Arbeitszylinders für die Getriebeverbindung des Arbeitskolbena mit einer Stellwelle, bei dem die Getriebekamater gegenüber der entgegengesetzt zu der die Durchtrittsöffnung aufweisenden Stirnwand liegenden Arbeitsdruckkawser durch eine relativ sum Arbeitszylinder feststehende, nit dem Arbeltskolben zusammenarbeitende Zwischenwand und gegenüber der anderen Arbeitsdruckkasnaer durch die DichtungshUlse druck· fest abgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, d«A die Druckentlastungsfläche (101) des Reduzierringkolbens (59) in der Ga* triebekammer (51) liegt.

609830/0433

Leerseite