DE2518337A1

DE2518337A1 - Hydraulische servolenkung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2518337A1
Application number: DE19752518337
Authority: DE
Inventors: Of Menar Alexander Von Loewis
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-04-25
Filing date: 1975-04-25
Publication date: 1976-11-04
Also published as: SE406173B; SE7601853L; FR2308537A1

Description

R. 26 6ϊ

20.3-1975 He/Kb

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1 Hydraulische Servolenkung für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Servolenkung für Kraftfahrzeuge, mit einem von einer Druckmittelquelle gespeisten, die Lenkung unterstützenden Servomotor , dessen Druckmittelversorgung durch eine Steuerventilanordnung überwacht wird, die durch einen bei einem Lenkausschlag bewegbaren Hebel betätigbar ist und die mit einem unter dem Druck im Servomotor stehenden Reaktionskolben zum Fühlbarmachen der wirksamen Lenkraft versehen ist.

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Bei derartigen Servolenkungen wird oft gefordert, daß sich bei zunehmendem Lenkwiederstand - nach dem Erreichen einer vorgegebenen Handkraft am Lenkrad - die Handkraft nicht noch weiter erhöht. Zur Lösung dieser Forderung sind eine Reihe mechanischer Bauarten bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Problem hydraulisch zu lösen, wobei die Bauart kompakt sein, wenige Einzelteile haben und besonders billig sein soll.

Diese.Erfindung wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mit einem Reaktionsdruckraum des Reaktionskolbens ein Druckbegrenzungsventil in Verbindung steht, das bis zu einem für die übliche Lenkunterstützung ausreichenden Druck in dem Reaktionsdruckraum die Verbindung zwischen diesem und einer den Servomotor versorgenden Steuerleitung offen — hält, bei überschreiten einer willkürlich festlegbaren Druckgrenze diese Verbindung jedoch sperrt.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigen:

Fig. 1 eine erste Bauart einer Servolenkung, Fig. 2 eine etwas abgewandelte Bauart, Fig. 3 eine wiederum abgewandelte Bauart,

Fig. 4 noch eine Abwandlung und
Fig. 5 eine Kompaktbauart.

Eine hydraulische Servolenkung hat eine Druckmittelpumpe I₉ an die eine Steuerventilanordnung 2 angeschlossen ist. Die Steuerventilanordnung 2 arbeitet in der in Fig.. 1 dargestellten Form nach dem sogenannten Durchfluß-(open center) Prinzip und hat einen Steuerschieber 3. In der Mitte des Schiebers 3 greift ein Hebelende 4 eines Hebels 5 an₃ der bei eine'ii Lenkausschlag bewegt und mit der Handkraft beaufschlagt wird.

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Der Schieber 3 hat rechts und links je 2 Steuerkanten 6, 6' und 7j7'. mit denen er eine Verbindung eines Servomotors · 8 mit der Pumpe 1 oder mit einer Entlastungsstelle 9 überwacht.

Auf der gleichen Höhe wie ein Kanal 10 für eine zum Servomotor 8 führende Steuerleitung 11,11' nimmt ein Kanal 12,12' seinen Ausgang, der über eine Leitung 13,13' zu einem Druckbegrenzungsventil 14,14' führt. Vom Druckbegrenzungsventil 14,14' geht eine Leitung 15,15' zu einem Reaktionsdruckraum 1β,ΐ6',der als Begrenzung eine bewegliche Wand hat, die von einem Kolben 17,17' gebildet wird. Die Kolben 17 und 17' sind mit dem Schieber 3 fest verbunden und gleichachsig zu ihm angeordnet.

Das Druckbegrenzungsventil 14 ist ein Bauteil mit geringen Abmessungen. Es ist,wie in dem Schnittbild in der Fig. rechts zu erkennen,als Schieberventil ausgebildet und hat einen im Durchmesser kleinen und nicht besonders genau eingepaßten Schieber 18, der mit Steuerkanten 19 und 20 eine Verbindung des Reaktionsdruckraums 16 mit der Steuerleitung 13 oder mit einer Er.tlastungsstelle 21 überwacht. Der Schieber 18 hat einen verbreiterten Fuß 22, auf den eine Feder 23 aufgesetzt ist. Der Fuß 22 wird unter der Kraft der Feder 23 gegen einen Gehäuse-Anschlag gedrückt. In der dabei vom Schieber 18 eingenommenen Lage ist eine Verbindung der Steuerleitung 13 mit dem Reaktionsdruckraum 16 hergestellt. Der linken Seite der Steuervehtilanordnung 2 ist ebenfalls ein Druckbegrenzungsventil 14' zugeordnet. Weil dieses Druckbegrenzungsventil 14' aber den gleichen Aufbau hat wie das Druckbegrenzungsventil 14, ist es nicht geschnitten gezeichnet. Es ist über zwei Leitungen 13' und 15' geradeso an die Steuerventilanordnung 2 angeschlossen, wie das Druckbegrenzungsventil Auch eine Entlastungsstelle 21' ist vorgesehen.

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Die beschriebene Servolenkung arbeitet wie folgt:

In der gezeichneten Normalstellung sind die Kräfte bzw. Drücke in der Lenkung unter einem-Handkraftbegrenzungswert. Der in der Leitung 13 wirksame Steuerleitungsdruck kann über das offene Druckbegrenzungsventil 14, 14' im Reaktionsdruckraum 16 wirksam werden, so daß der Lenker am Lenkrad spürt, wie hoch die jeweils wirksame Lenkkraft ist.

Steigt der Steuerleitungsdruck aber über das festgelegte Maß, wie es z.B. beim Einparken des Fahrzeugs vorkommen kann, dann wird der Schieber 18 im Druckbegrenzungsventil Ik oder l4' gegen die Kraft der Feder 23 nach unten gedrückt. Dabei schließt die Steuerkante 19 die vorher offene Verbindung des Reaktionsdruckraumes 16 mit der Steuerleitung 13 ab. Nun kann der Reaktionsdruck nicht mehr weiter ansteigen, so daß der vom Fahrer bei dem schwierigen Einparken aufgebrachten Kraft keine vergrößerte Gegenkraft mehr entgegenwirkt. Damit werden krafterfordernde Lenkbewegungen erleichtert.

In diesem Zustand der Servolenkung kann der Schieber 3 der Steuerventilanordnung 2 nach Art einer reinen Wegsteuerurig durch den von der Handkraft beaufschlagten Hebel 5 weiter bewegt werden. Der Schieber 3 ist dann hydraulisch über die Leitung 15 mit dem Schieber 18 des Druckbegrenzungsventils verbunden.

Wenn der Druck im Reaktionsdruckraum 16 noch weiter steigt,

noch mehr nach unten

geht der Schieber 18 des Druckbegrenzungsventils lH/una verbindet über die Steuerkante 20 den Reaktionsdruckraum 16 mit der Entlastungsstelle 21. Auf diese Weise arbeitet das Druckbegrenzungsventil 14 als 3/2-Wegeventil.

Durch die kleine und billige Bauart des Druckbegrenungsventils ist dieses an jeder Stelle der Lenkung einzubauen. Es.ist lagemäßig unabhängiger und anpassungsfähiger als

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bekannte Druckbegrenzungseinrichtungen. Schließlich braucht es nicht besonders dicht zu sein, da eine gewisse Leckmenge die Arbeit der Servolenkung nicht nachteilig beeinflußt; außerdem steht es nur beim Lenken unter Druck.

In der Fig. 2 ist eine der Anordnung nach der Pig. I ähnliche Bauart dargestellt. Deshalb wurden hier für gleiche Teile auch die gleichen Bezugszahlen wie in der Fig. 1 verwendet. Bei der Ausführung nach der Fig. 2 sind zwei Druckbegrenzungsventile 14 und 14' in einem Block 32 zusammengefaßt. Dann wird für beide Schieber 18 und 18' nur eine Feder 23 benötigt. Bei einer solchen Bauart ist gewährleistet, daß der Handkraftbegrenzungsdruck für Rechts- und Linkslenken gleich ist.

Fig. 3 zeigt eine andersartige Zusammenfassung der zwei Druckbegrenzungsventile 14 und 14' in einem Block 25. Hier wirkt eine beiderseits sich am Schieber 26 und an Gehäuseanschlägen 24 und 24' abstützende Feder 23. Der Schieber 26 übernimmt die Funktion der beiden Schieber 18 und l8^!. Die Druckbetätigung des Schiebers 26 erfolgt auch hier über die Leitungen 15 und 15^r·

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind die Steuerventilanordnung 2 und die Druckbegrenzungsventile 14 und 14' gleichachsig angeordnet und in einem gemeinsamen Ventilblock 27 ι'it den beiden Begrenzungsventilschiebern 28 und 28' zusammengefaßt. Im Gegensatz zu den Anordnungen nach Fig. 1-3 £.rbeitet die Servolenkung, deren Steuereinrichtung in Fig. 4 dargestellt ist, nach- dem sogenannten Speicher- . (closed center)-Prinzip. Dabei arbeitet eine Druckmittelpumpe 29 über ein Rückschlagventil 30 auf einen Speicher 31· Ein entsprechend ausgebildeter Schieber 33 erfüllt für die Lenkung die gleiche Funktion wie bei den anderen Anordnungen nach

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Pig. 1-3 der Schieber 3»

Die Pig. 5 zeigt eine Kompaktbauart nach diesem Speicher-Prinzip. Dabei ist unter weitgehender Beibehaltung der Bezugszahlen in einem Gehäuse 34 für eine

Steuerventilanordnung 40 ein Schieber 35 verwendet, der mit einer glatten^ durchgehenden Innenbohrung 36 versehen ist.

In diese Innenbohrung sind die Feder 23 und zwei Begrenzungsventilschieber 37 und 37' der Druckbegrenzungsventile 14 und l4' eingesetzt. Mach außen ist die Bewegung der Begrenzungsventilschieber 37 und 37' durch je einen in den Schieber 35 diametral eingesetzten Stift 38 und 38¹ festgelegt, dessen Abstand zum Kanal 12 bzw. 12' leicht genau herzustellen ist.

Diese Konpakt-Bauart hat folgende Vorteile:

Sie baut sehr klein. Es sind nur wenig Bohrungen im Gehäuse 34 notwendig. Gleicher Handkraftbegrenzungsdruck für Rechts- und Linkslenken durch die eine mittige Feder 23 (vgl. auch Fig. 2). Leichte Herstellbarkeit des genauen Abstandes vom Kanal 12,12* zum Stift 38,38'. Dadurch ist eine

hohe Genauigkeit des Handkraftbegrenzungsdruckes erreicht. Der Schieber 35 und die beiden Druckbegrenzungsventile 14 und 14' können außerhalb des Gehäuses 34 vormontiert und geprüft werden; dann erst wird der Schieber in das Gehäuse 34 eingesetzt.

Selbstverständlich können alle gezeigten Anordnungen sowohl nach dem Durchfluß-(open center)-Prinzip als auch nach dem Speicher-(closed center)-Prinzip arbeiten.

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Claims

Ansprüche 2$ ■« 1

l.J Hydraulische Servolenkung für Kraftfahrzeuge, mit einem von einer Druckmittelquelle gespeisten,

die

Lenkung unterstützenden Servomotor , dessen Druckmittelversorgung durch eine Steuerventilanordnung überwacht wird, die durch einen bei einem Lenkausschlag bewegbaren Hebel betätigbar ist und die mit einem unter dem Druck im Servomotor stehenden Reaktionskolben zum Fühlbarmachen der wirksamen Lenkkraft versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Reaktionsdruekraum- (16,16') des Reaktionskolbens (17,17') ein Druckbegrenzungsventil (I4,l4') in Verbindung steht, das bis zu einem für die übliche Lenkunterstützung ausreichenden Druck in dem Reaktionsdruekraum (l6,l6^T) die Verbindung zwischen diesem und einer den Servomotor (8) versorgenden Steuerleitung (12,12') offenhält, bei überschreiten einer willkürlich festlegbaren Druckgrenze diese Verbindung jedoch sperrt.
2. Hydraulische Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsvertil (l4,l4') ein Schieberventil ist, dessen Schieber (18,l8*,26,28,28') mit einem Anschlag (24) zusammenarbeitet, gegen den er von einer Feder (23_a23^!) gedrückt ist.
3. Hydraulische Servolenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (18,18*,28,28') ein Mehrwege-Schieber ist und daß der dritte Weg eine Entlastungsstelle (21,21*)

für den Reaktionsdruekraum (I6,l6^l) ist. -8-

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2 $ ... ].
4. Hydraulische Servolenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druckbegrenzungsventile (14,14') zu einem Block (32,25) zusammengebaut sind und daß deren Steuerschieber (l8,l8^!,26) der Wirkung einer gemeinsamen Feder (23) unterliegen (Fig. 2 und 3)·
5· Hydraulische Servolenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druckbegrenzungsventile (I4,l4^!) einen gemeinsamen Druckbegrenzungsventil-Schieber (26) haben (Fig. 3).
6. Hydraulische Servolenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druckbegrenzungsventile (l4,l4^!) von der Steuerventilanordnung (2) getrennt sind (Fig. 1,2 und 3).
7· Hydraulische Servolenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventilanordnung (2) und die beiden Druckbegrenzungsventile (l4,l4') gleichachsig angeordnet und in einem gemeinsamen Ventilblock (27) zusamniengefaßt sind (Fig. 4).

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8. Hydraulische Servolenkeinrichtung nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventilanordnung (40) in einer Innenbohrung (36) ihres Schiebers (35) die beiden Druckbegrenzungsventile (14 und 14^f) sowie die gemeinsame Feder (23) aufhimnt.
9. Hydraulische Servolenkeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Begrenzungsventilschieber (37 und 38¹) der Druckbegrenzungsventile (I4,l4^f) zu ihren Steuerkanälen (12,12·) durch je einen in dem Schieber (35) diametral eingesetzten Stift (38,38*) festgelegt ist.

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