DE2630616A1

DE2630616A1 - Hubbegrenzungsvorrichtung fuer hydraulische servolenkungen

Info

Publication number: DE2630616A1
Application number: DE19762630616
Authority: DE
Inventors: Battista Bertanza
Original assignee: Riva Calzoni SpA
Current assignee: Riva Calzoni SpA
Priority date: 1976-03-29
Filing date: 1976-07-07
Publication date: 1977-10-13
Also published as: GB1576053A; HU175026B; CS212789B2; DE2630616C3; IT1063862B; ES457135A1; FR2346198A1; SU689608A3; FR2346198B1; DE2630616B2

Description

Dipi.-Ing. H. MITSCHERLICH D-8000 MDNCHEN 22 Dipi.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10 Dr. re r. η at. W. KÖRBER ® (089) ' M 66 84 Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS 4 Q O U Q PATENTANWÄLTE . fy

7. Juli 1976

RIVA CALZONI S.p.A.
Via Stendhal 34,
Mailand / Italien

Patentanmeldung

Hubbegrenzungsvorrichtung für hydraulische Servolenkungen .

Die Erfindung betrifft eine Hubbegrenzungsvorrichtung für hydraulische Servolenkungen mit einem Zylinder, in welchem ein Kolben dichtend gleitbar ist, der zwei entgegengesetzte Kammern begrenzt, einem Verteiler zur Belieferung mit hydraulischem Druckmittel der einen Kammer oder der anderen entgegengesetzten Kammer und gleichzeitigen Verbinden der nicht mit Druckmittel belieferten Kammer mit dem Ablauf, einer Welle zur Betätigung der Lenkung der Lenkräder eines Fahrzeugs, einem Zahnsegment, das auf diese Welle aufgekeilt ist und mit einer Zahnstange in Eingriff steht, die am Körper des Kolbens herausgearbeitet ist, um die gradlinigen Bewegungen des Kolbens und der Welle zu übertragen und sie in Winkelbewegungen der Welle in dem einen oder in

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dem entgegengesetzten Sinn umzuwandeln, sowie einem Ventil zur Ableitung eines gegebenenfalls auftretenden Überdrucks.

Ein solcher Aufbau einer hydraulischen Servolenkung ist an sich bekannt.

Für ein einwandfreies Arbeiten der Servolenkung ist es vorteilhaft, ferner Hubbegrenzungen vorzusehen, um die geradlinigen Verlagerungen des Kolbens der Servolenkung mit Bezug auf die Stellungen maximaler Lenkung der Lenkräder des Fahrzeugs zu begrenzen, um zu vermeiden, daß gegebenenfalls ein übermässiger Hub die Lenkvorrichtungen schädigen kann.

Zu diesem Zweck sind bereits verschiedene Vorrichtungen mechanischer und hydraulischer Art vorgeschlagen worden. Bei einer dieser Vorrichtungen sind zwei Anschläge vorgesehen, die an bestimmten Stellen in radialem Abstand voneinander auf dem Ende der Lenkwelle angeordnet Sind, und zwei Ventile in den Kanälen, welche jede Kammer des Zylinders der Servolenkung mit dem. Ablauf verbinden, wobei der bewegliche Teil der Ventile zum Öffnen des jeweiligen Ventils durch die Anschläge in den Winkelendstellungen betätigt wird, die durch die Lenkwelle nicht überschritten werden sollen.

Die jeweilige Zylinderkammer, die sich unter Druck befindet, wird auf diese Weise sofort mit dem Ablauf in Verbindung gebracht, so daß der Kolben mit den mit diesem verbundenen Mechanismen zum Stillstand kommt.

Ein Beispiel einer solchen Vorrichtung ist in der deutschen Patentschrift 1 291 6 44 beschrieben.

Bei dieser bekannten Lösung des Problems treten jedoch zahlreiche Nachteile auf, zu welchen die Notwendigkeit gehört,

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zwei gesonderte Ventile verwenden zu müssen, je eines für jede Zylinderkammer der Servolenkung, wodurch die Vorrichtung kompliziert wird und Unsicherheit hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Wirkungsweise entsteht, besonders wenn man sich vor Augen hält, daß am Zylinder der Servolenkung, wie bei allen hydraulischen Vorrichtungen, auch ein Hauptventil zur Ableitung von Überdruck vorhanden ist, durch welches die Gesamtzahl der Ventile auf drei gebracht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gefahr von Nachteilen in der Wirkungsweise so weit wie möglich zu verringern, die mit den Kolbenhub-Begrenzungseinrichtungen verbunden sind, wobei von der Erwägung ausgegangen wird, daß in der Servolenkung bereits ein überdruckableitventil vorhanden ist, dieses auch als Bestandteil der Kolbenhubbegrenzungsvorrichtung der Servolenkung verwendet werden kann.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem besteht daher darin, eine Vorrichtung zur Begrenzung des Hubes des Kolbens der Servolenkung in der einen Richtung und in der entgegengesetzten Richtung zu entwickeln, welche als integrierender Bestandteil das gleiche Überdruckableitventil enthält, mit dem die Servolenkung versehen ist.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß das Überdruckableitventil mit einer Ringkammer versehen ist, welche den Schaft des Verschlußstücks umgibt, das durch eine Feder in die Schließstellung belastet ist, welche Kammer in ständiger Verbindung mit dem Hauptzufuhrkanal des Druckmittels steht, und dadurch, daß der Schaft des Verschlußkörpers auf der dem Verschlußkörper entgegengesetzten Seite über den Sitz des Ventils hinaus verlängert ist, wobei das freie Ende des Schaftes mit zwei unabhängigen Schwingaiitien

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in Eingriff steht, wobei zwei Anschläge in einem Winkelabstand voneinander am Umfang der Welle der Servolenkung vorgesehen sind, wobei jeder Anschlag auf einen Vorsprung eines Armes wirkt, um dessen Winkelbewegung zu bestimmen, sowie in Eingriff mit dem entgegengesetzten Ende des Verschlußkörperschaftes und daher mit der Öffnung des letzteren in den Winkelendstellungen, die für die Lenkwelle festgelegt worden sind. Durch die Erfindung wird daher ein sehr wesentlicher Vorteil erreicht, daß mit einem einzigen Ableityentil Sicherheit gegen unerwünschte Überdrücke und gleichzeitig die Begrenzung des Kolbenhubes in der einen Richtung sowie in der entgegengesetzten Richtung erhalten wird.

Gemäß einem besonders vorteilhaften Merkmal ist jeder der Schwingarme gekrümmt und umgibt den Aussenumfang der Lenkwelle und ist am Ende eines bogenförmigen Lagerkörpers angelenkt, der sich auch teilweise um die Lenkwelle herum erstreckt und der mit einem Gewindeabschnitt in Eingriff mit einer Lenkschraube versehen ist, die von ausserhalb der Servolenkung betätigbar ist.

Durch dieses besondere Merkmal der Erfindung wird auch der Vorteil erzielt, konzentrisch zur Lenkwelle jeden Schwingarm mit Bezug auf den jeweiligen mit dem Umfang der Lenkwelle festen Anschlag zu bewegen und dadurch die Gesamtheit der Winkelbewegung zu verändern, die durch di# Lenkwelle durchgeführt werden muß, damit das Ableitventil in Tätigkeit tritt und dadurch der Hub des Kolbens der Servolenkung zum Stillstand gebracht wird.

Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und zwar zeigen:

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Fig. 1 eine vereinfachte Teilansicht im Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Servolenkung;

Fig. 2 eine Ansicht der Hubbegrenzungsvorrichtung im Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 3;

Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2.

In den Figuren ist mit 1 der Zylinder einer hydraulischen Servolenkung bezeichnet, die eine Lenkschraube 2 besitzt, welche mit dem Lenkrad (nicht dargestellt) verbunden ist, sowie eine Lenkmutter 3, welche mit der Lenkschraube in Eingriff steht, um den Kolben 4 zu bewegen, in dessen axialen Hohlraum 5 sich ein Teil der Lenkschraube 2 befindet. Der Kolben 4 unterteilt den Zylinder 1 in zwei entgegengesetzte Kammern 6 und 7, denen das Druckmittel in an sich bekannter Weise mittels eines hydraulischen Verteilers zugeführt wird, der allgemein mit 8 bezeichnet ist. Dieser Verteiler 8 ist im Kolben 4 im Hohlraum 9 angeordnet, und wird von einer Stange 10 betätigt, der in an sich bekannter Weise eine Bewegung durch einen Kniehebel 11 mitgeteilt werden kann, der mit der Lenkmutter 3 verbunden ist. Der Kolben 4 ist in an sich bekannter Weise mit einem Zahnstangenabschnitt 12 ausgebildet, welcher mit einem Zahnsegment 12a in Eingriff steht, das auf die Lenkwelle 13 aufgekeilt ist, welche die nicht dargestellten Lenkräder des Fahrzeugs steuert.

Insbesondere aus Fig. 2 ergibt sich, daß in der Bohrung la des Deckels Ib, der eine Flanke des Körpers des Zylinders 1 begrenzt, ein Ablaufventil angeordnet ist, das allgemein mit 14 bezeichnet ist und eine rohrförmige Hülse 15 aufweist, die einen Ventilsitz 16 bildet, auf den die kege1stumpfformige Unterseite des Verschlußkörpers 17 aufliegt. Der Ver-

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schlioiBkorper I? fsfc rait eiBemi Eetätigiümgsschaft 18 verbpndem,, der im dem Abschnitt innerhalb der Hülse 15 mit einer Omfamgsmuit 13 versehen ist» welche mit. der Innenwand der Hffilse 15 eine Rimgkammer 2Ö bildet. Oiese Kammer 2O steht üiber radiale Kanäle 21 umd eine Mut. 22 im- standiger ¥er£ciadtmg mit dem HauiptzuLfTührkanal des Duniekmittels _r der im Fig. 3 mit 23 bezeichnet wird. Der ¥erschlui©körper Π wird! duirch eine Feder 24 ständig iru Auflage auf dem Sitz IS gemalteaai» welc&e unter ¥csrspannung stekt Hindi in einer "hoisiem ¥ersc{iiluißscii!rai!ibie 25 enthalten ist» die die Bohrung verseinlielSt laindi einen Hohlraum 26 uimterstromseitlg des ¥erschliaißsttEckes begrenzt- Bieser Hohlraum 26 ist ständig mit dem SblatEfbehälter Cniefot dargestellt)! iiber Kanäle 2? werbiamden. Bas Ende ISa des Schaftes 1® des ¥erschliißkörpers 11 ragt aias der festen Hülse 15 des ¥entils 14 heratis tind erstreckt sich in einen Hohlraant 2&_e in welchem¹ einer der Zapf em 13a der Eeiaikwelle 13 ansserhalbi des ILagerkörpers 29 mit dem Wälzlager 3O angeordnet ist.

Eine Stehraaibe 31 ist gleichachsig zum Zapfen 13a angeordnet _r um gegebenenfalls ajeiale Bewegungen der ILenkwelle 13 zn blockieren,, fim Ende ISa des Schaftes 18 sind zwei mit 32 rand 33 bezeichnete firme angeordnet. Ber Arm 32 ist durch einen Zapfen 34 am einem bogenförmigem Lagerkörper 35 angelenkte der sich uim die Äiaissemflache des Zapfens 13a der Welle 13 herum.erstreckt und sich gegen, diese abstützt. Im ähnlicher Weise ist elm Arm 33'. durch eimern Zapf em 36 am einem bogenförmigen tagerkörper 37 angelenkte der sich ebenfalls um dem Zapfen 13a der Welle 13 hemm erstreckt und sich gjegem diesen abstützt. Me Eagerkörper 35 und 3? wmd die entsprechenden Arme 32 iindl 33 befinden sich im einer Ringnut „ welche durch eimern Anschlag 38 des Deckels 1Ii sowie dimrcin einem Anschlag des Lagerkörpers 29) gebildet wird. D)Ie firme 32 uind 33 and ein

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Teil der entsprechenden Lagerkörper 35 und 37 befinden sich in Abstand von der Äussenfläche des Zapfens 13a mit einem radialen Abstand 4O bzw. 41, während die freien Enden 32a rand 33a der Arme 32 und 33 sich gegen die erwähnte Oberfläche mittels Vorsprüngen 42 und 43 abstützen. Auf der gleichen Oberfläche des Zapfens 13a der Welle 13 sind feste Anschläge 44 und 45 im Winkelabstand voneinander vorgesehen. Die bogenförmigen Lagerkörper 35 und 3? sind ferner mit Verzahnungsahschnittem 46 und 47 versehen, die mit Zahnstangen 48 und 49 von Schrauben 5O und 51 in Eingriff stehen, welche von der Äussemseite des Deckels Ib aus betätigbar and mit Sicherungsmuttern 52 und 53 versehen sind.

Aus dem Vorangehenden ergibt sich_r daß die Wirkungsweise der erfindungsgemäßem Vorrichtung wie folgt ist.

Wenn das Ventil 14 als geschlossen angenommen wird und daher die Servolenkung mit normalem Druck arbeitet, bewirkt eine Bewegung des Kolbens 4 im der einen Richtung eine Brehung der Welle 13 _p beispielsweise_p gesehen in Fig. 2, im öhr-2eigersinn-Mach einer bestimmtem Winkelbewegung, die einer genauen axialen Bewegung dies Kolbens 4 entspricht, tritt der Anschlag 44, welcher mit dem Zapfen 13a der Eenkwelle 13 fest verbunden. lst_r scmter dem Vorsprung 43 des Schwing— arms 33. Dies hat eine Äniiefomiigr des Armes um dem Zapfen zur Folge _t so daß dlas Ende 33a mit: dem iäide ISa dies Schaftes IS des VerschioißorganiS 17 zusammenwirkt« wodurch dieses unter tlberwindung der Kraft der Feder 24 angehoben wird. Piese Amhebumg hat das öffnen dies Ventils 14 und die Ableitung des Druckmittels aus der Riütgkammer 2O zum Hohlraum 26 und zum Äbleitfcanal 27 zur Folge. Eier Kolben 4 wird daher In der erreichtem HuibemcEestellungF festgehalten.

Bei einer Bewegung im der Ricmttiimg> dlie der vorangehend! be—

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schriebenen entgegengesetzt ist, bei welcher infolge der axialen Bewegung des Kolbens 4 eine Winkelbewegung der Welle 13 im Gegenzeigersinn stattfindet, tritt der Anschlag 45 unter den Vorsprung 42 und bewirkt die Anhebung des Armes 32. Auch in diesem Falle wird das Verschlußorgan 17 unter Überwindung der Kraft der Feder 24 angehoben und das Ventil 14 leitet den Druck des Hauptzufuhrkanals, der in dem Ringraum 20 herrscht, ab.

Auch in diesem Falle wird der Stillstand des Kolbens 4 in der erreichten Hubendestellung erhalten. In dem Falle, in welchem die Hubendeste1lungen des Kolbens 4 eingeregelt werden sollen, werden die Schrauben 50 und/oder 51 betätigt, welche durch ihre Drehung die Bewegung der bogenförmigen Lagerkörper 35 und 37 bestimmen und dadurch die Vorsprünge 42 und 43 den festen Anschlägen 44 und 45 nähern bzw. von diesen entfernen.

Wenn in dem hydraulischen Kreislauf ein überdruck auftritt, öffnet sich das Ventil 14 selbsttätig unter Überwindung der Schließkraft der Feder 24.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird daher der Vorteil erzielt, sowohl die Hubenden für den Kolben 4 festlegen zu können als auch eine Sicherheit gegen Überdrücke mittels eines einzigen Ableitventils zusätzlich zu dem Vorteil zu erzielen, die Länge des Hubes in der einen Richtung oder in der entgegengesetzten Richtung des Kolbens der Servosteuerung je nach den Notwendigkeiten im Verhältnis zu den maximalen Lenkwinkeln regeln zu können, die erzielt werden sollen.

Ansprüche:

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Claims

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Ilubbegrenzungsvorrichtunq für hydraulische Servolenkungen mit eLnem Zylinder, in welchem ein Kolben dichtend gleitbar ist, der zwei entgegengesetzte "Kammern begrenzt, einem Verteiler zur Belieferung mit Druckmittel der einen bzw. der anderen der entgegengesetzten Kammern und gleichzeitigen Verbinden derjenigen Kammer mit den- Ablauf, die nicht mit dem Druckmittel beliefert wird, einer Welle zur Steuerung der Lenkung der Lenkruder des Fahrzeugs, einem Zahnsegment, das auf die erwähnte Welle aufgekeilt ist und sich mit einer Zahnstange in Eingriff befindet, die am Körper des Kolbens ausgebildet ist, um die geradlinigen Bewegungen des Kolbens auf die Welle unter Umwandlung in entsprechende Winkelbev/egunc'.en der tie.He in der einen Richtung bzw. in der entgegengesetzten Richtung zu übertragen, sowie einem Atileitventil für einen auftretenden überdruck, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Ventil (.14) mit einer Kingkammer (20) versehen ist, welche den Schaft (18) des Verschlußstäcks (17) umgibt, das durch eine Feder (24) in.die Schließstellung belastet ist, welche Kammer (20) in ständiger Verbindung mit den Fau[>tkanal (22, 2 1) der Druckmittelzufuhr steht, und daß der Schaft (IB) des Verschlußstücks (17) cm dem dem Verschlußstücl: (17) entgegengesetzten Teil aus dem Einsatz (15) des. Von ti lsi heraus verlängert ist, wobei das freie Ende (IBaJ dea Schaftes

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(18) sich gegen zwei unabhängige Schwingarme (32, 33) abstützt, zwei Anschläge (44, 45) in einem Winkelabstand voneinander am Umfang der Welle der Servolenkung (13, 13a) vorgesehen sind, v/obei jeder Anschlag auf einen Vorsprung (43, 42) des jeweiligen Armes (33, 32) wirkt, um dessen Winke!bewegung zu bestimmen, ebenso wie die Anlage an dem entgegengesetzten Ende (18a) des Schaftes (18) des Verschlußstücks (17) und damit das öffnen des letzteren in den festgelegten tiinkelendstellungen der Lenkv/e 1 Ie (13) .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder dar erwähnten Schwingarme (32, 33) bogenförmig ist und Jen Aussenumfang des Zapfens (13a) der r.emkwelle (13) umgibt und an dem Ende des jeweiligen bogenförmigen Lagerkörpers (35, 37) angelenkt (34, 36) ist, der sich ebenfalls teilweise um den erwähnten Zapfen (13a) herum erstreckt, wobei jeder Lagerkörper (35, 37) mit einem Gewindeabschnitt (46, 47) versehen ist, der sich mit einer Einstellschraube in Eingriff befindet, die von ausserhalb der Servolenkung betätigbar ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingarme (32, 33) und ein Teil der Lagerkörper (35, 37) sich von der Aussenflache des Zapfens in radialen Abständen (40, 41) befinden, in welchen sich die erwähnten mit dem Zapfen (13a) fest verbundenen Anschläge (44, 45) befinden, wobei die freien Enden (32a, 33a) jedes Armes sich gegen die erwähnte

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Oberfläche mittels VorSprüngen (42, 43) abstützen.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Arme (32, 33) und die entsprechenden bogenförmigen Lagerkörper (35, 37) in der axialen Richtung den Zapfen (13a) der Lenkwelle (13) flankieren und in einer Ringnut geführt sind, die durch einen Anschlag (39) des Lagerkörpers (29) des Zapfens sowie durch einen entgegengesetzten Anschlag (38) des seitlichen Abschlußdeckels der Servolenkung gebildet wird.

Der Patentanwalt

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