DE2710849A1 - Servolenkung fuer fahrzeuge mit rueckfuehrung - Google Patents

Description

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9. Mar* 1977

Di· Erfindung bezieht »ich auf ein· Servolenkung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Bine solche Servolenkung vermittelt dem Fahrer trots der Servounterstützung einen guten Kontakt iur Straße beziehungsweise ein gutes Gefühl für die von d*r Strafte her auf die Lenkwelle eingeleiteten Lenkaomente. Da· vom Arbeitsdruck gelieferte Reaktionsmoment wird nun in •einer Wirkung auf da· Handlenkrad abgeschaltet, wenn die Druckkraft des Reaktionsdruckkolbens die Vorspannkraft seiner Stützfeder überwindet und dadurch der Reaktionsdruckkolben an zylinderseitigen Anschlag zur Anlage gebracht wird· In den weiteren Verlauf der Handkraft Über dem steigenden Arbeitedruck geht dana nur noch die relativ flach ausgelegte Federkennung der StUtsfeder ein. Auf diese Weise ist vermieden, daß die Handkraft bei höheren Lenkwellenmomenten - insbesondere also bein Parkieren - unerwünscht hohe Werte anninsrt. Da ein Reaktlonedruckkolben allein jedoch wegen seiner konstanten wirksan«n Druckfläche nur «ine lineare Kennung für den Handkraftverlauf Vermitteln kann, ist sein Heaktionemoment bei kleineren und mittleren Arbeitsdrücken relativ schwach. Dadurch besteht die Gefahr, daß der Fahrer bei diesen Betriebszuständen • also s.B. bei Kurvenfahrten - die Lenkung wegen Mangelnder Reaktion zerreißt. Usi diener Gefahr zu begegnen, let es bekannt, de· jeweiligen Lenkeinschlag jeweils mindestens einen zusätzlichen Reaktionsdruckkolben zuzuordnen, der la Zusammenwirken siit «ine· sylinder seit igen Anschlag und eimer besonderen Stütsf«der lediglich bei kleineren und mittleren Arbeitsdrücken arbeitet. Auf die·· Weise ist es möglich, dem Handkraftverlauf bis su mittleren Arbeitsdrücken eine relativ steile - und ab mittler·« Arbeitsdrücken bis zu* Bereich der Handkraftbegrensung ein· relativ flache Kennung zu geben.

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Servolenkungen «it «η «ine Arbeitadruckkajmaer dee ServoMotorea angeechloesenen Reaktionedruckkolben unterschiedlicher Arbeitebereiche sind bekannt. Bei der Servolenkung der DT-OS 2 009 57* ist der Reaktionadruckzylinder für zwei Reaktionedruckkolben unterachiedlicher Arbeitebereiche Im Ventiletellglied dee den Arbeitadruck eineteilenden SteuerventiJ.ee vorgeeehen. Die zugehörigen Stutzfedern eind dann wirkungsmäßig zwischen jeweiliges Reaktionadruckkolben und Gehäuee angeordnet. Aue der GB-PS 781 9βθ iat ea bekannt, Reaktionsdruckzylinder im Gehäuse dee den Arbeitadruck eineteilenden Steuerventilee vorzusehen. Di· Stützfedern der zugehörigen Reaktionadruckkolben aind dann wirkungsMäßig zwischen Reaktionadruckkolben und Ventiletellglied de· Steuerventilee angeordnet.

Da die Herstellung insbesondere der zylindrischen Peßflächen an Reaktionadruckzylinder und Reaktionedruckkolben teuer ist, sind zusätzliche Reaktionsdruckkolben zur Erzielung des gewünschten steileren Anstieges der Handkraft bis zu mittleren ArbeitsdrUcken nicht iaaser erwünscht.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht ebenfalle darin, de· Handkraftverlauf über den Arbeitsdruck bis zu Mittleren Arbeitedrücken eine relativ steile - darüber hinaus Jedoch bia ZUM Dereich der Handkraftbegrenzung eine relativ flache Kennung zu geben. Dabei eoll jedoch der Aufwand an Reaktionedruckkolben ao gering wie Möglich gehalten eein.

Ausgehend von einer Servolenkung nach den Oberbegriff von Patentanspruch 1 ist die erläuterte Aufgabe in vorteilhafter Weise dadurch gelöet, dafi der Reaktionedruckkolben zwiechen eeiner Auagangaetellung bei unbelaeteter Stützfeder und eeiner

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Abschaltstellung a« zugehörigen Anschlag «eine· Reaktionadruck-Zylinders an wenigsten* einer de« Arbeitedruck entgegenwirkenden Redusierfeder zueMtzlich sur Abstützung kossat, die direkt oder über wenigstens eine weitere den Resktionsdruckkolben but Abstützung bringende Redusierfeder en eine« Widerlager des Resktionedrucksylindere ftbstUtzbar ist.

Bei der Servolenkung nach der Erfindung ist der Hub des Reaktionedruckkolbens gegenüber seine« Reaktionsdrucksylinder durch eine oder «obrere stufenweise zu« Einsatz gelangende Redusierfedern in zwei oder «ehr Abschnitte teilbar. Je steiler die Pederkennung der Redusierfeder ist, um so flacher verläuft der zugehörige Abschnitt der Handkraftkurve und uagekehrt. Durch die Erfindung ist es so«it eraöglicht, «it eine« Reaktionadruckkolben, der über den gesasrten Druckbereich zwischen gegen Null gehenden Arbeitsdrücken und de« Grenzdruck für die Handkraftbegrenzung arbeitet, den gewünschten Verlauf der Handkraftkurve zu erzielen. Ein zusätzlicher Reaktionadruckkolben zur Erzielung des steileren Verlaufe der Handkraftkurve zwischen Null und Mittleren Arbeitsdrücken ist nicht erforderlich.

Zur Erzielung einer auageprägten Bauch-Kontur der Handkraftkurve i« Bereich kleinerer und Mittlerer Arbeitedrücke iet es bei der Servolenkung nach der Erfindung vorteilhaft, wenn die Redusierfeder eine progressive Kennung aufweist. Bei progressiver Federkennung ist se oftaale «öglich, ait einer einzigen Redusierfeder auezukosaen.

Aue Platzgründen sind konische Reduzierfedern «it progressiver Kennung lsi Steuerventil für den Arbeitsdruck schwer unterzubringen. Bei der Servolenkung nach der Erfindung ist se daher

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vorteilhaft, daß di· RedUJcierfeder zylindrisch ist und ein· veränderliche Steigung derart aufweist, daß bein Einfädern sehr als «in· Federwindung synchron auf Block gespannt wird.

Bildet stan bei der Servolenkung nach der Erfindung die Redumierfeder ao aus, daß die Steigung zur federachsnormalen Mittelebene der Redusierfeder symmetrisch ist, dann ist das Wickeln der Feder vereinfacht.

Um das Wickeln der zylindrischen Reduzierfeder Bit veränderlicher Steigung in üblicher Weise über einen ruckfreien Nocken steuern su können, ist es bei der Servolenkung nach der Erfindung vorteilhaft, daß die Steigung der Reduzierfeder eine sinus- oder coeinus-Funktion des Vicklungswinkels ist.

Usi für das Wickeln der anliegenden Federenden ebenfalls eine ruckfreie Nockenkurve su erhalten, ist es bei der Servolenkung nach der Erfindung vorteilhaft, daß der Anfang der von eines Federende der Reduzierfeder ausgehenden ersten federnden Windung la Minimus der Steigungsfuf|Htion liegt.

Wie die Servolenkung nach der Erfindung beispielsweise lsi einseinen ausgebildet sein kann, ist im folgenden anhand von drei in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungebeispielen beschrieben. In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 eine Darstellung des ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Servolenkung, bei der ein Axialschnitt la durch die Servolenkung kl symbolisch durch hydraulische Leitungen mit eines gemäß Linie b-b des Axialechnittes la durch die Servolenkung gelegten Querschnitt Ib verknüpft ist,

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2- eine Darstellung einer Arbeitsstellung des ersten AusfUhrungsbeispieles der erfindungsgeaiHßen Servolenkung während eines Rechtseinschlages in eines) den Querschnitt Ib entsprechenden Schnitt,

Fig. 3 ein Schaubild für die Handkraftkurve bei· Reehtseinschlag des ersten Augführungsbeispieles,

Fig. k die Darstellung des Reaktionsdruckkolbens für den Rechteeinschlag des «weiten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemafien Servolenkung in drei verschiedenen Stellungen mittels je eines dem Querschnitt Ib entsprechenden Schnittes,

Fig. 5 ein Schaubild der liandkraftkurve bei«

Rechteeinschlag des zweiten Ausführung«· beiepiel··,

Fig. 6 eine der Figur k entsprechende Darstellung des Reaktionsdruckkolbens für den Reehtseinschlag des dritten Ausfuhrungsbeispieles der erfindungsgeaäßen Servolenkung,

Fig. 7 «in Schaubild aer Handkraftkurve für den Rechteeinschlag des dritten AuefUhrungsbeiepieles,

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Fig. 8 die Reduzierfeder dee zweiten Ausführungebeispieles der Figuren 4 und 5 in Einzeldarstellung,

Fig. 9 ein Schaubild für die Steigung der Reduzierfeder der Fig. 8,

Fig. 10 ein Schaubild für die Federkennung der Reduzierfeder in Fig. 8,

Fig. 11 eine Aneicht der Reduzierfeder in Pfeilrichtung XI in Fig. 8 beim zweiten Aueführungebeispiel.

Dein ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 ist ein al· Druckeittelzylinder ausgebildetes und das Lenkgetriebe aufnehmende Gehäuse 42 der Servolenkung 4l durch einen Arbeitskolben 43 in eine Arbeitsdruckkammer 44 für den Rechtseinschlag und in Arbeitedruckkaamer 45 für den Linkseinschlag des Lenkhandrades unterteilt. In dem Arbeitskolben 43, der über Zahnstangenprofil und korrespondierendes Zahnsegment Bit einer Lenkwelle 46 in Antriebsverbindung steht, ist eine Lenkmutter 47 drehbar und axial in wesentlichen unverschiebbar gelagert. Die Lenkaratter 47 ist «it einer Lenkachnecke 48 schraubbeweglich verbunden, «* ie ein zu ihr drehfestes koaxiales Lenkspindelteil 49 aufweist. Daa über einen gehäuseäußeren Kupplungszapfen 50 ait de· Lenkhandrad in drehfeste Antriebeverbindung bringbare Lenkspindelteil 49 ist mittels eines Lagerbundes 51 über eine Välzlageranordnung 52 im Gehäuse 42 drehbar und in den Richtungen seiner Achae 53 unverschiebbar gelagert. Die Lenkmutter 47 i*t mit einen zu ihr drehfesten Steuerlineal 54 ver-

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sehen, das eine schlitzartige Verbindungaöffnung 55 zwischen der -Arbeitedruckkammer 44 und einer Gehäusebohruag 56 für einen Steuerschieber 57 zum Einstellen des Arbeitsdruckes verbindet. Der Steuerschieber 57 let mit drei Steuerabschnitten 58, 59 und 60 zur Steuerung von fünf Ventilanschlüssen 6l, 62, 63_V 64 und 65 versehen. Die beiden äußeren Ventilanachlttee« 6l und 65 aind mit einer im weaentlichen druckentlaateten Rücklauf leitung 66 verbunden, die in nicht mehr dargestellter Veise zu einem Vorratabehälter für das Druckmittel führt. Eine ebenfalle nicht mehr dargeetellte Druckpumpe saugt Druckmittel aua dem Vorratabehälter an und fördert atändig eine zeitlich konstant· Druckmittelmenge über eine Druckförderleitung 67 zum Ventilanschluß 63. "Während der VentilanachluB 62 über einen als Druckleitung 68 dargestellten Gehäusekanal mit der Arbeitedruckkammer 44 für den Rechteeinschlag in Verbindung steht, ist der VentilanachluB 64 über einen ala Druckleitung 69 dargestellten Gehäuaekanal mit der Arbeitsdruckkammer 45 für den Linkaeinachlag verbunden.

In der im Querschnitt Ib der Pig. I gezeigten Neutraleteilung 70 von Steuerlineal 54 und Steuerschieber 57, die bei unbetätigter Lenkung durch eine sich an Steuerechieber 57 und Gehäuse 42 abstützende Zentrierfeder 71 aufrecht erhalten wird, fließt das dem VentilanachluB 63 zuströmende Druckmittel im wesentlicher ungedrosselt über die Ventilanachlüaaa 6l und 65 und die Rücklaufleitung 66 zum Vorratsbehälter zurück. Bei einem Rechtseinschlag des Lenkhandradea wird daa Steuerlineal 54 aua der gezeichneten Neutralstellung 70 in Pfeilrichtung R auegelenkt, wodurch der Ventilanscbluß 62 der Arbeitsdruckkammer 44 aehr oder weniger mit dem Ventilanachluß 63 der Druckpumpe und der VentilanachluS 64 der anderen Arbeitsdruckkammer 45 mehr oder weniger

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■it dea Ventilanechluß 65 de· Vorratsbehälter« verbunden werden. Auf diese Weise wird in der Arbeitsdruckkanaer kk ein höherer Druck als in der Arbeitsdruckkamner k5 eingestellt. Die hieraus ·■ Arbeitskolben Ό resultierende Differenzdruckkraft unterstützt die Betätigung der Lenkwelle kG ia Drehsinn des Pfeiles R la Axialschnitt la fUr den Rechteeinschlag.

Bei· Linkseinschlag des Lenkhandrades erfolgt eine entgegengesetzte Auslenkung von Steuerlineal 5^ und Steuerschieber 57« wodurch in entsprechender Weise in der Arbeitsdruckkaouner ¹15 ein höherer Druck als in der Arbeitsdruckkaussr kk eingestellt wird« so daß die am Arbeitskolben '»3 resultierende Differenzdruckkraft entgegengesetzt gerichtet ist.

Der Steuerschieber 57 iet an «einen gehäuseinneren Ende ait einer als ein Reaktionsdruckzylinder dienenden Sackbohrung 19 versehen, in der ein bein Rechtseinschlag arbeitender Reaktionadruckkolben 12 verschiebbar aufgenommen ist. Eine ν cms Reaktionsdruckkolben 12 abgeschlossene Reaktionsdruckkamner 72 des Reaktionsdruckzylindere 19 steht über eine Bohrung 73 des Steuerschiebers 57 ständig »it des Ventilanschluß 62 der Arbeltadruckkassaer kk in Verbindung. Auf seiner der Reaktionsdruckkassser entgegengesetzten Seite ist der Reaktionsdruckkolben 12 an einer Stützfeder 15 abgestützt, de sich ihrerseits an einer gehäusefesten Viderlagerflache 7k des Gehäuses k2 abstützt. Venn der Reaktionsdruckkolben 12 sich in seiner im Querschnitt Ib gezeichneten Ausgangsstellung 75 befindet, liegt er an der StUtsfeder 15 an. In der Ausgangsstellung 75 hat der Reaktionsdruckkolben 12 gegenüber einem Feder-Ringteller 17 einen freien Kolbenhub 14, der durch einen den Feder-Ringteller 17 abstützen·

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den Sicherungering 76 festgelegt ist. Der Sicherungering 76 iat in eine Unfanganut des Reaktionsdruckzylinders 19 eingesetzt. Der Feder-Ringteller 17 dient zur Abstützung einer die Stützfeder 15 konzentrisch !»gebenden zylindrischen Reduzierfeder 21 aa Steuerschieber 57· Das zum Feder-Ringteller 17 entgegengesetzte, freie Ende der Zentrierfeder 71 läßt gegenüber einer korrespondierenden Anschlagkante 77 des Reaktionadruckkolbena einen freien Kolbenhub 78 zu.

Für den Linkseinschlag des Lenkhandrades ist am entgegengesetzten finde des Steuerschiebers 57 eine entsprechende Anordnung für einen Reaktionsdruckkolben 13 getroffen, der in eine als Reaktionsdruckzylinder 20 dienende Sackbohrung des Steuerschiebers eingesetzt ist. Eine vom Reaktionsdruckkolben 13 eingeschlossene Reaktionsdruckkaauner 79 des Reaktionadruckzylinders 20 steht über eine Bohrung 80 ständig Mit de· Ventilen sch IuB 6k der anderen Arbeitsdruckkanuser 45 für den Linkeeinschlag in Verbindung. In entsprechender Weise wie der Reaktionsdruckkolben 12 für den Rechtseinschlag ist der Reaktionsdruckkolben 13 für den Linkseinschlag an einer Stützfeder 15 abatützbar, die «it des Gehäuse k2 als Widerlager zueaawenarbeitet. Ferner ist der Reaktionedruckkolben 13 nach einen entsprechenden freien Kolbenhub an einer Reduzierfeder 21 abstützbar, deren Widerlager durch einen Feder-Ringteller 17 gebildet wird der sich über einen Sicherungsring 76 am Steuerschieber 57 *bstütst.

Die Wirkungsweise der Reaktionedruckkolben ist im folgenden anhand de· bei» Rechteeinschlag»arbeitenden Reaktionadruckkolben 12 unter Zugrundelegung der Figuren 1 bis 3 beschrieben.

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Dei dem Schaubild der Fig. 3 ist über dem äußeren Lenkwelleniaonent M,„ das an Lenkhandrad fühlbare Lenkhandmoment M.. aufgetragen. Dei sehr kleinen Lenkradeinschlägen bleiben Steuerlineal 54 und Steuerschieber 57 durch die Wirkung der Zentrierfeder 71 zunächst in der Neutraleteilung 70. D.h., die Lenkmutter 47 iet gegenüber dem Gehäuse 42 undrehbar festgelegt. Aufgrund dieser Neutralstellung des Steuerschiebers 57 wird eine Servounterstützung nicht aufgebaut und die Lenkwelle 46 rein mechanisch über Lenkschnecke 48 und das Lenkhandrad betätigt. Der Verlauf des Lenkhandmomentes in diesem rein mechanischen Arbeitsbereich der Servolenkung ist durch den Kurvenab-•chnitt 8l in Fig. 3 dargestellt. Dei größer werdendem Lenkradeinschlag wird die Vorspannkraft der Zentrierfeder 71 überwunden (Punkt 82 in Fig. 3), so daß der Steuerschieber 57 in der Arbeitsdruckkammer 44 einen höheren Druck einstellt und die Reaktionsdruckkammer 72 unter dem Arbeitsdruck dieser Arbeitsdruckkamaer steht. Die sich aus der GehäuseabstUtzung des Reaktionedruckkolbens 12 ergebende Reakfcionsdruckkraft am Steuerschieber 57 iet dem Auslenkungssinn R im Querschnitt Ib entgegengerichtet und damit als Handlenkmoment fühlbar. Der Verlauf des Handlenkmomentes in diesem mit Bezug auf die wirksame Kolbenfläche unvermindert proportionalem Arbeitsbereich der Servolenkung ist durch den Kurvenabschnitt 83 in Fig. 3 dargestellt. Im Kurvenpunkt 84 in Fig. 3 legt sich der Reaktionsdruckkolbe» 12 mit seiner Ansch lagkante 77 unter Zusammengpannung der Stützfeder 15 an die Reduzierfeder 21 an. Da in diesem Moment die Spannung der Reduzierfeder 21 der Gehäuseabstütsung des Reaktionsdruckkolbens 12 entgegenwirkt, ist die Reaktionadruckkraft am Steuerschieber 57 um die Federkraft der Reduzierfeder 21 vermindert. Es schließt sich daher ein vermindert proportionaler Arbeitsbereich der Servolenkung an,

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dar in Fig. 3 durch den Kurvenabschnitt 85 dargestellt iat. Ia Kurvenpunkt 86 von Fig. 3 ist der Kolbenhub Ik des Reaktionsdruckkolbena 12 Null geworden, wodurch letzterer Über den Sicherungaring 76 starr asi Steuerschieber 57 abgeatützt und daaiit in seiner Druckwirkung auf den Steuerachieber ausgeschaltet ist. Bei weiterer Vergrößerung des Lenkradeinschlages und daaiit des Arbeitsdrackes in der Heaktionsdruckkaawier 72 geht in den Kurvenverlauf des Handlenknomentes M„ nur noch die sehr flache Federkennung der Stützfeder 15 ein (Kurvenabschnitt 87 in Fig. für den Bereich der Handkraftbegrenzung).

In der in Fig. 2 dargestellten Arbeitsstellung der Servolenkung befindet sich der Reaktionsdruckkolben 12 in Bereich des Kurvenabschnittes 85 von Fig. 3« wie die eingefederte Reduzierfeder 21 erkennen läßt.

Aus Fig. 3 wird schließlich deutlich, daß mit einer schwachen Reduzierfeder 21 ein steilerer Verlauf 85* - dagegen axt einer atarken Redusierfeder ein flacherer Verlauf 85'' dea Kurvenabachnittea 85 von Fig. 3 erreicht werden kann.

Weiterhin ist durch den geraden Verlauf des Kurvenabschnittes 85 in Fig. 3 angezeigt, daß es sich bei der Heduzierfeder 21 uoi eine zylindrische Feder mit einer linearen Federkennung handelt.

Die «weite Ausführung«for« der erfindungsgeaäßen Servolenkung der Figuren Ί, 5 und 8 bis 11 unterscheidet sich lediglich durch die progressive Federkennung ihrer Reduzierfeder 22 gegenüber deej ersten Aueführungebeispiel.

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Der progressive Verlauf der F«derkennung 25 der Reduzierfeder 22 ist in desi Diagras» der Pig. 10 wiedergegeben, in de« über den Federweg f die Federkraft P aufgetragen ist. Die Progress!- vitat wurde dadurch erreicht, daß die federnden Windungen der

zylindrischen Heduzierfeder 22 mit einer nicht linearen Steile
gung S gewickelt sind. Auf diese Weise werden nicht sämtliche federnden Windungen bei« Einfedern zugleich auf Block gespannt, sondern je nach Steigungsverlauf eine oder mehrere
federnden Windungen zeitlich nacheinander auf Block gespannt und somit von der Federarbeit abgeschaltet.

In Fig. 9 ist über dem Vicklungswinkel -C _w die Steigung S
für die Heduzierfeder 22 aufgetragen. Der Ordinatenabstand 90 des Steigungsverlaufes 26 entspricht dem Drahtdurchmesser der Redusierfeder 22. Wie Fig. 9 erkennen läßt, ist der Steigungeverlauf 26 symmetrisch zur federachanormalen Mittelebene
31-31 der Rttduzierfeder 22 ausgelegt. Dabei sind drei Windungepaare 36, 37 und 27, 28 sowie 29, 30 von federnden Einzelwindungen symmetrisch beiderseits der Mittelebene 31-31 angeordnet. An ihren Enden 3*t und 35 läuft die Reduzierfeder 22 in
üblicher Weise in je eine Dreiviertel-Windung 95 bzw. 96 aus. An der Endkante 93 bzw. 9*t der jeweiligen Dreiviertel-Windung 95 bzw. 96 liegt der Abstutzpunkt 91 bzw. 92 der vom Federende ausgehenden ersten federnden Windung 36 bzw. 37« Damit bildet der jeweilige an der Endkante 93 bzw. 9^ sich abstützende und bei 32 bzw. 33 angedeutete Anfangsquerschnitt den jeweiligen
Anfang der ersten federnden Windung 36 bzw. 37. Um zur Steuerung des Wickelvorgangee einen ruckfreien Nocken verwenden zu
können, ist der Steigungeverlauf 26 eine sinus- oder
cosinus-Funktion des Wicklungswinkels «£_v* ^{In die} beiden

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symmetrisch tür Mittelebene 31-31 liegenden beiden Mini·· 38 und 39 dieeer ainua- bzw. coainua-Funktion ist jeweils ein Auagangaquerachnitt 32 bzw. 33 der ersten federnden Windung 36 bzw. 37 gelegt. Die beiden parallel zur Abszisse im Abstand 90 verlaufenden Endabschnitte 68 und 89 des Steigungaverlaufes 26 entsprechen einem Wicklungewinkel von 36O und gehören zur jeweiligen nicht federnden Windung 95 bzw. 96.

In den Schnitten IVa, IVb und IVc der Figur k ist je eine Arbeitsstellung des Reaktionsdruckkolbens 12 für den Rechtseinschlag wiedergegeben. Der sich hieraus ergebende Verlauf de· Handlenkmoaentes M„ über den Lenkwellenaoment M... ist aus Fig. 5 ersichtlich.

In Schnitt IVa ist der Reaktionadruckkolben 12 in seiner Ausgangsstellung 75 gegenüber dem sich am Sicherungsring 76 abstützenden Feder-Ringteller 17 dargestellt. In dieser Ausgangsstellung 75 weist der Reaktionsdruckkolben 12 gegenüber dem Feder-Ringteller 17 einen freien Kolbenhub 14 und gegenüber der Reduzierfeder 22 einen freien Kolbenhub 78 auf. Ia mechanischen Arbeitsbereich 8l wird der Steuerschieber 57 wiederum von der Zentrierfeder 71 in seiner Neutralstellung 70 gehalten, bis die Vorspannung der Zentrierfeder in Figur 5 durch das Steuerlineal 5^ überwunden wird. Unter dem in die Reaktionadruckkammer 72 eingesteuerten Arbeitsdruck legt sich der Reaktionsdruckkolben 12 unter Zusaamenspannen der Stützfeder 15 ^n die Redusierfeder 22 an, wie dies durch die Kolbenstellung 40 in Schnitt IVb dargestellt ist. Dieser Funktionsübergang ist in Fig. 5 durch den Kurvenpunkt 84 wiedergegeben. Dei weitere· Anstieg de· Arbeitsdruckes in der Reaktionsdruckkam-

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mer 72 wirkt nunmehr die Spannung der sich an Feder-Ringteller abstützenden Reduzierfeder 22 dem Arbeitsdruck entgegen, wodurch •ich der degressive Verlauf des Kurvenabschnittee 85 in Pig. 5 ergibt. Schließlich gelangt der Reaktionsdruckkolben 12 bei weiter ansteigenden Arbeitsdruck in der Reaktionsdruckkanmer 72 in seiner Abschaltatellung l6 des Schnittes IVc, in der er sich über den Feder-Ringteller 17 und den Sicherungsring 76 starr aai Steuerschieber 57 abstützt. Damit ist seine Reaktionsdruckwirkung auf das Handlenkrad abgeschaltet, und in den weiteren Kurvenverlauf 87 in Pig. 5 geht nur noch die Pederkennung der Stütsfeder 15 ein. Der letztgenannte Funktionsübergang ist in Fig. 5 durch den Kurvenpunkt 86 wiedergegeben.

Die dritte Aueführungeform der erfindungsgemäßen Servolenkung nach Figuren 6 und 7 unterscheidet sich von der ersten Ausfuhr ungs form durch die Anordnung von zwei in Reihe geschalteten Reduzierfedern 23 und 2k. In den Übrigen Merkmalen sind beide AusfUhrungsformen identisch. In Fig. 6 ist der Reaktionadruckkolben 12 für den Rechtseinschlag in drei verschiedenen Arbeitsstellungen mittels dreier Schnitte 6a, 6b und 6c dargestellt. In Fig. 7 iet der Verlauf des Handlenkmomentea über dem Lenkwellenmoment bei der dritten Auβführungβform dargestellt.

In der im Schnitt 6a gezeichneten Ausgangsstellung 75 des Reaktionsdruckkolbens 12 weist letzterer gegenüber einer sich am Sicherungsring 76 abstützenden Ffder-Tellerbuchee l8 einen freien Hub \k auf, der sich aus den beiden Hubaschnitten 97 und 98 beiderseits eines Federtellers 99 zusammensetzt. Während sich die stärkere Reduzierfeder 2k zwischen Federteller 99 und Feder-Tellerbuchse l8 abstützt, läßt die schwächere Reduzierfeder 23 einen freien Kolbenhub 78 gegen eine korrespon-

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diarandan Anachlagkanta 77 dee Reaktionedruckkolbene 12 zu, wann aie aich mit ihren anderen Ende am Federteller 99 abatUtzt. Der Reaktionadruckkolben 12 verharrt wiederum in eeirer Auagangaatellung 75 sowohl im mechanischen Arbeitabereich der Servolenkung (Kurvenabachnitt 8l in Fig. 7)« in dem die Zentrierfeder 71 daa Steuerlineal 5** in seiner Neutralstellung für Geradaauafahrt hält - ala auch im eich anschließenden unverminderten Proportionalbereich (Kurvenabachnitt 83 in Fig. 7), in dem der Arbeitadruck in der Reaktionsdruckkammer 72 kleiner iat ala <<ie Vorapannung der Stützfeder 15· L'berateigt der Arbeitsdruck diese Vorspannung, dann geht der Reaktionsdruckkolben 12 mit seiner Anechlagkante 77 in aeine Abstützstellung kO an der kleinereren Reduzierfeder 23 entsprechend der Darstellung dee Schnittee 6b. Dieser Vorgang iat in Fig. 7 durch den Kurvenpunkt Bk wiedergegeben. Beim weiteren Anateigen dea Arbeitadruckea wirkt die Spannung der Reduzierfeder 23 der Spannung der Stützfeder 15 entgegen, wodurch daa Handlenkmoment in vermindertem Maße anateigt (Kurvenabachnitt 85 in Fig. 7)· Mit weiterem Aneteigen dee Arbeitedruckes in der Reaktionadruckkammer 72 gelangt der Reaktionadruckkolben 12 in aeine Überbrückungestellung 100 des Schnittes 6c, in der er eich über den Federteller 99 unter Überbrückung der schwächeren Reduzierfeder 23 unmittelbar an der stärkeren Reduzierfeder 2k abatützt. Dieaer Vorgang iat in dem Diagramm der Fig. 7 durch den Kurvenpunkt 101 wiedergegeben. Beim weiteren Arateig dea Arbeitadruckea in der Reaktionadruckkammer 72 wirkt nunmehr der Spannung der Stützfeder 15 die Spannung der atärkeren Reduzierfeder 2k entgegen, wodurch daa Handlenkmoment in nochmals vermindertem Maße über dem Lenkwellenmoment ansteigt (Kurvenabachnitt 102 in Fig. 7). Schließlich

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(•langt dar Raaktionadruckkolban 12 in sein« bai 16 im Schnitt 6c angedeutete Abachaltatellung, in der er aich über Feder-Tellerbuchse 18 und Sicherungaring 76 starr am Steuerechieber 57 abstützt. Dieaer Vorgang entspricht im Diagramm der Fig. der Kurvenpunkt 86. Damit ist die Reaktionsdruckwirkung auf den Steuerschieber 57 abgeschaltet, so daß die Servolenkung bei höheren Arbeitedrücken im sogenannten Dereich der Handkraftbegrenzung (Kurvenabschnitt 87 in Fig. 7) arbeitet.

Vie die Diagramme der Fig. 5 und 7 zeigen, kann man den gewünschten Kurvenverlauf zum einen durch eine oder wenige
Reduzierfedern mit progressiver Federkennung - und zum anderen durch zwei oder mehrere Reduzierfedern mit linearer
Federkennung erzielen. Schließlich kann auch die Kombination von Reduzierfedern mit progressiver Kennung mit Heduzierfedern ■it linearer Kennung von Vorteil sein.

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L e e r s e i t e

Claims (1)

1. Daialer-Benz Aktiengesellschaft Data» 11 456/%

   9- Marx 1977 Stuttgart

   "Servolenkung für Fahrzeuge alt Rückführung"

   Patentanaprüche:

   Ί.!Servolenkung für Fahrzeuge mit Rückführung eines laatabhängigen ^S Reaktionaaoaentea zun Handlenkrad mit wenigstens einest an eine Arbeitadruckkamner daa Servonotores angeschlossenen Reaktionadruckzylinder , in de« ein auf das Handlenkrad arbeitender Raaktionadruckkolben in der einen Richtung seiner Kolbenachse voa Arbeitsdruck beaufschlagbar und in der anderen Richtung sowohl an einer StUtzfeder abstützbar ist als auch an eines sub Reaktionsdruckzylinder bewegungsfesten Anschlag zur Anlage kosaat, wenn der Arbeitsdruck auf aeinen der Vorspannung der StUtzfeder entsprechenden Wert gebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionadruckkolben (12 für den Rechteeinschlag in Fig. 1, 2, k und 6 bzw. 13 für den Linkseinechlag in Fig. 1) zwischen aeiner Ausgangsstellung (Kolbenhub Ik in Fig. 1, 2, k und 6) bei unbelasteter StUtzfeder (15) «nd seiner Abschältatellung (16) aai zugehörigen Anschlag (Feder-Ringteller 17 in Fig. 1, 2 und k bzw. Feder-Tellerbuchse 18 in Fig. 6)

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   aalnaa Reaktionadruckzylinders (19 für dan Rechtaeinachlag in Pig. 1, 2, % und 6 bsw. 20 für dan Linkaeinachlag in Pig. 1) an wenigsten« einer de« Arbaitadruck entgegenwirkend.«· Reduzier fad ar (21 in Pig. 1, 2 bzw. 22 in Pig. 4 und 8 bia 11 bzw. 23 in Pig. 6) zusätzlich zur Abstützung (Stellung 40) koeat, die direkt (Pig. 1, 2 und 4) oder über wenigetenβ eine weitere de· Reaktionadruckkolben (12) zur Abstützung bringende Reduzierfeder (24 in Fig. 6) an eine· Widerlager (Feder-Ringteller 17 in Pig. 1, 2 und 4 bzw. Feder-Tellerbuchae 18 in Pig. 6) dea Reaktionadruckzylinders (19 für den Rechtaeinachlag in Pig. 1, 2 und 4 bzw. 20 für den Linkaeinschlag in Pig. I) abstUtzbar ist.

   8. Servolenkung nach Anapruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierfeder (22 in Pig. 4 und 8 bia 11) eine progressive Kennung (Kurve 25 in Fig.10)aufweist.

   3. Servolenkung nach einen oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierfeder (22 in Fig. 4 und 8 bis 11) zylindriach iat und eine veränderliche Steigung (Kurve 26 in Fig. 9) derart aufweiat, daß beisi Einfedern sehr al· eine Federwindung (27 und 28 bzw. 29 und 30 in Pig« 8) synchron auf Block geapannt wird.

   4· Servolenkung nach eineu oder aehreren der Ansprüche 1 bis 3 t dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung (Kurve 26 in Fig. 9) zur federachenormalen Mittelebene (31-31) der Reduzierfeder (22) sysaset riech ist.

   5. Servolenkung nach eine« oder mehreren der AnaprUche 1 bia 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung (Kurve 26 in Fig. 9) der Reduzierfeder (22) eine sinus- oder coainus-FunkJtLon dea Wicklungswinkel· ( _y) ist.

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   6. Servolenkung nach eine· oder mehreren der Ansprüche 1 bie 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfang (Querschnitt 32 bzw. 33) der von einen Federende (3*» bzw. 35) der Reduzierfeder (22 in Fig. k und 8 bis 11) ausgehenden ersten federnden Windung (36 bzw. 37) i*» Mininum (38 bzw. 39) der Steigungsfunktion (Kurve 26 in Fig. 9) liegt.

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