DE2757511A1

DE2757511A1 - Steuervorrichtung fuer die zufuehrung eines druckmediums zu einer servolenkeinrichtung und einer hilfseinrichtung in fahrzeugen

Info

Publication number: DE2757511A1
Application number: DE19772757511
Authority: DE
Inventors: Raymon Lee Goff; Jim Lee Rau
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1976-12-22
Filing date: 1977-12-22
Publication date: 1978-06-29
Also published as: GB1562549A; CA1094919A; FR2375474B2; BR7708503A; ES465277A1; DE2757511C2; JPS5820826B2; JPS53111943A; FR2375474A2; AU3187977A; US4164892A; AU509615B2; IT1143788B

Description

Patentanwälte OpI-Ing DipL-Chem. Diprf.-lng

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

TRW INC. 22. Dezember 1977

23555 Euclid Avenue Cleveland, Ohio 44117 /V.St.A.

Unser Zeichen; T 3005

Steuervorrichtung für die Zuführung eines Druckmediums zu einer Servolenkeinrichtung und einer Hilfseinrichtung in Fahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Steuervorrichtung, insbesondere eine Vorrichtung, die in Verbindung mit einer Einzelpumpe verwendbar ist, welche Druckmittel sowohl an ein Fahrzeuglenksystem als auch an eine Hilfseinrichtung liefert.

Eine in Verbindung mit einer Einzelpumpe verwendbare Steuervorrichtung zur Zuführung eines Mediums zu einer Hilfseinrichtung und einer Lenkvorrichtung ist in der US-Patentschrift 3 834 278 offenbart. Die darin offenbarte Steuervorrichtung umfaßt einen Absperrorganaufbau mit einem Gehäuse, in dem eine Absperrkammer ausgebildet ist. Ein Absperrglied ist dabei axial gegenüber einer Vielzahl stationärer Ausnehmungen beweglich, die in dem Gehäuse ausgebildet sind. Bei in einer neutralen Position befindlichen Absperrglied kann Medium von den Ausnehmungen in dem Absperr-

8098 26/OfHP

organgehäuse einer Hilfseinrichtung zuströmen. Mit Beginn eines Lenkvorganges wird dann das Absperrglied axial in einer von zwei möglichen Richtungen verschoben, wodurch der von der Pumpe kommende Medienstrom einem Servo-Lenkantrieb zugeleitet wird. Der Aufbau des Steuer-Absperrorgans, der bei in diesem Patent offenbarten Vorrichtung Verwendung findet, ist getrennt von dem Servolenkmotor angeordnet.

Eine andere, bei Fahrzeugen verwendete Steuereinrichtung mit einer Einzelpumpe zur Lieferung eines Mediums für die Lenkbewegung von Fahrzeugrädern und den Betrieb einer Hilfseinrichtung ist in der US-Patentschrift 2 910 971 offenbart. Die in dieser Patentschrift offenbarte Einrichtung weist ein axial verschiebbares Steuer-Absperrorgan auf, das in einem Absperrorgangehäuse angeordnet ist. Bei einer Betätigung des Steuer-Absperrorgans kann der Mediendruck zu einem Hilfsantrieb abgesperrt und einem Servolenkmotor zugeleitet werden, der sich in einiger Entfernung von dem Absperrorgangehäuse befindet.

Servolenksysteme zur Erzeugung einer Lenkbewegung an steuerbaren Fahrzeugrädern sind in den US-Patentschriften 3 606 819 und 3 935 790 offenbart. Die hierbei in Verbindung mit den Servolenkmotoren verwendeten Absperrorgane sind nicht zu Steuerung eines Medienstroms von einer Einzelpumpe sowohl zu einem Servolenkmotor als auch zu einer Hilfseinrichtung geeignet.

Die Erfindung schafft eine kompakte Steuervorrichtung, die in einem räumlich gedrängten Motorraum eines Fahrzeugs zusammen mit einer ein Medium zur Erzeugung eines Lenkausschlags der lenkbaren Räder und zum Betrieb einer Hilfseinrichtung liefernden Einzelpumpe einbaubar ist. Diese kompakte Gestaltung wird erreicht durch die Verwendung eines einzigen Gehäuses für einen Servo-Lenkmotor und eine Absperrorgan-Einheit zur Steuerung des Medienstroms zu dem Servolenkmotor und zu der Hilfseinrichtung. Die Absperrorgan-Einheit umfaßt ein drehbares Absperrglied, das gegen Axialbewequngen gesichert,

809826/0 94*

27575 1!

jedoch von einer Ausgangsposition in eine Vielzahl von Arbeitspositionen drehbar ist. Dieses Absperrglied wirkt mit einer drehbaren Hülse zusammen, in der eine Vielzahl von öffnungen in kreisförmiger Anordnung ausgebildet sind.

Wenn sich das Absperrglied in dem Ausgangszustand befindet, wird Medium von der Pumpe einem Paar von öffnungen zugeführt, die mit der Hilfseinrichtung verbunden sind. Mit Beginn eines Lenkvorgangs wird das Absperrglied gegenüber der Hülse in eine Einstellposition überführt, in der Druckmedium von der Pumpe einem Servolenkmotor zugeführt wird, der in dem auch die Absperrorganeinheit aufnehmenden Gehäuse angeordnet ist. Bei der Betätigung des Servolenkmotors bewirkt eine Rückkopplungseinrichtung in dem Absperrorgan- und Motorgehäuse eine Drehung der Hülse mit dem Absperrglied. Wenn dann der Servolenkmotor in einem Ausmaß betätigt worden ist, das dem Ausmaß der Drehung eines Lenkrades oder eines anderen Eingangsgliedes entspricht, dreht die Rückkopplungseinrichtung die Hülse gegenüber dem Absperrglied, um dieses und die öffnungen in der Hülse in ihre ursprüngliche Position bzw. ihre Ausgangsposition zueinander zurück zu führen.

Vorteilhaft ist eine Vielzahl diametral gegenüberliegender Paare von Druckmedien-Einlaßöffnungen einem einzigen Öffnungspaar zugeordnet, das mit der Hilfseinrichtung verbunden ist, so daß auf jeder Seite einer jeden öffnung des mit der Hilfseinrichtung verbundenen Öffnungspaares eine Druckmedien-Einlaßöffnung vorgesehen werden kann. Zusätzlich ist die Hülse vorteilhaft mit einem Paar diametral gegenüberliegender öffnungen versehen, die mit einer Kammer mit veränderlichem Volumen in dem Servolenkmotor verbunden sind. Das Druckmedium wird durch einen in dem Absperrglied ausgebildeten zentralen Durchgang geführt, während die Rückkopplungseinrichtung zu einer zweiten Kammer mit veränderlichem Volumen in dem Servolenkmotor geführt wird.

809826/0948

27575 I !

ELn Ziel der vorliegenden Erfindung ist demgemäß die Schaffung einer neuen, verbesserten Steuervorrichtung zur Verwendung in Fahrzeugen, die eine einzelne Pumpe zur Lieferung eines Mediums aufweist, das zugleich der Erzeugung einer Lenkbewegung an zu steuernden Rädern und dem Betrieb einer Hilfseinrichtung dient, wobei die Steuervorrichtung ein drehbares Absperrorgan umfaßt, das zusammen mit dem Servolenkmotor in einem Gehäuse angeordnet ist und zwischen einer Ausgangsposition, in der es den Medienstrom einer Hilfseinrichtung zuleitet, und einer Vielzahl von Betätigungspositionen drehbar ist, in denen der Medienstrom zu der Hilfseinrichtung abgesperrt und dem Servolenkmotor zugeleitet wird.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer neuen, verbesserten Steuervorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug, das eine einzelne Pumpe zur Lieferung eines Mediums umfaßt, das der Erzeugung einer Lenkbewegung an zu lenkenden
Rädern und dem Betrieb einer Hilfseinrichtung dient, wobei die Steuervorrichtung ein drehbares Hülsenglied und ein drehbares Absperrglied umfaßt und wobei das Absperrglied aus einem Ausgangszustand, in dem der Medienstrom der Hilfseinrichtung zugeführt wird, gegenüber dem Hülsenglied in einen Betätigungszustand drehbar ist, in dem der Medienstrom von der Pumpe
einem Servolenkmotor zugeführt wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung einer in den Zeichnungen
dargestellten bevorzugten Ausführungsform. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß
ausgebildeten Steuervorrichtung,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Teils der in Fig. 1
dargestellten Steuervorrichtung, die einen Servolenkmotor und eine damit in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnete Absperrorgan-Einheit zur Steuerung

809826/09 A8

27575M

des Druckmedienstromes zeigt,

Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt entsprechend der Linie 3-3 in Fig. 2, die die Beziehung eines drehbaren Absperrgliedes zu einer Vielzahl von in einer drehbaren Hülse ausgebildeten öffnungen zeigt, wenn sich das Absperrglied in einer Ausgangsposition befindet, in der ein Medienstrom von einer Pumpe zu einer Hilfseinrichtung geleitet wird, und

Fig. 4 einen der Darstellung in Fig. 3 entsprechenden vergrößerten Teilschnitt, der das Absperrglied nach der Drehung gegenüber der Hülse in einerPosition zeigt, in der der von der Pumpe kommende Medienstrom zu der Hilfseinrichtung hin gesperrt und dem in Fig. 2 dargestellten Servolenkmotor zugeführt wird.

In Fig. 1 ist schematisch eine verbesserte Steuervorrichtung 20 in Verbindung mit einer einzelnen Pumpe 22 dargestellt, die ein Medium zur Erzeugung einer Lenkbewegung an lenkbaren Fahrzeugrädern 24, 26 und zum Betrieb einer schematisch mit gekennzeichneten Hilfseinrichtung liefert. Bei der Hilfseinrichtung kann es sich um eine Winde, Bremsen oder andere erwünschte Ausrüstungen handeln, die durch ein Druckmittel zu betätigen sind. Die Steuervorrichtung 20 ist mit den steuerbaren Fahrzeugrädern über ein bekannterweise ausgebildetes Lenkgestänge 32 verbunden, das eine Mittelstange 34 umfaßt, die mit den Rädern 24 und 26 durch ein Paar Verbindungsstangen 37 und 38 verbunden sind. Die Steuervorrichtung 20 bewirkt die Schwenkung eines Lenkstockhebels 40, der mit der Mittelstange 34 verbunden ist, so daß dadurch das Lenkgestänge 32 zur Drehung der Fahrzeugräder in bekannter Weise betätigbar ist.

Die Steuervorrichtung 2O umfaßt einen Servolenkmotor 44 und eine Absperrorgan-Einheit 36. Die Absperrorgan-Einheit 36 und der Servolenkmotor 44 besitzen einen gemeinsamen Gehäuseaufbau 4 8 (siehe Fig. 2). Durch die Schaffung eines gemeinsamen

Θ09826/09Λ8

Gehäuseaufbaus 48 für den Servolenkmotor 44 und die Absperrorgan-Einheit 36 erhält die Steuervorrichtung 20 einen relativ kompakten Aufbau, so daß sie in einem gedrängt vollen Motorraum eines Fahrzeugs ohne weiteres untergebracht werden kann.

Die Absperrorgan-Einheit 36 (Fig. 1) ist durch einen Medienkanal bzw. eine Medienleitung 52 mit einer Pumpe 22 verbunden. Entsprechend ist die Absperrorgan-Einheit 36 durch einen Medienkanal bzw. durch eine Medienleitung 54 mit der Hilfseinrichtung 28 verbunden. Die Absperrorgan-Einheit 36 ist darüberhinaus durch Kanäle oder Leitungen, die von dem Gehäuse 48 umschlossen und in Fig. 1 schematisch mit 58 gekennzeich- ^Λ net sind, mit dem Servolenkmotor 44 verbunden.

Der Servolenkmotor 44 (Fig. 2) umfaßt einen im wesentlichen zylindrischen Kolben 62, der in einem Zylinder 64 angeordnet ist. Der Kolben 62 teilt den Zylinder 64 in ein Paar volumenveränderlicher Kammern, d.h. in eine erste bzw. obere Kammer 68 an einem Ende des Kolbens 62 und in eine zweite bzw. untere Kammer 70 an dem entgegengesetzten Kolbenende. Der Kolben 62 ist mit Getriebzähnen verbunden, die einen Zahnstangentrieb 74 bilden, welcher in Kämmeingriff mit einem bogenförmigen Zahnsegment 76 steht. Das Zahnsegment 76 ist einstückig mit einer Quer- bzw. Abtriebswelle 78 ausgebildet. Die Quer- oder Abtriebswelle 78 ist in bekannter Weise mit dem Lenkstockhebel 40 verbunden, so daß durch die bei einer Axialbewegung des Kolbens in dem Gehäuse 48 von diesem auf die Ausgangswelle 78 übertragenen Kräfte in bekannter Weise eine Schwenkbewegung des Lenkstockhebels bewirken. Der kompakte Aufbau der Steuervorrichtung 20 wird dadurch gefördert, daß das Zahnsegment 76 in dem Gehäuseaufbau 48 zusammen mit dem Kolben 62 und der Steuer-Absperrorgan-Einheit 36 untergebracht ist.

Der Kolben 62 und die Absperrorgan-Einheit 36 werden durch eine Rückkopplungseinrichtung 82 miteinander verbunden. Bei einer axialen Bewegung des Kolbens 62, bei der Darstellung in Fig. 2 nach rechts, durch die Wirkung des Modiondrucks in der

809826/0948

COPY

Kammer 68 werden durch mehrere Kugeln 86 Antriebskräfte von einer innerhalb des Kolbens ausgebildeten Schraubspirale 88 auf eine eine Schraubspirale 90 übertragen, die auf der Außenseite einer drehbaren Schraubspindel 92 ausgebildet ist. Diese Antriebskräfte drehen die Schraubspindel 92 zur Betätigung der Absperrorganeinheit 36 in eine Schließlage, wenn der Kolben 62 sich um ein Maß bewegt hat, das dem Maß der Drehung eines Lenkrades 98 (Fig. 1) entspricht, das über eine Eingangswelle 100 (Fig. 2) mit der Absperrorgan-Anordnung 36 verbunden ist. Bei einer Axialbewegung des Kolbens 62 nach links (gemäß der Darstellung in Fig. 2), werden die Kugeln 86 gleichermaßen im Sinne einer überführung des Absperrorgans in die Schließlage wirksam.

Die Absperrorgan-Einheit 36 umfaßt ein drehbares Absperrglied 104, das koaxial in einer im wesentlichen zylindrischen Absperrorgankammer 106 in dem Gehäuse 48 angeordnet ist (siehe Fig. 2). Das Absperrglied 104 ist von einer im wesentlichen zylindrischen Hülse 108 umschlossen, die ebenfalls koaxial zu der Absperrorgankammer 106 angeordnet ist. Auf einer zylindrischen Innenfläche 110 der Hülse des Absperrorgans ist eine Vielzahl von öffnungen in kreisförmiger Anordnung ausgebildet. Das drehbare Absperrglied 104 wirkt mit der drehbaren Hülse 108 so zusammen, daß von der Pumpe 22 kommendes Hochdruckmedium (siehe Fig. 1) der Hilfseinrichtung 28 zugeleitet wird, wenn der Servolenkmotor 44 inaktiv ist. Mit Einleitung eines Lenkvorgangs durch die Drehung eines Steuerrades 98 wird das Absperrglied 104 gegenüber den öffnungen in der koaxialen Hülse 108 gedreht, wodurch der Druckmedienstrom zu der Hilfseinrichtung 28 gesperrt und dem Servolenkmotor 44 zugeführt wird. Das dem Servolenkmotor 4 4 zugeführte Druckmedium bewirkt eine Drehung der Ausgangswelle 78 und damit eine Betätigung des Lenkgestänges 32, durch die die gelenkten Fahrzeugräder 24 und 26 in bekannter Weise gedreht werden.

Das drehbare Absperrglied 104 ist mit einer Vielzahl längsverlaufcndcr Stcqo (siehe Fiq. 3) verschon, dio mit den öffnungen

809826/09^8

in der Hülse 108 zusammenwirken und den Druckmedienstrom von der einzelnen Pumpe zu der Hilfseinrichtung und dem Servolenkmotor steuern. Das drehbare Absperrorganglied 104 ist dabei mit einem Paar diametral gegenüberliegender längsverlaufender Stege 112 und 114 versehen, die mit einem Paar diametral gegenüberliegender öffnungen 116 und 118 zusammenwirken, welche in der Hülse 108 ausgebildet sind. Die öffnungen 116 und 118 sind medienleitend mit der Hilfseinrichtung 28 durch eine ringförmige Gehäusenut 120 (Fig. 2) verbunden, die die Absperrorganhülse 108 umgibt und mit der Leitung 54 (Fig. 1) verbunden ist.

Von der Pumpe 22 (Fig. 1) wird das Hochdruckmedium durch die Leitung 52 einer ringförmigen Gehäusenut 121 (Fig.2) zugeführt. Die Gehäusenut 121 ist mit einem ersten Paar diametral gegenüberliegender Einlaßöffnungen 122 und 124 (Fig. 3) und mit einem zweiten Paar diametral gegenüberliegender Einlaßöffnungen 126 und 128 verbunden. Die Einlaßöffnungen 122, 124, 126 und 128 in dem Hülsenglied 108 sind im Bereich gegenüberliegender Seiten der öffnungen 116 und 118 angeordnet. Die Stege 112 und 114 (Fig. 3) auf dem Absperrglied 108 sind in ihrer Breite geringer bemessen als die Breite der öffnungen 116 und 118. Wenn sich das Absperrglied 108 in der unbetätigten Position befindet, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, kann Druckmedium durch die öffnung 116 strömen, die von den Einlaßöffnungen 122 und 126 in der in Fig. 3 schematisch durch die Pfeile dargestellten Weise zu der Hilfseinrichtung führen. Darüberhinaus kann Druckmedium durch die öffnung 118 strömen, die von den Einlaßöffnungen 114 und 128 zu der Hilfseinrichtung führt. Dadurch kann die Hilfseinrichtung betrieben werden, wenn der Servolenkmotor 44 kein Druckmedium benötigt.

Wenn sich das drehbare Absperrglied 104 in der Ausgangsposition bzw. in der unbetätigten Position befindet, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, sind die volumenveränderlichen Kammern 68 und 70 im Servolenkmotor 44 medienleitend mit einer Rücklauf- bzw.

809826/0948

Ablauföffnungen in Verbindung. Somit ist ein Paar diametral gegenüberliegender MedienrücklaufÖffnungen 132 und 134, die in dem Hülsenglied 108 ausgebildet sind, mit einer ringförmigen Gehäusenut 136 (Fig. 2) verbunden. Die Nut 136 ist wiederum in einem in Fig. 1 schematisch bei 138 dargestellten Reservoir verbunden. Zu diesem Zeitpunkt ist ein Paar längsverlaufender Stege 142 und 144 (Fig. 3) auf dem drehbaren Absperrglied 104 mittig zwischen den gegenüberliegenden Seitenrandbereichen der MedienrücklaufÖffnungen 132 und 134 angeordnet. Dadurch kann das Medium von einem Paar diametral gegenüberliegender Motoröffnungen 148 und 150, die in dem Hülsenglied 108 ausgebildet sind, zu den Medienrücklauföffnungen 132 und 134 strömen, wie dies in Fig. 3 durch die Pfeile schematisch angedeutet ist.

Die Motoröffnungen 148 und 150 sind mit den volumenveränderlichen Kammern 68 durch einen Medienkanal 154 (siehe Fig. 2) verbunden. Die gegenüberliegende volumenveränderliche Kammer 70 ist medienleitend mit den Rücklauföffnungen 132 und 134 (Fig.3) durch einen Kanal 158 verbunden, der axial durch die Schraubspindel 92 (siehe Fig. 2) verläuft. Das rechte Ende (gemäß der Darstellung in Fig. 2) des Kanals 158 ist mit einem Querkanal 160 und durch die Bohrung 162 des Kolbens 62 mit der Kammer 70 verbunden. Das entgegengesetzte Ende des Kanals 158 in der Schraubspindel 92 ist medienleitend mit einem zentralen Kanal 166 verbunden, der in dem drehbaren Absperrglied 104 ausgebildet ist. Der Kanal 166 ist medienleitend mit einem Paar längsverlaufender Ausnehmungen 170 und 172 (siehe Fig. 3) verbunden, die auf diametral gegenüberliegenden Seiten des drehbaren Absperrgliedes 104 ausgebildet sind. Die Ausnehmungen und 172 sind miteinander und mit dem zentralen Kanal 166 durch die Kanäle 174 und 176 medienleitend verbunden. Wenn das Absperrglied 104 sich in der unbetätigten Position befindet, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, kann Medium von den mit einer volumenveränderlichen Kammer 70 verbundenen Ausnehmungen 170

809826/0948

und 172 zu den Rücklauföffnungen 132 und 134 in der Hülse strömen, wie dies in Fig. 3 schematisch durch die Pfeile dargestellt ist.

Wenn sich das Absperrglied 104 im unbetätigten Zustand gemäß Fig. 3 befindet, wird der Druckmedienstrom von den Einlaßöffnungen 122, 124, 126 und 128 zu den volumenveränderlichen Kammern 68 und 70 durch die längsverlaufenden Stege auf dem Absperrglied 104 gesperrt. Dabei sperrt ein Paar diametral gegenüberliegender Stege 180 und 182 auf dem Absperrglied 104 den Druckmedienstrom von den Einlaßöffnungen 122 und 124 zu den Kanälen 174 und 176, die zu der volumenveränderlichen Kammer 70 führen. In gleicher Weise sperrt ein Paar diametral gegenüberliegender Stege 186 und 188 auf dem Absperrglied 104 den Druckmedienstrom von den Einlaßöffnungen 126 und 128 zu den öffnungen 148 und 150, die mit der volumenveränderlichen Kammer 68 verbunden sind. Wenn das drehbare Absperrglied 104 sich in der Ausgangsposition bzw. in der unbetätigten Position gemäß Fig. 3 befindet, wird das gesamte von der Pumpe 22 kommende Hochdruckmedium zu den öffnungen 116 und 118 geleitet, die mit der Hilfseinrichtung 28 verbunden sind, während der Druckmedienstrom von der Pumpe zu dem Servolenkmotor 44 gesperrt ist.

Mit Beginn eines Lenkvorgangs wird das Absperrglied 104 gegenüber den koaxial und kreisförmig angeordneten öffnungen in dem Hülsenglied 108 gedreht, wodurch der Druckmedienstrom zu der Hilfseinrichtung gesperrt und einer der volumenveränderlichen Kammern 68 oder 7O des Servolenkmotors 44 zugeleitet wird, während die andere volumenveränderliche Kammer mit dem Abfluß verbunden wird. Bei einer Drehung des Lenkrades 98 (Fig. 1) nach links wird die Eingangswelle 100 (Fig. 2) zu der Steuervorrichtung 20 im Gegenuhrzeigerrichtung gedreht. Das wiederum dreht das Absperrglied 104 aus der in Fig. 3 dargestellten Ausgangsposition im Gegenuhrzeigersinn in eine erste Betätigungsnosition, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Bei dieser

809826/094*

Verstellung bewegen sich die Stege 112 und 114 auf dem Absperrglied 104 in dichtende Anlage an die Stege 196 und 198 der Hülse 108, wodurch der Medienstrom von den Druckmedien-Einlaßöffnungen 122 und 124 zu den Öffnungen 116 und 118 gesperrt wird, die mit der Hilfseinrichtung 28 verbunden sind. Gleichermaßen wirken die Stege 186 und 188 des Absperrgliedes 104 mit den Stegen 202 und 204 der Hülse 108 zusammen, um den Medienstrom von den Eingängen 126 und 128 zu den Öffnungen 116 und 118 zu sperren-

Wenn der Medienstrom zu den Öffnungen 116 und 118 gesperrt ist, wird die gesamte Fördermenge der Pumpe 22 von den Eingangsöffnungen 126 und 128 in der Hülse 108 den Motoröffnungen 148 und 15O zugeleitet. Die Motoröffnungen 148 und 150 sind medienleitend mit der volumenveränderlichen Kammer 68 des Servolenkmotors 44 durch den Kanal 154 verbunden (Fig. 2). Die entgegengesetzt liegende volumenveränderliche Kammer 70 ist mit den Ablauf- bzw. RücklaufÖffnungen 132 und 134 (siehe Fig. 4) in der Hülse 108 durch die Kanäle 174 und 176 verbunden, die ihrerseits in medienleitender Verbindung mit dem zentralen Kanal 166 in dem Absperrglied 104 und dem zentralen Kanal 158 in der Schraubspindel 92 (siehe Fig. 2) stehen.

Das in der volumenveränderlichen Kammer 68 befindliche Hochdruckmedium drückt den Kolben 62 nach rechts (entsprechend der Darstellung in Fig. 2). Bei der Bewegung des Kolbens 62 nach rechts dreht die Zahnstange 74 das Zahnsegment 76 in Uhrzeigerrichtung und bewirkt dadurch einen nach links gerichteten Lenkausschlag der steuerbaren Fahrzeugräder.

Zu diesem Zeitpunkt bewirkt die RUckkopplungseinrichtung 82 (Fig. 2) eine Drehung der Hülse 108 mit dem Absperrglied. Dabei wirken die Kugeln 86 mit dem in der Schraubspindel 92 ausgebildeten Schraubengang 90 zusammen, um eine Drehung der Schraubspindel zu bewirken. Der (gemäß der Darstellung in Fig. 2) linke Endabschnitt dor Schraubspindel 92 ist mit der Absperr-

809826/0948

hülse 108 durch geeignete, mit 210 gekennzeichnete Ansätze verbunden. Dadurch wird die Hülse 108 (entsprechend der Darstellung in Fig. 4) in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht. Da auch das Absperrglied 104 durch die Eingangswelle 100 in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird, drehen die Hülse 108 und das Absperrglied 104 bei einer Drehung der Eingangswelle zusammen, wobei der Kolben 62 sich axial in dem Zylinder 64 (siehe Fig. 2) bewegt. Während dieser gleichzeitigen Drehung verändert das Absperrglied 104 seine Lage gegenüber der Hülse 108 nicht, so daß es in der in Fig. 4 dargestellten Betätigungsposition verbleibt.

Bei einer Unterbrechung der Drehbewegung des Lenkrades und des Eingangsgliedes 100 bei Erreichen des Lenkausschlages hört das Absperrglied 104 auf, zu drehen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Absperrglied 104 in der in Fig. 4 dargestellten Position gegenüber dem Hülsenglied 108. Daher wird Druckmedium fortgesetzt der volumenveränderlichen Kammer 68 zugeführt und dadurch die Bewegung des Kolbens 62 fortgesetzt. Diese fortgesetzte Bewegung des Kolbens 62 bewirkt, daß die Rückkopplungseinrichtung 82 ebenfalls die Hülse 108 in Gegenuhrzeigerrichtung gegenüber dem Absperrglied 104 weiterdreht, bis die Öffnungen in der Hülse sich in der in Fig. 3 dargestellten Ausgangsposition gegenüber den Stegen auf dem Absperrglied befinden. Die Medien-Ausgangsfördermenge der Pumpe 22 wird dann wieder der Hilfseinrichtung 28 zugeleitet, während der Medienzustrom von der Pumpe zu dem Servolenkmotor 44 wieder gesperrt wird, wodurch die Arbeit des Servolenkmotors mit Beendigung eines Lenkausschlags unterbrochen wird.

Bei einer Drehung des Eingangsgliedes 100 in Uhrzeigerrichtung zur Herbeiführung eines Lenkausschlages nach rechts, wird das Absperrglied 104 naturgemäß auch aus der in Fig. 3 dargestellten Ausgangsposition gegenüber der Hülse 1O8 Ln Uhrzeigerrichtung gedreht. Dadurch warden die Medieneinlaßtfffnuncjon 122 und 124 mit der volumcnveränder 1 ichon Kammer 7O vor-

Ö09826/0948

bunden, wodurch eine Bewegung des Kolbens 62 (gemäß der Darstellung in Fig. 2) nach links herbeigeführt wird. Wenn der Kolben 62 nach links bewegt wird, wirken die Kugeln 86 mit dem Schraubengang 90 zusammen, wodurch die Schraubspindel 92 und das Absperrglied 108 gedreht werden. Das Absperrglied 108 wird dadurch entsprechend der Darstellung in Fig. 3 in Uhrzeigerrichtung gedreht. Bei einer Unterbrechung der Drehbewegung des Absperrgliedes 104 dreht sich die Hülse 108 in Uhrzeigerrichtung (entsprechend der Darstellung in Fig. 3) weiter, bis diese und das Absperrglied in den in Fig. 3 dargestellten Ausgangszustand zurückgestellt sind.

Ein Torsionsstab 216 (siehe Fig. 2) ist an einem Ende mit dem Absperrglied 104 und an seinem entgegengesetzten Ende mit dem Schraubenglied 92 verbunden. Der Torsionsstab 216 wird bei der Anfangsdrehbewegung des Absperrgliedes 104 gegenüber der Hülse 108 elastisch verformt, wodurch er Energie zur Rückbewegung des Absperrgliedes 104 in die in Fig. 3 dargestellte Ausgangsposition bei einer Unterbrechung des Lenkvorgangs speichert .

Das Absperrglied 108 ist gegen eine Axialbewegung gegenüber dem Gehäuse 48 durch eine Verbindung 220 mit den Torsionsstab 216 festgelegt. Der Torsionsstab ist bei 222 mit der Schraubspindel 92 verbunden. Das rechte Ende der Schraubspindel 92 (entsprechend der Darstellung in Fig. 2) legt sich über eine Zapfenverbindung 224 dem Gehäuse 48 an. Das linke Ende der Schraubspindel 92 liegt der Hülse 108 an, die wiederum einem Axiallager 228 anliegt. Dadurch sind die Hülse 108 und die Schraubspindel 92 axial gegenüber dem Gehäuse 48 durch das Lager 228 und die Zapfenverbindung 224 festgehalten. Da der Torsionsstab 216 fest in der Schraubspindel 92 und dem Absperrglied 108 verankert ist, kann das Absperrglied 108 nur in der Absperrorgankammer 106 gedreht, nicht jedoch axial verschobcMi worden.

809826/0948

Die vorangehenden Ausführungen lassen erkennen, daß die Steuervorrichtung 20 einen kompakten Aufbau hat, der durch die Verwendung eines einzigen Gehäuses 48 zur Unterbringung eines Servolenkmotors 44 und einer Absperrorgan-Einheit 36 zur Steuerung des Medienzuflusses zu dem Servolenkmotor und zu einer Hilfseinrichtung 28 erreicht wird. Die Absperrorgan-Einheit umfaßt ein drehbares Absperrglied 104, das axial unbeweglich, jedoch aus einer Ausgangsposition in jede einer Vielzahl von Betätigungspositionen drehbar ist. Das Absperrglied 104 wirkt mit einer drehbaren Hülse 1O8 zusammen, in der eine Vielzahl von Öffnungen in einer kreisförmigen Anordnung ausgebildet ist.

Wenn sich das Absperrglied 104 in einem Ausgangszustand befindet, wird Medium von der Pumpe 22 einem Paar von Öffnungen und 118 zugeführt, die mit der Hilfseinrichtung 28 verbunden sind. Mit Einleitung eines Lenkvorganges wird das Absperrglied 104 gegenüber der Hülse 108 in eine Betätigungsposition (Fig. 4) gedreht, in der Druckmedium von der Pumpe 22 einem Servolenkmotor 4 4 zugeführt wird, welcher zusammen mit der Absperrorgan-Einheit 36 in dem Gehäuse 48 angeordnet ist. Wenn der Servolenkmotor 44 betätigt wird, bewirkt eine Rückkopplungseinrichtung 82 in dem Absperrorgan- und Motorgehäuse 48 eine Drehung der Hülse 108 mit dem Absperrglied 104. Wenn der Servolenkmotor 44 in einem Ausmaß betätigt worden ist, das dem Ausmaß der Drehung des Lenkrades 98 bzw. anderer Eingangsglieder entspricht, dreht die Rückkopplunseinrichtung 82 die Hülse 108 gegenüber dem Absperrglied 104, um das Absperrglied und die Öffnungen in der Hülse in ihre Ursprungs- bzw. Ausgangspositionen (Fig. 3) zueinander zurückzuführen.

Vorteilhaft ist eine Mehrzahl diametral gegenüberliegender Paare von Druckmittel-Eingangsöffnungen 122, 124, 126 und 128 einem einzigen Paar von Öffnungen 116 und 118 zugeordnet, die mit der Hilfseinrichtung 28 verbunden sind, so daß eine Medi-

80982B/0<U8

27575M

eneingangsöffnung auf jeder Seite einer jeden öffnung des mit der Hilfseinrichtung verbundenen Öffnungspaares angeordnet werden kann. Eine genaue Aufeinanderfolge der Einlaßöffnungen 122, 124, 126 und 128 der Hülse 108 zu den HilfsÖffnungen 116 und 118, die durch die Stege 180, 112, 186, 188, 114, 182 des Absperrgliedes 104 gesteuert werden, ergibt eine Priorität der Arbeit des Lenkmotors 44. Zusätzlich ist die Hülse 108 vorteilhaft mit einem Paar diametral gegenüberliegender öffnungen 148 und 150 versehen, die mit einer volumenveränderlichen Kammer 68 des Servolenkmotors verbunden sind. Einer zweiten volumenveränderlichen Kammer 70 des Servolenkmotors 44 wird Medium durch zentrale Kanäle 166 und 158 zugeführt, die in dem Absperrglied 104 und in der Rückkopplungseinrichtung 82 ausgebildet sind.

809826/0946

Leerse ite

Claims

Ansprüche:

Steuervorrichtung für Fahrzeuge mit einer einzelnen Pumpe für die Lieferung eines Mediums zur Erzeugung eines Lenkausschlags der lenkbaren Räder und zum Betrieb einer Hilfseinrichtung, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem darin angeordneten Zylinder und mit einem in dem Zylinder hin und her bewegbar angeordneten Kolben, durch den der Zylinder in eine erste und eine zweite volumenveränderliche Kammer geteilt wird, ferner durch ein mit dem Gehäuse und den steuerbaren Rädern verbundenen Ausgangsglied sowie durch ein in dem Gehäuse zur Übertragung der Antriebskräfte von dem Kolben auf das Ausgangsglied angeordneten Einrichtung, mit der das Ausgangsglied durch eine Kolbenbewegung bewegbar und die lenkbaren Räder drehbar sind, weiterhin durch ein in dem Gehäuse angeordnetes, im wesent-

» ο ρ η ? (-; / ο q η ρ

ORIGINAL INSPECTED

2 7 b 7 b I I

lichen zylindrisches Absperrorgan, das durch mehrere Kanäle medienleitend mit der Pumpe, der Hilfseinrichtung, der ersten volumenveränderlichen Kammer und der zweiten volumenveränderlichen Kammer verbunden ist, weiterhin durch eine Vielzahl in kreisförmiger Anordnung um die Mittelachse der zylindrischen Absperrorgankammer ausgebildete öffnungen, von denen ein erstes Paar medienleitend mit einem medienleitend mit der Pumpe verbundenen Kanal in Verbindung steht, während ein zweites Paar medienleitend mit dem mit der Hilfseinrichtung verbundenen Kanal in Verbidnung steht und ein drittes Paar mit dem mit einer volumenveränderlichen Kammer verbundenen Kanal in Verbindung steht, weiterhin durch ein in der Absperrorgankammer koaxial zu den kreisförmig angeordneten Öffnungen angeordnetes, drehbares Absperrglied, das gegen Axialbewegung in dem Gehäuse festgelegt ist und auf dem eine Vielzahl längsverlaufender Stege ausgebildet ist, die mit den öffnungen zusammenwirken und bei einer Drehung des Absperrgliedes um die Mittelachse der Absperrorgankammer eine Änderung des Mediendrucks in wenigstens einem Teil der Kanäle bewirken, wobei das Absperrglied aus einer Ausgangsstellung in eine erste Betätigungsstellung in einer ersten Richtung und aus der Ausgangsstellung in die zweite Betätigungsstellung in einer zweiten Richtung gegenüber den Öffnungen drehbar ist und wobei das erste Öffnungspaar medienleitend mit dem zweiten Öffnungspaar verbunden ist, wenn sich das Absperrglied in der Ausgangsstellung befindet, wodurch ein Medienstrom von der Pumpe zu der Hilfseinrichtung ermöglicht wird, während die längsverlaufenden Stege des Absperrglieds in dessen erster Betätigungsstellung den Medienstrom von dem ersten Öffnungspaar zu demjenigen Kanal führen, der medienleitend mit der ersten volumenveränderlichen Kammer verbunden ist und den Medienstrom bei einer Drehung des Absperrgliedes in die erste Betätigungsstellung den Medienstrcm zu dem zweiten Öffnungspaar sperren, damit der Medienstrom zu der ersten volumenveränderlichen Kammer anstatt zu der Hi Ifseinrichtunq geleitet wird, und die längsverlaufenden Stege auf dem Absporrglied in dessen zweiter Betätiqungs-

809826/034 P

stellung den Medienstrom von dem ersten Öffnungspaar zu demjenigen Kanal führen, der medienleitend mit der zweiten volumenveränderlichen Kammer verbunden ist, während der Medienstrom zu dem zweiten Öffnungspaar gesperrt wird, so daß der Medienstrom der zweiten veränderlichen Volumenkammer bevorzugt von der Hilfseinrichtung zugeführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Öffnungspaar eine im Bereich einer ersten Seite einer der öffnungen des zweiten Öffnungspaares angeordnete öffnung und eine im Bereich einer ersten Seite der anderen öffnung des zweiten Öffnungspaares angeordnete Öffnung umfaßt und daß mit der Pumpe ein viertes Öffnungspaar medienleitend in Verbindung steht, das eine öffnung im Bereich einer zweiten Seite der einen öffnung des ersten Öffnungspaares und eine öffnung im Bereich einer zweiten Seite der anderen öffnung des zweiten Öffnungspaares umfaßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen des zweiten Öffnungspaares auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Absperrgliedes angeordnet sind und längsverlaufende Randbereiche aufweisen und daß die Stege des Absperrgliedes ein Paar diametral gegenüberliegender Stege umfassen, von denen ein ersten Paar mittig zwischen und im Seitenabstand von den gegenüberliegenden Seitenrandbereichen einer der öffnungen des zweiten Öffnungspaares liegen, wenn sich das Absperrglied in der Ausgangsstellung befindet, wodurch Medium aus einer der benachbarten öffnungen des ersten und des vierten Öffnungspaares zu dem medienleitend mit der Hilfseinrichtung verbundenen Kanal strömen kann, während ein zweites Paar diametral gegenüberliegender Stege mittig zwischen und im Abstand von den gegenüberliegenden Seitenrändern der anderen öffnung des zweiten Öffnungspaares liegt, wenn sich das Absperrglied in der Ausgangsstellung befindet, wodurch Medium aus einer der benachbarten öffnungen des ersten und des vierten öffnungspaa-

809826/09A8

res zu dem Kanal strömen kann, der medienleitend mit der Hilfseinrichtung verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Gehäuse eine das Absperrglied umschließende Hülse angeordnet ist und daß die Vielzahl der öffnungen in der Hülse ausgebildet ist, wobei das Absperrglied durch ein Eingangsglied gegenüber dem Gehäuse in einem Ausmaß drehbar ist, das dem Ausmaß der Drehung des Eingangsgliedes entspricht und wobei in dem Gehäuse eine Rückkopplungseinrichtung angeordnet ist, mit der die Hülse gegenüber dem Gehäuse in einem Ausmaß drehbar ist, das dem Ausmaß der Kolbenbewegung des Zylinders entspricht, wodurch die Hülse gegenüber dem Absperrglied gedreht und dieses in die Ausgangsstellung gegenüber den öffnungen zurückgeführt wird, wenn der Kolben eine Bewegung ausgeführt hat, deren Ausmaß dem Ausmaß der Drehung des Eingangsgliedes entspricht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Rückkopplungseinrichtung eine Spindel umfaßt, der ein schraubenlinienförmiger Gewindegang angeformt ist und die mit einem Ende der Hülse drehfest verbunden ist, während sie andernends in eine Bohrung des Kolbens eingreift, welche einen schraubenlinienförmigen Gewindegang hat, wobei die Gewindegänge der Spindel und des Kolbens zur Drehung der Spindel in Abhängigkeit von der Bewegung des Kolbens in dem Zylinder triebschlüssig verbunden sind.
6. Steuervorrichtung zur Verwendung in Fahrzeugen mit einer einzelnen Pumpe zur Lieferung eines Mediums für die Erzeugung eines Lenkausschlags steuerbarer Räder und für den Betrieb einer Hilfseinrichtung, gekennzeichnet durch einen Servolenkmotor zur Erzeugung des Lenkausschlages der lenkbaren Räder, durch eine eine im wesentlichen zylindrische Absporrorgankammer umschließende Fläche,

809826/0948

ferner durch eine Vielzahl medienleitend mit der Pumpe, der Hilfseinrichtung und dem Servolenkmotor in Verbindung stehender Kanäle, durch eine in der Absperrorgankammer angeordnete drehbare Hülse mit einer koaxial in der Absperrorgankammer angeordneten zylindrischen Innenfläche, auf der in kreisförmiger Anordnung eine Vielzahl von öffnungen ausgebildet ist, wobei eine erste öffnung medienleitend mit dem mit der Pumpe in Verbindung stehenden Kanal verbunden ist, eine zweite öffnung medienleitend mit einem mit der Hilfseinrichtung in Verbindung stehenden Kanal verbunden ist und eine dritte öffnung medienleitend mit einem mit dem Servolenkmotor in Verbindung stehenden Kanal verbunden ist, ferner durch ein koaxial zu der kreisförmigen Anordnung der öffnungen in der Hülse angeordnetes drehbares Absperrglied, das in Axialrichtung unbeweglich und gegenüber der Hülse durch ein Eingangsglied drehbar ist, wobei auf dem Absperrglied eine Vielzahl längsverlaufender Stege zum Zusammenwirken mit den Öffnungen ausgebildet ist, so daß bei einer Drehung des Absperrgliedes gegenüber den öffnungen der Hülse eine Veränderung des Mediendrucks in wenigstens einigen der Kanäle eintritt, und wobei das Absperrglied gegenüber den öffnungen der Hülse zur Betätigung des Servolenkmotors in einer Richtung aus einer Ausgangsstellung in einer Richtung in eine erste Betätigungsstellung drehbar ist, während es zur Betätigung des Servolenkmotors in entgegengesetzter Richtung gegenüber den öffnungen der Hülse aus einer Ausgangsstellung in einer zweiten Richtung in eine zweite Betätigungsstellung drehbar ist, so daß bei in der Ausgangsstellung befindlichem Absperrglied die erste öffnung mit der zweiten öffnung medienleitend in Verbindung steht und einen Medienstrom von der Pumpe zu der Hilfseinrichtung ermöglicht, während bei einer Drehung des Absperrgliedes gegenüber der Hülse in die erste und in die zweite Betätigungsposition die längsverlaufenden Stege des Absperrgliedes den Medienstrom von der ersten Öffnung einem der mit dem Servolenkmotor in Verbindung stehenden Kanäle zuführen und don Medienstrom der zwei ton öffnung absperren, sowie

109826/0948

2757$!

durch eine Rückkopplungseinrichtung, die die Hülse in einem dem Betrieb des Servolenkmotors entsprechenden Ausmaß gegenüber dem Absperrglied dreht, um dieses nach einer Betätigung des Servolenkmotors in einem der Drehung des Eingangsgliedes entsprechenden Ausmaß gegenüber den Öffnungen in die Ausgangsstellung zurückzuführen.
7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Servolenkmotor ein Gehäuse aufweist, in dem ein Zylinder angeordnet ist, der durch einen darin beweglichen Kolben in eine erste und eine zweite volumenveränderliche Kammer geteilt wird, daß weiterhin mit dem Gehäuse und den lenkbaren Rädern ein bewegliches Ausgangsglied verbunden ist, daß ferner in dem Gehäuse eine Einrichtung zur übertragung der Antriebskräfte von dem Kolben auf das Ausgangsglied angeordnet ist, wodurch eine Bewegung des Ausgangsgliedes und damit eine Drehung der lenkbaren Räder bei einer Kolbenbewegung erfolgt, und daß in dem Gehäuse eine Absperrorgankammer angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die längsverlaufenden Stege des Absperrgliedes den Medienstrom bei einer Drehung des Absperrgliedes gegenüber der Hülse in die erste Betätigungsstellung von der ersten Öffnung der ersten volumenveränderlichen Kammer zuleiten und dadurch eine Kolbenbewegung in eine Zylinderrichtung herbeiführen, während sie bei einer Drehung des Absperrgliedes gegenüber der Hülse den Medienstrom von der ersten öffnung der zweiten volumenveränderlichen Kammer zuleiten und dadurch eine Kolbenbewequng in die andere Richtung des Zylinders bewirken.