DE2807464C2

DE2807464C2 - Hilfskraftlenkung

Info

Publication number: DE2807464C2
Application number: DE2807464A
Authority: DE
Inventors: Rolf Ing.(grad.) 7075 Mutlangen Faßbender
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1978-02-22
Filing date: 1978-02-22
Publication date: 1982-11-25
Also published as: RO77863A; FR2418134A1; IT7948049A0; IT1115035B; FR2418134B1; DE2807464A1; US4232584A; SU923358A3

Description

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Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung der im Oberbegriff des Anspruches 1 näher beschriebenen Art.

Nach dem Stand der Technik werden die Steuerkanten an Lenkventilen sowohl zum Erreichen bestimmter Druckanregelkennlinien als auch zur Dämpfung von Ratterschwingungen mit Fasen, Facetten und Stufen versehen, welche den Querschnitt bis zum Schließen der Steuerkanten allmählich verringern.

Ein Beispiel hierfür ist die DE-PS 14 80 666. Derartige Fasen, Facetten bzw. Stufen z. B. an dem Lenkventil einer hydrostatischen Lenkung an den Sleuerkanten zwischen der Dosierpumpe und den Druckräumen des Lenkmotors haben jedoch mehrere Nachteile. Es wurde z. B. festgestellt, daß die Neigung der Lenkanlage zu Ratterschwingungen mit dem Druck zunimmt Da die Steuerkante zwischen der Dosierpumpe und dem Lenkmotor beim Anregein eines Drucks auf die entsprechende Zylinderseite jedoch geöffnet wird, nimmt die Drosselung des Ölstromes an dieser Kante und damit die Dämpfung mit zunehmendem Druck im Druckraum des Lenktnotores ab. Dadurch besteht in diesem Druckbereich immer noch das Problem der Ratterschwingungen.

Nachteilig ist weiterhin, daß der selbsttätige Rücklauf in die Geradeausfahrtsstellung bei diesen Fasen, Facetten oder Stufen behindert wird, da der freie Querschnitt in Neutralstellung des Ventilschiebers relativ stark gedrosselt ist, um bei ausgelenkter Stellung noch eine einigermaßen wirksame Schwingungsdämpfung zu erhalten. Aus dem gleichen Grunde wird auch die Befüllung der Druckräume des Lenkmotores über die Nachsaugeventile in Neutralstellung des Ventilschiebers behindert. Es besteht dadurch die Gefahr von Kavitation.

Aus der DE-OS 23 34 365 ist ebenfalls eine Hilfskraftlenkung bekannt, bei der Steuerbunde, Steuernuten und Steuerkanten sowohl zur Abdichtung als auch zur Drosselung des Druckmittels dienen, aber diese haben — soweit sie zur Drosselung dienen — lediglich die Aufgabe eine bestimmte Druckregelkennlinie zu erzeugen, wobei durch einen flachen Anstieg der Druckregelkennlinie die auftretenden Schwingungen schwächer werden sollen. Es wird also lediglich der Druckmittelstrom gedrosselt und zwar durch Aufteilen auf zwei Drosselstellen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die zwischen der Dosierpumpe und dem Lenkmotor angeordneten Steuerkanten so auszubilden, daß eine wirksame Dämpfung gegen Ratterschwingungen gegeben ist, während gleichzeitig der selbsttätige Rücklauf und die Nachsaugemöglichkeit zu den Druckräumen des Lenkmotores nicht beeinträchtigt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Steuerkanten und Steuerbunde führt dazu, daß in der Neutralstellung keine Drosselung wirksam wird. Dadurch ist der selbsttätige Rücklauf der Lenkung nicht behindert. Desgleichen ist keine Gefahr von Kavitation gegeben. Über die Nachsaugventile kann der Fehlbedarf in dem entsprechenden Druckraum des Lenkmotores problemlos gedeckt werden.

Bei ausgelenkter Lenkung und bei hohem Druck gelangt jedoch der entsprechende Drosselbund in den Bereich der dazugehörigen Steuerbund-Steuerkante der Ventilbüchse. Dadurch kommt es zu einer entsprechenden Drosselung an der Steuerkante, wodurch Ratterschwingungen vermieden werden.

Eine einfache Ausführungsform besteht darin, daß der Durchmesser des Ventilschiebers sprunghaft von dem der Zwischennut auf den des Drosselbundes übergeht. Von Vorteil ist es dabei, wenn der Drosselbund eine zylindrische Außenfläche aufweist.

Auf diese Weise wirkt die Drosselung sehr rasch.

Eine andere Ausbildung besteht darin, daß der Drosselbund eine kegelförmige Außenfläche aufweist.

Durch diese Ausbildung läßt sich eine andere Dämpfungskennlinie erreichen. Im Bedarfsfalle sind

auch noch andere Formen des Drosselbundes möglich.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiei der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 Prinzipdarstellung einer hydrostatischen Lenkung,

Fig.2 Schaubild einer Drosselkennlinie nach dem Stand der Technik,

Fig.3 Schaubild einer Drosselkennlinie nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt das Lenkventil einer hydrostatischen Lenkung mit sinnbildlich dargestellten peripheren Bauteilen. Einr Dosierpumpe 1 ist über eine Gelenkwelle 2 mit üem einen Ende eines Ventilschiebers 3 drehfest verbunden. Das andere Ende des Ventilschiebers 3 ist mit einer Schrägnut 4 versehen. Eine Lenkspindel 5, weiche im Ventilschieber 3 drehbar gelagert ist, ist mit einem radialen Stift 6 versehen, welcher in der Schrägnut des Ventilschiebers 3 gleitet. Die Lenkspindel 5 ist weiterhin Ober einen nicht dargestellten Drehstab mit der Gelenkwelle 2 der Dosierpumpe 1 verbunden. Wird die Lenkspindel 5 relativ zum Ventilschieber 3 verdreht, dann führt der Ventilschieber 3 eine Axiaibewegung aus, da die Lenkspinde! 5 in einer Ventilbüchse 7 axial fest gelagert ist. Der nicht dargestellte Drehstab zentriert den Ventilschieter 3 bei nicht betätigter Lenkung in der gezeigten Neutrallage. In die Ventilbüchse 7 bzw. des Lenkungsgehäuse integriert sind außerdem noch zwei Nachsaugventile 8 und 9, welche bei auftretender Kavitation sowohl eine Befüllung beider Dosierpumpenseiten als auch eine Befüllung des Zylinders ermöglichen.

Beim Einleiten einer Lenkbewegung wird der ölstrom einer Servopumpe 10, die zur Servounterstützung dient, zum Tank hin gedrosselt und damit ein Druckaufbau in der Druckleitung 17 der Pumpe 10 bewirkt. Gleichzeitig wird dieser Druck über eine weitere Steuerkante 11 bzw. 11a und eine Leitung 18 bzw. 19 auf die entsprechende Zulaufseite der Dosierpumpe 1 geleitet Die Ablaufseite der Dosierpumpe 1 wird über eine Steuerkante 12 bzv/. 12a mit einem Druckraum eines Lenkmotores 20 und der andere Druckraum des Lenkmotores über eine weitere Steuerkante 13 bzw. 13a mit einem Tank 10a verbunden.

Wäre an der Steuerkante 12 oder 12a, wie nach dem Stand der Technik eine Fase, Facette oder Stufe mit einer Abschrägung angebracht, dann ergäbe sich an dieser Kante eine Drosselkennlinie entsprechend Fig. 2.

Auf der y-Achse ist dabei der Druck, auf der positiven *-Achse der Weg des Ventilschiebers 3 nach rechts und auf der negativen *-Achse der Weg des Ventilschiebers nach links angegeben.

Ausgehend von der geschlossenen Stellung der Kante 12, die sich etwas links von der Neutrallage des Ventilschiebers 3 befindet, nimmt die Drosselung des ölstromes mit zunehmender Auslenkung des VentilSchiebers 3 mich rechts ab (Drosselkennlinie 21 der Kante 12). Dadurch ist die Drosselung eines öistronücs über die Kante 12 und damii <Ue ß5«npfwng ;m Bt?reich der Neutralstellung hoch und bei subgelenkiem Vsftii'schäeber 3 nieder. Eine derartige Kennlinie führt zu den eingangs beschriebenen Nachteilen. Die Di acksnregelkennlinie der Leitung 17 der Servopumpe 10 ist mit 22 bezeichnet

Bildet man die Kanten 12 bzw. 12a entsprechend der Erfindung mit einem Drosselbund 16 bzw. 16a aus, dann wird im Bereich der Neutralstellung des Ventilschiebers 3 ein ölsirom über diese K.ü;:ien wenig gedrosselt da zugehörige Steuerbund-Steuerkanten 14 bzw. 14a der Ventilbüchse 7, die zwischen Dosierpumpennuten 23 bzw. 23a und Lenkmotornuten 24 bzw. 24a liegen. Ober Zwischennuten 15 bzw. 15a des Ventilschiebers 3 stehen. Die Schwingungsdämpfung wird bei entsprechender axialen Verschiebung des Ventilschiebers 3 durch Drosselbunde in Form einer Stufe 16 bzw. 16a, deren Außendruchmesser kleiner als der Außendruchmesser eines zugehörigen Steuerbundes 25 bzw. 25a des Ventilschiebers 3 ist, erreicht Hierzr ist erforderlich, daß die Breite der Zwischennut 15 bzw. 15-3 größer ist, als die Breite der dazugehörigen Steuerbund-Steuerkante 14 bzw. 14a der Ventilbüchse 7.

Mit dieser Anordnung ergibt sich an der Kante 12 eine Drorc-elkennlinie entsprechend F i g. 3. Im Bereich der Neutralstellung des Ventilschiebers 3 wird ein Ölstrom über diese Kante praktisch nicht gedrosselt, d. h. der selbsttätige Lenkungsrücklauf in die Geradeausfahrtsstellung wird nicht behindert, und die Nachsaugventile 8 und 9 können ungedrosselt bei auftretender Kavitation im Lenkmotor wirksam werden.

Bei zunehmender Auslenkung des Ventilschiebers 3 taucht der Drosselbund in den Bereich der Steuerbund-Steuerkante 14 ein und drosselt den über diese Kante fließenden Ölstrom. Die Schwingungsdämpfung durch Drosselung des ölstromes wird somit nur in einer Kolbenstellung wirksam, in welcher tatsächlich Schwingungen auftreten, d. h. in welcher das Lenkventil einen Druck im Lenkmotor angeregelt hat

Die beschriebene Anordnung ermöglicht es, die Höhe der Drosselung bzw. der Dämpfung ohne Nachteile für de« selbsttätigen Lenkungsrücklauf und die Nachsaugung den Erfordernissen entsprechend anzupassen.

Zur Erzielung besonderer Dämpfungskennlinien kann der dargestellte Drosselbund 16 bzw. 16a auch kegelig oder als Bund mit einem dem Außendruchmesser des Ventilschiebers 3 entsprechenden Durchmesser, der örtlich abgeflacht ist, ausgeführt werden.

Auf diese Weise lassen sich, je nach den Anforderungen beliebige Drosselkennlinien erreichen.

Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, zwei oder ggf. mehrere Stufen hintereinander rp't unterschiedlichen Durchmessern vorzusehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einer Servopumpe zur Druckmittelzufuhr und einer handbetätigten Dosierpumpe sowieeinem, den Druckmittelzu- bzw. -rücklauf von einem Lenkmotor sowie den Druckmittelstrom zwischen diesem und der Servo- sowie der Dosierpumpe steuernden Axialkoibenlenkventil, dessen Ventilschieber in einer Gehäusebohrung aufgenommen ist, die für jeden der angeschlossenen Druckmittelkanä-Ic eine zu beiden Seiten von einem Ringsteg begrenzte Ringnut enthält, deren Druckmittelfluß durch einen zugehörigen, zwischen zwei Einstichen gelegenen Steuerbund des Ventilschiebers gesteuert wird, wobei jeweils ein Arbeitsraum des Lenkmotors und ein Anschluß der Dosierpumpe in zwei spiegelbildlich zu einer Querebene des Lenkventils gelegene benachbarte Ringnuten der Gehäusebohrung geffit jt sind und jeweils die bei Auslenkung des Ventils in den Ringsteg zwischen einer Dosierpumpennut und der zugehörigen Lenkmotornut eintauchende Steuerbund-Steuerkante den Druckmittelnuß zwischen diesen beiden Ringnuten vollständig unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der zwischen Dosierpumpennut (23,23a) und Lenkmotornut (24, 24a) gelegenen Steuerbund-Steuerkante (14, \4a) unter Zwischenschaltung einer Zwischennut (15, \5a) ein Drosselbund (16, 16a,/ zugeordnet ist, dessen Außendurchmesser wenigstens teilweise örtlich kleiner ist als derjenige des zugehörigen Steuerbundes (25, 25a) und der bei Auslenkung des Ventils in entgegengesetzter Richtung anstelle des zugehörigen Steuerbundes (25,25a) in den entsprechenden Rir._osteg (14, 14a) des Gehäuses (7) eintaucht und daß die Zwischennut (15, 15a,¹ eine solche Breite aufweist, daß in Ventilneutralstellung keine Drosselung des Druckmittelstroms zwischen Dosierpumpennut (23, 23a) und Lenkmotornut (24,24a^ durch den Drosselbund (16, 16a; erfolgt

2. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Ventilschiebers (3) sprunghaft von dem der Zwischennut (15, \5a) auf den des Drosselbundes (16, 16a) übergeht

3. Hilfskraftlenkung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselbund (16, 16ajeine zylindrische Außenfläche aufweist.

4. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselbund (16, 16ajeine kegelförmige Außenfläche aufweist.