DE2829064A1

DE2829064A1 - Hilfskraftlenkung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2829064A1
Application number: DE19782829064
Authority: DE
Inventors: Winfried De Maight; Ronald Dipl Ing Schuetze
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1978-07-01
Filing date: 1978-07-01
Publication date: 1980-01-03
Also published as: JPS5539883A; GB2024127B; FR2429700A1; FR2429700B1; US4329912A; IT1162455B; GB2024127A; DE2829064B2; BR7904152A; IT7949582A0

Description

9-6.1978 Akte: ZF

Anmelder:

Zahnradfabrik Friedrichshafen
Akti enges ells chaft
799O Friedrichshafen

Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge.

Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit einer Pumpe, einem Lenkungsventil und mit einem Drosselventil zwischen Lenkungsventil und einem Flüsbigkeitsspeieher für die Hydraulikflüssigkeit.

Es ist bekannt, daß man durch Aufstauen des Rücklaufhydraulikstrome-a vom Lenkventil zum Flüssigkeitsspeicher die Lenkungsfunktion beeinflussen kann.

Bei ausgesteuertem Lenkungsventil und danit Druckaufbau in der Lenkung führt der Rücklaufstau zur

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Beseitigung oder doch erheblichen Dämpfung von Strömungsgeräuschen (Zischen u. a.), die an funktions- und/oder fertigungsbedingten Steuerkanten oder anderen Drosselstellen auftreten können.

Nachteilig ist jedoch, daß das Drosselventil, das den Rücklaufstau erzeugt, bei nicht ausgesteuertem Lenkungsventil Probleme aufwirft. Es stellt sich unter anderem eine Verschlechterung des Fahrzeugrücklaufes ein. Außerdem führt der Rücklaufstau in diesem -im allgemeinen vorherrschenden- Betriebszustand zu einer unnützen Aufheizung der Hydraulikflüssigkeit und zu einer Energievergeudung.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Hilfskraftlenkung mit einem Drosselventil zu schaffen, mit dem bei ausgesteuertem Lenkungsventil der erwünschte Rücklaufstaudruck erzeugt wird, wobei jedoch bei nicht ausgesteuertern Lenkungsventil die Lsnkungsfunktion nicht beeinflusst wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der unter Vorspannung stehende Ventilkolben des Drosselventiles auf der, der Vorspannung entgegenwirkenden Kolb&nseitc- über eine Anschlußbohrung mit der Zulaufleitung von der Pumpe zum Lenkungsventil verbunden ist, vährcnd der Kolbenraum auf der anderen Kolbenseite unter Bildung einer Drosselkante mit der Rücklaufleitung von dem Lenkungsventil zu dem ϊ-lüssig-

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keitsspeicher in Verbindung steht.

Erfindungsgemäß wird nun der Ventilkolben über die Anschlußbohrung auf seiner Seite mit dem Druck der Zulaufleitung beaufschlagt und dadurch entgegen der Vorspannung verschoben. Auf diese Weise kommt es in der Rücklauf leitung, an der Drosselkante zu einer Drosselung der Hydraulikflüssigkeit und damit zu einem Stau des Rücklaufstromes der Hydraulikflüssigkeit^ jedoch erfindungsgemäß nunmehr nur wenn in der Zuleitung Betriebsdruck vorliegt. Das erfindungsgemäß ausgebildete Drosselventil bewirkt somit nur dann einen Stau, wenn von eier Lenkung Druckflüssigkeit abverlangt wird. Dadurch werden alle oben beschriebenen unerwünschten Begleiterscheinungen bei nicht ausgesteuertem Lenkungsventil vermieden.

Von Vorteil ist ferner, daß das Ventil unabhängig von der Art der Lenkventilanordnung ist. Es ist insbesondere für Drehschieberventile, aber ebenso für Drehkolben- oder Äxialschieberventile verwendbar. Weiterhin kann das Drosselventil integriert im Lenkgetriebe oder auch frei in den Leitungen außerhalb der Lenkung angeordnet werden, so dai auch ein nachträglicher Einbau in eine Lenkanlage möglich ist.

Eine einfache Vorspannung Vird erreicht, wenn hierzu

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eine Feder vorgesehen ist.

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß der Kolbenraum in der Rücklaufleitung liegt.

Durch diese Maßnahme trifft der Stau der Hydraulikflüssigkeit auf die volle Kolbenfläche. Nach Beendigung eines Lenkvorganges wird dadureh die Rückstellkraft erhöht.

Eine andere Möglichkeit der Anordnung des Kolbenraumes in dem Rücklaufleitungssystem besteht darin, daß der Kolbenraum über eine Bypassleitung mit der Rücklaufleitung verbunden ist.

Ebenfalls eine Erhöhung der Rückstellkraft wird erreicht, wenn der Ventilkolben als Differenzdruckkolben ausgebildet ist, wobei dessen größere wirksame Kolbenfläche mit der Rücklaufleitung in Verbindung steht.

Von Vorteil ist es, wenn der Ventilkolben mit einem Anschlagstift zur Begrenzung des Ventilkolbenweges versehen ist.

Der Stift dient dabei zur definierten Einstellung des Drosselquerschnittes. Bei Vorliegen des Arbeitsdruckes soll ein bestimmter Staudruck anstehen und nicht etwa der Dross^-lcuerschnitt in unzulässiger Weise verringert v/erden.

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Eine vorteilhafte Ausführungsform für das erfindungsgemäße Drosselventil ist gegeben, wenn der Ventilkolben als Kugel ausgebildet ist und nach Art eines Überdruckventiles derart wirkt.,, daß bei Vorliegen des Arbeitsdruckes in der Zulaufleitung durch Anlage der Kugel an einem Ventilsitz ein ungedrosselter Rücklauflei tungsten geschlossen wird und die Hydraulikflüssigkeit nur über eine Bypassleitung mit einer Drosselkante fließt.

Von Vorteil für die Ruckstellkrafterhohung ist es dabei, wenn die Kugel mit einem Pilotkolben als Stößel zwischen der Kugel und der Anschlußbohrung versehen ist und daß auf der von dem Pilotkolben abgewandten Seite der Kugel hinter den! Ventilsitz eine Bypassleitung mit einer Drosselkante in der Rücklaufleitung angeordnet ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Drosselventil durch eine mit der Rücklaufleitung verbundene und mit einem Überdruckventil versehene Nebenleitung überbrückbar ist.

Diese Maßnahme dient zur Begrenzung des Staudruckes und wirkt unabn&ngig vom Strom der Hydraulikflüssigkeit. Starke Stromschwankungen ergeben nämlich im Drosselventil Druckschwankungen, die bei unzulässig hohen Werten zu Beschädigungen im Niederdruckteil des Lenkungsventiles führen könnten. Durch die erfindungsgerna'ße Nebenlei tung wird nun -nach entsprechendem

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öffnen des Überdruckventiles- das Drosselventil überbrückt.

Nachstehend sind Ausfuhrungsbeispiele mit weiteren erfindungsgemäßen Merkmalen an Hand der* Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigeni

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Drosselventil mit einem Kolbenraum in der Rücklaufleitung ₃

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Drosselventil mit einer· Bypassleitung,

Fig. 3 ein erfindungsgemäi3es Drosselventil mit einem Di fferenzdruckkolben,

Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Drosselventil als Kugelventil ausgebildet.

Das erfindungsgernäße Drosselventil ist entweder an beliebiger Stelle in dor Rücklaufleitung zwischen Lenkungsventil und Flüssigkeitsspeicher angeordnet oder vorzugsweise fcsn Lenkungsvontil angeflanscht.

Durch das Drosselventil ist die Zuleitung- 1 (oder eine mit der Zuleitung verbundene Leitung) von der -nicht dargestellten- Furnp-3 zu dem Lenkungsventil geführt und durch eine Anschluäbohrung 2 mit dem Inneren

des Drosselventilen verbunden. Die Rücklaufleitung

3 zwischen dem Lenkungsventil und de:n Flüssigkeitsspeicher ist ebenfalls durch das Drosselventil geführt .

Gemäß Pig. 1 ist nun in dom Drosselventil ein einfacher Ventilkolben 4 vorgesehen, der mit einer Feder ρ zur Rückstellung des Ventilkolbens 4 nach Beendigung eines Lenkvorganges versehen ist. Der Ventilkolben 4 bildet in der Rücklaufleitung J eine Drosselstelle 6. Zur Begrenzung des Drosselquerschnittes dient ein Anschlagstift 7.

Zur Einstellung des Drosselquerschnittes bei Arbeitsdruck und damit zur Festlegung der Staudruckhöhe kann der Anschlagstift 7 einstellbar mit den. Ventilkolben

4 verbunden sein (z. B. als Gewindestift ausgebildet). Auf diese V/eise kann die Staudruckhöhe nachträglich auf einfache V/eise verändert werden bzw. ein Drosselventil ist für mehrere Anwendungsfälle universell verwendbar.

Im Gegensatz zu dom Ausfünrungsbeispiel nach der Fig. 1, bei dem der Kolbenraum 8 voll von der Hydraulikflüssigkeit durchflössen wire", ist bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 die Hydraulikflüssigkeit über einen Ringraum des Ventilkolbens 9 geführt. Der Kolbenraum 10 mit der F-_der'5 ist dabei über eine Bypassleitung 11 in dem Ventilkolben 9 mit der'Rücklaufleitung 2 verbunden..

Zusätzlich ist noch eine Nobenleitung 12 mit einem Über-

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druckventil 13 vorgesehen, durch die das Drosselventil bei unzulässigem Staudruckanstieg überbrückbar ist. Diese Nebenleitung 12 mit dem Überdruckventil 15 ist bei allen Ausführungsbeispielen verwendbar.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist von gleichern Aufbau. Lediglich der Kolben ist als Differenzdruckkolben 14 ausgebildet, wodurch die Rückstellkraft durch die Feder 5 verstärkt wird. Bei entsprechender Größenwahl des Differenzdruckkolbens 14 kann die Feder 5 eventuell auch ganz entfallen. Der Differenzdruckkolben 14 hat außerdem den Vorteil, daß damit der Linearitätsbereich des Druckanstieges, bis der Anschlagstift 7 zum Anliegen kommt, streckbar ist. Das Drosselventil ist dadurch universeller im Einsatz.

Die Funktion der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1.-3 ist folgende:

Bei nicht ausgesteuertem Lenkungsventil befindet sich der Ventilkolben 4 bzw. 9 bzw. 14 jeweils in der dargestellten Position. Stellt sich nun bei ausgesteuertem Lenkungsventil ein Druckaufbau in der Zuleitung 1 ein, so werden die Vontilkolben jeweils- gegen die Kraft der Feder 5 verschoben. Dadurch kornir.t es zu einer Verringerung dos Querschnittes an der Drosselstelle '6 und damit zu einem Aufbau eines Staudruckes in der Rücklaufleitung Nach Beendigung des Lenkvorganges, d. h. nach Druck-

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abbau in der Zuleitung 1 wird der Ventilkolben wieder -in der Zeichnung nach links- verschoben und die Hydraulikflüssigkeit kann ungedrosselt über die Drosselstelle 6 abfließen. Die Rückstellung wird durch die Feder 5> bei dem Ausführungsbeispiel nach der PIg. 3 zusätzlich, oder anstelle, durch den Differenzdruckkolben 14 erreicht.

Ein vollständig anders aufgebautes Drosselventil ist in Fig. 4 dargestellt. Der Kolben besteht dabei aus einer Kugel 15, die auf -einem P'xlotkolben 16 als. Stößel ruht. Der Filotkolben 16 ist dabei in der Ansohlußbohrung 2 geführt. Die Kugel 15 ist mit einer Feder I7 belastet. Die Kugel 15 sitzt mit Spiel in einem Kugelkolbenraum 18. Zwischen dem Eingang J5a der Rücklauf leitung J5 und dem Ausgang yo ist unter Umgehung des Kugelkolbenraumes 18 eine Bypassleitung I9 mit einer Drosselstelle 20 angeordnet.

Bei ausgesteuertem Lenkungsventil, d. h. bei Druckaufbau in der Zuleitung 1 wird der Pilotkolben 16, der als Difforenzdruckkolben wirkt, zurückgedrückt, wodurch die Kug»l I5 an dem Ventilsitz 21 zum Anliegen kommt.

Dadurch wird der freie Fluß der Hydraulikflüssigkeit über den Ku£ilkolbenraum 18 versperrt. Der Rücklauf erfolgt nunmehr zwangsweise über die Bypass-

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leitung 19 mit der Drosselstelle 20, weshalb es zu dem gewünschten Aufbau des Staudruckes koir.mt. Bei Beendigung des Lerikvorganges hebt die Kugel von dem Ventilsitz 21 durch die Rückstellkraft (Feder und Differenzdruck) wieder ab .und die Hydraulikflüssigkeit kann ungestaut über den Kugelkolbenraurn 18 flie?.sen.

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Claims

Darf ricU't P.ocr

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9.6.1978

Akte: ZP 5

Anmelder:

Zahnradfabrik Friedrichshafen

Aktiengesellschaft

799O Friedrichshafen

Patentansprüche

1) Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit einer Pumpe, einem Lenkungsventil und mit einem Drosselventil zwischen Lenkungsventil und einem Flüßigkeitsspeichsr für die Hydraulikflüssigkeit,

dadurch gekennzeichnet, daß der unter Vorspannung stehende Ventilkolben (4, 9 j 1^j 15) des Drosselventiles auf der, der Vorspannung entgegenwirkenden Kolbenseite über eine Anschlußbohrung (2) mit " der Zulaufleitung (1) von der Pumpe zürn Lenk .mgs ventil verbunden ist, während de-r Kolbenraum (S, 10, 18) auf der anderen Kolbenseite unter Bildung einer Drossel-

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kante {β, 20) rait der Rücklaufleitung (3) von dem Lenkungsventil zu dem Flüssigkeitsspeicher in Verbindung steht.

2) Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorspannung des Ventilkolbens eine Feder (5j 17) vorgesehen ist.

3) Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichne t, daß der Kolbenraum (8) in der Rücklaufleitung (3) liegt.

4) Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichne t, daß der Kolbenraum (10) über eine Bypassleitung (11) mit der Rücklaufleitung (3) verbunden ist.

5) Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1 - h, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben als Differenzdruckkolben (H) ausgebildet ist, wobei dessen größere wirksame Kolbenfläche mit der Rücklaufleitung (3) in Ver-

• bindung steht.

6) Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (4, 9, 14) mit einem Anschlagstift (7) zur Begrenzung des Ventilkolbenweges versehen ist.

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7) Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben als Kugel (15) ausgebildet ist und nach Art eines Überdruckventiles derart wirkt, daß bei-Vorliegen des Arbeitsdruckes in der Zulaufleitung (1)durch Anlage der Kugel an einem Ventilsitz (2i)ein ungedrosseltei' Rücklauf leitungsteil geschlossen wird und die Hydraulikflüssigkeit nur über eine Bypassleitung (19) mit einer Drcsselkante (20) fließt. - -

8) Hilfskraftlenkung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (15) mit einem Pilotkolben (16) als Stößel zwischen der Kugel (15) und der Anschlußbohrung (2) versehen ist und daß auf der/yea dem Pilotkolben (16) abgewandten Seite der Kugel/hinter dem Ventilsitz (21) eine Bypassleitung (19) mit einer Drosselkante (20) in der Rücklaufleitung (>) angeordnet ist.

9) Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß

das Drosselventil durch eine mit der Rücklaufleitung (3) verbundene i'ni mi'c einem Überdruckventil (1>) • versehene Nebenleitung (12) überbrückbar ist.

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