DE3015016A1

DE3015016A1 - Entlastungsvorrichtung fuer eine hydraulische lenkhilfe in kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3015016A1
Application number: DE19803015016
Authority: DE
Inventors: Takashi Aoki; Masao Nishikawa; Yoichi Sato
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1979-04-19
Filing date: 1980-04-18
Publication date: 1980-10-30
Also published as: JPS55140651A; FR2454398B1; AU5738880A; IT8048441A0; GB2048798B; US4354422A; FR2454398A1; DE3015016C2; IT1143146B; GB2048798A; DE3050338A1; CA1134279A; AU522463B2; JPS6153269B2

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr.K.Fincke

Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem.

SBrt 8 MÜNCHEN 86, DEN ;_: ., . ...

POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

HONGA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA
6-27-8, Jingumae, Shibuya-ku,
Tokyo, Japan

Entlastungsvorrichtung für eine hydraulische Lenkhilfe in Kraftfahrzeugen

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Die Erfindung betrifft eine Entlastungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .

Diese Vorrichtung beseitigt Belastungen einer Hydraulikpumpe in einem Servo-Lenksystem für Kraftfahrzeuge, wenn das Abtriebselement des Lenksystems nahe dem Ende seines Arbeitsbereichs steht. Die Beseitigung der Belastung erfolgt durch direkte Verbindung zwischen einer Hydraulikdruckquelle und einem Ölbehälter im Lenksystem.

Lenksysteme für Fahrzeuge sind allgemein so konstruiert, daß ein Richtungs-Steuerventil durch eine Lenkkraft betätigt wird, die auf das Lenkrad des Fahrzeugs ausgeübt wird. Dabei wirddie Verbindung von Hydraulikölkanälen geändert, die zu einem Leistungszylinder führen, mit dem die zu lenkenden Räder des Fahrzeugs über Gelenkmechanismen bekoppelt sind. In einem hydraulischen System, das diese Kanäle enthält, wird Hydrauliköl als Hilfsmedium mittels einer Pumpe in Zirkulation versetzt, die beispielsweise von der Antriebsmaschine des Fahrzeugs betrieben wird, in das das Lenksystem montiert ist.

Bei einem Lenksystem dieser Art wird allgemein von dem sogenannten Prinzip der offenen Mitte Gebrauch gemacht, bei dem das Hydrauliköl laufend in dem Hydrauliksystem zirkuliert, wenn das Steuerventil in seiner neutralen Stellung ist. Deshalb erfährt eine Maschine, die nach diesem Prinzip eines Lenksystems arbeitet, einen minimalen Leistungsverlust bei Unterbrechung der auf die zu lenkenden Räder einwirkenden Hilfskraft, wenn das Steuerventil in seiner Neutralstellung ist. Wird bei einem nach diesem Prinzip arbeitenden Lenksystem eine weitere Lenkkraft auf das Lenkrad ausgeübt, auch nachdem es in seine Extremstellung gebracht ist und die Gelenkvorrichtung an einen Anschlag trifft, so wird

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das Richtungssteuerventil in eine Position gebracht, in der einer von zwei Hydraulikkanälen, die zum Leistungszylinder führen, gesperrt wird, wobei dann das Hydrauliköl dem Leistungszylinder nur über den anderen Kanal zugeführt wird. Dadurch wird der Druck in dem Hydrauliksystem sehr hoch, so daß bei öffnung eines Entlastungsventils in der Hydraulikpumpe der erhöhte Druck plötzlich abfällt und direkt auf den Atmosphärendruck zurückgeführt wird, der stromab des Entlastungsventils vorherrscht. Durch diesen plötzlichen und scharfen Druckabfall wird das Entlastungsventil sehr stark erwärmt, wodurch oft ein Ausfall der Hydraulikpumpe verursacht wird.

Üblicherweise ist der öffnungsdruck des Entlastungsventils auf einen Wert eingestellt, der höher als ein für die Lenkhilfe erforderlicher Maximaldruck ist. In der sogenannten Verriegelungsstellung, in der die Gelenkvorrichtung an den Anschlag trifft, wird deshalb die Hydraulikpumpe einer großen Belastung ausgesetzt, die dem hohen Ventilöffnungsdruck entspricht. Dadurch kann die Antriebsmaschine stillgesetzt werden, wenn sie mit geringem Drehmoment im Leerlauf läuft, oder es kann der Keilriemen zum Antrieb der Hydraulikpumpe durchrutschen.

Um diese Nachteil zu vermeiden, wurden bisher einige Entlastungsvorrichtungen verwendet, die so aufgebaut sind, daß sie Hydrauliköl als Hilfsmedium an der Hydraulikpumpe vorbeiführen, um deren Belastung zu verringern, wenn das Lenkrad in seine Extremstellung gedreht wird. Bei diesen bisher üblichen Entlastungsvorrichtungen ist jedoch der Leistungszylinder, der die Hilfskraft liefert, an seinen beiden Enden mit Nebenstromventilen versehen, die geöffnet werden, wenn die Gelenkvorrichtung an den Anschlag trifft. Dadurch hat das Lenksystem einen unvermeidbar großen Raumbedarf. Ferner ist es erforderlich, die zeitliche Steuerung der öffnung der

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Nebenstromventile relativ zum Anschlagen des Gelenkmechanismus gegen die Anschläge einzustellen. Bei der Herstellung der Nebenstromventilteile müssen enge Toleranzen eingehalten werden, um einen ölsaustritt an den Ventilteilen zu vermeiden. Insbesondere wenn die Übertragung der Lenkkraft des Lenksystems über ein Zahnstangengetriebe erfolgt, muß der Leistungszylinder einen längeren Hub haben als bei einem Schneckenradgetriebe mit Zahnsegment, womit eine entsprechend kleinere Kolbenfläche verbunden ist. Der Leistungszylinder ist deshalb hinsichtlich seiner Formgebung nicht zur Montage von Nebenstromventilen geeignet.

Bekannte Entlastungsvorrichtungen arbeiten mit einem Vierwegeventil als Richtungssteuerventil des Lenksystems, und Nebenstromventile werden innerhalb des normalen, für die Umschaltung vorgesehenen Arbeitshubes des Vierwegeventils unwirksam gehalten. Wird bei dieser Entlastungsvorrichtung eine zusätzliche Lenkkraft im verriegelten Zustand ausgeübt, so wird der Ventilkörper des Vierwegeventils über seinen normalen Arbeitshub hinaus bewegt, so daß das zugeordnete Nebenstromventil geöffnet wird. Eine solche Entlastungsvorrichtung hat außer einem komplizierten Aufbau und großem Raumbedarf den Nachteil, daß auch bei einer derart plötzlichen Drehung des Lenkrades, daß der Kolben des Leistungszylinders schneller als die Hydraulikflüssigkeit mittels der Pumpe bewegt wird, der Ventilkörper des Vierwegeventils leicht über seinen normalen Hub hinaus verlagert werden kann und das zugeordnete Nebenstromventil öffnet. Um die Beweglichkeit über den normalen Arbeitshub hinaus zu erhalten, ist der Arbeitshub des Vierwegentils zu groß, was andererseits aber nicht vermeidbar ist. Dies führt zu einer erhöhten Totgangbewegung des Lenkrads und der zu lenkenden Räder relativ zueinander beim manuellen Lenken, wenn die Steuerung des Hilfslenksystems ausfällt. Das

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Lenkrad kann also um einen relativ hohen Betrag leer gedreht werden, wodurch sich ein instabiles Lenkverhalten ergibt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Entlastungsvorrichtung anzugeben, die die vorstehend aufgezeigten Nachteile vermeidet und bei möglichst kompaktem Aufbau auch des zugeordneten Lenksystems einen stets stabilen Lenkvorgang gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung ist ein Vierwegeventil vorgesehen, das nach dem Prinzip der offenen Mitte arbeitet und wahlweise eine erste und eine zweite Hydraulikkammer mit der Hydraulikdruckquelle und dem ölbehälter verbindet. Das Vierwegeventil kann abhängig von einem Lenkmoment betätigt werden, das auf das Lenksystem ausgeübt wird, um die wahlweise Verbindung herzustellen. Die Entlastungsvorrichtung umfaßt dabei eine Anordnung zur Feststellung des Endpunktes einer durch die Lenkhilfe ausgeführten Bewegung, wodurch das Vierwegeventil in seine Neutralstellung zurückgebracht werden kann, und zwar unabhängig von dem jeweils einwirkenden Lenkmoment.

Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung dient das Vierwegeventil also auch als Entlastungsventil. Dadurch können die vorstehend erläuterten Probleme des Standes der Technik beseitigt werden, denn die Vorrichtung muß beispielsweise nicht nach dem bekannten Prinzip arbeiten, bei dem der als Hilfsmedium ausgenützte Öldruck auch in den Nebenstromweg eingeleitet wird, wenn das Lenksystem am Ende einer Lenkbewegung ist. Ferner ist die Vorrichtung nach der Erfindung

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einfach aufgebaut und arbeitet sehr zuverlässig. Der Fahrer eines Kraftfahrzeugs muß keine regelmäßigen Beobachtungen auf ölaustritt am Nebenstromventil usw. durchführen. Zusätzlich kann eine Vorrichtung nach der Erfindung leicht hergestellt werden und erweist sich in der Praxis als sehr nützlich.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung enthält das Entlastungsventil Nockenelemente an der Kolbenstange des Leistungszylinders, der die Lenkbewegung der Vorderräder des Fahrzeugs unterstützt. Diese Nockenelemente bilden einen Teil der Vorrichtung zur Feststellung des Endpunktes einer Arbeitsbewegung. Ferner ist hierbei ein von den Nockenelementen zu beaufschlagendes Betätigungselement vorgesehen, das durch die Hin- und Herbewegung der Kolbenstange betätigt wird. Dieses Element wird betätigt, wenn die Nockenelemente zur Einwirkung kommen,und es führt das Vierwegeventil in seine Neutralstellung zurück, und zwar unabhängig davon, welches Lenkmoment auf das Lenksystem einwirkt.

Das Eingabeelement der Lenkhilfe- ist in dem Betätigungselement der Vorrichtung zur Feststellung eines Bewegungsendes gelagert und kann abhängig von der Betätigung des Lenkrades gedreht werden. Das Betätigungselement wird synchron mit der Drehung des Eingabeelements verschwenkt, wodurch das Vierwegeventil wahlweise die beiden Hydraulikkammern mit der Hydraulikdruckquelle und dem ölbehälter verbindet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den Schnitt der wesentlichen Teile eines Lenksystems mit Zahnstangenlenkung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

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Fig. 2 den Schnitt 2-2 nach Fig. 1 mit Betätigungsmechanismus für das Vierwegeventil,

Fig. 3 den Schnitt 3-3 nach Fig. 1 und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Entlastungsvorrichtung nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Zahnstange 10 dargestellt, die durch einen Leistungszylinder 28 geführt ist und als Kolbenstange sowie als Abtriebselement einer Lenkhilfe dient. Die Zahnstange 10 ist mit ihren beiden Enden in nicht dargestellter Weise an zu lenkende Räder angeschlossen. Eine Lenkwelle 12 greift mit einem Ritzelabschnitt in den gezahnten Abschnitt 10A der Zahnstange 10 ein, wozu sie durch ein Lenkrad 50 gedreht wird. Dabei wird eine geradlinige Bewegung der Zahnstange 10 hervorgerufen. Die Lenkwelle 12 ist in zwei Lagern 14A und 14S eines Schwingkäfigs 15 gelagert, der Teil der Vorrichtung zur Feststellung eines Bewegungsendpunkts ist. Der Schwingkäfig ist wiederum auf zwei Lagern 18A und 18B in einem Getriebe drehbar gelagert.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Achsen der Lager 14A und 14B nicht auf diejenigen der Lager 18A und 18B ausgerichtet, so daß die Rotationsachsen O₁. und O_1Q der Lenkwelle 12 und des Schwingkäfigs 15 exzentrisch zueinander um einen Abstand £ in Richtung senkrecht zur Länsgachse der Zahnstange 10 versetzt sind, wie aus Fig. 3 hervorgeht. Der Schwingkäfig 15 ist mit einem Fenster 20 versehen, durch das hindurch die Lenkwelle 12 in die Zahnstange 10 in beschriebener Weise eingreift. Das Fenster 20 des Schwingkäfigs 15 ist an seinen beiden Seitenkanten mit Gleitelementen 42 und 43 versehen, die in Längsrichtung der Zahnstange 10 vorstehen. Die Gleitelemente 42 und 43 sind einstückig an den Schwingkäfig 15

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angeformt und haben der Zahnstange 10 gegenüberstehende Flächen 42A und 43A, die so abgeschrägt sind, daß der Abstand zwischen ihnen und der gegenüberstehenden Oberfläche der Zahnstange 10 zu den freien Kanten der Flächen 42A und 43A hin zunimmt. Der Schwingkäfig 15 ist an seinem Oberteil einstückig mit einer Betätigungsstange 22 zur Betätigung eines Vierwegeventils 24 versehen, das ein Spindelventil mit offener Mitte ist. Die Betätigungsstange 22 ist über dem Schwingkäfig 15 auf derselben Seite wie die Zahnstange 10 angeordnet und hat zur Achse O₁₈ des Schwingkäfigs 15 einen Abstand 1. Die Betätigungsstange 22 ist in eine Bohrung 25 in einem Endabschnitt 24A des Vierwegeventils 24 eingesetzt. ^Die Bohrung 25 verläuft senkrecht zur Schieberichtung des Vierwegeventils 24, so daß eine Schwingbewegung der Betätigungsstange 22 um die Achse O₁O eine Schiebebewegung der Ventilspindel des Vierwegeventils 24 unabhängig von dem auf die Lenkwelle 12 einwirkenden Lenkmoment zur Folge hat.

In den Flächen des durch eine nicht dargestellte Feder in seiner Neutralstellung gehaltenen Vierwegeventils 24 sind drei Ringnuten 24B, 24C und 24D vorgesehen, deren mittlere 24C in Verbindung mit der Austrittseite einer nicht dargestellten Hydraulikölquelle steht, die durch eine Hydraulikpumpe gebildet sein kann. Die Ringnuten 24B und 24D beiderseits der mittleren Ringnut 24C stehen mit einem nicht dargestellten ölbehälter in Verbindung. Das Richtungssteuerventil 24 ist in einem Gehäsue 26 verschiebbar. Das Gehäuse 26 hat zwei Ringnuten 26A und 26B. Der Leistungszylinder 28, der auf der linken Seite des Getriebes 16 (Fig. 1) montiert ist, hat einen Hohlraum, der in eine rechte Kammer A und eine linke Kammer B durch einen Kolben 1OB unterteilt ist, welcher ein Teil der Zahnstange 10 ist. Die beiden Kammern A und B stehen mit den Ringnuten 26A und 26B über Kanäle 30a

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und 3OB in Verbindung. Wenn das Lenkmoment auf die Lenkwelle 12 über das Lenkrad 50 ausgeübt wird, wird die Ventilspindel des Vierwegeventils 24 so verlagert, daß wahlweise die rechte und die linke Ölkammer A und B mit der Hydraulikölquelle und dem Ölbehälter verbunden wird, so daß eine Hilfskraft zur Richtungsänderung der zu lenkenden Räder entsprechend der Drehrichtung des Lenkrades 50 durch einen Öldruck erzeugt wird, der auf den Kolbenabschnitt 10b der Zahnstange 10 des Leistungszylinders 28 einwirkt. Das Gehäuse 26 ist teilweise als Abdeckung 32 für das Getriebe 16 ausgebildet und hat in diesem Abschnitt eine Bohrung 34, durch die die Betätigungsstange 22 geführt ist. Der Schwingkäfig 15 kann um seine Achse O₁₈ eine Wechselbewegung ausführen, bis die Betätigungsstange 22 die Innenwand der Bohrung 34 trifft.

Andererseits sind Anschläge 11 an den beiden Enden der Zahnstange 10 mit nicht dargestellten Zugstangen verschraubt.

Die' Enden der Zahnstange 10 sind durch diese Anschläge 11 so eingestellt, daß einer der Anschläge 11 auf eine der zylindrischen Abdeckungen 16A und 28A des Getriebes 16 und des Leistungszylinders 28 trifft, wodurch der maximale Drehwinkel des Lenkrades 50 bestimmt ist. Wenn einer der Anschläge 11 auf die Endabdeckung 16A oder 18A trifft, so wird die Zahnstange 10 stillgesetzt bzw. verriegelt.

Wie aus Fig. 3 erkennbar ist, hat der gezahnte Abschnitt 10A auf der Zahntange 10 an seinen beiden Enden Nockenelemente und 41 in Form abgeschrägter Flächen, die einen Teil der Vorrichtung zur Erkennung eines Bewegungsendpunkts sind. Die Neigungsrichtung der Nockenflächen 40 und 41 ist so gewählt, daß diese beiden Flächen radial nach außen zu den Enden der Zahnstange 10 hin vorstehen. Ferner sind die Flächen 40 und

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übereinstimmend mit den abgeschrägten Flächen 42Ä und 43A der Gleitelemente 42 und 43 geneigt. Wenn die Zahnstange 10 bewegt wird, schlägt das Nockenelement 40 oder 41 an das jeweilige Gleitelement 42 oder 43 unmittelbar vor dem Verriegeln der Zahnstange 10. Wenn die Zahnstange 10 dann stillgesetzt ist, gleitet das Gleitelement 42 oder 43 über das jeweils zugeordnete Nockenelement 40 oder 41 auf einen zylindrischen Abschnitt 1OC oder 1OD der Zahnstange 10, so daß der Schwingkäfig 15 automatisch in seine Neutralstellung gelangt.

Auf der Rückseite der Zahnstange 10, die der Lenkwelle 12 abgewandt ist, befindet sich eine Andruckvorrichtung 45, die eine Zahnstangenführung 46 in Kontakt mit der Rückseite der Zahnstange 10 zur Führung bei ihrer Bewegung aufweist. Ferner ist eine Feder 47 vorgesehen, die die Zahnstange 10 zum Ritzelabschnitt der Lenkwelle 12 drückt. Eine Führungsschraube 48 ist an der Rückseite der Führung 46 vorgesehen und dient zur Einstellung der Andruckkraft der Feder 47. Eine Belleville-Feder 49 ist zwischen der Zahnstangenführung 46 und der Schraube 48 vorgesehen. Der Spalt C zwischen der Führung 46 und der Schraube 48 muß so eingestellt sein, daß das Vierwegeventil 24 in seiner Neutralstellung bleibt, nachdem ein Gleitelement 42 oder 43 auf den zylindrischen Abschnitt 10C bzw. 10D geglitten ist. Wenn der Spalt C zu groß ist, so überwindet das Gleitelement 42 bzw. 43 bei Einwirkung eines weiteren Lenkmoments nach dem Aufgleiten auf einen zylindrischen Abschnitt 10C oder 10D der Zahnstange 10 die Kraft der Feder und der Belleville-Feder 49, wodurch eine weitere Drehung des Schwingkäfigs 15 hervorgerufen wird. Die Gleitelemente 42 und und die Nockenelemente 40 und 41 sind vorteilhaft so ausgeführt, daß sie glatt bzw. reibungsfrei von ihren Verriegelungsstellungen gelöst werden können, wenn das Lenkrad 50 in entgegengesetzter Richtung gedreht wird. Aus diesem Grund haben die Gleitelemente 42 und 43 und die Nockenelemente 40 und 41

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die vorstehend beschriebene Formgebung.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Entlastungsvorrichtung erläutert. Wirdkein Lenkmoment auf die Lenkwelle 12 ausgeübt, so wird das Vierwege-Richtungssteuerventil 24 durch die Andruckkraft der nicht dargestellten, jedoch vorstehend erläuterten Feder in seiner Neutralstellung gehalten. In dieser Stellung ermöglicht das mit offener Mitte arbeitende Steuerventil 24 die Rückführung von Hydrauliköl, das von der Hydraulikölquelle geliefert wird, direkt zum Ölbehälter, wobei die Hydraulikpumpe nicht belastet wird. Bei dieser Gelegenheit nehmen die Gleitelemente 42 und 4 3 des Schwingkäfigs 15 eine Position parallel zur Zahnstange 10 an, wobei der Schwingkäfig 15, wie in Fig. 3 gezeigt, in seiner Neutralstellung bleibt.

Nun sei angenommen, daß die Lenkwelle 12 als Eingabeelement für das Lenksystem mit einem Lenkmoment im Uhrzeigersinn (Fig. 3) beaufschlagt wird. Das Lenkmoment wird von der Lenkwelle 12 auf die Zahnstange 10 übertragen, so daß der Schwingkäfig 15, gegen den die Lenkwelle 12 durch die Andruckvorrichtung 45 über die Zahnstange 10 gedrückt wird, eine Drehkraft der Lager 14A und 14B infolge der Drehung der Lenkwelle 12 sowie des von ihr abgegebenen Lenkmoments erfährt und im Uhrzeigersinn um die Achse O₁₈ bewegt wird. Die Verlagerung der Lenkwelle 12 durch diese Schwingbewegung wird durch das Hebelverhältnis l/£ über die Betätigungsstange 22 verstärkt, die einstückig mit dem Schwingkäfig 15 verbunden ist. Die verstärkte Kraft wirkt auf das Richtungssteuerventil 24, so daß dieses so bewegt wird, daß es Verbindungen zwischen der Hydraulikölquelle und der rechten Hydraulikkammer A sowie zwischen der Hydraulikölquelle und der linken Hydraulikkammer B herstellt und somit zusätzliche Kraftwirkung auf den Leistungszylinder 28 ausgeübt wird. Hierbei

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sind die Gleitelemente 42 und 43 des Schwingkäfigs 15 in einer Ebene angeordnet, die leicht im Uhrzeigersinn geneigt ist, wie es in Fig. 3 strichpunktiert dargestellt ist. Wird die Zahnstange 10 geradlinig in Richtung des Endes ihres Arbeitshubes durch die Hilfskraft und die Drehkraft der Lenkwelle 12 bewegt, so nähert sich ihr Nockenelement 40 dem Gleitelement 42. Wird die Zahnstange 10 weiter einem Lenkmoment ausgesetzt, so schlägt das Nockenelement 40 an das Gleitelement 42 unmittelbar vor dem Ende des Arbeitsbereichs an, wonach das Gleitelement 42 auf den zylindrischen Abschnitt 10C aufgleitet, der sich an das Nockenelement 40 anschließt. In diesem Moment wird der Neigungswinkel des Schwingkäfigs 15, der zusammen mit dem Nockenelement 40 die Vorrichtung zur Feststellung des Bewegungsendpunktes bildet, auf einen solchen Wert reduziert, daß die Gleitelemente 42 und 43 in einer Ebene prallel zur Zahnstange 10 liegen. Das Richtungssteuerventil 24 wird somit in seine Neutralstellung gebracht, und zwar unabhängig von dem auf die Lenkwelle 12 einwirkenden Lenkmoment. Dadurch wird eine direkte Verbindung zwischen der Hydraulikölquelle und dem ölbehälter hergestellt, so daß die Pumpe entlastet wird. Gleichzeitig wird auch die Hilfskraft verringert, wodurch der Fahrer des Fahrzeugs den Eindruck einer sehr schweren Lenkung erhält und der mechanische Stoß gedämpft wird, der beim Anschlagen des Anschlags 11 gegen die Abdeckung 16A unmittelbar danach auftritt.

Wenn die Lenkwelle 12 im Gegenuhrzeigersinn (Fig. 3) mit dem Lenkrad 50 gedreht wird, so wird der Schwingkäfig 15 nach links geschwenkt, und entsprechend nähert sich das .linke Nockenelement 41 der Zahnstange 10 dem Gleitelement 42, bis beide Elemente aneinander anschlagen. In diesem Moment wird der Schwingkäfig 15 in seine Neutralstellung zurückgeführt, so daß das Richtungssteiierventil 24 gleichfalls in seine Neutralstellung kommt. Es ergibt sich dann

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eine Funktion der vorstehend bereits beschriebenen Art.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Vierwegeventil als Richtungssteuerventil vorgesehen. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Es kann jedes andere geeignete Ventil für die Entlastungsvorrichtung vorgesehen sein, was unabhängig von dem jeweils verwendeten Lenkgetriebe ist. Dieses Ventil muß lediglich nach dem Prinzip der offenen Mitte arbeiten und wahlweise eine Verbindung zwischen den ölkanälen des Hydrauliksystems entsprechend der Richtung und Größe des Lenkmoments am Lenkrad ermöglichen, so daß sich eine Hilfskraft ergibt, die auch den Ventilkörper unabhängig von dem einwirkenden Lenkmoment verlagert.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Entlastungsvorrichtung. Hierbei ist eine Blattfeder 121 an dem Schwingkäfig 115 befestigt und bildet Gleitelemente 142 und 143, indem sie an ihren unteren Enden zunächst nach außen, dann nach innen abgebogen ist. Wenn die Gleitelemente 142 und 143 gegen ein Nockenelement 140 bzw. 141 der Zahnstange 110 treffen, so werden sie so abgebogen, daß der Schwingkäfig 115 in seine Neutralstellung zurückgeführt wird. Wirkt ein weiteres Lenkmoment ein, so wird das jeweilige Gleitelement 142 bzw. 143 weiter in eine öffnung 120 hineingebogen, die in einer ümfangswand des Schwingkäfigs 115 vorgesehen ist. In diesem Moment fühlt der Fahrer des Kraftfahrzeugs einen erhöhten Widerstand in der Bewegung des Lenkrads, so daß er eine bevorstehende Hemmung der Bewegung der Zahnstange 110 erwarten kann. Nachdem das Gleitelement 142 bzw. 143 auf den zylindrischen Abschnitt 110C bzw. 110D geführt ist, wird es auf diesem stillgesetzt, wobei seine Innenseite gegen eine Anschlagsfläche 120A bzw. 120B an der Umfangskante der Öffnung 120 drückt. Aus dieser Stellung wird das Gleitelement 142 bzw. bei Unterbrechung des Lenkmoments automatisch infolge seiner

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Elastizität zurückgebogen und betätigt das Richtungssteuerventil.

Ein Lenksystem mit einer Entlastungsvorrichtung der oben beschriebenen Art kann aus der jeweiligen Endstellung sehr schnell und mit glatter Bewegung in die Neutralstellung zurückgeführt werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Entlastungsvorrichtung für eine hydraulische Lenkhilfe in Kraftfahrzeugen mit einer ersten und einer zweiten Hydraulikkammer, einer Hydraulikdruckquelle, einem Ölbehälter und einem Vierwegeventil mit offener Mittelstellung zur wahlweisen Verbindung der ersten und zweiten Hydraulikkammer mit der Hydraulikdruckquelle und dem Ölbehälter, wobei das Vierwegeventil durch ein in das Lenksystem eingeführtes Lenkmoment betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (15) zur Feststellung des Endes eines Bewegungshubes des Lenksystems vorgesehen ist, die bei Feststellung des Endes des Bewegungshubes das Vierwegeventil (24) unabhängig von einem in das Lenksystem eingeführten Lenkmoment in seine Neutralstellung bringt.

2. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (15) zur Feststellung des Endes eines Bewegungshubes das Vierwegeventil (24) unmittelbar vor dem Erreichen des Endes des Bewegungshubes in seine Neutralstellung bringt.

3. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Vorrichtung

(15) zur Feststellung des Endes eines Bewegungshubes zu einem Abtriebselement (10) des Lenksystems gehört.

4. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leistungszylinder (28) vorgesehen ist, in dem als Abtriebselement eine Kolbenstange (10) angeordnet ist, die mit den zu lenkenden Rädern des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, daß die Vorrichtung (15) zur Fest-

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stellung des Endes eines Bewegungshubes Nockenelemente (40, 41) an zwei Endabschnitten der Kolbenstange (10) und ein durch diese betätigbares Betätigungseiement (42, 43) umfaßt und daß diese Betätigung durch die Längsbewegung der Kolbenstange (10) das Vierwegeventil (24) in seine Neutralste^ung bringt.

5. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Enden der Kolbenstange (10) zur Begrenzung ihrer Hubbewegung Anschlagsel·emente (11) vorgesehen sind und daß das Vierwegeventil· (24) unmittelbar vor der Beaufschlagung der Anschlagsel·emente (11) durch die Nockeneiemente (40, 41) und das Betätigungseiement (42, 43) in seine NeutraisteMung bewegt wird.

6. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine in der Vorrichtung (15) zur Festste^ung des Endes eines Bewegungshubes geiagerte Lenkwelle (12) zur Übertragung eines Lenkmoments auf die Kolbenstange (10) und durch eine derartige Lagerung des Betätigungsel·ements (42, 43), daß es bei Drehung der Lenkwe^e (12) eine Schwingbewegung um seine Achse (0.n) ausführt und das Vierwegeventil· (24) wahlweise in eine Ste^ung bringt, in der die erste bzw. zweite Hydrauiikkammer (A, B) mit der Hydrauiikdruckqueile und dem olbeha^er verbunden ist.

7. Entiastungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Vierwegeventil· (24) ein Ventiigehäuse sowie eine darin verschiebbare Ventiispindel· umfaßt.

8. Entlastungsvorrichtung nach Anpruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (42, 43) eine Betätigungsstange (22) aufweist, die zu der Schwingachse (O^ _s) einen Abstand hat und in eine Bohrung der Ventilspinel· (24A) eingesetzt ist, so daß diese durch die

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Schwingbewegung des Betätigungselements (42, 43) in ihre BetriebsStellungen bewegt wird.

9. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkwelle (12) und das Betätigungselement (42, 43) relativ zueinander exzentrisch liegende Achsen (O₁., O._Q) aufweisen.

10. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Exzentrizität normal zur Längsachse der Kolbenstange (10) liegt.

11. Entlastungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (10) eine Zahnstange ist, daß die Lenkwelle (12) mit einem Ritzelabschnitt zum Eingriff in die Zahnstange (10) versehen ist, und daß das Betätigungselement (42, 43) zu einem Schwingkäfig (15) gehört, der eine öffnung (20) aufweist, in der die Zahnstange (10) und der in sie eingreifende Ritzelabschnitt angeordnet sind.

12. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkäfig (15) an seinen beiden einander gegenüberliegenden Seitenkanten Gleitelemente (42, 43) aufweist, die in Richtung der Längsachse der Zahnstange (10) ausgerichtet sind, so daß der Schwingkäfig (15) durch Beaufschlagung der Gleitelemente (42, 43) in die Schwingbewegung versetzbar ist.

13. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (10) einen gezahnten Abschnitt (10A) aufweist und daß außerhalb des gezahnten Abschnitts (10A) zylindrische Abschnitte (10C, 10D) vorgesehen sind, wobei die übergänge zwischen dem gezahnten Abschnitt (10A) und den zylindrischen Abschnitten (10C, 10D) als Nockenelemente (40, 41) ausgebildet sind.

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14. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitelemente (42, 43) jeweils eine der Zahnstange (10) zugewandte Fläche (42A, 43A) aufweisen, die in Richtung zu den Enden der Zahnstange (10) mit zunehmendem Abstand zur Zahnstange (10) abgeschrägt ist.

15. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitelemente (42, 43) einstückig an den Schwingkäfig (15) angeformt sind.

16. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkäfig (115) eine Blattfeder (121) aufweist, die mit ihren beiden Enden (142, 143) so abgebogen ist, daß sie Gleitelemente bilden.

17. Entlastungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet durch eine Andruckvorrichtung (45), die an der dem gezahnten Abschnitt (10A) abgewandten Seite der Zahnstange (10) angeordnet ist und die Zahnstange (10) gegen die Lenkwelle (12) drückt.

18. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckvorrichtung (45) eine Zahnstangenführung (46) in Kontakt mit der Zahnstange (10), ein elastisches Andruckelement (47) zum Andrücken der Zahnstangenführung (46) an die Zahnstange (10) und eine Schraube (48) zum Einstellen der Andruckkraft des elastischen Andruckelements (47) umfaßt.

03G0A4/083A