DE3137366A1

DE3137366A1 - "hilfskraftlenkung"

Info

Publication number: DE3137366A1
Application number: DE19813137366
Authority: DE
Inventors: Helmut Ing.(grad.) 7073 Lorch Knödler; Armin Ing.-grad. 7070 Schwäbisch Gmünd Lang
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1981-09-19
Filing date: 1981-09-19
Publication date: 1983-04-14
Also published as: GB2106057A; DE3137366C2; FR2513204A1; JPS5861072A; FR2513204B1; US4438679A; GB2106057B

Description

Die Erfindung betrifft eine Servolenkung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Hilfskraftlenkung ist bekannt aus der DE-PS 19 24 032. Dabei ist das drehbare Ventilgehäuse des Steuerventils auf einem großen Teil seiner Umfangsflache von Räumen umgeben, die unter Rücklaufdruck stehen. Ein Teil seiner einen Stirnfläche steht im Bereich der mit dem Ventilgehäuse fest verbundenen Gewindespindel mit dem einen Druckraum des Servomotors in Verbindung. Da die Stirnseiten des Steuerventils nicht ausgeglichen sind, ergibt sich auf das Steuerventil ein dem hohen Arbeitsdruck entsprechender starker Axialschub, der durch entsprechend große Axiallager ausgeglichen werden muß. Der Axialschub tritt nur in einer Lenkrichtung auf> nämlich nur dann, wenn der dem Steuerventil benachbarte Druckraum des Servomotors mit Arbeitsdruck beaufschlagt ist. Somit ergibt sich zusätzlich eine starke Wechselbelastung des Steuerventils. Durch eine gegenüber älteren Hilfskraftlenkungen zusätzlich angeordnete Dichtung und eine Entlastungsbohrung wird der Axialschub zwar etwas vermindert, aber nicht ganz ausgeglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Hilfskraftlenkung derart zu verbessern, daß das Steuerventil ohne zusätzlichen Aufwand von axialen Druckkräften ganz entlastet ist. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Ausbildung und Anordnung der vier gleich großen wirksamen Flächen ist das Steuerventil in allen Betriebszuständen ausgeglichen. In der Neutralstellung des Steuerventils sind alle Flächen vom Durchlaufdruck beaufschlagt. In den beiden Lenkstellungen stehen jeweils zwei einander entgegenwirkende Flächen mit dem Arbeitsdruck bzw. mit dem Rücklaufdruck in Berührung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Lenkung.

Akte 5792 G

Die Hilfskraftlenkung enthält in einem Lenkungsgehäuse 1 ein Lenkgetriebe, das im wesentlichen aus einer Gewindespindel 2, einer mit der Gewindespindel über einen Kugelumlauf 3 in Verbindung stehenden Lenkmutter 4 und einer Lenkwelle 5 besteht. Die Lenkmutter 4 und die Lenkwelle 5 stehen in bekannter Weise über eine Verzahnung miteinander in Berührung. An der Lenkmutter 4 ist ein Servokolben 6 ausgebildet, der zusammen mit einem zylindrisch ausgebildeten Teil 7 des Lenkungsgehäuses 1 einen Servomotor 8 bildet. Der Servokolben 6 trennt in dem Servozylinder 7 zwei Druckräume 9 und 10 voneinander.

Die beiden Druckräume 9 und 10 stehen über Druckkanäle 11 bzw. 12 mit einem Steuerventil 13 in Verbindung, das ebenfalls in dem Lenkungsgehäuse 1 integriert ist.

Das Steuerventil 13 enthält zwei in einem Ventilgehäuse 14 verschiebbar angeordnete Steuerventilkolben 15 und 16. Die Ventilkolben 15 und 16 sind durch zwei mit einer Lenkspindel 17 verbundene Betätigungszapfen 18 und 19 verstellbar. Die Ventilkolben 15 und 16 und das Ventilgehäuse 14 sind in bekannter Weise, z. B. gemäß DE-PS 11 33 642, mit Steuernuten versehen. Das Ventilgehäuse 14 ist mit der Gewindespindel 2 fest verbunden und drehbar in dem Lenkungsgehäuse gelagert.

Das Steuerventil dient zur Verteilung des von einer Servopumpe 20 aus einem Behälter 21 zu einem Zulaufanschluß 22 geförderten Druckmittels auf die beiden Druckräume 9 und 10 des Servomotors 8. Zur Rückleitung des Druckmittels von dem Steuerventil 13 zu dem Behälter 21 ist ein Rücklaufanschluß 23 an dem Lenkungsgehäuse angeordnet.

Das Steuerventil 13 weist an seinem Ventilgehäuse 14 vier Flächen 24, 25, 26 und 27 auf, die in axialer Richtung des Servomotors wirken und von unterschiedlich hohen Drücken beaufschlagbar sind. Die vier Flächen 24 bis 27 weisen gleich große

Akte 5792 G

Querschnitte auf. Die Fläche 24 steht mit dem Zulaufanschluß 22 in Verbindung und ist als kreisringförmige Fläche durch eine innere Umlaufdichtung 28 und eine äußere Umlaufdichtung 29 begrenzt. Die Fläche 25 steht mit dem Rücklaufanschluß in Verbindung und ist als kreisförmige Fläche ausgebildet, die von der Umlaufdichtung 28 begrenzt ist. Die Fläche 26 steht mit dem an das Steuerventil 13 anschließenden Druckraum 9 des Servomotors in Verbindung und ist als kreisförmige Stirnfläche des Ventilgehäuses 14 und der Gewindespindel 2 von einer inneren Umlaufdichtung 30 begrenzt. Die Fläche 27 steht mit dem anderen Druckraum 10 des Servomotors 8 über den Druckkanal 12 in Verbindung und ist als kreisringförmige Fläche durch die äußere Umlaufdichtung 29 und die innere Umlauf"dichtung 30 begrenzt.

In der Neutralstellung des Steuerventils 13 stehen alle vier Flächen 24 bis 27 bei einer Ausführung des Steuerventils mit "offener Mitte" mit dem Durchlaufdruck von der Servopumpe 20 zu dem Behälter 21 in Verbindung. Dadurch ist das Steuerventil in axialer Richtung druckausgeglichen. In der einen Lenkrichtung,-in der der Druckraum 9 mit Arbeitsdruck beaufschlagt ist, wirkt auf die Flächen 26 und 24 der Arbeitsdruck, während die Flächen 25 und 27 mit Rücklaufdruck in Berührung stehen. Da die kreisförmige Fläche 26 und die kreisringförmige Fläche 24 ebenso wie die kreisförmige Fläche 25 und die kreisringförmige Fläche 27 gleich groß sind, ist auch in diesem Betriebszustand das Steuerventil 13 in axialer Richtung frei von unausgeglichenen Druckkräften. In der Lenkstellung, in der der Druckraum 10 mit unter Arbeitsdruck stehendem Druckmittel versorgt wird, sind die beiden kreisringförmigen Flächen 24 und 27 vom gleich hohen Arbeitsdruck beaufschlagt, während die beiden kreisförmigen Flächen 25 und 26 mit dem Rücklaufdruck in Berührung stehen. Auch in diesem Betriebszustand ist das Steuerventil 13 von axialen Druckkräften entlastet.

Akte 5792 G

Leerseite

Claims

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft
Friedrichshafen

Hilfskraftlenkung

Patentansprüche

Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge,

mit^einem Lenkungsgehäuse, in dem ein Lenkgetriebe und ein zwischen einer Lenkspindel und dem Lenkgetriebe angeordnetes, umlaufendes Steuerventil für die Verteilung des von einer Servopumpe aus einem Behälter geförderten Druckmittels auf die Druckräume eines in dem Lenkungsgehäuse integrierten Servomotors, dessen einer Druckraum an das Steuerventil anschließt, angeordnet sind, wobei voneinander getrennte, mit Arbeitsdruck bzw. mit Rücklaufdruck beaufschlagte Räume an dem Steuerventil angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (13) vier gleich große wirksame Flächen (24, 25, 26, 27) aufweist, von denen

- eine mit dem Zulauf anschluß (22) ,
eine mit dem Rücklaufanschluß (23),

- eine mit dem einen, an das Steuerventil (13) anschließenden Druckraum (9) des Servomotors (8) und eine mit dem anderen Druckraum (10) des Servomotors (8) verbunden ist,

wobei die mit dem Zulauf- und dem Rücklaufanschluß (22 bzw. 23) verbundenen Flächen (24, 25) von dem Servomotor (8) abgekehrt sind und wobei die mit den beiden Druckräumen (9, 10) des Servomotors (8) verbundenen Flächen (26, 27) dem Servomotor (8) zugewandt sind.

Akte 5792 G
2. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Rücklaufanschluß (23) und mit dem an das Steuerventil (13) anschließenden Druckraum (9) des Servomotors (8) in Verbindung stehenden wirksamen Flächen (25, 26) des Steuerventils (13) einen gleich großen kreisförmigen Querschnitt haben, der von je einer inneren Umlaufdichtung (28 bzw. 30) begrenzt ist und daß die mit dem Zulaufanschluß (22) und dem anderen Druckraum (10) des Servomotors (8) in Verbindung stehenden Flächen (24, 27) des Steuerventils (13) einen gleich großen kreisringförmigen Querschnitt aufweisen, der einerseits durch die gleichen Umlaufdichtungen (28, 30) begrenzt ist wie die beiden erstgenannten Flächen (25, 26) und andererseits von einer weiteren, äußeren Umlaufdichtung (29) begrenzt ist.
3. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 2, dadurch gekenzeichnet, daß der an das Steuerventil (13) anschließende Druckraum (9) durch einen Druckkanal (11) direkt mit dem Steuerventil (13) verbunden ist und der andere Druckraum (10) über einen Druckkanal (12) mit einem an die eine wirksame Fläche (27) angrenzenden, durch die die Fläche (27) begrenzenden Umlaufdichtungen (29 und 30) begrenzten Ringraum verbunden ist.

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