DE3220922A1 - Servolenkung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Servolenkung, insbesondere für
• Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
• Eine derartige "geschwindigkeitsabhängige" Lenkung, d. h.
• eine Lenkung, bei der die Höhe der hydraulischen Rückwirkungskraft in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit veränderbar ist, ist bekannt durch das Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 der DE-OS 27 07 991. Darin wird ein Steuerorgan durch einen Regler verstellt, wobei eine Verbindung zwischen einer Druckleitung von der Pumpe und einer zu den Rückwirkungsräumen führenden Leitung mehr oder weniger weit geöffnet wird.
• Die beiden Rückwirkungsräume sind miteinander verbunden und werden beide von demselben Druck beaufschlagt. Die gleichzetig als Rückwirkungskolben wirkenden Ventilkolben des Steuerventils müssen deshalb mit Anschlägen im Ventilgehäuse versehen sein, die für jede Lenkrichtung nur jeweils einem Ventilkolben eine Bewegung erlauben. Die Ventilkolben können deshalb nicht zwangsgeführt sein, wodurch die Lenkung bei Fehlfunktion selbsttätig einlenken kann. Bei einem Ausfall des geregelten Rückwirkungsdruckes arbeitet das Steuerventil außerdem ohne Rückwirkung. In diesem Fall kann es zu einem "Verreißen" der Lenkung kommen, da der Fahrer kein Lenkgefühl mehr hat.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand eine Servolenkung mit geschwindigkeitsabhängiger Rückwirkungskraft zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Lenkung vermeidet und unter Verwendung eines zwangsgesteuerten Kolbenventils bei einem Ausfall der geregelten Rückwirkungskraft mit maximaler Rückwirkung arbeitet.
• Durch die DE-OS 28 45 169 ist eine Servolenkung bekannt, bei der ein Ausfall des Fahrgeschwindigkeitssensors zu einer erschwerten Lenkung führt. Nachteilig bei einer solchen Lenkung ist jedoch, daß diese Einrichtung bei einem Stillstand des Fahrzeugs eine außergewöhnlich hohe zur Lenkung erforderliche Kraft verursacht. Außerdem enthält die Rückwirkungseinrichtung zwei zusätzliche Rückwirkungskolben, die eine zusätzliche Reibung oder ein zusatzliches Spiel verursachen.
• Unter Vermeidung der dieser Servolenkung anhaftenden Nachteile wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Servolenkung, Fig. 2 sin weiteres Ausführungsbeispiel der Servolenkung.
• Die Servolenkung enthält ein in einem nicht dargestellten Lenkgetriebe angeordnetes Steuerventil 1, über das einem Servomotor 2 Druckmittel von einer Servopumpe 3 zugeführt und von dort in einen Behälter 4 zurückgeführt wird. Das Steuerventil 1 enthält in einem Ventilgehäuse 5 einen Ventilkolben 6, der über ein Xenkhandrad zwangsläufig verschiebbar ist.
• Das Druckmittel wird dem Steuerventil 1 von der Servopumpe 3 in zwei Gehäuseringnuten 7 und 8 zugeführt. Zwei Kolbennuten 9 und 10 des Ventilkolbens 6 stehen über zwei Leitungen 11 und 12 in Verbindung mit den beiden Arbeitsräumen des Servomotors 5. Eine zentrale Gehäuseringnut 13 steht über eine Rücklaufleitung 14 in Verbindung mit dem Behälter 4.
• An den Enden des Ventilkolbens 6 sind Rückwirkungsräume 15 und 16 angeordnet. Von den Rückwirkungsräumen 15 und 16 gehen Rückwirkungsleitungen 17 und 18 aus, die sich zu einer gemeinsamen Leitung 19 vereinigen.
• In den Rückwirkungsleitungen 17 und 18 sind zwischen den Rückwirkungsräumen 15 und 16 einerseits und der Leitung 19 andererseits feste Drosselstellen 20 und 21 angeordnet. Die Leitung 19 führt über ein Steuerorgan 22 in den Behälter 4.
• Das Steuerorgan 22 ist beispielsweise als Düse-Prallplatte-System gemäß US-PS 36 90 400 oder als elektro-hydraulischer Wandler gemäß DE-Patentanmeldung P 30 41 824.7 ausgebildet. Wesentlich ist, daß mit dem Steuerorgan 22 in die Leitung 19 eine Drosselstelle zwischen den Rückwirkungsräumen 15 und 16 und dem Behälter 4 eingeschaltet ist, die einen veränderbaren Drosselquerschnitt besitzt. Der Drosselquerschnitt wird in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt.
• Zwischen den Rückwirkungsräumen 15 und 16 und den dazugehörigen Arbeitsräumen des Servomotors 2 sind Rückschlagventile 23 und 24 angeordnet, die in Richtung auf die Rückwirkungsräume 15 und 16 auf steuerbar sind. Die Rückschlagventile können entweder in dem Ventilkolben 6 zwischen den Kolbennuten 9 und 10 und den Rückwirkungsräumen 15 und 16 oder - wie in Fig. 1 dargestellt - zwischen den Leitungen 11 und 12 und den Rückwirkungsleitungen 17 und 18 angeordnet sein.
• Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Steuerventil als Drehkolbenventil mit zwei in einem drehbaren Ventilgehäuse 25 angeordneten Ventilkolben 26 und 27, die durch zwei Zapfen 28 und 29 eines nicht dargestellten, gabelförmigen Endes einer Lenkspindel zwangslAu£ig verschiebbar sind. Da Druckmittel wird dem Steuerventil durch Anschlüsse 30 und 31 zuflefUhrt.
• An jedem Ende der Ventilkolben 26 und 27 sind Rückwirkungsräume 32, 33, 34 und 35 angeordnet, die kreuzweise über Leitungen 36 und 37 miteinander in Verbindung stehen.
• Von den Rückwirkungsräumen 32 bis 35 ist an jedem Ventilkolben 26 und 27 nur jeweils ein Rückwirkungsraum 32 bzw. 34 über ein Rückschlagventil 38 bzw. 39 mit dem zugehörigen Arbeitsraum des Servomotors 2 verbunden. Die Rückschlagventile 38 und 39 sind als Kugel-Sitzventile ausgebildet und federbelastet. Vorteilhafterweise stützen sich die Federn 40 und 41 an dem Ventilgehäuse 25 ab. Dadurch wird nur ein geringer Aufwand erforderlich. Außerdem stützen sich die Federkräfte gegenseitig an der gabelförmigen Lenkspindel ab.
• Die Anordnung der festen Drosselstellen 20 und 21 und des Steuerorgans 22 entspricht der Ausführung nach Fig. 1.
• Funktion In der in Fig. 1 dargestellten Neutralstellung sind die mit dem Servomotor verbundenen Kolbennuten 9 und 10 drucklos. Die beiden Rückschlagventile 23 und 24 sind daher geschlossen und der Druck in den beiden Rückwirkungsräumen 15 und 16 kann sich über die beiden Drosselstellen 20 und 21 ausgleichen.
• Wird durch Betätigen des Lenkhandradés der Ventilkolben 6 beispielsweise nach rechts verschoben, so baut sich in der Kolbennut 10 ein Druck auf, der sich über das Rückschlagventil 24 in den Rückwirkungsraum 16 fortpflanzt. Ist die veränderbare Drossel des fSteuerorgans 22 geschlossen, so pflanzt sich dieser Druck weiter pber die Drosselstelle 21 und die Drosselstelle 20 in den Rückwirkungsraum 15 fort, weil das dann geschlossene Rückschlagventil 23 ein Abströmen in die Kolbennut 9 verhindert. Bei geschlossener Drosselblende des Steuerorgans 22 ist also über dem Ventilkolben 6 kein Differenzdruck wirksam.
• Ist die veränderbare Drossel des Steuerorgans 22 dagegen geöffnet, so kann bei nach rechts ausgelenktem Ventilkolben 6 aber das Rückschlagventil 24 und die Drosselstelle 21 ein Steuerstrom über das geöffnete Steuerorgan 22 zum Behälter 4 entweichen. Zwischen der Drosselstelle 21 und dem Steuerorgan 22 herrscht demnach der Behälterdruck, der sich über die Drosselstelle 20 auf den Rückwirkungsraum 15 fortpflanzt. In diesem Falle ist über dem Ventilkolben 6 der volle Druck des Servomotors als Rückwirkungsdruck wirksam.
• Der Druck in dem Rückwirkungsraum 15 wird um so höher und damit der Differenzdruck am Ventilkolben 6 um so kleiner, je mehr die veränderbare Drosselstelle des Steuerorgans 22 geschlossen ist, Die Funktion der Ausführungsform nach Fig. 2 ist entsprechend. Vorteilhaft ist bei dieser Ausführung außerdem die Anordnung von zwei Rückwirkungsräumen 32 und 33 bzw. 34 und 35 an jedem Ventilkolben 26 und 27. Durch das dadurch erzeugte Kräftepaar ist die Mitnehmergabel an den beiden Zapfen 28 und 29 kraftausgeglichen.
• In die von den Rückwirkungsräumen 15, 16 zu dem Behälter 4 führende Rückwirkungsleitung 19 ist zwischen den festen Drosselstellen 20, 21 und dem Steuerorgan 22 ein der Begrenzung der RUckwirkungskraft dienendes Druckminderventil 42 eingebaut.
• Die mit der vorliegenden Erfindung erreichbaren Vorteile liegen darin, daß die Rückwirkungssteuerung leckölfrei arbeitet und daß, unabhängig von Fertigungstoleranzen, bei einer wirksamen Auslenkung des (der) Ventilkolben(s) die Rückwirkung spontan einsetzt.
• Leerseite

Claims (5)

1. Servolenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge A n s p r ü c h e 9 Servolenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Servomotor, einer Servopumpe, einem Behälter und einem Steuerventil mit einem zusätzlichen Anschluß für ein Steuerorgan mit in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit veränderbarem Drosselquerschnitt, wobei das Steuerventil wenigstens einen verschiebbaren Ventilkolben und mindestens zwei Rückwirkungsräume aufweist und wobei der (die) Ventilkolben in beiden Lenkrichtungen zwangsläufig verschiebbar ist (sind), dadurch g e k e n n z e i c h -net - daß die Rückwirkungsräume (15, 16; 33, 35) durch feste Drosselstellen (20, 21) hydraulisch voneinander getrennt sind, - daß die Rückwirkungsräume (15, 16; 32, 33, 34, 35) über je eine feste Drosselstelle (20, 21) und über das gemeinsame Steuerorgan (22) mit dem Rücklauf zum Behälter (4) verbindbar sind und - daß zwischen den Rückwirkungsräumen (15, 16; 32, 34) einerseits und den diesen zugeordneten Arbeitsräumen des Servomotors (2) andererseits in Richtung zum jeweiligen Rückwirkungsraum (15, 16; 32, 34) auf steuerbare Rückschlagventile (23, 24; 38, 39) angeordnet sind.
2. 2. Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -zeichnet, - daß das Steuerventil (1) einen Ventilkolben (6) enthält, an dessen Enden je ein Rückwirkungsraum (15 bzw. 16) angeordnet ist und - daß die Rückschlagventile (23, 24) zwischen je einer von dem Steuerventil (1) zu einem Arbeitsraum des Servomotors (2) führenden Leitung (11 bzw. 12) und je einer von dem Rückwirkungsraum (15 bzw. 16) zu dem Behälter (4) führenden, die Drosselstellen (20 bzw. 21) enthaltenden Rückwirkungsleitung (17 bzw. 18) angeordnet sind.
3. 3. Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -zeichnet, - daß das Steuerventil zwei Ventilkolben (26, 27) enthält, an deren beiden Enden je ein Rückwirkungsraum (32, 33, 34, 35) angeordnet ist, - daß die Rückwirkungsräume (32, 33, 34, 35) durch Leitungen (36, 37) kreuzweise paarweise miteinander verbunden sind und - daß nur jeweils ein Rückwirkungsraum (32 bzw. 34) jedes Ventilkolbens (26 bzw. 27) mit dem entsprechenden Arbeitsraum des Servomotors (2) verbindbar ist. (Fig. 2)
4. 4. Servolenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Rückschlagventile (23, 24; 38, 39) in dem (den) Ventilkolben (6; 26, 27) angeordnet sind.
5. 5. Servolenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen den beiden Drosselstellen (20, 21) einerseits und dem Steuerorgan (22) andererseits ein Druckminderventil (42) angeordnet ist, durch das der Druck in den Ruckwirkungsräumen (15, 16; 32, 33, 34, 35) auf einen Maximalwert begrenzbar ist.