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"Servolenkung für Fahrzeuge mit einem
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Modulierventil zur Bildung eines Reaktionsdruckes" Die Erfindung
bezieht sich auf eine Servolenkung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Bei einer bekannten Servolenkung dieser Art (DE-PS 10 40 392) ist
das Modulierventil zwischen die Reaktionsdruckkammer und den der Arbeitsdruckkammer
zugehörigen Ventilanschluß des Steuerventiles eingeschaltet, so daß zwei Druckverbindungen
zwischen Modulierventil und Steuerventil erforderlich sind und am Modulierventil
als Ausgangsdruck der unreduzierte Arbeitsdruck der Servolenkung während einer entsprechenden
Lenkbetätigung ansteht. Bei dieser bekannten Servolenkung ist der bauliche und räumliche
Aufwand für das Steuerventil auch noch deswegen groß, weil die Reaktionsdruckkammer
vollkommen unabhängig von den Ventilanschlüssen des Steuerventiles angeordnet sein
muß.
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Bei einer bekannten Servol?nkung anderer Art (DE-OS 28 51 773) wird
zwar ein n Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit und/oder anderen Pai-ametern
arbeitendes Modulierventil zur Bildung eines von den Parame-
tern
abhängigen Reaktionsdruckes verwendet, die am Handlenkrad fühlbare Rückwirkung resultiert
jedoch aus einem Fm Ventilstellglied mit Hilfe von zusätzlichen Reaktionsdruckkolben
zur Wirkung gebrachten Differenzdruck. Dieser Differenzdruck wird aus dem vollen
Arbeitsdruck und dem vom Modulierventil eingestellten Reaktionsdruck gebildet1 so
daß die als Rückwirkung fühlbare Druckdifferenz Druckwerte zwischen Null und dem
Istwert des Arbeitsdruckes annehmen kann. Bei dieser bekannten Servolenkung werden
die dem Rechtseinschlag zugehörige Anordnung von Reaktionsdruckkammer und -kolben
und die dem Linkseinschlag zugehörige Anordnung synchron mit Druck beaufschlagt,
so daß besondere Mittel zum Abfangen der Druckkraft der dem jeweiligen Lenkeinschlag
nicht zugehörigen Anordnung erforderlich sind.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen
darin, den baulichen Aufwand bei einer Servolenkung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch
1 zu verringern.
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Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise
mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
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Die Patentansprüche 2 bis 12 haben vorteilhafte Ausgestaltungen der
Servolenkung nach der Erfindung zum Gegenstand.
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Bei der Servolenkung nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß zwischen
Modulierventil und Reaktionsdruckkammer nur eine Druckverbindung erforderlich ist
und am Mo-
dulierventil ein durch die Drossel gegenüber dem Arbeitsdruck
reduzierter Ausgangsdruck ansteht.
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Bei der Servolenkung nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß durch
die zwischen Modulierventil und Druckmittelablauf eingeschaltete Drossel mit niedrigeren
Druckwerten und zeitlichen Durchflußmengen für den Reaktionsdruck gearbeitet werden
kann.
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Bei der Servolenkung nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß zur
Bildung der Reaktionsdruckkraft keine Reaktionskolben erforderlich sind.
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Bei der Servolenkung nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die
Charakteristik der Rückwirkung durch eine eine Drossel enthaltende Bypaß-Drosselverbindung
zum Modulierventil veränderbar ist.
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Bei der Servolenkung nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die
Rückwirkung durch ein parallel zum Modulierventil geschaltetes Ventil begrenzbar
ist.
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Bei der Servolenkung nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die
Charakteristik der Rückwirkung durch eine aufsteuerbare Sperrventilanordnung veränderbar
ist, die der zwischen Modulierventil und Druckmittelablauf liegenden Drossel parallelgeschaltet
ist.
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Bei der Servolenkung nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die
Reaktionsdruckkammer mit der Arbeitsdruckkammer über den zugehörigen Ventilanschluß
des Steuerventiles verbunden ist.
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Bei der Servolenkung nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die
Reaktionsdruckkammer durch einen die Drossel enthaltenden Druckkanal des Ventilstellgliedes
mit dem zugehörigen Ventilanschluß des Steuerventiles verbunden ist.
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Bei der Servolenkung nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die
beiden einerseits mit jeweils einer Arbeitsdruckkammer verbundenen Reaktionsdruckkammern
andererseits untereinander durch eine ein gemeinsames Modulierventil enthaltende
Kurzschluß-Druckverbindung verbunden sind.
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Bei der Servolenkung nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die
Sperrventilanordnung in einen Druckkanal des Ventilstellgliedes des Steuerventiles
eingeschaltet ist.
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Bei der Servolenkung nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß dem
Ventil zur Begrenzung der Rückwirkung die zwischen Modulierventil und Druckmittelablauf
liegende Drossel nachgeschaltet ist.
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Bei der Servolenkung nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß das
Ventil zur Begrenzung der Rückwirkung unmittelbar zwischen Reaktionsdruckkammer
und Druckmittelablauf eingeschaltet ist.
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Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen
in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung von zwei in der Zeichnung schematisch
dargestellten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung bedeu-
ten
Fig. 1 ein hydraulisches Blockschaltbild einer Servolenkung nach der Erfindung in
einer ersten Ausführungsform und Fig. 2 ein hydraulisches Blockschaltbild einer
Servolenkung nach der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform.
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Die beiden Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 stimmen in folgenden
Merkmalen überein: Eine Lenkspindel 37 ist in nicht mehr dargestellter Weise an
ihrem einen Ende mit einem Handlenkrad und am anderen Ende mit einer Lenkschnecke
4 jeweils drehfest verbunden.
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Die Lenkschnecke 4 ist ihrerseits in einem Arbeitszylinder 34 eines
Lenkservomotores 6 drehbar und axial unverschiebbar gelagert sowie mit einer Lenkmutter
35 schraubbeweglich verbunden. Die Lenkmutter 35 ist in einem den Arbeitszylinder
34 in zwei Arbeitsdruckkammern 13 und 14 unterteilenden Arbeitskolben 33 drehbar
und axial unverschiebbar gelagert, der in üblicher Weise mit dem Lenkstockhebel
der Fahrzeuglenkung in Triebverbindung steht.
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Am Außenumfang ist die Lenkmutter 35 mit einem zu ihr bewegungsfesten
radialen Steuerlineal 36 versehen, das ein als Axialschieber ausgebildetes Ventilstellglied
8 eines Steuerventiles 5 betätigt. Zwei Ventilanschlüsse 15 und 16 des Steuerventilez-
5 sind jeweils über eine Druckverbindung 38 bzw. 39 mit einer zugehörigen Arbeitsdruckkammer
13 bzw. 14 verbunden. Zwei weitere Ventilanschlüsse 40 und 41 des Steuerventiles
5 sind an eine als
Druckmittelablauf verwendete Rücklaufleitung
22 angeschlossen, die zu einem Druckmittel-Vorratsbehälter 42 führt. Eine aus dem
Vorratsbehälter 42 ansaugende Druckpumpe 17 ist über ihre Förderdruckleitung 43
mit einem weiteren Ventilanschluß 44 des Steuerventiles 5 verbunden. Das Ventilstellglied
8 ist mit zwei Steuerkanten-Paaren 45 und 46 versehen, über die am Arbeitskolben
33 entweder Druckgleichgewicht für Geradeausfahrt oder eine den jeweiligen Lenkeinschlag
unterstützende Differenzdruckkraft durch Drosselung oder Absperrung von entsprechenden
Ventildurchgängen zwischen den Ventilanschlüssen 15 und 16 einerseits und den Ventilanschlüssen
40,41 und 44 andererseits einstellbar ist. Die Stirnenden des Ventilstellgliedes
8 sind als jeweilige Reaktionsdruckfläche 11 bzw. 12 verwendet, die in entsprechenden,
bewegungsfest zum Ventilgehäuse 23 des Steuerventiles 5 ausgebildeten Reaktionsdruckkammern
9 bzw. 10 liegen.
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Die Steuerkanten-Paare 45 und 46 werden in ihrer gezeichneten Neutralstellung
- in der beide Ventilanschlüsse 15 und 16 sowohl mit der Förderdruckleitung 43 als
auch mit der Rücklaufleitung 22 verbunden sind - durch eine sich zwischen Anschlagscheiben
48 und 49 abstützende Zentrierfeder 47 gehalten. Die Anschlagscheiben 48 und 49
arbeiten dabei mit Anschlägen 50 und 52 des Ventilstellgliedes 8 einerseits und
mit Anschlägen 51 und 53 des Ventilgehäuses 23 andererseits zusammen.
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Bei einem Lenkeinschlag gemäß der Pfeilrichtung 3 wird nach Überwindung
der Vorspannkraft der Zentrierfeder 47 das Ventilstellglied 8 vom Steuerlineal 46
derart aus
seiner Neutralstellung ausgelenkt, daß sich am Ventilanschluß
15 und somit in der Arbeitsdruckkammer 13 ein höherer Druck einstellt als am Ventilanschluß
16 bzw.
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in der Arbeitsdruckkammer 14. Um am Handlenkrad eine Rückwirkung fühlbar
zu machen, wird hierbei die gegensinnig zur Pfeilrichtung 3 wirksame Reaktionsdruckfläche
11 mit einem Reaktionsdruck beaufschlagt. Zu diesem Zweck steht die zugeordnete
Reaktionsdruckkammer 9 über eine eine Drossel 18 enthaltende Druckverbindung 20
mit der wirksamen Arbeitsdruckkammer 13 in Verbindung, die auch unter Umgehung des
Steuerventiles 5 gemäß der gestrichelten Druckverbindung 20a mit Drossel 18a hergestellt
sein kann.
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Um - z.B. bei höheren Fahrgeschwindigkeiten - einen höheren Reaktionsdruck
einstellen zu können, ist die Reaktionsdruckkammer 9 noch mit einem Ventilanschluß
54 eines Modulierventiles 7 verbunden, von dem ein weiterer Ventilanschluß 55 bei
der erläuterten Auslenkung des Ventilstellgliedes 8 mit der Rücklaufleitung 22 in
einer Weise verbunden ist, die weiter unten noch beschrieben wird.
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Das Modulierventil 7 bildet in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit
einen Druckabfall zwischen der Reaktionsdruckkammer 9 und seinem Ventilanschluß
55.
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Bei Verwendung je eines gesonderten Modulierventiles 7 für die Reaktionsdruckkammern
9 und 10 entsprechend der bekannten gattungsgemäßerl Servolenkung der DE-PS 10 40
392 kann der Venti;nschluß auch direkt mit der Rücklaufleitung 22 - ggf. unter ischaltung
einer Drossel gemäß Patentanspruch 2 - verbunden ein.
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Bei den beiden usiührllllgsfornIcn ist jedoch ein gemein-
sames
Modulierventil 7 für beide Reaktionsdruckkammern 9 und 10 verwendet, da die dem
Lenkeinschlag 3 nicht zugehörige Reaktionsdruckkammer 10 durch eine der Druckverbindung
20 ansonsten funktionsgleiche, eine Drossel 19 enthaltende Druckverbindung 21- die
auch entsprechend der gestrichelt gezeichneten Druckverbindung 21a mit Drossel 19a
unter Umgehung des Steuerventiles 5 gelegt sein kann - mit der Arbeitsdruckkammer
verbunden ist, die ihrerseits mit der Rücklaufleitung 22 durch das Steuerkanten-Paar
46 zumindest in gedrosselter Verbindung steht. Bei dieser Anordnung ist somit die
Drossel 19, die bei wirksamer Arbeitsdruckkammer 14 - also bei dem zur Pfeilrichtung
3 entgegengesetzten Lenkeinschlag - zur proportionalen Ableitung des Ausgangsdruckes
in der Reaktionsdruckkammer 10 vom Arbeitsdruck verwendet ist - zwischen den Anschluß
55 des Modulierventiles 7 und die Rücklaufleitung 22 eingeschaltet -entsprechend
der Drossel nach Patentanspruch 2.
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Zur Erzielung kurzer Leitungswege sind für die Druckverbindungen 20
und 21 jeweils ein zum zugehörigen Ventilanschluß 15 bzw. 16 führender Druckkanal
30 bzw. 31 im Ventilstellglied 8 verwendet.
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Das gemeinsame Modulierventil 7 ist mit seinen Ventilanschlüssen 54
und 55 in eine die Reaktionsdruckkammern 9 und 10 untereinander verbindende Kurzschluß-Druckverbindung
32 eingeschaltet, so daß mit wechsolndem Lenkeinschlag an den Ventilanschlüssen
51t und 55 wechselweise Reaktionsdruck oderRückleitullgsdruclc ansteht.
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Schließlich stinlrici beide nrcsiüirllngsio irncir der Fig. 1
und
2 noch darin überein, daß dem Modulierventil 7 eine eine Drossel 24 enthaltende
Bypaß-Drosselverbindung 25 parallelgeschaltet ist.
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Die beiden Ausführungsformen unterscheiden sich zunächst durch die
Maßnahmen zur Begrenzung der Handkraft durch Verwendung von Druckbegrenzungsventilen
für den Reaktionsdruck.
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Während bei der Ausführungsform der Fig. 1 die beiden Reaktionsdruckkammern
9 und 10 miteinander durch eine das Modulierventil 7 und die Drossel 24 umgehende
Bypaß-Kurzschlußverbindung 46 miteinander verbunden und in letztere zwei gegensinnig
arbeitende Druckbegrenzungsventile 26 und 27 eingeschaltet sind, wodurch zwischen
jeweiligem Druckbegrenzungsventil 26 bzw. 27 und der Rücklaufleitung 22 noch die
Drossel 19 bzw. 18 der jeweils unwirksamen Reaktionsdruckkammer 10 bzw. 9 liegt,
sind bei der Ausführungsform der Fig. 2 die Druckbegrenzungsventile 26 und 27 unmittelbar
mit der Rücklaufleitung 22 verbunden.
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Eine auch bei der Ausführungsform der Fig. 1 anwendbare Sperrventilanordnung
28 bzw. 29 parallel zur Drossel 19 bzw. i8 der jeweils nach dem Rücklauf geschalteten
Reaktionsdruckkammer 10 bzw. 9 zeigt die Fig. 2.Jede Sperrventilanordnung 28 bzw.
29 sperrt zunächst unter dem Einfluß des Arbeitsdrucke; des angeschlossenen Ventilanschlusses
15 bzw. 16 beim betreefenden Lenkeinschlage Die jeweils mit der nach der Rücklaufleituilg
22 geschalteten Reaktionsdruckkammer 9 bzw. 10 verbundene Sperrventilanordilung
ist jedoch in nicht mehr dargestellter Wcise auf-
steuerbar, so
daß die Charakteristik der nach dem Rücklauf geschalteten parallelen Drossel i8
bzw. 19 veränderbar ist.
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