DE2323522A1

DE2323522A1 - Hydraulische lenkbegrenzung fuer eine hilfskraftlenkeinrichtung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2323522A1
Application number: DE19732323522
Authority: DE
Inventors: Falk Dipl Ing Kurz; Armin Lang; Wolfgang Dipl Ing Walter
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1973-05-10
Filing date: 1973-05-10
Publication date: 1974-11-28
Also published as: YU127574A; YU35424B; JPS5052725A; FR2228653A1; FR2228653B3; GB1457329A; SE398625B; PL88781B1; BR7403842D0

Description

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft
Friedrichshafen

Hydraulische Lenkbegrenzung für eine Hilfskraftlenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Lenkbegrenzung für eine Hilfskraftlenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem oder zwei die Hilfskraft in den Endeinschlagsstellungen der lenkbaren Fahrzeugräder abschaltenden Ventilen, wobei der Servokolben über die Abschaltpunkte hinaus manuell bis in seine Endlagen bewegbar ist.

Bei den bekannten Einrichtungen zur hydraulischen Lenkbegrenzung bei Hilfskraftlenkungen wird die Lenkbegrenzung dadurch erzielt, daß der abzuschaltende Arbeitsraum des Servomotors mit dem nicht beaufschlagten Arbeitsraum, bzw. mit dem Rücklauf über ein Ventil kurzgeschlossen wird. Bei dieser Art der Lenkbegrenzung, die durch die Drehbewegung der Lenkwelle oder die axiale Bewegung des Hydraulikkolbens

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direkt über die Abschaltventile gesteuert wird, müssen diese den gesamten, vom Steuerventil zum beaufschlagten Arbeitsraum des Servomotors fließenden Arbeitsstrom verarbeiten, um den für eine Lenkbegrenzung erforderlichen Druckabbau zu erzielen.

Dies ist jedoch nachteilig, weil bei verschieden großen ölströmen und unterschiedlichen öltemperaturen verschieden große Ventilöffnungen erforderlich sind, um die Lenkbegrenzung innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls zu bewirken. Ferner sind solche Lenkbegrenzungseinrichtungen bei einem vertretbaren Aufwand nur bis zu einem begrenzten Durchflußstrom des Druckmittels anwendbar, da über diese Grenze hinausgehende Ölströme wegen des wachsenden Durchflußwiderstandes am Lenkbegrenzungsventil kein merklicher Druckabbau mehr möglich ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei einem aufgesteuerten Lenkbegrenzungsventil der bekannten Art Druckstöße, die von den ausgelenkten Rädern in das Hydrauliksystem eingeleitet werden, nicht durch ein in den ölzulauf installiertes Rückschlagventil hydraulisch aufgefangen werden können.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorgenannten Mängel der bekannten Einrichtungen zu vermeiden, wobei die mechanisch aufsteuerbaren Abschaltventile, auch bei verschieden

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groß ausgelegten Hydrauliksystemen, nur einen geringen, etwa gleichbleibenden Steuerstrom und nicht den gesamten von der Servopumpe geförderten Druckmittelstrom verarbeiten müssen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß zwischen der Servopumpe und dem Steuerventil eine Druckwaage angeordnet ist, deren federbelasteter Kolben einen ersten, an die von der Servopumpe zum Steuerventil führende Zulaufleitung angeschlossenen Druckraum von einem zweiten, über eine Drosselleitung mit dem ersten verbundenen Druckraum trennt, wobei der Kolben in seiner unteren Hubstellung im Bereich einer mit der Rücklaufleitung verbundenen Ringnut liegt, daß der zweite Druckraum über eine Steuerleitung mit den Federkammern zweier LenkbegrenzungsventiIe verbunden ist und daß der eine Arbeitsraum des Servomotors über eine Leitung an den Druckraum des einen Lenkbegrenzungsventils und der andere Arbeitsraum des Servomotors über eine Leitung an den Druckraum des anderen Lenkbegrenzungsventils angeschlossen ist. Ferner gehört es zur Erfindung, daß in der Zulaufleitung zwischen der abzweigenden Drosselleitung und dem Steuerventil ein Rückschlagventil angeordnet ist.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die über die Lenkwelle aufsteuerbaren Lenkbegrenzungsventile jeweils nur einen geringen, die Druckwaage beeinflussenden Steuerstrom bei wirksam werdender Lenkbegrenzung auf den Rücklauf schalten,

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wodurch der gesamte Förderstrom direkt über die Druckwaage unter Umgehung der Lenkbegrenzungsventile und des Lenkventils in den Rücklauf umgeleitet wird. Dadurch bleiben Größe, Viskosität und Temperatur des Förderstromes ohne Einfluß auf die Größe der Ventilöffnungswege der Lenkbegrenzungsventile. Außerdem werden bei der erfindungsgemäßen Einrichtung durch den Einbau eines Rückschlagventils in die Zulaufleitung die in das Hydrauliksystem über die ausgelenkten Räder eingeleiteten Fahrbahnstöße wirksam aufgefangen.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Eine Hilfskraftlenkeinrichtung 1 umfaßt die nachstehend aufgeführten Einzelteile: Von einer Servopumpe 2 führt eine Zulaufleitung 3 zu einem Steuerventil 4 und von diesem führt eine Rücklaufleitung 5 zu einem Behälter 6, der an die Saugseite der Servopumpe 2 angeschlossen ist. Weiter führen von dem Steuerventil 4 zwei Arbeitsleitungen 7 und 8 zu Arbeitsräumen 9 und IO eines Servomotors 11, die durch einen Servokolben 12 voneinander getrennt sind. Der Servokolben 12 ist über einen Lenkhebel 13 an eine Lenkwelle 14 angeschlossen und unterstützt damit die von einer nicht gezeichneten Lenkspindel ausgehende mechanische Lenkarbeit. Mit der Lenkwelle 14 ist ein Nockenpaar 15 und 16 drehfest verbunden, die zum Aufsteuern zweier entsprechend angeordneter Lenkbegrenzungs-

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ventile 17 und 18 dienen, sobald eine der Endstellungen der Lenkung erreicht wird. Jedes der Lenkbegrenzungsventile 17 und 18, deren Abschaltpunkte unabhängig voneinander einstellbar sind, weist einen Druckraum 19 bzw. 20 auf, der über eine Leitung 21 bzw. 22 an die Arbeitsleitung 7 bzw. 8 angeschlossen ist, ebenso eine Federkammer 23 bzw. 24, die jeweils durch einen federbelasteten Ventilkolben 25 bzw. 26 von dem Druckraum 19 bzw. 2O getrennt ist. Außerdem gehört eine Druckwaage 27 zur Lenkbegrenzungseinrichtung, die mit einem ersten Druckraum 28 an die Zulaufleitung 3 angeschlossen ist. Ein federbelasteter Kolben 29 der Druckwaage 27 trennt den ersten Druckraum 28 von einem zweiten Druckraum 30, der über eine Steuerleitung 31 mit den Federkammern 23 und 24 der Lenkbegrenzungsventile 17 und 18 verbunden ist. In der Zulaufleitung 3 zum Steuerventil 4 ist nach der Druckwaage 27 eine Blende 32 und ein Rückschlagventil 33 angeordnet. Zwischen der Blende 32 und dem Rückschlagventil 33 ist eine Drosselleitung 34 an die Zulaufleitung 3 angeschlossen, die zum zweiten Druckraum 30 der Druckwaage 27 führt. Bei einem entsprechend großen Druckunterschied zwischen dem ersten Druckraum 28 und dem zweiten Druckraum 30 wird der Kolben gegen die Kraft einer Feder 35 verstellt, so daß der Kolben 29 in seiner unteren Hubstellung eine Ringnut 36 freigibt, die an die Rücklaufleitung 5 angeschlossen ist. Außerdem ist zwischen dem Druckraum 30 und der Rücklaufleitung 5 ein Druck-

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begrenzungsventil 37 angeordnet. Weitere Einzelheiten, die das Steuerventil 4 betreffen, sind der Steuerkolben 40 mit der Zulaufnut 41 und den Rücklaufnuten 42 und 43 sowie Anschlüsse 44 und 45 für die Zulaufleitung 3 und die Rücklaufleitung 5 und Anschlüsse 46 und 47 für die Arbeitsleitungen 7 und 8. Die Pfeile in den Leitungen geben die Strömungsrichtung an. Bemerkt sei, daß der Servokolben 12 des Servomotors 11 die Lenkwelle 14 über ein nicht dargestelltes Zahnsegment antreibt und mit dem Steuerventil 4, sowie den Lenkbegrenzungsventilen 17 und 18 im Lenkgetriebegehäuse eingebaut ist.

Die Wirkungsweise der Lenkbegrenzungseinrichtung ist durch die Integration der vorgesteuerten Lenkbegrenzungsventile 17 und 18 mit der Druckwaage 27 bestimmt. Wird beispielsweise so gelenkt, daß die Lenkwelle 14 im Uhrzeigersinn bewegt wird, dann ist der Kolben 40 des Steuerventils 4 in der Richtung des aufgezeichneten Pfeiles nach links verstellt, so daß der von der Servopumpe 2 zuströmende Förderstrom über die Zulaufnut 41 und die Arbeitsleitung 7 unter Druckaufbau in den Arbeitsraum 10 des Servomotors 11 fließt und der Servokolben 12 die Lenkbewegung des Lenkhebels 13 hydraulisch unterstützt, während das entlastete Druckmittel aus dem Arbeitsraum 9 über das Steuerventil 4 in den Behälter 6 verdrängt wird. Gleichzeitig herrscht im Druckraum 19 des Lenkbegrenzungsventils 17 der Rücklaufdruck, im Druck-

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raum 20 des Lenkbegrenzungsventils 18 der Arbeitsdruck, während die Federkammern 23 und 24 über die Steuerleitung 31 ebenfalls mit dem Arbeitsdruck beaufschlagt sind. Wegen der geschlossenen Ventilkolben 25 und 26 der Lenkbegrenzungsventile 17 und 18 herrscht, durch die Drosselleitung 34 übertragen, im zweiten Druckraum 30 der Druckwaage 27 der gleiche Druck wie im ersten Druckraum 28, so daß der Kolben 29 in seiner oberen Hubstellung den Druckraum 28 von der Ringnut 36 trennt. Beim Erreichen der linken Endeinschlagstellung, stößt der Nocken 15 den Ventilkolben 25 nach oben und entlastet damit die druckbeaufschlagten Federkammern 23 und 24 über die an den Rücklauf angeschlossene Druckkammer 19, wobei eine Strömung in der Steuerleitung 31 in Richtung der Federkammern 23 und 24 entsteht. Dadurch wird an der Drossel in der Drosselleitung 34 ein Differenzdruck erzeugt, der auf die Stirnflächen des Kolbens 29 der Druckwaage 27 einwirkt und diesen verstellt, sobald der Differenzdruck eine größere Kraft auf den Kolben 29 ausübt als die Feder 35. Auf diese Weise wird der erste Druckraum 28 an die Ringnut 36 angeschlossen, so daß der gesamte Förderstrom der Servopumpe 2 noch vor dem Steuerventil 4 und vor allem unter Umgehung der Lenkbegrenzungsventile 17 und 18 in den Rücklauf umgeleitet wird. Beim Zurücklenken aus dieser Endeinschlagstellung wird der Kolben 40 des Steuerventils 4 nach rechts verschoben, so daß die Zulaufnut 41 von der Arbeits-

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leitung 7 getrennt und an die Arbeitsleitung 8 angeschlossen wird. Dadurch kann das Druckmittel nicht mehr über das Lenkbegrenzungsventil 17 zur Rücklaufleitung 5 entweichen und die Strömung in der Steuerleitung 31 hört auf, der Druck im zweiten Druckraum 30 steigt auf die Höhe des Arbeitsdruckes und der Kolben 29 wird durch die Feder 35 in seine obere Hubstellung gebracht und trennt somit den ersten Druckraum 28 von der Ringnut 36. Auf diese Weise wird im Druckmittelzulauf wieder ein dem Lenkwiderstand entsprechender Arbeitsdruck aufgebaut. Bei einer Lenkbewegung in entgegengesetzter Richtung gilt für das Abschalten des Arbeitsstromes in der Endeinschlagstellung das Entsprechende.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu ersehen ist, wird zur Erzielung der hydraulischen Lenkbegrenzung der Arbeitsstrom bereits vor dem Steuerventil abgeschaltet und in den Rücklauf umgeleitet, ohne daß er ein Lenkbegrenzungsventil passieren muß. Außerdem ist es dadurch möglich in der Zulaufleitung 3 ein Rückschlagventil 33 anzuordnen, so daß Fahrbahnstöße, die von den ausgelenkten Rädern bei wirksamer Lenkbegrenzung in Richtung Zurücklenken in das Lenksystem eingeleitet werden, hydraulisch durch Aufbau eines Stützdruckes am Rückschlagventil 33 aufgefangen werden, während Fahrbahnstöße in Richtung Weiterlenken durch Umschalten des Steuerventils 4 wie im normalen Lenkbereich aufgefangen

werden. Dies bedeutet, daß die LenkbegrenzungsventiIe 17 und 18 nicht den gesamten Arbeitsstrom, sondern nur den durch die Drosselleitung 34 und den Differenzdruck an der Druckwaage 27 bestimmten geringen Vorsteuerstrom verarbeiten müssen, wodurch diese klein gehalten werden können und weitgehend unabhängig von der Fördermenge, Viskosität und der Temperatur eine exakte Einstellung der Abschaltpunkte ermöglichen.

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Claims

Patentansprüche

1. Hydraulische Lenkbegrenzung für eine HiIfskraftlenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem oder zwei die Hilfskraft in den Endeinschlagstellungen der lenkbaren Fahrzeugräder abschaltenden Ventilen, wobei der Servokolben über die Abschaltpunkte hinaus bis in seine Endlagen manuell bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Servopumpe (2) und dem Steuerventil (4) eine Druckwaage (27) angeordnet ist, deren federbelasteter Kolben (29) einen ersten, an die von der Servopumpe (2) zum Steuerventil (4)

,en führende Zulaufleitung (3) angeschlossen* Druckraum (28) von einem zweiten, über eine Drosselleitung (34) mit dem ersten verbundenen Druckraum (30) trennt, wobei der Kolben (29) in seiner unteren Hubstellung im Bereich einer mit der Rücklaufleitung (5) verbundenen Ringnut (36) liegt, daß der zweite Druckräum (30) über eine Steuerleitung (31) mit den Federk*nmern (23 und 24) zweier Lenkbegrenzungsventile (17 und 18) verbunden ist und daft der eine Arbeitsraum (9) des Servomotors (11) über eine Leitung (21) an den Druckraum (If) des einen Lenkbegrenzungs ventile (17) und der andere Arbeitsraum (1O) des Servomotors (11) über eine Leitung (22) an den Druckraum {20) d«s anderen LenkbegrenxungsventiIs (If) angeschlossen ist.

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2. Hydraulische Lenkbegrenzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zulaufleitung (3) zwischen dem Anschluß für die Drosselleitung (34) und dem Steuerventil (4) ein Rückschlagventil (33) angeordnet ist.

3. Hydraulische Lenkbegrenzung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zulaufleitung (3) zwischen dem ersten Druckraum (28) der Druckwaage (27) und dem Anschluß für die Drosselleitung (34) eine Blende (32) eingebaut ist.

4. Hydraulische Lenkbegrenzung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltpunkte der Lenkbegrenzung an den Lenkbegrenzungsventilen (17 und 18) einstellbar sind.

5. Hydraulische Lenkbegrenzung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Druckraum (30) der Druckwaage (27) und der Rücklaufleitung (5) ein Druckbegrenzungsventil (37) angeordnet ist.

Akte 5159

4.5.1973
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