DE2903988C2

DE2903988C2 - Hydraulische Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2903988C2
Application number: DE2903988A
Authority: DE
Inventors: Armin 7070 Schwäbisch Gmünd Lang
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1979-02-02
Filing date: 1979-02-02
Publication date: 1986-09-11
Also published as: IT1126916B; JPS6256816B2; IT8047766A0; GB2042443B; BR8000627A; FR2449580A1; US4344284A; FR2449580B1; SU1322990A3; DE2903988A1; ES488054A1; JPS55106869A; GB2042443A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Hilfskraftlenkungen dieser Art sind bekannt (DE-OS 42 621). Bei diesen werden durch einen in die Ansaugleitung der Servopumpe eingeschalteten, den Ansaugstrom steuernden Regler die Energieverluste während der Leerlaufzeiten der Hilfskraftlenkung auf wenige Prozente desjenigen Verlustes herabgesetzt, der bei Hilfskraftlenkungen auftritt, die keinen solchen Regler aufweisen. Die bei diesem bekannten Regler eingesetzten Führungsgrößen, nämlich einerseits der in den beaufschlagten Arbeitsraum des Servomotors durch das Steuerventil eingesteuerte Arbeitsdruck und andererseits der Förderdruck der Servopumpe, bewirken jedoch, daß diese Anordnung nicht für Hilfskraftlenkungen mit offener Mitte verwendet werden kann und ferner, daß die Druckanregelung bei schnellen Lenkbewegungen unbefriedigend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer hydraulischen Hilfskraftlenkung die Steuerung der geförderten Druckmittelmenge so auszubilden, daß sie in Lenkungen mit offener und in solchen mit geschlossener Mitte Verwendung finden kann, und daß die von der Servopumpe zur Verfügung gestellte Leistung auch bei schnellen Lenkbewegungen den Anforderungen entspricht.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete hydraulische Hilfskraftlenkung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen

angegeben.

Die in der Ansaugleitung der Servopumpe liegende Drosselstelle wird mit dem Steuerventil vereinigt und zusammen mit diesem gesteuert Dadurch ergibt sich eine regelungstechnisch völlig problemlose Anordnung der Saugregslung der Pumpe. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist ein energiesparender Aufkai der Hilskraftlenkung sowohl mit einem offenen als auch mit einem geschlossenen System möglich.

to Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert Die einzige Figur zeigt den systematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Hilfskraftlenkung mit einem Querschnitt durch das Steuerventil Die Merkmale des zweiten Ausführungsbeispieles sind in der Figur gestrichelt dargestellt

Dabei sind das Gehäuse des Steuerventils mit 1, ein Ventilkörper mit 2 und zwei in einen ringförmigen ölzulaufraum 3 quer und außermittig zur Längsachse eines mit einem nicht näher gezeigten Lenkrad verbundenen Drehstabes 4 angeordnete Ventilkolben mit 6 und 7 bezeichnet
In zwei Querbohrungen 9 und 10 in den Ventilkolben

6 und 7 greifen Zapfen 11 und 12 einer gabelförmigen mit dem Drehstab 4 verbundenen Lenkspindel ein, die in bekannter Weise zum Betätigen der Ventilkolben 6 und

7 dienen. Durch eine zentrale Bohrung 14 im Ventilkörper 2 greift der Drehstab 4, um eine Drehbewegung des Lenkhandrades mechanisch weiterzuübertragen.

Nachfolgend wird der hydraulische Aufbau des Steuerventils beschrieben.

Eine antriebsmaschinendrehzahlabängige Servopumpe 15 fördert Druckmittel über eine Zulaufleitung 16 in den ringförmigen ölzulaufraura 3. Ein Servomotor 18 mit seinen beiden Arbeitsräumen ist in bekannter Weise über Leitungen 19 und 20 mit zwei im Ventilkörper 2 eingebrachten Seuernuten 22 und 23 verbunden. Da die Steuernut 22 bzw. 23 breiter ist als ein Bund 25 des Ventilkolbens 6 bzw. ein Bund 26 des Ventilkolbens 7, stehen die Arbeitsräume des Servozylinders in der gezeigten Neutralstellung des Steuerventils sowohl über den ringförmigen ölzulaufraum 3 mit der Zulaufleitung 16 als auch über eine Rücklaufleitung 28 und 29 mit einem Druckmittelbehälter 30 in Verbindung.

Zwei Ansaugnuten 32 und 33 sind in der Neutralstellung jeweils durch einen Bund 35 bzw. 36 abgeriegelt Die Ansaugnuten 32 und 33 sind durch einen Kanal 38 virbunden. Von dem eine Leitung39 zu einem Anschluß 40 führt, von dort verläuft eine Ansaugleitung 42 zur Servopumpe 15.

Durch ein Druckbegrenzungsventil 44, das in einer Leitung 45 zwischen der Servopumpe 15 und dem Druckmittelbehälter 30 angeordnet ist, wird der maximale Systemdruck begrenzt Aus Gründen der Energieeinsparung kann das Druckbegrenzungsventil 44 auch zwischen der Zulaufleitung 16 und der Ansaugleitung 42 angeordnet sein.

Im folgenden wird die Funktion der hydraulischen Hilfskräftlenküng beschrieben.

eo In der in der Zeichnung gezeigten Neutralstellung sind die zwei Ansaugnuten 32 und 33 von den Rücklaufleitungen 28 und 29 zum Druckmittelbehälter 30 getrennt. Die Servopumpe 15 kann somit über die Ansaugleitung 42 kein Druckmedium ansaugen. Da als Servopumpe eine saugregelbare Pumpe verwandt wird, also eine solche mit einem Rückschlagventil auf der Hochdruckseite, so kavitiert diese Pumpe in bekannter Weise und dem Steuerventil wird über die Zulaufleitune 16

kein Druckmittel zugeführt Eventuell vorhandene Leckströme können von der Servopumpe 15 über den ringförmigen ölzulaufraum 3, die Seuernuten 22 und 23 und die Rücklaufleitungen 28 und 29 zum Druckmittelbehälter 30 entweichen. Durch diese Anordnung ist das gesamte System drucklos.

Durch Drehen des Lenkhandrades werden der Drehstab 4 und damit über die nicht gezeigte Lenkspindel die Zapfen Il und 12 verdreht, z. B. so, daß der Ventilkolben 7 in der Zeichnung nach unten und der Ventilkolben 6 nach oben verstellt wird. Dadurch riegelt der Ventilkolben 7 mit dem Bund 26 die Leitung 20 zum Servomotor 18 von der Rücklaufleitung 29 ab, und öffnet mit dem Bund 36 die Ansaugnut 33. In dieser Stellung wird die Servopumpe 15 vom Druckmittelbehälter 30 über die Rücklaufleitung 29, die Ansaugnut 33, den Kanal 38 und die Ansaugleitung 42 mit Druckmittel versorgt und pumpt es weiter über die Zulaufleitung 16, den ringförmigen ölzulaufraum 3, die Steuernut 23 und die Leitung 20 zum Servomotor 18.

Das aus dem anderen Arbeitsraum des Sei vomotors 18 über die Leitung 19 zurückströmende Druckmittel fließt, da in der oberen Stellung des Ventilkolbens 6 der Bund 25 den hochdruckführenden ringförmigen ölzulaufraum 3 abriegelt, über die Rücklaufleitung 28 zum Druckmittelbehälter 30.

Bei Geradeausfahrt riegelt jeweils der Bund 35 bzw. 36 wieder die Ansaugnuten 32 und 33 ab, se daß die Servopumpe 15 wieder nicht mit Druckmittel versorgt wird und kavitiert

Der Funktionsablauf bei einer Lenkbewegung in die andere Richtung erfolgt analog.

Den geringsten Energieverbrauch erhält man nach dem Ausführungsbeispiel, wenn bei einer Lenkbewegung zunächst die Steuernut 22 bzw. 23 von der Rückfahrleitung 28 bzw. 29 durch den Bund 25 bzw. 26 abgeriegelt und dann erst die Ansaugnut 32 bzw. 33 durch den Bund 35 bzw. 36 geöffnet wird.

Erfolgt die Oberdeckung der Steuerkanten in der anderen Reihenfolge, könnte die Servopumpe 15 bereits Druckmittel fördern, bevor die Steuernuten 22 bzw. 23 von den Rücklaufleitungen 28 bzw. 29 abgeriegelt sind, und das überschüssige Druckmittel müßte an diesen Steuerkanten unter Energieverlust abgeführt werden.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Hilfskraftlenkung ist eine Pilotstromdrossel 47 in einer Leitung 48 zwischen der Ansaugleitung 42 und dem Druckmittelbehälter 30 vorgesehen. Durch diese Drossel wird sichergestellt, daß auch in der Neutralstellung des Steuerventils ein bestimmter Pilotstrom gefördert wird. Dadurch bedingt setzt der Druckaufbau in der Zulaufleitung 16 während eines Leckvorganges früher ein. Durch diese Anordnung kann in bestimmten Anwendungsfällen das Anlenkverhalten verbessert werden, ohne den Energiebedarf nennenswert zu erhöhen.

Dieselbe Wirkung kann auch erzielt werden, wenn die Ansaugsteuernut 32, 33 und/oder der Bund 35, 36 so bearbeitet wird, daß an dieser Stelle eine Drosselstelle 50 entsteht, über die auch in Neutralstellung des Steuerventils von den Rücklaufleitungen 28, 29 ein minimaler ölstrom fließt und damit ein Pilotstrom garantiert ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nut einem von einer Lenkbetätigungseinrichtung verstellbaren Steuerventil, durch das ein Servomotor zur Unterstützung einer Lenkbewegung ansteuerbar ist und das an eine zu einem Druckmittelbehälter führende Rücklaufleitung sowie an eine von einer Servopumpe kommende Zulaufleitung angeschlossen ist, wobei die Servopumpe unmittelbar von dem Druckmittelbehälter zur Einlaßseite der Servopumpe führende Leitung in der Neutralstellung des Steuerventils durch eine Drosselstelle wenigstens teilweise abgesperrt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (50) zwischen dem Ventilkolben (6, 7) und dem Gehäuse (1) des Steuerventils ausgebildet und so zusammen n&t dem Steuerventil gesteuert ist, wobei für jede Lenkrichtung eine eigene Drosselstelle (50) vorhanden ist.

2. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstellen (50) in der Neutralstellung des Steuerventils geschlossen sind und erst dank geöffnet werden, wenn bereits die Vebindung von einem ringförmigen Zulaufraum (3) über Steuernuten (22, 23) zu den Rücklaufleitungen (28,29) durch die Steuerventilkolben (6,7) abgeregelt ist

3. Hydraulische Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Verbindungsleitung (4£) zwischen der Ansaugleitung (42) und dem Druckmittel¹ t'hälter (30) eine Pilotstromdrossel (47) angeordnet ist