DE2919049A1

DE2919049A1 - Ventileinrichtung zur servosteuerung von fahrzeugen

Info

Publication number: DE2919049A1
Application number: DE19792919049
Authority: DE
Inventors: Guenther Glueck
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1979-05-11
Filing date: 1979-05-11
Publication date: 1980-11-20
Also published as: GB2050267A; JPS5625055A; GB2050267B; US4361076A

Description

Die Erfindung geht aus von einer Ventileinrichtung zur Servosteuerung von Fahrzeugen für eine Zahnstangenlenkung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Ventileinrichtung ist durch die DE-ÄS 1 137 bekannt geworden. Dabei ist der doppelt wirkende Kolben als Steuerventil ausgebildet« Der Kolben liegt symmetrisch zum Ritzel, sodaß zwei gleichgroße Kolben bzw. Arbeitsflächen gebildet werden. Diese Anordnung einer Ventileinrichtung, die nur einen Zulauf von einer Pumpe und einen Rücklauf zum Tank aufweist, hat jedoch den Nachteil, daß eine exakte Justierung des Steuerschiebers nicht vorgenommen werden kann.

Aus der DE-OS 200 377 ist ebenfalls eine Ventilanordnung für eine Servosteuerung von Fahrzeugen bekannt, wobei der Kolben des Servomotors ebenfalls als. Ventil ausgeformt ist. Im unterschied zur DE-AS 1 137 328 ist jedoch das integriert angeordnete Ventil zum Ritzel versetzt angeordnet, wodurch durch den Kolben zwei Arbeitsräume gebildet werden, wobei ein Arbeitsraum eine doppelt so große Kolbenfläche aufweist.

Auch diese Ventilanordnung hat den Nachteil, daß eine exakte Justierung der Neutrallage eines Steuerschiebers nicht vorgenommen werden kann.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung die genannten Nachteile zu beseitigen und eine integrierte Ventileinrichtung für eine Zahnstangenservosteuerung zu schaffen, bei der leicht

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und von außen, ohne das die Zahnstange bzw. den Ventilkolben umgebende Zylindergehäuse zu öffnen, ein Justieren der Neutrallage der Ventileinrichtung möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Der Anspruch 2 bezieht sich auf eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens .

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird der erfindungsgemäße Vorschlag erläutert. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 einen Auschnitt aus einer Zahnstangen-Servolenkung

Fig. 2 einen weiteren, die Fortsetzung von Fig. 1

bildenden Ausschnitt einer Zahnstangen-Servolenkung mit Ventilanordnung.

In einem Lenkgehäuse 1 ist ein Ritzel 2 angeordnet, daß mit einer Zahnstange 3 im Zahneingriff steht. Ein Teil der Zahnstange 3, befindet sich im Zylindergehäuse 5. Die Zahnstange 3 weist eine Innenbohrung 7 auf, in der sich eine durchgehende Kolbenstange 9 befindet. Die Zahnstange 3, die nur im Bereich des Ritzels 2 eine Verzahnung und sonst einen zylindrischen Querschnitt aufweist, ist an einem Ende über ein Feingewinde 11 mit einem Steuerschieber 12 der Ventileinrichtung verbunden. Der Steuerschieber 12 ist von einem auf ihm gleitbar gelagerten Arbeitskolben 14 umgeben,

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der mit der Kolbenstange 9 fest verbunden ist. Der Arbeitskolben 14 berührt mit einem Teil seines Umfangs die Innenseite des Zylindergehäuses 5, womit durch den zusätzlichen Dichtring 16 die beiden Arbeitsräume 18 und 19 beidseitig des Arbeitskolbens getrennt sind. Durch diese Anordnung ist die Kolbenstange 9 schwimmend im Zylindergehäuse 5 gelagert.

Der Arbeitskolben 14 weist zwei Innennuten 21 und 22 auf, wobei der Arbeitsraum 18 über eine Ausnehmung 23 mit der Nut 21 ständig in Verbindung steht. Der Steuerschieber 12 weist eine Nut 25 auf, sodaß in Neutralstellung über die Nut eine ständige Verbindung zwischen den Nuten 21 und 22 im Arbeitskolben besteht.

Über eine Radialbohrung 27 im Arbeitskolben 14, die im Bereich der Nut 25 beginnt_/und einen Kanalring 29 besteht eine Verbindung zwischen dem Arbeitsraum 19 und der Nut 25 im Steuerschieber 12. Die Nut 21 bildet mit der Nut 25 die Steuerkante A und die Nut 25 mit der Nut 22 die Steuerkante B.

über eine erweiterte Innenbohrung 30 in und eine Radialbohrung 31 durch die Zahnstange wird eine Verbindung von der Ventil™ einrichtung zu einem Raum 32 und von dort zum Rücklauf 33 geschaffen.

Die gezeigte Neutralstellung des Steuerschiebers 12 gegenüber dem Arbeitskolben 14 wird durch eine Feder 35 hergestellt, die zwischen zwei Paaren von Anschlägen 36, 37 und 38, 39

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mit Vorspannung eingesetzt ist. Die Anschläge 36 und 38 sind an der Zahnstange 3 und die Anschläge 37 und 39 an der Kolbenstange 9 fest.

Nachstehend wird die Punktion der Ventileinrichtung erläutert:

In Neutralstellung wird Pumpmedium von einer nicht näher gezeigten Pumpe über einen Anschluß 41 in den Arbeitsraum 18 gefördert. Da in Neutralstellung die Steuerkant© A geöffnet ist, stehen der Arbeitsraum 18 und der zweite Arbeitsraum 19 über die Radialbohrung 27 miteinander in Verbindung. Da jedoch auch die Steuerkante B geöffnet ist, kann das Pumpmedium über eine Öffnung 43 und einen Kanal 44 in die erweiterte Innenbohrung und von dort zum Rücklauf 33 strömen.

Wird ein nicht näher gezeigtes Lenkhandrad nach rechts eingeschlagen, bewegt sich auch die Zahnstange 3 und damit der Steuerschieber 12 gegen die Kraft der Feder 35 nach rechts. Dadurch wird die Steuerkante 1 geschlossen. Der Druck im Arbeitsraum 18 steigt an und schiebt den Arbeitskolben mit der Kolbenstange 9, an deren beiden Enden Stirnkugelgelenke 45 der Spurstange befestigt sind, ebenfalls nach rechts. Das Druckmedium aus dem Arbeitsraum 19 kann über die geöffnete Steuerkante B und die erweiterte Innenbohrung zum Rücklauf 33 abströmen.

Wird über das Lenkhandrad eine Drehbewegung nach links ausgeführt, bewegt sich die Zahnstange 3 mit dem Steuerschieber 12 nach links. Die Steuerkante B, also der Rücklauf wird geschlossen. Über die offene Steuerkante A steigt in beiden Ar-Akte 5593

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beitsräumen 18 und 19 gleichmäßig an. Da jedoch der Arbeitsraum 19 eine doppelt so große Kolbenfläche 48 aufweist wie die Kolbenfläche 49 des Arbeitsraumes 18, wirkt nun eine gleich große Kraft auf den Arbeitskolben 14 in entgegengesetzter Richtung und bewegt ihn nach rechts„

Beim Loslassen des Lenkrades sorgt die vorgespannte Feder 35 dafür, daß das Ventil wieder in die Neutrallage zurückkehrt. Die Vorspannkraft der Feder 35, die den Steuerschieber 12 im Ventil in Neutrallage hält, muß so groß sein, daß der Rücklauf der gelenkten Räder ohne Ventilverstellung erfolgt.

Die Feder 35 sorgt gleichzeitig dafür, daß am Lenkhandrad eine bestimmte Kraft aufgebracht werden muß, bevor die hydraulische Unterstützung einsetzt. Dem Fahrer wird dadurch das Gefühl für die tatsächlich auftretenden Lenkkräfte erhalten, auch wenn er am Lenkrad nur einen Bruchteil davon aufzubringen hat.

Bei Ausfall der hydraulischen Unterstützung ist das mechanische Lenkgetriebe voll funktionsfähig, wenn auch mehr Betätigungskraft am Lenkrad notwendig ist.

Um von außen eine Nachjustierung der Neutrallage der Ventileinrichtung, also des Steuerschiebers 12 zu ermöglichen, ist im Steuerschieber 12 ein in axiale Richtung liegendes Langloch vorgesehen, in das ein Mitnehmer 51 greift, der mit der Kolbenstange 9 fest verbunden ist. Eine Justierung der Neutrallage erfolgt dadurch, daß von außen die Kolbenstange 9 zur

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festgehaltenen Zahnstange 3 verdreht wird, über den Mitnehmer 51 wird so auch der Steuerschieber 12 je nach Drehrichtung über das Feingewinde 12 weiter in die Zahnstange 3 hinein- oder herausgedreht.

Ebenso ist es möglich, eine Längsnut 57 in der Kolbenstange vorzusehen und den Mitnehmer 51, der in die Längsnut 57 greift, an dem Steuerschieber 12 zu befestigen.

Nach der Justierung wird über eine Einrichtung 52, nämlich eine mit der Kolbenstange 9 formschlüssig verbundene Scheibe mittels Schrauben 55 die Zahnstange 3 vor einem relativen Verdrehen gegenüber der Kolbenstange 9 gesichert. Dabei befindet sich die Scheibe 53 gut -und leicht zugänglich außerhalb des Zylindergehäuses 5.

29.03.1979
T-PA/fl-lu

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Claims

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft

FRIEDRICHSHAFEN

Ventileinrichtung zur Servosteuerung von Fahrzeugen

11 Ventileinrichtung zur Servosteuerung von Fahrzeugen mit einer Zahnstangenlenkung, bei der eine Drehung eines Lenkhandrades über ein Ritzel auf eine Zahnstange übertragen wird, mit einem doppelt wirkenden Arbeitskolben, der auf einer Kolbenstange befestigt und der Arbeitskolben als Ventilgehäuse ausgebildet ist, mit einem Steuerschieber, der mit der Zahnstange in Verbindung steht, wobei der Steuerschieber durch eine Federeinrichtung vorgespannt und zentriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Steuerschiebers (12) und der Zahnstange (3) zueinander verstellbar ist.

2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (12) und die Zahnstange (3) durch ein Feingewinde (12) miteinander verbunden sind und ein mit der Kolbenstange (9) festverbundener Mitnehmer (51) vorgesehen ist, der in ein in axialer Richtung liegendes Langloch (50) im Steuerschieber (12)

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dj .

greift und eine Einrichtung (52) vorgesehen ist, die ein Verdrehen der Zahnstange (3) gegenüber der Kolbenstange (9) unterbindet.

3. Ventileinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (52) aus einer mit der Kolbenstange (9) formschlüssig verbundenen Scheibe (53) besteht, wobei die Schere (53) mittels Schrauben (55) an der Zahnstange (3) außerhalb des Zylindergehäuses (5) befestigbar ist.

30.03.-1979
T-PA/fl-lu

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