DE10314242A1

DE10314242A1 - Servozylinder

Info

Publication number: DE10314242A1
Application number: DE10314242A
Authority: DE
Inventors: Robert Straub
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2003-03-29
Filing date: 2003-03-29
Publication date: 2004-11-18
Also published as: FR2853023A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Servozylinder 1 insbesondere für einen hydraulischen Servomotor einer Kraftfahrzeuglenkung. Der Servozylinder 1 ist aus einem Gehäuse 2 mit Zylinder 3 gebildet. Ein Kolben 4 auf einer Kolbenstange 19 ist axialverschieblich in dem Zylinder 3 angeordnet und begrenzt einen Zylinderraum 5. Über eine Öffnung 8 wird Druckmittel 6 von einer Druckmittelleitung 7 in den Zylinderraum 5 geführt. Um einen Servozylinder 1 darzustellen, der im Betrieb geräuscharm ist und aus dem etwa sich an der Oberseite 17 des Zylinderraumes 5 anstauende, Geräusch verursachende Luftblasen rasch abgeführt werden können, ist die Öffnung 8 in Betriebsposition des Servozylinders 1 an dessen Oberseite 17 angeordnet. Eine Anschlussöffnung 9 für die Druckmittelleitung 7 an dem Servozylinder 1 mit tangentialem Abstand a zu der Öffnung 8 angeordnet und über einen Kanal 10 fluidisch verbunden. Dadurch lassen sich die Anschlussöffnung 9 und die Druckmittelleitung 7 an dem Servozylinder 1 so anordnen, dass zur Verfügung stehender Bauraum an dem Servozylinder 1 genutzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Servozylinder, insbesondere für einen hydraulischen Servomotor einer Kraftfahrzeuglenkung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Servozylinder für einen Servomotor einer Zahnstangen-Hydrolenkung ist in der DE-24 06 566 C3 beschrieben.

Der Servozylinder besteht aus einem Zylinderrohr, an dessen axialen Enden je ein Gehäuseteil als Verschlusselement angeordnet ist. Zwischen den Gehäuseteilen ist in dem Zylinder ein Kolben mit einer Kolbenstange axialverschieblich geführt. Der Kolben unterteilt den Zylinder in zwei Zylinderräume und begrenzt diese. Die Kolbenstange dient in bekannter Weise zur Lenkwinkelverstellung von lenkbaren Rädern. Von je einer Druckmittelleitung wird Druckmittel über je eine Öffnung des Servozylinders in jeden Zylinderraum zu- oder abgeführt. Die Druckmittelleitungen verlaufen mit Abstand an dem Servozylinder und sind mit Anschlusselementen jeweils an einer Anschlussöffnung des Servozylinders festgelegt.

Die DE 197 15 808 A1 beschreibt einen Servozylinder für eine Zahnstangen-Hydrolenkung, bei dem die Druckmittelleitungen nahezu vollständig in der Wand eines Lenkgetriebegehäuses verlaufen. Die Druckmittelleitungen können als in die Wand des Lenkgetriebegehäuses eingegossene Rohre oder als in der Wand des Lenkgetriebegehäuses vorgesehene, beim Gießen desselben durch Schieber geformte Kanäle ausgebildet sein. Die Druckmittelleitungen können auch durch Tieflochbohren in das Lenkgetriebegehäuse eingebracht sein.

Die beschriebenen Servozylinder werden u.a. in Kraftfahrzeuglenkungen mit geschlossenem Hydraulikkreislauf eingesetzt, der keine Lufteinschlüsse enthalten darf, da sonst beim Betrieb der Kraftfahrzeuglenkung Rattergeräusche entstehen.

Durch schnelle Lenkbewegungen mit hohen Verschiebegeschwindigkeiten des Kolbens in dem Servozylinder kann Vakuum in dem Zylinderraum entstehen. Dies führt zu Luftblasen in dem Druckmittel, welche sich in Betriebsposition des Servozylinders an dessen Oberseite anstauen.

Um die Luftblasen schnellstmöglich aus dem Zylinderraum und dem Hydraulikkreislauf zu entfernen, sind die Anschlussöffnungen, in die die Druckmittelleitungen in den Ser vozylinder münden, an der Oberseite des Servozylinders angeordnet. Die Anschlusselemente und die Druckmittelleitungen beanspruchen dort Bauraum, der nicht immer zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen im Betrieb geräuscharmen Servozylinder mit geringem Bauraumbedarf zu schaffen.

Die Aufgabe wird mit einem Servozylinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Eine freie räumliche Positionierbarkeit der Anschlussöffnung der Druckmittelleitung für den Servozylinder ermöglicht insbesondere eine Anordnung der Druckmittelleitung und gegebenenfalls deren Anschlusselemente an dem Servozylinder an einer anderen Stelle des Servozylinders als an dessen Oberseite. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, die Öffnung des Zylinderraumes mit tangentialem Abstand von der Anschlussöffnung an dem Servozylinder anzuordnen und mit einem Kanal, der vorzugsweise im wesentlichen oder ganz in dem Servozylinder geführt ist, fluidisch zu verbinden.

Es kann besonders vorteilhaft sein, die Anschlussöffnung für die Druckmittelleitung auf der, in radialer Richtung des Servozylinders befindlichen, gegenüberliegenden Seite der Öffnung des Zylinderraumes anzuordnen. Dadurch lässt sich die Druckmittelleitung auf der Unterseite des Servozylinders anordnen, an der meist Bauraum zur Verfügung steht.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Servozylinders liegen sich die Öffnung des Zylinderraumes und die Anschlussöffnung für die Druckmittelleitung etwa diametral gegenüber. Der Kanal zur fluidischen Verbindung der Anschlussöffnung und der Öffnung des Zylinderraumes ist bevorzugt in Umfangsrichtung bogenförmig in dem Servozylinder geführt. Der Kanal lässt sich als Ringkanal tangential um den gesamten Umfang des Servozylinders an oder in diesem ausbilden. Dadurch lässt sich der Kanal besonders einfach darstellen, wobei sich damit die diametral oder in etwa einer selben Querschnittsebene des Servozylinders liegende Anschlussöffnung und die Öffnung des Zylinderraumes fluidisch verbinden lassen. Ist der Kanal als Ringkanal ausgeführt, so lässt sich auf besonders einfache Weise der tangentiale Abstand der Öffnung des Zylinderraumes zu der Anschlussöffnung frei wählen.

Das Druckmittel strömt an der Öffnung des Zylinderraumes zweckmäßig etwa in axialer Richtung des Zylinders. Dadurch ist bewirkt, dass eventuell sich an der Oberseite des Servozylinders in dessen Zylinderraum anstauende Luftblasen in dem Druckmittel durch aus der Öffnung des Zylinderraumes ausströmendes Druckmittel über die gesamte Länge des Zylinderraumes rasch ausgetragen werden können.

In einer besonders bevorzugten, auf einfache Weise herstellbaren Ausführungsform des Servozylinders, sind das Gehäuse und der Zylinder als getrennte Bauteile hergestellt. Das Gehäuse bildet je einen Boden für den Zylinder, wobei der Boden axial in dem Zylinder geführt ist. Der als Ringkanal ausgebildete Kanal wird dabei von einer Umfangsnut an dem Boden gebildet. Die Umfangsnut kommt im montierten Zustand des Servozylinders in radialer Richtung betrachtet, zwischen dem Zylinder und dem Boden zu liegen. Der Ringkanal ist mit einem in axialer Richtung des Servomotors verlaufenden Kanalabschnitt zu der Öffnung des Zylinderraumes geführt.

Der axiale Kanalabschnitt ist auf einfache Weise als Abflachung in dem Boden oder als Nut, Bohrung oder dergleichen in dem Boden des Zylinders ausgebildet.

Der Zylinder ist vorzugsweise mit einer kraftschlüssigen Verbindung, wie etwa mit einem Presssitz auf dem Gehäuse festgelegt.

Es kann zweckmäßig sein, den Zylinder alternativ oder zusätzlich zur kraftschlüssigen Festlegung auf dem Gehäuse mit einem Sicherungsring an dem Gehäuse festzulegen. In üblicher Verwendungsweise in einer hydraulischen Hilfskraftlenkung weist der Zylinder mehrere, bevorzugt zwei Zylinderräume auf, die durch den Kolben getrennt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung gezeigt.

In der Zeichnung zeigt:
1 ein teilweises schematisches Schaltbild einer hydraulischen Kraftfahrzeuglenkung mit einem Längsschnitt eines Servozylinders,
2 einen Querschnitt entlang der Linie I-I durch den Servozylinder in 1.
In 1 ist ein Servozylinder 1 teilweise im Längsschnitt dargestellt. Der Servozylinder 1 besteht aus einem Zylinder 3, an dessen stirnseitigen Enden je ein den Zylinder 3 abschließendes Gehäuse 2 angeordnet ist. Das Gehäuse 2 dient als Boden 13 des Zylinders 3 und ist mit Presssitz auf dem Zylinder 3 festgelegt. Eine Radialdichtung 18 ist zwischen dem Gehäuse 2 und dem Zylinder 3 in einer Nut angeordnet. In dem Zylinder 3 ist ein Kolben 4 zusammen mit einer Kolbenstange 19 axialverschieblich geführt. Die Kolbenstange 19 durchragt das Gehäuse 2 axial und ist aus dem Servozylinder 1 geführt. Die Kolbenstange 19 ist getrieblich mit einem oder mehreren lenkbaren Rädern verbunden.
Der Kolben 4 teilt den Zylinder 3 in zwei Zylinderräume 5, 5' auf. Über eine Öffnung 8 an dem Boden 13 des Gehäuses 2 wird Druckmittel 6 jeweils in einen Zylinderraum 5, 5' zu- oder abgeführt, wodurch der Kolben 4 axial verschoben werden kann. Das Druckmittel 6 wird von einer als Hydropumpe ausgebildeten Druckmittelquelle 20 über ein Ventil 21 und je eine Druckmittelleitung 7, 7' den Zylinderräumen 5, 5' zugemessen.
Die Druckmittelleitung 7, 7' ist mit einer Verschraubung 22 an einer Anschlussöffnung 9 des Servozylinders 1 festgelegt. Die Anschlussöffnung 9 ist räumlich von der Öffnung 8 des Zylinderraumes 5 getrennt und an einer Stelle des Servozylinders 1 gelegt, an der Bauraum zur Verfügung steht.
Die Öffnung 8 des Zylinderraumes 5 ist in Betriebsposition des Servozylinders 1 an dessen Oberseite 17 angeordnet, um etwa in dem Zylinderraum 5 sich anstauende Luftblasen rasch abführen zu können.
Wie 2 in einem Querschnitt entlang der Linie I-I durch den Servozylinder 1 in 1 zeigt, ist die Öffnung 8 mit tangentialem Abstand a zu der Anschlussöffnung 9 angeordnet. Die Öffnung 8 liegt diametral auf der gegenüberliegenden Seite des Servozylinders 1 zur Anschlussöffnung 9 und ist über einen Kanal 10, der in Umfangsrichtung des Servozylinders 1 in diesem verläuft, fluidisch mit der Anschlussöffnung 9 verbunden.
Der Kanal 10 ist, wie dies 2 zeigt, als Ringkanal 11 in der Art einer Umfangsnut 14 in den Boden 13 des Gehäuses 2 angebracht. Auf diese Weise ist es möglich, die Anschlussöffnung 9 der Druckmittelleitung 7 mit beliebigem tangentialen Abstand a zu der Öffnung 8 des Zylinderraumes 5 an dem Servozylinder 1 anzuordnen. Damit lässt sich auch die Druckmittelleitung 7 an nahezu beliebiger Stelle an dem Servozylinder 1 führen.
Die Öffnung 8 ist über einen von dem Kanal 10 aus mit axialer Richtung zu dem Zylinderraum 5 geführten Kanalabschnitt 15 fluidisch mit dem Kanal 10 verbunden. Wie 2 zeigt, ist der Kanalabschnitt 15 als Abflachung 16 in dem Boden 13 ausgebildet und so, wie auch der Kanal 10, mit geringem Fertigungsaufwand darstellbar.
Der vorzugsweise in axialer Richtung des Servozylinders 1 verlaufende Kanalabschnitt 15 ist auch als Nut oder Bohrung einfach darstellbar. Der Kanalabschnitt 15 gibt mit seiner Ausrichtung in axialer Richtung des Servozylinders 1 oder mit axialer Richtungskomponente in Bezug auf den Servozylinder 1 die Strömungsrichtung 12 des Druckmittels 6 an der bffnung 8 vor.
Wird das Druckmittel 6 in axialer Richtung des Servozylinders 1 aus dem Zylinderraum 5 durch den Kanalabschnitt 15 geführt, so sind auf diese Weise etwa an der Oberseite 17 des Zylinderraumes 5 sich anstauende Luftblasen in dem Druckmittel 6 rasch aus dem Servozylinder 1 abführbar. BEZUGSZEICHENLISTE

Claims

Servozylinder, insbesondere für einen hydraulischen Servomotor einer Kraftfahrzeuglenkung, mit einem Gehäuse (2) mit Zylinder (3), in dem ein Kolben (4) axialverschieblich geführt ist und einen Zylinderraum (5) begrenzt, wobei dem Zylinderraum (5) Druckmittel (6) von einer Druckmittelleitung (7) über eine Öffnung (8) des Servozylinders (1) zu- oder abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelleitung (7) an einer Anschlussöffnung (9) in den Servozylinder (1) mündet, die mit tangentialem Abstand (a) zu der Öffnung (8) des Zylinderraumes (5) angeordnet ist und die Anschlussöffnung (9) und die Öffnung (8) des Zylinderraumes (5) mit einem Kanal (10) fluidisch verbunden sind.
Servozylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (10) im wesentlichen in dem Servozylinder (1) geführt ist.
Servozylinder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (8) des Zylinderraumes (5) und die Anschlussöffnung (9) in radialer Richtung des Servozylinders (1) auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind.
Servozylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Öffnung (8) des Zylinderraumes (5) und die Anschlussöffnung (9) diametral gegenüberliegen.
Servozylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (10) zwischen der Öffnung (8) des Zylinderraumes (5) und der Anschlussöffnung (9) im wesentlichen in Umfangsrichtung des Servozylinders (1) verläuft.
Servozylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (10) als Ringkanal (11) ausgebildet ist.
Servozylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung (12) des Druckmittels (6) an der Öffnung (8) des Zylinderraumes (5) im wesentlichen in axialer Richtung des Zylinders (3) verläuft.
Servozylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) und der Zylinder (3) getrennte Bauteile sind.
Servozylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen Boden (13) für den Zylinder (3) bildet.
Servozylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (10) als Umfangsnut (14) in dem Boden (13) ausgebildet ist und in radialer Richtung des Servozylinders (1) zwischen dem Zylinder (3) und dem Boden (13) verläuft.
Servozylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (10) mit einem in axialer Richtung des Servozylinders (1) verlaufenden Kanalabschnitt (15) zu der Öffnung (8) des Zylinderraumes (5) geführt ist.
Servozylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalabschnitt (15) in axialer Richtung des Servozylinders (1) als eine Abflachung (16) in dem Boden (13) gebildet ist.
Servozylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalabschnitt (15) in axialer Richtung des Servozylinders (1) als eine Nut ausgebildet ist.
Servozylinder nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (3) kraftschlüssig auf dem Gehäuse (2) festgelegt ist.
Servozylinder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (3) mit Presssitz auf dem Gehäuse (2) festgelegt ist.
Servozylinder nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (3) mit einem Sicherungsring auf dem Gehäuse (2) festgelegt ist.
Servozylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Servozylinder (1) mehrere Zylinderräume (5, 5') aufweist.
Servozylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Servozylinder (1) Teil einer hydraulischen Hilfskraftlenkung ist.