DE1755792C3

DE1755792C3 - Servolenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1755792C3
Application number: DE1755792A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 7070 Schwaebisch Gmuend Liebert
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1968-06-22
Filing date: 1968-06-22
Publication date: 1979-02-15
Also published as: DE1755792B2; DK142308B; US3553966A; FR2011456A1; CS153043B2; DK142308C; GB1236521A; SE333881B; JPS4940492B1; DE1755792A1; ES368213A1; YU31466B

Description

Die Erfindung betrifft eine Servolenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine derartige Servolenkeinrichtung ist Gegenstand eines älteren Patents.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in der Druckmittelsteuereinrichtung von Servolenkeinrichtungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs eine hydraulische Rückwirkungskraft zur Wirkung zu bringen.

Diese Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Servolenkeinrichtung,

F i g. 2 den Querschnitt durch die Steuerventile nach der Linie H-II in Fig. 1 mit sinnbildlicher Darstellung der restlichen Servolenkeinrichtung,

Fig.3 den Querschnitt durch die Steuerventile in ausgelenkter Stellung nach der Linie II-II in F i g. 1,

F i g. 4 den Querschnitt nach der Linie IV-IV in F i g. 1, F i g. 5 den Querschnitt nach der Linie V-V in F i g. 1,

F i g. 6 den Querschnitt nach der Linie VI-VI in F i g. 1,

Fig.7 den Querschnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 1.

Eine Servolenkeinrichtung weist eine Steuerventileinrichtung 1, ein Übersetzungsgetriebe 2, eine Steuerpumpe 3, eine Servopumpe 4, einen ölbehälter 5 und einen Servomotor 6 auf. Beim Drehen einer Lenkspindel 7 wird ein mit dieser schwenkbar verbundenes Antriebsritzel 8 mit einer Außenverzahnung 8' in einer Innenverzahnung 9 eines äußeren Zahnringes 10 abgewälzt und versetzt dabei über ein auf einem Exzenter 12 gelagertes Pendellager 11 eine die Steuerpumpe 3 antreibende Pumpenwelle 13 mit einem Vielfachen der Lenkspindeldrehzahl in eine zu deren Drehrichtung entgegengesetzte Drehung.
Die sich in der Innenverzahnung 9 des äußeren Zahnrir.ges 10 abstützende Umfangskraft an der Außenverzahnung 8' des Antriebsritzels 8 bewirkt eine der Drehrichtung der Lenkspindel 7 entsprechende Drehbewegung des Zahnringes 10 in einer Lagerung 14,

ic die durch in einem Gehäuse 17 angebrachte Anschlagstifte 15 bzw. 16 und entsprechende Ausnehmungen 18 bzw. 18' im Zahnring 10 begrenzt wird (F i g. 6).

Diese begrenzte Drehbewegung des Zahnringes 10 wird in beiden Richtungen mittels durch Durchbrüche 19 bzw. 20 des Gehäuses 17 sich erstreckende und in Ausnehmungen 21 bzw. 22 zweier Ventilkolben 23 bzw. 24 eingreifende Mitnehmerstifte 25 bzw. 26 auf die Ventilkolben 23 bzw. 24 übertragen, wodurch diese eine gegenläufige Axialbewegung ausführen.

Der Ventilkolben 23 weist an seinen beiden Enden auf Federteller 27 bzw. 28 wirkende Rückstellfedern 29 bzw. 30 auf, wodurch das Steuerventil 1 in Neutralstellung gehalten wird, während dar Ventilkolben 24 zur Aufnahme einer Rückwirkungseinrichtung dient

Die Steuerventileinrichtung 1 ist über eine Zulaufleitung 31 und einen Anschluß 31' mit der Servopumpe 4, und über eine Rücklaufleitung 32 und einen Anschluß 32' mit dem Ölbehälter 5 verbunden. Vom Anschluß 3Γ führt eine Zulaufleitung 33 und 33' zu zwei Ringnuten 35 bzw. 37, die vom Ventilkolben 24 gesteuert werden. Der Anschluß 32' führt zu einer mittleren Ringnut 36, die mit einem Rücklaufraum 39 verbunden ist Zwischen der Zulaufleitung 33 und dem Rücklaufraum 39 ist ein Nachsaugventil 40 angeordnet Zwei weitere Ringnuten 34 und 38 ergänzen das Steuersystem im Bereich des Ventilkolbens 24, der von links nach rechts vier Steuernuten 41,42,43 und 44 aufweist. Die Steuernut 42 ist über eine radiale Bohrung 45 mit einer axialen Bohrung 46 verbunden, in der ein Rückwirkungskolben 49 verschiebbar gelagert ist, während die Steuernut 43 über eine radiale Bohrung 47 mit einer axialen Bohrung 48 verbunden ist, in der ein Rückwirkungskolben 50 verschiebbar gelagert ist Der Ventilkolben 24 begrenzt zwei Stirnräume 51 bzw. 52. Beide Stirnräume sind durch im Gehäuse 17 verlaufende, nicht näher bezeichnete Kanäle mit dem Rücklaufraum 39 verbunden.

Der Ventilkolben 23 begrenzt stirnseitig zwei Räume 53 und 54, die durch einen axial im Ventilkolben 23 verlaufenden Kanal 55 bzw. 55' und über die Ausnehmung 21 mit dem Rücklaufraum 39 verbunden sind.

Im Bereich des Ventilkolbens 23 sind im Gehäuse 17 fünf Ringnuten 56,57,58,59 und 60 angeordnet; davon ist die Ringnut 56 über eine Leitung 56' und die Ringnut 60 über eine Leitung 60' mit der Steuerpumpe 3 verbunden. Ferner ist die Ringnut 57 über eine Leitung 57' mit einem Druckraum 61 und die Ringnut 59 über eine Leitung 59' mit einem Druckraum 62 des Servomotors 6 verbunden. Die Ringnut 58 gehört zum Rücklaufraum 39. Ein Kanal 63 verbindet die Ringnut 34 mit der Ringnut 56, ein Kanal 64 die Ringnut 38 mit der Ringnut 60. Die in F i g. 2 schematisch dargestellten Leitungen 56' und 60' zwischen Steuerventileinrichtung 1 und Steuerpumpe 3 sind als im Gehäuse 17 axial verlaufende Kanäle (F i g. 4) ausgebildet, da Steuerventileinrichtung 1 und Steuerpumpe 3 in einem Block zusammengebaut sind. Der Ventilkolben 23 weist drei

Steuernuten 65,66,67 bzw. 65', 66', 67' auf. Dabei sind in einer ersten Ausführungsform die Steuernuten 65 und 67 so breit gehalten, daß in Neutralstellung des Ventilkolbens 23 eine Verbindung zwischen den Ringnuten 56 und 57 bzw. 59 und 60 besteht, Lnd sind in einer zweiten Ausführungsform die Steuernuten 65' und 67' so schmai gehalten, daß die Verbindung zwischen den vorgenannten Ringnuten unterbrochen wird.

In der Neutralstellung des Steuerventils 1 wird der Förderstrom der Servopumpe 4 über die Zulaufleitun? 31, den Anschluß 3Γ, die Zulaufleitung 33 und die die Ringnuten 35 und 37 verbindende Zulaufleitung 33' den Ringnuten 35 und 37 zugeführt, von wo der drucklose Rückfluß über die offenen Steuernuten 42 und 43, die Ringnut 36 bzw. den Rücklaufraum 39, den Anschluß 32' und die Rücklaufleitmig 32 zum ölbehälter 5 erfolgt

Wird zwecks Einleiten einer Lenkbewegung am Lenkhandrad beispielsweise nach rechts gedreht, dann wird auch der äußere Zahnring 10 nach rechts bis an die Anschlagstifte 15 und 16 gedreht, so Jaß der Mitnehmerstift 25 den Ventilkolben 23 gegen die Kraft der Rückstellfeder 30 axial nach rechts und der Mitnehmerstift 26 den Ventilkolben 24 axial nach links verstellt Durch das Verschieben des Ventilkolbens 24 nach links wird zunächst der freie Durchfluß des Druckmittels von den Ringnuten 35 und 37 zur Ringnut 36 bzw. zum Rücklaufraum 39 gedrosselt und schließlich durch die Kanten der Steuernuten 42 und 43 vollends gesperrt, so daß unter Druckaufbau das von der Servopumpe 4 geförderte Druckmittel über die Ringnut 37, die Steuernut 44, die Ringnut 38, den Kanal 64 und die Leitung 60' zur Saugseite der Steuerpumpe 3 strömt und unter geringer Druckerhöhung durch Drehen am Lenkhandrad dosiert und zur Druckseite gefördert wird, von wo das Druckmittel über die Leitung 56', die Steuernut 65, die Ringnut 57 und die Leitung 57' zum linken Druckraum 6t des Servomotors 6 strömt und dessen Arbeitskolben nach rechts verschiebt Gleichzeitig wird das Druckmittel aus dem rechten Druckraum 62 verdrängt und fließt über die Leitung 59', die Ringnut 59, die Steuernut 66 in die Ringnut 58 bzw. in den Rücklaufraum 39 und von da über den Anschluß 32' und die Rücklaufleitung 32 zum ölbehälter 5 bzw. zur Servopumpe 4 zurück.

Während bei diesem Lenkvorgang der linke Druckraum 61 des Servomotors 6 mit dem von der Servopumpe 4 erzeugten Druck beaufschlagt wird, wirkt der gleiche Druck über die Ringnut 35, die Steuernut 42, die radiale Bohrung 45 und die axiale Bohrung 46 auf den Rückwirkungskolben 49, während am anderen Rückwirkungskolben 50 kein Differenzdruck wirksam ist Dadurch wirkt der durch die Drehung am Lenkhandrad verursachten axialen Verschiebung des Ventilkolbens 24 der Förderdruck der Servopumpe 4 mit einer dem Rückwirkungskolben 49 entsprechenden wirksamen Fläche entgegen, so daß auf die Steuerventileinrichtung 1 eine dem Förderdruck proportionale Rückwirkungskraft entgegenwirkt, die eine der Betätigungskraft am Lenkhandrad entgegengesetzte, ein Fahrbahngefühl simulierende Reaktionskraft darstellt

Bei Linksdrehung der Lenkspindel 7 ist die Wirkungsweise der Servolenkeinrichtung der vorstehend erläuterten entsprechend umgekehrt

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Servolenkeinrichtung weist der Ventilkolben 23 einmal die breiteren Steuernuten 65 und 67 auf, so daß in Neutralsteiiung des Steuerkolbens 23 die Ringnut 56 mit der Ringnut 57 und die Ringnut 59 mit der Ringnut 60 verbunden ist Dadurch ist der Servomotor 6 hydraulisch an die Steuerpumpe 3 angeschlossen, wodurch Fahrbahnstöße eine Drehung der Pumpenwelle 13 bewirken und damit auch eine axiale Verstellung der Ventilkolben 23 und 24. Auf diese Weise wirkt einem zur Steuerpumpe 3 gelangenden Druckstoß auf der diesem abgewandten Seite der Steuerpumpe der Förderdruck der Servopumpe entgegen, während ein anderer Teil des Druckstoßes entsprechend der Kräfte der Rückstellfeder 30 bzw. 29 und der Kraft des Rückwirkungskolbens 49 bzw. 50 als Reaktionskraft am Lenkhandrad spürbar wird.

Je nach Größe und Art des Fahrzeuges kann es aber auch wünschenswert sein, daß in neutraler Lenkstellung die Steuerpumpe 3 vom Servomotor 6 hydraulisch vollständig getrennt ist, so daß der Servomotor 6 gegenüber Druckstößen, die von der Fahrbahn her an den gelenkten Fahrzeugrädern auftreten, hydraulisch blockiert ist Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß ohne weitere Änderungen der Ventilkolben 23 wahlweise auch mit schmaleren Steuernuten 65' und 67' an Stelle der breiteren Steuernuten 65 und 67 ausgeführt werden kann, so daß in Neutralstellung die Ringnut 56 von der Ringnut 57 und die Ringnut 59 von der Ringnut 60 getrennt ist.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Servolenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit hydrostatischer Übertragung der Lenkkraft auf einen Servomotor, mit einer über eine Zulauf- und eine Rücklaufleitung an eine Druckmittelsteuereinrichtung mit zwei Steuerventilen und einer Mittenzentrierung angeschlossenen Servopumpe sowie mit einer über die Lenkspindel antreibbaren Steuerpumpe und einem dieser vorgeschalteten Planetengetriebe, dessen äußerer Zahnring geringfügig in seiner Verzahnungsebene drehbar ist und dabei auf die Ventilkolben der Steuerventile zu deren Verstellung einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Ventilkolben (24) an beiden Enden in axialen Bohrungen (46 and 48) je einen Rückwirkungskolben (49 b-£v/. 50) aufweist, von denen bei einem Lenkvorgang die im Ventilkolben aufgenommene Stirnseite des in Richtung der Verstelibewegung des Ventilkolbens (24) liegenden Rückwirkungskolbens (49 bzw. 50) über im Ventilkolben (24) verlaufende Bohrungen (45 und 46 bzw. 47 und 48) mit Druckmittel aus der Zulaufleitung (31 bzw. 33) und die entsprechende Stirnseite des anderen Rückwirkungskolbens (50 bzw. 49) mit Druckmittel aus der Rücklaufleitung (32) beaufschlagt ist.