DE19633631A1 - Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Hilfskraftlenkung für KraftfahrzeugeInfo
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
- B62D5/08—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by type of steering valve used
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung für Kraft
fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Hilfskraft
lenkung enthält ein Lenkventil, das zwei Einlaß-Sitzventile und
zwei Auslaß-Sitzventile aufweist, die über eine Betätigungsein
richtung in Abhängigkeit von einer Drehbewegung einer Lenk
spindel verstellbar sind. Die Schließkörper der Auslaß-Sitz
ventile stehen mit der Betätigungseinrichtung in Wirkver
bindung. Dabei werden die Schließkörper der Einlaß-Sitzventile
in Neutralstellung durch die Kraft von Zuhaltefedern in
Schließrichtung beaufschlagt, so daß die Einlaß-Sitzventile in
der Neutralstellung des Lenkventils geschlossen sind. Die Aus
laß-Sitzventile sind in der Neutralstellung des Lenkventils
geöffnet. Die Einlaß-Sitzventile werden erst nach dem Schließen
des jeweiligen zugehörigen Auslaß-Sitzventils geöffnet.
Für jede Seite des Lenkventils ist ein erster Begrenzungs
kolben vorgesehen, der in seiner einen Bewegungsrichtung von
dem in einem Arbeitsraum eines Servomotors herrschenden Druck
und in seiner anderen Bewegungsrichtung von einer ersten Be
grenzungsfeder beaufschlagt ist. Die Begrenzungsfeder hält in
der Neutralstellung des Lenkventils den Begrenzungskolben von
dem Schließkörper des Einlaß-Sitzventils getrennt. Der Begren
zungskolben wirkt dann auf den Schließkörper des Einlaß-Sitz
ventils ein, wenn die Kraft des auf den Begrenzungskolben
wirkenden Druckes die Kraft der Begrenzungsfeder übersteigt.
Eine derartige Hilfskraftlenkung ist bekannt aus der DE-
A1-44 05 300. Diese Hilfskraftlenkung weist einen Kennlinien
verlauf auf, nach dem das Betätigungsmoment ab einem bestimmten
Druck im Servomotor nur noch unwesentlich ansteigt. Dies bedeu
tet, daß die Kennlinie ab diesem bestimmten Punkt steiler ver
läuft. Man nennt diesen Effekt "Abschneidung" oder "Betäti
gungsmoment-Begrenzung". Eine solche Kennlinie ist bei
spielsweise in der DE-A1-43 19 891 dargestellt. Aus dieser
Kennlinie wird deutlich, daß nur die Einlaß-Kennlinie einen
Abschneideeffekt aufweist, während die Auslaß-Kennlinie einen
linearen Verlauf ohne Abschneidung aufweist. Dies hat zur Fol
ge, daß insbesondere im Bereich des Abschneideknickes der Un
terschied im Betätigungsmoment beim Einlenken und beim Rücklauf
relativ groß ist. Dies macht sich durch eine relativ große Ven
tilhysterese bemerkbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Hilfs
kraftlenkung nach der DE-A1-44 05 300 derart zu verbessern, daß
auch beim Zurücklenken ein Abschneideeffekt wirksam wird. Die
durch die Hilfskraftlenkung der älteren Anmeldung erzielten
Funktionsvorteile sollen beibehalten werden. Der Anschneideef
fekt, der sich als Abschneideknick auch in dem abfallenden
Kennlinienast darstellen läßt, soll ohne nennenswerten Mehrauf
wand erreicht werden können.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete
Hilfskraftlenkung gelöst. Die Lösung erfolgt dadurch, daß ein
zweiter Begrenzungskolben angeordnet ist, der von einer zweiten
Begrenzungsfeder beaufschlagt ist. Die zweite Begrenzungsfeder
hält in der Neutralstellung des Lenkventils den zweiten Begren
zungskolben außer Eingriff mit dem Schließkörper des Auslaß-Sitz
ventils. Der zweite Begrenzungskolben wirkt erst dann auf
den Schließkörper des Auslaß-Sitzventils ein, wenn die Kraft
des auf den zweiten Begrenzungskolben wirkenden Druckes die
Kraft der zweiten Begrenzungsfeder übersteigt. Während die er
ste Begrenzungsfeder nur auf den ersten Begrenzungskolben
wirkt, wirkt die zweite Begrenzungsfeder sowohl auf den zweiten
Begrenzungskolben als auch auf den ersten Begrenzungskolben.
Durch diese Ausbildung der Hilfskraftlenkung mit zwei
Begrenzungskolben, von denen der erste auf den Schließkörper
des Einlaß-Sitzventils und der zweite auf den Schließkörper des
Auslaß-Sitzventils wirkt, erhält zusätzlich zu dem
aufsteigenden Kennlinienast auch der abfallende Kennlinienast
einen Abschneideknick. Dadurch, daß die zweite Begrenzungsfeder
die erste Begrenzungsfeder in ihrer Wirkung auf den ersten
Begrenzungskolben unterstützt, kann die erste Begrenzungsfeder
entsprechend kleiner ausgelegt sein. Sie wird dadurch billiger
und benötigt weniger Einbauraum.
Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
So ist es vorteilhaft, wenn der wirksame Querschnitt des
ersten Begrenzungskolbens plus dem wirksamen Querschnitt des
zweiten Begrenzungskolbens kleiner ist als der Querschnitt des
Schließkörpers des Einlaß-Sitzventils.
Wird der erste Begrenzungskolben hohl ausgebildet und der
zweite Begrenzungskolben koaxial innerhalb des ersten Begren
zungskolbens angeordnet und gegenüber diesem gleitend abgedich
tet, so ergeben sich besonders günstige wirksame Flächenver
hältnisse der beiden Begrenzungskolben. Wenn der erste Begren
zungskolben in der Neutralstellung des Lenkventils durch die
beiden Begrenzungsfedern an eine Anschlagschulter eines Lenkge
häuses angelegt wird, so wird damit ein bestimmter Druck defi
niert, bei dem der erste Begrenzungskolben anfängt, sich zu
verschieben. Dieser Druck muß erst aufgebaut werden, bevor eine
Bewegung des ersten Begrenzungskolbens zustande kommt. Hierbei
sind zwei Lösungen möglich: Bei einer massiven Betätigung wird
das Einlaß-Sitzventil durch Federkraft geöffnet. Bei einer ak
tiven Betätigung erfolgt das Öffnen durch Formschluß.
Dabei kann eine Anschlagscheibe, die zwischen der zweiten
Begrenzungsfeder einerseits und dem zweiten Begrenzungskolben
und der Zwischenhülse andererseits angeordnet ist, die Kraft
der zweiten Begrenzungsfeder auf die beiden Begrenzungskolben
übertragen. Die Anschlagscheibe kann dazu benutzt werden, die
Toleranzen zwischen den einzelnen Bauteilen des Lenkventils
auszugleichen, indem die Anschlagscheibe in bestimmten Maßen
ausgewählt wird.
Die Kraft der zweiten Begrenzungsfeder kann jedoch auch
direkt über eine an dem zweiten Begrenzungskolben angeordnete
Schulter auf den ersten Begrenzungskolben übertragen werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier in der
Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße
Hilfskraftlenkung;
Fig. 2 den Längsschnitt durch das Lenkventil der
Hilfskraftlenkung der Fig. 1 nach der Linie II-
II in einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 einen Längsschnitt entsprechend der Fig. 2,
jedoch für ein zweites Ausführungsbeispiel und
Fig. 4 eine Ventilkennlinie der erfindungsgemäßen
Hilfskraftlenkung.
In einem Lenkgehäuse 1 ist ein Ritzel 2 in zwei Lagern 3
und 4 drehbar gelagert. Das Ritzel 2 trägt an seinem einen Ende
einen Lenkspindelanschluß 5 für den Anschluß an ein Lenkorgan,
beispielsweise eine nicht dargestellte Lenkspindel mit einem
Lenkhandrad. Eines der Lager, vorzugsweise das Lager 3, das in
der Nähe des Lenkspindelanschlusses 5 liegt, ist als Festlager
ausgebildet. Das andere Lager, vorzugsweise das Lager 4, das
dem Lenkspindelanschluß 5 abgewandt ist, ist als Loslager
ausgebildet. Mit "Loslager" wird hier ein Lager, beispielsweise
ein Rillenkugellager, bezeichnet, das zwar in axialer Richtung
festgelegt sein kann, in radialer Richtung aber innerhalb be
stimmter Grenzen bewegt werden kann. Dadurch ist das Rit
zel 2 schwenkbar gelagert.
Das Ritzel 2 steht über seine Verzahnung in Eingriff mit
einer Zahnstange 6, die in dem Lenkgehäuse 1 axial verschiebbar
geführt ist. Zur Hilfskraftunterstützung dient ein
Servomotor 7, dessen Kolbenstange 8 fest mit der Zahnstange 6
verbunden ist. Der Servomotor 7 enthält zwei Arbeitsräume 10
und 11, die über Arbeitsleitungen 12 und 13 mit zwei
Zylinderanschlüssen 14 und 15 eines Lenkventils 16 verbunden
sind. Das Lenkventil 16 weist außerdem noch zwei
Zulaufanschlüsse 17 und 18 auf, die an einen Speicher 20 ange
schlossen sind. Der Speicher 20 wird von einer nicht darge
stellten Servopumpe mit Druckmittel versorgt. An zwei Rück
laufanschlüssen 21 und 22 ist ein Behälter 23 angeschlossen.
Das Lenkventil 16 wird durch die Reaktionskräfte an dem
Ritzel 2, die zu einer Schwenkbewegung des Ritzels 2 führen,
betätigt. Das Lenkventil 16 kann aber auch auf andere Art
betätigt werden, beispielsweise durch eine Axialverschiebung
oder eine Parallelbewegung des Ritzels 2.
Die beiden Teile des Lenkventils 16 mit je einem Einlaß-Sitz
ventil und je einem Auslaß-Sitzventil sind im wesentlichen
gleich ausgebildet. Der genauere Aufbau des Lenkventils 16 wird
deshalb im folgenden anhand nur eines Teiles - in Fig. 1 der
rechte Teil - des Lenkventils 16 mit einem Einlaß-Sitzventil 25
und einem Auslaß-Sitzventil 27 anhand des in Fig. 2 und 3
dargestellten, vergrößerten Ausschnittes beschrieben. Das
Einlaß-Sitzventil 25 und das Auslaß-Sitzventil 27 sind koaxial
zueinander angeordnet.
In der Neutralstellung des Lenkventils 16 ist das Einlaß-Sitz
ventil 25 geschlossen. Dies wird dadurch erreicht, daß
dessen Schließkörper 28 durch die Kraft einer Zuhaltefeder 29
in Schließrichtung gegen einen gehäusefesten Ventilsitz 30
beaufschlagbar ist. Die Zuhaltefeder 29 stützt sich einerseits
an dem Schließkörper 28 und andererseits an einem unten näher
beschriebenen Betätigungsstößel 31 ab. Sie könnte sich aber mit
ähnlicher Wirkung auch an einem gehäusefesten Bauteil ab
stützen.
Das Auslaß-Sitzventil 27 ist gebildet durch einen konkaven
Ventilkegel 32, der an dem Schließkörper 28 des Einlaß-Sitzven
tils 25 ausgebildet ist und durch einen Schließkörper 33 mit
einem Ventilsitz 34. Der Schließkörper 33 besitzt nach Fig. 2
auf seiner einen Seite den oben erwähnten Betätigungsstößel 31
und auf seiner anderen Seite einen Fortsatz 36. Der Betäti
gungsstößel 31 wirkt mit einer Betätigungseinrichtung 37 zusam
men, die beispielsweise durch den Außenring des Loslagers 4
gebildet ist. Die Bedeutung des Fortsatzes 36 wird im weiteren
Verlauf der Beschreibung erklärt. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 3 kann auf den Fortsatz 36 verzichtet werden.
Zusätzlich zu dem Einlaß-Sitzventil 25 und dem Auslaß-Sitz
ventil 27 ist ein erster Begrenzungskolben 38 vorgesehen.
Der Begrenzungskolben 38 ist in seine eine Bewegungsrichtung,
die dem Öffnen des Einlaß-Sitzventils 25 entgegenwirkt, von
einer ersten Begrenzungsfeder 40 beaufschlagt. In seine andere
Bewegungsrichtung ist der Begrenzungskolben 38 nach Fig. 2 von
einem Druck beaufschlagt, der in einem angrenzenden Begren
zungsraum 41 herrscht. Der Begrenzungsraum 41 ist über einen
Durchgangskanal 42 in dem Fortsatz 36 mit dem Arbeitsraum 10
des Servomotors 7 verbunden, so daß in dem Begrenzungsraum 41
jeweils der gleiche Druck herrscht wie in dem Arbeitsraum 10.
Außerdem enthält der Begrenzungsraum 41 die Begrenzungsfeder
40. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 kann dieser Begren
zungsraum 41 entfallen.
In der Neutralstellung des Lenkventils 16 ist die Kraft
der Begrenzungsfeder 40 größer als die Kraft des in dem Begren
zungsraum 41, bzw. in einer weiter unten beschriebenen Kammer
48, herrschenden Druckes. Damit wird der Begrenzungskolben 38
in der Neutralstellung des Lenkventils 16 in Anlage an einer
Anschlagschulter 43 des Lenkgehäuses 1 gehalten. Zwischen dem
Begrenzungskolben 38 und dem Schließkörper 28 des Einlaß-Sitz
ventils 25 besteht in der Neutralstellung des Lenkventils
ein Abstand, der erst dann überbrückt wird, wenn der Begren
zungskolben 38 durch den in dem Begrenzungsraum 41 herrschenden
Druck gegen die Kraft der Begrenzungsfeder 40 in Richtung Öff
nen des Schließkörpers 28 verschoben wird. Der wirksame Quer
schnitt des Begrenzungskolbens 38, vermehrt um den wirksamen
Querschnitt eines zweiten Begrenzungkolbens 39, ist kleiner als
der wirksame Querschnitt des Schließkörpers 28 des Einlaß-Sitz
ventils 25.
Die Begrenzungsfeder 40 nach Fig. 2, die im Inneren des
Begrenzungskolbens 38 angeordnet ist, stützt sich einerseits an
dem Begrenzungskolben 38 und andererseits an einem Feder
teller 44 ab. An dem Federteller 44 stützt sich außerdem eine
Zentrierfeder 45 ab. Die Zentrierfeder 45 wird an ihrem anderen
Ende von einem gehäusefesten Bauteil in der Form einer inneren
Einstellschraube 46 abgestützt. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 3 greift die Zentrierfeder 45 unmittelbar an dem
Schließkörper 33 des Auslaß-Sitzventils 27 an.
Der Federteller 44 steht in Wirkverbindung mit dem
Fortsatz 36 des Schließkörpers 33 und damit mit dem Betäti
gungsstößel 31. Über den Federteller 44 drücken somit sowohl
die Zentrierfeder 45 als auch die Begrenzungsfeder 40 auf den
Betätigungsstößel 31 und halten diesen in Anlage an der
Betätigungseinrichtung 37. Die Zentrierfeder 45 ist
zweckmäßigerweise koaxial innerhalb der Begrenzungsfeder 40
angeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 kann der
Federteller 45 entfallen.
Der Speicher 20 ist über entsprechende Kanäle mit einer
Zulaufkammer 47 verbunden, die an dem Einlaß-Sitzventil 25
angeordnet ist. Die oben bereits erwähnte Kammer 48, die die
Zuhaltefeder 29 enthält und die in der Neutralstellung des
Lenkventils 16 von der Zulaufkammer 47 getrennt ist, ist mit
dem Arbeitsraum 10 des Servomotors 7 verbunden, so daß in der
Kammer 48 der gleiche Druck herrscht wie in diesem Arbeitsraum
10 und in dem Begrenzungsraum 41. Die Kammer 48 steht in der
Neutralstellung des Lenkventils 16 außerdem über das dann offe
ne Auslaß-Sitzventil 27 und entsprechende Kanäle mit dem Druck
mittelbehälter 23 in Verbindung.
In dem ersten Begrenzungskolben 38, der hohl ausgebildet
ist, ist ein zweiter Begrenzungskolben 51 angeordnet. Der zwei
te Begrenzungskolben 51 ist in seine eine Bewegungsrichtung,
die dem Öffnen des Einlaß-Sitzventils 25 entgegengerichtet ist,
von einer zweiten Begrenzungsfeder 52 beaufschlagt. Sobald die
durch den in dem Begrenzungsraum 41 bzw. in der Kammer 48 herr
schenden Druck auf den zweiten Begrenzungskolben 51 wirkende
Kraft die Kraft der zweiten Begrenzungsfeder 52 übersteigt,
wird diese Überschußkraft auf den Schließkörper 33 des Auslaß-Sitz
ventils 27 wirksam.
Der zweite Begrenzungskolben 51 ist zweckmäßigerweise
koaxial in dem ersten Begrenzungskolben 38 angeordnet und
gegenüber diesem, bzw. gegenüber dem Betätigungsstößel 31,
abgedichtet, beispielsweise durch eine Dichtung 53.
Die zweite Begrenzungsfeder 52 unterstützt die erste Be
grenzungsfeder 40 in ihrer Wirkung. Die erste Begren
zungsfeder 40 kann deshalb entsprechend kleiner ausgelegt sein.
Sie kann je nach gewünschter Kennlinie auch ganz entfallen. Die
zweite Begrenzungsfeder 52, die zweckmäßigerweise als Paket von
Tellerfedern ausgebildet ist, wirkt über eine Anschlagscheibe
54 auch auf den ersten Begrenzungskolben 38. Daneben kann man
durch entsprechende Auswahl die Anschlagscheibe 54 dazu benut
zen, Toleranzen zwischen den einzelnen Bauteilen des Lenkven
tils auszugleichen.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des in Fig. 3 darge
stellten Lenkventils handelt es sich um die oben bereits er
wähnte aktive Betätigung des Lenkventils. Dabei wird der
Schließkörper 28 des Einlaß-Sitzventils 25 durch Formschluß
geöffnet. Dazu besteht zwischen dem Schließkörper 28 des Ein
laß-Sitzventils 25 und der Betätigungseinrichtung 37 eine di
rekte Wirkverbindung durch ein Betätigungskölbchen 31A und den
Betätigungsstößel 31. Aus diesem Grund ist die Öffnungsrichtung
des Schließkörpers 28 des Einlaß-Sitzventils 25 bei diesem Aus
führungsbeispiel entgegengesetzt zu der Öffnungsrichtung in
Fig. 2. Wenn Betätigungsstößel 31 und Betätigungskölbchen 31A
getrennt von einander ausgebildet sind, so können die Ferti
gungstoleranzen weiter gewählt werden. Werden beide Teile zu
einem Bauteil zusammengefaßt, so wird die Montage erleichtert.
Der Schließkörper 28 des Einlaß-Sitzventils 25 ist über
einen Koppelring 55 mit einem bestimmten Axialspiel mit dem
ersten Begrenzungskolben 38 verbunden. Entsprechend ist der
Schließkörper 33 des Auslaß-Sitzventils 27 über einen
Koppelring 56 mit dem zweiten Begrenzungskolben 51 verbunden.
Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal zwischen den bei
den Ausführungsbeispielen liegt darin, daß in dem Ausführungs
beispiel nach Fig. 3 nur die eigentliche einzige Zentrierfeder
45 zur Zentrierung des Lenkventils wirkt, während bei dem Aus
führungsbeispiel nach Fig. 2 alle Federn zur Zentrierung bei
tragen. Weitere Unterschiede zwischen den beiden Ausführungs
beispielen sind bereits bei der Beschreibung des ersten Ausfüh
rungsbeispieles angegeben. Bei dem Auslaß-Sitzventil 27 nach
Fig. 3 weist der Schließkörper 33 einen konvexen Ventilkegel
33A auf, der mit einem an dem Schließkörper 28 des Einlaß-Sitz
ventils 25 angeordneten Ventilsitz 35 zusammenwirkt.
Im folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen
Hilfskraftlenkung beschrieben: Wird in dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2 durch eine Drehung des nicht dargestellten Lenk
handrades die Betätigungseinrichtung 37 beispielsweise nach
links bewegt, so schließt zunächst das Auslaß-Sitzventil 27
dadurch, daß der Betätigungsstößel 31 der Bewegung der Betäti
gungseinrichtung 37 folgt. Der Schließkörper 33 des Auslaß-Sitz
ventils 27 nimmt bei seiner weiteren Bewegung den Schließ
körper 28 des Einlaß-Sitzventils 25 mit, so daß dieses Ventil
öffnet. Das unter Druck stehende Druckmittel strömt aus der
Zulaufkammer 47 in die Kammer 48 und damit sowohl in den Ar
beitsraum 10 als auch in den Begrenzungsraum 41. Der in der
Kammer 48 herrschende Druck wirkt als Rückwirkungsdruck auf den
Schließkörper 28 des Einlaß-Sitzventils 25 und wirkt damit der
Betätigungskraft der Betätigungseinrichtung 37 entgegen. Dieser
Druck wirkt gleichzeitig auf beide Begrenzungskolben 38 und 51
und drückt die beiden Begrenzungskolben 38 und 51 gegen die
Kraft der beiden Begrenzungsfedern 40 und 52 in Fig. 2 nach
links. Überschreitet diese Druckkraft die Vorspannkraft der
ersten Begrenzungsfeder 40, so bewegt sich der erste Begren
zungskolben 38 nach links und drückt den Schließkörper 28 des
Einlaß-Sitzventils 25 in Öffnungsrichtung und die Abschneidung
setzt ein.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 erfolgt das Öffnen
des Schließkörpers 28 des Einlaß-Sitzventils 25 entsprechend
den Unterschieden der aktiven und der passiven Betätigung. Zum
Öffnen des Schließkörpers 28 des Einlaß-Sitzventils 25 der in
Fig. 3 dargestellten Ventilhälfte muß sich die Betätigungsein
richtung deshalb nach rechts bewegen. Bei der Abschneidung be
wegt sich der erste Begrenzungskolben 38 nach rechts und zieht
über den Koppelring 55 den Schließkörper 28 des Einlaß-Sitz
ventils 25 in Öffnungsrichtung.
Wird anschließend die Kraft am Betätigungsstößel 31 ver
mindert, so bleibt der Druck in der Kammer 48 zunächst einge
sperrt, bis sich die Kraft so weit erniedrigt hat, daß das Aus
laß-Sitzventil 27 öffnet. Für den Verlauf der Kennlinie ist von
hier ab nicht allein der wirksame Querschnitt des Schließkör
pers 43 des Auslaß-Sitzventils 27 maßgebend, sondern der um den
Querschnitt des zweiten Begrenzungskolbens 51 verminderte Quer
schnitt. Ist der Druck in dem Begrenzungsraum 41 bzw. in der
Kammer 48 so weit abgefallen, daß die Kraft der zweiten Begren
zungsfeder 52 die hydraulische Kraft auf den zweiten Begren
zungskolben 51 überwiegt, so wird der Begrenzungsmechanismus
unwirksam und der weitere Verlauf der Kennlinie ist allein
durch den wirksamen Querschnitt des Schließkörpers 33 bestimmt.
Dadurch erhält auch der abfallende Ast der Kennlinie den ge
wünschten Abschneideknick.
Anhand von Fig. 4 werden die inneren Zusammenhänge des
Lenkventils quantitativ erläutert. Betrachtet man die Ge
samtlenkung, so wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, so wirken in
Neutralstellung sämtliche Federn der beiden Ventilseiten
zusammen und ergeben an einem Punkt A in Fig. 4 ein bestimmtes
Anlenkmoment, bis das Auslaß-Sitzventil 27 schließt. Von diesem
Punkt A geht ein aufsteigender Ast 57 ab, dessen Steigung von
dem wirksamen Querschnitt des Schließkörpers 28 des Einlaß-Sitz
ventils 25 abhängt, und ein abfallender Ast 58, der vom
Querschnitt des Schließkörpers 33 des Auslaß-Sitzventils 27
abhängt. Diese beiden Steigungen sind durch die Wahl der
Querschnitte frei wählbar. Der Abstand von dem Punkt A zu einem
Punkt B ist durch die Vorspannkraft der zweiten
Begrenzungsfeder 52 gegeben. Auch von diesem Punkt B geht ein
aufsteigender und ein abfallender Kennlinienzweig aus. Ihre
Steigungen errechnen sich so, daß - bezogen auf die
entsprechenden Kennlinien am Punkt A - jeweils die zugehörigen
Querschnitte um den Querschnitt des zweiten
Begrenzungskolbens 52 vermindert werden. Zum Punkt C gelangt
man schließlich vom Punkt B ausgehend, wenn man zusätzlich noch
die Vorspannkraft der ersten Begrenzungsfeder 40 hinzuaddiert.
Von dem Punkt C geht nur ein Kennlinienast ab, dessen Steigung
durch die Differenzfläche zwischen dem Schließkörper 28 und dem
ersten Begrenzungskolben 38 gegeben ist.
Nach den oben geschilderten Zusammenhängen ist es leicht
möglich, die Kennlinie den verschiedensten Wünschen anzupassen.
Beispielsweise ist es wünschenswert, insbesondere im Bereich
der Abschneidung, die Ventilhysterese möglichst klein zu hal
ten. Andererseits soll zur Vermeidung von Lecköl eine Über
schneidung des aufsteigenden und des abfallenden Astes sicher
verhindert werden. Man erreicht dies durch eine relativ geringe
Vorspannung der ersten Begrenzungsfeder 40 einerseits und ande
rerseits durch einen möglichst parallelen Verlauf des abfallen
den zu dem aufsteigenden Kennlinienast oberhalb der Abschnei
dung. Letzteres ist der Fall, wenn die Differenzfläche zwischen
dem Schließkörper 33 des Auslaß-Sitzventils 27 und dem zweiten
Begrenzungskolben 51 genauso groß ist, wie die Differenzfläche
zwischen dem Schließkörper 28 des Einlaß-Sitzventils 25 und
dem ersten Begrenzungskolben 38.
Bezugszeichenliste
1 Lenkgehäuse
2 Ritzel
3 Lager
4 Lager
5 Lenkspindelanschluß
6 Zahnstange
7 Servomotor
8 Kolbenstange
9 -
10 Arbeitsraum
11 Arbeitsraum
12 Arbeitsleitung
13 Arbeitsleitung
14 Zylinderanschluß
15 Zylinderanschluß
16 Lenkventil
17 Zulaufanschluß
18 Zulaufanschluß
19 -
20 Speicher
21 Rücklaufanschluß
22 Rücklaufanschluß
23 Behälter
24 -
25 Einlaß-Sitzventil
26 -
27 Auslaß-Sitzventil
28 Schließkörper (von 25)
29 Zuhaltefeder
30 Ventilsitz
31 Betätigungsstößel
31A Betätigungskölbchen
32 Ventilkegel
33 Schließkörper (von 27)
33A Ventilkegel
34 Ventilsitz
35 Ventilsitz
36 Fortsatz
37 Betätigungseinrichtung
38 erster Begrenzungskolben
39 zweiter Begrenzungskolben
40 erste Begrenzungsfeder
41 Begrenzungsraum
42 Durchgangskanal
43 Anschlagschulter
44 Federteller
45 Zentrierfeder
46 Einstellschraube
47 Zulaufkammer
48 Kammer
49 -
50 Patrone
51 zweiter Begrenzungs kolben
52 zweite Begrenzungsfeder
53 Dichtung
54 Anschlagscheibe
55 Koppelring
56 Koppelring
57 Ast der Kennlinie
58 Ast der Kennlinie
2 Ritzel
3 Lager
4 Lager
5 Lenkspindelanschluß
6 Zahnstange
7 Servomotor
8 Kolbenstange
9 -
10 Arbeitsraum
11 Arbeitsraum
12 Arbeitsleitung
13 Arbeitsleitung
14 Zylinderanschluß
15 Zylinderanschluß
16 Lenkventil
17 Zulaufanschluß
18 Zulaufanschluß
19 -
20 Speicher
21 Rücklaufanschluß
22 Rücklaufanschluß
23 Behälter
24 -
25 Einlaß-Sitzventil
26 -
27 Auslaß-Sitzventil
28 Schließkörper (von 25)
29 Zuhaltefeder
30 Ventilsitz
31 Betätigungsstößel
31A Betätigungskölbchen
32 Ventilkegel
33 Schließkörper (von 27)
33A Ventilkegel
34 Ventilsitz
35 Ventilsitz
36 Fortsatz
37 Betätigungseinrichtung
38 erster Begrenzungskolben
39 zweiter Begrenzungskolben
40 erste Begrenzungsfeder
41 Begrenzungsraum
42 Durchgangskanal
43 Anschlagschulter
44 Federteller
45 Zentrierfeder
46 Einstellschraube
47 Zulaufkammer
48 Kammer
49 -
50 Patrone
51 zweiter Begrenzungs kolben
52 zweite Begrenzungsfeder
53 Dichtung
54 Anschlagscheibe
55 Koppelring
56 Koppelring
57 Ast der Kennlinie
58 Ast der Kennlinie
Claims (8)
1. Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge, mit einem Lenk
ventil (16), das zwei Einlaß-Sitzventile (25) und zwei Auslaß
sitzventile (27) aufweist, die über eine Betätigungseinrichtung
(37) in Abhängigkeit von einem an einer Lenkspindel eingeleite
ten Drehmoment verstellbar sind, und mit folgenden weiteren
Merkmalen:
- - die Schließkörper (33) der Auslaß-Sitzventile (27) stehen mit der Betätigungseinrichtung (37) in Wirkverbindung,
- - die Auslaß-Sitzventile (27) sind in der Neutralstellung des Lenkventils (16) über offene Ringspalte geöffnet,
- - die Schließkörper (28) der Einlaß-Sitzventile (25) sind durch die Kraft von Zuhaltefedern (29) in Schließrichtung beaufschlagt und dadurch in der Neutralstellung des Lenkventils (16) geschlossen,
- - die Einlaß-Sitzventile (25) werden erst nach dem Schließen des jeweiligen zugehörigen Auslaß-Sitzventils (27) geöffnet,
- - für jede Seite des Lenkventils (16) ist ein erster Begrenzungskolben (38) vorgesehen,
- - jeder Begrenzungskolben (38) ist in seiner einen Bewe gungsrichtung von dem in einem Arbeitsraum (10, 11) eines Servomotors (7) herrschenden Druck und in seiner anderen Bewegungsrichtung von einer ersten Begrenzungsfeder (40) beaufschlagt, die in Neutralstellung des Lenkventils (16) den Begrenzungskolben (38) in einem Abstand von dem Schließkörper (28) des Einlaß-Sitzventils (25) hält,
- - der erste Begrenzungskolben (38) wirkt dann auf den Schließkörper (28) des Einlaß-Sitzventils (25) ein, wenn die Kraft des auf den ersten Begrenzungskolben (38) wirkenden Druckes die Kraft der ersten Begrenzungsfeder (40) übersteigt und
- - der wirksame Querschnitt des ersten Begrenzungskolbens
(38) ist kleiner als der wirksame Querschnitt des
Schließkörpers (28) des Einlaß-Sitzventils (25),
dadurch gekennzeichnet - - daß ein zweiter Begrenzungskolben (51) angeordnet ist, der von einer zweiten Begrenzungsfeder (52) beaufschlagt ist, die in Neutralstellung des Lenkventils (16) den zweiten Begrenzungskolben (51) außer Eingriff mit dem Schließkör per (33) des Auslaß-Sitzventils (27) hält,
- - daß der zweite Begrenzungskolben (51) erst dann auf den Schließkörper (33) des Auslaß-Sitzventils (27) einwirkt, wenn die Kraft des auf den zweiten Begrenzungskolben (51) wirkenden Druckes die Kraft der zweiten Begrenzungsfeder (52) übersteigt,
- - daß die zweite Begrenzungsfeder (52) zusätzlich auf den ersten Begrenzungskolben (38) wirkt und
- - daß der wirksame Querschnitt des zweiten Begrenzungskol bens (51) kleiner ist als der Querschnitt des Schließkör pers (33) des Auslaß-Sitzventils (27).
2. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der wirksame Querschnitt des ersten
Begrenzungskolbens (38) plus dem wirksamen Querschnitt des
zweiten Begrenzungskolbens (51) kleiner ist als der Querschnitt
des Schließkörpers (28) des Einlaß-Sitzventils (25).
3. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Begrenzungskolben (38) hohl ausgebildet ist und daß der zweite
Begrenzungskolben (51) koaxial innerhalb des ersten
Begrenzungskolbens (38) angeordnet und gegenüber diesem
gleitend abgedichtet ist.
4. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Begren
zungskolben (38) in der Neutralstellung des Lenkventils (16)
durch die erste Begrenzungsfeder (40) und die zweite Begren
zungsfeder (52) an eine Anschlagschulter (43) eines das Lenk
ventil (16) aufnehmenden Lenkgehäuses (1) angelegt wird.
5. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine
der beiden Begrenzungsfedern (40, 52) vorgespannt ist.
6. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
Begrenzungsfeder (52) über eine Anschlagscheibe (55) auf den
ersten Begrenzungskolben (38) wirkt.
7. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaß-Sitz
ventil (27) durch einen an dem Schließkörper (28) des
Einlaß-Sitzventils (25) angeordneten konkaven Ventilkegel (32)
und einen an dem Schließkörper (33) des Auslaß-Sitzventils (27)
angeordneten Ventilsitz (34) gebildet ist
(Fig. 2).
8. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaß-Sitz
ventil (27) durch einen an dem Schließkörper (33) des
Auslaß-Sitzventils (27) angeordneten konvexen Ventilkegel (33A)
und einen an dem Schließkörper (28) des Einlaß-Sitzventils (25)
angeordneten Ventilsitz (35) gebildet ist. (Fig. 3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996133631 DE19633631A1 (de) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996133631 DE19633631A1 (de) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19633631A1 true DE19633631A1 (de) | 1998-02-26 |
Family
ID=7803187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996133631 Withdrawn DE19633631A1 (de) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19633631A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114056424A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-02-18 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | 双功率流转向***的转向阀、转向***和工程车辆 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2834421A1 (de) * | 1978-08-05 | 1980-02-14 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Lenkventil mit geschlossener mitte |
DE4319891A1 (de) * | 1993-06-16 | 1994-12-22 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge |
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-
1996
- 1996-08-21 DE DE1996133631 patent/DE19633631A1/de not_active Withdrawn
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CN114056424A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-02-18 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | 双功率流转向***的转向阀、转向***和工程车辆 |
CN114056424B (zh) * | 2021-11-22 | 2022-11-25 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | 双功率流转向***的转向阀、转向***和工程车辆 |
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