DE2549871A1

DE2549871A1 - Fahrzeuglenkung

Info

Publication number: DE2549871A1
Application number: DE19752549871
Authority: DE
Inventors: Jim Lee Rau
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1974-11-06
Filing date: 1975-11-06
Publication date: 1976-05-13
Also published as: ES442374A1; IT1045500B; DK142763B; JPS5819505B2; LU73750A1; US4079805A; FR2290339B1; SE7512393L; IE43787B1; DE2549871C2; FR2290339A1; SE406889B; BE835256A; AU8636775A; IE43787L; AU501822B2; BR7507261A; NL7512894A; JPS5169837A; CA1045940A

Description

Cleveland, Ohio 44114- / USA

Unser Zeichen: T 1879

Fahrzeuglenkung

Die Erfindung betrifft eine Servolenkung für ein Fahrzeug und insbesondere eine Servolenkung, die eine Pumpe aufweist, welche Druckmittel durch einen Steuerschieber einem Servolenkmotor zuführt.

Zahlreiche Servolenkungen weisen Pumpen mit fester Verdrängung auf, die dauernd von einem Motor angetrieben werden. Die Verdrängung der Pumpe ist derart ausgewählt, daß die Pumpe den Spitzenbedarf der Servolenkung befriedigen kann. Wenn die Servolenkung nicht in Betrieb ist, wird das von der Pumpe abgegebene Druckmittel in Umlauf gebracht. Bei einer Betätigung eines Lenksteuerschiebers wird Druckmittel von der Pumpe einem Servolenkmotor zugeführt, der mit den lenkbaren Fahrzeugrädern verbunden ist. Derartige Servolenkungen sind unzulänglich, da die Pumpe dauernd durch den Motor mit einer relativ hohen festen Förderleistung angetrieben wird.

Gei;

609820/0374

Andere bekannte Servolenkungen weisen Pumpen mit veränderlicher Verdrängung auf. Die Pumpenverdrängung wird erhöht, um eine größere Druckmittelströmung für die Lenkung gemäß einem Druckmittelbedarf für die Lenkung zur Verfügung zu haben, um einen lastkompensierten Bereitschaftsdruck in der Lenkung aufrechtzuerhalten. Die US-PS 2 892 und die US-PS 2 892 312 beschreiben derartige Servolenkungen. Diese bekannten Servolenkungen weisen jedoch keinen Nachlaufmechanismus auf, der zwischen dem Fahrzeuglenkrad und den Rädern eingeschaltet ist, um die Räder entsprechend der Drehung des Lenkrades zu drehen. Beispiele derartiger Nachlaufmechanismen sind hydrostatische Lenkungen, wie sie in der US-PS 3 452 5^3 beschrieben werden und ein integrales Lenkgetriebe j wie es in der US-PS 3 606 819 beschrieben wird. Derartige Lenksysteme weisen keinen Zumeßmechanismus, wie hydrostatische Lenksysteme auf, der auf eine manuelle Lenkung anspricht, um Druckmittel von der Pumpe anzufordern und eine zugemessene Druckmittelströmung entsprechend seiner Betriebsstufe einem Servolenkmotor zuzuführen. Die Vorteile eines derartigen Zumeßmechanismus sind bekannt und führen zu einem richtigen Nachlauf zwischen der Drehung des Lenkrades und der Drehung des Fahrzeuges, Bisher wurde kein System geschaffen, bei dem die Lenkdruckmittelströmung und deren Druck mit einem derartigen Pegel zugeführt und auf einen derartigen Pegel eingestellt wurden, wie er von der Lenksteuerung gefordert wird, wobei das System so aufgebaut ist, daß der gewünschte Nachlauf zwischen der Lenkraddrehung und der Fahrzeugdrehung erzielt wird.

Die erfindungsgemäße Lenkung weist eine Pumpe mit veränderlicher Förderung auf, welche Druckmittel dem Lenksystem zuführt und einen Schieber, der das Druckmittel zur Durchführung der Fahrzeuglenkung dem Servolenkmotor zuleitet.

609820/0374

In diesem Lenksystem ist ein Nachlaufmechanismus eingebaut, der bei einer Fahrzeuglenkung wirksam ist und der Druckmittel anfordert, wenn er betätigt wird. Entsprechend der Druckmittelanforderung wird die Verdrängung der Pumpe erhöht, um den Pumpenausgang zu erhöhen, so daß Druckmittel dem Lenkmotor entsprechend dem Bedarf und mit einem modulierten, lastkompensierten Bereitschaftsdruck zugeführt wird, der ausreicht, um die Lenkung durchzuführen.

Erfindungsgemäß weist eine Fahrzeuglenkung eine Druckmittelquelle auf, einen die Fahrzeuglenkung durchführenden hydraulischen Lenkmotor und einen Lenksteuerschieber, der mit der Druckquelle und mit dem Lenkmotor in Verbindung steht. Der Lenksteuerschieber leitet Druckmittel von der Druckmittelquelle dem Lenkmotor zu. Ein Zumeßmechanismus ist mit dem Lenksteuerschieber und dem Lenkmotor verbunden. Der Zumeßmechanismus wird entsprechend der vom Fahrer durchgeführten Lenkung manuell betätigt und ein hydraulisches System spricht'auf den Lenkdruckmittelbedarf des Zumeßmechanismus an, um die Ausgangsströmung des Druckmittels aus der Druckmittelquelle zum Zumeßmechanismus auf einen Druck zu erhöhen, der ausreicht, um eine Steuerung gegen eine veränderliche Last auszuführen.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausfuhrungsform eines erfindungsgemäßen Lenksystems,

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Lenksteuerschiebers, der bei dem in Fig. 1 dargestellten System verwendet wird,

609820/0374

Fig. 2A eine schematische Ansicht einer Steuerung, die in dem in Fig. 1 dargestellten System verwendet wird,

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Lenksystems,

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Lenksteuerschiebers, der in dem in Fig. 3 dargestellten System verwendet wird,

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Lenksystems
und

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Lenksteuerschiebers, der in dem in Fig. 5 dargestellten Lenksystem verwendet wird.

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Fahrzeuglenkung, die einen Nachlaufmechanismus aufweist, der bewirkt, daß sich die Fahrzeugräder entsprechend der Lenkraddrehung drehen. Die Erfindung kann in zahlreichen Lenksystemen verwendet werden. Beispielsweise wird bei der Dars-tellung in Fig. 1 die Erfindung in einem Lenksystem 10 verwendet.

Das Lenksystem 10 weist eine Pumpe 12 mit veränderlicher Verdrängung auf, die mit einem Lenksteuerschieber 14 verbunden ist. Die Pumpe 12 wird von einem Motor 26 angetrieben. Wenn das in Fig. 1 dargestellte Lenksystem 10 in Betrieb ist, wird Druckmittel von der Pumpe 12 durch eine Zumeßvorrichtung 18 einem Lenkmotor 20 über einen Steuerschieber 14 zugeführt. Das zugemessene Druckmittel betätigt den Lenkmotor 20, um die lenkbaren Räder 22, 24 des Fahrzeuges in einer bekannten Weise zu drehen.

609820/0374

" ⁵ " ü b 4 ^ 8 7 Ί

Um die Belastung des Motors 26 herabzusetzen und die Lebensdauer der Pumpe 12 zu verlängern, betätigt der Druckmittelkompensationsschieber 30 den Schief scheibenmotor 34, um die Schiefscheibe 40 der Pumpe 12 bei einer Verschiebung des Lenksteuerschiebers 14 in eine geschlossene oder neutrale Stellung, in der die Druckmittelströmung zum Motor 20 und aus diesem blockiert wird, in eine Stellung für eine minimale Verdrängung zu verschieben, wobei ein vorbestimmter verminderter Bereitschaftsdruck, der analog zur Feder 104 ist, aufrechterhalten wird. Die Verminderung der Verdrängung der Pumpe 12 auf eine minimale Verdrängung und die Einstellung des Bereitschaftsdruckpegels vermindert die Betriebsbeanspruchungen der Pumpe, wenn das Lenksystem nicht in Betrieb ist, um die Lebensdauer der Pumpe zu erhöhen. Durch die Verminderung sowohl des Druckes als auch der Strömungsrate des Druckmittels aus der Pumpe 12 wird die Belastung des Motors 26 vermindert, wenn das Lenksystem nicht in Betrieb ist, um die Betriebsleistungsfähigkeit des Fahrzeuges zu verbessern.

Die Pumpe 12 ist eine an sich bekannte Axialkolbenpumpe, die eine drehbare Trommel 44 aufweist, welche mehrere Zylinder aufnimmt, in der Kolben 46 gleitbar gelagert sind. Die Trommel 44 ist mit einer Eingangswelle 48 verbunden, die dauernd vom Motor 26 mit einer Drehzahl gedreht wird, die sich als eine direkte Funktion der Änderungen der Motordrehzahl verändert. Wenn sich die Pumpe 12 in einer Stellung für eine minimale Verdrängung befindet, legt sich eine Oberfläche 52 an der Schiefscheibe 40 gegen eine Anschlagoberfläche 54 an, so daß eine stationäre Betriebsoberfläche 56, gegen die die Kolben 46 anliegen, sich in einer im allgemeinen senkrechten Lage gegenüber der Mittelachse der Eingangswelle 48 und der Trommel 44 befindet. Wenn sich die Schiefscheibe 40 in der Stellung für eine minimale Verdrängung befindet, können durch eine Drehung der Trommel 44 durch die Eingangswelle 48 die Kolben 46 innerhalb der

6Q9820/0374

J371

Trommelzylinder nicht hin und her bewegt werden und die Pumpe 12 ist nicht in der Lage, Druckmittel unter einem Druck oberhalb des verminderten Bereitschaftsdruckes abzugeben.

Bei einer Bewegung des Schiefscheibenkolbens 58 bei der Betrachtung der Fig. 1 nach links verschwenkt eine relativ starke Vorspannungsfeder 60 die Schiefscheibe 40 aus der minimalen Verdrängungsstellung in eine Betriebsstellung, die ähnlich der ist, die in Pig. I dargestellt ist. Dadurch wird die Arbeitsoberfläche 56 der Schiefscheibe 40 unter einem spitzen Winkel gegenüber der Mittelachse der Trommel 44 und der Eingangswelle 48 angeordnet. Eine Drehung der Trommel 44 durch eine kontinuierliche Drehung der Eingangswelle 48 bewirkt, daß sich die Kolben 46 hin und her bewegen und Druckmittel aus der Pumpe 12 durch eine Leitung 60 fördern. Je weiter die Schiefscheibe 40 aus ihrer minimalen Verdrängungsstellung herausbewegt ist, umso größer ist der Bewegungshub eines jeden Kolbens bei einer jeden Drehung der Trommel 44 und umso größer ist auch die Strömungsrate des Druckmittels, das von der Pumpe 12 abgegeben wird.

Bei einer Drehung eines Lenkrades 64 wird der Steuerschieber 14 betätigt, um Druckmittel aus der Pumpe 12 der Zumeßeinrichtung 18 und von dieser einer Arbeitskammer 68 des Lenkmotors mit einer Rate zuzuführen, die sich als direkte Funktion des Drehausschlages des Lenkrades 64 verändert.

Die Zündeinrichtung 18 und der Steuerschieber 14 sind im allgemeinen miteinander verbunden und bilden eine Steuerung, wie sie in Fig. 2A gezeigt ist. Die Zündeinrichtung 18 weist vorzugsweise einen Rotor 19 auf, der relativ zu einem stationären Stator 21 mit einer Drehzahl sich dreht und umläuft, der sich als Funktion der Geschwindigkeit der Drehung des Lenkrades 64 ändert. Wenn diese Bewegung stattfindet, wird

B09820/03 7

2 b A 9 8 7 1

Druckmittel dem Lenkmotor 20 zugemessen. Das Lenkrad 64 ist mit dem Rotor über den Schieber 14 verbunden. Der Schieber 14 weist eine Schieberhülse 152 auf, die axial von einer Eingangswelle 70 bei einer Drehung des Lenkrades 64 geführt wird, mit dem die Welle 70 verbunden ist. Die Schieberhülse 152 ist mit dem Rotor 19 über eine gezahnte Welle 25 verbunden. In der neutralen Stellung wird der Rotor 19 gegen eine Drehung festgehalten. Die Schieberhülse 152 verschiebt sich in eine Stellung in Abhängigkeit von den Kräften, die auf die Schieberhülse 152 von der Welle übertragen werden und die Wirkung zwischen der Schieberhülse 152 und der Zumeßeinheit 18 ist an sich bekannt. Bei einer Unterbrechung der Drehung des Lenkrades 64 ist eine zusätzliche Bewegung des Rotors 19 wirksam, um die Schieberhülse 152 axial zur neutralen Stellung hin zu bewegen. Der spezielle Aufbau der Zumeßeinheit 18 und des Steuerschiebers 14 ist im einzelnen in der US-Patentanmeldung Serial Nr. 521 209 vom 6. November 1974 beschrieben.

Bei einer Betätigung des Steuerschiebers 14 in die schematisch in Pig. I dargestellte Betriebsstellung wird Druckmittel von einer Leitung 72 der Zumeßeinrichtung 18 zugeführt und aus dieser Zumeßeinrichtung 18 durch eine Leitung 74 der Arbeitskammer 68. Der sich ergebende hohe Druckmitteldruck bewirkt eine Bewegung des Kolbens 76 bei der Darstellung in Fig. 1 nach links, um die lenkbaren Räder 22 und 24 zu drehen, so daß das Fahrzeug in an sich bekannter Weise gedreht werden kann.

Wenn sich bei der Betrachtung der Fig. 1 der Kolben 76 nach links bewegt, wird Druckmittel aus einer zweiten Arbeitskammer 68 abgegeben und dem Steuerschieber 14 über eine Leitung 80 zugeführt. Die Leitung 80 ist mit einer Lastfühl- und Antikavitationsdrosselstelle 82, die eine variable Größe

609820/0374

aufweist, im nunmehr betätigten Steuerschieber I¹J verbunden. Vorzugsweise ist die Drosselstelle 82 zwischen der Schieber-'hülse 152 und dem Gehäuse 27 der in Fig. 2A dargestellten Steuerung ausgebildet. Das Druckmittel kann durch die Drosselstelle 82 zu einer Leitung 84 strömen, die mit einem Vorratsbehälter 86 verbunden ist. Zusätzlich wird Druckmittel aus der Arbeitskammer 78 vom Steuerschieber 14 in eine Leitung 32 geführt, die mit einer Druckkammer 88 im Strömungskompensatorschieber 30 verbunden ist.

Die Größe der Drosselstelle 82 verändert sich als eine direkte Punktion der Änderungen des Ausmaßes oder der Geschwindigkeit der Drehung oder des Lenkrades 64 und der Lenklasten.Wenn das Steuerrad 64schnell gedreht wird,wird den Schieber 14 über einen relativ großen Hub betätigt und die Drosselstelle 82 weist .eine verhältnismäßig große Querschnittsfläche auf. Wenn das Lenkrad 64 langsam gedreht wird, so wird der Schieber 14 über einen relativ kleinen Hub gedreht und die Drosselstelle 82 weist eine verhältnismäßig kleine Querschnittsfläche auf. Durch die Veränderung der Querschnittsfläche der Drosselstelle 82 wird der Druckabfall an der Querschnittsfläche für eine gegebene Strömungsrate des Druckmittels.durch die Drosselstelle hindurch verändert. Obwohl die Größe der drosselstelle 82 in verschiedener Art und Weise entsprechend der Bewegung des Lenkrades 64 verändert werden kann, kann die Größe der Drosselstelle 82 in vorteilhafter Weise so verändert werden, wie es in der US-Patentanmeldung Serial Nr. 521 209 vom 6. November 1974 beschrieben wird.

Das Drucksignal, welches durch die Leitung 32 der Druckkammer 88 zugeführt wird, verändert sich als Funktion der Änderungen der Größe der Drosselstelle 82 im Schieber 14.

609820/.0 374

- 9 - 2b49871

Der Strömungskompensatorschieber 30 spricht auf Veränderungen des Druckmitteldruckes an, der durch die Leitung 32 der Kammer 88 zugeführt wird,um die Verdrängung der Pumpe 12 zu verändern und zwar gemäß den Änderungen des Ausmaßes oder der Geschwindigkeit der Drehung des Lenkrades 64und/oder entsprechend den Veränderungen der Lenklasten. Wenn der Druckmitteldruck in der Kammer 88 zunimmt, so wird ein Schieberkolben 92 bei der Betrachtung der Fig. 1 nach rechts gegen die Wirkung der Feder 104 verschoben. Durch diese Bewegung wird Druckmittel aus der Kammer 88 über einen Auslaß 96 in eine Leitung 98 abgegeben, die zum Schiefscheibenmotor 3²J führt. Der Druck in der Leitung 98 wird der Arbeitskammer 100 zugeführt, um den Kolben 58 zu bewegen und die Schiefscheibe ¹IO in Richtung des Uhrzeigerdrehsinns gegen die Vorspannung der Feder 60 zu verschwenken, wodurch die Verdrängung der Pumpe 12 verringert wird. Eine Verringerung der Verdrängung der Pumpe vermindert die Rate, mit der Druckmittel von der Pumpe durch den Steuerschieber 14 und die Zündeinrichtung 18 dem Motor 20 zugeführt wird und dadurch wird die Rate vermindert, mit der der Servolenkmotor 20 betätigt wird. Wenn die Betriebsgeschwindigkeit des Servomotors 20 vermindert wird, so wird die Rate, mit der Druckmittel aus der Arbeitskammer 78 abgegeben wird, ebenfalls reduziert, was dazu führt, daß der Druck in der Schieberkammer 88 abnimmt. Durch diese Druckabnahme kann der Schieberkolben 92 bei der Betrachtung der Fig. 1 unter der Einwirkung der Vorspannungsfeder 104 nach links bewegt werden. Wenn der Schieberkolben 92 in die in Fig. 1 dargestellte Schließstellung zurückgekehrt ist, wird eine Strömung aus der Kammer 88 zur Kammer 100 durch eine zylindrische Schieberkante 106 am Schieberkolben 92 blockiert und das Druckmittel wird mit einer geförderten Rate und einem geförderten Druck zugeführt, wobei der Bereitschaftsdruck eingestellt wird.

609820/0374

Wenn die Betriebsgeschwindigkeit de3 Servomotors 20 bei Auftreten einer vergrößerten Lenklast abnimmt, während das Ausmaß oder die Geschwindigkeit der Drehung des Lenkrades konstant bleibt, so nimmt der Querschnitt der Drosselstelle 82 zu, weil die Zwischenwirkung zwischen der zumeßeinheit 18 und der Schieberhülse 152 axial die Schieberhülse 152 relativ zum Gehäuse 27 verschiebt. Dies bewirkt eine Abnahme des Druckmitteldruckes, der über die Leitung 32 der Schieberkammer 88 zugeführt wird. Diese Druckabnahme macht es möglich, daß die Vorspannungsfeder 104 den Schieberkolben 92 aus der in Fig. 1 dargestellten Schließstellung nach links verschiebt. Diese Bewegung des Schieberkolbens 92 nach links verbindet den Schiefscheibenmotor 34 mit einer Ablaßleitung 110, so daß die Vorspannungsfeder 60 die Schiefscheibe 40 bei der Betrachtung der Fig. entgegengesetzt zum Uhrzeigerdrehsinn verschwenken kann, um leicht die Strömungsrate des Druckmittels aus der Pumpe zu erhöhen, um einen höheren Druck zur Überwindung der Lenklast zu erzeugen.

Wenn bei der Betrachtung der Fig. 1 der Schieberkolben 92 unter dem Einfluß der Vorspannungsfeder 104 nach links verschoben ist, so wird ein Auslaß 112 der Abzugsleitung 110 mit einer öffnung 114 verbunden, die zu einer Leitung 116 und zu einem Hochdruckentspannungsschieber 118 führt und ferner zu einer Leitung 122, die zum Strömungskompensatorschieber 30 läuft. Eine ringförmige Aussparung 124 im Strömungskompensatorschieber 30 verbindet die Leitung 122 direkt mit der Leitung 98 auch dann, wenn der Schieberkolben 106 die Strömung von der Arbeitskammer 88 zur Leitung 98 blockiert. Da die Leitung 98 direkt mit dem Schiefscheibenmotor 100 verbunden ist, wird durch eine Verschiebung des Schieberkolbens 92 bei der Betrachtung in Fig. 1 nach links unter der Einwirkung der Vorspannungsfeder 104 die

809820/0374

Motorkammer 100 mit dem Ablaß verbunden. Dadurch ist es möglich, daß die Vorspannungsfeder 60 die Schiefscheibe 40 bewegen kann, um die Verdrängung der Pumpe 12 zu erhöhen.

Durch eine Erhöhung der Verdrängung der Pumpe 12 wird die Rate oder Geschwindigkeit erhöht, mit der Druckmittel von der Pumpe durch den Steuerschieber 14 dem Servomotor 20 zugeführt wird. Dies führt zu einer Erhöhung der Rate oder Geschwindigkeit, mit der Druckmittel aus der Arbeitskammer 78 abgegeben wird, wodurch der Druck in der Kammer 88 im Stromungskompensatorschieber 30 zunimmt. Der überhöht ansteigende Druck in der Kammer 88 bewegt den Schieberkolben 92 bei der Betrachtung der Pig. 1 gegen die Einwirkung der Vorspannungsfeder 104 nach rechts. Wenn der Servomotor 20 eine vorbestimmte gewünschte Betriebsgeschwindigkeithat,die der Geschwindigkeit der Drehung des Lenkrades 64 entspricht, wird die Zumeßeinrichtung 18 betätigt und der Bereitschaftsdruck wird wieder hergestellt und ferner blockiert die Schieberkante 106 wieder die Strömung zwischen der Leitung 110 und II6, wodurch der Schiefscheibenmotor 34 hydraulisch verriegelt wird.

Es ist vorgesehen, daß während des Drehens des Lenkrades mit einer konstanten Geschwindigkeit die Betriebsdrehzahl des Motors 26 zunehmen oder abnehmen kann. Da die Pumpe 12 eine positive Verdrängerpumpe ist, ändert sich durch eine Veränderung der Drehzahl, mit der die Pumpe 12 angetrieben wird, die Strömungsrate des Druckmittels aus der Pumpe durch den Steuerschieber 14 hindurch zum Servomotor 20. Eine Veränderung der Strömungsrate,mit der das Druckmittel dem Servomotor 20 zugeführt wird, führt zu einer Veränderung der Geschwindigkeit, mit der sich der Kolben 76 bewegt und dies bringt eine Veränderung des Rückkopplungsdruckes mit sich, der über die Leitung 32 dem Stromungskompensatorschieber 30 zugeführt wird. Diese Druck-

809820/03^4

änderung bewirkt, daß der Schieberkolben 92 sich entweder unter dem Einfluß des Druckmitteldruckes in der Kammer 88 oder der Vorspannungskammer 104 verschiebt, um den Schiefscheibenmotor 3^ zu betätigen, wodurch die Schiefscheibe bewegt wird, um die Verdrängung der Pumpe 12 derart zu verändern, daß die Betriebsgeschwindigkeit des Servomotors 20 im wesentlichen mit der gewünschten Geschwindigkeit konstant gehalten wird, und zwar auch dann, wenn sich die Drehzahl des Motors 26 ändert.

Ehe eine Lenkung durchgeführt wird, befindet sich der Steuerschieber 14 in einer neutralen Stellung, in der dieser eine druckmittelströmung durch diesen hindurch zur Zumeßeinrichtung 18 blockiert, zusätzlich ist die Druckmittelströmung zur Leitung 32 durch den Schieber 14 blockiert. Die Drosselstelle 82 und die Ablaßleitung 84 sind ebenfalls blockiert. Die Pumpe 12 arbeitet mit minimaler Verdrängung, da der Ausgangsdruck der Pumpe, wenn der Motor 26 angelassen wurde, über die Drosselstelle 130, die Leitung 32, die Kammer 88 und die Leitung 98 zum Motor 34 geführt wurde. Vor einer Betätigung des Lenkrades 64 ist der Ausgang der Pumpe 12 ebenfalls über die Leitung 60 mit der Leitung 72 und mit dem Schieber l4 verbunden, der geschlossen ist. Es sei jedoch klargestellt, daß ein Minimum-Bereitschaftsdruck und eine Minimum-Strömung vorhanden ist, da sich die Pumpe in einem Bereitschaftszustand mit minimaler Verdrängung befindet.

Bei einer Betätigung des Lenkrades 64 zum Lenken des Fahrzeuges wird die Leitung 32 mit dem Ablaß über die Drosselstelle 82 mit veränderlichem Querschnitt verbunden, welche sich bei einer Betätigung des Schiebers 14 durch das Lenkrad 64 öffnet. Das Ausmaß, bis zu welchem die Drosselstelle 82 geöffnet wird, verändert sich als eine direkte Funktion der Änderungen des Ausmaßes der Drehung bzw. der Geschwin-

609 8207 03 7

- ¹^ - 2 5 49 87 "I

digkeit der Drehung des Lenkrades 64 und/oder der Belastungen des Servomotors 20. Nach einer Anfangsdrehung des Lenkrades mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit oder in einem vorgegebenen Ausmaß und einer Anfangsverschiebung des Schiebers 14 aus seiner geschlossenen in eine offene Stellung bewirkt die relativ schnelle Zunahme des Querschnittes der Drosselstelle 82 eine schnelle Abnahme des Bereitschaftsdruckes in der Leitung 32. Dies führt zu einer Verminderung des Druckmitteldruckes in der Arbeitskammer 88, so daß der Schiefscheibenmotor 34 über das Druckentspannungsventil und die Leitung 110 mit dem Ablaß oder mit dem Vorratsbehälter verbunden wird. Durch eine Verbindung des Schiefscheibenmotors 3¹I mit dem Ablaß kann die Vorspannungsfeder SO die Schiefscheibe 40 bewegen, um die Verdrängung der Pumpe zu erhöhen, wodurch ein ausreichender Druck für das Lenken aufgebaut wird.

Wenn die Verdrängung der Pumpe ausgehend von der minimalen Verdrängung zunimmt, so nimmt die Rate oder die Geschwindigkeit zu, mit der Druckmittel durch die Leitung 72 dem Steuerschieber 1*1 zugeführt wird. Ein anfängliches Drehen des Lenkrades 64 betätigt den Schieber 14, jedoch wird wegen der bekannten Zwischenwirkung zwischen der Zumeßvorrichtung 18 und dem Motor 20 der betrieb der Zumeßvorrichtung 18 etwas verzögert, bis die Druckeinwirkung auf diese Vorrichtung ausreichend zunimmt, um den Kolben fS gegen die Lenkbelastung zu bewegen. Dieser Druck beginnt anzusteigen, wenn der Schieber 14 sich öffnet. Die manuelle Kraft zur Drehung des Lenkrades 14 wird auf die Zumeßvorrichtung 18 übertragen und wenn die Druckeinwirkung auf diese Zumeßvorrichtung in ausreichender Weise zunimmt, wird diese Zumeßvorrichtung betätigt, um ein Strömungsvolumen des Druckmittels entsprechend des Ausmaßes der Drehung des Lenkrades 64 mit einer Strömungsrate zuzumessen, die eine Punktion der erreichten Drehgeschwindigkeit des Lenkrades ist. Diese zugemessene Druck-

809820/03

"^1ή~ 2049871

mittelströmung wird dem Servomotor 20 zugeführt, wodurch der Kolben 76 bewegt wird, um die Räder 22, 2¹I zu drehen. Diese Räder 22, 24 drehen sich entsprechend der Drehung des Lenkrades derart, daß die Pahrzeugräder der Lenkradbewegung nachlaufen und sowohl hinsichtlich der Drehgeschwindigkeit des Lenkrades als auch des Ausmaßes der Bewegung des Lenkrades. Es handelt sich hierbei um eine Nachlaufwirkung und der Mechanismus, der eine derartige Wirkung erzeugt, wirdhier als Nachlaufmechanismus bezeichnet.

Während der Drehung des Lenkrades 64 hat die Zumeßvorrichtung 18 einen Bedarf an Druckmittel, der der Geschwindigkeit der Drehung des Lenkrades 64 entspricht. Die Verdrängung der Pumpe 12 wird verändert, um diesen Bedarf zu befriedigen. Dieser ergibt sich daraus, daß die Größe der Drosselstelle 82 und der Druck in der Leitung 32 sich entsprechend des Ausmaßes oder der Geschwindigkeit der Drehung des Lenkrades und entsprechend dem Druckmittelbedarf der Zumeßeinrichtung verändern. Wenn dieser Bedarf nicht befriedigt wird, so nimmt, wie oben beschrieben, der Druck in der Leitung 32 ab und dies bewirkt eine Zunahme der Verdrängung der Pumpe 12. Wenn der Bedarf größer ist als der, der befriedigt wird, so nimmt der Druck in der Leitung 32 zu und die Verdrängung derPumpe 12 wird verringert. Es ist demzufolge klar, daß das System dem Steuerschieber 14 und der Zumeßvorrichtung 18 eine Druckmittelströmung in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit oder mit dem Ausmaß der Drehung des Lenkrades 64 und mit dem Bedarf an Druckmittel zum Lenken zuführt, wobei ein Bereitschaftsdruckabfall an der Drosselstelle 82 aufrechterhalten wird.

Wenn der Drehaufschlag oder die Drehgeschwindigkeit des Lenkrades 64 abnimmt, so nehmen die Verdrängung der Pumpe 12 und die Betriebsgeschwindigkeit des Servomotors 20 ab.

609820/0

Unmittelbar vor der Verminderung der Drehgeschwindigkeit oder des Drehausmaßes des Lenkrades Sk wird der Motor 20 mit einer relativ großen Geschwindigkeit betrieben und Druckmittel wird aus der Arbeitskammer 78 mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit abgegeben. Wenn die Drehgeschwindigkeit oder das Drehausmaß des Lenkrades 6¹I abnimmt, so nimmt die Größe der Drosselstelle 82 durch die Zusammenwirkung mit dem Steuerschieber ab. Dies führt zu einer augenblicklichen Abnahme des Beritschaftsdruckabfalls an der Drosselstelle 82, was eine Zunahme des Druckes zur Folge hat, der durch die Leitung 82 der Schieberkammer 88 zugeführt wird. Eine Zunahme des Druckes in der Kammer 88 bewirkt, daß der Schieberkolben 92 nach rechts verschoben wird, um Druckmittel der Schiefscheibenmotorkammer 100 zuzuführen und um die Verdrängung der Pumpe 12 zu verringern. Durch eine Abnahme der Verdrängung der Pumpe 12 verringert sich die Rate, mit der Druckmittel der Leitung 72 zugeführt wird, und es verringert sich ferner die Betriebsgeschwindigkeit des Motors 20. Dadurch nimmt auch die Rate ab, mit der Druckmittel aus der Motorkammer 78 abgegeben wird und ferner nimmt der Druckabfall an der Drosselstelle 82 ab. Wenn der Servomotor 20 mit einer Geschwindigkeit betrieben wird, die der Drehgeschwindigkeit oder dem Drehausmaß des Lenkrades entspricht, wird der Druck in der Leitung 32 auf den Bereitschaftspegel vermindert, was ermöglicht, daß der Schieberkolben 92 in die in Fig. 1 dargestellte Stellung zurückgeschoben werden kann.

Wenn die Drehgeschwindigkeit oder das Drehausmaß des Lenkrades 6*1 zunimmt, so wird die Verdrängung der Pumpe 12 vergrößert und die Betriebsgeschwindigkeit des Motors 20 nimmt zu. Unmittelbar vor der Zunahme der Drehgeschwindigkeit oder des Drehausmaßes des Lenkrades 64 wird der Motor 20 mit einer verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeit betrieben und Druckmittel wird aus der Motorkammer 78 mit

609820/037

-16- 2649871

einer verhältnismäßig geringen Rate abgegeben. Wenn das Drehausmaß oder die Drehgeschwindigkeit des Lenkrades 64 erhöht wird, so nimmt die Größe der Drosselstelle 82 zu. Dies führt zu einer Abnahme des Druckabfalls an der Drosselstelle 82, was zur Folge hat, daß der erforderliche Bereitschaftsdruck abnimmt, welcher durch die Leitung 32 in die Schieberkammer 88 übertragen wird. Eine Abnahme des Druckes in der Kammer 88 bewirkt, daß der Schieberkolben 92 unter dem Einfluß der Feder 104 .nach links verschoben wird, um die Schiefscheibenmotorkammer 100 mit dem Ablaß zu verbinden, wobei ferner der Feder 60 ermöglicht wird, die Verdrängung der Pumpe 12 zu erhöhen. Eine Erhöhung der Verdrängung der Pumpe 12 erhöht die Rate, mit welcher Druckmittel der Leitung 72 zugeführt wird und erhöht ferner die Betriebsgeschwindigkeit des Motors 20. Dies erhöht auch die Rate, mit der Druckmittel aus der Motorkammer 78 abgegeben wird und den Druckabfall an der Drosselstelle 82. Wenn der Servolenkmotor 20 mit einer Geschwindigkeit betrieben wird, die der Drehgeschwindigkeit oder dem Ausmaß der Drehung des Lenkrades entspricht, so nimmt der Druck in der Leitung 32 auf den Bereitschaftspegel zu, was ermöglicht, daß der Schieberkolben 62 in die in Fig. 1 dargestellte Stellung zurückgeschoben wird.

Obwohl die vorstehende Beschreibung sich auf eine Bewegung des Kolbens 76 nach links bezog, sei bemerkt, daß der Steuershieber 14 auch betätigt werden kann, um das Druckmittel so zu lenken, daß eine Bewegung des Kolbens 76 nach rechts erfolgt, wodurch das Fahrzeug in die entgegengesetzte Richtung gelenkt wird. Wenn das Fahrzeug in die entgegengesetzte Richtung gelenkt werden soll, so wird unter hohem Druck stehendes Druckmittel aus der Pumpe 12 der Arbeitskammer 78 zugeführt und die Kammer 68 ist über die Drosselstelle 82 mit veränderlichem Querschnitt (Fig. 2) mit der Ablaßleitung 84 verbunden.

609820/0374

"¹⁷" 2543871

Obwohl der spezielle Aufbau des Steuerschiebers 14 an sich kein Merkmal der Erfindung bildet, sei bemerkt, daß bei einer speziellen bevorzugten Ausführungsform des Steuerschiebers 14 ein Mittelabschnitt 148 vorgesehen ist, der eine Druckmittelströmung zu dem zugeordneten Zumeßmechanismus 18 und aus diesem heraus blockiert, wenn sich der Steuerschieber 14 in der in Fig. 2 gezeigten neutralen Stellung befindet. Bei einer Drehung des Lenkrades 64 in einer Richtung wird die Schieberhülse 152 nach links verschoben, um einen Abschnitt 154 der Schieberhülse 152 mit der Zündvorrichtung 18 und mit den verschiedenen Leitungen zu verbinden, die zum Servomotor 20, zum Strömungskompensatorschieber 30, zum Abzug und zur Pumpe 12 führen. Wenn sich der Schieber l4 in einer derartigen Betriebsstellung befindet, führt ein innerer Kanal 158 Druckmittel von der Leitung 72 zur Zumeßvorrichtung 18, während ein innerer Kanal I6O Druckmittel von der Zündvorrichtung 18 zur Leitung 74 führt, welche mit dem Servomotor 20 verbunden ist. Ein innerer Kanal 164 verbindet die Servomotorleitung 80 mit der Drosselstelle 82 mit veränderlicher Größe. Zusätzlich verbindet ein innerer Kanal I70 die Rückkopplungsleitung 72 mit dem Kanal 164 und der Motorleitung 80.

Bei einer Betätigung des Schiebers 14 in der entgegengesetzten Richtung wird Druckmittel aus der Leitung 72 durch einen inneren Kanal 174 der Zumeßvorrichtung 18 zugeführt und aus der Zumeßvorrichtung 18 wird Druckmittel durch einen inneren Kanal I76 der Motorleitung 80 zugeführt. Die andere Motorleitung 74 ist über einen inneren Kanal 184 mit einer veränderlichen Drosselstelle verbunden, die der veränderlichen Drosselstelle 82 entspricht. Ein innerer Kanal 188 verbindet die Rückkopplungsleitung 72 mit der veränderlichen Drosselstelle 82.

609820/0374

In den Pig. 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Da die Bauelemente des in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiels den Bauelementen des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels entsprechen, werden für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen unter Zusatz des Buchstabens "a" verwendet.

Das in Fig. 3 dargestellte Steuersystem 10a weist eine Pumpe 12a mit veränderlicher Verdrängung auf, welche Druckmittel einem Steuerschieber 14a zuführt. Wenn der Steuerschieber 14a betätigt wird, so strömt Druckmittel aus der Pumpe 12a durch eine Zündvorrichtung 18a zu einem Servolenkmotor 20a. Der Servolenkmotor 20a wird betrieben, um lenkbare Fahrzeugräder 22a, 24a zu drehen. Während des Betriebes des Lenksystems 10a steuert eine Verdrängungssteuerung 28a" die Verdrängung der Pumpe 12a, um eine Druckmittelströmung und einen lastkompensierten Druck zu erzeugen, wie sie durch die Drehung des Lenkrades 64a und den Betrieb der Zündvorrichtung 18a gefordert werden.

Bei einer Drehung des Lenkrades 64a zur Verschiebung des Steuerschiebers 14a in die schematisch in Fig. 3 dargestellte Betriebsstellung wird unter hohem Druck stehendes· Druckmittel aus der Leitung 12a über die Auslaßleitung 60a und eine Leitung 72a dem Steuerschieber 14a und der Zumeßvorrichtung 18a zugeführt. Das Druckmittel strömt aus der Zumeßvorrichtung 18a in eine Leitung 74a, die mit einer Motorkammer 68a verbunden ist. Das unter hohem Druck stehende Druckmittel in der Motorkammer 68a bewirkt, daß ein Kolben 76a (Fig. 3) nach links bewegt wird, um die Räder 22a, 24a zu drehen. Wenn sich der Kolben 76a unter der Einwirkung des unter einem relativ hohen Druck stehenden Druckmittels in der Motorkammer 68a bewegt, so wird Druckmittel aus der Motorkammer 78a in eine Leitung 80ab abgegeben, die mit dem

60982G/Q374

Steuerschieber l4a verbunden ist. Das Druckmittel aus der Leitung 80a strömt durch eine Regelungsdrosselstelle oder eine Anti-Kavitationsdrosselstelle 19¹I zu einer Leitung 8²Ia, die mit dem Ablaß oder einem Behälter 86a verbunden ist.

Ehe der Schieber I¹Ia anfangs betätigt wird, ist die Drosselstelle 200, die eine immer offene feste Drosselstelle ist, offen und die Drosselstelle 202, die eine veränderliche Drosselstelle ist, ist ebenfalls offen. Die Drosselstelle 200 ist derart bemessen, daß eine geringe Zusatzströraung durch diese hindurch aufrechterhalten wird, die etwa 1,9 1 bei einem Druckabfall an der Drosselstelle von 14,1 kg/cm² beträgt. Die Drosselstelle 202 ist größer als die Drosselstelle 200, wenn sie sich in der neutralen Stellung befindet und ist deshalb in der neutralen Stellung wirksam, um den Druckmitteldruck in der Leitung 196 im wesentlichen auf dem Ablaßdruck zu halten.

Wenn der Schieber 14a anfangs betätigt wird, so stellt sich die Drosselstelle 202 mit variabler Größe derart ein, daß diese die Zusatzströmung durch diese hindurch vermindert oder begrenzt. Die Drosselstelle 202 ist an der Schieberhülse und dem Gehäuse einer Vorrichtung ausgebildet, wie sie in Fig. 2A gezeigt ist. Die Größe oder die Querschnittsfläche der Drosselstelle 202 verändert sich demgemäß als eine direkte Punktion der Änderungen des Ausmaßes oder der Geschwindigkeit der Drehung des Lenkrades 64a und der Änderungen des Lenkdruckbedarfs. Die feste Lastfühldrosselstelle 200 leitet Druck durch die Leitung 196 in die Kammer 208 des Kompensatorschiebers 30a. Das Schließen oder die verstärkte Verkleinerung der Drosselstelle 202 führt zu einem Druckanstieg in der Leitung 196 und dieser Druckanstieg wird im folgenden als Drucksignal bezeichnet. Das Drucksignal in der Leitung 196 bewirkt, daß der Schieber-

609820/037A

kolben 92a bei der Betrachtung der Fig. 3 nach links verschoben wird, da die Drucke in den Kammern 88a und 208 die Neigung haben, sich abzugleichen und die Feder 10¹Ia den Schieberkolben nach links vorspannt. Dies führt dazu, daß die Kammer 100a über die Leitung 98a und den Hochdruckentspannungsschieber Il8a zur Ablaßleitung 110a hin geöffnet wird. Daraus folgt, daß die Feder 60a die Schiefscheibe ¹IOa nach links bewegt, wodurch die Verdrängung der Pumpe 12a vergrößert wird. Dadurch wird die Ausgangsströmung aus der Pumpe 12a vergrößert, die dem Steuerschieber I¹Ia zugeführt wird.

Unmittelbar nachdem durch die Drosselstelle 202 die Zusatzströmung eingeschränkt wird, wird etwas verspätet die Drosselstelle 19^ als Abgabe-Antikavitationsdrosselstelle geöffnet. Wenn die vergrößerte Druckmittelströmung von der Pumpe 12a dem Steuerschieber I¹Ia zugeführt wird, wird diese erhöhte Druckmittelströmung durch den Steuerschieber hindurch der Zündvorrichtung 18a zugeführt. Die Zumeßvorrichtung 18a ist, wie im Vorstehenden beschrieben, wirksam, um Druckmittel dem Servomotor 20a mit einer Rate oder Geschwindigkeit zuzuführen, die sich mit der Geschwindigkeit oder dem Ausmaß der Drehung des Lenkrades 6¹Ia verändert. Wenn der am Kolben 76a wirkende Druckunterschied den Lastdruck abgleicht, werden die Räder 22a, 2¹Ia gedreht und der Kolben 76a bewegt sich. Das aus der Kammer 78a austretende Druckmittel strömt über die Drosselstelle 19¹I zum Vorratsbehälter 86a.

Wenn die Steuerung mit einer konstanten Geschwindigkeit oder einem konstanten Ausmaß durchgeführt wird, entspricht der Druck zwischen dem Punkt 20¹I in Fig. 3 zum Ablaß durch die die Drosselstellen 200 und 202 hindurch dem Druckabfall durch die Zumeßvorrichtung l-8a, dem Servolenkmotor 20a, durch die Drosselstelle 19¹I zum Vorratsbehälter 86. Es

60 9 8.20/03 74

²¹" 2 b 4 9 8 7 Ί

ist klar, daß während des normalen Betriebes die Drosselstellen 200 und 202 lediglich mit einer sehr geringen Zusatzströmung arbeiten, da die Hauptströmung dem Servolenkmotor 20a zugeführt wird. Die Strömungsrate der Zusatzströmung wird durch die feste Größe der Drosselstelle 200 derart bestimmt, daß ein Bereitschaftsdruckabfall erzielt wird, der ausreicht, um den Schieberkolben 92a gegen die Feder 10^a nach rechts zu verschieben.

Falls der Druck in der Leitung 196 während des Lenkens zunimmt, so nimmt auch die Verdrängung der Pumpe 12a zu. Der Druck in der Leitung 196 nimmt zu, wenn die Zumeßvorrichtung 18a einen Druckmittelbedarf hat, der der Zunahme der Drehgeschwindigkeit oder des Ausmaßes der Drehung des Lenkrades 6*Ja entspricht und/oder wenn eine erhöhte Lenkbelastung auftritt, die zu einer entsprechenden Abnahme der Größe der Drosselstelle 202 führt. Die sich ergebende Zunahme des Druckes in der Kammer 208 gegenüber dem Druck in der Kammer 88a ermöglicht es, daß die Vorspannungsfeder lO^a den Schieberkolben 92a nach links verschiebt, wodurch der Schiefscheibenmotorzylinder 100a zum Ablaß hin geöffnet wird. Hierdurch wird die Verdrängung der Pumpe 12a vergrößert. Wenn der Bedarf der Zündvorrichtung 18a an Druckmittel durch eine Abnahme der Drehgeschwindigkeit oder des Drehausmaßes des Lenkrades 64a und/oder durch eine Abnahme der Lenkbelastung abnimmt, so nimmt auch die Größe der Drosselstelle 202 ab. Wenn dies stattfindet, nimmt der Druck in der Leitung 196 relativ zum Druck in der Kammer 88a ab. Dies führt zu einem Druckunterschied zwischen den Drucken in den Kammern 88a und 208 des Kompensatorschiebers 38a, was eine Bewegung des Schieberkolbens 92a nach rechts zur Folge hat, um einen lastkompensierten Bereitschaftsdruck einzustellen und um dadurch den Schiefscheibenmotor 3²Ia derart zu betätigen, daß. die Verdrängung der Pumpe 12a abnimmt.

$09820/0374

" ²²~ 2543871

Der Aufbau des Steuerschiebers 14a ist in Fig. 4 veranschaulicht. Wenn sich der Steuerschieber 14a in der neutralen Stellung befindet, wie es Fig. 4 zeigt, ist die Rückkopplungsleitung 196 mit einer Abzugsleitung 84a über einen inneren Kanal 220 und die Drosselstelle 202 verbunden. Eine Zusatzströmung wird dauernd von der Leitung 72a zum Kanal 220 durch einen zweiten inneren Schieberkanal 22¹I (Fig. 4) und eine normalerweise feste Lastfühldrosselstelle 200 geführt, welche, den niedrigen Bereitschaf tsdruck analog zur Feder 104a einstellt.

Nach einer Verschiebung der Schieberhülse 228 (Fig. 4) im Steuerschieber 14a nach links wird Druckmittel aus der Pumpe 12a über die Leitung 72a durch einen inneren Kanal 230 der Zumeßvorrichtung 18a zugeführt. Ein innerer Schieberkanal 232 leitet eine zugemessene Druckmittelströmung zur Leitung 74a, die mit der Motorkammer 68a verbunden ist. Diese zugemessene Druckmittelströmung bewegt den Kolben 76a nach links (Fig. 3). Druckmittel, welches aus der Kammer 78a abgegeben wird, wird durch die Leitung 80a zu einem inneren Schieberkanal 236 geführt, der mit der Abzugsleitung 84a über die Abgabe-Antikavitationsdrosselstelle 194 'verbunden ist. Zusätzlich dazu, daß das zugeführte Druckmittel der Zumeßeinrichtung 18a zugeführt wird, wird Druckmittel aus der Leitung 72a durch einen inneren Schieberkanal 240 der Drosselstelle 200 zugeführt. Ein Teil des von der Drosselstelle 200 abgegebenen Druckmittels wird der Rückkopplungsleitung 196 zugeführt, während der Rest des von der Drosselstelle 200 abgegebenen Druckmittels durch die veränderliche Drosselstelle 2O2 dem Ablaßkanal 84a zugeführt wird.

Wenn das Fahrzeug in die entgegengesetzte Richtung gelenkt werden soll, wird bei der Betrachtung der Fig. 4 die Schieberhülse 228 nach rechts verschoben. Dadurch wird Druckmittel aus der Leitung 72a durch einen inneren Schieber-

609820/0374'

- ²³~ 2543871

kanal 244 der Zündvorrichtung l8a zugeführt. Die Strömung aus der Zumeßvorrichtung 18a wird über einen Schieberkanal 246 der Leitung 80a zugeführt, die zur Arbeitskammer 78a führt. Druckmittel, welches von der anderen Motorkammer 68a abgegeben wird, wird" von der Leitung 74a über die Drosselstelle 194 der Ablaßleitung 8Ma zugeführt. Zusätzlich dazu, daß Druckmittel der Zumeßvorrichtung 18a zugeführt wird, wird Druckmittel aus der Leitung 72a durch die Drosselstelle 200 der Rückkopplungsleitung I96 zugeführt. Weiterhin wird Druckmittel über eine Drosselstelle 202 der Leitung 84a zugeführt. Der Aufbau des Schiebers 14a und die Art und Weise, wie dieser mit der Zumeßvorrichtung 18a zusammenarbeitet, ist in der vorgenannten US-Patentanmeldung Serial Nr. 521 209 vom 6. November 1974 beschrieben.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Da die Bauelemente des in den Pig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiels im allgemeinen die gleichen sind, wie die Bauelemente der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele werden gleiche Bezugszeichen unter Zusatz des Buchstabens "b" verwendet.

Das Lenksystem 10b weist eine Pumpe 12b mit veränderlicher Verdrängung auf, die einen Ausgang hat, der mit dem Hauptsteuerschieber 14b verbunden ist. Bei einer Betätigung eines Lenkrades 64b wird Druckmittel aus der Pumpe 12b durch eine Zumeßvorrichtung 18b zu einem Servolenkmotor 20b geführt, der mit den lenkbaren Fahrzeugrädern 22b, 24b verbunden ist. Eine Steuerung 28b zur Einstellung der Verdrängung der Pumpe verändert die Verdrängung der Pumpe 12b. Die Verdrängungssteuerung 28b weist einen Strömungskompensatorschieber 30b auf, der einen Schieberkolben 92b hat, welcher betätigt werden kann, um einen Schiefscheibenmotor 34b in Betrieb zu setzen, der seinerseits eine Schiefschei-

609820/0374

be 40b der Pumpe 12b aus der dargestellten Betriebsstellung gegen die Einwirkung einer Vorspannungsfeder 60b in eine Stellung für eine minimale Verdrängung bewegt und zwar bei einer Betätigung des Steuerschiebers 14b in eine geschlossene oder neutrale Stellung.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform wird Druckmittel von der Pumpe 12b über eine Leitung 72b durch eine Lastfühldrosselstelle 270 mit veränderlicher Größe einer Zumeßvorrichtung l8b zugeführt, aus der eine zugemessene Druckmittelströmung in eine Leitung 7¹Ib abgegeben wird, die mit einer Arbeitskammer 68b des Servolenkmotors 20b verbunden ist. Die Größe der Drosselstelle 270, die in einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 2A dargestellt ist, ausgebildet ist,und die Strömungsrate zur Zumeßvorrichtung l8b verändern sich als eine direkte Funktion der Drehgeschwindigkeit des •Lenkrades 7¹Ib und/oder der Veränderung der Lenklast. Die zugemessene Druckmittelströmung aus derZumeßvorrichtung 18b bewirkt, daß der Kolben 76b im Servolenkmotor 20b bei der Betrachtung der Fig. 5 nach links verschoben wird. Wenn sich der Kolben 76 b nach links bewegt, so werden die Räder 22b, 24b gedreht und Druckmittel wird aus der Arbeitskammer 78b über eine Leitung 80b an den Schieber 14b abgegeben. Dieses Druckmittel geht durch eine Abgabe-Antikavitations-Drosselstelle 194b hindurch, die mit einer Ablaßleitung 84b verbunden ist.

Eine Druckrückkopplungsleitung 196b steht mit einer Druckkammer 208b im Strömungskompensatorschieber 30b in Verbindung. Der Druck, der durch die Leitung 196b geführt wird, verändert sich als Funktion der Geschwindigkeit oder des Ausmaßes der Drehung des Lenkrades 84b und des Bedarfs an Druckmittel, welches der gegen eine veränderliche Last arbeitende Zumeßmechanismus 18b benötigt. Der Schieberkolben 92b wird bei der Betrachtung der Fig. 5 unter der Einwirkung der Vorspannungsfeder 104b und des Druckes in der Kammer 208b

609820/0374

mit einer Kraft nach links gedrückt, die sich als eine direkte Funktion der Änderungen des Bedarfs an Lenkdruckmittel verändert. Der Druck in der gegenüberliegenden Kammer 88b des Strömungskompensatorschiebers 30b verändert sich als eine direkte Punktion der Änderungen des Auslaßdruckes der Pumpe 12b. Durch die Einwirkung der Vorspannungsfeder 104b ist der Auslaßdruck der Pumpe 12b immer μπι eine der Kraft der Feder 104b entsprechende Größe größer als der Druck in der Kammer 208b. Bei einer speziellen Ausfuhrungsform der Erfindung ist die Vorspannungsfeder 104b derart bemessen, daß ein Bereitschafts- und lastkompensierter Druckunterschied zwischen dem Ausgang der Pumpe 12b und dem Druck in der Kammer 208b in der Größen-Ordnung von 14,1 kg/cm aufrechterhalten wird.

Beim Drehen des Lenkrades 64b wird der Schieber 14b in der Weise betätigt, wie es bei den im Vorstehenden beschriebenen Ausführungsbeispxelen der Fall ist. In gleicher Weise ist die Zumeßvorrichtung 18b mit dem Lenkrad 64b verbunden und wird von diesem betätigt. Eine Anfangsdrehung des Lenkrades 64b öffnet die Drosselstelle 270 in einem Ausmaß, welches der erreichten Drehgeschwindigkeit oder dem erreichten Drehausmaß des Lenkrades entspricht. Dadurch wird Druckmittel über die Drosselstelle 270 der Zumeßvorrichtung 18b und der Leitung 196b zugeführt.

Die Pumpe 12b ist vor der öffnung des Schiebers 14b in Betrieb, wodurch Druck der Kammer 88b des Druckkompensatorschiebers 30b zugeführt wird. Der Druck in der Kammer 88b gleicht die Kraft der Feder 104b und den Druck in der Kammer 208b aus, welche über die Drosselstelle 274 zu einem Behälter hin offen ist. Wenn die auf den Schieberkolben 92b einwirkenden Kräfte, die die Neigung haben, diesen nach rechts zu bewegen, die Kraft der Feder 104b

609820/0374

und den Druck, welche die Neigung haben, den Kolben nach links zu bewegen, übersteigen, so wird die Kammer 88b mit der Kammer 100b verbunden und die Verdrängung der Pumpe 12b wird verringert. Vor dem öffnen des Schiebers 14b befindet sich der Schieberkolben 92 in einer abgeglichenen Stellung, in der der Ausgangsdruck auf einer Seite des Schieberkolbens 92b die Federvorspannung abgleicht. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Schiefscheibe ¹IOb in einer Stellung minimaler Verdrängung, in der ein minimaler Bereitschaftsdruck aufrechterhalten wird.

Wenn der Schieber l^b geöffnet ist und die Drosselstelle 270 ebenfalls geöffnet ist, so ist die Drosselstelle 27k geschlossen. Deshalb wird Druck über die Leitung 196b der Kammer 208b zugeführt. Dadurch wird der Schieberkolben 92b nach links bewegt und dies führt zu einer entsprechenden geringen Erhöhung der Verdrängung der Pumpe 12b, weil die Kammer 100b des Schiefscheibenmotors zum Ablaß hin geöffnet ist. Wenn die Pumpenförderung zunimmt, so nimmt auch der Druck in der Kammer 88b zu. In gleicher Weise nimmt der Druck in der Leitung 196b zu, sowie der Druck, der auf die Zumeßvorrichtung 18b einwirkt.

Wenn ein genügend großer Druck aufgebaut ist, so daß die Zumeßvorrichtung 18b in einem stationären Zustand arbeitet, ist der Druckabfall an der Drosselstelle 270 ausreichend, um den Schieberkolben 92b gegen den Einfluß der Feder lO^lb in die in Fig. 5 dargestellte Lage nach rechts zu bewegen.

Je größer die Geschwindigkeit oder das Ausmaß der Lenkraddrehung ist, umso größer ist der Druckmittelbedarf, den die Zumeßvorrichtung 18b benötigt und der Querschnitt der Drosselstelle 270 wird vergrößert, um den Vorspannungsfederdruck entsprechend der größeren Lenkgeschwindigkeit

609820/0374

-^2T ' 2 b 4 y B 7 Ί

aufrechtzuerhalten. Wenn der Querschnitt der Drosselstelle 270 verringert wird, so wird der Druckabfall an der Drosselstelle vermindert und der Druck in der Leitung 196b steigt an. Dieser Druckanstieg wird der Kammer 208b zugeführt und die Verdrängung der Pumpe 12b wird vergrößert, um den Bedarf zu befriedigen. Wenn die Pumpenleistung den Bedarf übersteigt, den die Zumeßvorrichtung benötigt, dann nimmt der Druck in der Kammer 88b zu und der Schieberkolben 92b wird nach rechts bewegt, wodurch der Kammer 100b Druck zugeführt wird. Dies führt zu einer Verminderung der Verdrängung der Pumpe 12b. Das System arbeitet so, daß der Zumeßvorrichtung 18b eine Druckmittelströmung zugeführt wird, die dem Bedarf an Lenkdruckmittel entspricht. Die Drosselstelle 270 ist wirksam, um einen Druckunterschied zwischen der Kammer 88b und 208b aufrechtzuerhalten, der gleich dem resultierenden Druck der Feder 104b ist.

Eine spezielle, bevorzugte Ausführungsform des Steuerschiebers I¹Ib ist in Fig. 6 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform" des Steuerschiebers sind die verschiedenen Leitungen, die mit diesem verbunden sind, blockiert, wenn sich der Steuerschieber in der in Fig. 6 dargestellten neutralen Stellung befindet, mit der Ausnahme, daß die Leitung 196b über die Drosselstelle 274 mit dem Auslaß verbunden ist. Bei einer Verschiebung der Schieberhülse 278 bei der Betrachtung der Fig. 6 nach links, die eine Inbetriebnahme des Servolenkmotors 20b bewirkt, wird Druckmittel aus der Leitung 72b über einen Schieberkanal 282 der Zumeßvorrichtung 18b zugeführt. Eine zugemessene Druckmittelströmung wird von der Zumeßvorrichtung 18b durch einen Kanal 284 der Motorspeiseleitung 74b zugeleitet. Aus dem Servomotor 20b über die Leitung 80b abgeführtes Druckmittel wird über die Drosselstelle 194b und die Ablaßleitung 84b einem Behälter oder Ablaß zugeführt. Der Kanal 282 ist mit der Rückkopplungsleitung 196b über einen Kanal 292 verbunden. Es sei bemerkt, daß das von

609820/037*

der Speiseleitung 72b kommende Druckmittel durch die Drosselstelle 270 mit veränderlicher Größe hindurchgeht, ehe dieses Druckmittel in die Zündvorrichtung 18b eintritt und ehe dieses Druckmittel in den Kanal 292 gelangt, der zur Rückkopplungsleitung 196b führt.

Wenn die Schieberhülse 278 bei der Betrachtung der Fig. nach rechts verschoben ist, wird unter hohem Druck stehendes Druckmittel aus der Speiseleitung 72b durch den Kanal der Zumeßvorrichtung I8b zugeführt und wird aus dieser in die Motorleitung 80b über den Kanal 3OO abgegeben. Das in die Zumeßvorrichtung 18b eintretende Druckmittel wird durch eine Drosselstelle 270 mit veränderlicher Größe hindurchgeführt. Der Schieberkanal 298 ist stromab der . Drosselstelle 270 mit der Rückkopplungsleitung I96 über einen Schieberkanal 306 verbunden. Schließlich wird Druck^- mittel aus dem Servolenkmotor 20b über die Leitung 7^b durch eine Zumeßdrosselstelle 19^b der Ablaßleitung 8¹Ib zugeführt. Der Aufbau des Schiebers 14b und der Zumeßvorrichtung l8b ist in der US-Patentanmeldung Serial Nr. 521 beschrieben.

Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß mehrere verschiedene Lenksysteme geschaffen werden, die einen Nachlaufmechanismus aufweisen, der eine Fahrzeuglenkung entsprechend der Lenkraddrehung hervorruft, wobei eine Lenkdruckmittelströmung aus einer Druckmittelquelle entsprechend der Geschwindigkeit oder des Ausmaßes der Lenkraddrehung und des Bedarfs an Lenkdruckmittel der Zumeßvorrichtung mit einem lastkompensierten Druck geschaffen wird.

609820/0374

Claims

Patent ansprüche

1.J Fahrzeuglenkung mit einer Druckmittelquelle, einem zum Lenken des Fahrzeuges betätigbaren hydraulischen Lenkmotor und einem Lenksteuerschieber, der mit der Druckmittelquelle und mit dem Lenkmotor verbunden ist und betätigt werden kann, um Druckmittel aus der Druckmittelquelle dem Lenkmotor zuzuführen, gekennzeichnet durch eine Zumeßeinrichtung, die mit dem Lenksteuerschieber und dem Lenkmotor verbunden ist und die in einem sich verändernden Ausmaß oder mit einer sich verändernden Geschwindigkeit entsprechend der Lenkung des Fahrers betrieben werden kann und die ferner eine zugemessene Druckmittelströmung dem Lenkmotor mit einer Rate zuführt, welche sich als Funktion der Betriebsgeschwindigkeit dieser Zumeßvorrichtung ändert und durch ein hydraulisches System, welches auf das Abfühlen des Lenkmitteiströmungs- und Druckbedarfs der Zumeßvorrichtung anspricht, um die Bereitschaftsabgabeströmung und den Bereitschaftsdruck des von der Druckmittelquelle zur Zumeßvorrichtung strömenden Druckmittels zur Durchführung der Lenkung zu verändern.

2. Fahrzeuglenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Drosselstellen mit veränderlicher Größe vorgesehen sind, um einen vorbestimmten Druckunterschied zu erzeugen, wenn die Strömungsrate des Druckmittels von der Druckmittelquelle zum Lenkmotor dem Druckmittelbedarf der Zumeßvorrichtung entspricht.

3· Fahrzeuglenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung vorgesehen ist, über die vom Lenkmotor abgegebenes Druckmittel der Drosselstelle mit veränderlicher Größe zugeführt wird.

609820/03 74

■ 30 - 2 b 4 ϊ3 3 7 1

4. Fahrzeuglenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung vorgesehen ist, mit der Druckmittel aus der Druckmittelquelle der Drosselstelle mit veränderlicher Grosse zugeführt wird und mit der Druckmittel von der Drosselstelle mit veränderlicher Größe der Zumeßvorrichtung zugeführt wird.

5. Fahrzeuglenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, ■ daß eine erste Leitung vorgesehen ist, über die eine verhältnismäßig große Druckmittelströmung aus der Druckmittelquelle der Zumeßvorrichtung zugeführt wird und eine zweite Leitung, mit der eine verhältnismäßig kleine Druckmittelströmung aus der Druckmittelquelle der Drosselstelle mit veränderlicher Größe zugeführt wird.

6. Fahrzeuglenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelquelle eine Pumpe mit veränderlicher Verdrängung aufweist und daß das hydraulische System Einrichtungen hat, mit denen die Verdrängung der Pumpe entsprechend den Veränderungen des Druckmittelbedarfs der Zumeßeinrichtung verändert wird.

7. Fahrzeuglenkung zur Drehung von Fahrzeugrädern, welche ein manuell bewegliches Lenkglied zur Durchführung der Fahrzeuglenkung aufweist, gekennzeichnet durch einen dem Lenkglied und den Fahrzeugrädern zugeordneten Nachlaufmechanismus, der die Fahrzeugräder während der Bewegung des Lenkgliedes entsprechend der Geschwindigkeit und des Ausmaßes der Bewegung des Lenkgliedes dreht, wobei der Nachlaufmechanismus einen hydraulischen Lenkmotor aufweist, der zur Lenkung des Fahrzeuges eine Kraft überträgt und wobei die Lenkung Einrichtungen aufweist, mit denen dem Nachlaufmechanismus entsprechend der gewünschten Lenkung eine Druckmittelströmung und ein Druckmitteldruck zugeführt wird.

609820/0374

• V).

Leerseite