DE2843592A1

DE2843592A1 - Servolenkgetriebe

Info

Publication number: DE2843592A1
Application number: DE19782843592
Authority: DE
Inventors: Dieter Ing Grad Elser
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1978-10-06
Filing date: 1978-10-06
Publication date: 1980-04-10
Also published as: BR7906453A; SE7908284L; HU179817B; AR219194A1; US4285266A; PL218755A1; ES484749A1; DE2843592B2; FR2437968B1; GB2031826B; FR2437968A1; GB2031826A; YU41179B; YU231979A; DE2843592C3

Description

12. September I978 Akte: ZF 561

553'5~

Anmelder;

Zahnradfabrik Friedrichshafen

Aktiengesellschaft

799O Friedrichshafen

Servolenkgetriebe

Die Erfindung betrifft ein Servolenkgetriebe, das ein Lenkgehäuse mit Zulauf- und Auslaßleitungen für das Druckmittel aufweist, mit einem Ventilschieber, der mit Nuten und Bohrungen zur Verteilung des Druckmittels über eine Ventilbüchse in die jeweiligen zu einem Servomotor führenden Druckmittelleitungen und zur Rückführung des Druckmittels zur Auslaßleitung versehen ist, und mit sineni Drehstab.

Es ist bekannt, daß bei Servolenkgetrieben ab einem bestimmten Druckniveau unangenehme Strömungsgeräusche in Form von Zischen auftreten. Diese Geräusche ent-

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stehen an den Steuerkanten, wobei sie abhängig von dem Druckverhältnis der Drücke vor und hinter der Steuerkante sind. Je größer das Druckgefälle ist, desto lauter sind die Zischgeräusche. Aus diesem Grunde machen sich diese Geräusche besonders unangenehm an den Rücklaufsteuerkanten bemerkbar, weil hier der Abbau vom Arbeitsdruck zum Rücklaufdruck erfolgt.

Es ist deshalb bereits bekannt, durch Anstauen, des Rücklauföles bessere Druckverhältnisse zu erhalten. Ein dauernder Rücklaufstau ist jedoch bei nichtausgesteuerter Lenkung nachteilig. Es stellt sich z. B^-. eine Verschlechterung des Fahrzeugrücklaufes ein und neben einer unnützen Aufheizung des Druckmittels ist hierzu eine höhere Energie erforderlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Servolenkgetriebe der eingangs genannten Art zu schaffen,bei dem im ausgesteuerten Zustand ein Rücklaufstaudruck erzeugt wird, während bei nichtausgesteuerter Lenkung die Druckverhältnisse nicht geändert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

a) in dem Inneren des Ventilschiebers eine Axialbohr urig angeordnet ist, die mit einer Auslaßleitung für das Druckmittel verbunden ist,

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b) eine Querbohrung von der Rücklaufnut zwischen Ventilschieber und Ventilbü'chse aus in die Axialbohrung mündet,

c) in der Axialbohrung ein Ventilkolben angeordnet ist,

d) der Ventilkolben mit einer gegen den Druckmittelstrom gerichteten Feder versehen ist] die den Ventilkolben in einer Position hält, daß bei nicht ausgesteuertem Lenkventil der üffnungsquerschnitt der iiuerbohrung ungedrosselt ist,

e) der Ventilkolben mit einer gegen die Federkraft wirkenden Druckfläche versehen ist,

f) die Druckfläche über eine Druckbohrung mit einer zwischen Ventilschieber und Ventilbüchse angeordneten, unter Arbeitsdruck stehenden Nut verbunden ist.

Erfindungsgemäß ist nun zwischen der Rücklaufsteuerkante und der Auslaßleitung ein Ventilkolben angeordnet. Bei nichtausgesteuertem Lenkventil stört der Ventilkolben den Druckmittelfluß nicht, während er bei ausgesteuerter Lenkung zu einer Drosselung und damit zu einem Aufbau eines Staudruckes in der Rücklaufleitung führt. Srfindungsgemäß wird dies durch die Feder und die Druckbohrung erreicht. Die Feder stellt sicher, daß im nichtausgesteuerten Zu-

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stand der Öffnungsquerschnitt der iiuerbohrungen nicht verengt wird. Wird die Lenkung hingegen ausgesteuert und baut sich dadurch ein Druck in den entsprechenden Nuten zwischen Ventilschieber ■und Ventilbüchse auf, so wird der Ventilkolben entgegen der Federkraft durch den auf die Druckfläche wirkenden Druck verschoben. Dadurch kommt es zu einer Verengung des Öffnungsquerschnittes der Querbohrung und damit zu einem Staudruck.

Durch die Federkraft und die Größe der Druckfläche kann dabei die Q,uerschnittsv er engung bestimmt werden.

Von Vorteil ist, daß das erfindungsgemäße Rücklaufstauventil in dem Servogetriebe integriert ist. Dies stellt eine kostengünstige Maßnahme dar. Es ist kein gesondertes Gehäuse erforderlich.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ventilkolben mit einem/Rücklaufstromrichtung gerichteten Absatz als Druckfläche versehen ist.

Von Vorteil ist es, wenn der Ventilkolben derart in dem Ventilschieber angeordnet ist, daß im ausgesteuerten Zustand des Lenkventils die dem Ventilschieber zugeordnete Stirnseite des Drehstabes eine Anschlagfläche für den Ventilkolben zur Wegbegrenzung bildet. i

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Diese Anordnung stellt eine einfache Maßnahme zur Begrenzung der Höhe des Staudruckes in der Rücklaufleitung dar.

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß der Ventilkolben in axialer Richtung mit einer Durchgangsbohrung versehen ist, die über Bohrungen mit den Lagern des Ventilschiebers und der Ventilbüchse verbunden ist.

Schmieröl und Leckageöl können auf diese Weise wieder in die Rücklaufleitung eingeführt werden. Somit treten keine LeckageVerluste auf und die Niederdruckdichtungen werden nicht belastet.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung"beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Längsschnitt durch das Servolenkgetriebe,

Fig. 2 Ausschnittvergrößerung des Rücklaufstauventiles.

In der Zeichnung ist ein Servogetriebe mit einem Drehschieberlenkventil und einer Weitergabe der Lenkbewegung über eine Zahnstange und eine Lenkwelle auf einen Lenkhebel dargestellt. Das erfindungsgemäße Rücklaufstaudruckventil kann jedoch auch bei

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anderen Servolenksystemen verwendet werden.

In dem Lenkgehäuse sind ein Steuerventil, bestehend aus Ventilschieber 1 und Ventilbüchse 2, und ein Servozylinder sowie ein komplettes mechanisches Lenkgetriebe angeordnet. Das Lenkgehäuse ist zugleich als Zylinder für einen Kolbon j5 ausgebildet, der bei Drehung der Lenkspindel 4 eine Axialbewegung ausführt. Der Kolben 3 weist am Umfang eine Zahnstange 5 auf. Sr steht im Zahneingriff mit der Lenkwelle und versetzt diese hferbei in Drehung. Im Inneren des Kolbens 3 ist eine hohle Schneckenwelle 7 angeordnet. Die Verbindung zwischen Schneckenwelle 7 und Kolben j5 wird durch eine Kugelkette 8 hergestellt.

Der Ventilschieber 1 ist spielfrei mit der Lenkspindel 4 verbunden. Eine weitere Verbindung zwischen der Schneckenwelle 7 und der Lenkspindel 4 besteht über einen Drehstab 10. Dieser ist dabei sowohl mit der Schneckenwelle 7 als auch mit dem Ventilschieber 1 verbunden. Mit der Schneckenwelle J ist der Drehstab 10 dabei über eine konische Büchse 11, die durch Keilwirkung mit einer Mutter 12 gespannt wird, verbunden. Diese Maßnahme dient zur Korrektur der Ventileinstellung.

Durch diese Anordnung des Drehstabes 10 wird erreicht, daß beim übertragen eines Drehmomentes auf die Schneckenwelle 7 oder auf die Lenkspindel 4 eine

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Verdrehung der beiden Teile zueinander auftritt. Der Ventilschieber, der spielfrei mit der Lenkspindel »verbunden ist, wird hierbei verstellt und leitet den ölstrom in bekannterweise entsprechend über in dem Ventilschieber 1 und der Ventilbüchse 2 angeordnete Nuten und Bohrungen -je nach der Drehrichtung- zu den Zylinderräumen \~$ und 14. Die Bohrung 15 führt zu dem Zylinderraum 1j5> die Bohrungen 16 zu dem Zylinderraum 14, wobei in dies~em Falle die Zuleitung durch einen Ringspalt über die Kugelkette 8 führt. Auf diese Weise gelangt das öl in einen der beiden Zylinderräuine 13 und 14, so daß die Drehbewegung der Lenkspindel 4 unterstützt wird.

Der ölzulauf in das Lenkgehäuse erfolgt über eine Bohrung 17,eine Zuleitung 18 und eine Ringnut I9, die mit der Nut 20 des Ventilschiebers 1 in Verbindung steht.

über eine Querbohrung 22, die mit einer Rücklaufnut 21 des Ventilschiebers 1 in Verbindung steht, und weiter durch den Innenraum des Ventilschiebers 1 und über Querbohrungen 26 durch den Zwischenraum' zwischen Drehstab 10 und Schneckenwelle 7 findet der Ölrücklauf statt.

Über zwei Querbohrungen 23 und über eine Ringnut wird dann das 3l zu der Auslaßleitung 25 des Lenkgehäuses geleitet.

In der Fig. 2 sind die wesentlicheuMerkmale der Er-

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finüung vergrößert dargestellt.

Der Ventifschieber 1 ist mit einer gestuften Axialbohrung 27 versehen. In dieser Axialbohrung ist ein Ventilkolben 28 angeordnet. Der Ventilkolben weist in seinem vorderen Bereich einen Durchmesser auf, der etwas Meiner als der Bohrungsdurchmesser in diesem Bereich ist. Auf diese Wöise entsteht ein Spalt 29.' In den Bereich dieser Durchmesserverringerung mündet die tiefbohrung 22, die mit der Rücklaufnut 21 verbunden ist. Der Rücklaufweg des Druckmittels geht somit quer von der Rücklaufnut 21 durch die Querbohrung 22, über den Spalt 2y und die ^uerbohrungen 26 durch den Zwischenraum zwischen Drehstab 10 und Sehneckenwelle 7 zur Auslaßleitung 25.

Der Ventilkolben 28 ist nun mit einer gegen den Druckmittelstrom gerichteten Feder JO versehen, die sich an einer Stirnseite J1 des Drehstabes 10 abstützt*

Im hinteren Bereich des Ventilkolbens 28 weist dieser ebenfalls eine Durchmesserverringerung auf und zwar derart, daß in Richtung des Druckmittelflußes ein Absatz 32 entsteht. In diesen Bereich mündet eine mit der bei ausgesteuerter Lenkung unter Arbeitsdruck stehenden Nut 20 verbundene Druckbohrung 33? Da die Axialbohrung 27 im hinteren Bereich einen geringeren Durchmesser aufweist als im Bereich des Absatzes 32

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entsteht an dem Absatz 32 eine Druckfläche. Dieser Druck ist der Kraft der Feder 30 entgegengerichtet. Die Größe» des Absatzes 32, die Durclmesserverhältnisse und die Federstärke sind nun so aufeinander abgestimmt, daß bei Druckaufbau in dem Servogetriebe der Ventilkolben 28 gegen die Federkraft in Richtung des Druckmittelflußes verschoben wird. Dadurch wird die Querbohrung 22 zum Teil abgesperrt. Durch diese Q,uerschnittsverringerung entsteht eine Drosselung und damit ein Staudruck in der Querbohrung 22, der abhängig von dem jeweiligen Arbeitsdruck ist. Auf diese Weise wird vermieden, daß infolge eines zu starken Druckabfalles an der Rücklaufsteuerkante der Rücklaufnut 21'Zischgeräusche entstehen.

Nach Beendigung des Lenkvorganges liegt im System überall der Rücklaufdruck vor» Dadurch wird der Ventilkolben 28 durch die Feder 30 in seine Ausgangsposition zurückgeschoben und die Querbohrung 22 ist ungedrosselt.

Die Länge des Ventilkolbens 23 ist so gewählt, daß die Stirnseite 31 des Drehstabes 10 einen Anschlag zur Wegbegrenzung für den Ventilkolben 28 bildet. Dadurch wird eine bestimmte, vorgewählte ^uerschnittsverringerung der Querbohrung 22 nicht überschritten.

Der Ventilkolben 28 ist in axialer Richtung weiterhin mit einer Durchgangsbohrung 3^ versehen, die über eine Bohrung 35 mit den Lagern 36 und 37 des Ventil-

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Schiebers 1 und der Ventilbüchse 2 in Verbindung steht. Auf diese Weise kann Leck- und Schmieröl
gleichfalls in den Druckmittelrücklauf gelangen.

Die Anordnung der Nuten in dem Ventilschieber 1 und der Ventilbüchse 2 ist allgemein bekannt und kann z. B. aus der DE-OS 26 yj ^58 entnommen werden.

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Claims

12. September I978 Akte: ZP 561 Anmelders Zahnradfabrik Friedrichshafen Aktiengesellschaft Friedrichshafen Pa tentans prüches

1) Servolenkgetriebe, das ein Lenkgehäuse mit Zulauf- und Auslaßleitungen für das Druckmittel aufweist, mit einem Ventilschieber, der mit Nuten und Bohrungen zur Verteilung des Druckmittels über eine Ventilbüchse in die jeweiligen zu einem Servomotor führenden Druckmittelleitungen und zur Rückführung des Druckmittels zur Auslaßleitung versehen ist, und mit einem Drehstab, dadurch gekennzeichnet, daß

a) in dem Inneren des Ventilschiebers (1) eine Axial-

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bohrung (27) angeordnet ist, die mit einsr Auslaßleitung (25) für das Druckmittel verbunden ist»

b) eine Querbohrung (22) von der Rücklaufnut (21) zwischen Ventilschieber (1) und Ventilbüchse (2) aus in die Axialbohrung (27) mündet,

c) in der Axialbohrung (27) ein Ventilkolben (28)" angeordnet ist,

d) der Ventilkolben (28) mit einer gegen den Druckmittelstrom gerichteten Feder (30) versehen ist, die den Ventilkolben (23) in einer Position hält, daß bei nicht ausgesteuertem Lenkventil der ϋί'1'nuiigs· querschnitt der Querbohrung (22) urlgedrosselt 1st,

e) .der Ventilkolben (28) mit einer gegen die Federkraft wirkenden Druckfläche (32) versehen ist,

f) die D_ruckflache (32) über eine Druckbohrung (33) mit einer zwischen Ventilschieber (1) und Ventilbüchse (2) angeordneten unter Arbeitsdruck stehenden Nut (20) verbunden ist.

2) Servolenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (2S) mit einem in Rücklaufstromrichtung gerichteten Absatz (32) als Druckfläche versehen ist.

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ORIGINAL INSPECTED

3) Servolenkgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (23) derart in dem Ventilschieber (1) angeordnet ist, daß im ausgesteuerten Zustand des Lenkventils die dem Ventilschieber (1) zugeordnete Stirnseite (31) des Drehstabes (10) eine Anschlagfläche für den Ventilkolben (23) zur Wegbegrenzung bildet.

4) Servolenkgetriebe nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (28) in axialer Richtung mit einer Durchgangsbohrung (3²O versehen ist, diejüber Bohrungen (35) mit den Lagern (36, 37) des Ventilschiebers (1) und der Ventilbüchse (2) verbunden ist.

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