DE2904111C2

DE2904111C2 - Hydrostatische Lenkeinrichtung

Info

Publication number: DE2904111C2
Application number: DE2904111A
Authority: DE
Inventors: Werner 7071 Böbingen Tischer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1979-02-03
Filing date: 1979-02-03
Publication date: 1983-03-31
Also published as: US4371002A; PL221720A1; BR8000629A; FR2447844A1; FR2447844B1; ES488123A1; AR219204A1; GB2043002B; DE2904111A1; JPS55106870A; SU1022653A3; GB2043002A; YU1280A; JPS6327234B2

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Lenkeinrichtung nach der im Oberbegriff des Anspruches 1 näher beschriebenen Art.

Eine Lenkung dieser Art ist z. B. in der DE-OS 27 12 920 beschrieben. Sie weist eine von einem Lenkhandrad angetriebene, als Dosiereinrichtung wirkende Zahnringpumpe auf und eine als hydraulische Kraftquelle dienende Hochdruckpumpe. Durch entsprechende Verdrehung und axiale Verschiebung des Ventilkolbens durch einen Mitnehmerstift, der an der Lenkspindel angeordnet ist, wird über die Nuten des Ventilkolbens die Zahnringpumpe mit Druckmittel versorgt. Von der Handpumpe aus werden je nach der Drehrichtung die Druckräume eines Arbeitszylinders, der am Lenkgestänge angreift, mit Druckmittel gefüllt.

Die Stege zwischen den zusammenarbeitenden Ringnuten in dem Ventilkolben und im Lenkgehäuse dienen zum einen als Steuerkanten und zum anderen zur Abdichtung der Hochdruck- von der Niederdruckseite. Hierbei sind Leckverluste unvermeidlich. Das Ausmaß der Leckverluste hängt u. a. von den Größenverhältnissen am Dichtspalt ab.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Lenkeinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der Leckverluste des Druckmittels so gering wie möglich gehalten sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Während bisher im allgemeinen die Steuerkanten an den Stegen im Lenkgehäuse durch einen entsprechenden Absatzring am Außenumfang der Stege gebildet worden sind, sind nunmehr zur Bildung von Steuerkanten nur noch einige über dem Umfang der Stege verteilte Ausnehmungen vorgesehen. Durch diese Maßnahme erhalten die Stege, ohne daß sich eine größere Baulänge der Lenkeinrichtung ergibt, eine größere Dichtbreite. Während vorher durch den Ringabsatz die dazu erforderliche Breite zur Abdichtung verloren war, steht nun im wesentlichen, bis auf die wenigen Ausnehmungen die gesamte Stegbreite zur Abdichtung zur Verfügung. Es ist lediglich dafür zu ίο sorgen, daß die Ausnehmungen den Durchtritt einer ausreichenden Menge Druckmittel zulassen. Die gewünschte Druckregelkennlinie kann unverändert durch die Ringfasen in dem Ventilkolben eingestellt werden. Durch die nur partiellen Ausnehmungen in den Stegen des Lenkgehäuses wird die Druckregelkennlinie nicht negativ beeinflußt

Zur Beeinflussung der Steuercharakteristik ist es für die Kolben von Lenkventilen bekannt, die Steuerkanten an den Stegen dieser Ventilkolben mit über den Umfang verteilten, nur einen Teil der Gesamtlänge des jeweiligen Umfangs beanspruchenden Ausnehmungen zu versehen. Da es sich hierbei durchwegs um Ventile mit offener Mittelstellung, also um Ventile handelt, bei denen eine möglichst vollständige Druckmittelabdichtung zwischen bestimmten Ringnuten nicht erforderlich ist, kann diesen Einrichtungen keinerlei Hinweis darauf entnommen werden, die Größe und Lage der Ausnehmungen mit Rücksicht auf deren Einfluß auf einen Dichtspak zu wählen.

Eine vorteilhafte konstruktive Lösung besteht darin, daß die Ausnehmungen absatzartig ausgebildet sind. Durch diese Maßnahme wird eine laminare, geräuscharme Strömung erreicht.

Im allgemeinen dürfte es ausreichend sein, wenn insgesamt zwei bis vier Ausnehmungen für jede damit zusammenarbeitende Ringnut vorgesehen sind.

Durch die Ausnehmungen in den Stegen des Lenkgehäuses kann als weiterer sehr wesentlicher Vorteil eine Vereinfachung und Verbilligung der Lenkeinrichtung erreicht werden. Es kann nämlich im Bedarfsfalle ein Steg ohne wesentliche Beeinträchtigung der Abdichtung zwei Steuerfunktionen übernehmen. Erfindungsgemäß erfolgt di°s dadurch, daß Stege, die beidseitig am Umfang mit Ausnehmungen versehen sind, die Ausnehmungen auf der einen Seite in Umfangsrichtung versetzt zu den Ausnehmungen auf der anderen Seite tragen.

Abgesehen von den Ausnehmungen steht trotz beidseitiger Steuerkanten weiterhin die volle Stegbreite zur Abdichtung zur Verfügung.

Die Ausnehmungen können durch Tauchfräsen oder durch exzentrisches Drehen hergestellt werden.

Nachfolgend sind an Hand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Lenkeinrichtung,

F i g. 2 ausschnittsweise einen Querschnitt durch eine Lenkeinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Steg,

F i g. 3 ausschnittsweise einen Querschnitt durch eine Lenkeinrichtung mit einer anderen Stegform,
F i g. 4 Schnitt IV-IV nach der F i g. 2,
F i g. 5 Schnitt V-V nach der F i g. 2,
F i g. 6 Ansicht eines Gehäusesteges gemäß Pfeilrichtung in F i g. 4 in einer Abwicklung.

In einem Lenkgehäuse 1 ist ein Lenkventilkolben 2 drehbar und axial verschiebbar gelagert, in dessen innerer Längsbohrung ein mit einer Lenkspindel 3 verbundener Drehstab 11 angeordnet ist. Der Rotor 4

einer Rotorpumpe (Handpumpe) 13 wird von einer Gelenkwelle 5 angetrieben, die über die Lenkspindel 3 mit einem Lenkhandrad 6 verbunden ist Der Rotor 4 ist in der Innenverzahnung eines Stators 7 gelagert und führt bei Drehung eine Planetenbeweyung aus. Die Gelenkwelle 5 treibt mit einem Mitnehmerzapfen 8 eine Steuerscheibe 9 an. Dadurch ist diese mit dem Rotor 4 synchrongesehalteL

Die Axialbewegung des Ventilkoibens 2 wird infolge eines Mitnehmerstiftes 10 der Lenkspindel 3 in einer schräg argebrachten Nut im Ventilkoiben bewirkt. Durch die Elastizität des Drehstabes 11 wird die relative Drehbewegung zwischen Lenkspindel 3 und Gelenkwelle 5 erzielt. Der Drehstab 11 ist durch Mitnehmerstifte einerseits mit der Gelenkwelle 5, andererseits mit der Lenkspindel 3 gekuppelt. Die Gelenkwelle 5 ist über eine Verzahnung drehfest mit dem Ventilkolben 2 verbunden. Durch die Verstellung des Ventilkolbens 2 wird der ölstrom von einer Druckölpumpe 12 zur Handpumpe 13 und von dort in den ei.(sprechenden Druckraum eines Arbeitszylinders 14 gesteuert

Der Arbeitszylinder 14 wird vorzugsweise an der Lenkachse abgestützt und greift an einem Spur- oder Lenkhebel 29 an.

Die Druckölpumpe 12 saugt öl aus einem Rücklaufbebälter 15 an. Zur Druckbegrenzung dient ein Druckbegrenzungsventil 16, während 17 und 18 Nachsaugventile darstellen.

Die Funktion der Lenkeinrichtung ist allgemein bekannt, weshalb nachfolgend nur kurz auf sie eingegangen wird.

In der Neutralstellung des Ventilkolbens wird dem von der Druckölpumpe 12 erzeugten Volumenstrom ein Abifluß von einem Druckkanal 19 zu links und rechts davon liegenden Rücklaufkanälen 20 und 21 und von dort zum ölbehälter 15 gestattet. Das Druckmittel in den anderen Kanälen und in der Handpumpe 13 ist dabei nicht in Bewegung. Steuerkanäle 22 und 23 für den Arbeitszylindei 14 haben bei der geschlossenen Ausführung keine Verbindung zu Handpumpenringnuten 24 und 25.

Beim Drehen des Lenkhandrades 6 wird die Gelenkwelle 5 über die Lenkspindel 3 und den Drehstab 11 bewegt. Sie greift mit ihrer Verzahnung in den Innenrotor 4 der Handpumpe 13 und nimmt diesen mit. Dei dadurch erzeugte Vclumenstrom gelangt bei Linksdrehung des Lenkrades 6 über die Steuerscheibe 9 zu den Ringnut 24 und über den Steuerkanal 22 zum Arbeitszylinder 14.

ίο Wenn der Ventilkolben innerhalb des Gehäuses axial nach rechts verschoben wird (drehen des Lenkrades entgegen dem Uhrzeigersinn) öffnet ein Kanal 26. Dadurch kann das Druckmittel der motorgetriebenen Pumpe 12 über die Handpumpe ii und die Kanäle 24 und 22 zur linken Seite des Arbeitszylinders 14 gelangen. Die rechte Seite ist durch Öffnen der Steuerkante zwischen den Kanälen 22 und 19 mit dem Rücklauf verbunden.

Stege 27 im Lenkgehäuse, die jeweils zwischen einer Hochdruck- und einer Niederdruckseite angeordnet sind und zur Steuerung des Druckmittels mit Steuerkanten versehen sind, weisen am äußeren Umfang an den entsprechenden Seiten absatzartige Ausnehmungen 28 auf.

In der Fig.2 sind drei über den Umfang verteilte Ausnehmungen 28 und in der F i g. 3 alternativ zwei Ausnehmungen 28 dargestellt.

Aus den Schnitten nach den Linien 1V-1V und V-V der F i g. 2, die in den F i g. 4 und 5 dargestellt sind, ist ersichtlich, daß abgesehen von den Umfangsabschnitten in denen die Ausnehmungen 28 liegen, die volle Stegbreite zur Abdichtung zur Verfügung steht. Dies wird auch aus der in F i g. 6 dargestellten Abwicklung ersichtlich. In dieser Figur ist auch die versetzte Anordnung der Ausnehmungen 28 dargestellt, bei einem Steg 27 der mit Steuerkanten an beiden Seiten versehen ist.

Die Ausnehmungen 28 können entweder durch Tauchfräsen oder durch exzentrisches Drehen hergestellt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydrostatische Lenkeinrichtung für Fahrzeuge, mit einem in einem Lenkgehäuse drehbar und axial verschiebbar gelagerten Lenkventilkolben, der Ringnuten mit dazwischen liegenden Stegen trägt, an denen Steuerkanten ausgebildet sind, die mit an Stegen zwischen Ringnuten des Lenkgehäuses ausgebildeten Steuerkanten zur Steuerung des Druckmittelstromes zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Dichtwirkung der Stege gegen Leckstrom die Steuerkanten an den Stegen (27) des Lenkgehäuses (1) als über deren Umfang verteilte, nur einen Teil der Gesamtlänge des jeweiligen Umfanges beanspruchende Ausnehmungen (28) ausgebildet sind.

2. Hydrostatische Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (28) absatzartig ausgebildet sind.

3. Hydrostatische Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt zwei bis vier Ausnehmungen (28) für jede damit zusammenarbeitende Ringnut vorgesehen sind.

4. Hydrostatische Lenkeinrichtung nach Anspruch I₁ 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Stege, die beidseitig am Umfang mit Ausnehmungen (28) versehen sind, die Ausnehmungen auf der einen Seite in Umfangsrichtung versetzt zu den Ausnehmungen auf der anderen Seite tragen.