DE19603183A1

DE19603183A1 - Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19603183A1
Application number: DE1996103183
Authority: DE
Inventors: Hans Hofmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1997-07-31
Also published as: WO1997028036A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Zu der Hilfskraftlenkung gehören ein Lenkgetriebe und ein hy draulischer Servomotor für die Unterstützung eines in das Lenkgetriebe eingeleiteten Lenkmomentes. In dem Servomotor sind zwei Arbeitsräume durch einen Kolben voneinander ge trennt. Ein Steuerventil für die Steuerung eines von einer Druckquelle geförderten Druckmittels zu und von den beiden Arbeitsräumen des Servomotors ist über zwei Leitungen mit den Arbeitsräumen des Servomotors verbunden. In den Leitun gen sind zwischen den Arbeitsräumen und dem Steuerventil Dämpfungsventile angeordnet.

Eine derartige Hilfskraftlenkung ist bekannt aus der DE 43 23 179 C1. Die Dämpfungsventile enthalten ein loch scheibenartiges Trägerteil, dessen axiale Kanäle durch Ven tilplatten verschließbar sind. Die Ventilplatten werden durch Kegelspiralfedern an das Trägerteil angedrückt. Die Kegelspiralfedern ihrerseits stützen sich an Widerlager scheiben ab, die in fester Verbindung mit dem Trägerteil stehen. Durch unterschiedliche Auslegung der Kegelspiralfe dern können je nach Strömungsrichtung unterschiedliche Drosselwiderstände an den Dämpfungsventilen erzeugt werden. Dadurch können Schwingungen und/oder Stöße, die von dem Lenkungssystem oder von der Fahrbahn in die gelenkten Fahr zeugräder oder in die Hilfskraftlenkung eingeleitet werden, gedämpft werden.

Bei der bekannten Hilfskraftlenkung wird zur Ausbil dung der Dämpfungsventile eine Vielzahl von Einzelteilen benötigt, was einen relativ großen Fertigungs- und Monta geaufwand bedingt. Außerdem ist ein relativ großer Einbau raum erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hilfs kraftlenkung der bekannten Art derart zu verbessern, daß die Dämpfungsventile einfach im Aufbau und in der Montage sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im An spruch 1 gekennzeichnete Hilfskraftlenkung gelöst. Die Lö sung erfolgt dadurch, daß jedes Dämpfungsventil einen hohl zylindrischen Ventilkörper aufweist, der mit im wesentli chen radial gerichteten Durchgangsöffnungen versehen ist. Ein Teil der Durchgangsöffnungen ist am Außenumfang des Ventilkörpers und ein anderer Teil der Durchgangsöffnungen am Innenumfang des Ventilkörpers durch ringförmige Bandfe dern verschließbar. Durch die Durchgangsöffnungen ist ein Druckmittelstrom von dem Steuerventil zu den Arbeitsräumen des Servomotors und umgekehrt nur dann möglich, wenn die Bandfedern durch einen Druck oder Unterdruck des Druckmit tels (eine Druckdifferenz) von dem Ventilkörper abgehoben sind.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Er findung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfin dung ist nicht auf die Merkmalskombinationen der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen An spruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Es ist zweckmäßig und vorteilhaft, wenn jeweils die Hälfte der Durchgangsöffnungen an ihrem Außenumfang und die andere Hälfte an ihrem Innenumfang durch die jeweilige Blattfeder verschließbar ist. Dadurch ergeben sich Dämp fungsventile, die für jede Durchströmrichtung den gleichen Querschnitt aufweisen.

Stöße, die von der Fahrbahn herrühren, ergeben Druck stöße und damit Schwingungen nur in einer Richtung, ausge hend von den Arbeitsräumen des Servomotors. Es ist deshalb vorgesehen, daß die beiden Blattfedern in ihrer Schließ kraft unterschiedlich ausgelegt sind. Diejenige Blattfeder, die einen Druckmittelstrom von den Arbeitsräumen des Servo motors zu dem Steuerventil zuläßt, ist stärker als die Blattfeder ausgelegt, die einen Druckmittelstrom in umge kehrter Richtung zuläßt. Um ein Nachsaugen von Druckmittel bei einem eventuellen Ausfall der Druckquelle zu ermögli chen, wird diejenige Blattfeder, die einen Druckmittelstrom von dem Steuerventil zu den Arbeitsräumen des Servomotors zuläßt, derart ausgelegt, daß sie bereits bei einem sehr kleinen in einem der Arbeitsräume herrschenden Unterdruck von etwa 0,02 bar von dem Ventilkörper abhebt. In einem solchen Fall wirkt das Dämpfungsventil als Nachsaugventil.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläu tert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt durch eine Hilfs kraftlenkung, die erfindungsgemäß ausgestat tet werden kann;

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemä ßes Dämpfungsventil;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Dämpfungsventil der Fig. 2 nach der Linie III-III und

Fig. 4 einen Längsschnitt durch das Dämpfungsventil der Fig. 2 nach der Linie IV-IV.

Wegen der einfachen Darstellung wird die Erfindung anhand einer Zahnstangen-Hilfskraftlenkung beschrieben. Die Erfindung ist jedoch auch für andere Hilfskraftlenkungen, beispielsweise Kugelmutter-Hilfskraftlenkungen, anwendbar.

In einem Lenkgehäuse 1 ist ein Ritzel 2 in zwei Lagern 3 und 4 drehbar gelagert. Das Ritzel 2 trägt an sei nem einen Ende einen Lenkspindelanschluß 5 für den Anschluß an ein Lenkorgan, beispielsweise eine nicht dargestellte Lenkspindel mit einem Lenkhandrad.

Das Ritzel 2 steht über seine Verzahnung in Eingriff mit einer Zahnstange 6, die in dem Lenkgehäuse 1 axial ver schiebbar geführt ist.

Zur Hilfskraftunterstützung dient ein Servomotor 7, dessen Kolbenstange 8 fest mit der Zahnstange 6 verbunden ist. Der Servomotor 7 enthält in einem Zylinder 10 zwei Arbeitsräume 11 und 12, die durch einen auf der Kolben stange 8 festliegenden Kolben 13 voneinander getrennt sind. Die beiden Arbeitsräume 11 und 12 sind über Arbeitsleitun gen 14 und 15 mit zwei Zylinderanschlußteilen 16 und 17 eines Steuerventils 18 verbunden. Das Steuerventil 18 weist außerdem noch einen Zulaufanschluß 20 auf, an den eine Druckquelle 21 in der Form einer Servopumpe angeschlossen ist. An einen Rücklaufanschluß 22 ist ein Behälter 23 ange schlossen. Die Arbeitsleitungen 14 und 15 sind an den Zy linder 10 über zwei Anschlußteile 24 und 25 angeschlossen.

In jeder der beiden Arbeitsleitungen 14 und 15 ist zwischen den Arbeitsräumen 11 und 12 des Servomotors 7 und dem Steuerventil 18 ein Dämpfungsventil 26 angeordnet. Die Dämpfungsventile 26 können entweder in den Zylinderan schlußteilen 16 und 17 an dem Steuerventil 18 oder in den Anschlußteilen 24 und 25 an dem Zylinder 10 des Servo motors 7 angeordnet sein. In den Fig. 2 bis 4 ist das Dämpfungsventil 26 dargestellt, wie es in den Zylinderan schlußteilen 16 oder 17 des Steuerventils 18 ausgebildet sein kann. Dazu ist das Zylinderanschlußteil 16 als Ein schraubteil ausgebildet, durch das ein Ringstück 27 an dem Steuerventil 18 gehalten wird. An dem Ringstück 27 ist die Arbeitsleitung 14 befestigt. An dem Zylinderanschlußteil 16 ist ein hohlzylindrischer Ventilkörper 28 ausgebildet, der mit radial gerichteten Durchgangsöffnungen 30 und 31 ver sehen ist.

Die Durchgangsöffnungen 30, d. h. die eine Hälfte der Durchgangsöffnungen, sind am Außenumfang des Ventilkör pers 28 durch eine ringförmige Bandfeder 32 abgedeckt. Die Durchgangsöffnungen 31, d. h. die andere Hälfte der Durch gangsöffnungen, sind am Innenumfang des Ventilkörpers 28 durch eine ringförmige Bandfeder 33 abgedeckt.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist die Bandfeder 33 stärker als die Bandfeder 32 ausgeführt. Die Bandfeder 33 bildet zusammen mit den Durchgangsöffnungen 31 das eigent liche Dämpfungsventil, das nur einen stark gedämpften Druckmittelstrom von den Arbeitsräumen 11 und 12 des Servo motors 7 zuläßt. Die Bandfeder 32 bildet zusammen mit den Durchgangsöffnungen 30 ebenfalls ein Dämpfungsventil, das jedoch hauptsächlich die Aufgabe eines Nachsaugventiles übernimmt, damit bei einem Ausfall der Druckquelle 21 Druckmittel in den Arbeitsraum 11 bzw. 12 des Servomotors 7 nachgesaugt werden kann. Die Blattfeder 32, die nur einen Druckmittelstrom von dem Steuerventil 18 zu den Arbeitsräu men 11 und 12 des Servomotors 7 zuläßt, ist deshalb derart ausgelegt, daß sie bereits bei einem sehr kleinen in einem der Arbeitsräume 11 oder 12 herrschenden Unterdruck von etwa 0,02 bar von dem Ventilkörper 28 abhebt.

Bezugszeichenliste

1 Lenkgehäuse
2 Ritzel
3 Lager
4 Lager
5 Lenkspindelanschluß
6 Zahnstange
7 Servomotor
8 Kolbenstange
9
10 Zylinder
11 Arbeitsraum
12 Arbeitsraum
13 Kolben
14 Arbeitsleitung
15 Arbeitsleitung
16 Zylinderanschlußteil
17 Zylinderanschlußteil
18 Steuerventil
19
20 Zulaufanschluß
21 Druckquelle
22 Rücklaufanschluß
23 Behälter
24 Anschlußteil
25 Anschlußteil
26 Dämpfungsventil
27 Ringstück
28 Ventilkörper
29
30 Durchgangsöffnung
31 Durchgangsöffnung
32 Bandfeder
33 Bandfeder

Claims

1. Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge, mit einem Lenkgetriebe, mit einem hydraulischen Servomotor (7) für die Unterstützung eines in das Lenkgetriebe eingeleiteten Lenkmomentes, mit folgenden weiteren Merkmalen:

- in dem Servomotor (7) sind zwei Arbeitsräume (11, 12) durch einen Kolben (13) voneinander getrennt;
- ein Steuerventil (18) für die Steuerung eines von ei ner Druckquelle (21) geförderten Druckmittels zu und von den beiden Arbeitsräumen (11, 12) des Servo motors (7) ist über zwei Arbeitsleitungen (14, 15) mit den Arbeitsräumen (11, 12) des Servomotors (7) verbun den;
- in den Arbeitsleitungen (14, 15) sind zwischen den Arbeitsräumen (11, 12) und dem Steuerventil (18) Dämp fungsventile (26) angeordnet,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- jedes Dämpfungsventil (26) weist einen hohlzylindri schen Ventilkörper (28) auf, der mit im wesentlichen radial gerichteten Durchgangsöffnungen (30, 31) ver sehen ist;
- ein Teil der Durchgangsöffnungen (30, 31) ist am Au ßenumfang des Ventilkörpers (28) und ein anderer Teil der Durchgangsöffnungen (30, 31) ist am Innenumfang des Ventilkörpers (28) durch eine ringförmige Bandfe der (32 bzw. 33) verschließbar;
- durch die Durchgangsöffnungen (30, 31) ist ein Druck mittelstrom von dem Steuerventil (28) zu den Arbeits räumen (11, 12) des Servomotors (7) und umgekehrt nur dann möglich, wenn wenigstens eine der Bandfedern (32, 33) durch einen Druck oder Unterdruck des Druckmittels (eine Druckdifferenz) von dem Ventilkörper (28) abge hoben ist.

2. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß jeweils die Hälfte der Durchgangsöffnungen (30, 31) an ihrem Außenumfang und die andere Hälfte an ihrem Innenumfang durch die jeweilige Blattfeder (32, 33) verschließbar ist.

3. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß diejenige Blattfeder (33), die einen Druckmittelstrom von den Arbeitsräumen (11, 12) des Servomotors (7) zu dem Steuerventil (28) zuläßt, stär ker ist als die Blattfeder (32), die einen Druckmittelstrom in umgekehrter Richtung zuläßt.

4. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß diejenige Blattfeder (32), die einen Druckmittelstrom von dem Steuerventil (28) zu den Arbeitsräumen (11, 12) des Servomotors (7) zuläßt, derart ausgelegt ist, daß sie bereits bei einem sehr kleinen in dem zugehörigen Arbeitsraum (11, 12) herrschenden Unter druck von dem Ventilkörper (28) abhebt.