DE2906047A1

DE2906047A1 - Elektromechanisches stellglied und mit einem derartigen stellglied ausgestattete vorrichtung fuer eine servo- lenkungs-einheit vorzugsweise fuer kraftwagen

Info

Publication number: DE2906047A1
Application number: DE19792906047
Authority: DE
Inventors: Sadao Takeshima
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1978-02-20
Filing date: 1979-02-14
Publication date: 1979-08-23
Also published as: GB2014795B; US4267897A; FR2417881B1; DE2906047C2; FR2417881A1; GB2014795A

Description

³FENNING · MAAS MEINIG

. 3

SPOTT

Patentanwälte Kurfüretendamm 170, D 1000 Bertin 15

6333-A

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Unser Zeichen Our reference

Pf/schu

PATENTANWÄLTE BERLIN - MÜNCHEN

J. Pfenning, Dipl.-Ing. - Berlin Dr. I. Maas, DipL-Chem. - Mönchen K. H. Meinig, Dipl.-Phys. - Berlin Dr. G. Spott, Dipl.-Chem. - München

Zugelassene Vertreter beim Europaischen Patentamt

BÜRO BERLIN: I Kurfürstendamm 170

I D 1000 Berlin 15

Telefon: 030/8812008/8812009

Telegramme: Seilwehrpatent Telex: 5215 880

Berlin Date

9. Februar 1979

JIDOSHA KIKI COMPANY, LTD. 10-12, Yoyogi 2-chome, Shibuya-ku_r Tokyo, Japan

Elektromechanisches Stellglied und mit einem derartigen Stellglied ausgestattete Vorrichtung für eine Servo-Lenkungs-Einheit vorzugsweise für Kraftwagen

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Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromechanisches Stellglied mit einer Magnetspule, und insbesondere auf ein solches Stellglied, bei dem ein in einem Zylinder aufgenommener Kolben in axialer Richtung bewegt wird in Abhängigkeit von der Größe eines Steuersignals, das der den Zylinder umgebenden Magnetspule zugeführt wird. Die Erfindung ist insbesondere geeignet für die Verwendun als Flußmengen-Steuervorrichtung einer Servo-Lenkungs-Einheit eines Kraftwagens.

Da eine Servo-Lenkungs-Einheit ein leichtes und schnelles Steuern eines schweren Wagens mit sehr geringer Kraft bei stabiler Fahrweise ermöglicht aufgrund ihres Servo- und Dämpfungs-Effektes sogar dann, wenn die Lenkräder seitliche Stöße erhalten, sind Servo-Lenkungs-Einheiten in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Bei einer derartigen Ausführungsform ist ein eine Magnetspule verwendendes Servoventil in einer Leitung einer Betriebsflüssigkeit angeordnet, die dazu dient, bei einer Servo-Lenkungs-Einheit den Fluß der Betriebsflüssigkeit in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Kraftwagens zu steuern. Bei dieser bekannten Ausführungsform liegt die aufzubringende Lenkkraft bei hoher Fahrgeschwindigkeü oberhalb derjenigen bei geringer Fahrgeschwindigkeit,

ein
so daß dem Fahrer im Verhältnis mit der Fahrgeschwindigkej

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-erstehendes Steuergefühl vermittelt wird.

Ein derartiges bekanntes, eine Magnetspule verwendetes Servoventil ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung No. 108732/74 beschrieben, bei der ein mit seinem einen Ende mit der Nadel eines Nadel-Steuerventils verbundener Kolben in einem Zylinder aufgenommen ist, und um den Zylinder herum eine Magnetspule angeordnet ist. Ein der Geschwindigkeit des Kraftwagens entsprechender Strom wird auf die Spule gegeben, um den Kolben in axialer Richtung zu bewegen zum Zwecke der Steuerung des Flusses der Betriebsflüssigkeit durch das Nadelsteuerventil hindurch zur Servo-Lenkungs-fEinheit.

Bei einem solchen Servoventil besteht der Kolben in der Regel aus magnetischem Material, und sein Außendurchmesser liegt eng benachbart zu dem Innendurchmesser des Zylinders, um den Kolben lit dem durch die Magnetspule erzeugten Magnetfluß eng zu koppeln. Außerdem besteht ein Teil des Zylinders ebenfalls aus magnetischer Material und ist so angeordnet, daß sein Ende eng benachbart zum Ende des Kolbens liegt. Zufolge des durch die Magnetspule erzeugten Magnetflusses bewegt sich der Kolben längs der Innenwandung des Zylinders in Abhängigkeit von dem Steuersignal. Aus diesem Grunde besteht

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• 6*

zwischen den Kolben und dem Zylinder ein Reibungswiderstand, wodurch bei Hin- und Herbewegung des Kolbens durch die Magnetspule und durch eine Rückstellfeder eine Hysteresis gemäß Fig. 1 der Zeichnungen entsteht, wobei in Fig. 1 die Ordinate die Verschiebebewegung des Kolbens und die Abszisse den Steuerstrom der Magnetspule darstellt. Bei dem bekannten elektromechanischen Stellglied bewegt sich der Kolben, wie Fig. 1 zeigt, bei allmähliche Erhöhung des Steuersignals stark von dem Punkt P.. zum Punkt P2 bei einem Strom i., und dann bewegt sich der Kolben allmählich zum Punkt P- bei Erhöhung des Stromes auf den Wert i_. Darauf bewegt sich der Kolben nicht über den Punkt P₃ hinaus, auch dann nicht, wenn der Steuerstrom weiter erhöht wird. Wenn umgekehrt der Strom verringert wird, bewegt sich der Kolben nicht zwischen den Stromwerten I₁ und i_, bewegt sich aber stark vom Punkt P, zu P. bei einem Strom von i«, der geringer ist als i., wie in Kurve b gezeigt ist. Darauf bewegt sich der Kolben allmählich zum Ausgangspunkt P,, wenn der Strom auf den Wert i. verringert wird. Wenn ein elektromechanisches Stellglied verwendet wird mit einer derartigen Verschiebungs-Steuersignal-Charakteristik, ist es schwieri eine lineare Steuerung zu erreichen wegen des Reibungswiderstandes zwischen dem Zylinder und dem Kolben.

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■ Τ-

Außerdem ist die Größe der Verschiebung des Kolbens klein. Hierdurch ist der Anwendungsbereich des elektromechanischen Stellgliedes begrenzt praktisch auf die Verwendung als Ein-Aus-Steuerung.

Wenn ein solches elektromechanisches, eine derartige Hysterese-Charakteristik aufweisendes Stellglied bei einer Servo-Lenkungs-Einheit zur Steuerung des Flusses der Betriebsflüssigkeit benutzt wird, wird das Steuerrad schnell, leicht oder schwer betätigbar an Punkten, an denen die Flußmenge wechselt. Da außerdem derartige Punkte in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Steuerrades sich ändern, wird das Empfinden des Fahrers beeinträchtigt.

Die Fig. 2 zeigt eine Fließmengen-Fahrgeschwindigkeits-Charakteristik eines in einer Servo-Lenkungs-Einheit verwendeten Steuerventils, bei der die Abszisse die Fahrgeschwindigkeit des Kraftwagens, die Ordinate die Fließmenge der Betriebsflüssigkeit darstellt, die über ein Nadelventil der Servo-Lenkungs-Einheit zugeführt wird. Wie die Kurve azeigt, verringert sich bei einem üblichen Servoventil bei Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit des Kraftwagens die Fließmenge stark vom Punkt F, zum Punkt F₂ bei einer Geschwindigkeit V₁ und allmählich

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S-

zum Punkt F₃, bis die Geschwindigkeit V₂erreicht ist. Darauf wird die Fließmenge am Punkt F₃ aufrechterhalten, wenn die Fahrgeschwindigkeit erhöht wird. Wenn umgekehrt die Fahrgeschwindigkeit von schnell auf langsam gesenkt wird, wie die Kurve b zeigt, verändert sich der Fluß nicht bei den Geschwindigkeiten V. und V_, jedoch erhöht sich stark bei V₃ und erhöht sich dann allmählich zum Anfangswert F. , bis die Geschwindigkeit V.erreicht ist. Bei einer eine solche Charakteristik aufweisenden Servo-Lenkungs-Einheit schwankt somit der Fluß stark bei Geschwindigkeiten V\. und V, mit dem Ergebnis, daß das Steuerrad des Wagens abrupt leicht oder schwer betätigbar wird an Punkten, an denen der Fluß sich stark ändert. Da diese Punkte der Änderung der Flußmenge sich unterscheiden in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Steuerrades, wird das Steuerempfinden des Fahrers beeinträchtigt .

Ein derartiger schneller Wechsel der Lenkkraft wurde auch festgestellt bei einer Servo-Lenkungs-Einheit, bei der der Druck der Betriebsflüssigkeit durch das oben beschriebene elektromechanische Stellglied gesteuert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das elektro-

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- Sf -

A.

mechanische, eine Magnetspule aufweisende Stellglied so auszubilden, daß die vorbeschriebene Hysterese-Charakteristik unterdrückt wird, und bei dem die mechanische Verschiebung des Kolbens in Abhängigkeit von einem Steuersignal in weiten Grenzen linear verläuft.

Bei einer Steuervorrichtung für eine Servo-Lenkungs-Einheit mit dem vorbeschriebenen elektromechanischen Steuerglied besteht die Aufgabe weiterhin darin, eine weiche Änderung der Fluß-Geschwindigkeits-Charakteristik zu gewährleisten, die das Steuerempfinden des Fahrers nicht beeinträchtigt, und bei der die vorbeschriebene Hysterese-Charakteristik des Servoventils unterdrückt ist

Diese Aufgabe wird bei einem elektromechanischen Stellglied nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß der Außendurchmesser des Kolbens derart bemessen ist, daß der Kolben frei in dem Zylinder ohne unerwünschte Gleitreibung bewegbar ist, und daß der Kolben bei seiner Bewegung im Zylinder durch Kugeln abgestützt ist.

Bei einer Steuervorrichtung nach dem Kennzeichen des Anspruches 2 wird diese Aufgabe auf gleiche Weise gelöst.

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Ein weiteres Merkmal ergibt sich aus dem Anspruch 3.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung, und es bedeutet:

Fig. 1 eine Kolbenverschiebungs-Steuersignal-

Charakteristik eines bekannten und eines erfindungsgemäßen elektro-mechanischen Stellgliedes mit einer Magnetspule;

Fig. 2 eine Fließroengen-Geschwindigkeits-

Charakteristik einer Servo-Lenkungs-Einheit mit einer bekannten und der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform, mit dem erfindungsgemäßen elektromechanischen Stellglied zur Steuerung der Menge der Betriebsflüssigkeit einer Servo-Lenkungs-Einheit;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des

zylindrischen Lagerkörpers gemäß Fig. in vergrößerter Darstellung;

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- *6-, 41*

Fig. 5 Längsschnitt durch eine abgewandelte

Ausführungsform gemäß Fig. 3 mit einem elektro-nechanischen Stellglied zur Drucksteuerung der Servo-Lenkungs-Einheit; und

Fig. 6 eine Druck-Geschwindigkeits-Charakteristik der Servo-Lenkungs-Einheit gemäß Fig. 5.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des elektromechanischen Stellgliedes zur Steuerung des Flusses der Betriebsflüssigkeit für eine Servo-Lenkungs-Einheit. Die in Fig. 3 gezeigte Steuervorrichtung besitzt ein Servoventil 12 mit einem mit einer Magnetspule ausgestatteten elektromechanischen Stellglied und eine Steuereinheit 15, die den Fluß der einer Servo-Lenkungs-Einheit 14 zuzuführenden Betriebsflüssigkeit beeinflußt.

Das Servoventil 12 besteht aus einem zylindrischen, in einem Zylinder 17 aufgenommenen Kolben 16, aus einem den Zylinder 17 umschließenden Spulenträger 18 und aus einer auf dem Spulenträger 18 gewickelten Magnetspule 19.

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•/fa-

Der Kolben 16 besitzt einen Außendurchmesser, der etwas geringer ist als der Innendurchmesser des Zylinders 17, und besitzt an seinen beiden Enden axiale Führungsstangen 21 und 22. Ein Nadelventil 23, das aus einer Ventilnadel und einer später zu beschreibenden öffnung besteht, ist an dem äußeren Ende der Führungsstange 22 angeordnet. Die Führungsstangen 21 und 22 sind in Lagern 25 und 26 aufgenommen. Jedes Lager besteht aus einem zylindrischen Lagerkörper 27 gemäß Fig. 4, der einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser der Führungsstangen. Der zylindrische Lagerkörper 27 besitzt eine Mehrzahl von in gleichen Abständen angeordneten radialen Bohrungen 29 zur drehbaren Aufnahme der Stahlkugeln 31 und 32, die sich zwischen den Führungsstangen 21, 22 und dem Zylinder 17 abstützen. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, sind die Lager 25 und 26 an ihren Enden mit Flanschen 33 und 34 versehen zur Aufnahme der einen Enden der Federn 38, 39, 40 und 41. Die Feder 39 ist zwischen dem Lager 25 und dem Kolben 16 angeordnet, während die Feder 20 zwischen dem Kolben 16 und dem Lager 26 liegt. Das andere Ende der Feder 38 ist durch einen Federsitz 45 abgestützt, der im Inneren des Zylinders 17 über einen O-Ring 43 angeordnet und an einem Ende des Zylinders 17 durch einen Klemmring 44 gehalten ist. Der Zylinder 17

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. 43-

besteht aus einem Zylinderteil 17a aus magnetischem Material, einem Zylinderteil 17b aus nichtmagne ti schein Material und einem zylindrischen Teil 51,der die Basis 50 des Servoventils 12 bildet. Das eine Ende der Feder 41 liegt an dem Lager 26 an, und das andere Ende ist in dem Boden des zylindrischen Teiles 51 aufgenommen. Eine durch den Kolben 16 betatigbare Nadel des Nadelventils 23 erstreckt sich in axialer Richtung durch eine Öffnung 52 im Boden des zylindrischen Teiles 51. Die Nadel arbeitet mit einer Öffnung 53 zusammen und bildet mit dieser das Nadelventil 23. Die Basis 50 ist mit Bohrungen 54 und 55 versehen, die rechtwinklig zur öffnung 52 gerichtet sind. Bs sind ein Joch 57, eine Abdeckung 58 und Anschlüsse 59 für die Magnetspule 19 vorgesehen.

Die Steuervorrichtung 15 mit dem Servoventil 12 besitzt eine mit der öffnung 54 verbundene Eingangsbohrung 60, eine mit der öffnung 53 verbundene Kammer 61, eine mit der öffnung 55 über einen Kanal 62 verbundene Kammer 63, eine die Kammern 61 und 62 verbindende Durchtrittsöffnung 64 und eine mit der Kammer 63 verbundene Austritts öffnung 65. Die Kammer 63 enthält einen in ihr gleitenden Kolben 66 und eine Feder 67, die normalerweise den Kolben 66 in Schließrichtung der Austrittsöffnung 65 beaufschlagt

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Das andere Ende der Kammer 63 ist durch einen Stopfen verschlossen.

Die Eingangsöffnung 60 der Steuervorrichtung 15 ist über eine Leitung 71, ein Rückschlagventil 72 und eine Pumpe 73 mit einer Ölquelle 74 verbunden, während die Kammer 61 über eine Leitung 76 mit der Servo-Lenkungs-Einheit 14 in Verbindu-ng steht. Die Austrittsöffnung ist mit der Ölquelle 74 über die Leitungen 78 und 79 verbunden. Die Servo-Lenkungs-Einheit 14 ist ebenfalls über die Leitungen 80 und 79 mit der Ölquelle 74 verbünde während das Rückschlagventil 72 über die Leitung 81 mit der Ölquelle 74 in Verbindung steht.

Wenn der mit der vorbeschriebenen Vorrichtung ausgestattete Kraftwagen angehalten ist, und wenn kein Strom der Magnetspule 19 des Servo-Ventils 12 zufließt, wird der Kolben 16 in der in Fig. 3 gezeigten Stellung gehalten.

Wenn der Motor zu laufen beginnt, wird ein der Geschwindigkeit des Kraftwagens entsprechender Strom der Magnetspule 19 zugeführt, und bewegt den Kolben 16

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nach rechts gegen die Ventilnadel 23, wie in Fig. gezeigt ist .

Bei niedriger Fahrgeschwindigkeit ist die Nadel ausreichend aus der öffnung 53 zurückgezogen, so daß das in die Eingangsöffnung der Steuereinheit 15 aus der Ölquelle 74 über die Pumpe und das Rückschlagventil 72 einfließende öl nicht durch die Ventilnadel 23 beeinflußt ist. Demzufolge wird eine ölmenge F. gemäß Fig. 2 der Servo-Lenkungs-Einheit 14 zu ihrer vollen Betätigung durch die Kammer 61 zugeführt. Bei dieser geringen Fahrgeschwindigkeit kann das Lenken des Kraftwagens mit einer geringen Kraft erfolgen. Dieser Vorteil ist auch gegeben beim Anhalten des Kraftwagens.

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Wenn der Kraftwagen eine hohe Geschwindigkeit besitzt, erhöht sich der der Spule 19 zugeführte Strom, so daß der Kolben 16 weiter nach rechts bewegt wird, so daß die Ventilnadel 23 in die öffnung 53 eintritt und die durch das Nadelventil fließende Ölmenge verringert von F₁ auf F₃ gemäß Fig. 2. Hierdurch wird die Lenkkraft der Servo-Lenkungs-Einheit 14 erhöht und macht eine größere Kraft zur Betätigung des Lenkrades bei hoher Geschwindigkeit erforderlich. Wenn der Druck in der Eintrittskairaner 60 größer wird als der Druck in der Kammer 63, wird der Kolben 66 nach rechts gegen die Wirkung der Feder 67 bewegt, so daß das in der Eintrittsöffnung 60 befindliche öl der Ölquelle 74 über die öffnungen 54, 55, die Leitung 62, die Kammer 63, die Austrittsöffnung 65 und die Leitungen 78, 79 zufließt. Wenn die Druckdifferenz zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnu-ng einen vorbestimmten Wert überschreitet, führt das Rückschlagventil 72 das öl zu der Ölquelle 74 zurück.

Das elektro-mechanische Stellglied des Servoventils 12 arbeitet wie folgt. Wenn der Kolben 16 durch die Anziehungskraft der Spule 19 nach rechts bewegt wird, ist der Reibungswiderstand zwischen dem Kolben und dem Zylinder viel kleiner als die Gleitreibung, da der

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Kolben 16 in dem Zylinder 17 nur über die Lager 25, 26 geführt ist. Daher ist es möglich, den Kolben im Verhältnis zur Größe des Steuerstromes der Spule 19 zu bewegen. Dies ist auch der Fall, wenn der Kolben in entgegengesetzter Richtung bewegt wird. Wenn daher das elektromechanische Stellglied der Erfindung verwendet wird, ist es daher möglich, den Kolben allmählich proportional zu dem Steuerstrom zwischen den Punkten P, und P₃ zu bewegen, wie die Kurve c in Fig. 1 zeigt, da die Hysterese eliminiert ist. Daher ist es möglich, den Kolben über einen weiten Bereich des Steuerstromes linear zu bewegen. Daher ist die Änderung der Strömungsmenge von F. zu F₃, wenn die Geschwindigkeit des Kraftwagens erhöht wird, gleich der Strömungsmenge von F₃ zu F,, wenn die Wagengeschwindigkeit geändert wird, wie aus Kurve c in Fig. 2 hervorgeht. Die in Fig. 1 und 2 gezeigten Kurven c sind identisch und zeigen die Eliminierung der Hysterese-Charakteristik. Daher kann eine Schaltung der der Servo-Lenkungs-Einheit 14 zugeführten Strömungsmenge, die zwischen niedrigen und hohen Fahrgeschwindigkeiten verändert wird, sehr weich erfolgen, so daß das Lenkgefühl des Fahrers nicht nachteilig beeinflußt wird.

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Da ein Nadelventil als Steuerventil benutzt wird, ist es möglich, allmählich die ölmenge, die der Servo-Lenkungs Einheit im Verhältnis der Änderung der Fahrgeschwindigkeit zugeführt wird, zu ändern, und damit die Lenkung zu erleichtern.

Da die Lager 25, 26 zwischen den Federn 38, 39, 40 und 41 eingespannt sind und auf den Führungsstangen 21, 22 gleiten, entspricht die Größe der Bewegung der Stahlkugeln 31 und 32 der Hälfte der Bewegung des Kolbens 16, so daß der rollende Reibungswiderstand vermindert wird.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorbeschriebene Ausführungsform. Beispielsweise kann ein anderes Steuerventil anstelle eines Nadelventils benutzt werden. Die Kugellager können aus anderem Material als Stahl bestehen. Anstelle der Flanschen 33 und 34, die das eine Ende der Federn an den Enden der Lager 25 und 26 aufnehmen, können entsprechende Flanschen an dem inneren Umfang der Zylinder vorgesehen sein. Ein Lager 25, 26 zur Abstützung des Kolbens kann ersetzt werden durch ein anderes Lager. Beispielsweise kann das Lager 25 ersetzt werden durch ein konventionelles Lager, das die Steuerstange an einem Federsitz abstützt. Ebenso kann auch eine Führungsöffnung verwendet werden. Das Lager 25 kann ersetzt werden durch

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ein linear bewegtes Kugellager, wie es von der Firma Nippon Thompson Co. vertrieben wird.

Die Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung für eine druckgesteuerte Servo-Lenkungs-Einhei 14. Das Servoventil 12 bei dieser Ausführungsform ist identisch zu demjenigen gemäß Fig. 1, und die Bezugszeichen sind ebenfalls die gleichen. Die Basis 50' des Servoventils 12 bildet eine Drucksteuerungsvorrichtung 10¹ mit einer Öldruck-Steuereinheit 15', die den Druck des der Servo-Lenkungs-Einheit 14 zugeführten Öles steuert. Der zylindrische Teil 50'a der Basis 50¹ des Steuerventils ist in eine Ausnehmung 85 der Drucksteuereinheit 15¹ über einen O-Ring eingeschraubt. Am Boden der Ausnehmung 85 der Öldrucksteuereinheit ist eine Sack öffnung 86 koaxial mit der Führungsstange des Servoventils 12 angeordnet zur gleitenden Aufnahme eines Schieberventils 87. Das linke Ende des Schieberventils liegt dem rechten Ende der Führungsstange 22 gegenüber, während das andere Ende des Schieberventils 87 durch eine Feder 88 abgestützt ist, die normalerweise das Schieberventil 87 in Richtung auf die Führungsstange beaufschlagt.

Das Schieberventil 87 besitzt eine längsgerichtete Bohrung 90 und eine senkrecht dazu liegende Bohrung

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Die Öldrucksteuereinheit 15' besitzt eine Einlaßöffnung

92, die sich von der Außenwand zu der Sackbohrung 86 erstreckt und eine erste und eine zweite Austrittsöffnung

93, 94. Die Eintrittsöffnung 92 steht über eine Leitung 95 und eine ölpumpe 73 mit der Ölquelle 74 in Verbindung. Die erste Austrittsöffnung 93 ist durch die Leitung 96 mit der Reaktionskammer der Servo-Lenkungs-Einheit 14 verbunden, während die zweite Austrittsöffnung 94 direkt mit der Ölquelle 74 über die Leitung 97 in Verbindung steh Das in der Servo-Lenkungs-Einheit 14 befindliche öl wird über die Leitung 98 zur Ölquelle 74 zurückgeführt. In der ümfangsfläche der Sackbohrung 86 ist eine mit der Einlaßöffnung 92 verbundene Ringnut 92a angeordnet. In gleicher Weise ist eine Ringnut 94a angeordnet, die mit der zweiten Austrittsöffnung 94 in Verbindung steht. Eine Ringnut 87a ist in der Mitte der ümfangsfläche des Schiebers des Schieberventils 87 angeordnet. Wie später beschrieben wird, arbeitet die Ringnut 87a mit der ersten Austrittsöffnung 93 und den Ringnuten 94a und 92a zusairaner zur Bildung einer Ventilwirkung.

Bei niedriger Fahrgeschwindigkeit wird trotz geringer Verschiebung des Kolbens 16 die Ringnut 94a mit der Ringnut 87a des Schiebers des Schieberventils 87 verbunden, um die Servo-Lenkungs-Einheit 14 mit der Ölquelle

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74 zu verbinden, um die Gegenwirkung herabzusetzen, die durch die Drehung des Lenkrades bewirkt wird. Unter diesen Bedingungen ist die Ringnut 87a von der Ringnut 72a getrennt.

Bei hoher Fahrgeschwindigkeit wird die Verschiebung des Kolbens 16 größer, so daß das Schieberventil 87 durch den Kolben 16 nach rechts bewegt wird. Hierbei wird die Ringnut 87a des Schiebers des Schieberventils 87 von der Nut 94a zur Nut 92a verschoben. Dann fließt das durch die ölpumpe 73 der Einlaßöffnung 92zügeführte öl zur ersten Austrittsöffnung 93 über die Ringnuten 92a und 82a und dann zu der Servo-Lenkungs-Einheit 14 über die Leitung 96, wodurch der Druck in der Reaktionskammer der Servo-Lenkungs-Einheit und damit auch die Lenkungskraft erhöht wird.

In der Mitte zwischen hoher und niedriger Fahrgeschwindigkeit, während die Ringnut 87a von der Nut 94a zur Nut 92a überführt wird, stehen diese drei Ringnuten miteinander in Verbindung, und der Grad dieser Verbindung wird bestimmt durch die relative Stellung dieser Nuten. In gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform bewegt sich der Kolben 16 linear, wie in der Kurve c

gemäß Fig„ 1 gezeigt ist, mit dem Ergebnis, daß der 909834/0805

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Öldruck in der Servo-Lenkungs-Binheit sich ebenfalls linear ändert.

Die Arbeitscharakteristik ist in Fig. 6 gezeigt, wobei die Abszisse die Fahrgeschwindigkeit des Kraftwagens und die Ordinate den Öldruck zeigt, der auf die Servo-Lenkungs-Einheit gegeben wird. Wenn, wie aus dieser Charakteristik ersichtlich ist, die Fahrgeschwindigkeit des Wagens von einer niedrigen Geschwindigkeit V, zu einer hohen Geschwindigkeit V₂ oder umgekehrt geändert wird, ändert sich der Öldruck von dem Wert S, zu dem Wert S₂ oder umgekehrt, das heißt, linear im Verhältnis zur der Größe der Kolbenbewegung des elektromechanischen Stellgliedes. Somit besteht keine Gefahr der nachteiliger Beeinflussung des Lenkungsgefühls des Fahrers, was bei Änderung der Fahrgeschwindigkeit bisher unvermeidbar war.

Wie sich weiter aus Fig. 3 ergibt, kann die Verbindung von der Servo-Lenkungs-Einheit 14 und der Pumpe 73 zu der Drucksteuereinheit 15 geändert werden, um eine stabile Operation des Nadelventils vorzusehen. Die Leitung 71 von der Pumpe 73 wird so geändert, daß sie mit der Kammer 61 verbunden ist, während die Leitung 76

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zur Servo-Lenkungs-Einheit 14 so geändert ist, daß sie mit der Einlaßöffnung 6o verbunden ist. Bei der Verbindung vor der vorerwähnten Änderung wird, wenn die Ventilnadel 23 in Richtung nach rechts der Fig. 3 durch die Anziehungskraft der auf den Kolben 16 wirkenden Spule 19 bewegt wird, die auf die Ventilnadel 23 wirkende mit der Druckdifferenz zwischen der Einlaßöffnung 60 und der Kammer 61 gebildete Kraft zu der Anziehungskraft addiert und wirkt auf das Nadelventil, so daß eine unzureichende Stab ilität der Steuerung erreicht wird. Im Gegensatz hierzu wirken bei der abgewandelten Ausführungsform,bei der die Leitungsverbindung wie vorstehend gesagt, geändert wird, die Anziehungskraft und die durch die Druckdifferenz erzeugte Kraft auf das Nadelventil in entgegengesetzten Richtungen, so daß die Steuerwirkung des Nadelventils stabiler wird. In diesem Falle ist die Feder 67 nicht auf der entgegengesetzten Seite des Kolbens 66 angeordnet.

Wesentlich ist, daß der Durchmesser des Kolbens so viel kleiner ist als der Innendurchmesser des Zylinders, daß der Kolben ohne unzulässige Reibung sich bewegen kann. Der Kolben wird durch Kugellager abgestützt, so daß er gegenüber dem Zylinder beweglich ist. Zur Steuerung

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der Servo-Lenkungs-Einheit eines Kraftwagens wird
ein Steuerventil durch den Kolben betätigt zur Steuerung der Menge oder des Druckes des auf die Servo-Lenkungs-Einheit zur Einwirkung gelangenden Betriebsöles, wobei das Steuersignal proportional zu der Geschv/indigkeit
des Kraftwagens ist.

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Claims

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ANSPRÜCHE

( I.] Elektro-mechanisches Stellglied mit einem in einem Zylinder angeordneten Kolben, der in axialer Richtum bewegbar ist durch ein auf eine den Zylinder umgebende Magnetspule aufgegebenes Steuersignal, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Kolbens (16) derart bemessen ist, daß der Kolben (16) frei in dem Zylinder (17) ohne unerwünschte Gleitreibung bewegbar ist, und daß der Kolben (16) bei seiner Bewegung im Zylinder (17) durch Kugeln (31,32) abgestützt ist,
2. Steuervorrichtung für eine Servo-Lenkungs-Einheit eines Kraftwagens, bei der ein in einem Zylinder axial in Abhängigkeit von einem von der Größe eines der Fahrgeschwindigkeit des Kraftwagens entsprechenden, auf eine den Zylinder umgebende Magnetspule aufgegebenen Signal bewegbar ist, und bei der die Menge oder der Druck einer der Servo-Lenkungs-Einheil: zugeführten Betriebsflüssigkeit, beispielsweise öl, durch ein von dem Kolben (16) betätigbares Ventil (23) steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Außendurchmesser des

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Kolbens (16) derart bemessen ist, daß er in dem Zylinder (17) axial frei ohne unerwünschte Gleitreibung bewegbar ist, und daß der Kolben (16) bei seiner Bewegung in dem Zylinder (17) durch Kugeln (31,32) abgestützt ist.
3. Elektromechanischer Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) mit von seinen beiden Enden ausgehenden, axialen Steuerstangen (21,22) versehen ist, und daß die Kugeln (31,32) Teile von längs der Führungsstangen (21,22) gleitend verschiebbaren Lagern (25,26) sind.

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