DE1047037B - Hilfskraftlenkvorrichtung fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Gegenstand der Erfindung ist eine Hilfskraftlenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art erfolgt die Steuerung des Druckmittelzu- und -abflusses zum bzw. vom Druckmittelkolbenmotor durch ein Steuerventil, welches mit dem Rahmen des Kraftfahrzeuges mittelbar oder unmittelbar fest verbunden, ist. Es ist aber nicht bekannt, beim Ausfall des Druckmittels die Lenkung auf mechanischem Wege erfolgen zu lassen. Abgesehen davon wird sehr viel Platz für vom Druckmittelkolbenmotor zum Steuerventil verlegte Druckmittelleitungen beansprucht.

Bei einer bekannten Ausführungsform sind die oben ausgeführten Nachteile zwar nicht gegeben. Dafür ist aber der Aufwand an Gestängeteilen sehr groß. In Anbetracht dieser Vielzahl der Gelenke tritt vor allem infolge der Fahrstöße eine erhöhte Abnutzung ein, so daß sich bald ein großes Spiel ergibt und die präzise Funktion beeinträchtigt wird. Außerdem hat die nach unten gerichtete Anordnung der Verbindungshebel den Nachteil, daß die zugeordneten Hebel- und Gestängeteile auch hinsichtlich der Bauhöhe viel Platz beanspruchen.

Schließlich gibt es noch Lenkvorrichtungen für Kraftfahrzeuge, an denen eine Vorrichtung zur Rückführung des Steuerventils in die neutrale oder Mittelstellung vorgesehen ist. Bei einer Relativbewegung des Ventils gegenüber seinem -Gehäuse in der einen oder in der anderen Richtung entsteht eine entsprechende Relativverschiebung der Teile der Rückführvorrichtung. Somit wird das Steuerventil beim Aufhören der Lenkbewegung selbsttätig in seine Mittellage zurückgeführt.

Gegenüber den vorbeschriebenen Ausführungsformen mit den damit verbundenen Nachteilen weist der Gegenstand der Erfindung zwischen einem vom Lenkrad bewegten Verbindungs arm und dem unmittelbar von ihm betätigten Servoventil und der Spurstange keinerlei Lenker, Hebel, Stangen od. dgl. auf. Durch Betätigen des Ventils verschiebt der Druckmittelkolbemmotor die Spurstange in Querrichtung zum Fahrzeugrahmen und führt dadurch das an der Spurstange angeordnete Steuerventil mit. Das bedeutet, daß auch der Lenkstockhebel, der unter dem. Einfluß des Lenkrades steht, die Ouerbewegung der Spurstange mitmacht. Beim Ausfall des Druckmittels kann, er somit nach Zurücklegen des geringen Hubes des beweglichen Gliedes des Steuerventils die Spurstange unmittelbar verschieben. Die Notwendigkeit hierzu ist auch dann gegeben, wenn das bewegliche Glied des Steuerventils durch einen Fremdkörper blockiert ist. Erreicht wird dies dadurch, daß das Servoventil zum Steuern der Druckmittelzu- und -abführung zum und vom Druckmittelkolbenmotor an einem seitlichen HilfskraftlenkvorricTitung
für Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Bendix Aviation Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. K.-A. Brose, Patentanwalt,
Pullach bei München, Wiener Str. 1/2

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. Oktober 1951

freien Ende der Spurstange angeordnet ist. Der vom Fahrzeuglenkrad betätigte Lenkstockhebel ist mit der Spurstange mit Spiel sowie in an sich bekannter Weise mit einem beweglichen, im Bereich des Spiels des Lenkstockhebels gegenüber der Spurstange den Druckmittelzu- und -abfluß zum bzw. vom Druckmittelkolbenmotor steuernden Glied des Steuerventile gekuppelt. Der Lenkstockhebel ist mit einer zwischen Anschlägen in Längsrichtung der Spurstange beweglicheri'Muffe verbunden, die in an sich bekannter Weise seitlich neben dem Steuerventil gelagert und mit dessen den Druckmittelzu- und -abfluß zum bzw. vom Druckmittelkolbenmotor steuernden Glied starr verbunden ist. Dabei soll in an sich bekannter Weise die Spurstange von dem Lenkstockhebel und einem am Rahmen des Kraftfahrzeuges drehbar gelagerten Lenr ker an ihren Enden gehalten und die die Räder verschwenkenden Seitenlenker sollen zwischen den Enden der Spurstange bei deren Mittelstellung symmetrisch zur Kraftfahrzeugmitte angelenkt sein.

Ein Ausführungsbeispiel zeigt in

Fig. 1 die Hilfskraftlenkvorrichtung von vorn, wobei die nicht interessierenden Teile nur teilweise dargestellt sind, und in

Fig. 2 einen Mittelschnitt durch eine Bauart eines

so Steuerventils, wie es bei der Hilfskraftlenkvorrichtung nach der Erfindung verwendet werden kann.

In Fig. 1 ist das Fahrgestell, auf welchem die Hilfskraftlenkvorrichtung angeordnet ist, mit 10 bezeichnet. Von den das Fahrgestell tragenden Rädern 12 ist

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nur eins teilweise dargestellt. Das Fahrzeug ist mit dem üblichen zur Lenkung erforderlichen Lenkgestänge ausgerüstet, welches aus einer Spurstange 14, aus Seitenlenkern 16, welche die Spurstange mit den Lenkarmen 18 verbinden (von denen nur einer dargestellt ist), aus einem Achsträger 20, der mit dem Lenkarm 18 fest verbunden ist, und aus einem Achsschenkelbolzen 22 besteht, der von dem Achsträger 20 getragen wird. Das eine Ende der Spurstange 14 wird durch einen Lenker 24 vom Fahrgestellrahmen und das andere Ende durch einen Lenkstockhebel 26 gehalten, der mit einer Lenksäule und einem Lenkrad in Wirkverbindung steht (nicht dargestellt).

Die Hilfskraftlenkvorrichtung weist ferner ein Steuerventil 28 auf, welches zwischen der Spurstange 14 und dem Lenkstockhebel 26 angeordnet ist und dazu dient, den Zufluß des Druckmittels zu einem Druckmittelmotor 30 zu steuern, der aus einem Kolben mit Kolbenstange 32 und einem Zylinder 34 besteht, wobei der Motor durch den Kolben in zwei einander ao gegenüberliegende Kammern geteilt ist (nicht dargestellt). Die Kolbenstange 32 ist über einen Lenker 36 und einen Bolzen 38 mit dem Fahrgestell verbunden, so daß der Motor in der Zeichenebene schwingen kann. Der Zylinder 34 ist durch eine Konsole 40 od. dgl. mit der Spurstange verbunden, während er frei um den Bolzen 42 schwingen kann, der in der Konsole vorgesehen ist. Verbindungsleitungen 44 und 46 leiten das Druckmittel vom Steuerventil zu den einander gegenüberliegenden Kammern des Druckmittelmotors.

Das Steuerventil 28 besteht aus einem Gehäuse 48 mit einer Bohrung 50, in der ein Ventilkörper 52 von einer Mittelstellung aus in entgegengesetzten Richtungen verschiebbar angeordnet ist (Fig. 2), um das zum Druckmittelmotor fließende Druckmittel zu steuern. Der Ventilkörper 52 und die Zylinderbohrung 50 weisen ringförmige Kanäle 54, 56, 58, 60 und 62 auf. Der Querschnitt der im Ventilkörper 52 angeordneten, Kanäle 56 und 60 ist derart bemessen, daß eine freie Verbindung zwischen den Kanälen 58, 54 und 62 hergestellt wird, wenn sich der Ventilkörper in Mittellage befindet. Die Kanäle 54 und 62 stehen mit Einlaßöffnungen 64 in Verbindung. Die Kanäle 56 und 60 sind mit Arbeitsöffnungen 66 verbunden, während der Kanal 58 zur Behälteröffnung 68 führt. Das Ventilglied 52 besteht aus einem Mittelabschnitt 70 und aus Endteilen 72 und 74, welche durch einen Bolzen76 zusammengehalten werden.

Die Enden des Gehäuses 48 sind mit Büchsen 78 und 80 versehen, welche zur Aufnahme der Endteile 72 und 74 des Steuerventils dienen. Das innere Ende der Büchse 78 liegt gegen eine Schulter 82 an, während ihr äußeres Ende gegen einen in einer Nut 86 der Gehäusebohrung angeordneten Sprengring 84 gehalten wird. Das in der Zeichnung linke Ende der Bohrung ist durch einen hutförmigen Deckel 88 verschlossen, dessen Rand zwischen der Büchse 78 und dem Sprengring 84 festgeklemmt wird. Eine Dichtung 90 verhindert, daß zwischen der Büchse 78 und dem Gehäuse 48 einerseits und der Außenluft andererseits Leckverluste entstehen. In der Nut 94 ist ein V-förmiger Dichtungsring 92 angeordnet, der im Innern der Büchse 78 schleift und Leckverluste zwischen den Teilen 72 und 78 verhindert. Die Behälteröffnung 68 ist mit der Innenseite des V-förmigen Dichtungsringes über den Kanal 96, den ringförmigen Kanal 98 und den radialen Kanal 100 verbunden, wodurch für die Endteile des Ventilkörpers die Schmierung erfolgen kann und ein Rücklaufweg für Leckverluste zum Behälter gebildet wird. Die Büchse 80 wird mit Hilfe einer äußeren, am Gehäuse 48 verschraubten Kappe 104 gegen die Schulter 102 gehalten. Das Gehäuse 48 ist mit einem als Rohr 106 ausgebildeten Verlängerungsstück versehen, das einen flanschförmigen Teil 108 aufweist, welcher nach außen gerichtet und zwischen der Kappe 104 und der Büchse 80 eingesetzt ist. Die Büchse 80 ist ebenso wie die Büchse 78 mit einer Dichtung 90 ausgerüstet, um jeden Leckverlust zur Außenluft hin zu verhindern. Der Teil 74 ist ebenfalls mit einem Dichtungsring 92 versehen, der an der Innenseite der Büchse 80 schleift und Leckverluste zwischen den Teilen 74 und 80 einerseits und der Außenluft andererseits verhindert. Die innere Seite des Dichtungsringes 92, welche mit dem Endteil 74 in Verbindung steht, ist über den Kanal 110, den Ringkanal 98 und den Radialkanal 100 mit der Behälteröffnung 68 verbunden. Das rechte Ende des Bolzens 76 ist mit einem erweiterten Kopf 112 versehen, der dazu dient, mit einem Ende 114 einer Muffe 116 in Berührung zu kommen, die in dem rohrförmigen Verlängerungsstück 106 des Gehäuses 48 verschiebbar angeordnet ist. Die Muffe 116 kann in dem Gehäuse zwischen dem Ende der Büchse 80 und einer im Rohr 106 angeordneten Schulter 118 gleiten. Der Bolzen76 verbindet die Teile 70, 72 und 74 sowie die Muffe 116 miteinander, damit sie sich zusammen als ein einziges Stück bewegen können. Das Rohr 106 und die Muffe 116 weisen seitliche Öffnungen auf, welche zur Aufnahme eines Kugelzapfens 119 dienen, von dem das eine Ende mit dem Lenkstockhebel 26 verbunden ist, während das andere Ende des Kugelzapfens einen abgerundetenTeil 120 bildet, der in Büchsen 122 und 124 der Teile 123 bzw. 125 gelagert ist, die in der Muffe 116 angeordnet sind. Ein Propfen 126 drückt das Teil 123 gegen die Teile 120 und 125, die ihrerseits die Feder 130 vorspannen. Die Feder 130 ist zwischen dem Ende 114 der Muffe 116 und dem Teil 125 angeordnet. Diese Feder 130 ist stark genug, um eine verhältnismäßig starre Verbindung zwischen dem Ventilkörper 52 und den zur Handsteuerung dienenden Mitteln zu bilden. Nach Abnutzung der Teile 120,123 und 125 dehnt sich die Feder um einen Betrag aus, welcher der Gesamtabnutzung der Teile entspricht/ Die Spurstange 14 ist mit dem rohrförmigen Ende des Gehäuses 48 verschraubt.

Das Steuerventil ist ferner mit Mitteln versehen, weiche dazu dienen, an den Enden des Ventilkörpers 52 nach einer Bewegung des letzteren aus seiner Mittelstellung heraus einen Differentialdruck zu erzeugen, der bewirkt, daß das Gehäuse dem Ventilkörper nachfolgt. Diese Mittel bestehen aus Kammern 132 und 134, welche mit den Ringkanälen 56 bzw. 60 verbunden sind. Die ringförmigen Flächen 136 und 138 des Ventilkörpers 52 bilden eine.bewegliche Wandung für die Kammern 132 und 134, während die entgegengesetzten ringförmigen Flächen 140 und 142 des Gehäuseteil es 48 eine weitere bewegliche Wandung für die erwähnten Kammern bilden. Die Kammern 132 und 134 sind durch Kanäle 144 und 146 mit den ringförmigen Kanälen 56 und 60 verbunden.

Wenn das Steuerventil in Mittellage steht, so wie es in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, wenn nicht gesteuert wird, wird der von der Druckmittelquelle kommende Druckmittelstrom zwischen den Einlaßöffnungen 64 gleichmäßig aufgeteilt, von wo er über die Ringkanäle 56 und 60 zur Behälteröffnung 68 fließt. Das durch die Ringkanäle 56 und 60 hindurchfließende Druckmittel wirkt aber auch auf dem Wege über die Verbindungsleitungen 44 und 46 auf die Enden des Druckmittel-

motors 30 ein. Da aber die Drücke in den Kammern 132 und 134 gleich sind und die gegenüberliegenden Flächen 136 und 140 der Kammer 132 und die Flächen 138 und 142 der Kammer 134 ebenfalls einander gleich sind, heben sich die auf diese Flächen, wirkenden resultierenden Kräfte auf.

Durch die Bewegung des Ventilkörpers 52 aus einer Mittelstellung wird der Zufluß in einer der Arbeitsöffnungen 66 vermindert, während er in der entsprechenden anderen öffnung verstärkt wird. Wenn z. B. der Ventilkörper 52 in der Zeichnung nach rechts bewegt wird (Fig. 2), wird der Zufluß zum Ringkanal 56 und zur Arbeitsöffnung 66 auf der linken Seite beschränkt, während der Zufluß zum Ringkanal 60 und daher auch zur Arbeitsöffnung 66 auf der rechten Seite verstärkt wird. Durch diese Wirkung des Ventils· wird der erhöhte Druckmittelstrom aus der Arbeitsöffnung an der rechten Seite zu der einen Seite des Druckmittelmotors geleitet, während die andere Seite des Motors durch die erweiterte Überlappung zwischen den Ringkanälen 56 und 58 mit der Behälteröffnung 68 verbunden wird, wodurch eine Bewegung des gesteuerten Teiles 12 erfolgt. Da das Gehäuse des Steuerventils und der Zylinder des Druckmittelmotors mit der Spurstange verbunden sind, nimmt der gesteuerte Teil bei seiner Bewegung das Ventil in seine Mittelstellung mit zurück, d. h., die Steueranlage arbeitet nach dem Nachlaufprinzip. Da die Kammer 132 durch den Kanal 144 mit der Arbeitsöffnung auf der linken Seite verbunden und die Kammer 134 durch den Kanal 146 mit der Arbeitsöffnung auf der rechten Seite verbunden ist, steht die Kammer 134 unter einem größeren Druck. Wenn man dabei bedenkt, daß die Flächen der beweglichen Wandungen in beiden Kammern gleich sind, so ergibt sich daraus, daß die beweglichen Wandüngen der Kammer mit dem größeren Druck einer Kraft ausgesetzt sind, welche proportional der Druckdifferenz ist, die in beiden Kammern herrscht und welche das Ventil in seine Mittellage zurückbringt. Diese Reaktionskraft, die in den Gehäuseteil 48 übertragen wird, wird durch die Wirkung des Druckmittelmoitors mit der Kraft, welche auf die Spurstange einwirkt, vereinigt, um dadurch das Lenken des Fahrzeugs zu bewirken. Auf das rechte Ende des Ventilkörpers wird eine gleich große und entgegengesetzt zu dieser Reaktionskraft gerichtete Kraft ausgeübt, welche bewirkt, daß die weitere Bewegung des Ventilkörpers verhindert wird. Diese Kraft, welche in den Ventilkörper eingeleitet wird, wird durch den Fahrer des Fahrzeugs gefühlt.

Claims (4)

Patentansprüche.

1. Hilfskraftlenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge, bei welcher eine quer zum Rahmen liegende und in ihrer Längsrichtung hin und her bewegbare Spurstange mit den Kraftfahrzeugrädern zu deren Verschwenkung verbunden ist und die einen im wesentlichen quer zum Rahmen des Kraftfahrzeugs liegenden Druckmittelkolbenmotor aufweist, der mit einem seiner relativ zueinander beweglichen Elemente am Rahmen und mit dem anderen an der Spurstange angelenkt ist, um letztere zu bewegen,

^dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (28) zur Steuerung der Druckmittelzu- und -abführung zum bzw. vom Druckmittelkolbenmotor an einem seitlichen freien Ende der Spurstange (14) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Fahrzeuglenkrad betätigte Lenkstockhebel (26) mit der Spurstange (14) mit Spiel sowie in an sich bekannter Weise mit einem beweglichen, im Bereich des Spiels des Lenkstockhebels (26) gegenüber der Spurstange den Druckmittelzu- und -abfluß zum bzw. vom Druckmittelkolbenmotor steuernden Glied (52) des Steuerventils (28) gekuppelt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkstockhebel (26) mit einer zwischen Anschlägen in Längsrichtung der Spurstange (14) beweglichen Muffe (116) verbunden ist, die in an sich bekannter Weise seitlich neben dem Steuerventil- (28) gelagert und mit dessen den Druckmittelzu- und -abfluß zum bzw. vom Druckmittelkolbenmotor steuernden Glied (52) starr verbunden ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Spurstange (14) von dem Lenkstockhebel (26) und einem am Rahmen (10) des Kraftfahrzeugs drehbar gelagerten Lenker (24) an ihren Enden gehalten ist und die die Räder verschwenkenden Seitenlenker (16) zwischen den Enden der Spurstange (14) bei deren Mittelstellung symmetrisch zur Kraftfahrzeugmitte angelenkt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 570 107;
französische Patentschriften Nr. 629 649, 689 043; USA.-Patentschriften Nr. 2 509 953, 2 544 582, 557 936.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 699/348 12.