DE1176007B - Kraftunterstuetztes Lenkgetriebe - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4MT^ PATENTAMT Internat. Kl.: B 62 d

AUSLEGESCHRIFT

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche KL: 63 c-47

1176 007
H 38095II/63 c
8. Dezember 1959
13. August 1964

Die Erfindung bezieht sich auf ein kraftunterstütztes Lenkgetriebe mit einem doppelt wirkenden Unterstützungskolben und einem von Hand bedienbaren Steuerventil zur Steuerung des Zuflusses von Druckflüssigkeit zu jeweils einer der beiden Kolben-Seiten und des Rückflusses von jeweils der anderen Kolbenseite, wobei das Steuerventil in einer neutralen Zwischenstellung durch Federn gehalten wird, die mit zunehmender Verschiebung des Steuerventils aus seiner neutralen Zwischenstellung eine steigende Federkraft auf das Steuerventil ausüben.

Solche Lenkgetriebe hat man zur Erhöhung der Empfindlichkeit dadurch verändert, daß ein Druckausgleich in den Zweigleitungen unter normalen Verhältnissen aufrechterhalten und durch die kleinste Bewegung des als Kolben ausgebildeten, mit dem Steuerschieber verbundenen Ventilteils aufgehoben wird.

Es ist bei solchen Lenkgetrieben ferner bekannt, den Unterstützungskolben, der mit dem Lenkstockdrehzapfen verbunden ist, in einem Zylinder zu führen. Der Unterstützungskolben nimmt das mit Gewinde versehene Ende der Lenksäule verschieblich auf, während die mit dem Kolben fest verbundene Mutter in einer Ausnehmung des Kolbens sitzt.

Es ist ferner bekannt, der Bedienungsperson ein »Lenkgefühl« durch eine Reaktionskraft zu vermitteln, welche von dem erzeugten hydraulischen Druck abgeleitet ist und der von Hand ausgeübten, Kraft entgegenwirkt,

Es ist auch schon bekannt, das Steuerventil durch Federn in der neutralen Stellung, die der Geradeaus-Lenkstellung entspricht, zu halten. Solch eine Anordnung ist zwar für die Vermittlung eines Lenkgefühls geeignet, sie ist aber progressiv, weil die von Hand auszuübende Kraft in dem Maße anwächst, wie sich der Steuerschieber des Ventils in seinem Gehäuse verschiebt.

Für die Erzielung eines besseren _Lenkgefühls bei Geradeausfahrt durch die progressive Kraft der Mitteneinstellfedern müßten Federn verwendet werden, welche ein hohes Maß an Federwirkungszunahme mit zunehmender Durchfederung haben. Dieses führt jedoch, zu der Schwierigkeit, daß eine unbequem große Kraft von Hand aufgebracht werden muß, wenn die Lenkung bei Parkmanövern oder heim Kurvenfahren betätigt wird.

Es ist auch bekannt, den Arbeitszylinderräumen im Steuerschieber zwei in gleicher Richtung wirkende Gegenwirkungsflächen zuzuordnen, wobei in an sich bekannter Weise Druckregelvorrichtungen nur den auf die erste Gegenwirkungsfläche wirkenden Druck Kraftunterstütztes Lenkgetriebe

Anmelder:

Hydrosteer Limited, Luton,

Bedfordshire (Großbritannien)

Vertreter:

Dr. K.-R. Eikenberg, Patentanwalt,

Hannover, Am Klagesmarkt 10/11

Als Erfinder benannt:
Frederick John Adams,
Bedfordshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 14. September 1959

auf einen bestimmten Wert begrenzen, oder zwischen dem oder den Reaktionskolben und den Reaktionsflächen im Schiebergehäuse an sich bekannte Federmittel sowie eine Relativbewegung der Reaktionskolben zum Steuerschieber begrenzende Mittel anzuordnen, wodurch die Proportionalität zwischen Handkraft und Lenkkraft aufrechterhalten werden soll.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Lenkgetriebe obiger Art zu schaffen, bei dem in den Bewegungsbereichen des Ventils der Federkraft der jeweils gespannten Feder eine von der Druckflüssigkeit für den Unterstützungskalben abgeleitete hydraulische Kraft entgegenwirkt, wodurch eine Erleichterung der Lenkung von Hand in deren äußeren Bewegungsbereiehen erreicht wird.

Der Fahrer muß also nicht wie bei den bekannten, ein Lenkgefühl vermittelnden Lenkgetrieben gegen einen immer mehr und mehr ansteigenden Druck anarbeiten, wenn er die Lenkung in die äußeren Bewegungsbereiche, beispielsweise beim Kurvenfahren oder Parken, bringen muß.

Erfindungsgemäß, wird das dadurch erreicht, daß das, Steuerventil mit Druckflächen versehen ist, welche in der neutrale» Zwischenstellung des Steuerventils von Schließsitzen abgehoben- und von der Druckflüssigkeit das Steuerventil hydraulisch entlastend beaufschlagt sind, aber von denen sich jeweils eine Fläche schließend gegen einen der Schließsitze legt, wenn das Steuerventil in eine seiner beiden Grenz-

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lagen bewegt ist, wobei die auf die andere Fläche stutzen 4 für den Anschluß an einen Vorratsbehälter

noch ausgeübte hydraulische Kraft der Kraft der bei versehen. Das Gehäuse 2 hat auch Anschluß-

der Ventilbewegung gespannten Feder entgegen- leitungen, die zu den entgegengesetzten Seiten des

gerichtet ist. hydraulischen Kolbens 24 führen.

In Verfolg der Erfindung ist das Ventil im wesent- 5 Das Steuerventil 1 ist über eine Reihe von Kugeln 5 liehen zylindrisch und mit Endflanschen versehen, mit der handbetätigten Lenksäule 6 verbunden, die deren zueinandergekehrte Ringflächen die Druck- für ihre begrenzte axiale Bewegung in Lagern 7 geflächen bilden und zwischen sich mit Abstand einen tragen wird, von denen nur das am inneren Ende ortsfesten Ringvorsprung aufnehmen, der mit einer befindliche Lager aus F i g. 2 ersichtlich ist, durch Zuflußöffnung für die Druckflüssigkeit versehen ist io das sich die Lenksäule durch eine Dichtung 8 hin- und dessen den Flanschen zugekehrte Ringflächen durcherstreckt. Diese axiale Bewegung der Lenkdie Schließsitze bilden. säule 6 wird durch die Kugeln 5 auf das Steuer-Dabei sind die Flansche des Ventils mit ihren ventil 1 übertragen. Es ist mit Steuerflächen 9 und äußeren Flächen ortsfesten Schließringen für die 10 versehen, die jeweils mit Schließringen 11 und 12 Unterbrechung des Zuflusses des Druckmittels zu 15 zusammenarbeiten. Das Steuerventil besitzt weitereiner Seite des Unterstützungskolbens und für die hin Zuführungssteuerflächen 13 und 14, die jeweils Rückführung zugeordnet, wenn diese Seite durch mit Sitzen 15 und 16 an einem im Gehäuse aneine Druckfläche und einen Schließring zunehmend geordneten Einsatz 16' zusammenarbeiten,
dem Rückfluß geöffnet ist. Das Steuerventil wirkt auch mit Federringen 17 Es wirkt sich hierbei vorteilhaft aus, wenn das 20 und 18 zusammen, die von dem Gehäuse getragen Ventil hohl ausgeführt und auf der Lenksäule be- werden und auf die inneren freien Enden des Steuerfestigt ist, die für die von Hand eingeleitete Ver- ventils 1 einwirken.

Schiebung begrenzt axial verschieblich gelagert ist, In der in F i g. 1 gezeigten neutralen (Geradeaus-)

wie dies an sich bekannt ist. Lage strömt die durch den Stutzen 3 zugeführte

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der ein 25 Flüssigkeit zu gleichen Teilen an den Zuführung's-

Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung er- steuerflächen 13 und 14 des Steuerventils 1 vorbei

läutert. In dieser zeigt zu beiden Seiten des Kolbens und zu gleichen Teilen

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Steuerventil, an den Schließringen 11 und 12 vorbei zum Rück-

F i g. 2 einen ähnlichen Längsschnitt, jedoch in führungsstutzen 4.

anderer Stellung des Steuerventils und 30 Wenn eine Lenkkraft auf die Lenksäule 6 ein-F i g. 3 einen Längsschnitt durch ein Lenkgetriebe wirkt, bewegen sich die Lenksäule und das Steuermit eingebautem Steuerventil. ventil 1 mit ihr in der einen oder anderen axialen Zunächst wird auf F i g. 3 Bezug genommen. In Richtung; in F i g. 2 hat eine Bewegung nach links dieser bezeichnet 6 eine handbetätigte Lenksäule für stattgefunden. Diese verursacht in zunehmendem die Betätigung eines Lenkgetriebes, bei dem im 35 Maße eine Bewegung des Steuerventils 1 gegen einen gezeigten Beispiel eine Schraube und eine Mutter der Schließringe (in F i g. 2 gegen den Ring 11), um vorgesehen sind, die über einen Kugelring zusammen- im zunehmenden Maße die Verbindung einer der arbeiten. In der Zeichnung sind die Schraube mit Seiten des Kolbens 24 mit dem Rückführungsstut-19, die Mutter mit 20 und die Kugeln mit dem zen 4 einzuschränken. Die Verbindung der anderen Bezugszeichen 21 versehen. Die Axialbewegung der 40 Kolbenseite mit dem entsprechenden Stutzen vorbei Schraube 19 wird bei 22 auf die Lenkstockwelle 23 an dem Ring 12 nimmt zu. Gleichzeitig hebt sich eine übertragen, die mit der Lenktransmission gekuppelt der Steuerflächen (im gezeigten Beispiel die Fläche 13) ist. Im dargestellten Fall wird die Hilfskrafteinrich- in zunehmendem Maße von ihrem Sitz (im gezeigten tung durch einen doppeltwirkenden Kolben 24 ge- Beispiel Sitz 15) ab, um die Flüssigkeitszuführung zu bildet, der sich in einem Zylinder 25 bewegt und 45 der einen Seite des Kolbens zu vergrößern, und entdessen Kolbenstange 26 sich zur Mutter 20 hin er- sprechend bewegt sich die andere Steuerfläche (im streckt und mit dieser gekuppelt ist, um die Kraft- gezeigten Beispiel die Fläche 14) gegen ihren Sitz, unterstützung für die von Hand an der Lenksäule 6 um die Flüssigkeitszuführung zur anderen Kolbenaufgebrachte Kraft einzuführen. seite zu verringern. Im Ergebnis wird der Kolben 24

Die Lenksäule 6 kann sich unter der Einwirkung 50 in die eine oder andere Richtung verschoben,
der angewendeten Kraft begrenzt axial bewegen. Die Verschiebung des Steuerventils 1 findet Diese Bewegung wird für die Betätigung des Steuer- gegen die Mittenrückstellwirkung der Federringe 17 gliedes eines Steuerventils, welches in Fig. 3 all- oder 18 statt; es ist wünschenswert, daß diese Federgemein mit 1 bezeichnet ist, nutzbar gemacht. Dieses ringe mit zunehmender Durchfederung einen zuVentil steuert den Zufluß von Druckflüssigkeit zu 55 nehmend hohen Betrag an Federkraft aufbringen, der einen oder anderen Seite des doppeltwirkenden Die Steuerflächen 13 und 14 liegen sich gegenüber Kolbens 24 und den Abfluß der Flüssigkeit von und haben denselben Flächeninhalt. Diese Flächen dessen jeweils anderer Seite, um die Kraftunterstüt- sind in der neutralen Stellung des Steuerventils 1 in zung, die durch die von Hand an der Lenksäule 6 bezug auf das Gehäuse für die hydraulische Zufühaufgewendete Kraft hervorgerufen wird, einzuführen. 60 rung durch den Zuführungsstutzen hindurch geWenn die von Hand aufgebrachte Lenkkraft aufhört, öffnet; daher beaufschlagt der Zuführungsdruck das stellt sich das Ventil zurück und bringt so die Kraft Steuerventil in entgegengesetzten Richtungen mit für die übliche Nachlaufbewegung auf in dem Maße, gleich großem Betrag. Wenn jedoch das Steuerventil, wie der Kraftvorgang fortschreitet. wie in F i g. 2 gezeigt ist, in bezug auf das Gehäuse Das Steuerventil 1 (F i g. 1 und 2) kann sich in 65 in eine Grenzlage bewegt wird (wie es hauptsächlich einem Gehäuse 2 hin und her bewegen. Das Ge- beim Parkmanöver vorkommt), wirken das eine oder häuse ist mit einem Stutzen 3 für die Zuführung des das andere der Flächenpaare 13 und 15 oder 14 und hydraulischen Druckes und einem Rückführungs- 16 (in F i g. 2 die Steuerflächen 14 und 16J zu-

sammen, wodurch die freie Oberfläche einer der Steuerflächen verringert wird. Daher wird die hydraulische Belastung des Ventils, welche normalerweise ausgeglichen und daher unwirksam ist, unausgeglichen und erzeugt einen hydraulischen Überhang in nur einer Richtung. Für den Zweck der Erfindung wirkt dieser Überhang in einer Richtung, welche der Spannung der Federringe 17 oder 18 entgegengesetzt ist und daher die Handbedienung der Lenksäule in diesem extremen Bewegungsbereich erleichtert.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kraftunterstütztes Lenkgetriebe mit einem doppeltwirkenden Unterstützungskolben und einem von Hand bedienbaren Steuerventil zur Steuerung des Zuflusses von Druckflüssigkeit zu jeweils einer der beiden Kolbenseiten und des Rückflusses von jeweils der anderen Kolbenseite, wobei das Steuerventil in einer neutralen Zwischenstellung durch Federn gehalten wird, die mit zunehmender Verschiebung des Steuerventils aus seiner neutralen Zwischenstellung eine steigende Federkraft auf das Steuerventil ausüben, dadurchgekennzeichnet, daß das Steuerventil (1) mit Druckflächen (13 und 14) versehen ist, welche in der neutralen Zwischenstellung des Steuerventils von Schließsitzen (15 und 16) abgehoben und von der Druckflüssigkeit das Steuerventil hydraulisch entlastend beaufschlagt sind, aber von denen sich jeweils eine Fläche (13 oder 14) schließend gegen einen (15 oder 16) der Schließsitze legt, wenn das Steuerventil in eine seiner beiden Grenzlagen bewegt ist, wobei die auf die andere Fläche (14 oder 13) noch ausgeübte hydraulische Kraft der Kraft der bei der Ventilbewegung gespannten Feder (17 oder 18) entgegengerichtet ist.

2. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (1) im wesentlichen zylindrisch und mit Endflanschen versehen ist, deren zueinandergekehrte Ringflächen die Druckflächen (13 und 14) bilden und zwischen sich mit Abstand einen ortsfesten Ringvorsprung aufnehmen, der mit einer Zuflußöffnung (3) für die Druckflüssigkeit versehen ist und dessen den Flanschen zugekehrte Ringflächen die Schließsitze (15 und 16) bilden.

3. Lenkgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche des Ventils (1) mit ihren äußeren Flächen (9 und 10) ortsfesten Schließringen (11 und 12) für die Unterbrechung des Zuflusses zu einer Seite des Unterstützungskolbens (24) und für die Rückführung zugeordnet sind, wenn diese Seite durch eine Druckfläche und einen Schließring (13 oder 15 bzw. 14 oder 16) zunehmend dem Rückfluß geöffnet ist.

4. Lenkgetriebe nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (1) hohl ausgeführt und auf der Lenksäule (6) befestigt ist, die für die von Hand eingeleitete Verschiebung begrenzt axial verschieblich gelagert ist, wie dies an sich bekannt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 057 892,
057 471, 1 050 672, 1 034 991;
deutsche Patentschrift Nr. 583 901;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 711 872;
britische Patentschrift Nr. 586 206.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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