DE2362250C2 - Hydraulische Hilfskraftlenkeinrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Hilfskraftlenkeinrichtungen für Fahrzeuge, insbesondere für Schwerfahrzeuge, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Hydraulische Hilfskraftlenkeinrichtungen solcher Art, wie sie beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift 11 60 318 beschrieben sind, weisen als Abschaltventil axial zu betätigende Kolbenventile auf. deren Kolben über Pleuelstangen mechanisch mit der Lenkwelle gekoppelt sind, Das Betätigen solcher axial bewegter Ventilkolbert einschließlich mechanischer Zwischenglieder, weiche die Drehbewegungen der Lenkweile in eine Axialbewegung für den Ventilkolben umsetzen müssen, ist nun mit relativ starker Reibung Verbunden, Was wiederum einen beträchtlichen Ver* schleiß der Einrichtung zur Folge hat. Außerdem bedingt die ständige Ankopplung des Ventilkolbens an Teile der Lenkwelle, daß jede Bewegungsphase der Lenkwelle dem Ventil eine entsprechende Bewegung aufzwingt, d. h. der Ventilkolben jeder noch so kleinen Bewegung der Lenkweile erfolgen muß. Dies trägt zu einer weiteren, sehr beträchtlichen Erhöhung des Verschleißes der Abschalteinriclitung bei, wodurch deren Betriebssicherheit und Lebensdauer stark verkürzt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Hilfskraftlenkeinrichtung der genannten Art zu schaffen, welche einem geringeren Verschleiß unterliegt als die bisher bekannten Einrichtungen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei Einrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die in dessen kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst

Drehventile sind an sich schon leichter und mit geringerem technischen Aufwand bzw. geringerem Verschleiß betätigbar als Axialkolbenventile. Ferner ist ein Drehschieber in Kombination mit einem an ihm befestigten radialen Stellstift durch die radiale Lenkwellenbewegung leichter und mit weniger Reibung ansteuerbar als ein Axialschieber, für den die radiale Lenkwellenbewegung durch mechanische, dem Verschleiß unterliegende Zwischenglieder erst in eine Axialbewegung für den Schieber umgesetzt werden muß. Und schliePäch bedingt die erfindungsgemäße Gesamtkonstruktion, daß eine Betätigung der Abschaltventile, die ja stets mit einem gewissen Verschleiß einhergeht, ohnehin nur dann erfolgt, wenn dies für die Lenkung einen tatsächlichen Nutzen bringt

Ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht in der leichten Einbaubarkeit und Verstellbarkeit der Drehventile, so daß diese in Lenkgehäuse bisher üblicher Abmessungen leicht eingebaut werden können.

Die Zeichnungen zeigen beispielhaft eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.

F i g. 1 ist eine Teilansicht \v Längsschnitt eines Lenkgehäuses der Bauart mit einem Zahnstangenkolben, auf das die Erfindung Anwendung gefunden hat;
F i g. 2 ist der Schnitt nach Linie H-II von Fig. 1;
F i g. 3 ist in vergrößertem Maßstab eine Ansicht der Innenseite des Deckels des Lenkgehäuses nach Fig. 1 und 2;

F i g. 4 ist eine Ansicht im Schnitt senkrecht zur Ebene der F i g. 3 durch die Achsen der Drehventile; und
F i g. 5 bis F i g. 8 sind Teilansichten in schaubildlicher Darstellung einiger Gestaltungen der Durchgangsöffnungen, die bei den Drehventilen Anwendung finden können.

Ein Lenkgehäuse 1 weist einen Zylinder 2 auf, in welchem ein Zahnstangenkolben 3 gleitet. Letzterer ist mit einer Ausnehmung 4 versehen, in welcher eine Kugelumlaufmutter 5 angeordnet ist, die mit einer Lenkspindel 7 über Kugeln 6 in Eingriff steht. Im Zylinder 2 wird eine obere Druckkammer 9 durch den Kolben 3 von einer unteren Druckkammer 10 getrennt.

Deren unterer Abschluß bildet ein Stopfen 8 (Fig. 1). Die Seitenwand des. Zylinders ist mit einem Fenster 11 versehen, durch welches hindurch ein Lenksegment 13 mit der auf dem Kolben 3 angeordneten Zahnstange 12 in Eingriff steht. Das Lenksegment 13 sitzt auf einer Lenkwelle 14, die aus dem Gehäuse durch Dichtungen 15 hindurch herausragt (F i g< 2). Die Lenkwelle 14 ist durch Radial'Nadellager 16 und einen verstellbaren axialen Kugelanschlag 17 gelagert (F i g. 2).

Das Gehäuse 1 ist mit einem Seitenfenster 18 (F i g, 2) versehen, das durch einen. Deckel 19 verschlossen ist Dieser trägt eines der Lager 16 und ist mittels Schrauben 20 am Lenkgehäuse 1 befestigt Der Deckel 19 trägt ferner zwei Drehventile 21 und 22 (Fig.3), welche durch radiale Stellstifte 23 betätigt werden. Diese Stellstifte befinden sich in der Nähe der einen Stirnseite des Lenksegments 13. Von dieser Stirnseite aus springt ein Mitnehmerstift 24 vor, welcher mit den Stellstiften 23 in Eingriff kommen kann. In der neutralen Stellung der Lenkung befindet sich der Mitnehmerstift 24 in der Mitte zwischen den Stellstiften 23 der beiden Drehventile 21,22, d. h. der Stift 24 steht mit keinem der Stifte 23 in Eingriff. Erst an den Enden der Winkelbewegung des Linksegments 13, kommt der Stift

24 mit dem Stellstift 23 des jeweiligen Drehventils in Berührung und betätigt diesen, wie sich aus den in F i g. 1 strichliert dargestellten Stellungen ergibt

Jedes der Drehventile 21,22 weist einen Außenteil 25 (F i g. 4) auf. Dieser ist mit einem Anschlag 26 versehen, gegen welchen die Innenseite des Deckels 19 anliegt, wenn der Außenteil des Ventils duich eine Bohrung 27 im Deckel eingeführt ist Das abgeschlossene äußere Ende 28 des Ventilaußenteils 25 trägt einen radialen Einschnitt 29 und ein Gewinde 30 zur Aufnahme einer Befestigungsmutter 31, welche erforderlichenfalls durch ein Sicherungsblech 32 o. dgl. gesichert werden kann. Der Ventilaußenteil 25 ist an dem Teil, der sich innerhalb der Bohrung 27 befindet, mit zwei Dichtungsringen 33 versehen, die in entsprechenden Ringnuten angeordnet und axial voneinander getrennt sind, so daß die Dichtringe mit der Wand der Bohrung 27 einen druckdicht abgeschlossenen Raum zwischen sich bilde n. Zwischen diesen Dichtungen ist eine äußere Ringnut 34 und eine Durchgangsöffnung 35 vorgesehen, welche den Grund der Nut 34 mit dem Inneren des Ventilaußenteils

25 verbindet

Im Ventilaußenteil 25 ist ein Innenteil 36 drehbar angeordnet, welcher gegen axiale Verschiebung durch einen Stift 37 gesichert ist Dieser ist durch den Außentei¹ 25 hindurchgeführt und sitzt in einer Nut des drehbaren Innenteils. Das innere Ende des Innenteils 36 ist mit einer Durchgangsöffnung 38 versehen, welche mit der Durchgangsöffnung 35 zur Deckung gebracht werden kann und in Verbindung mit einer axialen Durchgangsbohrung 52 steht. Das entgegengesetzte Ende de5 Innenteils 36 trägt, rtiial feststehend, den radialen Stellstift 23, welcher in Aussparungen 39 und 40 des Ventilaußenteils 25 beweglich ist. Auf der Außenseite des Außenteils befindet sich eine Torsionsfeder 41, deren eines Fnde 42 in einer Einkerbung des Anschlags 26 sitzt, während das entgegengesetzte Ende radial mch innen gebcgen und durch eine passende öffnung im Innenteil 36 geführt ist.

In den Zeichnungen sind der Übersichtlichkeit halber die Durchgangsoffnungen 35 und 38 in Überdeckung dargestellt. Es muß jedoch berücksichtigt werden, daß die Feder 41 das Bestreben hat. das Drehventil in Ruhestellung zu halten, in welcher die Durchgangsöffnungen 35,38 voneinander getrennt sind. Diese Stellung ist in Fig. 1 die mit gestrichelten Linien angegebene Lage der radialen Stellstifte 23.

Ein Anschlagstift 43 begrenzt die Endstellungen der Winkelbewegung des Drehventils. Eine Öffnung 44 gewährleistet den freien Austritt des Druckmittels, welches während des Betriebes durch das Ventil strömt.

Der Deckel 19 ist mit einer Durchtrittsbohrung 45 versehen (F i g. 2 bis 4). Diese geht von seiner Öffnung 46 aus, welche durch einen Verschluß 47 absperrbar ist Die Darchtrittsbohrung 45 schneidet die beiden Bohrungen 27 im Bereich der Ringnuten 34. Ferner steht die Durchtrittsbohrung 45 mit einer Querbohrung 48 in Verbindung, die mit Kanälen 49 und 50 im Körper des Lenkgehäuses 1 verbunden sind und (nicht gezeigt) in die obere Druckkammer 9 münden. Da die beiden Drehventile 21, 22 sich innerhalb eines Raumes 51 (Fig. 1) befinden und in diesen münden, und der Raum 51 einen Teil der unteren Druckkammer 10 bildet sind die beiden Druckkammern 9 und 10 miteinander verbindbar.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist folgende:

Wenn das Lenkventil der Servolenkung Druckmittel zur Kammer 9 oder zur Kammer 10 fördert, wird die Bewegung des Zahnstangenkolbens 3 in den entsprechenden Richtungen unterstützt Diese normale Funktion bleibt bestehen, solange die Lenkung sich innerhalb der Grenzen bewegt in denen dv. Mitnehmerstift 24 die mit 24a angegebenen Stellungen eir.nimmt, d.h. nicht den einen oder den anderen radialen Stellstift 23 betätigt.

Wenn eine dieser Stellungen überschritten wird, so wire der entsprechende Stellstift 23 so verschwenkt, daß der Ventilinnenteil 36 des Drehventils 21 bzw. 22 im gleichen Sinn gedreht wird. Die Durchgangsöffnung 38, die bisher durch die Torsionsfeder 41 von der Durchgangsöffnung 35 getrennt gehalten wurde, kommt nunmehr mit der letzteren zur Deckung und zwar in einem größeren oder geringeren Maße, je nach dem Ausmaß der Bewegung aus den Stellungen 24a in die Stellungen 246.

Durch die Überdeckung der Durchgangsoffnungen 35 und 38 wird die axiale Durchgangsbohrung 52 des Ventilinnenteils 36 mit der Leitungsanordnung 45, 49 und 50 in Verbindung gebracht. Der Raum 51, welcher mit der unteren Druckkammer 10 in Verbindung steht, kommt daher mit der oberen Kammer 9 in Verbindung, so daß ein Ausgleich des zwischen den Kammern herrschenden Druckunterschiedes erfolgt und somit eine Verringerung der Hilfskraft, die auf die entsprechende Fläche des Kolbens 3 ausgeübt wird. Die Wirkungsweise in beiden Richtungen läßt sich ohne weiteres aus der vorangehenden allgemeinen Beschreibung ableiten.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann modifiziert werden, um ihre Wirkungsweise unter den Bedingungen der Praxis noch zu verbessern bzw. zu variieren. Beispielsweise befindet sich in F i g. 4 in der Mündung der Querbohrung 48 eine kalibrierte Drosselste'h 53. welche auf die Druckverteilung in den Kammern

5Γ stabilisierend wirkt. Ferner können die Durchgangsöffnungen 35 und/oder 38 verschieden gestaltet sein (Fig. 5 bis 8), beispielsweise um das Entstehen von Eigenschwingungen zu verhindern. Durch Lockern der Muttern 31 und Verdrehen der Abschaltventile 21,22 ist es auch möglich, die radialen Stellstifte 23 zu verschwenken, so daß sich der Punkt verschiebt, an welchem die Stifte 23 mit dem Mitnehmerstift 24 in Berührung kommen und sich ditmit der Teil des Hubes der Lenkung verändert, in welchem die Betätigung der Ventile erfolgt

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Hilfskraftlenkeinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Schwerfahrzeuge, mit einem in einem Lenkgehäuse angeordneten, durch eine Lenkspindel über ein Gewinde verschiebbaren und einen Zylinder in zwei Druckkammern unterteilenden Kolben, der durch eine Zahnstange an seiner Mantelfläche mit einem an einer Lenkwelle angeordneten Lenksegment in Eingriff steht, wobei die beiden Druckkammern durch ein Lenkventil mit von einer Druckmittelquelle geliefertem Druckmittel beaufschlagbar sind und durch eine Leitungsanordnung miteinander verbunden sind, in die für jede der beiden Lenkrichtungen je ein durch eine an der Lenkwelle angeordnete Betätigungseinrichtung in eine Durchlaßstellung verstelltes Abschaltventil für die hydraulische Hilfskraft eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltventile als Drehventile (21, 22) ausgebildet sind, von deren drehbare« innenteilen (36) jeweils ein Stellstift (23) radial nach auswärts in die Nähe der Lenkhebelwelle (14) vorragt, die drehbaren Innenteile (36) jeweils durch ein elastisches Element in die die Leitungsanordnung versperrende Stellung bewegt werden und die Betätigungseinrichtung durch einen in paralleler Richtung zur Lenkwellenachse aus dem Lenksegment (13) vorstehenden Mitnehmerstift (24) gebildet wird, welcher lediglich in den Endbereichen seiner Bewegungsbahn an den Stellstiften (23) angreift.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d.'.ß die Außenteile (25) und die Innenteile (36) der Drehventile (21, 22) rohrförmig ausgebildet sind und jeweils miteinander zur Deckung bringbare Durchgangsöffnungen (35.38) aufweisen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenteile (25) der Abschaltventile (21, 22) jeweils einstellbar in einer Bohrung (27) des Lenkgehäuses (1) festgelegt sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element jeweils eine am Innenteil (36) angreifende Torsionsfeder (41) ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die die beiden Druckkammern (9,10) verbindende Leitungsanordnung (45,48, 49, 50) eine kalibrierte Drosselstelle (53) eingesetzt ist.