DE947438C

DE947438C - Mit Servowirkung arbeitende Lenkeinrichtung fuer Fahrzeuge

Info

Publication number: DE947438C
Application number: DEC8330A
Authority: DE
Inventors: Stanley Howard Edge
Original assignee: Clayton Dewandre Co Ltd
Current assignee: Wabco Automotive UK Ltd
Priority date: 1952-10-21
Filing date: 1953-10-21
Publication date: 1956-08-16
Also published as: GB722385A; FR1088451A

Description

Die Erfindung bezieht sidh auf eine Lenkeinrichtung für Fahrzeuge mit einem durch Druckmittel oder Vakuum betätigten Servomotor, dem ein durch die Drehbewegung des Lenkrades beeinflußtes Steuerventil für das Antriebsmittel zugeordnet ist.

Bei einer bekannten Lenkeinrichtung dieser Art wird die von dem Lenkrad ausgeübte Kraft auf hydraulischem Wege auf die Lenkteile der Fahrzeugräder mittels zweier Kammern übertragen, die einerseits die hydraulische Flüssigkeit enthalten und durch Leitungen mit den entsprechenden Zylinder räumen eines doppelt wirkenden ArbeitSr zylinders verbunden sind, welcher unmittelbar auf die Lenkteile der Fahrzeugräder einwirkt. Die Verbindung zwischen den Kammern und dem doppelt wirkenden Arbeitszylinder ist dabei derart, daß die in der einen Kammer durch eine Bewegung des Servomotorkolbens verdrängte hydraulische Flüssigkeit unter entsprechender Bewegung des Kolbens des Arbeitszylinders das vergrößerte Volumen der jeweils anderen Kammer füllt.

Derartige Einrichtungen haben unter anderem den Zweck, die Rückwirkung der Fahrzeugstöße auf den Servomotor bzw. das Lenkrad zu verringern. .

Die Erfindung stellt eine Verbesserung der bekannten Einrichtungen dahingehend dar, die Fahr-

zeugstöße, die beim Rollen der Räder über unebenem Boden ausgelöst werden, praktisch vollständig in ihrer Rückwirkung auf den Servomotor bzw. auf das Lenkrad zu unterdrücken. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß in jeder der Verbindüngsleitungen zwischen den von dem Servomotor gesteuerten Kammern und den Zylinderräumen des Arbeitszylinder? ein Drosselventil derart angeordnet ist, daß die Strömung der hydraulischen Flüssigkeit in Richtung zu dem Arbeitszylinder frei, in entgegengesetzter Richtung aber beschränkt ist.

In der Zeichnung ist die praktische Verwirklichung der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.

Fig. ι zeigt einen Schnitt durch eine Einrichtung, bei der die Erfindung verwirklicht wird;

Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab eine beispielsweise Ausführung der Drosselventile, ao Die in Fig. 1 dargestellte mit Servomotor ausgestattete Lenkeinriohtung besitzt einen durch ein Druckmittel oder durch Unterdruck betätigten Servozylinder 1, in dem ein doppelt- wirkender Kolben 2 und öffnungen 3 und 4. in den Stirn- «5 wänden angeordnet sind. Die öffnungen sind durch zwei besondere Leitungen 5 bzw. 6 mit feinem Steuerventil 7 verbunden. Letzteres steht andererseits durch die Leitung 8 mit einem (nicht dargestellten) Druckmittal- oder Unterdruckerzeuger oder -speicher in Verbindung. Bei Fahrzeugen, deren Bremsen durch Preßluft oder Vakuum betätigt werden, kann der Vorratsbehälter der Bremsanlage dafür benutzt werden.

An jeder Seite des Servokolbens 2 ist eine Stange 9 bzw. 10 gleichachsig zueinander vorgesehen, die in entsprechende hydraulische Hilfszylinder 11 bzw. 12, angeordnet an beiden Endwänden des Servozylinders 1 und gleichachsig zu letzterem, eingreifen.

An ihrem inneren Ende haben die Hi'lfszylinder 11, 12 je eine Stopfbuchse oder Dichtung 13, welche gegen die Kolbenstangen 9 bzw. ' 10 drucksicher abdichtet. Am. äußeren Ende der hydraulischen Zylinder 11 bzw. 12 sind Kanäle 14 bzw. 15 vorgesehen, die durch getrennte Leitungen 16 bzw. 17 mit den Kanälen 18 bzw. 19 an. den beiden Enden des hydraulischen Arbeitszylinders 20 verbunden sind. Letzterer hat einen doppelt wirkenden Kolben 21, dessen Stange 22 mechanisch mit der üblichen Lenkeinsrichtung der Fahrzeugräder verbunden ist: Als Steuerventil, das durch Drehen des üblichen handbetätigten Lenkrades oder Lenksäule (beides nicht dargestellt) beeinflußt werden kann, wird gegebenenfalls ein Reaktionsventil vorgesehen, das eine progressive Steigerung der an die Lenkeinrichtung abgegebenen Leistung proportional zu der von Hand aui das Lenkrad ausgeübten Kraft bewirkt. Jedoch ist ein Reaktionsventil nicht notwendigerweise erforderlich, sondern es kann auch ein Nichtreäktionsventil gleichwertig benutzt werden.

Die Arbeitsweise der Einrichtung nach Fig. 1 ist folgendermaßen: Wenn das Lenkrad von Hand in der einen oder anderen Richtung gedreht wird, wird das Steuerventil entsprechend beeinflußt,, so daß die eine Seite des Servokolbens mit dem Druckmittel- oder gegebenenfalls Vakuumerzeuger in Verbindung kommt. Der Zylinder raum an der anderen Seite des Servokolbens bleibt dann über das Ventil mit der Atmosphäre in Verbindung. Die sich ergebende Druckdifferenz verstellt den Servokolben, wobei die eine seiner beiden Kolbenstangen tiefer in den zugehörigen Hilfszylinder eindringt, während die andere Kolbenstange aus ihrem Hilfszylinder entsprechend zurückgezogen wird. Die vorwärts bewegte Kolbenstange verdrängt ein gewisses Volumen Druckmittel aus dem Hilfszylinder und erzeugt einen Druck, der hydraulisch an die eine Seite' des ,doppelt wirkenden Kolbens des hydraulischen Arbeitszylinders abgegeben wird. Gleichzeitig wird auf der anderen Seite des Kolbens ein entsprechendes Flüssigkeitsvolumen in den anderen Hilfskolben verdrängt, aus dem die zugehörige Kolbenstange zurückgezogen wurde. Die sich daraus ergebende Bewegung des Arbeitskolbens wird durch die erwähnten mechanischen Verbindungsmittel auf die Fahrzeugräder übertragen.

' In den Kanälen 18,19 des hydraulischen Arbeitszylinders 20 wird ein Druckminderventil 30 so angeordnet, daß ein unibeschränkter Flüssigkeitsstrom in den Arbeitszylinder von dem Hilfszylinder 11, 12 aus möglich ist, daß aber der Strom in umgekehrter Richtung gedrosselt wird. Es wird also jeder Stoß, der auf die Fahrzeugräder durch Unebenheiten der Fahrbahn ausgeübt wird, durch die Füllung des Arbeitszylinders aufgenommen, weil die durch das Ventil bewirkte Drosselung verhindert, daß die Flüssigkeit bei plötzlicher Bewegung des Arbeitskolfoens 21, verursacht durch Stöße der Fahrzeugräder, schnell zurück in den Hil'fszylinder verdrängt wird; die Stöße werden dadurch entsprechend gedämpft.

Damit 'die \ normale Arbeitsweise der Lenkeinrichtung nicht durch die Drosselventile beeinträchtigt wird, sind diese so ausgeführt, daß sie unter normalen Bedingungen eine ausreichende Verdrängung. bzw. Strömung der Flüssigkeit zulassen. Das Ausmaß der durch die Ventile bewirkten Drosselung ist abhängig von dem Flüssigkeits^ volumen, das bei einer Drehung des Lenkrades von Stufe zu Stufe verdrängt werden muß, und der Geschwindigkeit dieser Verdrängung.

Die Drosselventile können vorteilhaft die Form, einer zylindrischen Büchse haben, die an ihrer dem Innern, des Arbeitszylinders zugewandten Seite ganz offen, am anderen Ende aber bis auf eine kleine mittlere öffnung 31 geschlossen ist (Fig. 2). Das geschlossene Ende des Ventils hat einen mittleren vorragenden Teil 32, der von der Drosselöffnung durchsetzt wird und der sich gegen den ringförmigen Ventilsitz 33 legt, welcher in dem das Ventil aufnehmenden Kanal vorgesehen ist. Das Ventil wird durch eine in seine Höhlung einreifende Schraubenfeder 34 in Schließlage gehalten. Für den ungedrosselten Flüssigkeitsstrom

Claims

sind am Umfang des Ventils Längsnuten 35 od. dgl. vorgesehen. Die dem Arbeitszylinder zuströmende Flüssigkeit hebt zunächst das Ventil von seinem, Sitz ab und fließt dann frei durch die Nuten 35 5 od. dgl. in den Zylinder. Die den Zylinder verlassende Flüssigkeit hingegen drückt das Ventil gegen den ringförmigen Sitz 33 und kann nur durch die D ross el öffnung 31 abströmen.

An Stelle eines Kolbens kann bei einer anderen ίο Ausführungsform der Servoeinrichtung gegebenenfalls eine Membran benutzt werden, die sich bei Druckänderungen, z. B. in der einen oder anderen Richtung, ausbiegt.

_lg PATENTANSPRÜCHE:

i. Lenkeinrichtung für Fahrzeuge mit einem durch Druckmittel oder Vakuum betätigten Servomotor, dem ein durch die Drehbewegung des Lenkrades beeinflußtes Steuerventil für das Antriebsmittel zugeordnet ist, wobei eine hydraulische Kraftübertragung auf die Lenkteile der Fahrzeugräder mittels zweier Kammern vorgesehen ist, die die hydraulische Flüssigkeit enthalten und durch Leitungen mit den entsprechenden Zylinderräumen eines doppelt wirkenden Arbeitszylinders, der auf die Lenkteile wirkt, derart verbunden sind, daß die in der einen Kammer durch eine Bewegung des Servomotorkolbens verdrängte hydraulische Flüssigkeit unter entsprechender Bewegung des Kolbens des Arbeitszylinder das vergößerte Volumen der jeweils anderen Kammer füllt, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der Verbindungsleitungen.zwischen den Kammern (11, 12) und dem Zylinderraum des Arbeitszylinders (20) ein Drosselventil (30) derart angeordnet ist, daß die Strömung der hydraulischen Flüssigkeit in Richtung zu dem Arbeitszylinder (20) frei, in entgegengesetzter Richtung aber beschränkt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselventile (30) in Kanälen (18 bzw. 19) des Arbeitszylinders (20) angeordnet sind, wobei die Ventile durch den Druck der aus dem Zylinder ausströmenden Flüssigkeit bis auf den Drosselquerschnitt geschlossen, bei umgekehrter Flüssigkeitsströmung aber von ihrem Sitz unter Freigabe des Leitungsquerschnittes abgehoben werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 574780, 662749; französische Patentschrift Nr. 629649;
USA.-Patentschriften Nr. 2 403 325, 2 507 106.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 509 659/435 2.56 (609 584 8.56)