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Durch Hilfskraft unterstützte Lenkeinrichtung mit Lenkbegrenzung für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine durch Hilfskraft unterstützte Lenkeinrichtung mit Lenkbegrenzung für Kraft- fahrzeuge mit durch Druckmittel einfach oder doppelt beaufschlagbaren Kraftkolben.
Bei Einrichtungen der genannten Art wurde bisher der vom Druckmittel beaufschlagte Hilfskraftkolben in beiden Richtungen bis an feste Endanschläge am Fahrzeug unter der vollen Wirkung des Druckmittels bewegt, wodurch die Achsfedern und deren Befestigungssteile zusätzlich hoch beansprucht werden.
Zweck der Erfindung ist es, die genannten Mängel zu beseitigen und eine Einrichtung zu schaffen, die eine einwandfreie Funktion der Hilfskrafteinrichtung gewährleistet.
Eine solche Einrichtung wird erfindungsgemäss dadurch geschaffen, dass ein Ventil oder mehrere Ventile vorhanden sind, durch welche die Hilfskraft in einer beliebigen Stellung des Kolbens abschaltbar ist, z. B. mittels einstellbarer Anschläge und mit diesen in Eingriff tretende Schaltschienen, die zur Kolbenlängsachse geneigte Schaltflächen aufweisen.
Eine derartig ausgebildete Einrichtung vermeidet die den bekannten Einrichtungen anhaftenden Mängel. Es wird dabei jeweils nur die unter Druck stehende Seite abgeschaltet, wobei ein manuelles Weiterlenken ohne Hilfskraft bis zum Anschlag der gelenkten Räderoder bei Aufbau der Lenkung auf dem Prüfstand bis zum Endanschlag in der Lenkung ermöglicht ist. Bei nachfolgend entgegengesetztem Lenkradeinschlag baut sich der Druck vor der entsprechenden Kraftkolbenseite normal auf.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass jeder Seite des Doppelkolbens ein die Abschaltventile steuerndes Schaltglied und je ein das Schaltglied betätigender an einem feststehenden Teil vorgesehener Anschlag zugeordnet sind.
Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf das gezeigte Beispiel, sondern es sind noch weitere Ausführungsformen denkbar. Beispielsweise kann die Abschaltung der Hilfskraft auch durch elektrische Kontakte und durch diese steuerbare elektrohydraulische Ventile erfolgen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäss der Erfindung dargestellt und weitere Einzelheiten derselben an Hand der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen : Fig. l eine Hilfskraftlenkeinrichtung in einem Längsschnitt, Fig. 2 einen Längsschnitt nach der Linie Il-1I der Fig. l, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie IH-III der Fig. l, Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. l, Fig. 5 in einem Ausschnitt nach Fig. 3 eine Ausführungsform der Ausschalteinrichtung, Fig. 6 in einem Ausschnitt eine gegenüber Fig. l veränderte Ausführungsform, Fig. 7 eine Draufsicht gemäss Fig. 6, Fig. 8 die Ein- richtung in Verbindung mit einer gegenüber Fig.
1-7 unterschiedlichen Hilfskrafteinrichtung in einem Längsschnitt durch den Kraftkolben nach der Linie VIII-VIII, Fig. 9 die Hilfskrafteinrichtung in einem Längsschnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 8 und Fig. 10 einen Ausschnitt nach der Linie X-X der Fig. 8
Die Fig. 1-5 stellen beispielsweise eine Hilfskrafteinrichtung dar, bei welcher durch eine Lenkspin- del l und deren Gewinde eine als Steuerventil ausgebildete Lenkmutter 2 (Fig. 3und4) verstellt und damit über Steuerkanäle das Druckmittel entsprechend der Drehrichtung am Lenkhandrad einem der Zylinderräume 3 bzw. 4 vor den zugehörigen Kolbenteil 6 bzw. 7 des Hilfskraftkolbens zugeleitet wird. Am Kolben 6,7 ist eine Pleuelstange 9 angelenkt, welche die Bewegung desselben über eine Kurbel 11 auf die Lenkwelle 12 überträgt.
Das Gehäuse 14 der Hilfskrafteinrichtung ist als Druckzylinder für den Kraftkolben 6,7 ausgebildet. Die Druckmittelsteuerung ist innerhalb des Kraftkolbens 6,7 vorgesehen und hier der Über-
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sichtlichkeit halber nicht dargestellt.
An dem die beiden Kolbenteile 6,7 verbindenden Zwischenstück 16 ist je eine den Druckseiten 6, 3 bzw. 7,4 zugeordnete und voneinander unabhängig wirkende Ventileinrichtung vorgesehen (im folgenden wird das zweite der Abschaltventile durch Bezugszahlen mit Index bezeichnet). Die Abschaltventile bestehen aus einem am Zwischenstück 16 mittels eines Bolzens 17, 17' gelagerten und sich entgegengesetzt erstreckenden, als Schaltglied ausgebildeten Hebel 18, 18', dessen Schaltfläche auf einem Teil 19, 19' seiner Länge gekröpft ausgebildet ist. Die Neigung der Schaltfläche 19 kann für ein kurzes Ansprechen des Abschaltventiles steil ausgebildet sein.
Das kurze Ansprechen hat den Vorteil, dass die Drehbewegung des
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;steiler Neigung der Schaltfläche 19 bildet diese nur einen Teil des zugehörigen Kolbenhubes, wobei für den fehlenden Teil des Kolbenhubes, der von der Schaltfläche 19 nicht überbrückt wird, ein zweites Schaltglied vorgesehen sein kann und wahlweise eingebaut wird.
In eine Bohrung eines am Zwischenstück 16 gebildeten Vorsprunges 15, 15'ist ein Zapfen 20, 20' fest eingesetzt, dessen freies Ende einen der Breite des Hebels 18, 18'und dessen Schwenkbewegung entsprechend tiefen Führungsschlitz 21, 21'aufweist. Eine am Zapfen 20, 20'angeordnete Druckfeder 22,22' stützt sich am Vorsprung 19, 19'und am Schaltglied 18, 18'ab, wodurch letzteres in seiner Neutrallage gehalten wird. An das freie Ende des Schaltgliedes 18, 18'ist eine Pleuelstange 24, 24'angelenkt, die an einem Ventilkolben 25, 25'angreift.
Der Ventilkolben 25, 25'ist in eine Zylinderbohrung 26, 26'eingesetzt. Mittels seiner Büchse und einer am Kolben 25, 25' vorgesehenen Eindrehungsind Ringräume 29. 29'bzw. 30, 30'gebildet. DerRingraum 29, 29'steht dabei über einen Kanal 33, 33'mit dem Druckraum 3 bzw. 4 in Verbindung, während der Ringraum 30,30 mittels einer Bohrung 34, 34'und eines Kanals 3 5, 35' (Fig. 2) in die Druckmittel- rücKiaufleitung S7 (Fig. 3) mündet, die aus einer Bohrung in der Längsachse der Lenkspindel l besteht, die in der Lenkmutter 2 liegt, welche eine Bohrung 35 aufweist. Diese Bohrung 35 steht in Verbindung mit der Bohrung 34 in Fig. 4.
In der gezeichneten Stellung (Fig. l und 4) ist der Druckmitielrüeldauf vom Druckraum 3 bzw. 4 durch den Ventilkolben 25, 25'abgeschlossen und der Druck kann sich vor dem Kolbenteil 6 bzw. 7 aufbauen. Am feststehenden Gehäuse 14 ist für jede der Ventileinrichtungen ein einstellbarer Anschlag vorgesehen. Diese Anschläge bestehen aus einer Stellschraube 38, 38', die fest mit einer sich am Gehäuse abstützenden Scheibe 39, 39'verbunden ist, und einer die Stellschraube 38, 38'gegen ungewolltes Verstellen sichernden Kontermutter 40, 40'. Die Scheibe 39, 39'weist einen Dichtring 41, 41' auf, der den mittleren Druckraum 36 nach aussen abdichtet und ist mittels eines Sprengringes 42, 42'in einer Ausnehmung am Gehäuse gehalten (Fig. 3, 5, 10).
Bei entsprechender Verstellung des Kolbens gelangt die Rolle 47 bzw. die Stellschraube 50 (Fig. 5) an die Schaltfläche 19, 19'der Schaltglieder 18, 18'zur Anlage.
Das Ende der Stellschraube 38, 38' ist mit ihrem Gewinde in die Büchse 45, 45'eingeschraubt, wobei letztere mittels einer Achse 46, 46'eine Rolle 47, 47'trägt. Die Büchse 45, 45'liegt in ihrer unteren Stellung mit einem Bund 48, 48'an einem Vorsprung des Gehäuses an und ist durch eine Ausnehmung und einen gehäusefesten Stift 49, 49'gegen Drehung gesichert. Die Rolle ermöglicht ein reibungsfreies GleiLen des Anschlages auf der Schaltfläche 19, 19' des Schaltgliedes 18, 18'. Auf der rechten Seite der Fig. 3
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gezeigt.
In Fig. 5 ist eine der Fig. 1 entsprechende Ausbildung des Anschlages in vergrösserter Darstellung gezeigt. Der Schaft der Schraube 50 dient hiebei als Anschlag, der unmittelbar in das Gehäuse 14 einschraubbar ist : mittels einer Dichtung 51 ist der mittlere Druckraum 36 nach aussen abgedichtet und die Stellschraube 40 ist durch eine Kontermutter 53 gegen ungewolltes Verstellen gesichert.
In Fig. 6 und 7 ist eine Ausführungsform mit parallel zur Kraftkolbenachse liegenden Ventilen gezeigt.
Eine derartig ausgebildete Ventileinrichtung ist geeignet für den Einbau in Hilfskraftlenkeinrichtungen mit kleinem Zylinderdurchmesser. Die Ausbildung der Schaltglieder 54, 54'ist hiebei die gleiche wie bereits in Fig. l gezeigt. Am freien Arm des Schaltgliedes 54, 54' ist ein Winkelhebel mit seinem einen Arm 56, 56' mittels eines Zapfens 55,55' angelenkt, während der Arm 57, 57'an einen Ventilkolben 58, 58'angreift.
Seine Lagerung erhält der Winkelhebel mittels eines am Zwischenstück 16 vorgesehenen Zapfens 59, 59'. Eine Federungseinrichtung 61, 61'bzw. 62, 62', wie bereits bei Fig. l beschrieber, hält die Schaltglieder 54, 54'in ihrer gezeigten Ruhestellung, die der Absperrstellung des Ventilkolbens 58, 58'entspricht.
Mit 63 bzw. 63'ist dabei die Schaltfläche des Schaltgliedes 54, 54' bezeichnet. Der Ventilkolben 58, 58' ist in eine als Zylinder dienende Bohrung am Kolbenzwischenstück 16 eingesetzt und weist eine einen Ringraum 70, 70'bildende Eindrehung auf, die über einen Kanal 75, 75'in den Zylinderraum 3 bzw. 4 mün- det ; mittels einer Büchse 71, 71'ist im Zylinder ein Ringraum 72, 72'gebildet. Der Ringraum 70, 70'
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steht über einer Kanal 74, 74'mit dem Druckmittelrücklauf 37 im Kolbeninneren in Verbindung. Die für die Betätigung des Ventiles 58, 58'vorgesehenen, am Gehäuse 14 festen Anschläge 76, 76'sind wie bei
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mittelraum 3 bzw. 4 Druck aufbauen kann.
In Fig. 8-10 ist eine Hilfskraftlenkeinrichtung gezeigt, bei welcher der doppelt beaufschlagbare Hilfs- kraftkolben 80, 80'in einem quer zur Lenkwelle 101 angeordneten Hilfskraftzylinder 81 angeordnet ist, wobei der Hilfskraftkolben 80, 80'auf eine Druckrolle 82 wirkt. Über eine Druckmittelsteuereinrichtung wird dem Zylinderraum 83 bzw. 84 entsprechend der Drehrichtung am Lenkhandrad Druckmittel zugeführt.
An dem die beiden Kolbenteile 80, 80' verbindenden Zwischenstück 85 (Fig. 9) sind die Schaltglieder 86, 86' jnittels eines am Zwischenstück 85 votgesehenen Lagerzapfens 89, 89' und eines amSchaltglied86, 86'ausgearbeiteten
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sie mit ihrer Schaltfläche 107, 107' gegen die am feststehenden Gehäuse öl einstellbar vorgesehenen Anschläge 106, 106'zur Anlage kommen.
Die Wirkungsweise der Abschalteinrichtung ist die folgende : Wird das Lenkhandrad bzw. die Lenkspin- del l gedreht, so wird über eine (nicht dargestellte) Druckmittelsteuerung das Druckmittel je nach Drehrichtung am Lenkhandrad dem Zylinderraum 3 bzw. 4 zugeführt. Es sei angenommen, dass dem Zylinderraum 3 Druckmittel zugeführt und damit der Hilfskraftkolben 6, 7 nach rechts bewegt wird. Die Anschlagschraube 38 wird dabei so eingestellt, dass der Schaft derselben oder die in Fig. 3 gezeigte Rolle 47 bei einem bestimmten Weg des Hilfskraftkolbens 6,7 beispielsweise nach rechts an die Schaltfläche 19 des Schaltgliedes 18 zur Anlage kommt.
Bei der Weiterbewegung des Hilfskraftkolbens 6, 7 nach rechts wird durch den ansteigenden Verlauf der Schaltfläche 19 das Schaltglied 18 gegen die Wirkung der Druckfeder 22 bzw. 22'nach unten bewegt. Über die Pleuelstange 24 wird dabei der Ventilkolben 25 nach unten verstellt und gibt den Weg für das im Zylinderraum 3 befindliche Druckmittel über den Kanal 33, den Ringraum 29 und die Kanäle 34,34' (Fig. 4) zur Rücklaufleitung 37 frei. Damit fällt im Zylinderraum 3 der Druck ab und die Hilfskraftunterstützung der Lenkung ist ausgeschaltet. Die Lenkung kann nunmehr bis an einen Endanschlag von Hand weiter verstellt werden. Der Anschlag 38 und die Form der Schaltglieder gestatten, die Hilfskraft kurz vor Erreichung der linken oder rechten Endlage des Kraftkolbens 6,7 abzuschalten.
Sinngemäss ist die Wirkungsweise der zweiten Abschalteinrichtung mit dem Schaltglied 18'in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung der Kraftkolben 6,7. Die Wirkungsweise der in den Fig. 3-10 gezeigten Ausführungen entspricht sinngemäss derjenigen der in den Fig. 1-5 dargestellten Ausführungsform.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Durch Hilfskraft unterstützte Lenkeinrichtung mit Lenkbegrenzung für Kraftfahrzeuge, mit einem durch ein Druckmittel einfach oder doppelt beaufschlagbaren Kolben und mit einer durch den Kolben zu betätigenden Einrichtung zum Steuern des Druckmittel, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil oder mehrere Ventile vorhanden sind, durch welche die Hilfskraft in einer beliebigen Stellung des Kolbens mit-
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63, 63' ; 107,107') aufweisen.