CH667850A5

CH667850A5 - Lenkvorrichtung fuer kraftfahrzeuge.

Info

Publication number: CH667850A5
Application number: CH3088/85A
Authority: CH
Inventors: Reinhold Lippert
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1984-07-24
Filing date: 1985-07-15
Publication date: 1988-11-15
Also published as: ZA855371B; US4702333A; GB2162136A; IT8521680A0; GB8517668D0; IT1185652B; FR2568211B1; DE3427160A1; FR2568211A1; GB2162136B; DE3427160C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung für Stellung wieder. In der Zeichnung bedeuten: ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff von Patentan- Figur 1 einen Teil einer Lenkvorrichtung nach der Erfin-

spruch 1. 15 dung in der ersten Ausführungsform, bei welcher der Getrie-

Bei einer bekannten Lenkvorrichtung dieser Art (DE- beabtrieb eines Lenkgetriebes ausschliesslich mit der Lenk-OS 20 52 085) arbeiten Lenkgetriebe und Servomotor bei ab- steuerpumpe gekoppelt ist,

geschalteter Zusatzlenkung in der üblichen Weise auf die Rä- Figur 2 die Verbindung zwischen dem Handlenkrad und der der Vorderachse, während die Zusatzlenkung für die Rä- den beiden Lenkgetrieben der Lenkvorrichtung von Figur 1, der der Hinterachse in Geradeausfahrt-Stellung hydraulisch 20 Figur 2a das Lenkgetriebe 10 und den zugehörigen Ser-blockiert ist. Zur Erzielung einer Allradlenkung wird mittels vomotor 7 mit Lenkventil 48 der Lenkvorrichtung von Figur eines von Hand zu betätigenden Umschaltventiles die Zu- 2, und satzlenkung derart eingeschaltet, dass die Arbeitsdruckkam- Figur 3 eine Lenkvorrichtung nach der Erfindung in der mern ihres Lenkmotores für den Linkseinschlag mit dem zweiten Ausführungsform, bei welcher ein Lenkgetriebe so-Ventilanschluss für den Linkseinschlag des Lenkventiles ver- 25 wohl mit Fahrzeugrädern als auch mit der Lenksteuerpumpe bunden sind, während die Arbeitsdruckkammern des Servo- gekoppelt ist.

motores des Lenkgetriebes für den Linkseinschlag vom ent- Bei der Lenkvorrichtung 4 der Figuren 1, 2 und 2a ist ein sprechenden Ventilanschluss des Lenkventiles abschaltet und Handlenkrad 6 mit einer Lenkwelle 79 drehfest verbunden, mit den Arbeitsdruckkammern des Lenkmotores der Zusatz- die ihrerseits mit wirkungsmässig in Reihe liegenden Gelenklenkung für den Rechtseinschlag verbunden sind. An der 30 wellen 81, 83, 84 und 86 verbunden ist, die zur Betätigung Verbindung der Arbeitsdruckkammern des Servomotores von zwei Lenkgetrieben 10 und 11 verwendet sind. Die Ge-des Lenkgetriebes für den Rechtseinschlag mit dem entspre- lenkwellen sind untereinander sowie mit der Lenkwelle 79 chenden Ventilanschluss des Lenkventiles für den Rechtsein- durch Kardangelenke 87 verbunden, wobei zwischen das schlag ändert sich bei dieser Umschaltung auf Allradlenkung Kardangelenk 87 der Gelenkwelle 81 und die Gelenkwelle 83 nichts. Aufgrund dieser Schaltungsanordnung ergeben sich 35 aus Umlenkungsgründen noch eine Gelenkanordnung 82 im Betrieb mit Allradlenkung ungünstige Verhältnisse beim eingeschaltet ist. Die Gelenkwelle 84 ist durch ein Anpas-Linkseinschlag des Handlenkrades, weil dann die den Ar- sungsgetriebe 77 in Form von einer Zahnradstufe mit dem beitsdruck aufbauende Druckpumpe ausschliesslich mit dem Lenkgetriebe 10 verbunden. Ebenso ist die Gelenkwelle 86 Lenkmotor der Zusatzlenkung verbunden ist, dessen Ar- mit dem Lenkgetriebe 11 über eine gleichartige Anpassungs-beitsdruckkammern für den Rechtseinschlag nun über die 40 stufe 78 unter Zwischenschaltung eines Kardangelenkes 87 vom Umschaltventil hergestellte Leitungsverbindung mit verbunden. Während das Eingangszahnrad des Anpassungs-den Arbeitsdruckkammern des Servomotores des Lenkge- getriebes 77 mit der Gelenkwelle 84 drehfest verbunden ist, triebes für den Linkseinschlag verbunden sind. Dadurch tritt treibt das Ausgangszahnrad des Anpassungsgetriebes 77 eine im Lenkmotor der Zusatzlenkung der volle Arbeitsdruck für primärseitige Ritzelwelle 90 (Figur 2a7 an bzw. ist mit dieser die an beiden Fahrzeugachsen erforderliche Gesamtlenkun- 45 drehfest verbunden. Die Ritzelwelle 90 - die das Eingangsterstützung auf, was ebenso unerwünscht ist wie das sprang- glied des Lenkgetriebes 10 bildet - ist über einen torsionsela-hafte Umschalten der Druckpumpe auf den Servomotor des stischen Drehstab 91 mit einer sekundärseitigen Ritzelwelle Lenkgetriebes beim Wechseln auf den Rechtseinschlag des 89 verbunden, welche drehfest bzw. einteilig gegenüber dem Handlenkrades. Schliesslich ist durch die rein hydrostatische Zahnritzel 76 des Lenkgetriebes 10 ausgebildet ist, welches Lenkbewegung der an sich mit dem Lenkgetriebe zusam- 50 wiederum mit einer Zahnstange 85 als Getriebeabtrieb des menarbeitenden Fahrzeugachse vom Lenkmotor der anderen Lenkgetriebes kämmt. Die Zahnstange 85 ist - in Fahrzeug-Fahrzeugachse aus auch die feste Zuordnung der Lenkwin- längsrichtung gesehen - mit ihrem linken Ende fest mit einer kel an der Fahrzeugachse mit dem Lenkgetriebe zum Ein- Lenkstange 54 verbunden, welche in der üblichen Weise über schlagwinkel des Handlenkrades nicht mehr gegeben. einen Lenkerzug mit dem linken Fahrzeugrad einer Fahr-

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im 55 zeugachse - in diesem Falle der Vorderachse - gekoppelt ist. wesentlichen darin, eine gattungsgemässe Lenkvorrichtung Das rechte Ende der Zahnstange 85 geht einteilig in eine so zu gestalten, dass die bei bekannten Lenkv.orrichtungen Kolbenstange 88 eines Druckmittel-Servomotores 7 über, vorstehend aufgezeigten Nachteile nicht auftreten. welcher die über das Zahnritzel 76 eingeleitete Lenkkraft un-

Die erläuterte Aufgabe ist gemäss der Erfindung in vor- terstützt. Die Kolbenstange 88 ist mit einem Arbeitskolben teilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von 60 80 fest verbunden, welcher einen diesbezüglichen Arbeits-Anspruch 1 gelöst. druckzylinder 92 in zwei Arbeitsdruckkammern 43 und 45

Bei der Lenkvorrichtung nach der Erfindung ist es zu- unterteilt, welche über je eine Arbeitsdruckleitung 93 bzw. 94 nächst vorteilhaft, dass die Lenksteuerpumpe des hydrauli- mit einem im Gehäuse des Lenkgetriebes 10 aufgenommenen sehen Gestänges an sich auch an einer beliebigen Stelle eines Lenkventil 48 verbunden sind. Das Lenkventil 48 ist über ei-mit dem Getriebeabtrieb - beispielsweise einem Lenkstock- 65 ne Pumpendruckleitung 95 mit einer Druckpumpe 49 sowie hebel - des Lenkgetriebes verbundenen Lenkergestänges an- über eine Rücklaufleitung 96 mit einem Druckmittel-Vor-gekoppelt sein kann. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der ratsbehälter 62 verbunden. Die Saugseite der Druckpumpe volle Arbeitsdruck für die Lenkunterstützung an mehreren 49 ist über eine Saugleitung 97 mit dem Vorratsbehälter 62

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verbunden. Der maximale Druck in der Pumpendruckleitung 95 wird von einem Druckbegrenzungsventil 69 eingestellt. Das Lenkventil 48 spricht auf Drehwinkelausschläge zwischen primär- und sekundärseitiger Antriebsritzelwelle 90 bzw. 89 an, wenn die Vorspannkraft des Drehstabes 91 durch das Handlenkmoment überwunden wird. Je nach Lenkeinschlag des Handlenkrades verbindet das Lenkventil 48 die zugehörige Arbeitsdruckkammer 43 bzw. 45 mit der Druckpumpe 49 und die andere Arbeitsdruckkammer mit der Rücklaufleitung 96. Die Kolbenstange 88 durchsetzt das Druckzylindergehäuse 92 axial nach aussen, wobei ihr äusseres Ende einteilig mit einer Lenkstange 56 ausgebildet ist, welche wiederum in der üblichen Weise über einen Lenkerzug mit dem rechten Vorderrad der Achse gekoppelt ist.

In der gleichen Weise, wie das Antriebsritzel 76 des Lenkgetriebes 10 unter Zwischenschaltung eines Lenkventiles 48 mit dem Handlenkrad 6 in Antriebsverbindung steht, wird auch das Antriebsritzel 76 des Lenkgetriebes 11 unter Zwischenschaltung eines Lenkventiles 48 über das Anpassungsgetriebe 78 etc. mit dem Handlenkrad getrieblich gekoppelt. Die mit dem Antriebsritzel 76 des Lenkgetriebes 11 kämmende Zahnstange 34 ist jedoch lediglich als mechanischer Antrieb für eine hydraulische Lenksteuerpumpe 19 verwendet, welcher durch ein hydraulisches Gestänge 21 mit einem hydrostatischen Lenkmotor 15 einer Zusatzlenkung 13 verbunden ist. Die bauliche Ausgestaltung und getriebliche Zuordnung von Lenkgetriebe 11 mit Druckmittel-Servomotor 8 und Lenksteuerpumpe ist folgendermassen getroffen:

An einen eine Gehäusezwischenwand 29 aufweisenden Gehäusemittelteil 27 eines Zylindergehäuses 37 sind jeweils stirnseitig zwei Gehäuseendteile 23 und 25 lösbar angeflanscht. Durch die von einer Kolbenstange 46 durchsetzte Gehäusezwischenwand 29 sind zwei Gehäusekammern 40 und 41 erhalten, welche ihrerseits jeweils durch einen doppelt wirkenden und mit der Kolbenstange 46 fest verbundenen Arbeitskolben 30 bzw. 31 in zwei Arbeitsdruckkammern 42 und 43 bzw. 45 und 44 unterteilt sind. Die den Getriebeabtrieb 17 des Lenkgetriebes 11 bildende und mit dem Antriebsritzel 76 kämmende Zahnstange 34 ist gegenüber der Kolbenstange 46 bewegungsfest bzw. einteilig ausgebildet. Die Kolbenstange 46 weist eine zentrische Zylinderbohrung 50 auf, in die ein zum Zylindergehäuse 37 bewegungsfester Reduzierkolben 51 eingreift. Die Zylinderbohrung 50 ist durch den Reduzierkolben 51 in zwei Bohrungsabschnitte 52 und 53 unterteilt, von denen jeder mit der benachbarten axial äusseren Arbeitsdruckkammer 42 bzw. 44 in offener Verbindung steht. Die inneren Arbeitsdrackkammern 43 und 45 sind wiederum durch je eine Arbeitsdruckleitung 93 und 94 mit dem Lenkventil 48 verbunden, das seinerseits durch eine Rücklaufleitung 96 an einen Druckmittelvorratsbehälter 62 sowie durch eine Pumpendruckleitung 95 an eine Druckpumpe 49 angeschlossen ist. Die Arbeitsweise des Lenkventiles 48 zur Einstellung des Arbeitsdruckes in den inneren Arbeitsdruckkammern 43 und 45 ist genau die gleiche wie diejenige des Lenkventiles 48 in Figur 2a. An die Pumpendruckleitung 95 ist wiederum ein den Maximalwert des Förderdruckes einstellendes Druckbegrenzungsventil 69 angeschlossen. Die Rücklaufleitung 96 des Lenkventiles 48 ist noch mit einer zu einem Umschaltventil 98 führenden Rücklaufleitung 59 verbunden, wobei der Anschluss der Rücklaufleitungen 59 und 96 an den Druckmittel-Vorratsbehälter 62 über ein Druckhalteventil 61 erfolgt. Dagegen geht vom Umschaltventil 98 zum Vorratsbehälter 62 eine ungedrossel-te Rücklaufleitung 99 ab.

Der Lenkmotor 15 weist ein unterteiltes Zylindergehäuse 100 mit einem Gehäusemittelteil 104 und zwei stirnseitig angeflanschten Gehäuseend teilen 102 und 103 auf. Im Zylindergehäuse arbeitet eine Kolbenstange 105, deren Arbeitskolben 106 den Innenraum des Zylindergehäuses in zwei Arbeitsdruckkammern 107 und 108 unterteilt. Das hydraulische Gestänge 21 besteht im wesentlichen aus einer Verbindungsleitung 111, welche die äussere Arbeitsdruckkammer 44 der Lenksteuerpumpe 19 mit der Arbeitsdruckkammer 107 des Lenkmotores 15 verbindet - und einer Verbindungsleitung 112, welche die äussere Arbeitsdruckkammer 42 der Lenksteuerpumpe 19 mit der Arbeitsdruckkammer 108 des Lenkmotores verbindet. In die Verbindungsleitungen 111 und 112 ist das Umschaltventil 98 eingeschaltet, das als 6/2-Wegeventil ausgebildet ist. Dieses Umschaltventil 98 weist eine gezeichnete Schaltstellung 113 auf, in welcher die beiden Verbindungsleitungen 111 und 112 mit den Rücklaufleitungen 59 und 99 verbunden sind, wodurch eine wirksame Entlüftung der Lenksteuerpumpe 19 und des Lenkmotores 15 erreicht ist. Das Umschaltventil 98 ist in eine weitere Schaltstellung 114 umschaltbar, in welcher die gegenseitige Verbindung der vorgenannten Leitungen unterbrochen ist, und nunmehr die Rücklaufleitung 59 mit der Rücklaufleitung 99 verbunden und die Verbindungsleitungen 111 und 112 jeweils für sich als hydraulisches Gestänge zwischen Lenksteuerpumpe 19 und Lenkmotor 15 geschaltet sind. In der gezeichneten Neutralstellung für Geradeausfahrt und abgeschalteter Zusatzlenkung 13 ist der Lenkmotor 15 zwangsweise in der Stellung für Geradeausfahrt verriegelt. Zu diesem Zweck ist die Kolbenstange 105 mit einem Zahnstangenabschnitt 109 versehen, in den ein korrespondierendes Verriegelungsglied 110 eingreift, welches im Gehäusemittelteil 104 angeordnet ist. Die gehäuseäusseren Enden der Kolbenstangen 105 sind als Lenkstangen 101 ausgebildet, um in der üblichen Weise unter Einschaltung von Gelenken und Lenkgestängen mit den Fahrzeugrädern einer hinteren Achse gekoppelt werden zu können.

Das Lenkventil weist eine sogenannte offene «Mitte» in seiner Neutralstellung auf, wodurch die Arbeitsdruckleitungen 93 und 94 der Arbeitsdruckkammern 43 und 45 des Servomotores 8 sowohl mit der Pumpendruckleitung 95 wie auch mit der Rücklaufleitung 96 verbunden sind.

Genau in der gleichen Weise arbeitet auch das Lenkventil 48 des Servomotores 7, so dass dessen Arbeitsdruckkammern 43 und 45 in der gleichen Weise mit der Pumpendruckleitung 95 und Rücklaufleitung 96 verbunden sind.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei zunächst angenommen, dass sich das Umschaltventil 98 in der gezeichneten Abschaltstellung 113 befindet - mithin die Zusatzlenkung 13 abgeschaltet ist - und das Lenkhandrad 6 im Rechtseinschlagsinn betätigt wird. Übersteigt bzw. überwindet die Lenkhandkraft die Vorspannkraft des Drehfederstabes 91 des Lenkventiles 48 des Servomotores 7, dann spricht das Lenkventil 48 so an, dass in der Arbeitsdruckkammer 45 ein höherer Druck eingestellt wird als in der Arbeitsdruckkammer 43, so dass an der Kolbenstange 88 eine Differenzdruckkraft resultiert, welche die Antriebskraft des Zahnritzels 76 im Sinne des Rechtseinschlages der Fahrzeugräder unterstützt.

Bei einem Linkseinschlag des Lenkhandrades ergibt sich eine entgegengesetzt gerichtete, im Sinne des Linkseinschlages der Fahrzeugräder gerichtete Unterstützung in Form einer Differenzdruckkraft an der Kolbenstange 88.

Unter den geschilderten Umständen - also Abschaltstellung 113 des Umschaltventiles 98 - sind Lenksteuerpumpe 19 und Lenkmotor 15 unbelastet, wodurch am Lenkventil 48 des Servomotores 8 eine den zugehörigen Drehstab bzw. das Lenkventil 48 zum Ansprechen bringende Auslenkkraft nicht auftritt.

Bei zugeschalteter Zusatzlenkung 13 ist das Verriegelungsglied 110 ausser Eingriff mit den Zahnstangenabschnitt 109 gebracht und jede der Leitungen 111 und 112 als hy5

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draulisches Gestänge geschaltet. Dadurch erfolgt auf jede Axialbewegung der Zahnstange 34 des Lenkgetriebes 11 eine entsprechende Auslenkung der Kolbenstange 105 des Lenkmotores 15, unabhängig davon, ob die Bewegung der Zahnstangen 34 mit oder ohne Servounterstützung erfolgt.

Ist demnach das äussere Lenkmoment an der die Zusatzlenkung 13 aufweisenden Fahrzeugachse so hoch, dass das Lenkventil 48 des Lenkgetriebes 11 anspricht, dann wird in der im Zusammenhang mit dem Servomotor 7 geschilderten Weise in der dem jeweiligen Lenkeinschlag zugehörigen Arbeitsdruckkammer 43 bzw. 45 des Servomotores 8 eine höhere Druckkraft eingestellt, so dass an der Kolbenstange 46 eine Differenzdruckkraft resultiert, durch welche die Lenksteuerpumpe 19 betätigt wird und damit zwangsweise der Lenkmotor 15.

Durch den Reduzierkolben 51 des Servomotores 8 ist ein günstigeres bzw. für den Anwendungsfall geeigneteres Flä-chenverhältnis hinsichtlich der gewünschten Lenkunterstützung erzielt.

Durch das Druckhalteventil 61 in Nähe des Lenkventiles 48 wird in der Abschaltstellung 113 des Umschaltventiles 98 eine Belüftung des im Fahrzeug hinten liegenden Lenkmotores 15 verhindert.

Während bei der Lenkvorrichtung 4 der Figuren 1, 2, 2a für die Lenksteuerpumpe 19 des Lenkmotores 15 ein besonderes Lenkgetriebe 11 verwendet ist, welches keine Verbindung zu Fahrzeugrädern aufweist, ist bei der Lenkvorrich-tung 5 der Figur 3 der mit dem Lenkmotor 16 der Zusatzlenkung 14 durch ein hydraulisches Gestänge 22 verbundene hydraulische Lenksteuerpumpe 20 in den Servomotor 9 eines mit Fahrzeugrädern gekoppeltes Lenkgetriebes 12 der Vorderachse integriert. Das Lenkgetriebe 12 arbeitet ebenfalls mit einer Zahnstange 35 als Getriebeabtrieb, welche bewegungsfest bzw. einteilig zu einer koaxialen Kolbenstange 47 ausgebildet ist. Zahnstange und Kolbenstange arbeiten in einem Zylindergehäuse 38, welches in einen eine Gehäusezwischenwand 29 enthaltenden Gehäusemittelteil 28 und zwei stirnseitig angeflanschte Gehäuseendteile 24 und 26 unterteilt ist. Die Gehäusezwischenwand 29 unterteilt das Zylindergehäuse 38 in zwei Gehäusekammern 40 und 41, welche ihrerseits durch je einen mit der Kolbenstange 47 fest verbundenen doppelt wirkenden Arbeitskolben 32 bzw. 33 in zwei Arbeitsdruckkammern 42 und 43 bzw. 44 und 45 unterteilt sind. Zahnstange 35 und Kolbenstange 47 durchsetzen die zugehörigen Gehäuseendteile 24 und 26 nach aussen, wobei ihre äusseren Enden als jeweilige Lenkstange 54 bzw. 56 ausgebildet sind, welche in der üblichen Weise über Lenkgestänge und Gelenke mit Fahrzeugrädern der Vorderachse gekoppelt sind. Die den Getriebeabtrieb 18 des Lenkgetriebes 12 bildende Zahnstange 35 kämmt mit einem Antriebsritzel 76, welches in genau der gleichen Wreise wie das Antriebsritzel 76 des Lenkgetriebes 10 unter Zwischenschaltung eines Lenkventiles 48 vom Handlenkrad 6 aus betätigt wird. Das Lenkventil 48 des Servomotores 9 ist ebenfalls durch Arbeitsdruckleitungen 93 und 94 mit den inneren Arbeitsdruckkammern 43 und 45 und durch eine Pumpendruckleitung 95 mit einer Druckpumpe 49 sowie durch eine Rücklaufleitung 96 - in die ein Druckhalteventil 61 eingeschaltet ist - mit einem Druckmittel-Vorratsbehälter 62 verbunden. Der maximale Pumpendruck wird durch ein an die Pumpendruckleitung 95 angeschlossenes Druckbegrenzungsventil 69 eingestellt.

Der Lenkmotor 16 ist baugleich zum Servomotor 9 des Lenkgetriebes 12 ausgebildet. Sein Zylindergehäuse 38 ist demnach in einen eine Gehäusezwischenwand 29 aufweisenden Gehäusemittelteil 28 und zwei an letzteren stirnseitig an-flanschbare Gehäuseendteile 24 und 26 unterteilt. Durch die Gehäusezwischenwand 29 sind zwei Gehäusekammern 40

und 41 gebildet, welche jeweils für sich durch einen mit einer Kolbenstange 47 - die die Zwischenwand 29 durchsetzt -fest verbundenen doppelt wirkenden Arbeitskolben 32 bzw. 33 in zwei Arbeitsdruckkammern 42 und 43 bzw. 44 und 45 5 unterteilt sind. Die Kolbenstange ist zu einer Zahnstange 36 bewegungsfest bzw. einteilig ausgebildet, wobei diese Teile die beiden Gehäuseendteile 24 und 26 an den äusseren Stirnenden 55 und 57 - wie auch beim Servomotor 9 - nach aussen durchsetzen und mit ihrem äusseren Ende als Lenkstange 10 54 bzw. 56 ausgebildet sind. Diese Lenkstangen 54 und 56 sind wiederum jeweils mit einem zugehörigen Fahrzeugrad der hinteren Achse über Lenkergestänge und Gelenke gekoppelt.

Die inneren Arbeitsdruckkammern 43 und 45 des Lenk-15 motores 16 sind durch je eine Verbindungsleitung 112 bzw. 111 mit den äusseren Arbeitsdruckkammern 42 und 44 des Zylindergehäuses 38 des Servomotores 9 verbunden. Diese äusseren Arbeitsdruckkammern 42 und 44 mit den zugehörigen Kolbenflächen der Arbeitskolben 32 und 33 bilden die 20 hydraulische Lenksteuerpumpe 20, die durch das hydraulische Gestänge 22 mit den beiden Verbindungsleitungen 111 und 112 mit dem Lenkmotor 16 verbunden ist. Die Rück-laufleitung 96 des Lenkventiles 48 ist über eine Rücklaufleitung 60 mit den beiden äusseren Arbeitsdruckkammern 42 25 und 44 des Lenkmotores 16 verbunden. Diese Rücklauflei-tung 60 ist zusammen mit den Verbindungsleitungen 111 und 112 über ein Umschaltventil 98 gelegt, welches als 6/2-Wegeventil ausgebildet und von Hand zwischen der gezeichneten Abschaltstellung 113 in eine Schaltstellung 114 um-30 schaltbar ist. In der Abschaltstellung 113 des Umschaltventiles 98 sind wiederum alle drei Leitungen 111,112 und 60 miteinander verbunden, so dass bei abgeschalteter Zusatzlenkung 14 eine Belüftung des hinten liegenden Lenkmotores 16 verhindert ist. In der Schaltstellung 114 des Umschaltven-35 tiles 98 sind die beiden Verbindungsleitungen 111 und 112 jeweils für sich als hydraulisches Gestänge zwischen Lenksteuerpumpe 20 und Lenkmotor 16 geschaltet und die Rücklaufleitung 60 an einer Stelle zwischen Umschaltventil 98 und Lenkmotor 16 mit dem Druckmittel-Vorratsbehälter ver-40 bunden.

Während bei der Lenkvorrichtung 4 der Figuren 1, 2, 2a der maximale Arbeitsdruck des Servomotores 7 am Lenkgetriebe 10 und des Servomotores 8 am Lenkgetriebe 11 für jede Achse dadurch begrenzt ist, dass jedem Lenkgetriebe eine 45 eigene Druckpumpe 49 mit einem eigenen Druckbegrenzungsventil 69 zugeordnet ist, ist eine solche Massnahme bei der Lenkvorrichtung 5 der Figur 3 nicht möglich, weil für das Lenkgetriebe 12 der Vorderachse und dem Lenkmotor 16 einer hinteren Achse eine gemeinsame Druckpumpe 49 50 verwendet ist.

Um bei der Lenkvorrichtung 5 der Figur 3 den Arbeitsdruck sowohl im Servomotor 9 auf die zusätzliche Lenkbelastung der Vorderachse wie auch den Arbeitsdruck im Lenkmotor 16 auf die zusätzliche Lenkbelastung der hinteren 55 Achse begrenzen zu können, ist folgende Anordnung getroffen:

Bei beiden Arbeitsdruckleitungen 93 und 94 des Servomotores 9 sind jeweils über Druckleitungen 63 und 67 bzw. 64 und 68 an zwei Druckbegrenzungsventile 70 und 71 bzw. 60 72 und 73 angeschlossen. Die beiden Druckbegrenzungsventile 70 und 71 der Arbeitsdruckleitung 93 sind an eine Steuerdruckleitung 65 angeschlossen. Die Druckbegrenzungsventile 72 und 73 der Arbeitsdruckleitung 94 sind an eine Steuerdruckleitung 66 angeschlossen. Die Steuerdruckleitung 65 65 ist mit der Verbindungsleitung 112 verbunden, während die Steuerdruckleitung 66 mit der Verbindungsleitung 111 verbunden ist. Die beiden Druckbegrenzungsventile 70 und 72 sind jeweils durch Federkraft auf den maximalen Arbeits

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druck des Lenkmotores 16 eingestellt und öffnen die betreffende Druckleitung 63 bzw. 64 zum Druckmittel-Vorratsbehälter 62, wenn dieser Maximalwert erreicht ist. Die Druckbegrenzungsventile 71 und 73 sind durch Federkraft auf den Maximalwert des Arbeitsdruckes im Servomotor 9 ausgelegt, und öffnen unter dem Einfluss einer unter dem Arbeitsdruck stehenden Steuerdruckleitung 115, wenn dieser Maximalwert erreicht ist. Da sich jedoch an der Lenkstange bzw. Kolbenstange 47 des Servomotores 9 die Lenklast von beiden Achsen summiert, wird durch entsprechende Steuerdruckleitungen 74 und 75, die jeweils von den Steuerdruckleitungen 65 und 66 abgezweigt sind, eine Beeinflussung der Druckbegrenzungsventile 71 und 73 dahingehend erreicht, dass der Maximalwert des Arbeitsdruckes des Servomotores 9 an dem betreffenden Druckbegrenzungsventil 71 bzw. 73 unter dem Einfluss der Lenklast des Lenkmotores 16 angehoben wird, jedoch nur soweit, bis der Maximalwert des Druckbegren-zungsventiles 69 an der Lenkpumpe 49 erreicht ist. Unabhängig hiervon jedoch wird der Arbeitsdruck des Servomotores 9 durch das jeweilige Druckbegrenzungsventil 70 bzw. 72 dann begrenzt, wenn im Lenkmotor 16 der zulässige Maximalwert des Arbeitsdruckes erreicht ist. In diesem Fall kann der Arbeitsdruck im Servomotor 9 nicht weiter erhöht werden, um eine Überbelastung des Lenkmotores 16 zu verhindern.

Die zulässigen Arbeitsdrücke im Servomotor 9 und im

Lenkmotor 16 können beispielsweise so aufeinander abgestimmt sein, dass die Druckbegrenzungsventile 70 bis 73 jeweils durch Federkraft auf etwa 50% des Druckwertes eingestellt sind, der dem vom Druckbegrenzungsventil 69 der 5 Druckpumpe 49 eingestellten Maximaldruck entspricht.

Bezüglich des Lenkmotores 16 ist ebenfalls die Anordnung so getroffen, dass das Zahnstangenprofil 36 durch ein Verriegelungsglied 58 im Gehäuseendteil 26 verriegelt ist, wenn sich die Zusatzlenkung im abgeschalteten Zustand in 10 Geradeausfahrtstellung befindet.

Beiden Lenkvorrichtungen 4 und 5 ist das wesentliche Prinzip gemeinsam, dass eine hydraulische Lenksteuerpumpe 19 bzw. 20 in strenger getrieblicher Zuordnung zum Getriebeabtrieb 17 bzw. 18 eines Lenkgetriebes 11 bzw. 12 verwendet ist, um über ein hydraulisches Gestänge 21 bzw. 22 eine genaue getriebliche Zuordnung der von der Zusatzlenkung 13 bzw. 14 eingestellten Lenkwinkel zum Lenkeinschlag des Handlenkrades 6 zu gewährleisten.

Während in den beiden Ausführungsformen der Zeich-20 nung Lenkvorrichtungen für jeweils zwei Achsen dargestellt sind, können unter Verwendung jeweils einer besonderen hydraulischen Lenksteuerpumpe mit seiner hydraulischen Ge-stängeankopplung an eine Zusatzlenkung auch mehr als eine Achse durch eine Zusatzlenkung steuerbar ausgeführt wer-25 den.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem mit den Rädern einer ersten Fahrzeugachse in mechanischer Lenkverbindung stehenden Handlenkrad und einer hydrostatischen Zusatzlenkung mit einem doppeltwirkenden Lenkmotor, der mit den Rädern einer zweiten Fahrzeugachse in mechanischer Lenkverbindung steht und dessen beide Arbeitsdruckkammern durch je eine Druckleitung an ein Umschaltventil angeschlossen sind, von dem eine weitere Druckleitung abgeht, die an eine Arbeitsdruckkammer einer Axialkolben-Zylinder-Einheit angeschlossen und in einer die Zusatzlenkung einschaltenden Stellung des Umschaltventiles mit einer der beiden zu den Arbeitsdruckkammern des Lenk-mo tores führenden Druckleitungen verbunden ist, so dass die Arbeitsdruckkammer der Axialkolben-Zylinder-Einheit hierbei als hydrostatische Pumpe auf den Lenkmotor arbeitet und durch das Lenkhandrad über ein Lenkgetriebe angetrieben ist, das durch einen Servomotor unterstützt ist, von dem eine Arbeitsdruckkammer über eine Druckleitung an ein vom Handlenkrad betätigtes Steuerventil angeschlossen ist, das ausser zwei weiteren Ventilanschlüssen für eine Druckleitung und eine im wesentlichen druckentlastete Rücklaufleitung noch ebenso wie das Umschaltventil einen vierten Ventilanschluss aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden nicht mit dem Lenkmotor (15 bzw 16) verbundenen Ventilanschlüsse des Umschaltventiles (98) jeweils an eine Arbeitsdruckkammer (42 bzw. 44) einer als Axiallcol-ben-Zylinder-Einheit verwendeten doppeltwirkenden hydrostatischen Lenksteuerpumpe (19 bzw. 20) angeschlossen sind und die andere Arbeitsdruckkammer des das Lenkgetriebe (11 bzw. 12) unterstützenden Servomotors (8 bzw. 9) unmittelbar mit dem vierten Ventilanschluss des Steuerventiles (48) verbunden ist.
2. Lenk Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Zylinder (23,25,27 bzw. 24,26,28) als auch die Kolben (30,31 bzw. 32,33) der Lenksteuerpumpe (19 bzw. 20) und des Servomotors (8 bzw. 9) zueinander koaxial und jeweils miteinander starr verbunden sind.
3. Lenk Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine gegenüber den Kolben (30,31 bzw. 32,33) der Lenksteuerpumpe (19 bzw. 20) und des Servomo-tores (8 bzw. 9) bewegungsfeste Zahnstange (34 bzw. 35).
4. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylindergehäuse (37 bzw. 38) durch eine Gehäusezwischenwand (29) in den Richtungen der Zylinderachse (39) in zwei Gehäusekammern (40 und 41 ) und jede Gehäusekammer (40,41) durch einen doppeltwirkenden Arbeitskolben (30 bzw. 32 und 31 bzw. 33) in zwei Arbeitsdruckkammern (42 und 43 bzw. 44 und 45) unterteilt ist und beide Arbeitskolben (30 und 31 bzw. 32 und 33) durch eine die Gehäusezwischenwand (29) durchsetzende Kolbenstange (46 bzw. 47) miteinander verbunden sind.
5. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (37 bzw. 38) in einen die Gehäusezwischenwand (29) aufweisenden Gehäusemittelteil (27 bzw. 28) und zwei jeweils stirnseitig anflanschbare Gehäuseendteile (23 und 25 bzw. 24 und 26) unterteilt ist.
6. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (34 bzw. 35) in dem einen Gehäuseendteil (25 bzw. 26) verschiebbar angeordnet ist.
7. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Arbeitsdruckkammern (43 und 45) mit dem Steuerventil (48) und die äusseren Arbeitsdruckkammern (42 und 44) mit dem Umschaltventil (98) verbunden sind.
8. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass das Handlenkrad (6) über ein zweites von einem zugehörigen zweiten Servomotor (8) unterstütztes Lenkgetriebe (11) mit der Lenksteuerpumpe (19) in mechanischer Antriebsverbindung steht. 5 9. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass den Lenkgetrieben (10 und 11) jeweils ein über eine Gelenkwelle (84 bzw. 86) antreibbares Anpassungsgetriebe (77 bzw. 78) vorgeschaltet ist.
10. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 10 dadurch gekennzeichnet, dass beide Gehäuseteile (23 und 25)

an ihren äusseren Stirnseiten geschlossen sind und die Zahnstange (34) ausschliesslich mit den Arbeitskolben (30,31) bewegungsfest verbunden ist.
11. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventile (48) der die beiden Lenkgetriebe (10 und 11) unterstützenden Servomotoren (7 und 8) an je eine gesonderte Druckpumpe (49) angeschlossen sind.
12. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, 20 dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (46) der

Lenksteuerpumpe (19) an ihrem einen Ende eine axiale Zylinderbohrung (50) aufweist, in die ein zum Zylindergehäuse (37) bewegungsfester Reduzierkolben (51) eingreift, die die Zylinderbohrung (50) in zwei jeweils mit der benachbarten 25 äusseren Arbeitsdruckkammer (42 bzw. 44) kommunizierende Bohrungsabschnitte (52,53) unterteilt.
13. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer Servomotor (9) zur Unterstützung des Lenkgetriebes (12) und der Lenk-

30 steuerpumpe (20) verwendet ist.
14. Lenkvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (35) des Lenkgetriebes (12) bewegungsfest zu einer Lenkstange (54) angeordnet ist, die das äussere Stirnende (55) des zugehörigen Gehäuseendteiles (26)

35 axial beweglich durchsetzt.
15. Lenkvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das der Zahnstange (35) entgegengesetzte Ende der Kolbenstange (47) bewegungsfest zu einer weiteren Lenkstange (56) angeordnet ist, die das äussere

40 Stirnende (57) des zugehörigen Gehäuseendteiles (24) axial beweglich durchsetzt.
16. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis

15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (36) des Lenkmotores (16) mit einem Verriegelungsglied (58) zur

45 Blockierung der angekoppelten Fahrzeugräder in Geradeausstellung zusammenarbeitet.
17. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis

16, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Arbeitsdruckkammern (43 und 45) des wenigstens in Bezug auf sein Zy-

50 lindergehäuse (38) baugleich zu Servomotor (9) und Lenksteuerpumpe (20) ausgebildeten Lenkmotors (16) mit den zum Umschaltventil (98) führenden Druckleitungen (111 und 112) verbunden und die äusseren Arbeitsdruckkammern (42 und 44) im wesentlichen druckentlastet sind. 55 18. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis

17, dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren Arbeitsdruckkammern (42 und 44) des Lenkmotores (16) an eine Rücklaufleitung (60) angeschlossen sind.
19. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 60 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitung (60)

des Lenkmotores (16) mit dem Steuerventil (48) und in Nähe des Steuerventiles (48) über ein Druckhalteventil (61) mit einem Druckmittel-Vorratsbehälter (62) verbunden ist.
20. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 65 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsdruck des Ser-

vomotores (9) in Abhängigkeit vom Lastdruck des Lenkmotores (16) begrenzt ist.
21. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis

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20, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsdruck des Ser- Fahrzeugachsen nicht im Lenkmotor der Zusatzlenkung auf-vomotores (9) gegenüber dem Abregeldruck der an das Steu- tritt. Auch ist ein sprungartiger Wechsel des Anschlusses ein-erventil (48) angeschlossenen Druckpumpe (49) auf einen und derselben Druckpumpe an einen Servomotor der einen mittleren Druckwert begrenzt ist. Fahrzeugachse oder an einen Lenkmotor einer anderen
22. Lenkvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekenn- 5 Fahrzeugachse beim Ändern des Einschlagsinnes am Handzeichnet, dass der Grenzwert des Arbeitsdruckes des Servo- lenkrad bei der Lenkvorrichtung nach der Erfindung vermie-motores (9) in Abhängigkeit vom Lastdruck des Lenkmoto- den, bei welcher die Lenksteuerpumpe auch bei der Zusatz-res (16) auf Druckwerte gleich oder kleiner als der Abregel- lenkung die feste Zuordnung der Lenkwinkel an der betref-druck angehoben wird. fenden Fahrzeugachse zum Einschlagswinkel zum Hand le lenkrad gewährleistet.

Die Zeichnung gibt zwei Ausführungsbeispiele einer BESCHREIBUNG Lenkvorrichtung nach der Erfindung in schematischer Dar-