DE1004056B

DE1004056B - Lenkvorrichtung fuer Kraftfahrzeuge mit hydraulischem Servomotor

Info

Publication number: DE1004056B
Application number: DES40411A
Authority: DE
Original assignee: Andre Citroen SA
Current assignee: Automobiles Citroen SA
Priority date: 1953-12-03
Filing date: 1954-08-12
Publication date: 1957-03-07
Also published as: FR1095426A

Description

Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit hydraulischem Servomotor Es ist bekannt, Lenkvorrichtungen für Kraftfahrzeuge mit einem hydraulischen Servomotor auszurüsten, so daß nach Überschreiten eines gewissen Wertes des Widerstandes der Räder gegen ihre Bewegungsänderung der Fahrzeugführer nur die zur Betätigung des Servomotors erforderliche Kraft aufzuwenden hat. Die Steuersäule besteht bei diesen Vorrichtungen aus zwei koaxialen Teilen, die an ihrer Verbindungsstelle ineinanderliegend angeordnet und miteinander elastisch derart verbunden sind, daß bei einem gewissen Wert des Widerstandes der Räder gegen die Bewegungsänderung diese beiden Teile relativ zueinander eine Winkelverdrehung erfahren, wodurch im hydraulischen Stromkreis ein Schieber betätigt wird, welcher die Einschaltung des Servomotors bewirkt. Nachteilig ist, daß die Übertragung der Bewegung vom Lenkrad zu den Rädern über einen Bolzen erfolgt, von dem sie praktisch abhängig ist. Ein Versagen dieser Einrichtung hat zwangläufig schwere Störungen beim Lenken zur Folge.
Der Erfindung liegt die .Aufgabe zugrunde, eine Lenkvorrichtung mit hydraulischem Servomotor zu schaffen, die diesen Nachteil vermeidet und äußerst einfach aufgebaut ist.
Die Erfindung besteht darin, daß als elastisches Zwischenglied zwischen den beiden Teilen. der Steuersäule eine Gummimuffe oder ein entsprechendes Element angeordnet ist. Das untere Ende des mit dem Lenkrad verbundenen Teiles der Steuersäule weist vorteilhaft zwei einander gegenüberliegende schräge Nuten auf, während der zweite Teil der Steuersäule, der an der Lenkeinrichtung angreift, mit zwei einander gegenüberliegenden Längsnuten versehen und der Steuerschieber koaxial zur Steuersäule an deren Enden angeordnet und mit der Querachse, die die Rollen trägt, über ein axiales Gestänge od. dgl. verbunden ist. Das den Servomotor zu- oder abschaltende Absperrorgan kann ferner vom Fahrzeuggetriebe her oder von einer auf die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ansprechenden Vorrichtung automatisch betätigt werden.
Die Übertragung der Bewegung vom Lenkrad auf die Räder erfolgt also direkt und ausschließlich durch kräftige Organe. Die Vorrichtung arbeitet auch dann einwandfrei, wenn der hydraulische Servomotor ausfällt, da sie von diesem völlig unabhängig ist.
Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Gesamtordnung einer mit einem Servomotor ausgerüsteten Zahnstangenlenkung gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie x-x' der Fig. 1; Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie y-y' der Fig. 1; Fig. 4 ist ein Schnitt des Hahns in der Stellung der Lenkung mit Servomotor.
Fig. 5 ist ein Schnitt des Hahns in der Stellung bei normaler Lenkung.
Nach der Zeichnung, welche die Anwendung der Erfindung auf eine Zahnstangenlenkung mit Servomotor in der Form eines hydraulischen Systems mit Akkumulator, darstellt, umfaßt die Vorrichtung das Lenkgehäuse 1, welches an einem Ende einen Zylinder 2 besitzt. In diesem Zylinder gleitet ein Kolben 3, der an einer Stange 4 montiert ist, welche mit der Zahnstange 5 verbunden ist, die ihrerseits durch das Ritzel bzw. Zahnrad 6 bewegt wird.
Gemäß der Erfindung befindet sich zwischen dem Ritzel 6 und, der Verbindungslenkwelle 7 ein System, welches eine gewisse Winkelelastizität bzw. Verdrehungselastizität aufweist. In dem dargestellten Beispiel ist hierfür ein Ring aus Kautschuk 8 vorgesehen.
Das Ende des Schaftes des Ritzels 6 besitzt zwei sich diametral gegenüberstehende Ausfräsungen 9. Auch die Lenkwelle 7 hat zwei sich gegenüberstehende Ausfräsungen 10. Diese Ausfräsungen 9 und 10 sind derart ausgeführt, daß ihre Achsen unter sich einen gewissen Winkele bilden, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist.
Quer durch die Aussparungen 9 und 10, also senkrecht zu der Achse x-x der Lenkwelle 7 geht eine Achse 11, auf welcher sich vier Rollen 12 befinden, von denen jede in der Höhlung einer der Aussparungen 9 bzw. 10 ruht.
In der Mitte der Achse 1i ist eine Stange 13 befestigt; diese ist mit dem Schieber 14 der Steuervorrichtung 15 für die hydraulische Betätigung verbunden. Die Steuervorrichtung 15 ist durch die Rohrleitung 16 an den Behälter 17 und durch die Rohrleitung 18 an den hydraulischen Akkumulator 19 und an die Pumpe 20 angeschlossen, wobei die letztere die Flüssigkeit aus dem Behälter 17 durch das Rohr 21 ansaugt.
Ebenso ist die Steuervorrichtung 15 durch die Rohrleitungen 22 und 23 mit dem Hahn 24 verbunden, dessen beweglicher Teil 25 in der Lage der Fig. 4 die Rohrleitung 22 mit der Kammer 26 des Zylinders 2 und die Rohrleitung 23 mit der Kammer 27 des gleichen Zylinders verbindet, während dieser Hahn in der Stellung der Fig. 5 die beiden Rohrleitungen 22 und 23 absperrt und die Kammern 26 und 27 miteinander verbindet.
Der Schieber 25 des Hahns 24 wird in dem dargestellten Beispiel durch einen Hebel 28 für zwei verschiedene Stellungen verschoben. Die Betätigung dieses Schiebers kann mit der Hand oder auch auto matisch erfolgen, sobald der Wagenlenker sein Getriebe auf den ersten oder den Rückwärtsgang schaltet oder aber auch automatisch jedesmal, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges unter beispielsweise 25 km/Stunde absinkt, d. h. also in den Geschwindigkeitsbereichen, wo die Manöver mit dem Lenkrad mühsam werden.
Die hierbei evt1. zu verwendenden automatischen Vorrichtungen sollen hier nicht beschrieben werden, denn sie bieten keine Besonderheiten dar und sind je nach der Bauart des Fahrzeuges verschieden voneinander.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist die folgende: Das zwischen dem Lenkrohr 7 und dem Ritzel 6 angeordnete Bauelement mit Winkel- bzw. Verdrehungselastizität besitzt eine derartige Steifigkeit, daß es bei normaler Lenkung praktisch nicht in Tätigkeit tritt. Ferner kann das Ausmaß seiner Verdrehung durch zwischen 6 und 7 angeordnete Anschläge auf einen Ausschlag von 2 oder 3° beschränkt werden.
Sobald aber die Zahnstange einen Widerstand bietet, der einen gewissen Wert übersteigt, und man dabei das Lenkrad betätigt, wird das elastische Bauelement 8 verdreht; es findet also eine relative Verdrehung zwischen .dem Ritzel 6 und der Lenkwelle 7 statt. Der Treffpunkt der Achsen der Ausfräsungen 9 und 10 auf der Achse x-x' wird also nach rechts oder nach links verschoben (Fig. 2), je nach der dem. Lenkrad erteilten Drehrichtung. Da dieser Treffpunkt verwirklicht wird durch die Achse 11 der Rollen 12, nimmt diese Achse 11 durch die Stange 13 den Schieber 14 mit sich. Auf diese Weise wird beispielsweise die durch die Leitung 18 ankommende Druckflüssigkeit durch die Leitung 22 in die Kammer 26 gefördert, während diese Flüssigkeit durch die Leitung 23 in die Rohrleitung 16 abgeleitet wird, oder umgekehrt.
Bei dem angeführten Beispiel sind die Kräfte für die Verschiebung des Schiebers 15 sehr gering (in der Größenordnung von 500 g), und auch die Kräfte auf die Achse 11, die Rollen 12 und die durch die Ausfräsungen 9 und 10 gebildeten Anläufe sind sehr gering. Da überdies das elastische Bauelement 8 verhältnismäßig starr ist, ist die Empfindlichkeit des Systems (und damit die Präzision) sehr zufriedenstellend.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit hydraulischem Servomotor, bei der die Steuersäule aus zwei koaxialen Teilen besteht, die an ihrer Verbindungsstelle ineinanderliegend angeordnet und miteinander elastisch derart verbunden sind, daß bei einem gewissen Wert des Widerstandes der Räder gegen die Bewegungsänderung diese beiden Teile relativ zueinander eine Winkelverdrehung erfahren, wodurch in dem hydraulischen Stromkreis ein Schieber betätigt wird, welcher die Einschaltung des Servomotors bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß als elastisches Zwischenglied zwischen den beiden Teilen der Steuersäule eine Gummimuffe (8) oder ein dementsprechendes Element angeordnet ist.
2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, bei der bei einer Winkelverdrehung der beiden Teile der Steuersäule durch eine Schrägführung eine Längsverschiebung eines Elements bewirkt wird, das den hydraulischen Steuerschieber betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des mit dem Lenkrad verbundenen Teils (7) der Steuersäule zwei einander gegenüberliegende schräge Nuten (10) aufweist, während der zweite Teil der Steuersäule (6), der an der Lenkeinrichtung angreift, mit zwei einander gegenüberliegenden Längsnuten (9) versehen und der Steuerschieber (14) koaxial zur Steuersäule an deren Ende angeordnet und mit der Querachse (11), die die Rollen (12) trägt, über ein axiales Gestänge (13) od. dgl. verbunden ist.
3. Lenkvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, bei der in dem hydraulischen Stromkreis ein Absperrorgan angeordnet ist, um den Stromkreis abzuschalten und die beiden durch den Kolben voneinander getrennten Zylinderkammern des Servomotors direkt miteinander zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß das den Servomotor zu-oder abschaltende Absperrorgan (24) vom Fahrzeuggetriebe her oder von einer auf die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ansprechenden Vorrichtung automatisch betätigt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 647 565, 711002; USA.-Patentschriften Nr. 2 368 135, 2 487 618. Entgegengehaltene ältere Rechte: Deutsches Patent Nr. 940094 (F 1088211/63c).