DE1021735B - Hydraulische Hilfskraftlenkung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Es sind hydraulische Hilfskraftlenkungen mit einem stets umlaufenden Druckmittelstrom bekannt, bei denen das Steuerventil in den Flüssigkeitskreislauf der Pumpe eingeschaltet ist, ebenso wie auch Hilfskraftlenkungen mit Speicherbetrieb, bei denen ausschließlich bei Lenkausschlag der Speicher in Abhängigkeit von einem Steuerventilausschlag wirksam wird.

Hilfskraftlenkungen mit einem stets umlaufenden Ölstrom haftet der Nachteil an, daß bei Ausfall eines Aggregates die Lenkunterstützung plötzlich ausbleibt und dann plötzlich die volle Lenkkraft auf mechanischem Wege, also von Seiten des Fahrers aufgebracht werden muß. Bei Hilfskraftlenkungen mit Speicherbetrieb hingegen bleibt die Lenkunterstützung, z. B. bei Ausfall der Pumpe, nicht plötzlich fort, sondern es findet eine allmähliche Verminderung der Lenkunterstützung entsprechend der nach und nach erfolgenden Leerung des Speichers statt, die dem Fahrer durch Warnzeichen rechtzeitig angezeigt werden kann. Jedoch besitzt die Speicherhyd'raulik den Nachteil komplizierter Regelorgane und einer geringeren Feinfühligkeit. Außerdem ist bei der Speicherlenkung nachteilig, daß auch bei geringen erforderlichen Arbeitsdrücken das Drucköl immer vom Speicherdruck entspannt wird und die Pumpe gegen den Speicherdruck arbeiten muß. Es wird also in einer Großzahl von Fällen nur ein geringer Teil der in das System hineingesteckten Energie effektiv zum Lenken ausgenutzt.

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hilfskraftlenkung, die die Vorteile der üblichen Hilfskraftlenkungen mit umlaufendem Druckmittelstrom mit den Vorteilen einer Speicherlenkung verknüpft. Gemaß der Erfindung wird eine hydraulische Hilfskraftlenkung vorgeschlagen mit einem in den Flüssigkeitskreislauf der Pumpe eingeschalteten, die Hilfskraft steuernden Ventil, wobei in an sich bekannter Weise ein Druckspeicher an dien Flüssigkeitskreis der Pumpe angeschlossen ist, der wahlweise gleichzeitig oder nach Einsetzen der Umsteuerung des umlaufenden Flüssigkeitsstrom'es in Abhängigkeit von dem Steuerschieberweg zugeschaltet werden kann. Es ist dabei das Steuerventil in Reihe mit einem die Druckmittelzufuhr zum Speicher bzw. Behälter regelnden Ladeventil in den Pumpenkreislauf eingeschaltet. Das Speicherladeventil verbindet den Rücklauf mit dem Speicher und schaltet bei Erreichen eines bestimmten Speicberdruckes den Rücklauf auf den. Behälter um. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Steuerventils zwischen der Pumpe und dem Speicher wird erreicht, daß die Hilfskraft auch bei drucklosem Speicher wirksam werden kann.

Hydraulische Hilfskraftlenkung,
insbesondere für Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Alfred Teves Maschinen- und

Armaturenfabrik Kommandit-Gesellschaft, Frankfurt/M., Rebstöcker Str. 41-53

Dipl.-Phys. Fritz Ostwald, Heppenheim (a. d. Bergstraße), ist als Erfinder genannt worden

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird an Hand dieser beschrieben. Dabei zeigt

Abb. 1 ein Schema der hydraulischen Hilfskraftlenkung,

Abb. 2 den in einem Gehäuse befindlichen, die Verschiebung der Lenkspindel auf den Schieber des Steuerventils übertragenden Zwischenhebel,

Abb. 3 einen Schnitt durch das S teuer aggregat.

In Abb. 1 ist der Aufbau der Hilfskraftlenkung im Schema dargestellt. Die Lenksäule ist mit 1, das Gehäuse des Übertragungshebels mit 2 und das S teuer aggregat mit 3 bezeichnet. An das Gehäuse des Zwischenhebels schließt sich das Lenkgetriebe 4 an, das über die Fingerhebelwelle 5 mit dem Lenkstockhebel 6 in Verbindung steht, an dem die Kolbenstange 8 des Arbeitskolbens 9 des am Fahrzeugrahmen 10 schwenkbar angeordneten Arbeitszylinders 15 sowie die Schubstange 11 angelenkt sind. Der Zylinder ist mit durchgehender Kolbenstange ausgeführt, so daß der Kolben gleich große Flächen, auf beiden Seiten aufweist. Von dem Steueraggregat 3 führen Leitungen zu dem Behälter 12 und der Pumpe 13, dem Speicher 14 sowie zu dem Arbeitszylinder 15.

Das S teuer aggregat nach Abb. 3 besteht aus einem Mengenregelungsventil 33, Speicherladeventil 24 und Steuerventil 22. Das von der Pumpe 13 kommende Druckmittel tritt bei 20 in das Gehäuse 3 ein, wird über Leitung 21 dem Steuerventil 22 zugeführt und von da aus über die Rücklaufleitung 23 und das Speicherladeventil 24 sowie Leitung 25 dem Behälter 12. In dar Zulaufleitung 21 ist ein Rückschlagventil 26 angeordnet, das verhindfert, daß bei Ausfall der Pumpe eine Entleerung des Speichers über die¹ Pumpe stattfinden kann.

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Das Speicherladeventil 24 verbindet den Rücklauf 23 einmal, wie schon beschrieben, mit der zu dem Behälter 12 führenden Leitung 25 und zum anderen über die Leitung 27 über das Mengenregelungsventil 33 mit dem Speicher 14. Das Ladeventil bewirkt, daß nach Anlaufen der Pumpe 13 zuerst das Druckmittel dem Speicher 14 zwecks Aufladung zugeführt wird und erst nach Erreichen eines bestimmten Speicherdruckes der Rücklauf 23 auf den Behälter 12 umge-

Der bei Inbetriebnahme der Pumpe entstehende Druckmittelfluß durchströmt zunächst das Rückschlagventil 26, dann das Steuerventil 22 und schließlich das Speicherladeventil 24. Hier wird das in der 5 zu dem Speicher 14 führenden Leitung 27 eingeschaltete Schieberventil 31 gegen die dieses belastende Feder 62 verschoben und damit der Durchfluß zu dem Speicher 14 freigegeben. Während dieses Vorganges besteht also bereits die Möglichkeit, mittels Pumpen

schaltet wird. Das Speicherladeventil 24 besteht aus io drucks nur hydraulische Hilfskraft zum Lenken aneinem unter Wirkung einer starken Feder 61 stehenden zuwenden. Das Aufladen des Speichers 14 erfolgt so Ventilkörper 28, der mit zwei kegeligen Ventilflächen lange, bis der im Speicher 14 entstehende und auf das 29 und 30 ausgestattet .ist.- Der Sitz der Ventilfläche Ladeventil 24 wirkende Druck größer ist als der 29 wird von dem Gehäuse gebildet, während der Sitz Druck der starken Feder 61, mit dem das Ladeventil der Ventilfläche 30 von einem als unter Wirkung 15 24 die Verbindung zu dem Behälter 12 unterbricht, einer Feder 62 stehenden Schieber 31 ausgeführten Nach Erreichen dieses Druckes wird der Ventil-Ventilglied gebildet wird, das in der zu dem Speicher körper 28 des Ladeventils 24 von seinem vom Gehäuse führenden Leitung 27 eingeschaltet ist. Entgegen der gebildeten Sitz abgehoben, ebenso der Ventilteller 32 Durchflußrichtung des Druckmittels zu dem Behälter von dem Ventilkörper 28, so daß das Druckmittel 12 hin wirkt auf das Ladeventil 24 ein federbelasteter 20 unter geringem Druckverlust zum Behälter 12 zurück-Ventilteller 32. fließen kann. Erfolgt eine Lenkradumdrehung, so

wird der Steuerschieber 58 des Lenkradventils 22 verschoben, wobei in bekannter Weise der Rücklauf des umlaufenden Druckmittels zu dem Behälter 12 ge-

Wirkung einer Feder 34 stehenden Stufenkolben 35, 25 drosselt wird, so daß sich je nach dem Lenkwiderder an seiner kleineren Stirnfläche mit einer Drossel- stand auf der entsprechenden Zylinderseite ein die

Hilfskraft erzeugender Druck aufbaut. Reicht infolge zu geringer Pumpenfördermenge oder stillstehender Pumpe 13 die zur Umsteuerung des Umsehen, so daß die andere Stirnfläche des Kolbens von 30 laufdruckmittels erforderliche Verschiebung des dem jeweiligen Speicherdruck beaufschlagt wird. Schiebers 58 des Steuerventils 22 nicht aus, um die Das Mengenregelungsventil 33 kann durch Änderung gewünschte Lenkunterstützung zu erhalten, so genügt der Vorspannung der Feder 34 auf beliebige Durch- eine geringfügige weitere Verschiebung, um den flußwerte eingestellt werden. Durch die Anordnung Arbeitszylinder bzw. um die Zylinderanschlußdes Mengenregelungsventils wird eine plötzliche 35 leitungen 45, 46 über den in dem Schieber verlau-Speicherentladung in den Arbeitszylinder und damit fenden Kanal 41 und die entsprechenden Nuten 39 eine zu schnelle Lenkbewegung verhindert. oder 40 mit der unter Speicherdruck stehenden Lei-

Der in an sich bekannter Weise ausgebildete tung 37 zu verbinden, womit eine speichergespeiste Steuerschieber 58 ist mit zwei weiteren, die Verbin- Lenkunterstützung entsteht. Die Einschaltung des dung zu dem Speicher 14 steuernden Nuten 39 und 40 Speichers 14 kann entweder gleichzeitig mit der Um-40 versehen, die über eine in dem Schieber 58 ver- steuerung des umlaufenden Flüssigkeitsstromes erlaufende Verbindungsleitung 41 mit der Steuernut 42 folgen oder später. Da die Einschaltung des Speichers verbunden ist. Die Nuten 39 und 40 sind dabei der- 14 in Abhängigkeit vom Steuerschieberweg erfolgt, art angeordnet, daß in Schiebermittelstellung keine ist der Einschaltpunkt beliebig einstellbar, so' daß der Verbindung des Speichers mit dem Arbeitszylinder 45 Speicher 14 in jeder Stellung des Schieters 58 je besteht. Die beiden in bekannter Weise angeordneten nach Bemessung und Abstimmung der jeweiligen

In der Verbindungsleitung 27 vom Speicherladeventil 24 zum Speicher 14 ist ein Mengenregelungsventil 33 eingeschaltet. Dieses besteht aus einem unter

nadel 36 versehen ist, die in die Verbindungsleitung 37 vom Speicher 14 zu dem Steuerventil 22 eingreift. Der Stufenkolben ist mit einer Durchbohrung 38 ver-

Steuernuten 43 und 44 sind mit der Rücklaufleitung 23 verbunden. Die zu dem Arbeitszylinder führenden Leitungen sind in der" Abbildung mit den Bezugszeichen 45 und 46 versehen.

Der Schieber ist an seinem Ende 58 β mit dem Zwischenhebel 47 gelenkig verbunden, während sein anderes, verjüngtes Ende 58 b in eine durch eine Trennwand 48 zwei gegeneinander abgedichtete

Steuerkanten eingeschaltet werden kann. Hierdurch
ergibt sich z. B. die Möglichkeit, Pumpen mit kleinerer
als bei maximaler Aussteuerung notwendiger Förder-50 menge zu \'erwenden und bei vollkommener Aussteuerung, die nur selten vorkommt, den Speicher
zur Deckung des Bedarfs heranzuziehen.

In der Rücklaufleitung vom Steuerventil zum
Speicherladeventil können noch Anschlüsse für

Räume 49 und 50 bildende Büchse hineinragt, die ab- 55 andere Hilfsaggregate vorgesehen werden, die somit dichtend über ein Zwischenstück von einem Spreng- mit dem Steuerventil in Reihe geschaltet sind. Dazu ring 52 in dem Gehäuse gehalten wird. An dem Ende
58 b des Schiebers ist ein Bund 53 angeordnet, der

mittels eines Sprengringes 54 auf dem Schieberende

ist die Rücklaufleitung bei 65 unterbrochen; die beiden gestrichelten Kreise stellen die Anschlußleitungen dar. Diese anderen Hilfsaggregate können, gehalten ist. Die Ringfläche des Bundes 53 ist mit 60 genau wie der Gegenstand nach der Erfindung, der Ringfläche 55 des Schiebers 58 flächengleich. ebenfalls mit einer Verbindungsleitung zum Speicher Diese beiden Ringflächen wirken als Rückstellfläehen " ' ~

und stützen sich über in den Räumen 49 und 50 angeordnete Scheiben 59, 60 und Federn 56 und 57 an

und einer Speicherzuschaltung versehen sein. Eine gleichzeitige Betätigung mehrerer Hilfsaggregate bei Druckmittelumlauf ist dadurch möglich, daß in der der Zwischenwand 48 der Büchse 51 ab. Es ist dabei 65 gezeichneten Anordnung die Kraftwirkung am Arbeitstier Raum 49 mit der zu dem Zylinder 15 führenden zylinder nur differenzdruck-, aber nicht absolutdruck-Leitung46 und der Raum 50 mit der Leitung 45 ver- abhängig ist. so daß sich die Betriebsdrücke verschiebunden. Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß die dener hintereinandergeschalteter Aggregate addieren, Kraftwirkung am Arbeitszylinder nur differenzdruck- also ihre Funktion nicht gegenseitig voneinander und nicht absolutdruckabhängig ist. 70 abhängt.

In der Zeichnung sind das Ladeventil, Mengenregelungsventil und Steuerventil baulich zu einem Block vereinigt. Selbstverständlich können die einzelnen Ventile auch getrennt voneinander angeordnet werden.

Ebenso besteht die Möglichkeit, eine Umschaltung der Hydraulik in der Weise vorzusehen, daß das Ladeventil zwischen Pumpe und Speicher angeordnet wird und erst nach Füllung des Speichers auf Umlauf schaltet, indem dann die übliche Hilfskraftlenkung eingeschaltet wird. Bei dieser Anordnung kann auf die Ausführung des Arbeitszylinders mit gleichen Kolbenflächen verzichtet werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem in den Flüssigkeitskreislauf einer Pumpe eingeschalteten, die Hilfskraft steuernden Ventil, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein Druckspeicher (14) an den Flüssigkeitskreis der Pumpe (13) angeschlossen ist, der in Abhängigkeit von dem Steuerschieberweg zugeschaltet wird.

2. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (22) in Reibe mit einem an sich bekannten Speicherladeventil (24) in den Pumpenkreislauf eingeschaltet ist.

3. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (22) zwischen der Pumpe und dem Speicher (14) bzw. dem Speicherladeventil angeordnet ist.

4. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in an sich be-.

kannter Weise ausgebildete Schieber (58) mit zwei weiteren, die Verbindung zu dem Speicher (14) steuernden Nuten (39 und 40) versehen ist, die über eine in dem Schieber (58) verlaufende Verbindungsleitung (41) bzw. -leitungen mit der mit der Zulaufleitung (21) verbundenen Schiebernut (42) bzw. einer der mit den Zylinderräumen verbundenen Steuernuten des Schiebers (58) in Verbindung stehen und wobei die Steuernuten (39 und 40) des Schiebers so angeordnet sind, daß der Speicher (14) in Schiebermittelstellung nicht mit dem Arbeitszylinder (15) verbunden ist.

5. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der dien Speicher (14) mit dem Steuerventil (22) verbindenden Leitung (37) ein in Abhängigkeit vom Speicherdrück arbeitendes Mengenregelungsventil· (33) angeordnet ist.

6. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenregelungsventil (33) aus einem federbelasteten Stufenkolben; (35) mit einer in die Abfluß leitung (37) des Speichers (14) eingreifenden Drosselnadel (36) besteht, wobei der Stufenkolben (35) entgegen der Federkraft von dem jeweiligen Steuerdruck über eine axial verlaufende Kolbendurchbohrung (38) beaufschlagt wird.

7. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckmittelzuleitung (20) von der Pumpe (13) her ein Rückschlagventil (26) angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 104 479;
britische Patentschriften Nr. 570 202, 662 724.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 845/315 12.