DE1133642B - Druckmittelsteuereinrichtung fuer Hilfskraftlenkungen, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents
Druckmittelsteuereinrichtung fuer Hilfskraftlenkungen, insbesondere fuer KraftfahrzeugeInfo
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
- B62D5/08—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by type of steering valve used
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Description
Die Erfindung betrifft eine Druckmittelsteuereinrichtung für Hilfskraftlenkungen, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, mit einem aus zwei Teilen bestehenden, durch federnd nachgiebige Mittel verbundenen
Lenkorgan, dessen einer Teil mit dem Lenkhandrad und dessen anderer Teil mit der Lenkschnecke zusammengeschlossen
ist, und mit in einem der Teile des Lenkorgans· vorhandenen Druckmittelsteuer- und
Rückwirkungskolben.
Es sind bereits Lenkeinrichtungen der genannten *°
Art bekannt, welche eine aus Primär- und Sekundärteil bestehende Lenkspindel aufweisen, die über Druckfedern
nachgiebig verbunden sind, wobei die Teile der Lenkspindel zur Längsachse außermittige Steuer- und
Reaktionskolben enthalten.
Es sind weiterhin Lenkeinrichtungen bekannt, deren Druckmittelsteuerung aus zwei konzentrisch zueinander
angeordneten und relativ gegeneinander drehbaren Steuerbüchsen besteht, die unter der Wirkung
eines verdrehweichen Gliedes stehen.
Die bekannten Einrichtungen erfordern zum Erzielen einer am Lenkhandrad spürbaren Reaktionskraft
neben den Druckmittelsteuergliedem noch Reaktionskolben, die in nach außen abzudichtenden und gegeneinander
abgeschlossenen Kammern liegen, welche je mit dem entsprechenden Zylinderraum in Verbindung
stehen. Auch arbeiten die Steuer- und Rückwirkungskolben der bekannten Lenkungen gegen Druckfedern
und weisen eine verhältnismäßig große Anzahl von Übertragungsgliedern mit einer entsprechenden Anzahl
von Reibstellen auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lenkeinrichtung mit wesentlich vereinfachtem Aufbau und geringem
Raumbedarf sowie Herabsetzung der Reibung in der Druckmittelsteuereinrichtung zu schaffen. Demgemäß
besteht die Erfindung in der Kombination folgender, einzeln an sich bekannter Merkmale:
a) Quer zur Längsachse der Lenkeinrichtung und zu dieser außermittig sind die Steuer- und Rückwirkungskolben
angeordnet.
b) Die beiden Teile des Lenkorgans sind mittels eines verdrehweichen Gliedes verbunden, und
die Steuer- bzw. Rückwirkungskolben sind frei verschieblich in einem der Teile des Lenkorgans
angeordnet.
c) An dem anderen der Teile des Lenkorgans sind unmittelbar in Ausnehmungen an den Steuerkolben
eingreifende Finger für deren gleichzeitige gegenläufige Mitnahme je in beiden Verstellrichtungen
vorgesehen.
Druckmittelsteuereinrichtung
für Hilfskraftlenkungen,
insbesondere für Kraftfahrzeuge
insbesondere für Kraftfahrzeuge
Anmelder:
Zahnradfabrik Friedrichshafen
Aktiengesellschaft, Friedrichshafen
Aktiengesellschaft, Friedrichshafen
Erich Jablonsky, Schwäbisch Gmünd,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß sämtliche Kolbenflächen der Steuerkolben in ein
und derselben, mit dem Druckmittelzulauf in Verbindung stehenden Zulaufringnut liegen.
Die Größe der Rückwirkung auf das Lenkrad kann durch Verändern der Abmessungen der kleineren Kolbenflächen
der Steuerkolben eingestellt werden. Damit wird auch der manuelle Kraftanteil an der Lenkung
verändert. Werden die beaufschlagbaren Flächen der Steuerkolben gleich groß ausgeführt, so ist eine Rückwirkungskraft
überhaupt nicht vorhanden. Dies ist z. B. bei Schleppern, Hubstaplern und ähnlichen Fahrzeugen
erwünscht. Es können daher die Steuerkolben mit den sie umschließenden Steuerbüchsen gegen
solche anderer Ausführung ausgetauscht werden, um jede Forderung bezüglich Rückwirkung und Straßengefühl
erfüllen zu können.
Die Hilfskraftlenkung nach der Erfindung kann vorteilhaft auch für Lenksäulen in geknickter Ausführung
verwendet werden, wobei die Lenkspindel mittels eines Kreuzgelenkes oder einer Gelenkkupplung
angeschlossen wird. Durch die direkte Übertragung der Lenkbewegung des Lenkrades auf die Steuerkolben
ohne Zwischenschalten von Übertragungsorganen ist der Aufbau einfacher und weniger störanfällig.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Druckmittelsteuereinrichtung und das Lenkgetriebe in einem in Längsrichtung geführten
Schnitt und
209 620/173
verbunden. Am unteren Ende des hülsenförmigen Teiles 47 sind radial nach außen gerichtete, einander
gegenüberliegende Vorsprünge 54 und 55 gebildet, an deren Enden in axialer Richtung verlaufende
5 Zapfen 56 bzw. 57 angebracht sind, welche Eingriffsfinger
58 bzw. 59 aufweisen.
In den verstärkten Teil 31 der Lenkschnecke 5 sind zur Längsachse der Lenkeinrichtung quer verlaufende
Bohrungen eingearbeitet, in welche Steuerbüchsen 65 und 66 fest eingesetzt sind (Fig. 3). In den Steuerbüchsen
65 und 66 führen sich in beiden Richtungen verstellbare Steuerkolben 67 bzw. 68, in deren quer
zur Längsachse verlaufende Langlöcher 60 bzw. 61 die Finger 58 bzw. 59 der Lenkspindel 47 eingreifen.
Zur Verteilung des Drucköls auf die Steuerkolben ist ein Ringraum74 vorgesehen, in welchem die vom
Druckerzeuger kommende Druckmittelzuführungsleitung 78 mündet. Die Steuerkolben 67 und 68 weisen
je drei Kolbenteile 80, 81 und 82 bzw. 83, 84 und 85
Fig. 2 in einem Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 1;
Fig. 3 zeigt die Druckmittelsteuereinrichtung in einem quer zur Längsachse verlaufenden Schnitt nach
der Linie III-III der Fig. 2 und
Fig. 4 das Lenkgetriebe in einem quer zur Längsachse geführten Schnitt nach der Linie IV-IV der
Fig. 3.
In den Fig. 1 bis 4 ist eine Ausführungsform einer Hilfskraftlenkeinrichtung dargestellt, bei welcher beispielsweise
die Lenkmutter gleichzeitig als Hilfskraftkolben und das Lenkgetriebegehäuse als Druckmittelzylinder
ausgebildet sind.
Das Lenkgetriebegehäuse 1 nimmt die axial in beiden Richtungen verschiebbare Lenkmutter 2 auf,
die vermittels zweier umlaufender Kugelketten 3 und 4 auf der Lenkschnecke 5 gelagert ist. Durch den Kolbenteil
6 der Lenkmutter 2 sind im Lenkgetriebegehäuse 1 Zylinderräume 8 und 9 gebildet, die über
Verbindungskanäle mit den Steuemuten einer später 20 mit Steuerkanten auf, die mit entsprechenden Steuernoch
beschriebenen Druckmittelsteuereinrichtung und kanten an der Steuerbüchse 65 bzw. 66
dem Druckerzeuger, entsprechend der Richtung des
Lenkeinschlages, wechselweise in Verbindung gebracht werden können. Zu beiden Seiten der Lenkmutter 2 sind mit dieser vereinigte Zahnstangenteile 25
vorgesehen (nicht dargestellt), welche in Zahnsegmente
12 und 13 der Lenkwelle 14 dauernd eingreifen. Letztere trägt an ihrem freien Ende den Lenkstockhebel,
der über das Lenkgestänge auf die zu lenkenden Fahrzeugräder einwirkt. 30
Lenkeinschlages, wechselweise in Verbindung gebracht werden können. Zu beiden Seiten der Lenkmutter 2 sind mit dieser vereinigte Zahnstangenteile 25
vorgesehen (nicht dargestellt), welche in Zahnsegmente
12 und 13 der Lenkwelle 14 dauernd eingreifen. Letztere trägt an ihrem freien Ende den Lenkstockhebel,
der über das Lenkgestänge auf die zu lenkenden Fahrzeugräder einwirkt. 30
Eine im Lenkgetriebegehäuse 1 drehbare Exzenterwelle 25 und eine auf dieser gelagerte Andrückrolle 26
erlauben das Einstellen eines spielfreien Eingriffs zwischen
den Zahnstangen und den Zahnsegmenten 12 und 13. Die Rolle 26 läuft hierbei mit ihrer Mantelfläche
auf einer an der Lenkmutter 2 gebildeten Fläche 27 und wird durch entsprechende Drehung der Exzenterwelle
gegen diese angedrückt.
Am oberen Ende der Lenkschnecke 5 ist ein im
Durchmesser verstärkter Teil 31 gebildet, welcher in 40 der Durchlässe 123 bzw. 124 sowie des Ringraumes
einen hülsenähnlichen Teil 32 übergeht. Die Lenk- 126 eine Verbindung hergestellt, die eine Rückführung
schnecke 5 führt sich frei drehbar in einem an das Lenkgetriebegehäuse 1 unter Vermittlung eines
Flanschteiles 33 angeschlossenen Gehäuse 34. Die auf die Lenkschnecke 5 wirkenden axialen Kräfte werden
durch je ein Axialnadellager 36 und Axialkugellager 37 aufgenommen, wobei das Lager 37 gleichzeitig zur
radialen Zentrierung der Lenkschnecke 5 dient. Die Lenkschnecke 5 stützt sich hierbei in der einen axialen
Richtung über die als Lagernadeln ausgebildeten Wälzkörper 36 und einen Laufring 39 gegen den
Flanschteil 33 ab, während sie sich in der anderen Richtung über einen Innenlaufring 42, die Wälzkörper
37 sowie den Außenlaufring 44 gegen das Gehäuse 34
55 an der Steuerbüchse 65 bzw. 66 zusammenarbeiten und zwischen welchen Steuerschlitze 93 und
94 bzw. 95 und 96 gebildet sind. Vermittels der zwischen den Kolbenteilen vorhandenen Verjüngten Teile
und der in die Steuerbüchse 65 und 66 eingearbeiteten Ringnuten sind Ringräume 98, 99 und 100 bzw. 101,
102 und 103 gebildet. Die Ringräume 98 und 101 sind mittels einer Bohrung 104 bzw. 105 und 106 bzw. 107
mit der Ringnut 108 bzw. 109 verbunden, die ihrerseits über die Kanäle 110 bzw. 111 (Fig. 3) in den
Zylinderraum 8 bzw. 9 vor den doppeltwirkenden Hilfskraftkolben 2 mündet. An die Ringräume 100
und 103 ist eine weitere Bohrung 115 bzw. 116 angeschlossen, welche über Bohrungen 117 bzw. 118
gleichfalls mit der Ringnut 108 bzw. 109 und demzufolge
auch mit dem Zylinderraum 8 bzw. 9 in Verbindung steht. Zwischen dem Ringraum 99 bzw. 102
und der Druckmittekücklaufnut 127 ist vermittels der
Öffnung 120 bzw. 121 in der Büchse 67 bzw. 68 und
abstützt. Diese Art der Lagerung gestattet geringe Pendelausschläge der Lenkschnecke am Kugelumlaufteil,
so daß eine Nachstellung mit Hilfe der Andrückrolle 26 möglich ist.
Der Innenlaufring 42 dient gleichzeitig als Laufring für den vermittels Nadeln 45 in der Lenkschnecke 5
gelagerten, mit der das Lenkhandrad tragenden Lenkspindel fest verbundenen Teil 47. Letzterer ist rohrförmig
ausgebildet und nimmt in seinem Inneren einen Torsionsstab 50 auf, der mittels eines Stiftes 51 mit
seinem oberen Ende mit dem hülsenförmigen Teil 47 fest verbunden ist. Das untere Ende des Torsionsstabes
50 ragt in eine Bohrung der Lenkschnecke 5 hinein und ist vermittels eines Stiftes 53 mit dieser fest
60 des Druckmittels in einen Vorratsbehälter ermöglicht.
Die wirksamen Kolbenflächen 128 und 129 der Steuerkolben 67 bzw. 68 sind bei Ausführung mit hydraulischer
Rückwirkung um einen bestimmten Betrag größer als deren Gegenkolbenflächen 130 bzw. 131
bemessen, wobei durch den unteren verjüngten Teil des Steuerkolbens 67 bzw. 68 eine Differenzkolbenfläche
133 bzw. 134 gebildet ist.
Es kann aber auch wahlweise der Kolben 67 bzw. 68 mit gleichen Kolbenflächen ausgebildet werden,
wenn eine Reaktionskraft am Lenkrad nicht erwünscht ist, z. B. bei Hubstaplern und anderen Fahrzeugen, die
kein Straßengefühl erfordern. Aber auch dann können die Kolbenflächen gleich sein, wenn man eine Reaktionskraft
am Lenkrad dadurch erzeugt, daß man mit Hilfe besonders abgefaster Steuerkanten die Hilfskraft
über die Dosierung der Ölmenge im Verhältnis zur Lenkkraft abstimmen kann.
Die Wirkungsweise der vorbeschriebenen Einrichtung ist wie nachfolgend beschrieben:
Wird die Lenkspindel 47 in der einen oder anderen
Richtung gedreht und wirkt dieser Drehbewegung ein Widerstand von der Straße über die Fahrzeugräder
entgegen, so wird der Drehstab 50 in bekannter Weise verdreht, und zwar um so mehr, je größer der Widerstand
von den Fahrzeugrädern wirkt. Durch eine solche Verdrehung wird eine Relativbewegung zwi-
sehen dem unteren Ende der Lenkspindel 47 und der
Lenkschnecke 5 bzw. der mit dieser vereinigten Teile 31 und 32 hervorgerufen. Mittels dieser Relativdrehung
erfahren die in der Zeichnung in Neutralstellung befindlichen Steuerkolben 67 und 68 durch
die in die Langlöcher 60 bzw. 61 eingreifenden Finger 58 bzw. 59 eine gegenläufige Verstellung in Richtung
ihrer Längsachsen.
Wird die Lenkspindel 47 beispielsweise entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so wird der Steuerkolben
67 nach unten und in der gleichen Weise der Steuerkolben 68 nach oben verstellt, wobei hier unter dem
Begriff unten bzw. oben die Verstellrichtung gemäß der Zeichnung verstanden werden soll (Fig. 3). Eine
solche Verstellung des Steuerkolbens 68 hat zur Folge, daß der Ringraum 103 durch Schließen des Steuerschlitzes
96 gegen den Ringraum 74 abgeschlossen und der Steuerschlitz 94 zwischen dem Ringraum 101 und
102 weiter geöffnet wird. In den Ringraum 103 kann somit vom Zulauf 74 kein Druckmittel mehr zufließen,
während über die mit dem Zylinderraum 9 in Verbindung stehende Bohrung 105 die Ringräume 101
und 102 sowie die Öffnung 121 das Druckmittel zum Ringraum 126 und damit zur Rücklaufnut 127 abströmen
kann, so daß der Ölablaß des Zylinderraumes 9 geöffnet wird.
Da die wirksamen Kolbenflächen 129 und 131 des Steuerkolbens 68 unterschiedliche Abmessungen aufweisen,
wirkt auf den Steuerkolben nunmehr eine Kraft im Verhältnis der Differenz der Kolbenflächen
129 und 131, welche der Verstellung des Steuerkolbens 68 und der Verstellung der Lenkspindel 47 entgegenwirkt,
so daß eine anteilige Handkraft am Lenkhandrad spürbar gemacht wird.
Der Steuerkolben 67 wird, wie bereits ausgeführt, bei einer Drehung der Lenkspindel 47 entgegen dem
Sinne des Uhrzeigers nach unten, d. h. in einer der Verstellung des Steuerkolbens 68 entgegengesetzten
Richtung verstellt, wodurch ein Schließen des Steuerschlitzes 93 und ein Erweitern des Steuerschlitzes 95
bewirkt wird. Die Verbindung zwischen dem Zylinderraum 8 und der Rücklaufnut 127 über den Kanal 110,
die Bohrung 104 und den Ringraum 98 ist somit unterbrochen, während das Druckmittel von der Zulaufnut
74 in den Ringraum 100 einströmen kann. Über die Bohrung 115 und den Kanal 110 wird das Druckmittel
zum Zylinderraum 8 geführt und eine Beaufschlagung des Hilfskraftkolbens 2, 6 bewirkt. Da im
Ringraum 100 und in der Zulaufnut 74 der gleiche Druck des Druckmittels herrscht, sind infolge der hier
wirksamen Differenzkolbenfläche 133 die Kolbenflächen beider Kolbenseiten gleich groß, so daß der
Kolben 67 in bezug auf die Rückwirkung auf die Lenkspindel druckneutral bleibt. Die Wirkungsweise
bei einem Lenkeinschlag in entgegengesetzter Riehtung ist sinngemäß die gleiche, wobei die Steuerkolben
in entgegengesetzter Richtung arbeiten.
Die Durchlässe 123 und 124 sind um einen bestimmten Betrag größer ausgeführt als die Zapfen 56
und 57, so daß die Zapfen eine gewisse für die ReIativbewegung der Teile 47 und 5 notwendige Bewegungsfreiheit
haben. Die Durchlässe 123 und 124 sind dabei so bemessen, daß durch sie gleichzeitig eine
Begrenzung des Verdrehweges des Drehstabes erzielt ist. Gleichzeitig ist durch diese Anschläge eine positive
Verbindung zwischen der Lenkspindel 47 und der Lenkschnecke 5 nach Zurücklegen eines bestimmten
Verdrehweges des Torsionsstabes 50 herstellbar, so daß die Lenkung des Fahrzeuges auch ohne Hilfskraft
rein manuell erfolgen kann.
Claims (6)
1. Druckmittelsteuereinrichtung für Hilfskraftlenkungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit
einem aus zwei Teilen bestehenden, durch federnd nachgiebige Mittel verbundenen Lenkorgan,
dessen einer Teil mit dem Lenkhandrad und dessen zweiter Teil mit der Lenkschnecke
zusammengeschlossen ist, und mit in einem der Teile des Lenkorgans vorhandenen Druckmittelsteuer-
und Rückwirkungskolben, gekennzeichnet durch die Kombination folgender, einzeln an sich
bekannter Merkmale:
a) quer zur Längsachse der Lenkeinrichtung und zu dieser außermittig sind die Steuer- und
Rückwirkungskolben (67 und 68) angeordnet;
b) die beiden Teile (47 und 5, 31, 32) des Lenkorgans sind mittels eines verdrehweichen
Gliedes (50) verbunden, und die Steuer- bzw. Rückwirkungskolben (67 und 68) sind frei
verschieblich in einem der Teile des Lenkorgans angeordnet;
c) an dem anderen der Teile des Lenkorgans sind unmittelbar in Ausnehmungen an den
Steuerkolben (67 und 68) eingreifende Finger (58 und 59) für deren gleichzeitige gegenläufige
Mitnahme je in beiden Verstellrichtungen vorgesehen.
2. Druckmittelsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Druckmittelsteuerkolben (67 und 68) zum Erzielen einer Reaktionskraft als Stufenkolben mit
vom Druckmittel des Zulaufes beaufschlagbaren Kolbenflächen (128 und 130 bzw. 129 und 131)
ausgebildet sind und daß an den Kolbenteilen kleineren Durchmessers (130 bzw. 131) Differenzkolbenflächen
(133 bzw. 134) gebildet sind, die in durch Verstellen des Steuerkolbens aus der
Neutrallage in einer Richtung abschließbaren Kammern (100 bzw. 103) liegen.
3. Druckmittelsteuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
durch Abschließen des Ringraumes (100 bzw. 103) die Kolbenfläche (133 bzw. 134) unwirksam
und eine Flächendifferenz zwischen den Kolbenflächen (128 und 130 bzw. 129 und 131) gebildet
wird, durch die am Steuerkolben (67 bzw. 68) eine dessen Verstellbewegung entgegengerichtete
Reaktionskraft wirksam wird.
4. Druckmittelsteuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
sämtliche Kolbenflächen (128 und 130 bzw. 129 und 131) der Steuerkolben in ein und derselben
mit dem Druckmittelzulauf (78) in Verbindung stehenden Zulaufringnut (74) liegen.
5. Druckmittelsteuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die geringer bemessenen Kolbenflächen (130 und 131) der Steuerkolben (67 und 68) auf ein und
derselben Kolbenseite liegen.
6. Druckmittelsteuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Finger (58 und 59) des oberen Lenkspindel-
teiles (47) durch an dem unteren Lenkspindelteil (5) gebildete erweiterte Durchbrüche (123 und
124) hindurchgreifen und daß diese gleichzeitig als an sich bekannte Begrenzungsanschläge für
die Finger (58 und 59) ausgebildet sind.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 956 201, 945 553,
507, 942248, 940 094;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1 054 859,1053 332, 817,1 040 392,1004 056,1003 610,1001132.
deutsche Auslegeschriften Nr. 1 054 859,1053 332, 817,1 040 392,1004 056,1003 610,1001132.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEZ7859A DE1133642B (de) | 1960-03-10 | 1960-03-10 | Druckmittelsteuereinrichtung fuer Hilfskraftlenkungen, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEZ7859A DE1133642B (de) | 1960-03-10 | 1960-03-10 | Druckmittelsteuereinrichtung fuer Hilfskraftlenkungen, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge |
LU40288 | 1961-06-20 | ||
DEZ11451A DE1233738B (de) | 1961-06-20 | 1965-04-03 | Druckmittelsteuereinrichtung fuer Hilfskraft-lenkungen, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1133642B true DE1133642B (de) | 1962-07-19 |
Family
ID=27213505
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEZ7859A Pending DE1133642B (de) | 1960-03-10 | 1960-03-10 | Druckmittelsteuereinrichtung fuer Hilfskraftlenkungen, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
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