DE1166637B - Durch Hilfskraft unterstuetzte Lenkeinrichtung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B62d

Deutsche Kl.: 63 c - 47

Nummer: 1166 637

Aktenzeichen: Z 8592II / 63 c

Anmeldetag: 4. März 1961

Auslegetag: 26. März 1964

Gegenstand des nicht vorveröffentlichten Hauptpatents 1104 837 ist eine durch Hilfskraft unterstützte Lenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem durch ein Druckmittel beaufschlagbaren Kolben, bei der die Hilfskraft in den Endstellungen des Servokolbens selbsttätig abgeschaltet wird und die Abschaltstellung durch einstellbare Anschläge an eine beliebige Stelle des Kolbenhubes verlegbar ist und die Hilfskraft jeweils nur der wirksamen Druckseite abgeschaltet wird.

Hierdurch wird der Abschaltpunkt für die Servokraft unabhängig von den Endpunkten der Kolbenbewegung gemacht. Dadurch können gewisse Bautoleranzen bei der Herstellung des Fahrzeugs bzw. des Lenkgetriebes ausgeglichen werden, und die Lenkung kann rein manuell ohne Hilfskraft bis zum Anschlag der gelenkten Räder oder bis zu einem Anschlag im Lenkgetriebe weiterbewegt werden. Bei Einrichtungen der genannten Art wurde bisher im Gegensatz zum Gegenstand des Hauptpatents 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 Befestigungsteile zusätzlich sehr hoch beansprucht werden.

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung des Gegenstandes nach dem Hauptpatent 1104 837, nach dem die Abschaltstellung durch einstellbare Anschläge an eine beliebige Stelle des Kolbenhubes verlegbar ist.

Sie besteht darin, daß mittels der Abschalteinrichtung die Hilfskraft gleichzeitig beider Druckseiten des Servokolbens abschaltbar ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zwischen dem an die Druckmittelpumpe angeschlossenen Druckmittelzufluß der Druckmittelsteuerung bzw. des Servokolbens und dem Druckmittelrücklauf für jede Druckseite je ein durch ein Abschaltventil steuerbarer Durchfluß vorhanden ist.

Eine so gemäß der Erfindung ausgebildete Abschalteinrichtung gestattet einen wesentlich einfacheren Aufbau, da insbesondere die getrennten Verbindungsleitungen zu den Zylinderräumen und ein zweites Abschaltventil eingespart werden.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen einer Abschalteinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Abschalteinrichtung mit am Kraftkolben vorgesehenen Ventileinrichtungen und am Lenkgetriebegehäuse angebrachten Anschlägen, teilweise längsgeschnitten dargestellt;

Durch Hilfskraft unterstützte Lenkeinrichtung,
insbesondere für Kraftfahrzeuge

Zusatz zum Patent: 1 104 837

Anmelder:

Zahnradfabrik Friedrichshafen

Aktiengesellschaft, Friedrichshafen

Als Erfinder benannt:

Erich Jablonsky, Schwäbisch Gmünd

F i g. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie Π-Π der Fig.l;

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den Servokolben und die Druckmittelsteuerung nach der Linie III-IIIderFig. 2;

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Abschalteinrichtung in einem teilweisen Längsschnitt; Fig. 5 zeigt in einem Ausschnitt aus Fig. 2 Einzelheiten der Ventileinrichtung.

In den Fig. 1 bis 5 ist beispielsweise eine allgemein als Spindellenkung bezeichnete Hilfskraftlenkeinrichtung gezeigt, bei der der Servokolben konzentrisch zur Lenkschnecke angeordnet ist und über eine innerhalb des Kolbens angeordnete und mit der Lenkschnecke im Eingriff stehende Lenkmutter verstellt wird. Die erfindungsgemäße Abschalteinrichtung ist jedoch auch bei anders aufgebauten Hilfskraftlenkungen verwendbar.

In Fig. 1 und 2 ist mit 2 das als Zylinder dienende Lenkgetriebegehäuse bezeichnet. Im Zylinder 2 ist ein doppeltwirkender Servokolben vorhanden, der aus zwei miteinander fest verbundenen Kolbenteilen 4 und 5 besteht, wobei vor den Kolbenteilen die Zylinderräume 6 und 7 gebildet sind. Letzteren wird das von einer Pumpe geförderte Druckmittel über eine in F i g. 3 dargestellte Druckmittelsteuereinrichtung entsprechend der Lenkeinschlagsrichtung in bekannter Weise zugeleitet.

Zwischen den Kolbenteilen 4 und 5 ist ein ringförmiger Zuflußraum 9 gebildet, der über eine Zuflußleitung 10 und eine Zuflußöffnung 11 im Gehäuse 2 (Fig. 2) mit der hier nicht dargestellten Druckmittelpumpe in Verbindung steht. In diesen

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Zuflußraum 9 mündet, wie aus Fig. 3 ersichtlich, auch eine Verbindungsbohrung 12, über welche das Druckmittel der Druckmittelsteuereinrichtung zugeleitet wird. Das Verbindungsstück 14 der beiden Kolbenteile 4 und 5 nimmt je ein Abschaltventil 15 bzw. 15' auf, das zur Abschaltung der Hilfskraft gleichzeitig beider Kolbenseiten an einer beliebigen Stelle des Kolbenhubes dient. Zu diesem Zweck ist am Verbindungsstück 14 je ein sich axial entgegengesetzt erstreckender und mittels eines quer zur Längsachse des Kolbens gehaltenen Bolzens schwenkbarer Hebel 18 bzw. 18' angeordnet, der als Schaltglied ausgebildet ist.

Der Übersichtlichkeit halber ist im folgenden nur die eine der Abschalteinrichtungen beschrieben, da diese den gleichen Aufbau und die gleiche Wirkungsweise besitzen, wobei die eine Einrichtung in der einen und die zweite Einrichtung in der anderen Verstellrichtung des Servokolbens 4, 5 zur Wirkung gelangt. Die Teile der zweiten Abschalteinrichtung sind mit Bezugsziffern bezeichnet, die zur Unterscheidung mit Indizes versehen sind.

Der Hebel 18 hat eine Schaltfläche 19, die in Neutralstellung des Schaltgliedes 18, bezogen auf die axiale Richtung, von ihrer Lagerstelle aus ansteigenden Verlauf aufweist. Die Schaltfläche kann auch gekröpften Verlauf aufweisen, so daß Schaltflächen unterschiedlicher Neigung, bezogen auf die Längsachse des Kolbens, entstehen. In eine Bohrung 20 an einem vorspringenden Teil 21 des Verbindungsstückes 14 ist ein Zapfen 22 fest eingelassen, in dessen herausstehendem Ende ein Schlitz 23 zur seitlichen Führung des Schaltgliedes 18 eingearbeitet ist. Zwischen dem vorspringenden Teil 21 und dem Hebel 18 ist eine Druckfeder 25 vorhanden, die das Schaltglied 18 nachgiebig in Neutrallage hält. Um das Schaltglied 18 bzw. 18' nicht unmittelbar auf die Feder 25 bzw. 25' aufliegen zu lassen, ist zwischen der Feder und dem Schaltglied eine axial zu den Zapfen 22 bzw. 22' bewegliche Ringscheibe vorhanden. Am feststehenden, als Zylinder dienenden Gehäuse 2 ist ein in Richtung auf das Schaltglied 18 einstellbarer Anschlag 28 vorgesehen, dessen Stellglied 29, beispielsweise eine Stellschraube, mit der Schaltfläche 19 des Schaltgliedes 18 zusammenarbeitet. Die Stellschraube 29 ist in üblicher Weise durch eine Kontermutter 31 gegen unbeabsichtigtes Verstellen gesichert und der Zuflußraum 9 nach außen durch eine Dichtung 32 abgedichtet. Das Ende der Stellschraube 29 kann auch eine Rolle 34 tragen, welche auf die Schaltfläche 19 des Schaltgliedes 18 einwirkt.

An das freie Ende des Schaltgliedes 18 ist eine Stange 35 angelenkt, die an einen Ventilkolben 36 angeschlossen ist. Der Ventilkolben 36 ist in eine Zylinderbohrung des vorspringenden Teiles 21 axial beweglich eingesetzt und weist ein gegenüber den beiden Kolbenenden verjüngtes Teil auf, durch das ein Ringraum 37 gebildet ist. In diesen Ringraum mündet ein Kanal 40, der zum Zuflußraum 9 führt. Zur besseren Kenntlichmachung verläuft der Kanal in einem rechten Winkel, während er in Wirklichkeit senkrecht zur Zeichenebene vom Zuflußraum 9 zum Ringraum 37 führt. Die Zylinderbohrung weist eine Erweiterung 42 auf, durch die in Verbindung mit dem Ventilkolben 36 ein Ringraum gebildet ist. Wie in F i g. 2 zu erkennen ist, steht dieser Ringraum 42 über einen durch die Kolbenwandung in das Innere desselben führenden Kanal 43 sowie einen durch die Lenkmutter 52 hindurchgehenden Kanal 44 mit einer zentralen, in die Druckmittelrücklaufleitung (nicht dargestellt) mündenden Bohrung 59 (F i g. 3) in Verbindung. In Neutrallage des Ventilkolbens 36 ist der Ringraum 42 gegenüber dem Zuflußraum 9 abgegeschlossen.

F i g. 3 zeigt in einem Längsschnitt das Innere des Hilfskraftkolbens 4, 5. Die das Lenkhandrad tragende Lenkspindel ist mit 50 bezeichnet, die an ihrem unteren Ende die die Lenkmutter 52 verstellende Lenkschnecke 51 trägt. Die Lenkmutter 52 kann sich gegenüber dem Servokolben 4, 5 gegen Grenzkraftfedern axial in beiden Richtungen um das Steuerspiel verstellen. Über die entsprechenden Steuernuten der Druckmittelsteuerung 55 sowie die Kanäle 56 und 57 kann das Druckmittel in bekannter Weise den Zylinderräumen 6 bzw. 7 zugeleitet werden. Die Rücklaufnuten der Druckmittelsteuerung münden in einen zentralen Raum 58, der über eine durch die Lenkschnecke 51 geführte Bohrung 59 und eine öffnung 60 mit dem Druckmittelrücklauf in Verbindung steht.

Die Wirkungsweise der in F i g. 1 bis 3 dargestellten Abschalteinrichtungen 15 bzw. 15' ist wie folgt:

Wird beispielsweise der Servokolben 4, 5 durch

entsprechende Drehung des Lenkhandrades aus der in F i g. 1 und 2 dargestellten Neutralstellung nach rechts verstellt, so wirkt die mit der Schaltfläche 19 in Kontakt stehende Rolle 34 des Abschaltventils 15 auf das Schaltglied 18 ein, so daß der Ventilkolben 36 nach unten bewegt wird. Eine solche Verstellung des Ventilkolbens, entsprechend der Einstellung des Anschlages, bewirkt, daß der in den Zuflußraum 9 mündende Kanal 40 über den Ringraum 37 und den Ringraum 42 sowie die Kanäle 43 und 44 mit der zum Rücklauf führenden Bohrung 59 Verbindung erhält. Entsprechend der Stellung des Anschlages 28 kann somit die Abschaltung der Hilfskraft gleichzeitig beider Kolbenseiten an einer beliebigen Stelle des Kolbenhubes erfolgen. In der gleichen Weise erfolgt die Abschaltung der Hilfskraft beider Kolbenseiten bei einer Verstellung des Kraftkolbens von der Neutrallage aus nach links mit Hilfe des zweiten Abschaltventils 15' und des Schaltgliedes 18'.

In F i g. 4 und 5 ist im Gegensatz zu der in F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform nur ein Abschaltventil 65 und ein Anschlag zur Abschaltung der Hilfskraft gleichzeitig beider Druckseiten in jeder Verstellrichtung des Servokolbens vorgesehen.

In der Mitte des Verbindungsstückes 14 der Kolbenteile 4, 5 ist hier beispielsweise ein um einen Lagerbolzen 66 schwenkbarer Doppelhebel 67 gelagert, dessen beide Hebelarme 68 und 69 eine gleiche axiale Erstreckung in Richtung der Servokolbenbewegung aufweisen, wobei der Doppelhebel als Schaltglied für das Abschaltventil 65 dient. An den Hebelarmen 68 und 69 sind Schaltflächen 70 bzw. 71 gebildet, die gleichen ansteigenden Verlauf aufweisen. Gabelförmig ausgebildete Zapfen 73 und 74 am Servokolben 4, 5 dienen zur seitlichen Führung des Doppelhebels 67, wobei diesen zugeordnete und sich am Zwischenstück 14 abstützende und auf die Hebelarme 68 und 69 einwirkende Federn 75 bzw. 76 den Doppelhebel 67 in seiner Neutrallage halten. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen den Federn 75 und 76 und dem Schaltglied 68 bzw. 69 eine axial zu den Zapfen 73 bzw. 74 be-

wegliche Ringscheibe vorhanden. Am feststehenden Gehäuse 2 ist ein als Stellschraube 78 ausgebildeter und in einer gewünschten Stellung durch eine Kontermutter 77 arretierbarer Anschlag angeordnet, der mit den Schaltflächen 70 und 71 der Hebelarme 68 bzw. 69 zusammenarbeitet. An das Ende eines der Hebelarme 68 und 69 ist unter Vermittlung eine Stange 79 ein Ventilkolben 80 angelenkt, der zwei Kolbenteile 81 und 82 aufweist. In der Zylinderbohrung 83 sind zwei durch die Kolbenteile 81 und 82 abschließbare Ringnuten 84 und 85 eingearbeitet, die je über Bohrungen 86 und 88 bzw. 86' und 88' mit dem Druckmittelrücklauf 59, 60 (F i g. 3) in Verbindung stehen. Der durch die beiden Kolbenteile 81 und 82 gebildete Ringraum 89 führt über einen Verbindungskanal 90 zum Zulaufraum 9 der Druckmittelsteuereinrichtung 55 (F i g. 3).

Die Wirkungsweise ist dabei folgende: Wird der Servokolben 4, 5 beispielsweise nach rechts verstellt, so wird, je nach Einstelung der Stellschraube 78 mit Hilfe des Hebelarmes 68 der Ventilkolben 80 nach unten bewegt, wodurch der mit dem Druckmittelrückfluß 59, 60 über die Bohrungen 86 und 88 in Verbindung stehende Ringraum 85 mit dem Ringraum 89 und damit über den Verbindungskanal 90 bzw. mit dem Zulaufraum 9 zusammengeschlossen wird. Damit wird die Hilfskraft beider Druckseiten abgeschaltet, so daß beide Zylinderräume 6 und 7 drucklos werden. Bei einer Verstellung des Servokolbens 4, 5 in der entgegengesetzten Richtung, also nach links, läuft die Stellschraube 78 auf die Schaltfläche 71 des Hebelarmes 69 auf. Der Ventilkolben 80 wird dadurch nach oben bewegt und der an die Bohrung 86 bzw. 88 und damit an den Rücklauf 59, 60 angeschlossene Ringraum 84 erhält Verbindung mit dem Ringraum 89 und über den Verbindungskanal 90 mit dem Zulaufraum 9 der Druckmittelsteuerung. Die Hilfskraft beider Druckseiten läßt sich somit an einer beliebigen Stelle des Kolbenhubes in der einen sowie in der anderen Richtung abschalten und die Lenkung manuell bis an Endanschläge weiterbewegen.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Ventilbzw. Abschalteinrichtung ist insbesondere bei Lenkungen mit gleichen Lenkstockhebelausschlägen in beiden Lenkeinschlagsrichtungen vorteilhaft. Es ist jedoch auch denkbar, die Schaltschienen für jede Verstellrichtung des Kraftkolbens getrennt einstellbar zu machen, so daß die gezeigte Abschalteinrichtung auch bei Lenkungen mit ungleich großen Lenkhebelausschlagen verwendbar ist.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Durch Hilfskraft unterstützte Lenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem durch ein Druckmittel beaufschlagbaren Servokolben, bei der die Hilfskraft in den Endstellungen des Kolbens selbsttätig abgeschaltet wird, und die Abschaltstellung durch einstellbare Anschläge an eine beliebige Stelle des Kolbenhubes verlegbar ist, nach Patent 1104837, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Abschalteinrichtung die Hilfskraft gleichzeitig beider Druckseiten des Servokolbens abschaltbar ist.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem an die Druckmittelpumpe angeschlossenen Druckmittelzufluß der Druckmittelsteuerung (55) bzw. des Servokolbens (4, 5) und dem Druckmittelrücklauf (59, 60) für jede Druckseite (6 bzw. 7) je ein durch ein Abschaltventil (15 bzw. 15') steuerbarer Durchfluß (40, 43 und 44 bzw. 40', 43' und 44') vorhanden ist.

3. Lenkeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchfluß (40, 43 und 44 bzw. 40', 43' und 44') zwischen dem Zulaufraum (9) der Hilfskraftlenkeinrichtung und dem Druckmittelrücklauf (59, 60) vorgesehen ist.

4. Lenkeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abschaltung der Hilfskraft gleichzeitig beider Druckseiten ein bei der Verstellung des Servokolbens (4, 5) sowohl in der einen als auch in der entgegengesetzten Richtung durch Schaltglieder (68, 69; 78) betätigbares doppeltwirkendes Abschaltglied (65) vorhanden ist.

5. Lenkeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckmittelzulauf (9) und dem Druckmittelrücklauf (59, 60) ein durch das Abschaltventil (65) steuerbarer Kanal (90) vorgesehen ist.

6. Lenkeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Ventilkolbenteile (81 und 82) abschließbare, über Bohrungen (86 und 88 bzw. 86' und 88') je mit dem Druckmittelrückfluß (59, 60) der Zylinderräume (6 bzw. 7) in Verbindung stehende Ringnuten (84 bzw. 85) vorhanden sind, die je nach der Verstellrichtung des Ventilkolbens (80) wechselweise mit einem über einen Kanal (90) an den Druckmittelzulauf (9) angeschlossenen Ringkanal (89) in Verbindung treten können.

7. Lenkeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Servokolben (4, 5) ein um eine Achse (66) schwenkbarer Doppelhebel (67) mit als Schaltglieder dienenden, die Verstellung des Ventilkolbens (80) in der einen oder anderen Richtung bewirkenden Hebelarmen (68 und 69) angeordnet ist, deren ansteigende Schaltflächen (70 und 71) mit einem am feststehenden Gehäuse (2) verstellbar vorgesehenen Anschlag (78) zusammenarbeiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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