DE1912349U

DE1912349U - Servolenkeinrichtung fuer kraftfahrzeuge.

Info

Publication number: DE1912349U
Application number: DEO7573U
Authority: DE
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1964-04-11
Filing date: 1964-04-11
Publication date: 1965-03-18

Description

Gebrauchsmusteranmeldurig 8. Dezember 1964

Anmelderin: Adam Opel Aktiengesellschaft, Rüsselsheim/Hessen.

und Sc

',/■,; ,/ .... ,.,. ..-,,., qobötweniie« eingesehen we.

if!

,n den A- ■· ngesehen ween. Auf ^J

, .·. iv «s-'tt uLlidien Piuisefl qeiieför!
'■".'■ Servolenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge.

Die Neuerung bezieht sich auf eine Servolenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge, bei der ein die Handlenkung unterstützender hydraulisch betätigter Kolben über ein Steuerventil in Abhängigkeit von dem Lenkungswiderstand gesteuert wird.

Eine Lenkhilfe ist besonders erwünscht bei geringer Fahrgeschwindigkeit z.B. beim Hineinfahren des Wagens in Parklücken wie überhaupt bei allen Pahrzustcznden, bei denen ein erhöhter Lenkwiderstand auftritt. Die meisten Servolenkeinrichtungen sprechen auf den Lenkwiderstand unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit des Wagens an. Da bei schneller Fahrt auch der erforderliche Kraftaufwand zum Einschlagen der Lenkräder geringer wird, nimmt auch die Unterstützung der Handlenkung durch die Servolenkeinrichtung in entsprechendem Masse ab. Bei diesen einfachen Servolenkvorrichtungen, bei denen wie erwähnt, die Größe der von der Servolenkeinrichtung auf das Lenkgestänge ausgeübten Kraft proportional dem Lenkkraftwiderstand ist, wird es als nachteilig empfunden, daß starke Stösse auf das Lenkgestänge von der Fahrbahn her oder böiger Seitenwind zusätzliche Lenkbewegungen durch die Servolenkvorrichtung verursachen.

Um hier Abhilfe zu schaffen, ist schon vorgeschlagen worden, den auf den Servomotor wirkenden Druck des Arbeitsmediums stufenlos in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit zu steuern und mit dem Ziel, daß bei geringer Fahrgeschwindigkeit grösste Servohilfe zur Verfugung steht und diese mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit abgebaut und schliesslich ganz aufgehoben wird.

Diese gewünschte Abhängigkeit der Lenkkraftunterstützung von der Fahrgeschwindigkeit im vorstehend geschilderten Sinne wird dabei in der Weise verwirklicht, daß der bei höherer Drehzahl von der Pumpe gelieferte höhere Druck dazu benutzt

-2-

wurde, eine stärkere Rückstellkraft in dem dem Servomotor vorgeschalteten Steuerventil zu erzeugen.

Bei höherer Geschwindigkeit muß somit, um eine bestimmte Verstellung des Steuerkolbens in dem Steuerventil zu erreichen, ein grösserer Lenkungswiderstand auftreten bzw. eine grössere Handkraft zu seiner Überwindung am Lenkrad aufgewendet werden, wobei dann allerdings infolge des höheren Pumpendruckes auch eine stärkere Lenkunterstutzunf vorhanden ist.

Es ist auch bekannt, den von einer Pumpe gelieferten Servodruck durch eine Kurzschlußverbindung zwischen Druck- und Saugseite der Pumpe in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit durch ein Steuerventil in der Weise zu steuern, daß die Kurzschlußverbindung mit steigender Fahrgeschwindigkeit zunehmend geöffnet wird.

Hiervon geht die Heuerung aus. Sie schlägt vor, die Steuervorrichtung für die Kurzschlußverbindung von dein mit der Fahrgeschwindigkeit ansteigendem Reglerdruck eines automatischen Fahrzeuggetriebes zu beaufschlagen.

Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung ist die Steuervorrichtung für die Kurzschlußverbindung unmittelbar an der Pumpe, angeordnet, und der vom Schaltdruck beaufschlagte Kolben wirkt mittels einer mifWerbundenen Betätigungsstange unmittelbar auf ein innerhalb der Pumpe zwischen Druck- und Saugseite angeordnetes Regelventil.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Neuerung besteht darin, daß die Steuervorrichtung durch einen Elektromagneten betätigt wird. Dieser erhält Strom, wenn gleichzeitig eine vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit und ein knapp über dem Leerlauf der Ölpumpe liegender Druck überschritten ist. Zu diesem Zweck ist ein Fliehkraftschalter mit einem Druckschalter in Seihe geschaltet. Der Elektromagnet für die Betätigung der Steuervorrichtung erhält erst Strom, wenn gleichzeitig in beiden Schaltern durchverbunden ist.

Die Steuervorrichtung ist normalerweise geschlossen und wird beim Einschalten des Elektromagneten geöffnet.

Der Druckschalter hat-die Aufgabe, die Servolenkeinrichtung nach überschreiten, einer bestimmten; Geschwindigkeit..erst dann auszuschalten, wenn durch höheren/tenkwiderstand, auch eine entsprechend höhere Handkraft am Lenkrad gefordert wird.

Somit ist·'bei höherer Geschwindigkeit und kleinen Lenkwiderständen noch mit .einer gewissen Lenkkraftunterstützung zu rechnen. Bei scharfen Einschlägen· dagegen'v/ird die Servolenkeinrichtung abgeschaltet, s> daß keine lästigen zusätzlichen Lenkbewegungen von der Lenkhilfe her auftreten können.

In der Zeichnung is.t _r.ein.Ausführungsbeispiel der Neuerung beschrieben.

Es zeigen:

■ Fig. 1 eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Servodruckes der hydraulischen Pumpe im Schnitt innerhalb der schematisch dargestellten Servolenkvorriehtung.

Fig. 2 einen teilweisen Schnitt durch die hydraulische Pumpe mit angeflanschter Steuervorrichtung.

Fig. 5 eine an der hydraulischen Pumpe angeflanschte mittels Elektromagnet betätigte Steuervorrichtung im Schnitt.

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 v-in Fig. 3

Darstellung des Elektromagneten und Druckschalters in Ansicht.

Fig. 5 einen Schnitt in der gleichen ^bene wie in Fig. 4» durch eine von einem Fliehkraftschalter betätigte Steuervorrichtung.

Die Servolenkeinrichtung besteht im wesentlichen aus der hydraulischen Pumpe 11, dem Steuerventil 12 und dem Servomotor 13 in Form eine.s Arbeitszylinders.

Die Pumpe verleiht dem Arbeitsmedium vorzugsweise Öl, den für die Betätigung des Servomotors nötigen Druck.

Die Pumpe steht über eine Druckleitung 14 und eine Rückflußleitung mit dem Steuerventil 12 in Verbindung.

Das Steuerventil wird durch den Lenkstockhebel 16 in dem Masse des von der Handkraft zu überwindenden Lenkwiderstances in der einen oder anderen Richtung betätigt.

Der Lenkstockhebel 16 geht von dem Lenkgetriebe aus und wird-durch Betätigung des Lenkhandrades geschwenkt. Sr greift an einer über .das Kugelgelenk 17 zwischen der mittleren Spurstange 18 und der linken seitlichen Spurstange 19 hinausreichenden Verlängerung 20 der mittleren Spurstange an. Die seitlichen Spurstangen sind an den mit den Achsschenkeln der Vorderräder verbundenen Lenkhebel angelenkt (nicht dargestellt) .

Am linken Ende der mittleren Spurstange 18 ist ein Kugelbolzen 21 eingeschraubt, mit dem der Servomotor I3 auf seinem zylinderseitigen Ende

nit einer Kugelgelenkschale 22 universalgeienkig angeschlossen ist. An seinem Kolbenechaftsseitigen Ende stützt sich der Servomotor an einem festen Punkt 23 elastisch an der Karosserie ab. Je nachdem,welche Seite des Kolbens 2k des Servomotors vom Drucköl beaufschlagt wird, wird das Spurgestänge im Sinne des Lenkeinschlages nach links oder rechts verschoben.

Die Grosse der Verschiebung des Steuerkolbens in dem Steuerventil 12 ist abhängig von dem Lenkwiderstand bzw. der am Lenkhandrad aufgewendeten Handkraft. In dem Steuerventil werden mit der Verschiebung des Steuer!-*-.".' kolbens Kanäle geschaltet, durch die die Druckleitung 1*f zwischen der Pumpe 11 und dem Steuerventil 12 mehr oder weniger vollständig mit einer der Leitungen zum Servomotor 13 durchverbunden wird. Die Leitung 25 steht mit dem kölbenseitigen Zylinderraum und die Leitung 26 mit dem .stirnseitigen Zylinderraum des Servomotors in Verbindung. In der Mittelstellung des Steuerventils wird das öl in dem System umgewälzt, ohne daß Kraftwirkung im Servomotor erzeugt wird.

Zwischen der Druckleitung 1¹* und der Sückflußleitung 15 ist eine Steuervorrichtung 27 eingeschaltet. Diese hat die Aufgabe, mit aunehmender Fahr--■ geschwindigkeit eine immer größer werdende Kurzschlußverbindung zwischen den beiden Leitungen herzustellen. ■

Die Steuervorrichtung 27 besteht aus einem Gehäuse 28 mit einer nach der einen Seite offenen Bohrung 29, in der ein Doppelkolben 30 gleitet. Das Gehäuse hat zwei versetzt angeordnete, radiale Kanäle 31 und 32, an denen je eine Verbindungsleitung 33,3^ zu der Druck- 14 bzw. Rückflussleitung angeschlosaen. ist. Die Bohrung 29 ist durch einen Deckel 35 mit einer axialen Bohrung J6 für einen weiteren feitungsanschluss abgeschlossen. Auf den Kolben 30 wird durch eine Schraubenfeder .37 einseitig eine Kraft ausgeübt. Der vorder® Kolbenteil 38 des Doppelkolbens 30 ist als Steuer— kolben ausgebildet» Mit seiner Steuerkante überstreicht er die Steuer-„ kanH.le 31 »32 ^UI*d gibt je nach seiner Stellung mehr oder weniger grosse

■ - . r

■- 6 Durchflusequerschnitte frei·

Der andere Kolbenteil 39 dient als Arbeitskolben· Er wird von dem Regler-

der . .-*■

druck eines automatischen Getriebes beaufschlagtT^it der Fahrgeschwindigkeit ansteigt. Durch den Reglerdruck wird der Kolben 30 gegen die Kraft der Feder 37 nach links verschoben, wobei eine direkte Verbindung zwischen den Kanälen 31 und 32 hergestellt wiiöd. Mit wachsender Fahrgeschwindigkeit bzw. ansteigendem Reglerdruck wird der Pumpendruck in dem Lenkhilfe-System stetig verringert bis sich oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit durch die voll geöffnete Kurzschlußverbindung in dem Steuerventil 27 kein Druck mehr aufbauen kann.

Durch die mit Stopfen ^O und ¹H nach außen abgeschlossenen Bohrungen hz und h~$ kann Lecköl, das hinter den Steuerkolben tritt, in die Rückströmleitung 15 abfließen.

Bei der in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung ist.die ' Steuervorrichtung 50 zum Kurzschließen der Druckleitung 1¹* und der Rück· flußleitung 15 unmittelbar an der Pumpe 11 befestigt ist. In der Pumpe ist zwischen der' Druckseite 5"i und der Saugseite 52 ein federbelastetes Regelventil 53 eingebaut. Zwisch-ejB: dem Ölauslaßstutzen 5^ und de» Reaktionekammer 55 des Regelventile 53 besteht eine Leitungsverbindung 56* Der Auslaßstutzen 5^ weist zusätzlich einen zylindrischen Gehäuseteil 57 auf, in dem ein Kolben 58 gegen die Kraft einer Feder 59 verschiebbar ist. Der Kolben 58 wird von dem Reglerdruck des automatischen Getriebes beauf· schlagt. In den Gehäuseteil 37 ist ein Nippel 60 für den Anschluß einer Leitung eingeschraubt. Mit dem Kolben 58 ist ein Stift 61 verbunden, der durch eine Bohrung 62 des Auslaßstutzens 5^ hindurchtretend unmittelbar auf das Regelventil 53 der Pumpe einwirkt. Mit steigendem Reglerdrucic bewegt eich der Kolben 58 nach links und offset mit dem Stift 61 das Regel* ventil, wodurch die Pumpe unmittelbar in.den eigenen Saugkanal 52 fördiert. Mit der Verschiebung des Kolbens 3^ nach links wird durch die Betätigung des Regelventils 53 der Druck im Servosystem stetig abgebaut, bis erobir* halb eines bestimmten Fahrgeschwindigkeit vollkommen zusammenbricht, so daß

die Servoanlage unwirksam wird. Zur Aufnahme von Lecköl, das hinter den

Kolben tritt, ist diese Zylinderseite durch die Bohrung 63 und die Leitung

6k an die Rückflußleitung 15 angeschlossen. Mit 65 und B6 sind Gummimuffen

zum Verbinden verschiedener Leitungsabschnitte bezeichnet. Für den An- "«

Schluß der DrucKLeitung Ik ist der ölauslaßstutzen 5^ mit einem seitlich abzweigenden.Gewindestutzen 67 versehen.

Bei der Ausfohrungsform nach den Figuren 3 und k ist die Steuervorrichtung 70 mit der Kurzschlußverbindung zwischen dem Ölauslaßstutzen 71 und der Rückflußleitung 15 zu einer Baueinheit zusammengefasst. Die Steuervorrichtung 70 wird durch einen Elektromagneten 72 betätigt. Dieser ist mit einem elektrischen Fliehkraftschalter 73 und einem Druckschalter 7k in Reihe geschaltet, und er erhält nur Strom, wenn die An- . schluß-Kontakte in den beiden Schaltgliedern durchveirbunden sind. Der Fliehkraftschalter 73 wird durch die Tachometerwelle angetrieben. Sein Schaltpunkt liegt z.B. bei einer Geschwindigkeit von 60 Km/h. Der Druckschalter 7^ dagegen schaltet durch, wenn.der Öldruck knapp über den Leerlaufdruck der Servoanlage z.B. über 6 atü angestiegen ist. Auf der; Rückseite der Pümpe'1,1 ist mit dem verlängerten Ölauslaßstutzen ein Ventilgehäuse 75 angeschraubt, durch welches auch die Rückflußleitung 15 geführt ist. Der ölauslaßstutzen 71 hat zwei radiale Bohrungen 76 und 77, durch welche das Drucköl in den Ringraum 78 gelangt. Die gegeneinander versetzten Bohrungsabschnitte 79 und 8O der Kurzschlußverbjndung zwischen Druck- und Rückflußseite sind durch einen Ventilkolben 81verschlossen, den wine Schraubenfeder 82 im Sinne des Verschließens der Bohrungen einwirkt. Die Feder stützt sich gegen einen eingeschraubten Deckel 83 ab. Der Ventilkolben 81 hat eine kreisförmige Eindrehung 84, die bei betätigtem Ventil 70 die beiden Bohrungsabschnitte 79 und 80 überdeckt, so daß der Druckausgleich bzw. Kurzschlußströmung über das Ventil erfolgen kann.

Der Ventilkolben 81 besteht aus einem Stück mit dem Anker des Elektromagneten. In eine Gewindebohrung unterhalb des Ölauslaßstutzens 71 ist der Druckschalter 74 eingeschraubt.

Sobald die Spule des Elektromagneten eingeschaltet wird, drückt die Magnetkraft den Ventilkolben 81 gegen die Kraft der Rückstellfeder 82 bis zu einem Anschlag 85. Dadurch wird die Verbindung zwischen dem Ölauslaßstutzen 71 und der Rückflußleitung 15 freigegeben, so .aß der Druck in der Druckleitung I4 zusammenbricht und die Servolenkung unwirksam wird. Das Lecköl wird öurch die Bohrungen 86 und 87 der mit der Rückflußleitung in Verbindung stehenden Bohrung 80 zugeleitet.

Anstelle des Elektromagneten kann zur Betätigung¹ der Steuervorrichtung auch ein Fliehkraftregler 90 verwendet werden (Pig. 5)· D^as Ventil 9I ist grund sätzlich genau so ausgebaut wie das in Fig. 4 dargestellte mit dem Unterschied, daß auf einen Druckschalter verzichtet ist. Die sich entsprechenden Teile sind daher mit den gleichen Bezugsziffern belegt. Der Fliehkraftregler 90 besteht im wesentlichen aus dem Gehäuse 92, den Fliehgewichten 93 und 94» einem angetriebenen Tragring 95 für die Fliehgewichte und einem pilzförmigen Betätigunfvsglied 96 für den Ventilkolben Der Tragring 95 ist in einem Kugellager 98 gelagert und besitzt in se La em hülsenförmigen Teil eine Kupplung 97· An seinem äusseren Umfang sind die Fliehgewichte 93 und 94 schwenkbar gelagert. Die Fliehgewichte greifen mit je einem Schenkel 99 und 100 hinter den Kopf 101 des pilzförmigen Betätigungsgliedes 96 ein, das in der Bohrung 102 des Tragringes geführt ist. Mit seiner Spitze drückt das Betätigungsglied 96 unter Zwischenschaltung einer Kugel 103 gegen den Ventilkolben 81. Der Fliehkraftregler wird über ein in den Fachometer-Antriebswellenstrang eingebautes T-Getriebe 104 durch eine biegsame Welle 105 angetrieben.

Beim Auseinandergehen der Fliehkraftgewichte 93»94 wird das pilzförmige Betatigungsgvied $6 durch die Schenkel 99 und 100 nach rechts verschoben und dadurch die Kurzschlußverbindung 79/⁸O in der Steuervorrichtung geöffnet.

Der Fliehkraftschalter ist so eingestellt, daß er den Öldruck zum Beispiel in dem Geschwindigkeitsber-ieh zwischen 50 txnd 80 km/h allmählich abbaut.

Schutzansprüche - 10 -

Claims

RA. 864- 999-10.12.64 Sohutzansprüche

1. Servolenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge, bei der ein die Handlenkung unterstützender hydraulisch "betätigter Kolben in einem Servomotor über ein Steuerventil in Abhängigkeit von dem Lenkungswiderstand gesteuert wird, und bei der der von einer Pumpe gelieferte Servodruck durch eine Kurzschlußverbindung zwischen Druck- und Saugseite der Pumpe in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit durch ein weiteres Steuerventil in der Weise gesteuert wird, daß die Kurzschlußverbindung mit steigender Fahrgeschwindigkeit zunehmend geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (27, 50) für die Kurzschlußverbindung von dem mit der Fahrgeschwindigkeit ansteigenden Reglerdruck eines automatischen Fahrzeuggetriebes beaufschlagt wird (Fig. 1 und 2).

2. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (50) .zur Regelung des Servodruckes an der Pumpe (11) befestigt ist, und daß der vom Schaltdruck beaufschlagte Kolben (58) mittels einer mit ihm verbundenen Betätigungsstange (61) unmittelbar auf ein innerhalb der Pumpe zwischen Druck- (51) und Saugseite (52) angeordnetes Regelventil (53) einwirkt (Fig. 2).

3. Servolenkvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (50) zur Regelung des Serv-idruckes einstückig mit dem Ölauslaßstutzen (54) der Pumpe (11) ausgebildet ist und die Betätigungsstange (61) für das Regelventil (53) in der Pumpe (11) koaxial durch den Ölauslaßstutsen (54) hindurchgeführt ist (Fig. 2).

- 11 -

4. Servolenkvor.richtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (70) durch äinen Elektromagneten (72) betätigt wird, der Strom erhält, sobald gleichzeitig eine vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit und ein gewisser knapp über dem Leerlaufdruck der Pumpe (11) liegender Druck überschritten ist (Pig. 3 und. 4)·

5. Servoienkvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (72) für die Betätigung der Steuervorrichtung (TO) niit einem elektrischen Fliehkraftschalter (73) ^un(i einem Druckschalter (74) in Reihe geschaltet ist.

6. Servolenk vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Ölauslaßstutzen (7I) das Gehäuse (75) für die Steuervorrichtung (70) befestigt ist, und daß die Rücklaufleitung (1-5) durch dieses Ventilgehäuse hindurchgeführt ist (Fig. 3» 4, 5)·