DE2362250A1

DE2362250A1 - Servolenkung fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2362250A1
Application number: DE2362250A
Authority: DE
Inventors: Rosell Jorge Estela
Original assignee: Bendiberica SA
Current assignee: AlliedSignal Automotive Espana SA
Priority date: 1973-01-13
Filing date: 1973-12-14
Publication date: 1974-07-18
Also published as: IT999962B; FR2213863B1; GB1442892A; FR2213863A1; ES410896A1; AU6429374A; US3905277A; DE2362250C2

Description

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POSTSCHECK MÖNCHEN 43939-800

PATtN TAN WA LTS B Ü R O

DR. EGGtRS

D-8033 KRAILLINQ BEI MÖNCHEN BLUMENSTRASSE 13

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PatentanwaltsbQro Dr. Eggera - 6033 KralMIng - Blumenstraße 13

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B2/Pt2

DATUM
DATE

H. Dezember 1973

Calle . Balrnes, 243 Spanien

s.a.

Barcelona

Servolenkung für Fahrzeuge

Die Erfindung betrifft Servolenkungen, die.durch ein Druckmittel betätigt werden und für Schwerfahrzeuge verwendet werden. Im besonderen ist die Erfindung auf Servolenkungen von der Art gerichtet, bei welcher Druckkammern vorgesehen sind, die durch ein Organ getrennt sind, das mit einem beweglichen Teil des Lenkgetriebes verbunden ist,

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welche Druckkammern mit einer Druckmittelquelle über einen Verteiler verbunden sind, der für die jeweilige Richtung betätigt wird, um auf das Kolbenorgan im gleichen Sinne zu wirken, in welchem es durch die Lenksäule betätigt wird.

Bei Verwendung von Lenkgetrieben dieser Art ist es für besonders schwere Fahrzeuge oft erforderlich, daß es möglich ist, die hydraulische Hilfskraft herabzusetzen oder ganz aufzuheben, wenn sich das Lenkgetriebe in zur Kräfteübertragung ungünstigen Stellungen befindet, beispielsweise in den entsprechenden Zonen an den Enden seines Hubes. . ·

Aufgabe der Erfindung ist, dies zu ermöglichen, ohne die eigentlichen Abmessungen der bekannten Lenkgehäuse zu vergrössern und ohne die Eigenschaften der Hauptglieder derselben wesentlich zu verändern, so daß sie leicht in eine bestimmte Anzahl von Einheiten einer Fertigungsserie eingebaut werden können, ohne die Programmierung der letzteren zu verändern.

Erfindungsgemäß sind die beiden vorerwähnten Druckkammern ferner.mit einer Ventilanordnung ausgerüstet, die mit einem Betätigungsorgan versehen ist, welches der Bewegung der Lenkorgane untergeordnet ist, derart, daß es den Druckunterschied zwischen den erwähnten Kammern, zumindest in

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einem ,bestimmten Teil'des Bewegungsbereiches der er- . . wähnten Lenkorgane herabsetzt oder aufhebt. .. . ■ " ■'

Diese Ventilanordnung wird vorzugsweise durch zwei Ven-. tile gebildet, die sich in Druckmittelkanälen befinden, welche, mit .den Druckkammern in Verbindung stehen, welche Ventile mit BetätigungsOrganen versehen .sind, -die .sich an Punkten.dec Bewegungsbahn eines mechanischen Anschlagorgans ^befinden,·, welche.s mit einem ,beweglichen Organ der Lenkung fest verbunden ist. . ' ·

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die erwähnte Ventilanordnung durch ein oder zwei Ventile gebildet, die sich im Ruhezustand bzw. im unbetätigten Zustand in der Schließstellung befinden und in Leitungen vorgesehen sind, welche die beiden Druckkammern miteinander verbinden. -. . . . -

Ande.rerseits können die. erwähnten Ventile verstellbar .·. sein, damit der Teil des Hubes der Lenkung verändert werden kann, in welchem die Betätigung erfolgt, um die Hilfskraft aufzuheben. , ' . _r

Im besonderen kann die Ventilanordnung durch einen Rohrkörper gebildet, werden,, der in einer Ausnehmung des Lenkgehäuses winkelig verstellbar gelagert ist und-mit einer

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öffnung versehen ist, die mit einer der* Hilf skraft-Druckkammern in Verbindung steht, in welchem Rohrkörper ein zweiter Rohrkörper hermetisch abgedichtet drehbar ist, dessen Innenraum mit der anderen Druckkammer in Verbindung steht, welcher zweite Rohrkörper über den ersten übersteht und einen radialen Arm aufweist, dessen freies Ende sich in der Bewegungsbahn eines Zapfens befindet, der an einer der Flächen des Zahnradsegments des Lenkgehäuses befestigt ist, wobei der erste Rohrkörper von einer Torsionsfeder umgeben ist, welche auf den radialen Arm wirkt, um die beiden öffnungen der Rohrkörper getrennt zu halten. Falls erforderlich, können die Leitungen, welche die beiden Druckkammern über die Ventilanordnungen verbinden, mit kalibrierten Drosselstellen versehen sein, um im Betrieb Restdrücke zu erzeugen. Vorzugsweise weist das System zwei Ventile der beschriebenen Art auf, die an den jeweiligen Enden des Hubes des Betätigungszapfens angeordnet sind.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen in schematischer Dar- ■ stellung und beispielsweise eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht im Längsschnitt eines Lenkgehäuses der Bauart mit einem Zahnstangenkolben, auf ' ■ das die Erfindung Anwendung gefunden hat;

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Figo 2 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie H=II in Fig. 1|

Fig_β 3 in vergrössertem Maßstab eine Ansicht der Innenseite des Deckels des Lenkgehäuses nach Fig« I und Fig. 2; .

Fige 4 eine Ansicht im Schnitt senkrecht zur Ebene der Fig. 3, welche Ebene durch die Achsen der" Ventilvorrichtungen geführt ist, und

Fig. 5-8 Teilansichten in schaubildlicher Darstellung einiger Formen der öffnungen, die bei den erwähnten Ventilvorrichtungen verwendet werden können.

Mit 1 ist ein Lenkgehäuse bezeichnet, das einen Zylinder 2 bildet, in welchem ein Zahnstangenkolben 3 gleitbar'ist, der mit einer Ausnehmung 4 versehen ist, in welcher sich die Mutter 5 befindet, die einen Teil eines Lagers von umlaufenden Kugeln (die mit 6 bezeichnet sind) zusammen mit einer Spindel 7 bildet, welch letztere das unterste Ende der Lenksäule bildet, mit der sie mittels einer Kupplungsvorrichtung, beispielsweise mittels eines nicht dargestellten herkömmlichen Steuerventils verbunden ist, welches Drucköl gegen das eine ode.r das andere Ende des

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Kolbens 3 je nach dem Sinn leitet, in welchem das-Lenkrad betätigt wird. Für diesen Zweck ist der Zylinder 2 an seinen beiden Enden abgeschlossen, beispielsweise mittels eines Stopfens 8, der am unteren Ende der Fig, I dargestellt ist, welche Stopfen zwei Druckkammern 9 und 10 begrenzen. Die Seitenwand des Zylinders ist mit einem seitlichen Fenster 11 versehen, durch welches mit der Verzahnung der Zahnstange 12 ein komplementäres Zahnradsegment 13 in Eingriff steht, welches einen Teil der Achse IU bildet, die aus dem Gehäuse durch hermetische Dichtungen 15 herausragt, so daß sie in herkömmlicher Weise mit den äusseren Gliedern der Lenkung verbunden werden kann. Die Achse 14 ist, wie sich aus Fig. 2 ergibt, durch Radial-Nade Hager 16 und einen verstellbaren axialen Kugelanschlag 17 gelagert.

Ferner ist das Gehäuse 1 ebenfalls in herkömmlicher Weise mit einem Seitenfenster 18 versehen,, das durch einen Deckel 19 verschlossen ist, welcher das Lager 16 der entsprechenden Seite trägt und durch Schrauben 20 befestigt ist. Ferner trägt dieser Deckel gemäß dem Hauptmerkmal der Erfindung zwei Ventilvorrichtungen, die allgemein mit 21 und 22 bezeichnet sind und deren Betätigungsorgane durch gesonderte radiale Endarme 2 3 gebildet werden, die in der Nähe der freien Fläche des Zahnradsegments

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angeordnet sindo Dieses trägt von der erwähnten Fläche abstehend einen Zapfen 24 „ Die Anordnung ist derart₉ daß in der neutralen Stellung der Lenkung der- Zapfen sich zwischen den beiden Armen befindet und die Lage derselben ist zur Betätigung durch den erwähnten Zapfen an den Enden der Winkelbewegung des Zahnradsegments geeignet, wie sich aus den in Fig» I dargestellten verschiedenen Stellungen ergibt„

Jede der Ventilvorrichtungen 21 und 22 weist einen Rohrkörper 25 auf, der mit einem mittleren Anschlagbund 26 versehen ist j gegen welchen die' Innenseite des Deckels 19 anliegt, wenn der Rohrkörper durch eine im Deckel vorgesehene öffnung 27 eingeführt wird, ferner mit einem abgeschlossenen äusseren Ende 28 versehen Ist, das eine Nut bzw. einen diametralen Einschnitt 29 zur Betätigung und ein Gewinde 30 aufweist, das eine Befestigungsmutter 31 aufnehmen kann, welche erforderlichenfalls durch ein Sicherungsblech 32 od. dgl. gesichert werden kann. Der Rohrkörper 25 ist an dem Teil, der sich innerhalb der Dicke des Deckels 19 in der eingebohrten Stellung befindet, mit zwei Dichtungsringen 33 versehen, die in entsprechenden Ringnuten angeordnet und axial voneinander getrennt sind, so daß sie mit der Wand der Bohrung 27 einen hermetisch abgeschlossenen Raum zwischen sich bilden. Zwischen diesen Dichtungen ist eine äussere Ringnut 34 und eine öffnung

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vorgesehen, welche den Grund der Nut mit dem Inneren des Rohrkörpers verbindet.

Im Rohrkörper 25 ist ein Rohrschieber 36 drehbar der axial durch einen Stift 37 gesichert ist, der durch den erwähnten Körper hindurchgeführt ist und in einer Nut des Rohrschiebers sitzt. Das innere Ende des Rohrschiebers 36 ist mit einer radialen öffnung 38 versehen, welche, wie nachfolgend näher beschrieben wird,^mit der öffnung 3 5 in Überdeckung gebracht werden kann, während das entgegengesetzte Ende radial feststehend einen Zapfen trägt, der den Arm 2 3 bildet und in gesonderten Aussparungen und UO des Körpers 25 beweglich ist. Auf dem Rohrkörper ist eine Schraubenfeder 41 angeordnet, deren eines Ende 42 in einer Einkerbung des Bundes 26 sitzt, während das entgegengesetzte Ende radial nach innen gebogen und durch eine entsprechende öffnung des Rohrschiebers 36 geführt ist.

In den Zeichnungen sind der Übersichtlichkeit halber die öffnungen 35 und 38 in Oberdeckung miteinander dargestellt, es muß jedoch berücksichtigt werden, daß die Feder 41 das Bestreben hat, die jeweilige Ventilvorrichtung in einer Ruhestellung zu halten, in welcher die erwähnten öffnungen voneinander getrennt sind, welcher Stellung in Fig. 1 die mit gestrichelten Linien angegebenen Stellungen der

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Arme 2 3 entsprechen,

Mit 4 3 ist ein Anschlagäift bezeichnet, der die Endstellungen der Winkelbewegung der Vorrichtung begrenzt, und 44 ist eine öffnung, wache die Aufgabe hat, den freien Austritt 'des Öls sicherzustellen; das durch diese während des Betriebs strömt.

Aus Fig. 2, 3 und 4 ergibt sich," daß der Deckel 19 mit einer 'Durchtrittsbohrung 45 versehen ist, die von einer öffnung 46 ausgeht, welche durch einen Stopfen oder Verschluß 47 verschließbar ist, welche Bohrung die beiden öffnungen 27 in dem von den Nuten 34 bedeckten Bereich schneidet. Ferner steht die Bohrung 45 mit einer Querbohrung 48 in Verbindung, die mit einer Reihe von Kanälen 49 und 50 verbunden sind, die im Körper des Gehäuses ausgebildet sind und (nicht dargestellt) in die obere Druckkammer .9 münden. Da die beschriebenen beiden Ventilvorrichturigen sich innerhalb des Raumes 51 befinden, und in diesen münden, welcher Raum einen Teil der Druckkammer durch das Fenster 11 bildet, besteht eine potentielle Verbindung zwischen den erwähnten Druckkammern 9 und 10.^

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist' wie folgt: . ■

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Es sei angenommen, daß das hydraulische Steuerventil der Servolenkung öl zur· Kammer 9 oder zur Kammer 10 fördert, je nachdem die Spindel 7 im Uhrzeigersinn oder im Gegenzeigersinn (gesehen von oben in Fig. 1) gedreht wird, wodurch die Bewegung des Kolbens 3 in den entsprechenden Richtungen unterstützt wird. Diese herkömmliche Wirkungsweise wird erhalten, während die Lenkung derart bewegt wird, daß der Anschlag bzw. Zapfen 24 sich innerhalb der Grenzen bewegt, die den bei 24a angegebenen Stellungen entsprechen, in welchen Stellungen er gegen den einen oder den anderen der Arme 2 3 anliegt.

Wenn eine dieser Stellungen überschritten wird, wird der entsprechende Arm 2 3 so verschwenkt, daß der Rohrschieber 36 der Ventilvorrxchtung 21 bzw. 22 im gleichen Sinne gedreht wird, so daß die öffnung 38, die durch die Feder 41 von der öffnung 35 getrennt gehalten wurde, mit der letzteren in Überdeckung kommt, was in einem grösseren oder geringeren Maße je nach der Bewegung aus den Stellungen 24a zu den Stellungen 24b geschieht.

Durch die Überdeckung der öffnungen 35 und 38 wird die Leitung 52 des Rohrschiebers 36 mit den Leitungen 45, 49 und 50 in Verbindung gebracht. Der Raum 51, welcher mit der unteren Druckkammer 10 in Verbindung steht, bleibt da-

her mit der oberen Kammer 9 in Verbindung^ so daß eine Herabsetzung des Unterschiedes der Drücke erhalten wird, die in den .erwähnten Kammern herrschen, und eine Verringerung der Hilf skraft, die auf die entsprechende Fläche des Kolbens 3 ausgeübi: wird; die Wirkungsweise in beiden Richtungen läßt sich ohne weiteres aus der vorangehenden allgemeinen Beschreibung ableiten.

Der beschriebene Mechanismus kann durch zusätzliche Einzelheiten ergänzt werden, um die Wirkungsweise unter den praktischen Bedingungen zu verbessern, die in jedem Betriebsfalie auftreten. Beispielsweise ist in Fig.- 4 in der Mündung der Leitung 48 eine Drosselstelle 5 3 dargestellt, welche die Wirkungsweise durch das Entstehen von Restdrücken in der Kammer, die abgeleitet wird, stabilisiert. Andererseits .kann eine der öffnungen 35 und. 38 oder estönnen beide mit verschiedenen Formen ausgebildet werden, wie in Fig.' 5-8 dargestellt, um das gewünschte Veränderungsgesetz modulieren zu können, nach welchem die erwähnten Kammern in Verbindung gebracht werden, beispielsweise um das Entstehen von Eigenschwingungen zu verhindern.

Es wurde im Vorangehenden angenommen, daß die beiden Ventile an den Endpunkten des Lenkhubes betätigt werden, ob-

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wohl die Betätigungspunkte an irgendeiner anderen ge- · eigneten Stellung vorgesehen werden können. In der Tat ist es bei dem dargestellten Beispiel möglich, durch
Lockern der Muttern 31 und Verdrehen der Vorrichtungen 21 und 22 die Arme 23 so zu verschwenken, daß sie
früher oder später durch den Steuerzapfen 24 betätigt
werden.

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Claims

Paten tan s ρ r ü ehe

1. Servolenkung für Fahrzeuge mit zwei Druckkammern,

ie durch ein Organ getrennt ist, welches einem beweglichen Teil des Lenkgetriebes zugeordnet ist, welche Druckkammern mit einer Druckmittelquelle über einen Verteiler verbunden ist, der durch die entsprechende Lenkbewegung betätigt wird, um das erwähnte Kolbenorgan im gleichen Sinne zu belasten, in welchem es durch die Lenksäule belastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß den erwähnten Druckkammern ferner mindestens eine Ventilvorrichtung zugeordnet ist, die mit einem Betätigungsorgan versehen ist, das der Bewegung der Lenkungsorgane unterliegt derart, daß die erwähnte Ventilvorrichtung den Druckunterschied zwischen den erwähnten Kammern zumindest in einem bestimmten Teil des Hubes der erwähnten Lenkungsorgane verringert oder aufhebt.

2. Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtung durch zwei Ventile gebildet wird, die in Druckmxttelkanälen angeordnet sind, welche den

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Druckkammern zugeordnet sind, welche Ventile mit
Betätigungsorganen versehen sind, die sich an Stellen der Bewegungsbahn eines mechanischen Anschlagorgans
befinden, welches mit einem beweglichen Organ der
Lenkung fest verbunden ist.

3. Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtung durch mindestens ein Ventil gebildet wird, das in der Ruhestellung geschlossen und in einer Leitung angeordnet ist, welche mit den Druckkammern in Verbindung steht·.

4. Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtung verstellbar ist, um den Teil des Hubes der Lenkung verändern zu können, in welchem die erwähnte Vorrichtung betätigt wird, um deren Hilfskraft aufzuheben.

5. Servolenkung nach den Ansprüchen 1 und H, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtung durch einen
Rohrkörper gebildet wird, der in einer Ausnehmung des Lenkgehäuses winkelig verstellbar und mit einer öffnung

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versehen ist, die mit einer der Hilfsdruckkammern in Verbindung steht, in welchem Körper !hermetisch ab- ' gedichtet drehbar ein zweiter Rohrkörper eingesetzt ist, dessen Innenraum mit der anderen Druckkammer in Verbindung steht, welcher zweite Druckkörper aus dem ersten übersteht und einen radialen Arm aufweist, dessen freies Ende sich in der Bewegungsbahn eines Zapfens befindet,, welcher an einer der Flächen des Zahnradsegments des Lenkgehäuses befestigt ist, wobei der erste Körper von einer Torsionsfeder umgeben ist, welche auf den radialen Arm wirkt, um die beiden öffnungen der Rohrkörper voneinander getrennt zu halten.

6. Servolenkung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen, welche die beiden Druckkammern über die Ventüvorrichtungen verbinden, mit kalibrierten Drosselstellen versehen sind, um im Betrieb restliche Drücke zu erhalten.

7. Servolenkung nach den Ansprüchen 1, Ί und 5-, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ventile an den beiden Enden des Hubes des Betätigungszapfens angeordnet-sind.

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L e e r s e i \ e