DE2810970B2 - Hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung für Fahrzeuge - Google Patents
Hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung für FahrzeugeInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B62D5/09—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 means for actuating valves
- B62D5/093—Telemotor driven by steering wheel movement
- B62D5/097—Telemotor driven by steering wheel movement gerotor type
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung der im Oberbegriff von
Anspruch 1 genannten Art.
Derartige hydrostatische Lenkungen sind verwendbar bei relativ langsam laufenden Fahrzeugen und sind
dort von Vorteil, wo die Herstellung einer mechanischen Verbindung vom Lenkgetriebe zu den gelenkten
Rädern Schwierigkeiten bereitet, z. B. bei selbstfahrenden Bau- und Arbeitsmaschinen, Hubstaplern, Schleppern und Mähdreschern. Hydrostatische Lenkungen
dieser Art sind auch zum Steuern von Schiffen verwendbar.
Die vom Lenkhandrad aus antreibbare Pumpe wirkt bei normalem Betrieb dieser Einrichtungen als Dosierpumpe für die von einer Hochdruckpumpe geförderte
Druckflüssigkeit, dagegen bei Ausfall der Hochdruckpumpe als Handpumpe. Sie wird daher als »Hand- und
Dosierpumpe«, abgekürzt »H + D-Pumpe«, bezeichnet
Zur Erzielung einer leichtgängigen Lenkung ist es
erforderlich, daß der Steuerschieber des Lenkventils im Lenkgehäuse mit möglichst geringer Reibung verschiebbar gelagert ist Um dies zu erreichen, müssen
Radialkräfte, die den Steuerschieber gegen das Lenkgehäuse drücken, vermieden werden. Beim Auftreten von
Radialkräften verringert sich nämlich der Spalt
zwischen Steuerschieber und Lenkgehäuse. Es besteht
dann die Gefahr, daß der Steuerschieber infolge der in verschiedenen Steuerkanälen herrschenden Druckunterschiede noch weiter gegen das Lenkgehäuse
gepreßt wird. Er kann dann unter Wegpressen der Arbeitsflüssigkeit das Lenkgehäuse unmittelbar berühren, was zu einer hohen Reibung führt Soll der
Steuerschieber durch Betätigung des Lenkhandrades aus seiner Ruhestellung herausbewegt werden, so tritt
das unerwünschte Anlenkklemmen am Lenkhandrad auf, was bedeutet, daß beim Obergang aus der Haft- in
die Gleitreibung zunächst eine relativ hohe Kraft aufzuwenden ist, die sich dann plötzlich auf einen
niedrigeren Wert herabsetzt, was zu einer unruhigen
is Lenkung und einem schlechten Fahrbahngefühl führt
Beim Lenkventil der bekannten Lenkeinrichtungen der genannten Art (DE-OS 25 49 916) werden aus zwei
Gründen unerwünschte Radialkräfte auf den Steuerschieber ausgeübt
Das eine, als zylindrischer Bolzen ausgebildete Ende des Torsionsfederstabes greift in das Ende einer
zylindrischen Bohrung in der Antriebswelle, d. h. der Lenkspindel ein und ist dort verstiftet Infolge von
unvermeidbaren Bearbeitungsungenauigkeiten, dem er
forderlichen Spiel und durch den Vorgang des
Verstiftens verläuft im allgemeinen die Achse des Torsionsfederstabes voter einem kleinen Winkel zur
Achse der Antriebswelle. Beim Einbau wird der Torsionsfederstab in seine richtige Lage gebogen. Er
übt dann eine Radialkraft auf den Steuerschieber aus. Sein anderes Ende ist nämlich bei dem bekannten
Lenkventil mit dem der Antriebswelle zugekehrten Ende der Gelenkwelle verbunden, wirkt also auf diese
an derselben Stelle ein, an der die Gelenkwelle mit einer
Unabhängig hiervon werden weitere Radialkräfte auf den Steuerschieber dadurch ausgeübt, daß die Achse der
Antriebswelle stets unter einem beachtlichen Winkel zur Achse der Gelenkwelle verläuft, denn das
abtriebsseitige Ende der Gelenkwelle muß ja exzentrisch mit dem Rotorrad der H + D Pumpe umlaufen.
Infolgedessen schließen die Drehmomentvektoren von Antriebswelle und Gelenkwelle miteinander einen
Winkel ein, was bedeutet, daß ein Abstützdrehmoment
auftreten muß. Dies wird in der Figurenbeschreibung
anhand der F i g. 5 näher erläutert. Das Abstützdrehmoment hat die Wirkung, den Steuerschieber um eine quer
zu seiner Längsrichtung liegende Achse zu kippen, also seine Enden in entgegengesetzten Richtungen radial an
die Bohrung des Lenkgehäuses zu drücken.
Durch die vorliegende Erfindung soll ein Lenkventil geschaffen werden, bei dem in der Ruhestellung keine
und bei Ausübung von Antriebsdrehmomenten höchstens verschwindend kleine radiale Kräfte den Steuerschieber einseitig gegen das Lenkgehäuse drücken.
Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst
radialen Kräfte übertragen werden.
möglichst weit hineinreicht und erst dort mit der Gelenkwelle gtlenkig verbunden ist, tritt das oben
erwähnte Abstützdrehmoment an einer Stelle auf, wo es größtenteils vom Rotor der H + D-Pumpe aufgenom-
men wird und nur noch zu einem verschwindend kleinen
Teil vom Steuerschieber. Damit ist die Wirkung dieses Abstutzdrehmoments praktisch unschädlich gemacht.
Es sind also praktisch keine auf den Steuerschieber einwirkenden radialen Kräfte über das Lenkgehäuse
mehr aufzunehmen, so daß das oben erwähnte Anlenkklemmen nicht mehr hierdurch verursacht wird.
Durch eine Weiterbildung nach Anspruch 3 wird die Montage vereinfacht. Die Mitnehmerstifte können in
Antriebswelle und Gelenkwelle eingesetzt werden, während später der Torsionsfederstab mit seinen
Gabelenden nur noch eingesteckt zu werden braucht.
Erläuterung der Erfindung
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Lenkventils nach der Erfindung,
F i g. 2 einen Schnitt nach Linie H-II in F i g. 1,
F i g. 3 einen Schnitt nach Linie IH-III in F i g. 1,
F ■ g. 4 eine Draufsicht auf ein Stück des Steuerschiebers
in Richtung des Pfeils IV und
Fig.5 eine Vektordarstellung zur Erläuterung des Reaktionsdrehmoments bei Betätigung der Lenkung.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Lenkventil und mit 2 eine H + D-Pumpe bezeichnet, die mit dem Lenkventil fest
verschraubt ist Das Lenkventil enthält einen Axialschieber 4, in dessen Innenraum 6 ein Fortsatz 8 der
Antriebswelle 10 und eine Gelenkwelle 12 eingreifen. Die Gelenkwelle stellt eine drehfeste Verbindung vom
Steuerschieber zu einem Rotorrad 14 der H + D-Pumpe 2 her. Wie die Fig.2 und 3 zeigen, weist der
Axialschieber 4 eine Innenverzahnung 16 auf, in die die Gelenkwelle 12 mit einer Außenverzahnung 18
eingreift Der Fortsatz 8 der Antriebswelle 10 greift mit Nocken 20 in breite Lücken 19 der Innenverzahnung 16
ein, wodurch dem Fortsatz gegenüber dem Steuerschieber eine begrenzte Drehung ermöglicht wird.
Wie F i g. 4 zeigt, ist der Axialschieber 4 mit einem Schrägschlitz 2Γ. versehen, der als Kurve wirkt, und in
den ein im Fortsatz 8 befestigter Mitnehmerstift 24 spielfrei eingreift.
Der Fortsatz 8 enthält eine koaxiale Sackbohrung 26 und die Gelenkwelle 12 eine koaxiale Sackbohrung 28.
An den Enden dieser Sackbohrungen ist in der Gelenkwelle 12 und in der Lenkspiudel 10 je ein
Mitnehmerstift 30 bzw. 32 fest angebracht. Ein Torsionsfederstab 34 umgreift mit gabelkopfförmigen
Enden 36 und 38 die Mitnehmerstifte 30 bzw. 32 spielfrei.
Wird die Antriebswelle 10 entgegen einem Widerstand der ge!enkten Räder, der sich auf den Rotor 14
auswirkt, aus ihrer Zentralstellung verdreht so wird der Torsionsfederstab 34 tordiert und über den Mitnehmerstift
24 und den Schrägschlitz 22 der Axialschieber 4 verschoben. Die Nocken 20 des Fortsatzes 8 bilden
zusammen mit der Innenverzahnung 16 des Steuerschiebers Endanschläge zur Schonung des Torsionsfederstabes.
Dagegen ist der Axialschieber durch die ineinandergreifenden Verzahnungen 16 und 18 des Steuerschiebers
und der Gelenkwelle mit dem Rotor 14 drehfesi verbunden.
Durch die beiderseits gelenkige Anordnung des Torsionsfederstabes 34 wird verhindert daß er sich
beim Einbau verbiegt und radiale Kräfte auf den Steuerschieber ausübt
Fig.5 zeigt die Drehmomente in einer Vektordarstellung
bei übertriebenem Winke! zw; ^hen Antriebsund
Abtriebsdrehmorncnu Das Antriebsdrehrr.orr.erit ist
mit a bezeichnet, das ihm entgegenwirkende Abtriebsdrehmoment mit b. Dieses läßt sich durch Vektoraddition
zusammensetzen aus einem Reaktionsdrehmoment c, das in Richtung des Antriebsdrehmoments verläuft
und gleiche Größe wie dieses hat und aus einem dazu rechtwinklig verlaufenden Abstützdrehmoment d, das
rechtwinklig zum Antriebsdrehmoment a verläuft Dieses Abstützdrehmoment hat die Wirk'jng, den Teil,
auf den das Antriebsdrehmoment unmittelbar einwirkt, um den Vektor d zu verkippen.
Das Abstützdrehmoment wirkt sich somit mittels Radialkräften quer zur Zeichenebene einerseits auf den
Rotor 14; andererseits auf den Steuerschieber 4 aus. Infolge der Einleitung des Abstützdrehmoments nahe
dem linken Ende der Gelenkwelle beträgt nach dem Hebelgesetz die auf den Steuerschieber einwirkende
Radialkraft unter den gegebenen Maßverhältr.issen nur etwa ein Fünftel der auf den Rotor einwirkenden. Die
auf den Rotor einwirkende Radialkraft ist aber unschädlich.
Die Anordnung läßt sich dadurch noch verbessern, daß man die axiale Bohrung 28 bis in das linke Ende der
Gelenkwelle, das mit dem Rotor 14 verzannt ist, hineinführt. Dadurch wird die dann noi_h von der
Gelenkwelle auf den Steuerschieber ausgeübte Radialkraft verschwindend klein.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung für Fahrzeuge, mit einer als Planetenzahnradpumpe
ausgebildeten Hand- und Dosierpumpe, deren Rotorrad von einer handbetätigten Antriebswelle
aus über eine Gelenkwelle antreibbar ist, und einem die Hand- und Dosierpumpe ansteuernden Axialschieber-Lenkventil, wobei das freie Ende der
Gelenkwelle gelenkig und drehfest mit dem Steuerschieber des Lenkventils verbunden ist und
die Gelenkwelle eine axiale Sackbohrung aufweist, in der mittels eines zylindrischen Stiftes ein Ende
eines Torsionsfederstabes gelenkig mit der Gelenkwelle verbunden ist, dessen anderes Ende in einer
axialen Sackbohrung der Antriebswelle aufgenommen und an deren Grund drehfest mit dieser
verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionsfederstab (34) am Grund der
Sackbohrung der Antriebswelle (10) gelenkig mit dieser verbum/en ist, die in der Gelenkwelle (12)
vorgesehene Sackbohrung (28) bis in die Nähe des Abtriebsendes der Gelenkwelle reicht und der
Federstab am Grund dieser Sackbohrung an die Gelenkwelle angelenkt ist
2. Lenkventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sackbohrung (28) bis in das mit
dem Rotorrad der H + D-Pumpe (2) verzahnte Abtriebsende der Gelenkwelle (J2) reicht
3. Lenkventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sackbohrungen (26,28) der
Antriebswelle (10) und der Gelenkwelle (12) jeweils an ihrem Grund von eimern zy.fndrischen Mitnehmerstift (32, 30) durchquei t sind und der Torsionsfederstab (34) verdickte Enden (3Ü, 36) aufweist, die
die Mitnehmerstifte mittels Längsschlitzen umgreifen.
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