DE3730708A1 - Hilfskraftlenksystem fuer fahrzeuge - Google Patents
Hilfskraftlenksystem fuer fahrzeugeInfo
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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
- B62D5/30—Safety devices, e.g. alternate emergency power supply or transmission means to ensure steering upon failure of the primary steering means
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Hilfskraftlenksystem für
Fahrzeuge mit einem die Lenkbewegung unterstützenden Haupt
arbeitszylinder, dessen Hydraulikkreis vom Lenkgetriebe
angesteuert wird, und mit einem für die Sicherheitslenkung
vorgesehenen Zusatzarbeitszylinder, dessen Hydraulikkreis
von dem des Hauptarbeitszylinders getrennt ist und von einer
Sicherheitseinrichtung steuerbar ist.
Für beispielsweise sehr schwere Nutzfahrzeuge ist es er
forderlich, eine konventionelle Servolenkung oder eine von
Handkraft betätigbare Lenkung zusätzlich hydraulisch zu unter
stützen. Derartige hydraulische Unterstützung ist aus
Sicherheitsgründen redundant auszulegen, d. h., es werden
zwei getrennte Hydraulikkreise mit jeweils einer Pumpe, einem
Steuerventil und einer Stelleinrichtung vorgesehen.
Ein Haupthydraulikkreis ist dabei während der Fahrt ständig
im Einsatz, während der zweite als Zusatzanlage ausgelegte
Hydraulikkreis von einem Schaltblock für die Sicherheits
lenkung ansteuerbar und in Einsatzbereitschaft ist, indem
nur ein geringer Druck aufliegt. Die Zusatzanlage kommt nur
dann voll zum Einsatz, wenn die Haupthydraulikanlage ausfällt.
Die Stelleinrichtungen bestehen aus je einem Arbeitszylinder,
die an verschiedenen Stellen der Lenkgestänge angreifen. Die
Anordnung der Arbeitszylinder ist oft problematisch, nachdem
ein Flattern des Lenksystems festgestellt wurde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenksystem der
eingangs genannten Art so auszuführen, daß keine Schwingungs
beeinträchtigungen beim Lenksystem auftauchen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1
gekennzeichneten Merkmalen gelöst.
Hierbei bilden die beiden Arbeitszylinder eine Baueinheit,
womit nicht nur das Schwingungsproblem des Lenksystems gelöst
wird, sondern auch der Platzbedarf verringert und außerdem
die Montage wesentlich vereinfacht wird. Anstelle von vier
Gelenken - wie sie bei einem System mit zwei getrennten Arbeits
zylindern benötigt werden - sind mit der erfindungsgemäßen
Lösung nur noch zwei Gelenke erforderlich.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Arbeits
kolben von einer gemeinsamen Kolbenstange getragen, die durch
eine das Zylindergehäuse in zwei Kammern trennende Trennwand
geführt ist. Baulich entspricht die Ausführung einem
Zylindergehäuse doppelter Länge, dessen eine Hälfte den
Hauptarbeitszylinder und dessen andere Hälfte den Zusatz
arbeitszylinder bildet. Wenn der Hydraulikkreis für den Haupt
arbeitszylinder ausfällt, erfolgt die Krafteinleitung zur
Bewegung der Kolbenstange über den Kolben des Zusatzarbeits
zylinders.
Die Anordnung des Arbeitskolbenpaares richtet sich nach den
räumlichen Möglichkeiten des jeweiligen Anwendungsfalles und
der Auslegung der Arbeitszylinder. Die Kolbenstange des
Arbeitskolbenpaares kann somit an den Lenkstockhebel oder den
Lenkhebel und bei Zwei- oder Mehrlenkachsen vorzugsweise an
den einen hinteren Zwischenhebel angelenkt werden.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele schematisch
dargestellt.
In Fig. 1 ist ein Lenksystem 10 gezeigt, das ein von einem
Lenkrad 11 betriebenes Lenkgetriebe 12 hat, mit dem ein
Schaltblock 13 für eine Sicherheitslenkung in Verbindung
steht. Diese Lenkung stellt eine bekannte Servolenkung mit
einem nicht näher dargestellten Servomotor dar. Als weitere
Lenkhilfe ist ein Hauptarbeitszylinder 15 und der zugehörige
Hydraulikkreis 16, 23 vorgesehen, der mittels eines nicht
näher dargestellten Steuerventils vom Lenkgetriebe 12 in einer
bekannten Weise gesteuert wird. Aus Sicherheitsgründen ist ein
Zusatzarbeitszylinder 17 mit dem zugehörigen Hydraulik
kreis 18, 19 vorgesehen, der vom Schaltblock 13 steuerbar ist.
Der Hauptarbeitszylinder 15 und der Zusatzarbeitszylinder 17
sind in einer Baueinheit zusammengefaßt, indem für beide
Arbeitszylinder ein gemeinsames Zylindergehäuse 25 und eine
gemeinsame Kolbenstange 21 vorgesehen sind. Die Arbeitsräume
für die beiden Arbeitszylinder 15 und 17 sind mittels einer
Trennwand 26, die etwa in Längsrichtung in der Mitte des
Zylindergehäuses 25 angeordnet ist, voneinander getrennt. Die
Kolbenstange 21 ist mit entsprechenden Dichtungen versehen,
durch diese Trennwand 26 durchgeführt und trägt zu jeder Seite
der Trennwand 26 einen Kolben 20 bzw. 28 für die beiden
Arbeitszylinder. Im Hauptarbeitszylinder 15 ist der Kolben 20
am freien Ende der Kolbenstange 21 angeordnet, so daß auf
den Kolben 20 zu beiden Seiten unterschiedliche Kräfte ein
wirken und damit der Lenkvorgang in den beiden Richtungen mit
unterschiedlicher Hilfskraft unterstützt wird. Damit kann eine
in ähnlicher Weise asymmetrisch wirkende Hilfskraft des
Servomotors ausgeglichen werden, indem die größere Stützkraft
vom Servozylinder für die eine Lenkrichtung und vom Hilfs
arbeitszylinder 15 für die andere Lenkrichtung genutzt wird.
Im normalen Lenkbetrieb wird über das Lenkgetriebe 12 und
den Haupthydraulikkreis 16, 23 der Kolben 20 des Hauptarbeits
zylinders 15 zur Betätigung der Kolbenstange 21 beaufschlagt.
Die Kolbenstange 21 überträgt die Kraft auf den Lenkstock
hebel 22 des Lenkgetriebes 12. Hierbei ist der Zusatzhydrau
likkreis 18 über eine Bypaßleitung 34 kurzgeschlossen derart,
daß das Druckmittel im wesentlichen durch den Pumpen
kreis 19, 34, 35, d. h., den Zusatzarbeitszylinder aussparend,
gepumpt wird. Der Verlauf des Druckmittelstromes im Zusatz
hydraulikkreis 18, 35 bzw. 34, 35 wird von einem hydraulisch
betätigbaren 3-Wegeventil 36 gesteuert, das so ausgelegt
ist, daß es in Kurzschlußstellung eine geringe Menge, etwa
10% des Druckmittels, zum Zusatzarbeitskolben 17 durchläßt,
damit dieser immer gefüllt, d. h. in Betriebsbereitschaft ist.
Bei Ausfall des Haupthydraulikkreises 16, etwa bei Motor
stillstand, Leitungsschaden, fällt der Druck im Haupt
hydraulikkreis 16 ab. Über eine Druckleitung 37 bewirkt der
Druckabfall ein Umschalten des Ventils 36, so daß über den
Schaltblock 13 der Zusatzhydraulikkreis 18 und damit der
Zusatzarbeitszylinder 17 in Betrieb gesetzt wird. Damit wird
die Kolbenstange 21 vom Zusatzkolben 28 betrieben. Der Zusatz
arbeitszylinder 17, 18, 19 ist in der Regel so ausgelegt, daß
die damit aufgebrachte Stützkraft ausreicht, um das Fahrzeug
ab einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit (ca. 10 km/h) lenken
zu können. Die zugehörige Pumpe 19 wird über die Radachsen
betätigt.
In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist die Kolben
stange 21 der Hilfsarbeitszylinder 15, 17 am Lenkstock
hebel 22 angelenkt. Die Krafteinleitung der Stützkraft kann
jedoch an irgendeinem Glied des Lenksystems 10 (wie Lenk
stange 30, Lenkhebel 31) erfolgen. Die Arbeitszylinder können
auch direkt in einer Lenkstange integriert sein.
In Fig. 2 ist ein Lenksystem für Zweilenkachsen gezeigt, das
mit einem Lenkgetriebe 22, einer Lenkstange 40 für das
vordere Radpaar und einer Lenkstange 5 für das hintere
Radpaar ausgestattet ist. Die Arbeitszylinder-Baueinheit 45
ist in diesem Beispiel an den Zwischenhebel 52 für das
hintere Radpaar angelenkt, wo das Raumangebot im allgemeinen
günstiger ist. Die Arbeitsweise der Arbeitszylinder 45 ist
dieselbe wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. Das Hilfs
system ist natürlich auch für Mehrlenkachsen geeignet.
Wenn eine asymmetrische Stützkrafteinleitung für die beiden
Lenkrichtungen unerwünscht ist, kann das Zylindergehäuse 53
länger ausgeführt werden, so daß die Kolbenstange 54 am
freien Ende durch ein Zusatzteil 55 verlängerbar ist, das
in einen dritten leeren Raum 56 im Zylindergehäuse 53 hinein
ragt. Damit sind die Arbeitsflächen zu beiden Seiten der
beiden Kolben 57 bzw. 58 jeweils gleich.
Claims (5)
1. Hilfskraftlenksystem für Fahrzeuge mit einem die Lenk
bewegung unterstützenden Hauptarbeitszylinder, dessen
Hydraulikkreis vom Lenkgetriebe angesteuert wird und
mit einem für die Sicherheitslenkung vorgesehenen
Zusatzarbeitszylinder, dessen Hydraulikkreis von dem
des Hauptarbeitszylinders getrennt ist und von einer
Sicherheitseinrichtung steuerbar ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Arbeitszylinder (15, 17) ein gemein
sames Zylindergehäuse (25) haben und daß die zuge
hörigen Arbeitskolben (20 bzw. 28) miteinander ver
bunden sind.
2. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hauptarbeitszylinder (15) und der Zusatz
arbeitszylinder (17) in einem zylindrischen Gehäuse (25)
axial hintereinander angeordnet sind.
3. Lenksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Arbeitskolben (20, 28) der beiden Arbeitszylinder
von einer gemeinsamen Kolbenstange (21) getragen sind,
die durch eine das zylindrische Gehäuse (28) in zwei
Arbeitsräume trennende Trennwand (26) geführt ist.
4. Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Krafteinleitung der
Arbeitszylinder (15, 17) über den Lenkstockhebel (22)
in das Lenksystem (10) erfolgt.
5. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Krafteinleitung der Arbeits
zylinder (45) über Zwischenhebel (52) bzw. Lenk
hebel (31 oder Lenkstange 30) erfolgt.
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Legal Events
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