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Hydraulische Lenkvorrichtung mit Servomotor, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Lenkvorrichtung mit Servomotor, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, bei der Steuerschieber und Kolben mechanisch lose gekuppelt
sind. Die Erfindung besteht in der Unterteilung des Steuerschiebers, des servomotorisch
bewegten Kolbens und des eigentlichen, d. h. abwechselnd einem Hoch- und Niederdruck
ausgesetzten Zylinderraumes in zwei miteinander fest zusammenhängende, symmetrische
Hälften mit je einem Hoch- und einem Niederdruckraum sowie in Verbindung mit dieser
Unterteilung in der Zuleitung des Druckmittels zwischen den beiden Teilkolben. Diese
Bauweise soll die Zahl der praktisch unzugänglichen und unüberwachbaren Abdichtungsstellen
vermindern und Hand in Hand damit jene Gefahr beheben, daß durchlässige Stellen
die Einstellung der Steuerung verfälschen. Weiterhin ist gemäß der Erfindung die
Anwendung einer nach beiden Lenkrichtungen überdeckungslosen Schiebersteuerung vorgesehen.
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Die Zeichnungen zeigen einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
an Kraftwagensteuerungen. Fig. i ist der Querschnitt der Steuerung und Fig.2 der
Teilquerschnitt einer anderen Ausführungsform; Fig.3 und q. stellen die Schemata
je einer Gesamtanordnung dar; Fig.5 und 6 sind Längsschnitte je einer anderen Steuerung;
Fig.7 und 8 sind Querschnitte nach den Linien VII-VII bzw. VIII-VIII der Fig. 6.
Nach F ig. i mündet das untere Ende des Servomotorzylinders i in den Niederdruckkasten
2, mit welchem das obere Zylinderende über den Mantel 3 und die Löcher ¢ verbunden
ist. Das Drucköl tritt durch das mittlere Rohr 5 ein, an welchem der Rundschieber
6 längsverschiebbar angebracht ist. Der letztere steckt lose inmitten zweier Kolben
7, welche mit dem Rohr 5 und dem Schieber 6 gleichachsig sind. Die Kolben werden
miteinander mit Hilfe des Zwischenrohres 8 zwangsläufig verbunden, nach der Hochdruckseite
aber mit Hilfe der Quer-,.vand g und der Nabe io voneinander abgesondert.
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Der Schieber 6 ist ein Doppelschieber aus zwei Sperr-,;"ulsten i i
und mit einem Längsschlitz i 2 in Fortsetzung der Rohrdurchbrechung 13. Die Kolben
7 tragen die Schieberspiegel in Form der Schlitze 1q.. Es ist noch zu bemerken,
daß das Zwischenrohr 8, welches also ein wanderndes Schiebergehäuse bildet, von
dem Schieberrohr 6 so weit absteht, daß das Innere des Rohres 8, je nach der Schiebexstellung,
bei 15 und 16 mit der Niederdruckseite des Zylinders i bzw. des Kastens 2
in Verbindung steht. Das Drucköl tritt bei 17 aus.
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Wie auch aus Fig.3 ersichtlich ist, wird der Schieber 6 mit Hilfe
der Kurbel 18 an den Zapfen 1g angelenkt, welcher mit dem von dem Lenkhandrad
2o, der Steuersäule 2 i und der Schnecke 22 betätigten Schneckenradsegment
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verkeilt ist. Die Kolben 7 werden mit Hilfe der Kurbel 24 an den Zapfen 25 angelenkt,
welcher mit der Lenkstange 26 verkeilt ist, die ihrerseits mit dem bei 27 angedeuteten
Gestänge das vordere Räderpaar des Fahrzeuges verstellt.
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Wird nun der Schieber 6 aus der gezeichneten Mittelstellung mit z.
B. Linksdrehung des Lenkhandrades2o nach oben verschoben, so tritt das Drucköl aus
dem Zwischenrohrraum z8 unterhalb der oberen Ringwulst i i und durch den oberen
Schlitz 14 in den Zylinderraum 29 ein und drückt den oberen Kolben 7 nach oben.
Zugleich eröffnet sich unterhalb der aufsteigenden unteren Wulst i i durch den unteren
Schlitz 14 und durch die Spalte 15 hindurch ein Abflußweg für das im Zylinderraum
3o enthaltene Öl nach dem Niederdruckkasten 2, so daß dem Aufwärtsgang der Kolben
7 nichts im Wege steht. Das vordere Räderpaar wird somit entsprechend verstellt.
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Verschiebt man aber den Schieber 6 nach unten, so eröffnet sich für
das Drucköl ein Zuflußweg 5, 13, 12, 28, 14 unten, in den Zylinderraum 3o und zugleich
aus dem Zylinderraum 29 ein Abflußweg 14 oben, 16, 3, 4, 2, 17.
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In beiden Fällen folgen die Kolben 7 auch den kleinsten Längsverschiebungen
des Schiebers 6, 11 augenblicklich. Fig. 2 zeigt, daß man beim Schieber i i in an
sich bekannter Weise Deckungen anwenden kann, falls die Steuerung ein gewisses totes
Spiel haben soll.
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Die Arbeit der Handsteuerung erschöpft sich in der Verstellung des
relaisartig eingeschalteten Schiebers 6, 11. Die aus den Unebenheiten der Straßen
usw. von den Fahrzeugrädern her ankommenden Stöße werden durch die beschriebene
Steuerung selbsttätig ausgeglichen, ohne daß dieselben sich auf das Handrad 2o weiterverpflanzen
würden.
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Wenn ein Stoß die Kolben z. B. nach unten herabdrückt, so wird dies
bei dem beschriebenen Zusammenhang von Kolben 7 und Schieber 6, 11 genau so wirken,
wie wenn man den letzteren verkehrt, nach oben, verschieben würde. Das Drucköl wird
daher die Kolben 7 nach oben drücken, womit aber der Stoßkraft gerade entgeengewirkt
wird. Eine ebensolche Dämpfung' tritt ein, wenn der Stoß die Kolben 7 nach oben
hinaufdrückt. In beiden Fällen soll die ausgleichende Gegenkraft augenblicklich
und völlig selbsttätig einsetzen, ohne daß der Führer dies merkt.
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Die Kolben können gegebenenfalls auch abgestufte Durchmesser haben.
Sicherungen für die Steuerung können durch Abfederungen und durch Anbringen von
Sicherheitsventilen geschaffen werden. Ebenfalls eine Art Sicherung sollen die Einschnürungen
3 i ergeben, welche zwischen dem Schieber 6 und den Kolben ,7 in der Schieberbahn
Mitnehmeranschläge bilden, damit die Steuerung auch beim Versagen der Ölfüllung
rein mechanisch wirken kann. Eine stetige Ölfüllung wird übrigens am einfachsten
dadurch gesichert, daß man den beschriebenen Servomotor in 'den Ölkreislauf der
Druckschmiereinrichtung des zu steuernden Fahrzeuges einschaltet.
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Fig.4 zeigt, wie man die beschriebene Steuerung mit Hilfe der an dem
Lenkhandrad 2o bzw. der Steuersäule 2 i angebrachten Schraubenführung 32 und der
Gelenkstangen 33, 33' einer bekannten Steuerung 2o bis 23 parallel beischalten
kann. Diese Anordnung eignet sich zum Umbau von vorhandenen Kraftfahrzeugen.
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Fig.5 stellt eine Steuerung dar, wo sich in der Mitte kein feststehendes
Rohr, sondern ein mit Hand zu betätigendes Steuermittel, und zwar die mit dem üblichen
Lenkhandrad zu verdrehende Steuersäule 21 befindet. Diese wird als eine Schraubenspindel
ausgebildet und mit einer Mutter 34 versehen. Der Schieber 6 besteht aus zwei mit
der Mutter 34 verschraubten Teilen und wird in dem die beiden Kolben 7 verbindenden
Zwischenrohr 8 längsverschiebbar angebracht, dessen Innenraum 28 er unterteilt.
Der frühere Kasten 2 wird jetzt durch den die beiden Hochdruckzylinder 35, 36 miteinander
verbindenden Zwischenteil 37 mit Niederdruckraum 38 ersetzt, der den Ölaustritt
17 besitzt.
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Der Stift 39 verhindert die Verdrehung der Mutter 34, und die in,
eine Ringrille 4o des Zapfens 25 greifende Feder 41 des Zwischenrohres 8 verhindert
die Verdrehung der Kolben 7. Der Stift 39 durchsetzt das Zwischenrohr 8 in einem
Langloch, welches für die Längsverschiebung vom Schieber 6 und Kolben 7 zueinander
genügendes Spiel frei läßt.
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Die Druckölzuleitung 5 führt durch die tohrungen 42, 43 der Steuersäule
21 und durch die Schieberinnenräume 44 hindurch zu den Schieberwulsten i i. Die
Kolbenschlitze 14 stehen über die Kanäle 45 und Bohrungen 46 mit den betreffenden
Innenräumen 2,9, 3o der Zylinder 35, 36 und die Kolbenzwischenräume 28 über die
Schlitze 47 mit dem Niederdruckraum 38 in Verbindung.
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Die Wirkungsweise der Steuerung ist genau wie vorbeschrieben.
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Fig.6 bis S zeigen eine andere Ausführungsform der neuen Steuerung,
wo Schieber und Kolben wieder gleichläufig sind, aber beide auf Winkelverdrehung
eingerichtet sind.
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Der mit dem Schneckenradsegment 23 verkeilte Schieber 6 trägt jetzt
vier Sperrwulste i i, welche mit ebensoviel Schlitzen 14 der beiden Kolben 7 zusammenwirken.
Die Rolle
des Zwischenrohres 8, der Trennwände 9, des Zylinders
i mit den Zylinderräumen 29> 30, 29', 3o' usw. ist, wie vorbeschrieben, nur, daß
die Kolben 7 jetzt zweifach wirken. Das Drucköl tritt durch die Schieberbohrung
48 und die Querlöcher 49 hindurch in die Zwischenräume 28 und von da aus nach der
jelveiligen Schieberstellung in die beiden Zylinderräume 29', 3o bzw. 29, 3o' ein.
Das Drucköl entfernt sich durch die Schieberkanäle 5i, 52, die Kammer 2 und die
Ableitung 17. Die Hinterkammer 53 wird mit Hilfe des Verbindungsrohres 54
mit Drucköl versehen.
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Zwischen dem Schieber 6 und den Kolben 7 dienen jetzt die Anschläge
56 (Fig. 8) als Sicherheitsmitnehmer, die am Ende der Schieberbahn in Wirkung treten.
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Der Kolbenfortsatz 55 wird mit der Lenkstange 26 verkeilt. Die Gleichachsigkeit
des Kolbens 6 mit dem Schneckenradsegment 23 und der gesteuerten Lenkstange 26 gestatten
einen unmittelbaren Einbau des Servomotors unter Beibehaltung der bisher üblichen
gegenseitigen Lage von Steuerspindel und Verstellgestänge.