DE567506C

DE567506C - Durch Fluessigkeitsdruck betaetigte Lenkvorrichtung

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Publication number: DE567506C
Application number: DEB141554D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-01-25
Filing date: 1929-01-25
Publication date: 1933-04-20

Description

Lenkvorrichtungen mit Kraftantrieb, bei denen außer der Handlenkvorrichtung ein mit dem Lenkgestänge des Fahrzeuges verbundener Kraftantrieb so angeordnet ist, daß durch Bedienung der Handlenkung die Kraftlenkung entsprechend eingeschaltet wird, sind bekannt. Mit Druckflüssigkeit betriebene Servosteuerungen sind ebenfalls bekannt. Die Selbsthemmung der Lenkvorrichtung wird durch Mutter und Gewindespindel oder Schnecke und Sektor bewirkt, die auch dann in Wirkung treten, wenn durch Ausbleiben des Flüssigkeitsdruckes, z. B. Leckage einer Rohrleitung, nur von Hand gelenkt werden kann. Schwierigkeiten ergeben sich hierbei dadurch, daß, wenn durch die genannten Organe Selbsthemmung hergestellt wird, das Einsetzen der Hilfskraft in Frage gestellt wird. Oder es wird auf Selbsthemmung verziehtet und der Mangel in Kauf genommen, daß die durch Unebenheiten der Fahrstraße verursachten Stöße unvermindert in das Handrad gelangen. Weiter ist es als ein Mangel der bekannten, mit Druckflüssigkeit arbeitenden Lenkvorrichtungen anzusehen, wenn sie zwar bei Ausbleiben des Flüssigkeitsdruckes sich sofort auf Handbetrieb umstellen, aber vom Führer verlangt wird, daß er nach Wiederherstellung des Flüssigkeitsdruckes einen Handgriff vornimmt, um die HilfsSteuerung wieder einzuschalten. Vergißt er dies, so sind Unglücksfälle möglich.

Die Erfindung beseitigt die genannten Mängel und stellt eine vereinfachte, durch Flüssigkeitsdruck betätigte Lenkvorrichtung dar. Die Erfindung weist zwei voneinander vollkommen getrennte Arten der Steuerungsselbsthemmung auf, je eine für das Lenken mit Flüssigkeitsdruck und für das Lenken von Hand, wodurch die vorhin beschriebene Schwierigkeit nicht eintreten kann. Es ist ferner Vorkehrung getroffen, daß bei Ausbleiben des Flüssigkeitsdruckes der Eingriff der üblichen mechanischen Handlenkung sofort erfolgt, welche aber von selbst wieder ausgeschaltet wird, wenn der Flüssigkeitsdruck in erforderlicher Höhe wiederhergestellt wurde.

In den Abb. 1 bis 12 ist die Erfindung am Beispiel einer Kraftwagenlenkvorrichtung dargestellt.

Abb. ι ist die schematische Darstellung einer vollständigen Kraftwagenlenkvorrichtung nach der Erfindung.

Abb. 2 bis 5 und 8 zeigen Einzelheiten;

Abb. 6 und 7 ist die vergrößerte Darstellung des Druckmittelzylinders mit seinen Steuerorganen und der selbsttätigen mechanischen Kupplung zwischen Handrad und Lenkachse, welche bei Ausbleiben des Flüssigkeitsdruckes in Tätigkeit tritt.

Abb. 9 bis 12 und 9a bis 12a zeigen den Steuerapparat in schematischem Längs- und Querschnitt bei den verschiedenen Grenzlagen der Lenkung.

Die Wirkungsweise ist nun folgende:

Mittels der Druckpumpe 1 in Abb. 1, welche im dargestellten Beispiel von der Kurbelwelle des Fahrzeugmotors angetrieben wird, wird Flüssigkeit auf Druck gebracht, wobei federbelastete Sicherheitsventile 2 und 2' den

Druck in den beiden mit der Pumpe verbundenen Leitungen 3 und 3' in bekannter Weise konstant halten. Der Druck pflanzt sich in die Zylinder 4 unter öffnung der beiden Rückschlagventile 5 und 5' fort und beaufschlagt die beiden Seiten des Doppelkolbens 6 in gleicher Weise, so daß dieser Kolben sich gegenüber den beiden Flüssigkeitsdrücken in 3 und 3' im Gleichgewicht und somit in Ruhelage befindet. An den Doppelkolben 6 greift das Lenkgestänge für die Lenkräder des Wagens bei 7 (Abb. 2) an.

Versucht die Kraftwagenlenkung den Kolben aus seiner Ruhelage zu bringen, so wird dies entweder durch die Rückschlagventile 5 und 5' (Abb. 1) oder durch ein selbsthemmendes Getriebe 8, 9, 10 (Abb. 2) oder durch beides gleichzeitig- verhindert. Der Wagen fährt infolgedessen in der einmal eingeschlagenen Fahrtrichtung jetzt weiter.

Konzentrisch zum Doppelkolben 6 ist nun der Steuerschieber 11 (Abb. 2 und 4) in der Weise angeordnet, daß derselbe dichtend und beweglich auf dem Doppelkolben 6 geführt ist. Der Steuerschieber 11 besitzt eine Anzahl Schlitze 12, deren Form, Anzahl und Gruppierung sich nach dem jeweiligen Verwendungszweck der Steuerung richtet. Im Doppelkolben 6 sind gleichfalls Schlitze 13 in Abb. I₃ 2, 3 und 9 angeordnet, von denen je eine Hälfte mit der linken und je eine Hälfte mit der rechten Kolbenseite bzw. mit den Druckleitungen 3 und 3' (Abb. 1) in Verbindung steht. Beide Kolbenseiten sind durch die Wand 16 (Abb. 3) voneinander getrennt. Diese beiden Schlitzgruppen sind zueinander versetzt angeordnet, aber sonst entsprechend den Schlitzen 12 dimensioniert. In der Ruhelage der Lenkeinrichtung sind die Kolbenschlitze mit den Steuerschieberschlitzen nicht in Deckung (vgl. Abb. 9 bis 12), so daß die Druckflüssigkeit nur bis zu den Schlitzen 12 gelangen kann und beiderseits der Trennwannd 16 stehenbleibt.

Der Doppelkolben 6 ist mit einem Ansatz 14 (Abb. i, 2 und 3) versehen, der ihn mittels eines Schlitzes 15 im Druckzylinder 4* (Abb. 1) an Verdrehung hindert, aber ihm eine Axialbewegung im Zylinder 4 gestattet. Der Steuerschieber 11 hingegen kann hin und her bewegt und gleichzeitig gedreht werden, und zwar erhält er die Drehbewegung durch die beiden Führungslappen 17 und 17' (Abb. 9 und 9a) und die hin und her gehende Bewegung durch den Zapfen 18 (Abb. 4 und 6).

Eine Steuerbewegung geht nun folgendermaßen vor sich:

Durch Drehen des Handrades 19 (Abb. 6 und 7) in Richtung des gewünschten Steuereinschlages wird mittels der durch Feder 20 belasteten Rutschkupplung 21 der Mitnehmerhebel 22 gedreht und durch die Stoßstange 24 (Abb. 9a) und Schwinghebel 23 die gleiche Drehung auf den Steuerschieber 11 übertragen, bis diese Bewegung durch den Anschlag bei 24^a (Abb. 9a) begrenzt ist. Trotzdem kann das Handrad 19 weitergedreht werden, da nun die Rutschkupplung unter Gleiten ihrer Reibungsflächen aufeinander nachgibt.

Gleichzeitig wird unabhängig von dieser Rutschkupplung durch Handrad 19 auch die Schnecke 25 gedreht, welche ihrerseits das Schneckenrad 26 antreibt (Abb. 6 und 7). Mittels Schwinge 27, welche mit dem Schneckenrad 26 starr verbunden ist, wird der Steuerschieber 11 an seinem seitlichen Ansatz 18 gefaßt und so axial verschoben. Durch diese beiden Bewegungen des Steuerschiebers — Drehen und Verschieben — gelangt dieser in die in Abb. 10 dargestellte Stellung, d. h. die linke Schlitzgruppe des Steuerschiebers ist jetzt mit der entsprechenden Schutzgruppe des Doppelkolbens in Deckung (in Abb. 10 durch Anlegen der S5 Schlitzöffnungen dargestellt). Nun fließt die auf der linken Kolbenseite sich befindende Druckflüssigkeit durch die aufgedeckten Schlitze in das mit dem Druckzylinder 4 verbundene Schneckengehäuse ab und von dort durch Leitung 28 der Saugseite der Pumpe 1 (Abb. 1) oder einer besonderen Absaugpumpe wieder zu.

Hierdurch ist die linke Kolbenseite von 6 vollkommen entlastet worden, so daß der Überdruck auf der rechten Kolbenseite nunmehr den Kolben 6 in die in Abb. 11 dargestellte Stellung verschiebt, wobei mittels Hebels 7, Welle 29 und Schwinge 30 (Abb. 6) oder mittels der selbsthemmenden Getriebe 8, 9, 10 (Abb. 2) diese Bewegung auf die Fahrzeuglenkachse übertragen wird. Sobald der Kolben 6 die in Abb. 11 dargestellte Stellung erreicht hat, sind die Schlitze in Kolben 6 und Steuerschieber 11 so gegeneinander verschoben, daß der Flüssigkeitsabfluß unterbunden und der Kolben 6 wieder von beiden Seiten mit gleichem Druck beaufschlagt ist. Hierdurch ist die notwendige Selbstabstellung der Lenkvorrichtung nach Erreichen des gewünschten Steuereinschlages proportional zum Lenkradausschlag gewährleistet. Es ist auch möglich, durch entsprechende Dimensionierung der Schlitze zu erreichen, daß bei geringer Handraddrehung zunächst nur wenig Querschnitt freigegeben wird und somit eine langsame Kolbenbewegung erfolgt und erst bei voller Handradauslegung eine größere Querschnittsfreigabe und somit eine schnellere Steuerbewegung stattfindet.

Es ist eine besondere Eigentümlichkeit der durch Flüssigkeitsdruck betätigten Lenkung

nach, der Erfindung, daß bei einer Betätigung des Handrades 19 (Abb. 1) nicht sofort eine Steuerbewegung erfolgt, sondern erst dann, wenn der Steuerschieber 11 einen bestimmten Weg zurückgelegt hat. Dieses entspricht dem bei direkten mechanischen Steuerungen bekannten toten Gang, der bei Lenkeinrich-. tungen für Straßenfahrzeuge fast -durchweg anzutreffen ist. Infolgedessen besteht in der

to Fahrtechnik von Wagen mit der neuen Lenkung gegenüber solchen mit gewöhnlicher direkter Lenkung kein Unterschied.

Diese Wirkung des toten Ganges ist besonders aus Abb. 12 und 12a zu erkennen.

Bei einer Zurückdrehung des Handrades 19 (Abb. 1) wird hier zunächst nur der Steuerschieber 11 verdreht und verschoben, ohne daß eine Lenkbewegung erfolgt. Erst nach weiterer Verschiebung des Schiebers so weit, daß sich die rechte Schlitzgruppe am Schieber 11 und Doppelkolben 6 deckt (wie in Abb. 12 dargestellt), erfolgt die Steuerbewegung.

In Abb. 6 ist noch eine selbsttätige Sicherheitseinrichtung dargestellt, welche bei Ausbleiben des Flüssigkeitsdruckes (Leckagen an Rohrleitungen, Pumpendefekte usw.) die durch Flüssigkeitsdruck betätigte Lenkung in eine gewöhnliche Lenkung mit direkter mechanischer Wirkung verwandelt. Zwei miteinander gekuppelte gleich große Kolben 31 und 31' (Abb. 6) stehen mit den Druckleitungen 3 und 3' in Verbindung. Die Kolben sind so dimensioniert, daß bereits einer von ihnen imstande ist, bei Vorhandensein des vorgeschriebenen Flüssigkeitsdruckes in seiner zugeordneten Druckleitung die Feder 32 zusammenzudrücken und mit Hebel 34 die beiden Kupplungshälften 33 und 33' \^roneinander gelöst zu halten. Wird nun beim normalen Steuern die Leitung 3 oder 3' abwechselnd vom Druck entlastet, so bleibt die , ganze Sicherheitseinrichtung in Ruhe, da nie beide Leitungen gleichzeitig entlastet werden. Tritt aber der Fall ein, daß in beiden Leitungen .45 gleichzeitig der Flüssigkeitsdruck ausbleibt, so bekommt Feder 32 das Übergewicht und bringt die Kupplung 33, 33' zum Eingriff. Hierdurch kann das Fahrzeug mittels Handrad 19, Schnecke 25, Schneckenrad 26, Kupplung 33 und 33', Welle 29 und Schwinge 30 (Abb. 6) in gewohnter Weise mit direkter mechanischer Kraftübertragung gesteuert werden. Tritt beispielsweise während der Fahrt der Fall ein, daß Leitung 3' bei χ reißt, so läßt der Druck in der zugehörigen Kammer von 4 nur langsam nach, da das· zugehörige Rückschlagventil 5' abschließt. Durch unvermeidliche Undichtheiten wird aber die betreffende Kolbenseite trotzdem allmählich entlastet, und der Kolben 6 bewegt sich infolgedessen nach links, so daß auch das Fahrzeug vom Wege nach links abweicht, und zwar gleichfalls ganz allmählich. Der Fahrer wird nun durch Rechtsauslegen der Steuerung die alte Fahrtrichtung wiederherstellen wollen und entlastet nun, da er den Schieber 11 dabei dreht und die rechte Schlitzgruppe zur Deckung bringt, auch die Leitung 3, worauf die selbsttätige Kupplung einfällt.

Es ist empfehlenswert, den Kupplungshebel 34 mittels Gestänge (nicht gezeichnet) mit dem Dreiwegehahn 35 (Abb. 1) zu verbinden und so die Pumpe bei Auftreten \Όη Störungen vollkommen kurzzuschließen, um Flüssigkeitsverluste durch evtl. leck gewordene Rohrleitungen zu vermeiden. Auf diese Weise ist dann die durch Flüssigkeitsdruck betätigte Lenkung vollkommen abgestellt.

Die Wiederinbetriebsetzung der Pumpe kann dann zwangsläufig beim Anlassen des Motors z.B. durch einen auf 35 wirkenden, in den Stromkreis der elektrischen Anlasseranlage eingeschalteten Elektromagneten geschehen.

Des weiteren ist es möglich, durch Anzapfungen der Druckleitungen, z. B. bei 36 (Abb. i), den Flüssigkeitsdruck dem Fahrer sichtbar zu machen (Manometer, Signallampen) und ihn hierdurch auf ein evtl. Absinken des Flüssigkeitsdruckes aufmerksam ' zu go machen. Das Fahrzeug wird zwar niemals, dank der selbsttätigen Kupplung 33 und 33' (Abb. 6), steuerlos, jedoch muß der Fahrer mehr Körperkraft aufwenden und evtl. langsamer fahren.

Claims

Patentansprüche:

1. Durch Flüssigkeitsdruck betätigte Lenkvorrichtung für gleislose Fahrzeuge mit nach erfolgter Lenkung selbsttätiger Absperrung der Druckflüssigkeit, die auf zwei oder mehrere miteinander und mit der Lenkeinrichtung des Fahrzeuges verbundene Kolben wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle, im Innern mit einer Trennwand (16) versehene Kolben (6) Laufflächen und Steueröffnungen (13) für den ebenfalls mit Steueröffnungen (12) für das Druckmittel verseheneu und unter Einwirkung des Lenkhandrades (19) stehenden, den Kolben (6) konzentrisch umgebenden Steuerschieber (11) besitzt.

2. Durch Flüssigkeitsdruck betätigte Lenkvorrichtung für gleislose Fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Steuersäule (19°) sowohl eine durch eine Feder (20) belastete Rutschkupplung (21) vorgesehen ist, durch die der Steuerschieber (ii) eine Drehbewegung um seine Längsachse bis zur Erreichung eines Anschlages (24°) er-

hält, als auch die Schnecke (25) mit Schneckenrad (26) angebracht ist, von dem (26) aus unter Gleiten der Rutschkupplung (21) mittels des Hebels (27) der Steuerschieber (11) noch eine axiale, der gewollten Lenkbewegung entsprechende Verschiebung erfährt.

3. Durch Flüssigkeitsdruck betätigte Lenkvorrichtung für gleislose Fahrzeuge nach Anspruch 1 und 2 mit selbsttätig sich einschaltender Handsteuerung bei fallendem Flüssigkeitsdrucke, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Druckleitung (3j 3') j^e εϊ^ gleich großer Kolben (31, 31') vorgesehen ist, welche durch eine gemeinsame Kolbenstange miteinander ge~ kuppelt sind und, unter Wirkung einer Feder (32) stehend, bei wiederansteigendem Flüssigkeitsdruck die Kupplung (33, 33') zur Betätigung der Handsteuerung selbsttätig ausrücken.

4. Durch Flüssigkeitsdruck betätigte Lenkvorrichtung für gleislose Fahrzeuge nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung der Lenkvorrichtung gegenüber Fahrbahnstößen in den Druckleitungen (3, 3') an beliebiger Stelle, jedoch vor den Sicherheitsventilen (2, 2') Rückschlagventile (5, 5') vorgesehen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen