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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeuglenksystem und ist
speziell mit solchen Systemen befaßt, bei denen Servounterstützung für ein
Lenkmanöver von einem hydraulischen Servomotor (wie etwa von einer Vorrichtung
aus doppelt wirkendem Kolben und Zylinder) bereitgestellt wird, dessen
Arbeitsflüssigkeit von einer elektrisch angetriebenen Pumpe bereitgestellt und
von einem Ventil gesteuert wird, welches die Versorgung des Servomotors mit
Arbeitsflüssigkeit in Abhängigkeit von einer Lenkeingabe bestimmt, um das
beabsichtigte Lenkmanöver zu unterstützen. Bekannte Lenksysteme der oben
genannten Art, welche elektrisch angetriebene Pumpen aufweisen, sind
üblicherweise uneffizient, da sie einen ständigen Verbrauch von elektrischer Energie,
die während des Gebrauchs des Fahrzeugs verfügbar ist, verursachen, und es ist
ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Fährzeuglenksystem
bereitzustellen, bei dem eine Verschwendung von elektrischer Energie vermindert ist.
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Beispiele für servounterstützte Lenksysteme, die eine elektrisch angetriebene
Hydraulikpumpe zur Servounterstützung benutzen können, können in unserer
ebenfalls schwebenden britischen Patentanmeldung Nr. 88 14358
(Veröffentlichung GB-A-2 219 778) (soweit es Hydrauliksysteme betrifft) und auch in den
Beschreibungen unserer britischen Patente Nr. 2 193 695 und 2 203 394 gefunden
werden. Besonderer Bezug wird auf unsere dem Oberbegriff von Anspruch 1
entsprechende GB-A-2 193 695 genommen, in der Fig. 6 ein Lenksystem der oben
genannten Art offenbart, bei dem der Betrieb der elektrisch angetriebenen
Pumpe abhängig von einer Lenkeingabe eines Lenkmanövers ausgelöst wird, welche
die Verschiebung eines Bestandteils aus seiner neutralen Stellung in die eine
oder andere von zwei Richtungen, abhängig von der Richtung der Lenkeingabe,
verursacht; der Betrieb des Pumpenmotors wird von zwei normalerweise
geöffneten Mikroschaltern gesteuert, von denen der eine oder der andere, abhängig
von der Richtung der Lenkeingabe, durch die oben genannte Verschiebung des
Bestandteils geschlossen wird. Das Schließen des einen oder anderen der
Mikroschalter betreibt die Pumpe und liefert nach Bedarf unter Druck stehende
Hydraulikflüssigkeit an den Servomotor. Während der Vorschlag in
GB-A-2 193 695 die Verschwendung von elektrischer Energie vermindert, verlangt
sie die Verwendung von zwei normalerweise geöffneten Mikroschaltern, so daß es
ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, dieser Notwendigkeit
abzuhelfen und ein verbessertes Schaltmittel zur Steuerung des Pumpenmotors
bereitzustellen, um unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit dann zu liefern,
wenn sie zur Servounterstützung nötig ist.
DARLEGUNG DER ERFINDUNG UND VORTEILE
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeuglenksystem
bereitgestellt, enthaltend: einen hydraulischen Servomotor, der Servounterstützung
für ein Lenkmanöver bereitstellt; eine hydraulische Pumpe, die von einem
elektrischen Motor angetrieben wird und Arbeitsflüssigkeit bereitstellt; einen
Kolbenschieber zum Steuern der Versorgung des Servomotors mit
Arbeitsflüssigkeit in Abhängigkeit von einer Lenkeingabe für ein Lenkmanöver, und ein
Schaltmittel, welches auf die Lenkeingabe reagiert und aus seiner neutralen
Stellung verschoben wird, um den Pumpenmotor zur Bereitstellung von
Arbeitsflüssigkeit zu betreiben, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltmittel in
seiner neutralen Stellung geschlossen ist, um den Pumpenmotor abzuschalten,
und geöffnet werden kann, um den Pumpenmotor zu betreiben, daß das
Schaltmittel enthält: zwei Bestandteile, die aus ihrer neutralen Stellung und
relativ zueinander in Abhängigkeit von der Lenkeingabe verschiebbar sind,
einen ersten Kontakt auf einem Bestandteil, einen zweiten Kontakt auf dem
zweiten Bestandteil, und einen zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt
angeordneten Überbrückungskontakt, wobei der Überbrückungskontakt relativ zu
dem ersten und dem zweiten Kontakt beweglich und in Richtung der Berührung mit
dem ersten und dem zweiten Kontakt vorgespannt ist, und wobei die Anordnung so
ausgeführt ist, daß, wenn das Schaltmittel sich in seiner neutralen Stellung
befindet, der Überbrückungskontakt sowohl den ersten als auch den zweiten
Kontakt berührt, um das Schaltmittel zu schließen, daß, wenn das erste
Bestandteil sich in eine Richtung relativ zum zweiten Bestandteil aus seiner
neutralen Stellung bewegt, die Berührung zwischen dem ersten Kontakt und dem
Überbrückungskontakt unterbrochen wird, um das Schaltmittel zu öffnen, und
daß, wenn das erste Bestandteil sich in entgegengesetzter Richtung relativ zum
zweiten Bestandteil aus seiner neutralen Stellung bewegt, die Berührung
zwischen dem zweiten Kontakt und dem Überbrückungskontakt unterbrochen wird,
um das Schaltmittel zu öffnen.
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Durch die vorliegende Erfindung wird das Schaltmittel das Betreiben des
Pumpenmotors in Abhängigkeit von einer Lenkmoment-Eingabe eines Lenkmanövers
steuern, so daß Arbeitsflüssigkeit wie verlangt bereitgestellt wird, um das
beabsichtigte Manöver zu unterstützen. Folglich wird für relativ lange
Zeitabschnitte, während denen das Fahrzeug betrieben wird, ohne daß ein Lenkmanöver
ausgeführt wird, der Pumpenmotor abgeschaltet bleiben und dadurch die
Verschwendung von elektrischer Energie (und dadurch von Arbeit allgemein) für das
Fahrzeug vermindern. Ein besonderer Vorteil der relativ einfachen und
kostengünstigen Struktur des Schaltmittels, welches in der vorliegenden Erfindung
enthalten ist, ist der, daß es sich unabhängig von der Richtung des
beabsichtigten Lenkmanövers in Abhängigkeit von einer Lenkmoment-Eingabe öffnet, um
den Betrieb des Pumpenmotors zu bewirken.
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Die relative Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Bestandteil des
Schaltmittels kann in rotatorischer Weise erreicht werden, z. B. zwischen
koaxial angeordneten Bestandteilen wie in einem Drehventil. Vorzugsweise
allerdings sind das erste und das zweite Bestandteil im wesentlichen koaxial
zueinander angeordnet und weisen relativ zueinander eine axiale Verschiebung
aus der neutralen Stellung in Abhängigkeit von einer Lenkeingabe auf. Das
erste Bestandteil kann einen Schieber oder ein ähnliches Mittel enthalten, der
bzw. das innen angebracht ist und relativ zu einem Zylinder des zweiten
Bestandteils verschiebbar ist. Das Steuerventil enthält günstigerweise eine
solche Schieber-Zylinder-Anordnung. Obwohl das erste und zweite Bestandteil,
die relativ zueinander verschiebbar sind, vorzugsweise das Steuerventil bilden
oder mit dem Steuerventil verbunden sind, wird erkannt werden, daß diese
Bestandteile anders ausgebildet und angebracht werden können, z. B. können die
Bestandteile mit einem Lenkgetriebe, welches Teil des Systems ist, oder mit
einer Lenksäule, durch die die Lenkmoment-Eingabe aufgebracht wird, verbunden
sein. In unserer ebenfalls schwebenden Anmeldung Nr. 88 14 358 enthält das
Lenksystem ein Ausgangsteil, welches relativ zu einem Gehäuse für dieses
Bestandteil und in Abhängigkeit von einer ein Lenkmanöver bewirkenden
Lenkeingabe verschiebbar ist. Das Gehäuse ist relativ zu einem Rahmenteil des
Fahrzeugs verschiebbar angebracht, und der hydraulische Servomotor zum
Unterstützen der Verschiebung des Ausgangsteils wirkt zwischen dem Ausgangsteil und
dem Fahrzeugrahmenteil. In Abhängigkeit von einer Lenkeingabe für ein
Lenkmanöver ergibt sich eine relative Verschiebung zwischen dem Gehäuse und dem
Rahmenteil, welche dazu dient, das Steuerventil, welches die Versorgung des
Servomotors mit Arbeitsflüssigkeit steuert, einzustellen, wobei dieses
Einstellen des Steuerventils zur Bestimmung der Verschiebung des Schaltmittels
aus seiner neutralen Stellung dienen kann.
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Wenn der erste und der zweite Kontakt im wesentlichen koaxial angeordnet sind
und relativ zueinander eine axiale Verschiebung ausführen, ist vorzugsweise
der erste Kontakt im wesentlichen ringförmig auf dem ersten Bestandteil, der
zweite Kontakt im wesentlichen ringförmig auf dem zweiten Bestandteil und der
Überbrückungskontakt im wesentlichen ringförmig ausgebildet, wobei diese Ringe
koaxial angeordnet sind und der Überbrückungskontakt einen inneren Durchmesser
aufweist, der kleiner als der Außendurchmesser des ersten Kontakts ist und
sein Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser des zweiten Kontakts
ist. Bei diesem Aufbau des Schaltmittels kann der Überbrückungskontakt von dem
ersten Bestandteil getragen und auf einem isolierenden Rohr befestigt werden,
welches das erste Bestandteil umschließt, so daß er auf dem ersten Bestandteil
in Berührung und außer Berührung mit dem ersten Kontakt verschiebbar ist.
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Ein weiterer Vorzug ist, daß das System ein elektrisches Relais aufweist,
welches den Betrieb der Pumpe steuert und welches normalerweise geschlossen ist,
um den Pumpenmotor zu betreiben. Das Schaltmittel steuert das Erregen des
Relais und ist so ausgebildet, daß, wenn sich das Schaltmittel geschlossen in
seiner neutralen Stellung befindet, das Relais erregt ist, so daß es sich
öffnet und dadurch den Pumpenmotor abschaltet; wenn das Schaltmittel aus seiner
neutralen Stellung heraus geöffnet ist, ist das Relais nicht erregt, so daß es
geschlossen ist und dadurch den Pumpenmotor zur Bereitstellung von
Arbeitsflüssigkeit betreibt. Man erkennt, daß, wenn ein solches Relais in der
elektrischen Schaltung des Systems enthalten ist, im Falle des Versagens des das
Erregen des Relais steuernden Schaltungsteils die Relaiskontakte automatisch
zu ihrer geschlossenen Stellung zurückkehren werden, so daß der Pumpenmotor
betrieben wird, was sicherstellt, daß Arbeitsflüssigkeit zur
Servounterstützung erhältlich ist.
ZEICHNUNGEN
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Beispielhaft werden nun Ausführungen eines Fahrzeuglenksystems, welches in
Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, mit Bezug auf
die fünf beiliegenden, erläuternden Zeichnungen beschrieben, bei denen:
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Fig. 1 eine Seitenansicht ist, die schematisch eine Ausführung eines
Servolenksystems darstellt, bei dem die Erfindung angewendet werden kann;
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Fig. 2 ein Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1 ist;
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Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 ist, die schematisch eine zweite Ausführung
einer Servolenkung darstellt, bei der die Erfindung angewendet werden kann;
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Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Steuerventil zeigt, welches den Servomotor
der Anordnung aus Fig. 3 steuert;
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Fig. 5 ein Schaltbild einer Schaltung ist, die den Betrieb einer
Hydraulikpumpe in einem Servolenksystem entsprechend der Erfindung steuert;
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Fig. 6 ein Teil eines Längsschnittes durch ein Steuerventil ist, wie es in
Fig. 4 dargestellt ist, der die Schalterausbildung der in Fig. 5 gezeigten
Schaltung darstellt;
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Fig. 7 im Längsschnitt einen Teil des Steuerventils von Fig. 6 in einer ersten
Betriebsstellung zeigt, und
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Fig. 8 eine gleiche Ansicht wie in Fig. 7 zeigt, bei der die Anordnung in
einer zweiten Betriebsstellung dargestellt ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Das Lenkgetriebe, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet werden kann,
wurde beschrieben und dargestellt in unserer schwebenden Anmeldung
Nr. 88 14 358.1. Mit Bezug auf die Figuren 1 und 2 enthält ein Lenkgetriebe
grundsätzlich ein rohrförmiges Gehäuse 1, welches von einem
Ritzelgehäuseabschnitt 2 und einem sich längs erstreckenden Zahnstangengehäuseabschnitt 3
gebildet wird. Eine Zahnstange 4 erstreckt sich längs durch das Gehäuse 1 und
ist an ihren Enden durch Kugelgelenke 5 mit Spurstangen 6 verbunden. Die
Spurstangen 6 sind mit dem Lenkgetriebegestänge eines Fahrzeugs in bekannter Weise
verbunden. Im Gehäuseabschnitt 2 ist ein Ritzel 7 drehbar angebracht, dessen
Zähne in eine Zahnung 8 auf der Zahnstange so eingreifen, daß eine Drehung des
Ritzels, die durch ein Lenkmoment-Eingabe hervorgerufen wird, die Zahnstange 4
relativ zum Gehäuse 1 längs verschiebt, um ein Lenkmanöver auszuführen.
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Das rohrförmige Gehäuse 1 wird von einem Träger 10 aufgenommen, zu dem es
längs verschiebbar ist; er ist, z. B. mittels Schrauben 11, fest am
Fahrzeugrahmen 9 befestigt. Das Gehäuse 1 ist im Träger 10 elastisch angebracht
mittels eines gummiartigen, ringförmigen Sitzes 12, der zwischen dem Gehäuse
und dem Träger eingelegt ist.
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Das in Fig. 1 gezeigte Getriebe besitzt einen Servomotor in Form eines doppelt
wirkenden Hydraulikzylinders 13, der ein Hydraulikgehäuse 14 enthält, in dem
ein Kolben, der eine Kolbenstange 15 aufweist, in Abhängigkeit von
Flüssigkeitsdruckunterschieden, die auf gegenüberliegende Seiten des Kolbens
einwirken, verschiebbar ist. Das Kolbengehäuse 14 ist an dem von der
Kolbenstange 15 entfernten Ende 16 mit einem Flansch 10a des Befestigungsträgers 10
verschraubt, während das Ende der Kolbenstange 15, welches aus dem
Kolbengehäuse herausragt, bei 18 mit einer Umhüllung 19 des Kugelgelenks 5 verbunden
ist, so daß die Kolbenstange und die Zähnstange eine im wesentlichen parallele
und gemeinsame Längsverschiebung ausführen.
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Der Hydraulikzylinder 13 wird von einem Kolbenschieber 20 gesteuert, welcher
ein Schiebergehäuse 21 enthält, in dem ein Schieberkolben axial verschiebbar
ist, der eine sich axial erstreckende Schieberstange 22 aufweist. Das
Schiebergehäuse 21 ist an seinem Ende 23 mit einem Flansch 24 des Trägers 10
verschraubt, während die Schieberstange 22 bei 25 mit dem Gehäuse 1 verbunden
ist, damit sie eine parallele und gemeinsame Längsverschiebung ausführen.
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Der Kolbenschieber 20 und der Hydraulikzylinder 13 sind hydraulisch verbunden
und in ein hydraulisches Steuersystem eingebunden, welches den
Hydraulikzylinder mit einer offenen Mittelstellung und einem offenen Rückfluß versieht,
was auf dem Gebiet der Servolenksysteme gut bekannt ist. Zur Erleichterung ist
daher das gesamte Hydrauliksystem und die Verbindung des Hydraulikzylinders
und des Kolbenschiebers innerhalb des Systems in den Figuren 1 und 2 nicht
dargestellt (obwohl diese später mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben werden).
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Wenn die Zahnstange 4 in Fig. 1 aufgrund einer Lenkmoment-Eingabe durch das
Ritzel 7 verschoben wird, um die lenkbaren Räder des Fahrzeugs zu drehen,
führt der Widerstand der Drehbewegung der Räder zu einer Gegenreaktion, die
das Gehäuse 1 in Längsrichtung entgegengesetzt zu der, in die die Zahnstange
verschoben wird, verschiebt. Die Verschiebung des Gehäuses 1 wird durch den
elastischen Sitz 12 erlaubt, so daß das Gehäuse 1 sich relativ zu den festen
Befestigungsträgern 10 längs bewegt. Da der Schieberkolben des Kolbenschiebers
20 mittels der Schieberstange 22 und der Verbindung 25 zur Ausführung
gemeinsamer Lenkbewegungen mit dem Gehäuse 1 verbunden ist, während das
Schiebergehäuse 21 relativ zum Träger 10 befestigt ist, führt die Verschiebung des
Gehäuses 1 zu einer Verstellung des Kolbenschiebers 20 aus seiner neutralen
Lage. Diese Verstellung steuert den Fluß von Hydraulikflüssigkeit zu
gegenüberliegenden Kammern im Hydraulikzylinder 13, um den Kolben zu betätigen und
die Kolbenstange 15 auszufahren oder einzuziehen, um Servounterstützung für
die Verschiebung der Zahnstange 4 bereitzustellen.
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Man wird erkennen, daß, wenn der Widerstand durch das Drehen der lenkbaren
Räder ansteigt, es nötig sein wird, eine größeres Eingangsmoment aufzubringen,
um das Ritzel 7 zu drehen. Dies führt zu einer größeren Rückwirkung auf das
Gehäuse 1, was bewirkt, daß das Gehäuse und der Schieberkolben des
Kolbenschiebers um einen größeren Betrag aus ihrer neutralen Lage verschoben werden
- als Folge daraus wird ein größerer Druckunterschied im Hydraulikzylinder
entwickelt, um das Lenkmanöver zu unterstützen.
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Der Kolbenschieber 20 kann üblicherweise extrem kleine Längsverschiebungen des
Gehäuses 1 erfassen - im Betrieb wird erwartet, daß eine völlige Steuerung des
Hydrauliksystems durch eine axiale Verschiebung des Schieberkolbens in seinem
Gehäuse 21 von ungefähr + oder - 1 Millimeter aus der neutralen Steuerlage des
Schieberkolben erreicht wird. Mit 26 und 27 bezeichnete Anschläge sind auf dem
Gehäuse 1 vorgesehen, die an dem Träger 10 anliegen können, um die erlaubte
Längsverschiebung des Gehäuses 1 relativ zu dem Träger 2 zu begrenzen.
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Bei der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Änderung sind der Kolbenschieber 20
und der Hydraulikzylinder 13 aus Fig. 1 zusammengefaßt (mit 20' bzw. 13'
bezeichnet), um eine einzige, kompakte Einheit zu bilden, die sich in
Längsrichtung vom Flansch 10a des Trägers 10 erstreckt.
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Der Aufbau der Einheit der 13'/20' wird besser in Fig. 4 erkannt, bei der das
mit 21' bezeichnete rohrförmige Schiebergehäuse an seinem Ende koaxial mit dem
Ende des mit 14' bezeichneten rohrförmigen Kolbengehäuses verbunden ist. Die
Verbindung zwischen den Gehäusen 14' und 21' wird zweckmäßig durch ein
Zapfenende 30 des Kolbengehäuses gebildet, welches von einem Muffenende 31 des
Schiebergehäuses aufgenommen ist und welches dort gehalten wird durch den
Eingriff einer mit Innengewinde versehenen Muffe 32 auf dem Kolbengehäuse in
ein entsprechendes Außengewinde 33 auf dem Schieberngehäuse. Das von dem
Hydraulikzylinder entfernte Ende 34 des Schiebergehäuses 21' ist mit einem
Außengewinde versehen, wird in einem entsprechenden Loch 10b im Trägerflansch
10a aufgenommen und mit dem Flansch fest verbunden durch eine Mutter 35
gehalten.
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In Fig. 4 ist die allgemeine Anordnung des Hydrauliksystems und des
Hydraulikzylinders 13' schematisch dargestellt, wobei gezeigt wird, daß der
Hydraulikkolben 36 im Gehäuse 14' entgegengesetzte Kammern 37 und 38 bildet, wobei
die Kammer 37 durch die Verbindung 30/31 in ständiger Verbindung mit einer
Kolbenschieberendkammer 39 steht, während die Kammer 38 durch eine Leitung 41
in ständiger Verbindung mit einer ringförmigen
Kolbenschieberübertragungskammer 40 steht. Der Schieberkolben des Kolbenschiebers 20' (schematisch bei
42 dargestellt) ist im Schieberzylinder 42' axial verschiebbar und weist eine
Schieberstange 22' auf, die sich vom Schiebergehäuse durch den Träger 10a
erstreckt und mit dem Flansch 2' auf dem Ritzelgehäuseabschnitt 2 verbunden
ist. Der Kolbenschieber 20' besitzt eine Druck- bzw. Zuflußleitung 43 von
einer Pumpe 44 und eine Rückführ- bzw. Abflußleitung 45 zu einem
Vorratsbehälter 46. Der Schieberkolben 42 ist zusammen mit seinen Steueröffnungen und
Steuerstegen und auch mit denen des Schieberzylinders 42' so angeordnet, daß
eine offene Mittelstellung und ein offener Rücklauf für die Kolbenkammern 37
und 38 ausgebildet werden. Kolbenschieber mit offener Mittelstellung und
offenem Rücklauf sind gut bekannt und in Servolenkgetrieben üblich, wobei,
wenn der Schieberkolben sich in einer neutralen Lage befindet, beide
Kolbenkammern 37 und 38 und der Ausgang der Pumpe 44 mit dem Vorratsbehälter 46 in
Verbindung stehen. Wenn der Schieberkolben 42 relativ zu seinem Zylinder und
aus seiner neutralen Lage in Fig. 4 nach rechts verschoben wird, öffnet die
Kolbenkammer 38 progressiv die Verbindung mit dem Pumpenausgang 43, während er
die Verbindung mit dem Abfluß 45 schließt, und die Kolbenkammer 37 öffnet
progressiv ihre Verbindung mit dem Abfluß und schließt die Verbindung mit dem
Druckausgang - der Hydraulikkolben 36 wird in der Zeichnung folglich nach
links verschoben, um die Verschiebung der Zahnstange 4 zu unterstützen. Wenn
der Schieberkolben 42 aus seiner neutralen Lage in Fig. 4 nach links
verschoben wird, wird die Verbindung der Kolbenkammer 38 mit dem Pumpenausgang
43' progressiv geschlossen und die Verbindung mit der Abflußleitung 45
geöffnet, während die Verbindung der Kolbenkammer 37 mit der Abflußleitung 45
progressiv geschlossen wird und die Verbindung mit dem Ausgang der Pumpe
geöffnet wird - der Hydraulikkolben 36 wird in Fig. 4 folglich nach rechts
verschoben, um die Verschiebung der Zahnstange zu unterstützen. Ähnlich den
üblichen Kolbenschiebern mit offener Mittelstellung wird der Schieberkolben 42
axial durch eine Feder 50 (die zwischen frei verschiebbaren Scheiben 51, 52
wirkt und sich gegen Absätze des Schieberkolbens und des Schiebergehäuses in
bekannter Weise abstützt) in seinen neutralen Zustand vorgespannt.
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Aus dem oben mit Bezug auf Fig. 4 beschriebenen hydraulischen Steuersystem
wird man erkennen, daß, wenn das Ritzel 7 sich in Abhängigkeit von einer
Lenkmoment-Eingabe dreht, um die Zahnstange 4 in eine Richtung zu verschieben,
es eine Gegen-Reaktion auf das Gehäuse 3 gibt, die das Gehäuse in der
entgegengesetzten Richtung längs verschiebt. Der Schieberkolben 42 wird
dadurch axial in die entgegengesetzte Richtung verschoben (mittels der
Verbindung von Flansch 2' und Schieberstange 22'), wodurch der Kolbenschieber
20' aus seiner neutralen Lage verstellt wird und den Hydraulikkolben 36 mit
Druck beaufschlagt, so daß er in die erste Richtung bewegt wird, um
Servounterstützung zur benötigten Verschiebung der Zahnstange 4
bereitzustellen. Wenn die Lenkmoment-Eingabe zum Ritzel nachläßt, wird das Gehäuse 1
relativ zum Träger 10 in die erste Richtung längsverschoben, so daß es in
seine Ausgangs(steuer)stellung aufgrund der elastischen Befestigung in dem
Träger 10 (die das Gehäuse in Längsrichtung in seine Steuerstellung vorspannt)
und aufgrund der Rückwirkung von der Kolbenstange 15 zurückkehrt, die eine
Servounterstützung in der ersten Richtung durch ein minimales Übersteuern, der
das Rückkehren des Schieberkolbens in seinen neutralen Zustand bewirkt,
bereitstellt.
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Bei dieser Form der Anordnung wird üblicherweise gewünscht, daß die
Hydraulikpumpe nur dann läuft, wenn Servounterstützung benötigt wird. Daher sind Mittel
notwendig, die das Aufbringen einer Lenkeingabe auf das Lenkrad erkennen,
wobei diese Mittel dann dazu benutzt werden können, die Stromversorgung des
Pumpenmotors zu bewirken. Eine Schaltung zu diesem Zweck ist in Fig. 5
gezeigt. Ein normalerweise geschlossener Schalter 60 ist an dem Kolbenschieber
20 angebracht und mit dem normalerweise geschlossenen Relais 61 verbunden. Die
Kontakte 62 dieses Relais 61 befinden sich in einem Kreis, der den Pumpenmotor
65 enthält, so daß, wenn die Kontakte 62 geschlossen sind, die Batterie 63
durch den Zündschalter 64 mit dem Pumpenmotor 65 verbunden ist.
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Daher wird bei Betrieb der Schaltung, wenn die Schalter 60 und 64 geschlossen
sind (wodurch das Relais erregt wird, um die Kontakte 62 zu öffnen) und wenn
der Schieberkolben 42 des Kolbenschiebers 20 aus seiner neutralen
Mittelstellung herausbewegt ist, der Schalter 60 geöffnet. Dies schaltet das Relais
61 ab, welches die Kontakte 62 schließt und bewirkt, daß der Pumpenmotor 65
betrieben wird. Am Ende eines Lenkmanövers wird der Schieberkolben 42 des
Kolbenschiebers 20 in seine neutrale Mittelstellung zurückkehren, was den
Schalter 60 schließt und das Relais 61 erregt, um den Pumpenmotor 65
abzuschalten. Falls nötig, kann ein Kondensator 66 zwischen den Kontakten des
Schalters 60 vorgesehen werden. Man erkennt, daß die oben beschriebene
Schaltung mit jeder der Ausführungen verwendet werden kann, die mit Bezug auf
die Figuren 1 bis 4 beschrieben sind.
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Der Aufbau des Schalters 60 ist in Fig. 6 gezeigt, die ein Ende des
Kolbenschiebers, der in Fig. 4 dargestellt ist, zeigt. Der Schalter 60 ist um den
Schieberkolben 42 des Kolbenschiebers herum angeordnet und enthält einen
ringförmigen Bund 70 aus leitendem Material, der sich in elektrischem Kontäkt
mit dem Schieberkolben 42 befindet und durch einen Sicherungsring 71
festgelegt ist. Ein zweiter Kontakt 74 ist am Kolbenschiebergehäuse angebracht und
enthält einen Kreisring 75 aus leitendem Material, der in einer ringförmigen
Aussparung 77 mittels eines geeigneten, isolierenden Epoxidharzes 78
angebracht ist. Es ist ein Überbrückungskontakt 80 in Form eines ringförmigen
Kontaktelements vorgesehen, welches einen Innendurchmesser aufweist, der
kleiner ist als der Außendurchmesser des Bundes 70 und dessen Außendurchmesser
größer ist als der Innendurchmesser des zweiten Kontakts 74. Der
Überbrückungskontakt ist auf einem Kunststoffrohr 82 axial verschiebbar
angebracht, welches auf den Schieberkolben 42 passend aufgeschrumpft ist. Der
Überbrückungskontakt 80 ist durch eine Faserunterlegscheibe 84 verstärkt,
gegen die eine Vorspannfeder 85 wirkt, um den Überbrückungskontakt wie in Fig.
6 dargestellt nach links vorzuspannen. Eine elektrische Verbindung zum
Schalter 60 wird durch einen Anschluß 87, der mit dem zweiten Kontakt 74
verbunden ist, und durch Erdung des Gehäuses 21 des Kolbenschiebers und durch
einen nicht dargestellten elektrischen Kontakt zwischen dem Schieberkolben 42
und dem Schiebergehäuse 21 durch geeignete Mittel hergestellt.
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In der in Fig. 6 dargestellten Stellung befindet sich der Kolbenschieber in
seiner neutralen Mittelstellung, und der Schalter ist durch den elektrischen
Kontakt des Überbrückungskontakts 80 mit sowohl dem ersten Kontakt 70 wie auch
dem zweiten Kontakt 74 geschlossen, wodurch die Hydraulikpumpe abgeschaltet
ist.
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Fig. 7 zeigt, was passiert, wenn der Schieberkolben 42 des Kolbenschiebers
sich als Folge einer Bewegung des Lenkrades nach rechts bewegt. In diesem Fall
bewegt sich der Bund 70 nach rechts und nimmt entgegen der Kraft der Feder 85
den Überbrückungskontakt 80 mit, wodurch der Kontakt zwischen dem
Überbrückungskontakt 80 und dem zweiten Kontakt 74 unterbrochen wird. Dies wird
das Relais 61 abschalten und den Pumpenmotor in Gang setzen.
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Wenn dagegen, wie in Fig. 8 gezeigt, der Schieberkolben 42 sich nach links
bewegt, werden der Bund 70 und das Iisolierrohr 82 sich ebenfalls nach links
bewegen. Der Überbrückungskontakt 80 wird mit dem zweiten Kontäkt 74 durch die
Kraft der Feder 85 in Verbindung gehalten. Allerdings kann der Kontakt 80 dem
Bund 70 nicht folgen und, da er von dem Schieberkolben 42 mittels des
Kunststoffrohres 82 isoliert ist, wird der Schalter 60 wieder geöffnet, was das
Relais 61 ausschaltet und den Pumpenmotor einschaltet.
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Man erkennt, daß, obwohl eine spezielle Form des üblicherweise geschlossenen
Schalters 60 beschrieben wurde, verschiedene Veränderungen an diesem
Schaltertyp ausgeführt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Beispielsweise kann die Stellung des zweiten Kontakts 74 justierbar gemacht
werden, indem man ihn auf einem mit Gewinde versehenen Teil befestigt, welches
in das Ende des Kolbenschiebergehäuses 21 eingeschraubt werden könnte. Auf
diesem Weg kann eine Justierung der relativen Stellungen der Kontakte erreicht
werden, um jeden Leerweg beim Betrieb zu verhindern. Wenn sich
"Kontaktprellung" als Problem herausstellt, kann ein Relais mit einer Zeitverzögerung
verwendet werden, welches für z. B. fünf bis zehn Sekunden geschlossen bleibt,
so daß, wenn der Schalter 60 sich für einen Moment schließt, die
Servounterstützung erhalten bleibt. Wenn nach dem Ende des Verzögerungsabschnittes der
Schalter 60 immer noch geöffnet ist, wird ein neuer Verzögerungsabschnitt
begonnen, aber falls der Schalter 60 in der Zwischenzeit geschlossen wurde und
geschlossen bleibt, wird der Pumpenmotor abgeschaltet.