DE924852C - Hilfskraftlenkung fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge, bei der ein doppelt wirkender Druckflüssigkeitskolben mit einem Zylinder zwischen einem Festpunkt am Fahrzeugrahmen und dem Lenkgestänge angeordnet ist. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine einfache und sicher wirkende Vorrichtung zu schaffen, durch die der Kolben in dem Zylinder der Kraftlenkvorrichtung bei einem Krafthub in Wirkung gesetzt wird, während er im Ruhezustand der Lenkung drucklos bleiben soll.

Erfindungsgemäß ist der Kolben der Hilfskraftlenkung mit einem Durchlaß versehen, der den Durchtritt der Druckflüssigkeit durch den Kolben von einer Kolbenseite zur anderen in unbelastetem Zustand gestattet. Bei einer derartigen Ausbildung besteht eine hydraulische Verbindung zwischen den sich gegenüberliegenden Zylinderseiten unmittelbar durch den Kolben hindurch, die bei Krafthüben blockiert ist.

Es ist zwar bereits bekannt, eine Kraftlenkvorrichtung mit einem Flüssigkeit durchlassenden Kolben zu versehen, indessen wird hierbei die Flüssigkeit nicht in der erfindungsgemäßen einfachen Weise von einer Kolbenseite zur anderen geleitet, sondern die Flüssigkeit wird durch den Kolben hindurch über die Kolbenstange nach außen abgeführt. Eine solche Ausführung ist bedeutend schwieriger als die Ausführung eines einfachen Durchlasses von einer Kolbenseite zur anderen.

Des weiteren ist erfindungsgemäß der Kolben zur Kolbenstange um ein begrenztes Maß federnd beweglich. Der Durchlaß für die Druckflüssigkeit von einer Kolbenseite zur anderen wird durch Aus-

weichen des Kolbens aus seiner Mittellage unter Druck zwischen seinen Bewegungsgfenzen auf der Kolbenstange geschlossen. Der Kolben ist auf der Kolbenstange von einer Mittellage aus zwischen zwei Anschlägen federnd und gleitend beweglich. Die Kolbenstange trägt eine Ringnut, in der in Mittellage des Kolbens zwei an je einer Seite des Kolbens endigende Querkanäle münden. Diese Ringnut an der Kolbenstange ist nur so breit, daß bei ίο Verschiebung des Kolbens in einer Richtung je eines der in die Ringnut mündenden Enden der Querkanäle durch den vollen Teil der Kolbenstange angeschlossen wird.

Durch die Erfindung wird eine in ihrem Aufbau äußerst einfache und sicher wirkende Kraftlenkvorrichtung geschaffen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung, ergeben sich aus dem an Hand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel. In der Zeichnung zeigt

Fig. ι eine teilweise schematische Draufsicht auf das vordere Ende eines Kraftfahrzeugfahrgestelles mit einer Kraftlenkvorrichtung gemäß der Erfindung. Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch den Zylinder und den Kolben nach Fig. 1. Die dargestellten Teile sind in einer Lage für normale Handlenkung in Geradeausfahrt ohne Kraftunterstützung dargestellt.

Fig. 3 ist ein Querschnitt ähnlich Fig. 2. Sie zeigt die Teile in ihrer Relativstellung während einer Linkswendung des Fahrzeuges mit Hilfskraftantrieb. Fig. 4 ist ein Querschnitt ähnlich Fig. 2. Sie zeigt die Teile in ihrer Relativstellung bei einer Rechtswendung des Fahrzeuges mit Hilfskraftantrieb. Fig. 5 ist ein stark vergrößerter Querschnittsausschnitt ähnlich Fig. 2.

In Fig. ι zeigen 11 und 12 die beiden Seitenrahmenteile eines Kraftfahrzeugfahrgesteiles. Diese sind vorn durch eine Traverse 13 und eine Hilfstraverse 14 verbunden. 16 bezeichnet die Lenker für unabhängig aufgehängte vordere Lauf räder 17, die eine Hub- und Senkbewegung der Räder gestatten.

Die vorderen Lauf räder sind so ausgebildet, daß sie um die üblichen Lenkzapfen (nicht dargestellt) verschwenkt werden können und durch ein normales Lenkgestänge und ein von Hand zu betätigendes Lenkgetriebe betätigt werden. Das Lenkgetriebe 19 ist auf dem linken Rahmenteil 11 angeordnet und betätigt einen Lenkschneckenarm 21. Gegenüber, und zwar symmetrisch; ist auf dem anderen Rahmenteil ein frei beweglicher Arm 22 schwenkbar angeordnet. Er sitzt an einem Stützteil 23 des rechten Rahmen teiles 12. Eine Führungsstange 24 verbindet die beiden freien Enden des Lenkschneckenarmes 21 und des freien Armes 22. Sie ist ver-. schwenkbar mit den Armen verbunden. Die inneren ■Enden zweier Spur stangen 26 sind mittels Kugelgelenkverbindungen 27 an seitlich gegeneinander versetzten Punkten der Führungsstarige 24 angelenkt. Die äußeren Enden der Spurstangen 26 sind schwenkbar mit den freien Enden der Lenkhebel 28 der vorderen Lauf räder 17 verbunden. Die bisher -beschriebene Konstruktion ist gebräuchlich und wird mit verschiedenen Änderungen in dem Lenkgestänge bei der Mehrzahl der zurzeit hergestellten Fahrzeuge angewendet.

Um eine Hilfskraft für die Handlenkvorrichtung zu schaffen, ist eine Kraftlenkvorrichtung vorgesehen. Sie besteht aus einem Zylinder 31, an dessen einem Ende ein Schwenkverbindungsteil 32 befestigt ist, welches schwenkbar an dem hinteren Ende der Verbindung 27 zwischen der Führungsstange24 und der linken Spurstange 26 angelenkt ist. Eine Kolbenstange 33 erstreckt sich vom gegenüberliegenden Ende des Zylinders 31 aus und trägt ein Schwenkverbindungsteil 34 am äußeren Ende. Dieses ist schwenkbar mit dem rechten Seitenrahmenteil 12 verbunden. Gegebenenfalls kann eine Gummikappe (nicht gezeigt) zum Schutz der Schwenkverbindungen an den Teilen 32 und 34 vorgesehen werden.

Es ist schematisch eine Pumpe 36 dargestellt, die irgendeine beliebige Ausbildung haben kann. Die Druckseite der Pumpe ist durch eine Leitung 39 mit einer Ventileinrichtung 41 verbunden. Die Rückleitung 42 verläuft von dem Ventil in den Pumpensumpf. Das Ventil 41 ist in gleicher Weise durch Leitung 43 und 44 mit Stutzen 46 und 47 mit dem Zylinder 31 verbunden.. Die Ventileinrichtung 41 kann von dem Zylinder 31 getrennt sein, indessen kann sie auch an dem einen Ende des Zylinders angeordnet werden. Sie wird durch ein Signal oder einen Fühler betätigt, die nicht den Gegenstand der Erfindung bilden und in irgendeiner bekannten Weise ausgebildet sein können. Die Fühleinrichtung z. B. betätigt das Ventil 41 in Reaktion auf eine Bewegung zwischen dem Ende des Lenkschneckenarmes und der Führungsstange unter Lenkbelastung oder durch eine Endbewegung der Lenksäulenwelle durch Torsion in der Lenksäule, durch eine Klemmbewegung zwischen zwei Zahnrädern, die mit der Lenksäule zusammen arbeiten, oder durch andere geeignete Mittel. Unter Umständen wird die Ventilvorrichtung 41 durch Druckflüssigkeit für den Zylinder 31 betätigt, wenn die Lenkkraft so hoch wird, daß eine Hilfskraft erforderlich ist.

Aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Zylindervorrichtung 31 aus zwei koaxial verlaufenden inneren und äußeren Zylindern 51 und 52 besteht. Der äußere Zylinder 52 ist ausreichend im Durchmesser größer als der Zylinder 51, um einen Ringraum 53 zwischen beiden Zylindern frei zu lassen. Die rechten Enden des inneren und des äußeren Zylinders 5.1 und 52 sind mit einem Endverschluß 54 versehen, der eine mittlere Bohrung 56 aufweist, in der sich die Kolbenstange 33 hin und her bewegen kann. Die linken Enden der Zylinder 51 und 52 sind in ähnlicher Weise verschlossen und mittels eines Endverschlusses 57 verbunden. Der Endverschluß weist einen Durchlaßkanal 58 sowie Durchlässe 59 auf, die eine Verbindung des ringförmigen Raumes 53 mit dem inneren Zylinder 51 herstellen. Der Gelenkteil 32 ist an den Endvef Schluß angeschweißt. Der hydraulische Stutzen 46 stellt eine Verbindung zwischen der Leitung 43 und dem Ringraum 53, zwischen dem inneren und äußeren

Zylinder 51 und '52 her. Der Stutzen 47 ergibt eine Verbindung zwischen der Leitung 44 und einem Durchlaßkanal 62 in dem Endverschluß 54. Dieser Kanal 62 mündet in das rechte Ende des Zylinders 51.

Der Doppelzylinder bildet außen einen ringförmigen Raum, der als hydraulische Durchlaßleitung zwischen der Ventileinrichtung und dem einen Ende des inneren Zylinders wirkt. Dadurch wird eine besondere Außenleitung vermieden. Außerdem bildet der äußere Zylinder 52 einen Schutz für den inneren Zylinder 51. Infolge der exponierten Lage der Zylindereinrichtung 31 am unteren vorderen Teil des Fahrgestelles ist es möglieh, daß er aus irgendwelchen Gründen beschädigt wird; aber selbst wenn eine Beschädigung auftritt, durch die etwa der hydraulische Strom durch den ringförmigen Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Zylinder undicht wird, bildet der äußere Zylinder 52 einen Schutz gegen eine Verformung des inneren Zylinders 51. Hieraus ergibt sich, daß die Handlenkvorrichtung stets in Tätigkeit bleiben kann, auch wenn die Kraftlenkvorrichtung nicht mehr wirkt. Bei bekannten einzylindrigen Vorrichtungen wirkt eine Beschädigung oder Zerstörung des einen Zylinders in der Weise, daß eine sachgemäße Hinundherbewegung des Kolbens sowie damit eine sachgemäße Handbetätigung der Lenkung verhindert wird.

Wenn auch in der Zeichnung der innere und äußere Zylinder 51 und 52 in konzentrischer Anordnung dargestellt sind, so können sie auch gegebenenfalls exzentrisch angeordnet werden. In diesem Falle wird die Zylindervorrichtung vorzugsweise derart angebracht, daß der größte freie Raum zwischen den beiden Zylindern auf die Straße zu weist, so daß der innere Zylinder den größten Schutz erhält.

Die Kolbenstange 33 besteht aus einem Teil 63 gleichförmigen Durchmessers, der durch die Bohrung 56 in dem Endverschluß 54 des Zylinders gleitet. An seinem Ende ist die Kolbenstange mit einem im Durchmesser reduzierten Teil 64 versehen, der mit dem Teil 63 einen Anschlagbund bildet, gegen den sich ein Federteller 66 anlegt. Am Ende der Kolbenstange, ausgehend von dem reduzierten Teil 64, ist ein zweiter reduzierter Teil 67 vorgesehen, gegen den sich ein Anschlagring 68 abstützt. Das äußere Ende 69 der Kolbenstange ist nochmals im Durchmesser reduziert und mit Schraubgewinde versehen. Es nimmt die Nabe eines zweiten Federtellers 71 auf. Die Nabe des Federtellers 71 bildet einen Anschlag, der mit dem Anschlag 68 zusammen wirkt, um die axiale Gleitbewegung des Kolbens 72 auf der Kolbenstange zn begrenzen.

Der Kolben 72 ist an seinem äußeren Umfang mit zwei Ringnuten versehen, in denen zwei Dichtungsringe 73 untergebracht sind. Diese liegen an der inneren Fläche des inneren Zylinders 51 an und dichten hier ab. Die innere Bohrung 74 des Kolbens 72 gleitet frei auf dem reduzierten Teil 67 der Kolbenstange zwischen den Anschlägen 68 und 71. Zwei Schraubenfedern 76 und 77 sind zu beiden Seiten des Kolbens 72 zwischen dem Kolben und den beiden Federtellern 66 und 71 eingelegt. Der Kolben 72 und die Feder teller 66 und 71 weisen ringförmige Nuten 78 auf, in die sich die Enden der Schraubenfedern einlegen. Die'Schraubenfedern sind so angeordnet, daß sie den Kolben 72 normalerweise in Mittellage zwischen den Anschlägen 68 und 71 halten.

In der Mitte zwischen den Anschlägen 68 und 71 ist der reduzierte Teil 67 der Kolbenstange mit einer längeren Ringnut 81 versehen. Die innere Bohrung des Kolbens 72 trägt zwei axial versetzte Ringnuten 82 und 83, die um etwas weniger als die Axiallänge der Ringnut 81 auf der Kolbenstange voneinander entfernt sind, derart, daß in Mittelstellung des Kolbens, wie in Fig. 2 gezeigt, die Nuten 81, 82 und 83 sämtlich in Verbindung miteinander stehen. Es ist eine Verbindung zwischen jeder der Ringnuten 82 und 83 in dem Kolben und dem Zylinder an gegenüberliegenden Seiten des Kolbens mittels diagonal sich erstreckender Kanäle geschaffen. Der Durchlaßkanal 84 erstreckt sich diagonal von der Ringnut 82 des Kolbens durch den Kolbenkörper bis zur rechten Seite des Kolbens und verbindet das rechte Ende des Zylinders und die Ringnut 82. In ähnlicher Weise ist ein Diagonaldurchlaß 86 von der Ringnut 83 durch den Kolben körper bis zur linken Kolbenseite geschaffen, um eine Verbindung des linken Endes des Zylinders und der Ringnut 83 herzustellen. Gegebenenfalls können mehrere derartige Durchlässe 84 und 86 vorgesehen werden, die zwischen den Kolbenseiten und den Ringnuten in der gleichen Weise eine Verbindung herstellen.

Aus den Fig. 2 und 5 ist zu erkennen, daß in Mittellage des Kolbens 72 mit Bezug auf die Anschlage 68 und 71 der Kolbenstange eine offene Verbindung zwischen den gegenüberliegenden Enden des Zylinders durch die Durchlaßkanäle und Nuten 81, 82, 83, 84 und 86 gegeben ist. Dadurch kann die Flüssigkeit frei vom einen Ende des Zylinders in das andere Ende strömen, wenn nur niedriger Druck bei einem Abfanghub des Kolbens vorhanden ist. Nach einer Wendung, wenn die Lenkbewegung umgekehrt wird, um das Fahrzeug geradeaus fahren zu lassen, wird der Antrieb vervollständigt, da die notwendige Kolbenbewegung in dem Zylinder durch den freien Durchfluß durch den Kolben von der einen Zylinderseite in die andere möglich ist. In gleicher Weise kann eine Handlenkung unter Bedingungen, bei denen eine Kraftunterstützung nicht gebraucht wird, durchgeführt werden, da die Federn 76 und 77 den Kolben auf der Kolbenstange in Mittelstellung erhalten und eine Verbindung durch den Kolben hindurch zwischen den beiden Seiten des Zylinders selbsttätig hergestellt wird, so daß ein leichter Durchfluß vom einen Ende des Zylinders in das andere erfolgen kann. Die Verstellung des Hauptteiles 63 der Kolbenstange bedingt den Durchfluß einer gewissen Flüssigkeitsmenge durch die äußeren Leitungen 43 und 44 nach der Pumpe.

Fig. 3 zeigt die Einrichtung während einer vollständigen Lirikswendung unter Krafteinwirkung. Während einer kraftbetätigten Lirikswendung wird Flüssigkeit unter Druck aus der Pumpe 36, der Ventilvorrichtung 41 durch die Leitung 44, den Stutzen 47 und den Kanal 62 zum rechten Ende des inneren Zylinders 51 zugeführt. Hierbei verschiebt zunächst der auftretende Anfangsdruck im Zylinder 51 den Kolben 72 nach links auf der Kolbenstange 33 entgegen der Wirkung der Schraubenfeder 76. Der Anschlag 71 begrenzt diese Axialbewegung. In dieser festgelegten Stellung des Kolbens befindet sich die Ringnut 82 in dem Kolben nicht mehr in Verbindung mit der langen Ringnut 81 der Kolbenstange, und daher ist die Verbindung zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Zylinders durch den Kolben hindurch unterbrochen. Eine weitere Druckausübung auf den Kolben ergibt eine Relativbewegung des Kolbens 72 auf das linke Ende des Zylinders 51 hin gerichtet. Da die Kolbenstange 33 mit dem äußeren Ende an dem Rahmenteil 12 befestigt ist, wird die Zylindervorrichtung 31 nach rechts relativ zum Fahrzeugrahmen verschoben. Hieraus resultiert eine entsprechende Bewegung der Führungsstange 24, mit der das linke Ende des Zylinders 31 verbunden ist. Die vorderen Lauf räder 17 werden auf diese Weise nach links über die oben beschriebene Lenkverbindung verschwenkt.

Bei Vollendung der durch Kraft unterstützten Wendung bringen die Federn 76 und 77 den Kolben 72 zwischen den Anschlägen 68 und 71 auf der Kolbenstange wieder in Mittelstellung. Dadurch wird selbsttätig die Verbindung zwischen den gegenüberliegenden Zylinderseiten durch den Kolben hindurch wiederhergestellt und die Bedingung für den Rückgang der Lenkung geschaffen.

Fig. 4 zeigt die Vorrichtung bei einer vollständigen Rechtswendung des Fahrzeuges. Bei Anwendung von Flüssigkeitsdruck auf der linken Seite des Zylinders 51 von der Pumpe 36 und der Ventileinrichtung 41 aus durch die Leitung 43, den Stutzen 46,. den Ringraum 53 zwischen dem inneren und äußeren Zylinder, den Kanal 58 und die Durchlässe 59 ergibt sich eine Verschiebung des Kolbens 72 von der Kolbenstange 33 entgegen der Wirkung der Schraubenfeder 77, bis der Kolben sich an den Anschlag 68 anlehnt. Bei dieser Stellung des Kolbens auf der Kolbenstange befindet sich die Ringnut 83 in dem Kolben nicht mehr in Verbindung mit der langen Ringnut 81 der Kolben

stange. Infolge davon ist die Verbindung durch den Kolben hindurch zwischen den gegenüberliegenden Zylinderseiten unterbrochen, und eine fortgesetzte Zufuhr von Flüssigkeitsdruck auf die linke Seite des Zylinders ergibt eine Rechtsbewegung des Kolbens in dem Zylinder. Durch diese Bewegung zwischen Kolben und Zylinder werden die vorderen Laufräder über das Lenkgestänge nach rechts gewendet.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge, bei der ein doppelt wirkender Druckflüssigkeitskolben mit einem Zylinder zwischen einem Festpunkt am Fahrzeugrahmen und dem Lenkgestänge angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (72) mit einem Durchlaß (81,84,86) versehen ist, der den Durchtritt der Druckflüssigkeit durch den Kolben von einer Kolbenseite zur anderen in unbelastetem Zustand gestattet.

2. Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben zur Kolbenstange um ein begrenztes Maß federnd beweglich ist und daß der Durchlaß (81 bis 86) für die Druckflüssigkeit von einer Kolbenseite zur anderen durch Ausweichen des Kolbens aus seiner Mittellage unter Druck zwischen seinen Bewegungsgrenzen auf der Kolbenstange (63) geschlossen wird.

3. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (72) auf der Kolbenstange (63) von einer Mittellage aus zwischen zwei Anschlägen (68,71) federnd und gleitend beweglich ist, daß die Kolbenstange (63) eine Ringnut (81) trägt, in der in Mittellage des Kolbens (72) zwei an je einer Seite des Kolbens endigende Querkanäle (84, 86) münden, und daß die Ringnut an der Kolbenstange nur so breit ist, daß bei Verschiebung des Kolbens in einer Richtung je eines der in die Ringnut mündenden Enden der Querkanäle (84, 86) durch den vollen Teil der Kolbenstange abgeschlossen wird.

Angezogene Druckschriften:

USA.-Patentschriften Nr. 2608263, 2219645, 2376804;

französische Patentschrift Nr. 667353.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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