DE937333C - Kraftlenkvorrichtung fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftlenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge, deren die Handlenkung unterstützender hydraulisch betätigter Kolben von einem Schieber gesteuert wird. Bei den bekannten Kraftlenkvorrichtungen tritt beim Öffnen des Schiebers, insbesondere bei schnellem Öffnen, ein Druckstoß auf, der sich in der Lenkung bemerkbar macht.

Um dies zu vermeiden, ist erfindungsgemäß in der Leitung der Druckflüssigkeit zwischen Schieber und Kolben eine verengte Stelle vorgesehen, die die Aufgabe hat, den Druckstoß in der Flüssigkeitsleitung beim Öffnen des Schiebers abzufangen. Dadurch wird es vermieden, daß der auftretende Druckstoß in der Lenkung bemerkbar wird. Der Druck greift völlig stoßlos an der Lenkung an. Weiterhin ist erfindungsgemäß der Querschnitt der verengten Stelle durch eine temperaturempfindliche Einrichtung regelbar. Dies ist deswegen wichtig, weil das verwendete Öl für die hydraulische Steuerung häufig unter verschiedenen Temperaturen ao steht und dabei verschiedene Viskositäten aufweist. Erfindungsgemäß besteht die temperaturempfindliche Einrichtung aus einem Thermostaten, der einen Ventilkörper in der zu regelnden verengten Leitungsstelle verstellt. Ist das Öl sehr heiß und die Viskosität gering, so sorgt der Thermostat dafür, daß die verengte Stelle verhältnismäßig stark eingeschnürt ist, während bei kaltem und stärker viskosem Öl der Thermostat den Querschnitt der Einschnürung so vergrößert, daß das Öl etwa den gleichen Widerstand findet wie das dünnflüssige Öl in kleinerem Querschnitt.

Es ist bereits ein Vorschlag vorhanden, zwischen Pumpe und Schieber einer hydraulischen Kraft lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge eine verengte Stelle vorzusehen. Diese hat jedoch einen anderen

Zweck. Durch diese verengte Stelle soll ein Teil der von der Flüssigkeitspumpe geförderten Flüssigkeit in den Flüssigkeitstank zurückgeleitet werden, wenn die Flüssigkeitspumpe mit sehr hohen Drehzahlen läuft und dadurch eine sehr große Menge Flüssigkeit liefert. Dabei wird die Flüssigkeit durch eine geringe Verengung geleitet, und die Druckdifferenz zwischen dem Leitungsstück vor der Verengung und dem Leitungsstück hinter der Verengung steuert das Ventil hierzu. Ein Druckstoß auf 'den hydraulischen Kolben läßt sich hiermit nicht Viermeiden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. ι eine Ansicht einer -Kraftlenkung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 'denen ,Querschnitt nach der Linie 11-II der Fig. i,
IFi^.^'ednenQuerschmttiiachlinieini-IIIderFig. ι,

Fig. 4 eine vergrößerte Teildarstellung nach Linie IV-IV der Fig. 1,

Fig. S eine graphische Darstellung der Wirkungsweise der Lenkvorrichtung,

Fig. 6 einen ähnlichen Querschnitt wie Fig. 4 in einer anderen Ausführungsform und

Fig. 7 und 8 Querschnitte entsprechend Fig. 6 in verschiedenen Stellungen der Einrichtung.

Bei der dargestellten Lenkvorrichtung ist der Kraftzylioder unmittelbar mit dem Lenkgetriebe verbunden. Die Erfindung kann indessen auch bei Kraftlenkvorrichtungen Anwendung finden, bei denen .ein besonders getrennter Kraftzylinder mit dem Lenkgestänge verbunden ist. 11 bezeichnet das Gehäuse des Lenkgetriebes, an dem ein Schieber 12 sowie ein Zylinder 13 vorgesehen sind. Wie auis Fig. 3 ersichtlich, ist die Lenksäule 14, an deren oberem Ende das nicht dargestellte Lenkrad sitzt, mittels einer üblichen mit Kugeln versehenen Lenksichnecke 16 mit einem Zahnsegment 17 verbunden, welch letzteres auf der Lenkwelle 18 sitzt. Die Lenkwelle 18 im Eingriff steht. Auf diese Weise wird und ist mit einem Lenkstockhebel 19 versehen, der an dem Lenkgestänge des Fahrzeuges angreift. Aus Fig. 2 ist erkennbar, daß in dem Kraftzylinder 13 ein Kolben 21 vorgesehen ist, der über eine Kolbenstange 22 an einer Zahnstange 23 angreift, die mit einem Zahnsegment 24 an der Lenkwelle 18 im Eingriff steht. Auf diese Weise wird eine Hilfskraft auf die Lenkgetriebewelle übertragen, sobald der Schieber entsprechend eingestellt ist. Die Schieber einheit ist normal ausgebildet und besteht aus einem Schieberrohr 26, welches in. beiden Richtungen axial beweglich ist, sobald die Lenklast einen gewissen Betrag übersteigt, um Druckflüssigkeit aus der Druckleitung 27 (nach Zuführung durch eine übliche, nicht dargestellte Pumpe) in die beiden Leitungen 28 oder 29 einzulassen, die in die gegenüberliegenden Enden des Kraftzylinders führen. Gleichzeitig dienen die Leitungen 28 und 29 zwischen dem Kraftzylinder uind dem Schieber als Rückleitungen, durch die die Flüssigkeit aus einem Zy linder ende über den Schieber -die Rückleitung 31 erreicht, die in den Sumpf der hydraulischen Pumpe führt.

Die Leitungen 28 und 29 sind mit dem Kraftzylinder 13 durch Anschlüsse 32 verbunden (Fig. 4). Jedes Ansehlußstück besteht aus einem hohlen Zapfen 33, der in eine mit Gewinde versehene Bohrung 34 .(Fig. 1) in der Wand des Zylinders eingeschraubt ist und einen Anschluß 3 5 festklemmt. Durch Dichtungsring 36 wird eine Abdichtung des Zapfens gegenüber idem Anschluß erreicht.

Das AnBchlußstück 3 S ist mit einer Bohrung 37 versehen, in der der hohle Zapfen 33 aufgenommen wird. Außerdem ist eine Ringnut 3 8 vorgesehen, die mit eimern Querdurchgang 39 in dem Zapfen in Verbindung steht, wodurch eine freie Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Anschlußstück 35 und dem Innern des Kraftzylinders hergestellt wird. Der vorstehende Teil 41 des Anschlußistückes 3 5 hat ein abgeflachtes Ende 42, welches sich an dem anschließenden konischen Teil 43- einer Zwinge 44 anlegt, die an einem jeden Ende der Leitungen 28 und 29 vorgesehen ist. Der Teil 41 des Anschluß-Stückes 3 5 weist eine längliche zylindrische Bohrung 47 auf, deren Durchmesser beträchtlich kleiner ist als die innere Abmessung der Leitung 29. Durchmesser und Länge der Bohrung 47 sind genau bestimmt, um eine eingeschnürte Öffnung zwischen dem Schieber 12 und dem Kraftzylinder 13 herzustellen, durch die der erste Fluß der Druckflüssigkeit in dem Kraftzylinder ausreichend vermindert wird, so daß der Druck an dem Kraftkolben. 21 weich angreift. Die Wirkung der Kraftlenkung ist in der graphischen Darstellung gemäß Fig. 5 veranschaulicht. In dieser ist der Druck am Hochdruckende des Kraftzylinders 13 gegenüber der Drehung des Lenkrades aufgetragen. Bei einer gleichförmigen Drehung des Lenkrades ist der letztere proportional der Zeit.

Die gestrichelte Linie nach Fig. 5 zeigt die normalerweise vorhandene Wirkung der Kraftlenkung. Sobald die Kraftwirkung durch den Schieber einsetzt, steigert' sich der Druck sehr schnell in dem Zylinder. Bei Fortsetzung der Drehung des Lenkrades fällt der Druck in dem Zylinder etwas auf eine gleichförmige Höhe ab. Dieser rasche Druckanstieg, der sich in der dargestellten Kurve als Buckel bemerkbar macht, bewirkt, daß die Hilfskraftlenkung größer ist, als sie von dem Fahrer erwartet wird.

Die voll ausgezeichnete Kurve der Fig. 5 zeigt die allmähliche Drucksteigerung in dem Kraftzylinder, die erreicht wird, sofern die Ausbildung gemäß Fig. 4 verwendet wird. Bei dieser Konstruktion verhindert die durch die Bohrung 4-7 geschaffene Öffnung in dem Anschlußstück 3 5 einen zu plötzlichen Druckanstieg" dadurch, daß im Anfang der Durchfluß von Flüssigkeit aus dem Schieber in den Kraftzylinder eingeschnürt ist. Durch diesen allmählichen Druckanstieg wird eine Kraftentfaltung erzielt, die proportional der Kraft ist, die durch den Fahrer an dem Lenkrad angesetzt wird. Infolgedessen ergibt sich eine weichere und zweckmäßigere Wirkung der Lenkung. Die Anschlüsse

32 zwischen den hydraulischen Leitungen 28 und 29 und den beiden Enden des Kraftzylinders 13 können nach Fig. 4 ausgebildet werden, um die Drucksteigerung bei Wendungen in beiden Richtungen zu> beschränken. Indessen ist oftmals sowohl für Rechts- als auch für Linkswendungen eine ausreichende Steuerung möglich, wenn nur eine einzige eingeschnürte Öffnung angewendet wird. Diese wird vorzugsweise in der Leitung 29 vorgesehen, die an der Seite des Kolbens 21, die der Kolbenstange 22 gegenüberliegt, in den Kraftzylinder führt. Mit lediglich einem einzigen Anschluß dieser Art schnürt dieser den Druckflüssigkeitsfluß nach dem Ende des Zylinders bei einer Drehung in der einen Richtung ein. Bei der Drehung in der entgegengesetzten Richtung wird der DraekflüssigkeitsfLuß von dem Zylinder weg in den Sumpf der Pumpe eingeschnürt. Auf diese Weise wird die Kraftentfaltung sowohl bei Rechts- als auch bei Links-Wendungen in der Geschwindigkeit etwas vermindert.

Zusätzlich zur Vergleichmäßigung der Drucksteigerung bewirkt die eingeschnürte Öffnung in dem Anschluß eine zweckmäßige Dämpfwirkung im Hin- und Hergang des Kolbens innerhalb des Kraftzylinders.

Die Fig. 6, 7 und 8 zeigen eine geänderte Ausführungsform, bei der ein normaler hydraulischer Anschluß 51 sowie ein Spezialzapfen 52 verwendet wird. Der untere Teil 53 des Zapfens 52 ist mit Gewinde versehen und greift in eine mit Gewinde versehene Bohrung der Zylinderwand. Er trägt ferner eine Ringnut 54, deren Umfang mit einer Ringnut 56 in dem Anschlußstück S1 in Verbindung steht. Der obere Teil 57 des Zapfens 52 ist gegenüber dem unteren Teil 53 vergrößert. Er ist hohl und bildet eine zylindrische Kammer 58. Die Kammer 58 steht mit der Kammer 56 in dem Anschlußstück 51 mittels einer Anzahl gebohrter Öffnungen 59 in Verbindung. Die Kammer 58 steht mit dem Innern des Kraftzylinders 13 durch eine längere Bohrung 61 in Verbindung, die im unteren Teil 53 des Zapfens 52 vorgesehen ist.

In der Zylinderkammer 58 des oberen Teiles 57 des Zapfens 52 sitzt ein Ventil 62 gleitbar angeordnet. An seinem unteren Ende ist das Ventil 62 mit einer Abrundung 63 versehen, die in einen kurzen zylindrischen Teil 64 ausläuft. Der Außendurchmesser dieses Teiles ist etwas kleiner als der innere Durchmesser der Bohrung 61 des unteren Teiles 53 des Zapfens. Hierdurch bleibt ein Schlitz zwischen den beiden Teilen. Eine Anzahl am Umfang angeordneter und voneinander entfernter Finger 66 erstreckt sich von dem unteren Teil des Ventils aufwärts. Ihre oberen Enden sind mit auswärts gebogenen Flanschen 67 versehen, die als Gegenhalter für eine Schraubenfeder 68 dienen, welch letztere das Ventil 62 aufwärts zu drücken sucht.

Die Finger 67 sind mit Schulterteälen 69 versehen, die als.tragende Auflage für das Gehäuse71 einer temperaturempfindlichen Vorrichtung 72 dienen. Die temperaturempfindliche Vorrichtung 72 ist von handelsüblicher Art. Das Gehäuse 71 trägt einen Kolben 73 hin und her beweglich, der aus der Vorrichtung hervorsteht und an der Endkappe 74 anliegt. Letztere ist in das offene Ende des oberen Teiles 57 des Zapfens 52 eingeschraubt.

Die temperatnrempfindliche Vorrichtung 72 ist in Fig. 6 in ausgedehnter Lage dargestellt, also einer Temperatur unterworfen, die einen gewissen Wert übersteigt. Hierbei ist der Kolben 73 weit aus dem Gehäuse 71 herausfoewegt, und die ausgedehnte temperaturempfindliche Vorrichtung wirkt entgegen der Feder 68 derart, daß das Ventil 62 abwärts bewegt' wird. Es gelangt in die dargestellte Stellung, bei der der zylindrische Teil 64 des Ventils mit dem Oberteil der Bohrung 61 in dem Zapfen fluchtet, so daß 'eine weitere Verbindung zwischen der Bohrung 61 und der Kammer 58 in dem oberen Teil des Zapfens auf die ringförmige Öffnung um das Ventil 62 herum beschränkt ist. Diese ringförmige Öffnung ergibt sich, weil der äußere Durchmesser des zylindrischen Teiles 64 des Ventils etwas- kleiner als der Innendurchmesser der Bohrung 61 ist. Er ist von vorbestimmter Größe, derart, daß der Durchfluß der Druckflüssigkeit von dem Schieber zu dem Kraftzylinder unter hohen Temperaturen der Druckflüssigkeit eingeschränkt wird. Dadurch wird der Dru'ckabstieg in dem Zylinder zu einer sanft verlaufenden Kurve reguliert, wie in Fig. 5 in ausgezogener Linie dargestellt.

Der Weg der Flüssigkeit aus dem Ventilschieber führt über die Leitung 29, den Anschluß 51 und die Öffnungen 59 in die zylindrische Kammer 58 am oberen Teil 57 des Zapfens 52 und von hier aus durch die ringförmige Öffnung zwischen dem Ventil 62 und der Bohrung 61 im unteren Teil des Zapfens zur Bohrung 61 in den Kraftzylinder.

In Fig. 7 ist das Ventil 62 in etwas gehobener Lage gegenüber der Fig. 6 dargestellt. Diese Stellung ergibt sich aus einer niedrigen Öltemperatuir. Unter 'derartigen Temperatuirbedingungen, etwa in der Höhe von 6o° C, ist die Gesamtlänge der temperaturempfindlichen Vorrichtung derart, daß die Feder 68 das Ventil teilweise aus der Bohrung 61 in dem Zapfen 52 heraushebt. Auf diese Weise entsteht eine vergrößerte ringförmige Öffnung 76 zwischen 'der Abrundung 63 des Ventils in der Kammer 58 und der Bohrung 61 des Zapfens. Diese vergrößerte Öffnung hat die richtige Abmessung für die Viskosität des Öls bei den obengenannten Temperaturverhältnissen, um den richtigen Durchfluß zwecks sachgemäßen Druckanstieges in dem Kraftzylinder zu 'ergeben. Die Kammer am Ende der Bohrung 61 kann irgendeine Ausbildung aufweisen. Sie kann konisch oder sphärisch oder sonstwie gestaltet sein, um die gewünschte Wirkung zu erreichen.

Fig. 8 zeigt die Stellung des Ventils bei geringen Temperaturen, wie z.B. bei 35⁰ C. Bei dieser Temperatur sinkt die Länge der temperaturempfkidlächen Vorrichtung· so weit ab, daß die Feder 68 das Ventil 62 in die in Fig. 8 dargestellte Lage, bringt, bei der noch eine beträchtlich größere ringförmige Öffnung T] zwischen der Abrundung 63 des Ventils und der Bohrung 61 in dem Zapfen vor-

handen ist. Wiederum hat die Öffnung 77 die richtige Größe, um der Viskosität des Öls für die besondere Temperatur angepaßt zu sein, damit der richtige Druckanstieg am Druckende des Zylinders erfolgt und damit der richtige Abfluß von dem gegenüberliegenden Ende des Zylinders in . die Rückfiuißleitung erfolgt. Das Öl von hoher Viskosität wird dadurch nicht nachteilig bei seinem Ausfluß aus dem Zylinder in die Rückleitung aufgehalten, da hierdurch ebenfalls die Wirkung der Kraftlenkung verändert würde.

Die Ausbildung nach den Fig. 6, 7 und 8' .ermöglicht eine beständig je nach den Temperaturveränderungen des Öls veränderliche Öffnung für die Druckflüssigkeit, so daß die Kraftentfaltung und auch die Dämpfung selbsttätig den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:-

   i. Kraftlenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge, deren die Handlenkung unterstützender hydraulisch betätigter Kolben von einem Schieber gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung der Druckflüssigkeit zwischen Schieber (12) und Kolben (21) eine verengte Stelle (47, 76, 77) vorgesehen ist, die die Aufgabe hat, den Druckstoß in der- Flüssigkeitsleitung beim Öffnen des Schiebers abzufangen.
2. 2. Kraftlenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der verengten Leitungsstelle durch eine temperaturempfindliche Einrichtung (71, 72, J3) regelbar ist.
3. 3. Kraftlenkvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilkörper (62) durch einen Thermostaten (71, 72, 73) in der im Querschnitt zu regelnden verengten Leitungsstelle (76, 77) verstellt wird.

   Angezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschrift Nr. 2 603 06.5.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 509 612 12.55