DE939071C

DE939071C - Kraftlenkvorrichtung fuer Kraftfahrzeuge mit einem eine Hilfskraft erzeugenden Kolbentrieb

Info

Publication number: DE939071C
Application number: DEF14297A
Authority: DE
Inventors: George H Muller
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1953-04-13
Filing date: 1954-03-30
Publication date: 1956-02-16
Also published as: US2755779A; FR1100184A; GB752199A

Description

AUSGEGEBEN AM 16. FEBRUAR 1956

F 14297II j63 c

erzeugenden Kolbentrieb

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftlenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem eine Hilfskraft erzeugenden hydraulischen, doppelt wirkenden Kolbentrieb, bei der im Kolben ein Ventil zur Steuerung der hydraulischen Lenkkraft vorgesehen ist. Es ist an sich bekannt, bei Kraftlenkvorrichtungen die Steuerventile im Kolben selbst anzuordnen, die zur Steuerung des Öldrucks entweder an der einen oder an der anderen Kolben^- seite verwendet werden. Die Betätigung dieser Ventile erfolgt von außen meist durch eine Stange od. dgl., so daß die Einrichtung zur Betätigung der Ventile verhältnismäßig kompliziert ist.

Erfindungsgemäß wird das im Kolben angeordnete Ventil selbsttätig durch den Flüssigkeitsdruck im Zylinder so gesteuert, daß es die Flüssigkeit von einer Kolbenseite zur anderen durchläßt oder den Durchtritt absperrt. Bei dieser Ausbildung ist nur ein einziges Ventil im Kolben vorgesehen, welches automatisch bei der Einleitung des Lenkens durch den Öldruck gesteuert wird. Es läßt bei Geradeausfahrt bzw. bei Nichtbetätigung der Steuerung den Öldruck frei hindurchtreten. Hierdurch wird eine Ausführungsmöglichkeit geschaffen, die außer dem Vorteil größter Einfachheit, Zuverlässigkeit und Billigkeit auch den Vorteil hat, daß sie leicht auseinandernehmbar zu gestalten ist.

Zweckmäßig besteht der Kolben des Kolbentriebes aus zwei auf einer Kolbenstange zueinander verschiebbaren Teilen, die das Ventil bilden, indem

sie durch Zusammendrücken einen Durchgang von Flüssigkeit von der einen 'Kolbenseite zur anderen versperren, während sie in" gespreizter Stellung Flüssigkeit durch den Kolben hindurchtreten lassen. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachstehend an Hand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigt

Fig. ι eine halbschematische Darstellung des ίο vorderen Teiles eines Kraftfahrzeugfahrgestelles mit einer Kraftlenkvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung

durch einen Zylinder und einen Kolben, wie sie in -'ig. ι dargestellt sind. Die Teile sind so gezeigt, * wie sie bei Geradeausfahrt ohne Kraftbetrieb -t?hen;

I^rig. 3 zeigt eine noch größere teilweise Querschnittsdarstellung eines Teiles der Fig. 2; Fig. 4 einen Querschnitt ähnlich Fig. 3; in ihr ist die Stellung der Teile bei einer Linkswendung des Fahrzeuges mit Kraftlenkbetrieb dargestellt; Fig. 5 ist eine halbschematische Draufsicht auf eine geänderte Ausführungsform, Fig. 6 eine halbschematische Draufsicht auf eine weiterhin abgeänderte Ausführungsform.

In Fig. ι bezeichnen 11 und 12 die Seitenrahmenschienen eines Kraftfahrzeugfahrgestelles, an denen in üblicher Weise- (nicht dargestellt) vordere lenkbare Räder 13 aufgehängt sind. Die Räder 13 werden durch ein übliches Lenkgestänge und ein von. Hand zu betätigendes Lenkgetriebe gelenkt. Das Lenkgetriebe 14 sitzt auf der linken Seite an der Seitenrahmenschiene 11 und betätigt einen Lenkhebelarm 16. Gegenüber dem Lenkhebelarm 16 sitzt ein leer mitlaufender Arm 17, der an-einer Stütze 18 der Rahmenschiene 12 angelenkt ist. Eine Führungsstange 19 sitzt zwischen den Enden des Lenkhebelarmes 16 und dem leer mitlaufenden Arm 17 und ist gelenkig mit ihnen verbunden. Die inneren Enden zweier Spurstangen 21 sind durch Kugelgelenke 22 an. zwei seitlich voneinander entfernten Punkten der Führungsstange 19 angelenkt. Die äußeren Enden der Spurstangen greifen an +5 Lenkarme 23 der Vorderäder 13 an.

Um die Lenkung von Hand zu unterstützen, ist

eine Kraftlenkung vorgesehen. Diese besteht aus einem Zylinder 24, der an einem Ende einen mit dem hinteren Ende der Verbindung 22 zwischen der Führungs stange 19 und der linken Spurstange

- 21 angelenkten Ring 26 trägt. Aus dem' anderen Ende des Zylinders 24 steht eine Kolbenstange 27

- hervor. Sie ist mit einem doppelten Rohranschluß 28 verbunden, der seinerseits an einer Stütze 29 des'

rechten Fahrgestellteiles 12 befestigt ist. - -

In Fig. ι ist eine Pumpe 31 schematisch dargestellt, die irgendeine übliche-Konstruktion, aufweisen kann. Die Druckseite der. Pumpe ist durch eine Leitung 32 mit einer Schiebereinriohtung in dem Lenkgetriebe 14 verbunden,, .während ehie Rückleitung 33 von dem Schieber in den Sumpf der-Pumpe, verläuft. Zwischen, der Zuleitung 32

• ■ und der Ableitung 33 ist ein Überdruckventil 34 vorgesehen. Der Schieber in dem Lenkgetriebe 14 ist außerdem über Leitungen 36 und 37 an Rohrstutzen 38 und 39 des Rohranschlusses 2'8 antgeschlossen. Die Schiebereinrichtung ist von üblicher Bauart und läßt Flüssigkeitsdruck von der Druckleitung 32 in eine der Leitungen 36 und 37 übertreten, sobald der Kraftbetrieb erforderlich ist, während gleichzeitig die andere der beiden Leitungen 36 und 37 mit der Abflußleitung 33 in Verbindung gebracht wird.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Zylinder 24 aus zwei koaxialen inneren und äußeren Zylindern 41 und 42 besteht. Die Zylinder sind wenig voneinander entfernt, wobei der äußere Zylinder 42 einen Schutz für den inneren Zylinder bildet. Am linken Ende sind der innere und der äußere Zylinder mit einer Endkappe 43 versehen, an der der Ring 26 angeschweißt ist. Rechts tragen die Zylinder eine längere Endkappe 44 mit einer zentralen Bohrung 46, in der die Kolbenstange 27 hin und her verschiebbar ist.

Die Kolbenstange 27 besteht aus einer inneren und einer äußeren koaxial zueinander verlaufenden Kolbenstange 47 und 48, die beide mit den äußeren Enden mit dem Rohranschlußstück 28 in Verbindung stehen. Die Bohrung 51 der inneren Kolbenstange 47 ist in Verbindung mit dem Rohrstutzen 38 in dem Rohranschlußstück 28 sowie mit der Leitung 36. Der Raum 52 zwischen der inneren und der äußeren Kolbenstange 47 und 48 steht in Verbindung mit dem Rohrstutzen 39 in dem Rohranschlußstück 28 und hierüber mit der Leitung. 37, die nach dem Schieber geht.

Das innere Ende der inneren Kolbenstange 47 ist mit Gewinde versehen, auf das eine größere Mutter 53 aufgeschraubt ist. Die Mutter 53 besitzt einen größeren Endflansch 54 von größerem Durchmesser als der äußere Durchmesser der äußeren Stange 48. Sie bildet einen Anschlag .für den Kolben 56. Ein hohler Schraubstutzen 80 sitzt in der Mutter 53 und bildet eine Gegenmutter zu der Kolbenstange 47. Die Bohrung 51 steht über den hohlen Schraubstutzen 80 mit der linken Seite des Zylinders 41 in Verbindung.

Der Kolben 56 (Fig. 3) weist zwei feste Kolbenhalter 57 und 58 auf, die spiegelbildlich in der Form sind. Jeder dieser Teile besteht aus einem n₀ Nabenteil 59, das auf der äußeren Kolbenstange 48 sitzt, sowie einem Flansch 61. Zwischen den Nabenteilen. 59 der Kolbenhalter 57 und 58 sitzt ein Zwischenring 62, der eine-mittlere V-förmige Umfangsrippe-6'3'aufweist. Der rechte Kolbenhalter 58 n₅ ist auf der äußeren Kolbenstange 48 angeschweißt, während der linke Kolbenhalter 57 durch die abnehmbare. Mutter 53 gehalten wird, um die gesamte Kolbenvorrichtung demontieren zu können.

Die Endflansche 61 der festen Kolbenhalter 57 und 58 sind am Umfang mit Ringnuten 67 versehen, die die Endwindungen von Schraubenfedern aufnehmen. Die Schraubenfedern sitzen zwischen den Kolbenhaltern und den Endkappen 43 und 44 der Zylinder. Die Federn 68 dienen dazu, den Kolben in die Mitte des Zylinders einzustellen,

außerdem, um den Rückhub nach einem Krafthub des Zylinders und Kolbens zu unterstützen.

Am äußeren Umfang des Ringes 62 sitzt ein nachgiebiger Dichtungsring 64, der die gleiche axiale Ausdehnung wie der Ring 62 besitzt. Er wird gegen seitliche Verschiebung durch die V-förmige Rippe 63 gehalten. Zu diesem Zweck besitzt der Dichtungsring eine der V-förmigen Rippe entsprechende V-förmige Nut. Der äußere Durchmesser des Zwischenringes 62 ist etwas kleiner als der äußere Durchmesser der danebensitzenden Nabenteile 59, der Kolbenhalter 57 und 58. Hierdurch wird der Dichtungsring 64 zwischen den Enden der Nabenteile der Kolbenhalter gut festgehalten. Am äußeren Umfang ist der nachgiebige Dichtungsring 64 mit sich gegenüberliegenden geneigten Flächen 66 versehen.

Zwei Kolbenteile 71 und 72 sind auf den äußeren Umfang der Nabenteile 59 der Kolbenhalter 57 und 58 aufgesetzt. Die Kolbenteile sind spiegelbildlich angeordnet. Jeder besitzt zwei axial verlaufende Ringflansche 73 und 74, zwischen denen eine Ringnut γ6 verläuft. In der Ringnut 76 sitzt eine Schraubenfeder yy und drückt die Kolbenteile normalerweise derart auseinander, daß sie sich an den Endflanschen 61 der Kolbenhalter 57 und 58 anlegen. In dieser Stellung sind die äußeren Flansche 74 voneinander entfernt, und zwar um ein bestimmtes Maß. Dieses Entfernungsmaß dient zur Festlegung der Axialbewegung der Kolbenteile zueinander während eines Krafthubes. Außerdem sind die inneren axial gerichteten Flansche 73 der Kolbenteile ebenfalls axial voneinander entfernt. In der Neutrallage des Kolbens und des Zylinders gemäß Fig. 3 sind die Flanschteile 73 von den geneigten Flächen 66 des Dichtungsringes 64 axial gleich weit entfernt. Die Enden der Flansche 73 sind konisch gestaltet und entsprechen den geneigten Flächen des Dichtungsringes. Hierdurch wird eine Einschnürung zwischen jedem Kolbenteil und dem Dichtungsring 64 gebildet.

Jeder der Kolbenteile besitzt eine innere Nut 78 mit einer Anzahl geneigter Kanäle 79, die zur Oberfläche des Kolbenteiles führen. Die Durchlaßkanäle 79 sowie die Nuten 78 ergeben in der Neutralstellung des Kolbens nach Fig. 3, bei der die Kolbenteile 71 und 72 voneinander entfernt sind, eine freie Verbindung durch die Kolben hindurch und lassen Flüssigkeit von der einen Kolbenseite auf die andere während eines Rückgangshubes hindurch.

Die Kolbenteile 71 und 72 sind an ihren inneren radialen Flächen mit Ringnuten 81 versehen, die zusammenwirkend einen nachgiebigen kreisförmigen Dichtungsring 82 aufnehmen.

Aus Fig. 4 ergibt sich die relative Stellung der Kolbenteile während einer mit Kraft unterstützten. Linksbewegung. Während einer solchen Bewegung wird Druckflüssigkeit aus der Pumpe 31 und der Leitung 32 über die Schiebervorrichtung in dem Lenkgetriebe 14 auf die Leitung 37 übertragen, die mit dem Rohranschluß 39 und dem Raum 52 zwischen der inneren und der äußeren hohlen Kolbenstange 47 und 48 in Verbindung steht. Die Flüssigkeit in dem Raum wird alsdann in das rechte Ende des inneren Zylinders 41 durch öffnungen 83 eingeführt.

Durch diese Flüssigkeitseinführung in das rechte Ende des Zylinders 41 wird der rechte Kolbenteil 72 nach links verschoben, und zwar längs der Nabe 59 des rechten Kolbenhalters 58 gegen-die Wirkung der mittleren Feder yj. Der Druckabfall durch die Einschnürung zwischen dem Dichtungsring 64 und dem Kolbenteil 71 ergibt einen verschiedenen: Druck an beiden Seiten des Kolbenteiles 72 und auf diese Weise eine Linksbewegung. Die Stellung des rechten Kolbenteiles nach dieser Verschiebung ist in Fig. 4 dargestellt. Dabei stoßen die radialen äußeren Flansche 74 einander an und bilden einen Anschlag für die Verschiebbewegung des rechten Kolbenteiles. Der innere Ringflansch 73 des rechten Kolbenteiles 72' legt sich jedoch schon vorher an den nachgiebigen Dichtungsring 64 an und bildet einen Verschluß mit der geneigten Fläche 66 dieses Ringes. Dadurch wird die freie Verbindung durch den Kolben über die Nut 78 und die Durchlässe 79 blockiert, und der Druck im rechten Ende des Zylinders wird wirksam, um den Zylinder 24 nach rechts zu verschieben. Nach Fig. 1 werden hierdurch die Führungsstange 19 und die Spurstangen 21 für eine Linkswendung des Fahrzeuges mitgezogen.

Die Axialverschiebung des rechten Kolbenteiles 72 zur Anlage des Ringflansches 74 an dem entsprechenden Ringflansch 74 des linken Kolbenteiles 71 hat noch die weitere Wirkung, 'daß der Dichtungsring 82 zwischen den Kolbenteilen zusammengedrückt wird und sich gegen die innere Zylinderwand 41 dichtend anpreßt. Hierdurch wird eine wirksame Abdichtung zwischen dem Kolben und dem Zylinder während eines Krafthubes bewirkt, während der Kolben sich in dem Zylinder bei einem Rückhub frei bewegen kann. Der Widerstand wird beim Rückhub stark reduziert, ebenso die Abnutzung des Dichtungsringes.

Bei einer Ausführungsform nach Fig. 5 ist die rechte Spurstange 91 unmittelbar an dem Zylinder 92 mittels einer Klemme 93 angelenkt, und die linke Zugstange 94 ist unmittelbar mit der Stange 95 verbunden, die an das linke Ende des Zylinders 92 angeschweißt ist. Die Stange 95 ist an dem Lenkhebelarm 96 angeschlossen. Die Kolbenstange 97 ist an dem Rahmenteil 98 des Fahrgestelles festgelegt.

Die Ausführungsform nach Fig. 6 unterscheidet sich von der Konstruktion nach Fig. 1 dadurch, daß der Kraftzylinder 101 zum Fahrzeug längs verläuft und daß sein vorderes Ende an einem Winkelhebel 102 angreift, der seinerseits mit der Führungsstange 103 verbunden ist. Das hintere Ende der Kolbenstange 104 sitzt an einer Rahmenstütze 105.

Claims

Patentansprüche-

i. Kraftlenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem eine Hilfskraft erzeugenden hydrau-

lischen, doppelt wirkenden Kolbentrieb, bei der im Kolben ein Ventil zur Steuerung der hydraulischen Lenkkraft vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das im Kolben angeordnete Ventil selbsttätig durch den Flüssigkeitsdruck im Zylinder so gesteuert wird, daß es die Flüssigkeit von einer Kolbenseite zur anderen durchläßt oder den Durchtritt absperrt.
2. Kraftlenkvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben des Kolbentriebes aus zwei auf einer Kolbenstange

■ (48) zueinander verschiebbaren Teilen· (71, 72) besteht, die das Ventil bilden, indem sie durch Zusammendrücken einen Durchgang von Flüssigkeit von der einen Kolbenseite zur anderen versperren, während sie in gespreizter Stellung Flüssigkeit durch den Kolben hindurchtreten lassen.
3. Kraftlenkvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenteile (71, 72) je zwei koaxiale ringförmige Flansche (73, 74) aufweisen, von denen der eine (73) sich gegen eine nachgiebige Dichtung (64) anlegen kann, um die Verbindung durch die Kolbenteile hindurch zwischen den beiden Zylinderseiten zu sperren, während der andere (74) sich gegen einen entsprechenden Flansch (74) des anderen Kolbenteiles legt, um die Verschiebbewegung dieses einen Kolbenteiles zu begrenzen, und daß die Kolbenteile durch eine Feder (γγ) auseinandergedrückt werden.
4. Kraftlenkvorrichtung- nach Anspruch ibis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Dichtung (64) aus einem Ring besteht, der auf dem inneren Ende der Kolbenstange (48) in der Mitte zwischen den beiden Flanschen (73) sitzt, wobei die Kolbenteile (71, 72) zu beiden Seiten des nachgiebigen Dichtungsringes (64) angeordnet sind und die Flansche (73) miteinander fluchten, und daß die sich gegenüberliegenden ringförmigen Flansche (74) radial außerhalb der Ringflansche (73) angeordnet sind und normalerweise voneinander etwas weiter entfernt sind als die axiale Entfernung zwischen dem Dichtungsring (64) und den Flanschen (73), derart, daß bei Axialbewegung eines der Kolbenteile (71, 72) der Flansch (73) den Dichtungsring (64) erreicht, ehe der Flansch (74) auf den entsprechenden Flansch (74) des anderen Kolbenteiles auftrifft. .
5. Kraftlenkvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Umfang zwischen den Kolbenteilen. (71, 72J) eine Gummiringdichtung (82) vorgesehen ist, die durch das Zusammendrücken der Kolbenteile (71, 72) nach außen gepreßt wird, um an der Zylinderwand abzudichten.
6. Kraftlenkvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenteile (71, 72) mit sich gegenüberliegenden Ringnuten (81) versehen sind, die den äußeren Dichtungsring (8α) aufnehmen, der lose in den Ringnuten (81) sitzt, sofern die Kolbenteile auseinandergedrückt sind, und an Endflansche (61) von festen Kolbenhaltern (57, 58) durch die Wirkung der Feder (γγ) angedrückt werden.
7. Kraftlenkvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder radial nach außen weisende Endflansch (61) eine Nabe (59) ■ aufweist, die am inneren Ende der Kolbenstange (48) sitzt, und daß die Kolbenteile (71, 72) verschiebbar auf den Nabenteilen (59) sitzen, wobei die Feder (jy) innerhalb der zwischen den Flanschen (73, 74) vorhandenen Ringnut-angeordnet ist. . .

ekschrif ten:

it Nr. 667 353;

Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 667353; USA.-Patentschriften Nr. 2 244 850, 2 376 804.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 509 647 2.56