DE949715C - Hilfskraftlenkvorrichtung fuer Fahrzeuge - Google Patents
Hilfskraftlenkvorrichtung fuer FahrzeugeInfo
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- DE949715C DE949715C DEM19763A DEM0019763A DE949715C DE 949715 C DE949715 C DE 949715C DE M19763 A DEM19763 A DE M19763A DE M0019763 A DEM0019763 A DE M0019763A DE 949715 C DE949715 C DE 949715C
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Description
AUSGEGEBEN AM 27. SEPTEMBER 1956
INTERNAT. KLASSE B62d
M1976311 (63c
ist als Erfinder genannt worden
Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkvorrichtung für ein mit unabhängig aufgehängten Rädern
versehenes Fahrzeug, dessen Spurstangen und Lenkhebel ein unabhängiges Anheben und Absenken
der Räder ermöglichen, mit einem mittels Steuerventils durch Flüssigkeitsdruck betätigten doppelseitig
beaufschlagten Hilfskraftzylinder, dessen Kolbenstange mit ihrem einen Ende flexibel am
Fahrzeugrahmen angeschlossen ist.
Bei Fahrzeugen mit einzeln gelenkten Rädern sind die Aufhängungen für jedes Rad frei vertikal
beweglich, und zwar relativ zum Fahrzeugrahmen und relativ zueinander. Demgemäß muß jede Lenkvorrichtung
zwischen den Rädern so montiert werden,' daß sie der Relativbewegung zwischen den
Rädern und zwischen den Rädern und dem Rahmen angepaßt ist, und sie muß so abgestützt sein, daß
sich der Zylinder der Einrichtung nicht um seine Längsachse dreht. Die Spurstangen und der Zylinder
werden naturgemäß nicht horizontal oder parallel zueinander bleiben, weil sich die Räder
und die Aufhängearme ständig auf und ab bewegen. Deshalb wird jeder seitliche Stoß oder
jede Belastung eines den Boden berührenden Rades
dazu neigen, den Zylinder um seine Längsachse drehen zu lassen. Die prozentuale Größe dieser als
Drehmoment wirkenden Kraft hangt von der relativen Winkellage zwischen den Gliedern der Einzelabfederung
und dem Zylinder zur' Zeit des seitlichen Stoßes ab. Ein solches Drehmoment, kann in der
Größenordnung von 30 bis 35fl/o der gesamten seitlichen
Stoßkraft liegen. Da in der Praxis seitliche Stoßkräfte auftreten, die 10 000 kg überschreiten,
ist es nicht ungewöhnlich, daß das erwähnte Drehmoment 1250 kg überschreitet. Mit so starken
Kräften muß also der Zylinder der Lenkvorrichtung gegen Rotation festgehalten werden, und das gelingt
nur durch eine genügend starke und einwandfrei angeordnete Konstruktion derart, daß die Einrichtung
arbeitsfähig bleibt.
Erfindungsgemäß wird zur Erfüllung der vorstehenden Forderungen eine Lenkvorrichtung der
vorgenannten Art vorgeschlagen, bei der die Hilfskraftvorrichtung als ein sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung
erstreckendes hydraulisches Verbindungsglied zwischen dem vom Fahrer betätigten Lenkstockhebel und den Lenkhebeln der Räder ausgebildet
und über Gelenkverbindungen, die sich bei den Auf- und Abbewegungen der Fahrzeugräder
verstellen können, an die Lenkhebel angeschlossen ist und daß eine Haltevorrichtung vorgesehen ist,
die das durch die Schwenkung der Lenkhebel an den Gelenkverbindungen auf die Hilfskraftvorrichtung
einwirkende Drehmoment auffängt und eine Drehung der Hilfskraftvorrichtung um ihre Längsachse
verhindert. Auf diese Weise wird eine äußerst einfache Lenkvorrichtung geschaffen, bei der beide
gelenkten Räder über unabhängig voneinander stehende Spurstangen unter Verwendung einer einzigen
Zylindervorrichtung gelenkt werden, wobei noch besonders hervorzuheben ist, daß die vorgeschlagene
Konstruktion äußerst einfach im Fahrzeug zu montieren ist und auch eine einfache und
daher billige Fertigung ermöglicht.
Die Erfindung wird im folgenden im Anschluß an die Zeichnung an Hand einiger Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigt
Fig. ι eine teilweise Ansicht von oben auf ein Lenksystem gemäß der Erfindung,
Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch die in Fig. ι gezeigte, aus einem Ventil, einem Kolben
und einem Zylinder zusammengesetzte Hilfskraftlenkvorrichtung,
Fig. 3 eine Abwicklung der zum Ventil gemäß Fig. 2 gehörigen Hülse,
Fig. 4 einen Längsschnitt ähnlich der Fig. 2 durch ein anderes Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 die Abwicklung der Hülse des Ventils gemäß Fig. 4,
Fig. 6 eine Ansicht ähnlich der Fig. 1, die das Lenksystem in Anwendung auf einen anderen Typ
eines Wagenlenksystems zeigt,
Fig. 7 eine Rückansicht der in Fig. 6 gezeigten Teile in der Richtung des Pfeiles 7 der Fig. 6,
Fig. 8 einen teilweisen Längsschnitt der Ventil, Kolben und Zylinder umfassenden Einheit gemäß
Fig. 6 und 7,
Fig. 9 eine schematische Ansicht einer an einem Kraftwagen montierten Lenkvorrichtung in Verbindung
mit Flüssigkeitspumpe und -behälter,
Fig. 10 einen Längsschnitt durch einen Teil des zu einer Lenkvorrichtung gehörigen Zylinders mit
einem Kolben anderer Ausführung.
Die Fig. 1 bis 3 und 9 kennzeichnen mit 13 beispielsweise
einen Kraftwagen mit Vorderrädern 15, die am Rahmenteil 17 mittels Tragarme 19 aufgehängt
sind. Ein Lenkzapfen 21 sitzt auf dem Tragarm 19 an jeder Seite des Wagens und ermöglicht
die Drehung der Räder um eine im wesentliehen senkrechte Achse. Mit dem Lenkzapfen 21 ist
auf übliche Weise ein Lenkhebel 23 verbunden, der sich winklig nach rückwärts erstreckt. Das Lenkrad
des Wagens ist mit 25 bezeichnet und steht über die Lenksäule 27 mit einem Lenkgetriebe 29 in Verbindung.
Das Lenkgetriebe kann beliebiger Art sein. Es steuert die Bewegung eines Lenkstockhebels 31,
der sich nach vorwärts erstreckt, so- daß dessen vorderes Ende seitliche Bewegungen ausführen kann.
.Die Hilfskraftlenkvorrichtung umfaßt eine vom Motor 37 betriebene Pumpe 33 (Fig. 9). Mit der
Pumpe 33 stehen ein Behälter 39 sowie eine zur Lenkvorrichtung führende Druckleitung 41 in Verbindung.
Eine Rückflußleitung 43 steht mit dem Behälter sowie mit der Lenkvorrichtung in einer
unten näher zu erläuternden Weise in Verbindung. Die Pumpe sollte so bemessen sein, daß sie auch
bei Leerlauf des Motors einen für den Betrieb der Lenkvorrichtung ausreichenden Druck erzeugt.
Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel
der Lenkvorrichtung umfaßt einen quer laufenden Zylinder 47, mit dem quer im Abstand
voneinander angeordnete Anschlußstücke 49 und 50 verbunden sind, deren jedes mit einer sich
um den Zylinder erstreckenden Verdickung 51 sowie einem mit einer Kugel am oberen Ende versehenen
Zapfen 53 versehen ist. Der Kugelteil 53 ist in einer Kugelpfanne 55 am Ende einer Spurstange
57 angebracht. Die äußeren Enden der Spurstangen 57 sind an der Stelle 59 drehbar mit den
Lenkschenkeln 23 verbunden, so daß bei seitlicher Verschiebung des Zylinders eine entsprechende Bewegung
der Vorderräder zustande kommt.
Ein Kolben 61 ist gleitbar im Zylinder angebracht und mit Dichtungsringen 63 zur Abdichtung no
gegen die Zylinderwand versehen. Die Kolbenstange 65 ist mittels einer Mutter 67 am Kolben
befestigt und ragt mit ihrem anderen Ende durch ein am Ende des Zylinders vorgesehenes Führungsund
Dichtungsorgan 69 nach außen. Der außerhalb des Zylinders befindliche Teil der Kolbenstange ist
in einer balgähnlichen Schutzhülle 71 angebracht. Das freie Ende der Stange ist mittels eines Ver
bindungsstückes 75 und eines Armes 73 am Rahmen befestigt. Die Verbindung kann beliebiger Ausführung
sein. Im dargestellten Beispiel sind Dämpfungsscheiben aus Gummi vorgesehen, die die
Verbindung gegen die Erschütterungen des Wagens schützt. Sie ermöglichen auch geringfügige Winkeldrehungen
der Kolbenstange beim Schwenken der Räder. Die Kolbenstange ist also am Rahmen be-
festigt, während der Zylinder mit Bezug auf den Kolben bewegbar ist. Ein Steuerschieber 76 mit
einer Regulierhülse 77 ist im anderen Ende des Zylinders 47 angeordnet. Die Hülse 77 ist vorzugsweise
durch Pressen oder Schrumpfen in dem Zylinder 47 befestigt und mit einem in derselben
gleitbaren Schieberkörper 79 versehen. Das innere Ende des Schieberkörpers 79 liegt gegen eine
Schraubenfeder 81 an, die ihrerseits einen Anschlagzapfen 83 umgibt und gegen diesen anliegt.
Ein Schraubenzapfen 85 ist in das innere Ende der Hülse 77 eingeschraubt und liegt gegen den Zapfen
83 an, so daß die Feder 81 gegen das innere Ende des Schieberkörpers 79 gedrückt wird.
Das äußere Ende des Schieberkörpers liegt gegen ein Kugelstück 86 an, durch das sich ein Bolzen 87
erstreckt. Das untere Ende des Bolzens ist mit dem Ende des Lenkstockhebels 31 verbunden. Der Bolzen
87 erstreckt sich vertikal durch den Zylinder 47 und die Hülse 77 und ist am oberen Ende mit einem
Kopf 88 ausgebildet, der außerhalb des Zylinders liegt. Der Zylinder und die Hülse sind mit einander
gegenüberstehenden öffnungen 89 versehen, in die im dargestellten Beispiel gehärtete Stahleinsatzstücke
91 eingesetzt sind. Jedes der Einsatzstücke 91 ist mit einem sich längs erstreckenden Schlitz 92
versehen, in dem ein Gleitschuh 93 läuft. Die Schuhe 93 umgeben den Bolzen 87 an den Enden
desselben. Zwischen dem Kopf 88 und der Außenwand des Zylinders 47 sind eine Metallscheibe 94
und eine Dichtungsscheibe 95 aus Gummi oder ähnlichem Material angeordnet. Eine ähnliche Dichtungsvorrichtung
mit Scheiben 94' und 95' ist zwischen dem Lenkstockhebel 31 und der Zylinderwand
vorgesehen. Jeder der Schuhe 93 liegt gegen eine der Scheiben 95 und 95' an. Durch diese Verbindung
des Bolzens 87 mit dem Lenkstockhebel 31 legen sich die Scheiben 95 und 95' gegen die
Außenfläche der Zylinderwand an und verhindern das Eindringen von Schmutz in den Zylinder, wobei
sie als Distanzstücke und Dämpfungsglieder zwischen Bolzen und Zylinder dienen. Bei Betätigung
des Lenkstockhebels 31 kann sich der Bolzen 87 in der Längsrichtung des Zylinders bewegen und wird
dabei durch die mit den Einsatzstücken 91 gleitbar verbundenen Schuhe 92 geführt. Das Kugelstück 86
ist in vertikaler Richtung am Bolzen 87 zwischen den Gleitschuhen 93 beweglich, um das gute Anliegen
gegen den Schieber körper zu gewährleisten, wobei Kräfte, die eine Drehbewegung des Zylinders
herbeizuführen streben, nicht auf den Schieberkörper übertragen werden können, wodurch ein
Festsetzen des Schieberkörpers in der Hülse 77 herbeigeführt werden könnte. Geeignete Schmiermittelkanäle
können im Bolzen zwecks Zuführung von Schmiermittel zum Kugelstück und zu den Einsatzstücken
vorgesehen sein.
Ein gleitbares korbähnliches oder käfigähnliches Organ 96 ist im Zylinder auf der äußeren Seite des
Kugelstücks 86 angebracht und steht unter der Einwirkung einer Schraubenfeder 97, die das Organ 96
gegen das Kugelstück 86 drückt und dadurch einen Druck auf das linke Ende des Schieberkörpers ausübt. Die Feder 97 wird durch einen Anschlagzapfen
98 festgehalten, der in das äußere Ende der Hülse 77 eingeschraubt ist. Das vom Bolzen 87 durchsetzte
Ende des Zylinders kann vom restlichen Teil des Zylinders gesondert ausgebildet und durch beliebige
Anschlußteile mit demselben verbunden werden..In diesem Fall könnte vor dem Zusammenbau
des Zylinders der gesonderte Teil schon gehärtet sein, wodurch die Gleitschuhe 93 unmittelbar in
den Zylinderschlitzen angeordnet werden könnten, ohne daß Einsatzstücke 91 erforderlich wären.
Jedenfalls besteht eine Verbindung zwischen dem Lenkstockhebel 31 und dem Schieberkörper derart,
daß der Lenkstockhebel die Bewegung des Schieberkörpers steuert, ohne daß ein Festsetzen des Schieberkörpers
zu befürchten ist, auch wenn der Zylinder und die Hülse mit ihren öffnungen 89 nicht
ganz übereinstimmen sollten und unabhängig von der Winkellage des Zylinders zum Lenkstockhebel.
Eine Gegenmutter 101 ist auf das äußere Ende des Anschlagzapfens 98 aufgeschraubt und steht mit
den Enden der Hülse und des Zylinders im Eingriff, um eine Einstellung und Sperrung des Anschlagzapfens
in der eingestellten Lage zu bewirken. Auf das Ende des Zylinders 47 ist eine Gewindekappe
103 aufgeschraubt, die mit einem Schmiernippel 105 versehen ist, gegenüber dem sich eine go
zentrale Bohrung 107 des Zapfens 98 sowie Öffnungen 109 des Organs 96 zwecks Zuführung von
Schmiermittel befinden. Der Schieberkörper und die Verbindungsglieder werden also durch die Federn
81 und 97 in. der richtigen Lage zur Hülse gehalten, und der Schieberkörper 79 kann sich nur unter Überwindung
der Federkräfte relativ zu Hülse77 bewegen. Der Schieberkörper 79 ist mit drei in die Bohrung
des" Zylinders genau passenden Kolben 111
versehen, zwischen denen um die Spindel herumlaufende Nuten 113 und 115 vorgesehen sind. Die
Hülse 77 ist in aus den Fig. 2 und 3 zu entnehmender Weise mit einer Anzahl Öffnungen, Nuten und
Schlitzen versehen, die mit den an dem Schieberkörper vorgesehenen Nuten zur Steuerung der Strömung
der Druckflüssigkeit von der Pumpe aus zur einen oder anderen Seite des Kolbens 61 in den
Zylinder hinein sowie von der engegengesetzten Seite des Zylinders zurück zum Behälter zusammenwirken.
Die Hülse 77 ist mit einer einen Teil des Umkreises der Hülse umfassenden Nut 117 versehen,
die sich nahe dem rechten Ende der Hülse gegenüber einer Öffnung im Zylinder 47 befindet, in
der ein Anschlußstück 119 zur Verbindung mit einem Ende der von der Pumpe 33 kommenden
Druckleitung 41 angebracht ist. Die Nut 117 steht
mit einer sich längs erstreckenden Nut 121 auf der Außenwand der Hülse in Verbindung, wobei diese
Nut ihrerseits mit 'einem einen Teil des Umkreises
der Hülse umfassenden Schlitz 123 in Verbindung steht. Die unter dem von der Pumpe herrührenden
Druck stehende Flüssigkeit fließt daher durch die Leitung 41 und den Anschluß 119 zur Nut 117 und
weiter durch die Nut 121 und den Schlitz 123 ins
Hülseninnere hinein. Die Nuten 117 und 121 sind
nur dazu da, um eine Verbindung zwischen dem
Schlitz 123 und dem Anschluß 119 herzustellen.
Ist genügend Raum vorhanden, können die Nuten 117 und 121 fortgelassen und der Schlitz 123 direkt
an die Druckleitung angeschlossen werden. Die Rückfluß leitung 43 ist mittels eines Anschlußstückes
125 mit einer öffnung in der Zylinderwand
verbunden, wobei die Hülse TJ eine sich längs erstreckende Nut 127 auf ihrer Außenwand
aufweist. Das eine Ende dieser Nut liegt gegenüber ίο dem Anschlußstück 125. In der Hülsenwand sind
sich über einen Teil des Umkreises erstreckende Schlitze 129 und 131 vorgesehen, von denen der
Schlitz 129 rechts und der Schlitz 131 links vom
Schlitz 123 liegt (Fig. 3). Eine Abflußöffnung 133 ist in der Wand der Hülse TJ angeordnet und steht
mit dem Hülseninneren rechts von dem rechten Ende des Schieberkörpers 79 in Verbindung, so daß,
wenn Flüssigkeit an dem Schieberkörper vorbeilecken sollte, kein Druck zwischen dem Schieberkörper
und dem Anschlagzapfen 83 entstehen kann, sondern der Abfluß der Flüssigkeit zurück zum Behälter
durch die öffnung 133 möglich ist. Die Hülse TJ besitzt ferner noch eine sich längs erstreckende
Nut 135 sowie eine am äußeren Ende dieser Nut befindliche öffnung 137, durch die die Nut mit dem
Hülseninnern in Verbindung steht. Das innere Ende der Nut 135 steht mit der Öffnung 139, die in der
Zylinderwand nahe am inneren Ende der Hülse TJ vorgesehen ist, in Verbindung. Die öffnung 139
steht ihrerseits mit einer Öffnung 141 in der Verdickung
51 des Anschlußstückes 49 in Verbindung, wobei an die öffnung 141 sich ein in der Längsrichtung
erstreckender Durchflußkanal 143 in der Verdickung 51 anschließt, der mit einer Leitung
145 in Verbindung steht. Die durch die öffnung 137 und die Nut 135 austretende Flüssigkeit fließt
dabei durch die Öffnungen 139 und 141 weiter und
gelangt durch den Kanal 143 in die Leitung 145. Das andere Ende der Leitung 145 steht am anderen
Ende des Zylinders 47 rechts vom Kolben 61 mit dem Innern des Zylinders in Verbindung. Die
Hülse TJ ist mit noch einer Längsnut 153 versehen, die sich von einem zwischen den Enden der Hülse
TJ befindlichen Punkt aus bis zum inneren Ende
der Hülse erstreckt, so daß das innere Ende der Nut 153 mit dem Zylinder 47 zwischen dem Kolben
61 und dem Schraubenzapfe-n 85 in Verbindung steht. Die Hülse ist am entgegengesetzten Ende
der Nut 153 mit einer öffnung 155 .ersehen, wodurch
die Nut 153 mit dem Hülseninnern verbunden
wird.
Der Schieberkörper 79 wird normalerweise durch die Federn 81 und 97 in der Neutrallage gehalten.
Nach erfolgter Schwenkung der Vorderräder soll der Rückgang der Lenkvorrichtung möglichst
schnell und genau erfolgen. Die Lenkvorrichtung darf also nicht die auf die Vorderräder normal einwirkenden
Bodenkräfte daran hindern, das Ausrichten der Vorderräder herbeizuführen. Nachdem
die erwünschte Drehung des Lenksystems stattgefunden hat und das Lenkrad nicht mehr betätigt
wird, wird der Schieberkörper 79, der unter der Einwirkung des Lenkstockhebels 31 verschoben
wurde, durch die Federn 81 und 97 in die Nullage zurückgebracht. Danach werden die Vorderräder
dazu neigen, unter der Einwirkung der vom Boden aus auf sie einwirkenden Kräfte ausgerichtet zu
werden, was ohne Behinderung durch die Lenkvorrichtung vor sich gehen kann.
Die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung ist demgemäß so ausgebildet, daß bei Nullage des Schieberkörpers
das Innere des Zylinders 47 zu beiden Seiten des Kolbens 61 durch die Leitung 43 mit
dem Behälter 39 in Verbindung steht. Obgleich die Flüssigkeit von der Pumpe durch die Leitung 41,
die Nut 123 und die öffnungen 137 und 155 auf
beiden Seiten des Kolbens 61 zufließen wird, fließt auch durch die Schlitze 131 und 129 und die Leitung
43 die Flüssigkeit zum Behälter 39 zurück, d. h. obgleich unter Druck stehende Flüssigkeit auf
beiden Seiten des Kolbens zufließt, sind die Nuten 113 und 115 offen und ermöglichen den Rückfluß
zum Behälter. Selbstverständlich sind die öffnungen 137 und 155 nur in kleinem Ausmaß geöffnet,
jedoch ist diese Flüssigkeitsströmung zu dem Zwecke wünschenswert, um die Belastung der
Pumpe und den von der Pumpe zu erzeugenden Druck herabzusetzen sowie um den Zylinder immer
mit Flüssigkeit gefüllt zu halten, so daß keine Vakuum- oder Lufträume während des Lenkvorganges
im Zylinder entstehen können. Der Druck auf beiden Enden des Zylinders ist bei Nullage des Schieberkörpers
verhältnismäßig niedrig und kann etwa 11,5 kg betragen. Das Maß der Öffnung der Schlitze
129 und 131 sowie des Schlitzes 123 wird von dem
Lenksystem des in Frage kommenden Kraftfahrzeuges sowie von dem für dieses erwünschte Maß
an Rückstellung abhängen. Dabei muß bei der Rückstellung der Vorderräder auch der Zylinder 47 zur
Nullage zurückkehren können, d. h. die Flüssigkeit muß von der einen oder der anderen Seite des
Zylinders abfließen können.
Das Maß der an den Schlitzen 129 und 131 sowie
am Druckschlitz 123 erzeugten Durchflußöffnungen kann ferner durch Änderung der Länge der Schlitze
längs des Umfanges geändert werden. Wenn diese Umfangslänge einen größeren Wert hat, kann dadurch
dieselbe Flüssigkeitsmenge durch eine öffnung von kleinerer Längsausdehnung fließen, d. h.
es genügt eine kleinere Verschiebung des Schieberkörpers relativ zur Hülse, und umgekehrt. Außerdem
wird. der zur Einhaltung der Nullage des Zylinders relativ zum Kolben erforderliche Zufluß
der Flüssigkeit auf beiden Seiten des Kolbens wegen des von der Kolbenstange 65 im äußeren
Ende des Zylinders eingenommenen Raumes verschieden sein, so daß in das äußere Ende des Zylinders
eine kleinere Flüssigkeitsmenge fließt.
Durch Verwendung von Schlitzen mit großer Umfangserstreckung und ziemlich kleiner axialer
Länge erhält man eine schnellere Steuerwirkung, da die erforderliche Verschiebung des Schieberkörpers
kleiner wirkt und eine schnellere Regelung der Flüssigkeitsströmung erfolgt.
In den meisten Fällen stehen die Schlitze 129 und J31 auch nach einer gewissen Verschiebung des
Schieberkörpers mit beiden Enden des Zylinders in Verbindung, da die Öffnungen in der Nullage nicht
beliebig klein gemacht werden können. Das Maß dieser öffnungen ist vom Lenkgetriebe, vom Wagen
selbst sowie von dem erwünschten Maß der Rückstellung abhängig. Durch die Erfindung kann jedoch
eine gute Rückstellung ohne Beeinträchtigung des guten automatischen Betriebs erhalten werden.,
wobei die Lenkvorrichtung weniger Reibungsflächen aufweist als die vorbekannten Einrichtungen
dieser Art, was noch zur guten Rückstellung beiträgt.
Wenn die Räder 15 im Sinne einer Rechtswendung nach rechts geschwenkt werden sollen,
führt die Betätigung des Lenkrades 25 eine Verschiebung des Lenkstockhebels 31 nach links herbei,
die eine Bewegung des Zylinders 47 sowie der Kugelzapfen 53 nach links zur Folge hat, so daß
die erwünschte Rechtswendung zustande kommt.
ao Die Bewegung des Lenkstockhebels 31 wird erst
dann eine Bewegung des Schiefoerkörpers 79 relativ zum Zylinder 47 erzeugen, wenn eine genügende
Kraft vom Fahrer ausgeübt wird, um die Einwirkung der Federn 81 und 97 zu überwinden.
as Diese Federn können so kalibriert werden, daß
sie eine beliebige vorbestimmte Druckwirkung zwischen Null und dem für eine manuell betätigte
Lenkvorrichtung erforderlichen Wert ausüben, je nach dem Wunsch des Wagenfafcrikanten im Hinblick
auf das erwünschte Maß an Bodengefühl. In einem Fall wurde eine Kraft von etwa 2 kg verwendet.
Wenn die Federn 81 und 97 keine nennenswerte Wirkung ausüben, wird der Schieberkörper
79 fast sofort mit der Bewegung des Lenkstockhebeis 31 nach rechts verschoben. Jedenfalls wird
nach Überwindung der von den Federn 81 und 97 ausgeübten Kräfte, bis eine Verschiebung des
Schieberkörpers erfolgt, die unter Druck stehende Flüssigkeit in der vorher beschriebenen Weise
durch den Schlitz 123, das Innere der Hülse, die Nut 113, die öffnung 155 und die Nut 153 in den
Zylinder zwischen den Kolben 61 und den Zapfen 85 hineinfließen, so daß eine Bewegung des Zylinders
nach links erfolgt. Die auf der anderen Seite des Kolbens im Zylinder vorhandene Flüssigkeit
fließt durch die Leitung 145, den Kanal 143
und die öffnung 141 im Verbindungsstück 49 und
die öffnung 139 im Zylinder 47, die Nut 135, die
öffnung 137, die Nut 115, den Schlitz 131 und die
Nut 127 durch die Leitung 43 zum Behälter 39 zurück. Bei Betätigung des Schieberkörpers in der
engegengesetzten Richtung fließt die Flüssigkeit von der Pumpe durch den Schlitz 123, die Nut 115,
die Öffnung 137, den Schlitz 135, die öffnungen
im Zylinder und im Anschluß stück und die Leitung 145 in das äußere Ende des Zylinders. In ähnlicher
Weise erfolgt die Strömung der Flüssigkeit vom inneren Ende des Zylinders aus durch die
Nut 153, die Öffnung 155, die Nut 113, den Schlitz
129 und die Nut 127 zurück zum Behälter.
Bei den üblichen Lenkvorrichtungen zur manuellen Betätigung sind normalerweise Schubstangen
zwischen dem Lenkstockhdbel und den Spurstangen 57 vorgesehen. Diese Schubstangen
werden durch die aus Zylinder und Schieber zusammengesetzte erfindungsgemäße Einheit ersetzt,
wodurch sich für den Fabrikanten eine Ersparnis an Teilen ergibt. Bei Versagen des automatischen
Betriebes der Lenkvorrichtung kann der Wagen jedoch in üblicher Weise mit Hand gelenkt werden,
da der Zylinder 47 durch den Lenkstockhebel 31 betätigt werden kann und mit den Spurstangen 57
verbunden ist, während die Kolbenstange 65 mit dem Fahrzeugrahmen verbunden ist.
Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 ist die Schiebereinheit 161 an dem einen
Ende des Zylinders 47' durch Vermittlung eines Anschlußstückes 163 befestigt, dessen eines Ende
in ein rohrförmiges Schiebergehäuse 165 eingeschraubt und dessen anderes Ende an den Zylinder
47' angeschweißt ist, wobei das Zylinderende mittels eines Zapfens 167 abgeschlossen ist.
Im Gehäuse 165 sind eine Hülse 169 sowie ein in ihr gleitbarer Schieber 171 mit zwei Schieberkörpern
173 und 175 angebracht. Ein Zapfen 179
ist in das innere Ende der Hülse 169 eingeschraubt, und eine Schraubenfeder 181 legt sich gegen den
Zapfen und gegen den entsprechenden Schieberkörper 175 an. In das entgegengesetzte Ende der
Hülse ist ein Zapfen 183 eingeschraubt, wobei eine Feder 185 gegen diesen Zapfen und den anderen
Schieberkörper 173 anliegt. Die Hülse 169 und das Gehäuse 165 sind mit einander gegenüberliegenden
öffnungen 187 versehen, durch die der Kugelkopf eines Bolzens 189 eingeführt werden kann. Die
Kugel ist in einander ergänzenden Fassungen 191 in den einander gegenüberliegenden Flächen der
Schieberkörper 173 und 175 untergebracht und wird in dieser Lage durch die Einwirkung der
Federn auf die Schieberkörper festgehalten. Eine Kappe 190 schließt das äußere Ende des Gehäuses
165 ab. Der Schieber 171 ist mit einer Anzahl
Kolben 192 versehen, zwischen denen Nuten 193 und 195 ausgebildet sind. Die Hülse 169 ist mit
einer Längsnut 197 versehen, die an ihren beiden 105. Enden mit längs des Umfanges verlaufenden
Schlitzen 199 und 201 in Verbindung steht. Der
Schlitz 201 steht mit einer zweiten Längsnut 203 der Hülse in Verbindung, die mit einer mittels
eines Anschlußstückes 205 am Gehäuse 161 befestigten
Druckleitung 43' in Verbindung steht. Die Außenwand der Hülse 169 ist mit noch einer
Längsnut 207 versehen, an deren beiden Enden längs des Umfanges verlaufende Schlitze 209 und
2ir vorgesehen sind. Der Schlitz 211 steht mit
einer zusätzlichen Längsnut 213 in der Wand der Hülse in Verbindung, wobei diese Nut mit einer
mit dem Pumpenbehälter verbundenen Rückflußleitung in Verbindung steht. Die Nut 207 ist an
dem inneren, d. h. in der Figur rechten Ende mit iao
einer Abflußöffnung 215 versehen, die in ihrer Wirkung mit der Abflußöffnung 133 der vorgehenden
Ausführungsform übereinstimmt. Die Hülse ist ferner mit öffnungen 219 und 221 versehen,
deren jede mit einem Anschlußstück 223, das am Ende einer Leitung 225 sitzt, in Verbin-
dung steht. Die entgegengesetzten Enden der Leitungen 225' stehen mit dem Innern des Zylinders
47' auf entgegengesetzten Seiten des in diesem angeordneten Kolbens in Verbindung, so daß mittels
des Schiebers eine Steuerung des Ülftusses zu beiden Seiten des Kolbens möglich wird. Eventuell
kan eine innere Verbindung der Öffnung 221 mit dem angrenzenden Ende des Zylinders 47' durch
einfache Ausbohrung hergestellt werden. Ein Schmiernippel 227 ist am Gehäuse 165 vorgesehen
und steht durch eine öffnung 229 der Hülse mit deren Innerm zwecks Schmierung des Kugelkopfes
des Bolzens 189 in Verbindung.
Der letzterwähnte Schieber stimmt in seiner Arbeitsweise mit dem vorher beschriebenen überein.
Bei einer Rechtsdrehung wird also der Lenkstockhebel 31' gedreht, wodurch'eine Bewegung der
Schieberkörper mit Bezug auf die Hülse und das Gehäuse unter Überwindung der Federkräfte zuao
stände kommt. Dabei werden die Schieberkörper so verschoben, daß Flüssigkeit von der Pumpe
aus durch die Nuten 203, 201, 197 und 199 in die
Nut 193 hineinfließt und von dort durch die öffnung 219 durch die Leitung 225 zu dem die
Kolbenstange einschließenden Ende des Zylinders fließt, während die im anderen Ende des Zylinders
vorhandene Flüssigkeit durch die Leitung 225, die öffnung 221, die Nut 195, den Schlitz 211 und die
Nut 213 in die Abflußleitung zurückfließt. Beim Linkswenden wird die Spindel in der entgegengesetzten
Richtung durch den Lenkstockhebel verschoben, so daß die Flüssigkeit in entgegengesetzter
Richtung strömt. Bei dieser Ausführungsform ist also der Schieber in zwei Teile aufgeteilt
und der Schieber als eine gesonderte Einheit am Zylinder befestigt. Die Betätigungshülse
des Ventils kann in verschiedener -Weise mit Nuten und Schlitzen versehen werden, um die erwünschte
Strömung 'derFlüssigkeit herbeizuführen.
Ein Lenksystem anderer Art ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt, wobei jedoch die automatisch
betriebene Vorrichtung vom 'beschriebenen Typ ist. In der Fig. 7 sind die Räder 15" in 'der schon angegebenen
Weise am Fahrzeugrahmen befestigt, so daß sie durch Lenkschenkel 23" um Lenkzapfen 21"
gedreht werden können. Eine Schubstange 235 ist am hinteren Ende mit dem beweglichen Organ 237
des Lenkgetriebes 239 verbunden. Das Getriebe ist in der üblichen Weise mit dem Lenkrad verbunden.
Das vordere Ende der Schubstange 235 ist mit dem einen Schenkel 241 eines Winkelhebels 243 verbunden.
Der Winkelhebel ist bei 245 schwenkbar auf einem Halter 247 gelagert, der seinerseits mit
einem zum Fahrzeugrahmen gehörigen Querbalken 248 verbunden ist. Hinter der schwenkbaren Lagerung
245 ist der Winkelhebel mit einem Kugelkopf 249 ausgebildet, der in einer unten näher zu
erläuternden Weise mit dem. Schieberkörper der Lenkvorrichtung in Verbindung steht. Die in den
Fig. ι oder 2 gezeigte Verbindungskonstruktion könnte selbstverständlich auch verwendet werden.
Bei Betätigung des Lenkgetriebes durch das Lenkrad bewegt sich die Stange 235 vor- oder rückwärts,
wodurch der Winkelhebel 243 um seine Lagerung 245 gedreht wird, was mit einer seitlichen Bewegung
des Kugelkopfes 249 mit Bezug auf das Fahrzeug in einem von der Drehrichtung des Lenkrades
abhängigen Sinne gleichbedeutend ist.
Die in den Fig. 6 und 7 gezeigte Lenkvorrichtung stimmt im großen und ganzen mit den schon
beschriebenen Ausführungsformen überein, wie
durch die mit doppelten Strichen versehenen Bezugszeichen zum Ausdruck gebracht wind. Die Anschlußstücke
49" und 51" sind am Zylinder 47" angebracht und sind ihrerseits mit den Spurstangen
27" zur Lenkung der Räder verbunden. Die Kolbenstange 65" ist durch einen Arm 73" mit dem
Rahmen 17" verbunden. Der Betätigungsschieber 76" ist in der Fig. 8 dargestellt und ist in einem
Ende des Zylinders 47" untergebracht. Er umfaßt den Schieberkörper 79", der mittels der Verbindungsglieder
250 in der schon angegebenen Weise mit dem Kugelkopf 249 in Verbindung steht. Der
Schieberkörper ist durch Federn 81" und 97" vorgespannt und bewirkt bei seiner Verschiebung ein
Strömen der Flüssigkeit im Zylinder auf beiden Seiten des Kolbens zwecks Betätigung des Zylinders
und der Spurstangen, alles in Übereinstimmung mit der vorhergehenden Darstellung.
Verschiedene Öffnungen, Schlitze und Nuten können an der Hülse yy" vorgesehen sein, um das
Innere derselben mit den zu der Pumpe und zum Behälter führenden Leitungen sowie auch mit den
beiden Enden des Zylinders in Verbindung zu setzen.
Bei gewissen Anwendungen der automatisch betätigten Lenkvorrichtungen hat es sich als wünschenswert
gezeigt, eine besondere Kolbenkonstruktion zu verwenden, um eine schnelle Rückstellung
der Räder zu bewirken. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 10 dargestellt, in der der Zylinder 47
mit einem Kolben 255 versehen ist, der in der oben beschriebenen Weise mit der Kalbenstange 65 verbunden
ist. Der Kolben 255 ist mit einer Mehrzahl von auf dem Umfange verteilten Kanälen 257 versehen
sowie mit einer zweiten Gruppe ähnlich verteilter Kanäle 259, die in radialer Richtung innerhalb
der Kanäle 257 liegen. Die Kanäle 257 sind am rechten Ende mit Erweiterungen 261 versehen,
die auf der rechten Stirnfläche des Kolbens, münden, während die Kanäle 259 mit ähnlichen Erweiterungen
263 am linken Ende ausgestattet sind. Die Kolbenstange 65 ist mit einem verjüngten Endteil
versehen, der sich durch die im Kolben vorgesehene zentrale Bohrung erstreckt und am Ende
mit einer darauf aufgeschraubten Mutter 267 versehen ist. EineScheibe27i ist zwischen der rechten
Stirnfläche des Kolbens und einem Ansatz 273 der Kolbenstange angeordnet, während eine ähnliche
Scheibe 275 zwischen der Mutter 267 und der andereri Stirnfläche des Kolbens liegt. In jeder der
Erweiterungen ist eine Schraubenfeder 279 vorgesehen, die gegen die entsprechende Scheibe 271
bzw. 273 anliegt und ihr eine Vorspannung nach außen mit Bezug auf den Kolben gibt. Wenn jedoch 1*5
Flüssigkeit unter ausreichendem Druck in ein Ende
des Zylinders fließt, wird die entsprechende Scheibe gegen den Kolben angedrückt und sperrt den
Durchfluß der Flüssigkeit durch den Kolben. Wenn nach Betätigung des Ventils ein hoher Druck weder
auf der einen noch auf der anderen Seite herrscht, werden jedoch die Scheiben durch die Feldern von
den Kolbenflächen abgehalten und ermöglichen der Flüssigkeit den freien Durchfluß von der einen zur
anderen Seite des Kolbens zum Ausgleich der auf
ίο den beiden Seiten herrschenden Drücke, so daß
eine schnelle Rückstellung des Lenksystems erfolgen kann. Bei Verwendung dieser Ausführung
können die Rückfluß Öffnungen am Betätigungsventil kleiner sein, da sie nur die infolge einer
Kolbenstangenverschiefbung in Bewegung gesetzte Flüssigkeitsmenge durchzulassen brauchen. Wenn
eine derartigeAusführung nicht gewählt wird, muß der Druckausgleich durch Zurückfließen der Flüssigkeit
durch die Leitungen und durch den Schieber
ao erfolgen.
Claims (4)
- Patentansprüche:i. Hilfskraftlenkvorrichtuiig für ein mit unabhängig aufgehängten Rädern versehenes Fahrzeug, dessen Spurstangen und Lenkhebel ein unabhängiges Anheben und Absenken der Räder ermöglichen, mit einem mittels Steuerventils durch Flüssigkeitsdruck betätigten doppelseitig beaufschlagten Hilfskraftzylinder, dessen Kolbenstange mit ihrem einen Ende flexibel arn Fahrzeugrahmen angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskraftvorrichtung (47, 61, 65) als ein sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckendes hydraulisches Verbindungsglied zwischen dem vom Fahrer'betätigten Lenkstockhebel (31) und den Lenkhebeln (57, 23) der Räder (15) ausgebildet und über Gelenkverbindungen (50, 53, 55), die siich bei den Auf- und Abbewegungen der Fahrzeugräder (15) verstellen können, an die Lenkhebel (57, 23) angeschlossen ist und daß eine Haltevorrichtung (87) vorgesehen ist, die das durch die Schwenkung der Lenkhebel (57, 23) an den Gelenkverbindungen (50, 53, 55) auf die Hilfskraftvorrichtung (47) einwirkende Drehmoment auffängt und eine Drehung der Hilfskraftvorrichtung (47) um ihre Längsachse verhindert.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (87), mit der die Drehung der HiAfskraftvorrichtung (47) verhindert wird, zur Betätigung des Steuerventils (76) der Hilfskraftvorrichtung (47) dient.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan der Ventilanordnung (76, J^, 79) ein Bolzen (87) ist, welc'her in einer Schlitzführung (89) am Ende der Zylinderanordnung (47) so gelagert ist, daß die Anlageflächen von Bolzen (87) und Schlitzführung (89) eine Rotation der Zylinderanordnung (47) verhindern.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Bolzen (87) durch diametral gegenüberliegende Schilitzöffnungen (89) erstreckt und Gleitschuhe (93) trägt, die mit in die Öffnungen eingepaßten Einsatzstücken (91) in Eingriff kommen können, und der Bolzen (87) einen axial frei beweglichen Anschlag (86) trägt, welcher selbstzentrierend an dem Schieberkörper (79) angreifen kann.In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 570107;
schweizerische Patentschrift Nr. 261027;
britische Patentschrift Nr. 470160;
USA.-Patentschriften Nr. 2427340, 2062296, 2557936, 2608263.Hierzu 2 Blatt ZeichnungenΘ 509 699/301 3.56 (609 625 9. 56)
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