DE968116C - Lenkvorrichtung fuer Kraftfahrzeuge mit hydraulischer Hilfskraftlenkung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung· für Kraftfahrzeuge mit hydraulischer Hilfskraftlenkung', bei der die Flüssigkeit von einer vom. Fahrzeugmotor angetriebenen, hydraulischen Pumpe geliefert wird.

Da die Drehzahl des Motors wahrend des Betriebs des Fahrzeugs stärkeren Änderunigen unterworfen ist, ändert sich entsprechend auch die Förderleistung der Pumpe· innerhalb eines, weiten Bereichs, und zwar zwischen Leerlauf und voller Drehzahl des Motors, beispielsweise im Verhältnis ι : Ίο. Die durch den wechselnden Betrieb der Pumpe bedingten, veränderlichen Förderleistungen ergeben, große Änderungen, der Gegendrücke im hydraulischen Kreislauf, was zu völlig unzulässigen Leistungsverlusten und zu Störungen, und Änderungen in der Funktion, der Lenkvorrichtung führt. Es hat sich gezeigt, daß eine betriebssichere Lenkvorrichtung¹ erfordert, der hydraulischen. Hilfskraftlenkeinrichtung ständig im wesentlichen, die gleiche Menge von Druckflüssigkeit zuzuführen,.

Bei hydraulischen Einrichtungen ist es. üblich-, für die Pumpe ein, Überdruckventil, beispielsweise eine Umgehungsleitung', die durch ein federbelaste-

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tes Rückschlagventil gesteuert wird, vorzusehen. Eine solche Konstruktion! spricht aber nur auf den Flüssigkeitsdruck aiii und regelt nicht die Strömungsgeschwindigkeit bzw. die Fördermenge der Flüssigkeit in- dem durchströmten Leitungskreis. Es ist bereits eine Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit hydraulischer Hilfskraftlenkung bekannt, bei der die Flüssigkeit von einer vom Fahr- -zeugmotor angetriebenen hydraulischen Pumpe ίο geliefert wird und in der zu der hydraulischen ~Hilfslenkvorrichtung führenden Leitung eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die durch diese Leitung hindurchgehende Flüssigkeitsmenge unabhängig von der Fördermenge der Pumpe auf 15. einem konstanten Wert hält. Die Konstanz der Fördermenge wird dabei dadurch erzielt, daß. bei einem Ansteigen der Pumpenfördermenge ein in der Leitung zwischen einem Steuerschieber und einer Steuerkante gebildeter Drosselquerschnitt ao verengt und gleichzeitig die Druckdifferenz über diesen Drosselquerschnitt erhöht wird. Bei der Verengung des Drosselquerschnitts wird gleichzeitig der Querschnitt einer Rückströmleitung vergrößert. Bei dieser bekannten Einrichtung ent-' spricht einem Steigen der Motordrehzahl und einer damit verbundenen Erhöhung der Förderleistung der Pumpe somit zwangläufig ein Steigen des Pumpengegendrucks. Zweck der Erfindung soll es aber gerade sein, jeden unnötigen- Gegendruck und damit Leistungsverlust zu vermeiden.

Gemäß der Erfindung ist deshalb' die in der von dem Fahrzeugmotor angetriebenen hydraulischen Pumpe bzw. der zu der hydraulischen Hilfslenkvorrichtung führenden Leitung vorgesehene Einrichtung, welche die durch die Leitung hindurchtretende Flüssigkeitsmenge unabhängig von der Fördermenge der Pumpe auf einem· konstanten Wert hält, so ausgebildet, daß sie¹ den übrigen Teil der Fördermenge praktisch ohne Erhöhung des Gegendrucks auf die Saugseite der Pumpe zurückführt.

Vorteilhafterweise ist in der Druckleitung der Pumpe bzw. der zu der Hilf senkvorrichtung führenden Zweigleitung eine D-rösselÖffnung konsitanten Querschnitts vargasiaban und eine Ventileinrichitung vorhanden, welche die Differenz der Drücke vor und hinter dem Drosselquerschni-tt konstant hält und die über die zur Aufrechterhaltung dieses Differenizdrucks erforderliche Flüssigkeitsmenge hinausgehende Flüssigkeitsmenge auf die Sanigseiteder Pumpe zurückführt.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform wird ein vor dieser Drosselöffnung liegender Rückströmquerschnitt von einem Kolben" gesteuert, der auf der einen Seite mit döm- Druck vor und auf der anderen. Seite mit dem Druck hinter der Drossel so beaufschlagt wird, daß er den Rück-"strömquerschnitt engegen einer an dem Kolben, wirkenden Kraft öffnet.

Bei der gemäß der Erfindung vorgeschlagenen neuen Lenkvorrichtung hängt die Menge der von der Pumpe durch die hydraulische Hilfskraftlenkung hindurchströmende!! Flüssigkeit .allein von der 'Größe dar den Steuerschieber überbrückenden Droeselöffnung und der Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten des Steuerschiebers ab. Da die Druckdifferenz, wenn die Federlast unbeachtet gelassen wird, im wesentlichen gleichbleibt, ändert sich die Strömungsgeschwindigkeit auch nicht, wenn sich der Druck in dem Kraftverstärker der Hilfskraftlenkung entsprechend der Belastung ändert.

Außer der stark veränderlichen Fördermenge hat eine vom Fahrzeugmortor direkt angetriebene Förderpumpe als Druckquelle für den, hydraulischen Teil der Lenkvorrichtung noch den. weiteren Nachteil, daß der Druck in: der Förderleitung des aus der Pumpe austretenden Flüssigkeitsstroms stark pulsiert, wobei die Pulsation von den. umlaufenden Teilen der Pumpe herrührt. Diese Pulsation verursacht aber unerwünschte und unangenehme Geräusche.

Um auch diesen Nachteil auszuschalten, ist gemäß' der Erfindung, in der Förderleitung eine weitere eingeschnürte Öffnung vorgesehen und vor dieser Drosiselöffnung ein elastisch nachgebender Raum eingeschaltet. Durch die Nachgiebigkeit des Raumes wird der von der Förderpumpe herrührende pulsierende Druck ausgeglichen, und es werden dadurch Schwingungen innerhalb des hydraulischen Teilsi der Lenkvorrichtung vermieden.

Die Erfindung wird, im folgenden an. Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher. erläutert.

Fig. ι zeigt die schematische Darstellung des hydraulischen, Teils einer Lenkvorrichtung:

Fig. 2 ist eine "schematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform.;

Fig. 3 ist ein. Längsschnitt durch, eine Eintich- ioo tung zur Ausschaltung von Pulsationen, und

Fig. 4 ist eine s'chematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Mit B ist die Lenkstockwelle des- Lenkgetriebes bezeichnet. Auf dieser Lenkstockwelle ist ein Hebel B³ befestigt, an dessen Ende eine Rolle Bⁱ gelagert ist. Die Rolle J5⁴ ist zwischen zwei Bauteilen H^ angeordnet, welche an der Innenseite von zwei Kolbenböden H und H¹ befestigt sind, die durch einen Schaftteil H² miteinander verbunden no sind. Der aus den, Bauteilen H, H¹ und H² gebildete Kolben bewegt sich in einem von. den beiden Teilen D und D¹ gebildeten; Zylinder und stellt den hydraulischen Kraftverstärker bzw. hydraulischen Motor für die Lenkvorrichtung dar. Der Zutritt der Flüssigkeit zu den beiden Druckräumen D³ und Dⁱ des Kraftverstärkers wird von einem, selbsttätig arbeitenden Ventil O und. der Rückfluß durch zwei Schieberventile K und K¹ gesteuert. Die Steuerkolben dieser beiden, Schieberventile werden iao durch den Flüssigkeitsdruck gegen einen Lagerkörper L gedrückt, der auf der mit dem Lenkrad des Fahrzeugs in Verbindung stehenden Steuerstangei⁷ gelagert ist. Bei dem vorliegenden Beispiel ist die Steuerstange F über Zahnräder G, G¹ mit der Schneckenwelle des Lenkstockg'etriebes

verbunden. Durch den Widerstand, den die Lenkräder der Verstellung¹ entgegensetzen, hat der Lagerkörper L das Bestreben), die Steuerkolben der Ventile K und K¹ zu verschieben, wobei dann der Durchfluß durch die beiden Druckräume des Kraftverstärkers geändert wird. Eine genauere Erläuterung des bisher beschriebenen Teils der Anlage ist nicht erforderlich, da dieser Teil nicht zur Erfindung gehört.

ίο Als Druckquelle für den hydraulischen Kreislauf dient eine Pumpe/², welche direkt mit dem Fahrzeugmotor gekuppelt ist. Sie saugt dieFlüssigkeit aus dem Behälter I¹ an und fördert sie in die Leitung I^s, die zu. dem selbsttätig arbeitenden Ventil 0 führt. Die aus dem hydraulischen Teil der Lenkvorrichtung zurückkommende Flüssigkeit strömt, durch die Leitung I¹ wieder in, den Behälter 7¹ zurück. Die Saug- und Druckseiten der Pumpe /² sind in' üblicher Weise mit einer Umgehungsleitung M versehen, in der sich ein auf einen Grenzdruck eingestelltes Überdruckventil M¹ befindet.

Das Bezugszeichen N bezeichnet ein, Schieberventil, das einen Flüssigkeitseintrittskanal N¹ aufweist, der gegen das- eine Ende des Steuerkalbens N⁸ gerichtet ist; ferner besitzt das Schieberventil N einen- Flüssigkeitsaustritt N² in der Wandung des Zylinders iV⁹, in dem sich der Kolben ΛΓ⁸ bewegt, wobei dieser Austritt mit einer Leitung bzw. einem Kanal N³ zur Rückführung von Flüssigkeit auf die Saugseite der Pumpe verbunden ist. Auf den Kolben N⁸ drückt eine Feder iV⁴, die bestrebt ist, den Kolben so zu bewegen, daß er den Austritt 2V² verschließt; ferner ist der Kolben N⁸ mit einer Drcsselöffnung/V⁵ versehen, durch die die Flüssigkeit von der Eintrittsöffnung N¹ zu einer Austrittsöffnung N⁶ gelangen kann, die mit der hydraulischen Krafteinrichtung verbunden ist. Eine Erhöhung der Drehzahl der Pumpe/² ruft einen Druck in der Austrittsleitung /³ der Pumpe hervor; dieser auf den Kolben N^s wirkende Druck verschiebt den letzteren, und öffnet dadurch die mit der Umgehungsleitung· N³ in Verbindung stehende öffnung. Dabei erfolgt die öffnung so weit, bis ein Gleichgewicht zwischen dem Druck vor dem Kalben und dem Druck hinter dem Kolben — vermehrt um den Druck der Feder AT⁴ — vorhanden ist. Die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch die Drosselöffnung A^r5 in, dem Kolben N⁸ in Richtung zu der Austrittsöffnung N^e wird jedoch behindert. Sie hängt allein von der Druckdifferenz der vor und hinter dem Kolben, vorhandenen Drücke ab, die, wie vorher gesagt, im wesentlichen konstant ist, wenn man die Änderung der Spannung der Feder A^r* außer Betracht läßt. Die Drosselöffnung Λ^Γ5 regelt dementsprechend, die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit durch die hydraulische Krafteinrichtung strömt, und. hält sie praktisch im wesentlichen gleich. Bei dem in Fig. 2 dargestellten hydraulischen Kreislauf ist die Ventileinrichtung zur Regelung des Durchflusses durch die Druckräume D³ und Z?⁴ des Kraftverstärker» in, anderer Weise ausgeführt, was aber für die Erfindung ohne Bedeutung ist. Der Unterschied gegenüber dem Kreislauf nach Fig. ι besteht darin, daß hinter dem Ventil N noch eine Einrichtung zur Ausgleichung der Pulsationen in der Förderleitung/³ der Pumpe vorgesehen, ist. Diese Einrichtung ist im einzelnen, in Fig. 3' dargestellt. Sie wird im wesentlichen von zwei teleskopartig ineinander gleitenden Bauteilen P und P¹ gebildet. Das innere Bauteil P¹ weist eine Bohrung/³² auf, die im Durchmesser kleiner ist als die von der Pumpe zu dem hydraulischen Teil der Lenkvorrichtung führende Leitung I³.

Zwischen dem inneren Bauteil P¹ und der Innenwand des Bauteils P ist ein DichtringP^s angeordnet. Auf die Bauteile/³ und P¹ sind mit Hilfe ihrer Federwindungen, die beiden Enden einer Schraubenfeder P⁴ aufgeschraubt, so daß sich die Feder zwischen diesen Bauteilen erstreckt und einer axialen Bewegung des einen Bauteils von dem anderen Bauteil weg einen nachgiebigen Widerstand entgegensetzt. An die gegenüberliegenden Enden der Bauteile P und P¹ sind Leitungen, von· einem Durchmesser angeschlossen, der größer ist als der Durchmesser des eingeschnürten Kanals P², und diese Leitungen sind in die Leitung/³ eingeschaltet. Bei dieser Konstruktion verursacht jede Pulsation der von der Pumpe herkommenden Flüssigkeit eine gegenseitige Bewegung der Bauteile P und P¹, wobei sich der Raum vor der Einschnürung P² infolge des Nachgebens der Feder P* erweitert; danach wird, der genannte Raum durch die sich zusammenziehende Feder wieder verkleinert. Hierdurch werden die Pulsationen derart ausgeglichen, daß die Flüssigkeit, welche durch den eingeschnürten Kanal P² hindurch zu dem hydraulischen Kraftverstärker bzw. Motor und den Ventileinrichtungen der hydraulischen: Krafteinrichtung strömt, im wesentlichen frei von' irgendwelchen Pulsationen ist.

Eine abgewandelte Konstruktion zur Beherrschung der Pulsationen besteht in der Verwendung einer nachgiebigen, ausdehnungsfähigen Schlauchverbindung zwischen der Pumpe und dem eingeschnürten Abschnitt der Leitung.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten hydraulischen Kreislauf sind zwei direkt vom Fahrzeugmotor angetriebene Pumpen I" und /* vorgesehen, wobei jede dieser Pumpen die eine Seite des Kraftverstärkers mit Druckflüssigkeit versorgt. In diesem Fall ist in, der Druckförderleitung jeder Pumpe eine die Strömungsgeschwindigkeit in der Förderleitung im wesentlichen konstant haltende Einrieb,-tungiV vorgesehen. Außer dieser Einrichtung N kann natürlich auch bei diesem Kreislauf eine Einrichtung zur Ausschaltung der Pulsation, ζ. Β. eine in Fig. 3 gezeigte Einrichtung P-P⁴, vorgesehen sein. lao.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge - mit hydraulischer Hilfskraftlenkung, bei der die Flüssigkeit von einer vom Fahrzeugmotor angetriebenen hydraulischen Pumpe geliefert wir-d

   und in. der zu der hydraulischen Hilfskraftlenkvorrichtung führenden Leitung eine die durch die Leitung hindurchtretende Flüssigkeitsmenge unabhängig von dar Fördermenge, der Pumpe auf einem konstanten Wert haltende Einrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung- (N) so ausgebildet ist, daß sie den übrigen Teil der Fördermenge praktisch ohne Erhöhung des Gegendrucks auf die Saugseite der Pumpe (I²) zurückführt.
2. 2. Lenkvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckleitung (/³) der Pumpe (I²) bzw. der ziu der HMfslenkvorrichtung führenden Zweigleitung eine Drosselöffnung (iV⁵) konstanten Querschnitts vorgesehen und eine Ventileinrichtung (N⁸) vorhanden ist, welche die Differenz der Drücke vor und hinter dem Drosselquerschnitt konstant hält und die über die zur Aufrechterhaltung dieses Differenzdrucks erforderliche Flüssigkeitsmenge hinausgehende Flüssigkeitsmenge auf die Saugseite der Pumpe zurückführt.
3. 3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein vor dieser Drosselöffnung liegender Rückströmquerschnitt (zwischen N⁷ und N²) von einem Kolben (JV⁸) gesteuert wird, der auf der ©inen Seite (N⁷) mit dem Druck vor und auf der anderen Seite (iV⁶) mit dem Druck hinter der Drossel so beaufschlagt wird, daß er den Rückströmquerschnitt entgegen einer an dem Kolben wirkenden Kraft (Feder iV⁴) öffnet.
4. 4. Lenkvorrichtung nach Anspruch-1 bis 3, gekennzeichnet durch einen elastisch nachgebenden Raum zwischen der Pumpe und einer Drosselstelle für die Flüssigkeitsströmung zu der hydraulischen Hilfslenkvorrichtung.
5. 5. Lesevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elastisch nachgebende Raum in der Leitung angeordnet und vollständig mit Flüssigkeit gefüllt und die elastische Nachgiebigkeit . durch eine Feder sichergestellt ist.
6. 6. Lenkvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zwei teleskopartig ineinander gleitende, durch eine Feder (P⁴) verbundene, hohlzylindrische Teile (P, P¹), von denen der stromabliegende Teil (P¹) eine verengte öffnung (P²) aufweist (Fig. 3).
7. 7. Lenkvorrichtung nach Anspruch; 4, dadurch gekennzeichnet, daß als elastisch nachgebender Raum, eine unter den Druckschwankungen der Flüssigkeit elastisch nachgebende Schlauchleitung dient.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 264738, 526587, 955;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 403 325.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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