DE968116C - Lenkvorrichtung fuer Kraftfahrzeuge mit hydraulischer Hilfskraftlenkung - Google Patents
Lenkvorrichtung fuer Kraftfahrzeuge mit hydraulischer HilfskraftlenkungInfo
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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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 Is, 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 Ns 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 Ar5 in, dem Kolben N8 in
Richtung zu der Austrittsöffnung Ne 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 Ar* außer Betracht läßt. Die
Drosselöffnung ΛΓ5 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 DichtringPs 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)
- Patentansprüche:i. Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge - mit hydraulischer Hilfskraftlenkung, bei der die Flüssigkeit von einer vom Fahrzeugmotor angetriebenen hydraulischen Pumpe geliefert wir-dund 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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© 509 656/325 1.56 (709 851/42 1.58)
Applications Claiming Priority (1)
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