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Die
Erfindung betrifft das Gebiet der Fahrzeuge und insbesondere das
Gebiet der Fahrzeuglenkvorrichtungen.
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Es
ist ein Hydraulikkreis eines Fluidverstärkers bekannt,
der für den Betrieb einer Hydrauliklenkung vorgesehen ist,
die zwei gleiche Dreipunkt-Verstärkungsschubkolben für
den kontinuierlichen Betrieb enthält, die mit Steuerleitungen
längs eines Stirnflächensegments verbunden sind
und an vier Drosseln angepasst sind, die längs der Bewegung der
Schubkolben einstellbar sind, wobei in den Ruhepositionen die Einlass-
und Auslassöffnungen der Drosseln verschlossen sind, in
der ersten Arbeitsposition eine Einlassöffnung der ersten
von ihnen mit einer der Steuerleitungen verbunden ist und eine Auslassöffnung
mit einer der Leitungen des Zylinders und mit dem anderen Stirnflächensegment
des Schubkolbens durch die positive Vordrossel verbunden ist, eine
Einlassöffnung der zweiten Drossel mit der Auslassöffnung
der dritten Drossel und den anderen Schubkolben verbunden ist, die
Auslassöffnung der zweiten Drossel außerdem mit
einer der Leitungen des Zylinders verbunden ist, eine Einlassöffnung der
dritten Drossel mit der Druckleitung verbunden ist und eine Auslass-
und eine Einlassöffnung der vierten Drossel in der ersten
Arbeitsposition verschlossen sind, und in der zweiten Arbeitsposition
die Einlassöffnung der ersten Drossel mit einer der Leitungen
des Zylinders verbunden ist und die Auslassöffnung mit
einer der Steuerleitungen und dem Stirnflächensegment eines
Schubkolbens verbunden ist, die Einlassöffnung der zweiten
Drossel mit der Leitung des gleichen Zylinders verbunden ist und
die Auslassöffnung mit dem Stirnflächensegment
des anderen Schubkolbens und mit der Einlassöffnung der
vierten Drossel verbunden ist, deren Auslassöffnung mit
einer Ablaufleitung verbunden ist, wobei die Einlassöffnung
und die Auslassöffnung der dritten Drossel verschlossen
sind [1].
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Es
sind verschiedene Konstruktionen des Fluidverstärkers möglich.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Konstruktionsmerkmale
des angeflanschten Fluidverstärkers zu schaffen, damit
er für die Installation der Hydrauliklenkung, die eine
durch den Fluidverstärker zu steuernde Vorrich tung ist,
an seiner Passfläche auf Seiten der Hydraulikzuführung
vorgesehen ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
einen Fluidverstärker nach Anspruch 1.
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Das
Problem wird dadurch gelöst, dass der Fluidverstärker
in der Form eines Monoblocks ausgeführt ist, dessen eine
Seite ein Gegenstück der Passfläche der Hydraulikzuführungen
der Hydrauliklenkung ist und dessen andere Seite für die
Verbindung mit den äußeren Hydraulikleitungen
der Lenkvorrichtung mit Löchern versehen ist, wobei der
Monoblock zwei Durchgangslöcher enthält, die zur
Fläche des Gegenstücks senkrecht sind, um den
Monoblock mittels Schrauben an der Passfläche der Hydrauliklenkung
zu befestigen, zwei gleiche Schubkolben im Gehäuse des
Monoblocks parallel angeordnet sind, die Kanäle in den
Schubkolben und die Verteilungskanten dieser Kanäle im
Gehäuse des Monoblocks vier Drosseln bilden, die längs
der Bewegung der Schubkolben einstellbar sind, von denen jede in
der Form eines oder mehrerer radialer Löcher ausgeführt
ist, die sich in ein und derselben Ebene senkrecht zur axialen Achse
des Schubkolbens befinden, die erste und die zweite Drossel in der
Form paarweise angeordneter Löcher, die in zwei Ebenen
angeordnet sind, ausgeführt sind, zwischen denen der Kanal
des Zylinders mit den zwei Verteilungskanten angeordnet ist und
ferner die dritte Drossel, die mit der Verteilungskante des Zufuhrkanals
in Wechselwirkung tritt, und die vierte Drossel, die mit der Verteilungskante
des Ablaufkanals in Wechselwirkung tritt, angeordnet sind.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der
folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die
auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:
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1 den
Schaltplan der Fahrzeuglenkvorrichtung, die den Fluidverstärker,
die Hydrauliklenkung und den Hydraulik-Nebenzylinder umfasst, die in
dem Schaltplan gezeigt sind, um den Betrieb des Fluidverstärkers
zu erläutern; und
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2 und 3 die
Konstruktion des Fluidverstärkers.
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Die
Bezugszeichen 1, 2 und 3 bezeichnen allgemeine
Elemente des Kreises und der Konstruktionsentscheidungen.
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Die
Fahrzeuglenkvorrichtung enthält eine Hydrauliklenkung 1,
den Hydraulik-Nebenzylinder 2 und den Fluidverstärker 3,
der an die Passfläche der Hydraulikzuführungen
der Hydrauliklenkung mittels zweier Schrauben 27 angeflanscht
ist und mit den äußeren Hydraulikleitungen verbunden
ist: der Druckleitung 4, der Ablaufleitung 5 und
den Leitungen 6 und 7 des Zylinders.
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Der
Fluidverstärker umfasst ein Gehäuse 10 mit
zwei gleichen Schubkolben 11 und 12, die in ihm parallel
angeordnet sind und die auf jeder Seite der Schrauben für
die Befestigung des Verstärkers am Hydrauliklenkflansch
angeordnet sind.
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Die
Kanäle in den Schubkolben und die Verteilungskanten 28, 29, 30, 31 (2)
dieser Kanäle im Gehäuse 10 bilden vier
Drosseln 18, 19, 20 und 21 (1),
die längs der Bewegung der Schubkolben einstellbar sind.
Außerdem ist die erste Drossel 18 in der Form
eines Paars von Löchern 32 und 33 ausgeführt,
die durch die Verteilungskanten 28 und 29 des Kanals 34 des
Zylinders verschlossen sind, ist die zweite Drossel in der Form
mehrerer Paare von Löchern 35 und 36 ausgeführt,
die sich in ein und derselben Ebene mit den Löchern der
ersten Drossel befinden und ebenfalls durch die Verteilungskanten 28 und 29 des
Kanals 34 des Zylinders verschlossen sind. Die dritte Drossel 20 ist
in der Form mehrerer radialer Löcher 37 ausgeführt,
die sich in ein und derselben Ebene befinden und durch die Verteilungskante 30 des
Druckkanals 39 verschlossen sind, während die
vierte Drossel in der Form mehrerer radialer Löcher 40 ausgeführt
ist, die sich in ein und derselben Ebene befinden und durch die
Verteilungskante 31 des Ablaufkanals 41 verschlossen
sind. Außerdem ist das Einlassloch 42 der ersten
Drossel 18 mit dem (in der Zeichnung) rechten Stirnflächensegment
des Schubkolbens verbunden, das mit der Zuführung 44 des
Zylinders der Hydrauliklenkung mittels der Leitung 43 verbunden
ist, während die Einlasslöcher 45 aller
anderen Drosseln miteinander und mit dem (in der Zeichnung) linken
Stirnflächensegment des Schubkolbens verbunden sind.
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Im
Körper des Schubkolbens ist außerdem eine kleine
Drossel 14 mit gleichmäßigem Querschnitt
ausgeführt, die den Kanal 34 des Zylinders mit dem
linken Stirnflächensegment des Schubkolbens verbindet.
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In
der Ruheposition sind die Schubkolben durch die Rückstellfedern 26 und
die Lagerscheibe 46 fixiert. In der Druckleitung 39 ist
ein Stautor (baffle gate) 13 eingebaut.
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Die
Lenkvorrichtung arbeitet wie folgt:
In der neutralen Position
der Hydrauliklenkung befinden sich die Schubkolben 11 und 12 unter
der Wirkung der Rückstellfedern 26 in einer Ruheposition 15 (1, 2).
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Bei
der Einschlagbewegung der Hydrauliklenkschaltung 1 ist
eine der Betriebsleitungen, z. B. 8, durch die Hydrauliklenkung
mit der Druckleitung 4 verbunden, während eine
weitere Steuerleitung 9 durch die Hydrauliklenkung mit
der Ablaufleitung 5 verbunden ist.
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Außerdem
bewegt sich unter der Wirkung des Drucks auf das Stirnflächensegment 22 des Schubkolbens 11 der
letztere in die Position 16 (1) rechts
unten in der Zeichnung, wobei er das Arbeitsfluid mit dem Stirnflächensegment 24 durch die
Drossel 14 in die aktive Kammer des Nebenzylinders drückt.
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Gleichzeitig
gelangt die Strömung von der Hydrauliklenkung durch die
Steuerleitung 8 und die erste Drossel 18 und außerdem
von der Druckleitung 4 durch das Stautor 13 und
folglich durch die dritte Drossel 20 und die zweite Drossel 19 in
dieselbe Kammer. Da die Einlassöffnung der ersten Drossel 18 mit
dem Stirnflächensegment 22 des Schubkolbens 11 verbunden
ist und die Einlassöffnung der zweiten Drossel 19 mit
dem gegenüberliegenden Stirnflächensegment 24 des
Schubkolbens verbunden ist, regelt sich der Schubkolben automatisch
in einer Position ein, in der der Druck an der Einlassöffnung
der zweiten Drossel aufgrund der automatischen Steuerung der lichten
Weite der dritten Drossel 20 gleich dem Druck an der Einlassöffnung
der ersten Drossel wird.
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Bei
einer Zunahme der Häufigkeit von Einschlagbewegungen der
Hydrauliklenkschaltung werden sowohl die Strömung in der
Leitung 8 als auch der Druck auf das Stirnflächensegment 22 des Schubkolbens
vergrößert, wobei sich der Schubkolben zur Seite
der Zunahme der lichten Weiten aller Drosseln bis zum Zeitpunkt
der Gleichgewichtsposition des Schubkolbens bewegt.
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Deshalb
werden die Differenzdrücke an der ersten und der zweiten
Drossel gleich gehalten.
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Außerdem
werden die Strömungen durch die erste Drossel 18 und
die zweite Drossel 19 summiert, wobei der Verstärkungskoeffizient
des Fluidverstärkers durch den folgenden Ausdruck bestimmt
ist: K = (F1 + F2)/F1,wobei
F1 die Durchflussfläche der ersten
Drossel 18 ist; und
F2 die
Durchflussfläche der zweiten Drossel 19 ist;
wobei
eine volumetrische Kapazität der Lenkvorrichtung, die durch
das Volumen des Arbeitsfluids gekennzeichnet ist, das in einer einzigen
Umdrehung der Hydrauliklenkschaltung in den Nebenhydraulikzylinder
gedrückt wird, durch den folgenden Ausdruck bestimmt ist: qs.d. = k·qh.s.,wobei qs.d. die
volumetrische Kapazität der Hydrauliklenkung ist; und
qs.d. die volumetrische Kapazität
der Lenkvorrichtung ist.
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Außerdem
bewegt sich der Kolben des Nebenhydraulikzylinders, wobei er das
Arbeitsfluid aus der Reaktionskammer in die Leitung 7 des
Zylinders drückt, was eine Druckzunahme am Stirnflächensegment 25 des
Schubkolbens 12 und seine Bewegung in die Position 17 (1)
links unten in der Zeichnung verursacht, weil das Stirnflächensegment 23 des
Schubkolbens durch die Hydrauliklenkung 1 mit der Ablaufleitung 5 verbunden
ist. Da in der Position 17 die Einlassöffnungen
der ersten Drossel 18 und der zweiten Drossel 19 mit
der Leitung 7 des Zylinders verbunden sind und die Auslassöffnung
der ersten Drossel mit der Steuerleitung 9 der Hydrauliklenkung 1 und
dem Stirnflächensegment 25 des Schubkolbens 12 verbunden
ist und die Auslassöffnung der zweiten Drossel 19 mit
dem gegenüberliegenden Stirnflächensegment 25 des
Schubkolbens verbunden ist, regelt sich der Schubkolben 12 automatisch in
eine Position ein, in der der Druck an der Auslassöffnung
der zweiten Drossel 18 aufgrund der automatischen Steuerung
der lichten Weite der vierten Drossel 21 gleich dem Druck
an der Auslassöffnung der ersten Drossel 19 wird.
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Mit
einer Zunahme der Häufigkeit der Einschlagbewegungen der
Hydrauliklenkschaltung wird die Strömung in der Leitung 9,
die die Hydrauliklenkung 1 verlässt, in die Ablaufleitung 5 vergrößert, während
der Druck am Stirnflächensegment 23 des Schubkolbens
abnimmt, wobei sich der Schubkolben zur Seite der Zunahme der lichten
Weiten aller drei Drosseln (18, 19 und 20)
bewegt, wobei die Strömung von der Leitung 7 des
Zylinders in die Ablaufleitung 5 durch die Drossel 21 bis
zum Zeitpunkt der Gleichgewichtsposition des Schubkolbens umgeleitet
wird. Deshalb werden die Differenzdrücke an der ersten
und der zweiten Drossel gleich gehalten. Außerdem werden
die Strömungen durch die erste Drossel 18 und
die zweite Drossel 19 getrennt, wobei der Teilungsfaktor
des Fluidverstärkers durch den folgenden Ausdruck bestimmt
ist: Kd = K = (F1 + F2)/F1,wobei Kd ein
Teilungsfaktor des Fluidverstärkers ist.
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Bei
der Einschlagbewegung der Hydrauliklenkschaltung 1 in die
entgegengesetzte Richtung und der Zufuhr des Fluids von der Hydrauliklenkung 1 durch
die Steuerleitung 9 tritt der Bewegungsprozess des Kolbens
des Nebenhydraulikzylinders in entgegengesetzter Richtung auf.
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Ein
Stautor 13 dient dazu, unter der Wirkung der externen Belastung
eine unabsichtliche Bewegung des Kolbens des Nebenhydraulikzylinders
auszuschließen.
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Da
bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs der Hochdruck in den Kammern
des Nebenhydraulikzylinders auftritt, verwirklicht der neue Fluidverstärker automatisch
die gesteuerte Strömungsteilung bei der Umkehrung der Lenkvorrichtung,
um einen plötzlichen Druckabfall in der Ablaufleitung zu
vermeiden. Dies stellt eine gleichmäßige Kurvenfahrt
des Fahrzeugs sicher.
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Da
die Konstruktionen beider Verstärkungsschubkolben gleich
ist, ist die Übertragbarkeit der Konstruktion des Fluidverstärkers
sichergestellt.
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Deshalb
stellt der Fluidverstärker die Glattheit des Betriebs der
Lenkvorrichtung bei Umkehrung und die Übertragbarkeit sicher.
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Die
technisch-ökonomischen Vorteile der Verwendung des Fluidverstärkers
in Fahrzeugen bestehen in der Zunahme der Arbeitskapazität
aufgrund der Verbesserung der Steuerbarkeit und außerdem aufgrund
der Kostenverringerung des Fluidverstärkers.
Informationsquelle:
1.
RU 2211165 .
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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