DE1160317B - OElkreislauf fuer Kraftfahrzeuge zur hydraulischen Verstaerkung der Lenkkraft und zum hydraulischen Betaetigen der Schaltorgane im Wechselgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ölkreislauf für Kraftfahrzeuge zur hydraulischen Verstärkung der Lenkkraft und zum hydraulischen Betätigen der Schaltorgane im Wechselgetriebe, bei welcher sowohl für die Lenkung als auch die Getriebeschaltung Drosselsteuerungen dienen. Die Erfindung hat insbesondere Bedeutung für Kraftfahrzeuge mit selbsttätig schaltenden Wechselgetrieben.

Bei schweren Lastkraftwagen und komfortabler ausgestatteten Personenwagen der höheren Hubraumklasse werden zunehmend hydraulische Lenkkraftverstärker sowie hydraulische Schalthilfen bzw. Getriebeautomaten mit hydraulischer Betätigung verwendet. Dabei ist für jeden der hydraulischen Kreisläufe, d. h. also für Lenkung und Getriebe ein von einer eigenen Pumpe gespeister Ölkreislauf vorgesehen, und der zur Betätigung des Kraftverstärkers bzw. des Getriebes erforderliche Druckaufbau erfolgt jeweils durch Drosselung des ölkreislaufes vom zugehörigen Steuerschieber her. Zu diesem Zweck ist der in seiner Stellung von der Lenkradstellung bzw. Schaltung abhängige Steuerschieber so ausgebildet, daß er bei der geringsten Verschiebung aus seiner Mittellage heraus eine Drosselung des Ölkreislaufes bewirkt. Nachteilig ist bei einem solchen Grundaufbau jedoch der hohe Aufwand für zwei vollständige, voneinander unabhängige ölkreisläufe.

Im Sinne einer Vereinfachung der hydraulischen Einrichtungen in Kraftfahrzeugen ist es zwar schon bekannt, die einzelnen hydraulischen Steueraggregate eines Kraftfahrzeuges mit dem erforderlichen Drucköl von einem von einer gemeinsamen Hochdruckpumpe gespeisten Hochdruckspeicher her zu versorgen. Ein Nachteil solcher hydraulischen Einrichtungen besteht jedoch darin, daß die an den Hochdruckspeicher angeschlossenen Steueraggregate erst nach einer mehr oder minder großen Verzögerung ansprechen. Da es jedoch bei den Lenkkraftverstärkern und den Getrieben im besonderen auf ein optimales dynamisches Verhalten ankommt, ist diese Versorgung durch einen gemeinsamen Hochdruckspeicher hier ungeeignet. Außerdem erfordert der ständige Hochdruck im Speicher und in den zugehörigen Leitungen bzw. Organen einen unerwünschten Abdichtungsaufwand. Es ist ferner bereits bekannt, den Lenkkraftverstärker eines Kraftfahrzeuges mit einer anderen Hilfskraftsteuerung in einem gemeinsamen Ölkreislauf einer einzigen Hochdruckpumpe hintereinanderzuschalten. Wegen des beträchtlichen Druckölbedarfs und der für die Verkehrssicherheit des Kraftfahrzeuges erforderlichen Zuverlässigkeit der Lenkkraftverstärkung hält man es dabei jedoch für wesentlich, daß weitere Ölkreislauf für Kraftfahrzeuge
zur hydraulischen Verstärkung der Lenkkraft

und zum hydraulischen Betätigen
der Schaltorgane im Wechselgetriebe

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Dr.-Ing. Hans-Joachim Förster, Stuttgart-Riedenberg, ist als Erfinder genannt worden

Hilfskraftsteuerungen des gemeinsamen Kreislaufes nur eine demgegenüber untergeordnete Bedeutung haben dürfen. Im einen Fall handelt es sich bei der zusätzlichen Hilfskraftsteuerung um die hydraulische Steuerung einer Neigungsfederung und in einem anderen Fall um den Ventilatorantrieb, wobei vorsorglich berücksichtigt ist, daß der Ventilatorantrieb im Fall einer größeren Anforderung an die Lenkkraftverstärkung entsprechend nachlassen kann, was bei den nur vorübergehenden größeren Lenkausschlägen und bei der umlaufenden Schwungmasse des Ventilators ohne weiteres zugelassen werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Mangel zu vermeiden und eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung des für die Lenkkraftverstärkung und die Getriebeschaltung erforderlichen Hydrauliksystems zu erzielen.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer im Kreislauf einer Hochdruckpumpe an sich bekannten Hintereinanderschaltung zweier Drosselsteuerungen, von denen die eine zur Lenkkraftverstärkung dienet, in dem einzigen Kreislauf die Drosselsteuerung für die Getriebeschaltung in Strömungsrichtung des Ölkreislaufes auf die Drosselsteuerung des Lenkkraftverstärkers folgt.

Bei einer solchen Hintereinanderschaltung hat sich überraschend gezeigt, daß auch bei ihr eine für alle praktischen Situationen ausreichende Betriebssicher-

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herstellt, welch letztere in den Lenkkraftverstärker 3 an der Stelle eines nicht näher dargestellten Steuerschiebers einmündet. Vom Steuerschieber für den ein großes Druckgefälle verarbeitenden Lenkkraftverstärker 3 geht die das Rücklauföl führende Niederdruckleitung 11 c aus, die ihrerseits zu dem im einzelnen nicht dargestellten Steuerschieber für die in der Schaltplatte 1 angeordneten Schaltorgane führt. Von letzterem geht weiterhin die Rücklaufleitung

diesen mündet schließlich auch eine vom nachstehend noch näher beschriebenen Umgehungsventil

12 abzweigende Zweigleitung 11 e.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß in der im Umgehungsventil 12 vorgesehenen Durchgangsbohrung

13 eine Blende 15 angeordnet ist £hd£ die Durchgangsbohrung 13 beiderseits der Blende 15 über Verbindungskanäle 16 und 17 mit den gegenüberliegen-

heit jeder der beiden für die Verkehrssicherheit des Fahrzeuges wichtigen Steuerungen gewährleistet ist, wobei die einzige noch benötigte Hochdruckpumpe sogar nur wenig größer als jede einzelne der bisher benötigten Pumpen ausgelegt zu sein braucht. Dies liegt vor allem daran, daß die größte Fördermenge der Pumpe bei den z. B. automatisch arbeitenden Getriebeschaltvorrichtungen zum Druckaufbau vor dem entsprechenden Steuerschieber und Betätigen

der Schaltkolben nur beim Gangwechsel und beim io Hd aus, die in den mit der Saugseite der Hoch-Lenkkraftverstärker nur bei extremen Lenkausschlä- druckpumpe verbundenen Ölbehälter 14 führt. In gen benötigt wird, wie sie lediglich beim Parken diesen mündet schließlich u. dgl. vorkommen. Infolgedessen braucht mit einem
Zusammentreffen der Höchstanforderungen beider
Systeme, d. h. der Schaltung und der Lenkung, an die 15
Pumpe praktisch nicht gerechnet zu werden. Mit der
Erfindung wird sowohl der ständige Hochdruck mit
seinen Dichtungsproblemen als auch der Aufwand
zweier getrennter Kreisläufe vermieden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der 20 den Enden eines Zylinders 18 in Verbindung steht. Erfindung ist zwischen der Druckseite der Hoch- In diesem Zylinder 18 ist ein Kolben 19 verschiebdruckpumpe und dem ersten, in den Ölkreislauf ein- bar, der an seinem rechten Ende durch eine Druckgeschalteten Steuerschieber in an sich bekannter feder 20 belastet und in seiner linken Endstellung Weise ein die äußere Fördermenge der Hochdruck- vorgespannt ist. Die in den Zylinder 18 einmündende pumpe begrenzendes Umgehungsventil eingeschaltet. 25 Anschlußbohrung 21 für die Zweigleitung 11 e wird Überdies kann ein in den Ölkreislauf in an sich be- bei dieser Kolbenstellung gegenüber dem Zylinderkannter Weise eingeschaltetes Sicherheits-Überdruck- raum abgeschlossen.

ventil auf die Summe der von Lenkung und Schal- Der Kolben 19 ist zugleich als Überdruckventil

tung geforderten Maximaldrücke eingestellt sein. ausgebildet und weist zu diesem Zweck ein axiales

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise 30 Sackloch 22 auf, das nach dem seinerseits mit dem veranschaulicht. Es zeigt Verbindungskanal 17 verbundenen Teilraum 18 a des

Zylinders 18 hin offen ist. Diese öffnung ist in der Regel durch eine den Abschlußkörper des Überdruckventils bildende und durch eine Schraubenfeder 24 belastete Kugel 23 abgeschlossen.

Das Sackloch 22 steht schließlich über eine radiale Bohrung 25 und eine äußere Eindrehung 26 des Kolbens 19 ständig mit der Anschlußbohrung 21 — und damit auch mit der Zweigleitung 11 e des beschriefahrzeug, das in üblicher Weise von einer Brenn- 40 benen Kreislaufs — in Verbindung, kraftmaschine angetrieben wird, weist unter anderem Durch die in die Durchgangsbohrung 13 einge-

ein mit einer hydraulischen Betätigung der in einer Schaltplatte 1 untergebrachten Schaltorgane ver-

Fig. 1 die zu einem gemeinsamen Ölkreislauf vereinigte Ölversorgung der Servolenkung und der Schaltschiebersteuerung eines Fahrzeuggetriebes in einer Schemadarstellung und

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Ausschnittdarstellung des im Ölkreislauf vorhandenen Umgehungsventils.

Ein im einzelnen nicht näher dargestelltes Kraft-

sehenes und z. B. automatisch schaltendes Wechsel

baute Blende 15 und die aus Fig. 2 hervorgehende beiderseitige Beaufschlagung des Kolbens 19 durch das vor und hinter der Blende abgezweigte öl wird getriebe 2 und ein mit einem hydraulischen Lenk- 45 der Kolben 19 proportional zur Druckdifferenz vor kraftverstärker 3 versehenes Lenkgetriebe 4 auf. Das und hinter der Blende 15, d. h. mit zunehmendem Wechselgetriebe 2 ist mit der Abtriebswelle 5 der Öldurchfluß durch die Blende 15 zunehmend gegen Brennkraftmaschine 6 über eine Reib- oder Flüssig- die Kraft der Druckfeder 20 nach rechts bewegt, bis keitskupplung 7 kuppelbar. Auf der Getriebeantriebs- schließlich oberhalb einer vorbestimmten Durchflußwelle 8 ist der Läufer 9 einer z. B. von einer Kapsel- 50 menge der links des Kolbens befindliche Teilraum pumpe gebildeten Hochdruckpumpe 10 angeordnet, 18 b mit der Anschlußbohrung 21 verbunden wird, welche zur Versorgung des mit 11a, 11 b, Uc, Hd Auf diese Weise wird die in den äußeren ölkreislauf und lie bezeichneten Ölkreislauf es dient. Die Pumpe geförderte Ölmenge oberhalb einer verhältnismäßig 10 wird von der Brennkraftmaschine 6 angetrieben, kleinen Mindestdrehzahl der Hochdruckpumpe 10 was z. B. bei einer Flüssigkeitskupplung durch das 55 auf einen etwa gleichbleibenden, der gewünschten die Sekundärschale umgreifende Primärgehäuse er- Ölversorgung angepaßten Wert begrenzt, der bei

einer praktischen Ausführung des ölkreislaufes z. B. etwa 10 bis 15 1 je Minute betragen kann. Zu hohe Druckspitzen, die etwa bei einer zu starken Drosselung des Ölkreislaufes durch den Steuerschieber für den Lenkkraftverstärker und/oder den für die Schal

folgen kann. Ist ein solches Gehäuse nicht vorhanden oder ist die Kupplung überhaupt anders aufgebaut, so wird die Pumpe unmittelbar auf der Abtriebswelle 5 der Brennkraftmaschine festgelegt.

Von der Druckseite der Hochdruckpumpe 10 geht zunächst die Hochdruckleitung 11a des ölkreislaufes aus, die in ein die äußere Fördermenge der Hochdruckpumpe begrenzendes Umgehungsventil 12 einmündet, das in Fig. 2 näher dargestellt ist. Das Umgehungsventil 12 ist mit einer Durchgangsbohrung 13 versehen, die eine Verbindung zwischen der Hochdruckleitung lla und der Hochdruckleitung 11 b

tung entstehen könnten, sind ausgeschlossen, weil das öl in diesen Fällen durch das im Kolben 19 befindliche Überdruckventil zurückfließen kann.

Der Lenkkraftverstärker 3 und die Schaltplatte 1 der Schaltvorrichtung werden über den beschriebenen Ölkreislauf durch die Hochdruckpumpe 10 wie folgt mit Öl versorgt:

Sobald die Brennkraftmaschine 6 in Gang gesetzt ist, läuft auch die Förderpumpe 10 um. Solange sich die in ihrer Stellung von der Lenkrad- bzw. Schaltstellung abhängigen Steuerschieber für den Lenkkraftverstärker und die Schaltvorrichtung des Getriebes in ihrer Mittellage befinden, wird das von der Hochdruckpumpe geförderte Öl über den Ölkreislauf 11 a, 11b, lic und lld drucklos an ihnen vorbeigeführt. Wird bei der Drehung des Lenkrades bzw. beim Betätigen der Schaltorgane im Wechselgetriebe einer der in seiner Stellung von der Lenkung bzw. der Schaltung abhängigen Steuerschieber aus seiner Mittellage herausgeschoben, so wird durch den Steuerschieber nicht nur eine Verbindung zwischen dem Lenkkraftverstärker bzw. der Schaltvorrichtung und dem Ölkreislauf hergestellt, sondern durch Drosselwirkung der Schieber wird im Ölkreislauf auch ein für den jeweiligen Kreislauf — Lenkung bzw. Schaltung — erforderlicher Druckaufbau herbeigeführt.

Da zum Betätigen der Schaltorgane ein geringerer Druck benötigt wird, als dies beim Lenkkraftverstärker der Fall ist, ist der Steuerschieber in den Ölkreislauf hinter den Steuerschieber für den Lenkkraftverstärker eingeschaltet. Der bei voller Belastung des Lenkkraftverstärkers in der Niederdruckleitung lic· noch mögliche Druckaufbau ist für die Betätigung der Schaltung in jedem Falle noch ausreichend, was unter anderem dadurch sichergestellt wird, daß das Überdruckventil mit seiner Feder 24 so abgestimmt ist, daß es erst bei Überschreiten der Summe der Maximaldrücke beider Systeme öffnet.

Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich auch mit anders aufgebauten Getrieben verwenden, sofern diese Getriebe durch dem Ausführungsbeispiel grundsätzlich ähnliche hydraulische Betätigungsvorrichtungen schaltbar sind.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Ölkreislauf für Kraftfahrzeuge zur hydraulischen Verstärkung der Lenkkraft und zum hydraulischen Betätigen der Schaltorgane im Wechselgetriebe, bei welcher sowohl für die Lenkung als auch die Getriebeschaltung Drosselsteuerungen dienen, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer im Kreislauf einer Hochdruckpumpe (10) an sich bekannten Hintereinanderschaltung zweier Drosselsteuerungen, von denen die eine zur Lenkkraftverstärkung dient, in dem einzigen Kreislauf die Drosselsteuerung für die Getriebeschaltung (Schaltplatte 1) in Strömungsrichtung des Ölkreislauf es (Ha, Ub, lic, 11 d) auf die Drosselsteuerung des Lenkkraftverstärkers (3) folgt.

2. Ölkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckseite der Hochdruckpumpe (10) und dem ersten, in den Ölkreislauf eingeschalteten Steuerschieber in an sich bekannter Weise ein die äußere Fördermenge der Hochdruckpumpe (10) begrenzendes Umgehungsventil (12) eingeschaltet ist.

3. Ölkreislauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den Ölkreislauf (11a, 11b, lic, lld) in an sich bekannter Weise eingeschaltetes Sicherheits-Überdruckventil. (23, 24) auf die Summe der von Lenkung und Schaltung (Schaltplatte 1 und Lenkkraftverstärker 3) geforderten Maximaldrücke eingestellt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1101 980,
684, 1041813;
deutsche Patentschrift Nr. 968 116.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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