DE2559174A1

DE2559174A1 - Steuereinrichtung fuer fahrzeug- hilfskraftlenkungen

Info

Publication number: DE2559174A1
Application number: DE19752559174
Authority: DE
Inventors: Battista Bertanza
Original assignee: Riva Calzoni SpA
Current assignee: Riva Calzoni SpA
Priority date: 1975-07-11
Filing date: 1975-12-30
Publication date: 1977-01-13
Also published as: USRE30992E; US4069743A; ES450044A1; CS203126B2; GB1510437A; BR7604525A; IT1039230B; JPS5225331A; FR2317150B1; DE2559174B2; FR2317150A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für Fahrzeug-Hilfskraftlenkungen in Form eines Gehäuses mit einem Einlaß zur Verbindung mit einer Druckmittelquelle, einem Auslaß zur Rückführung von hydraulischem Druckmittel zu der erwähnten Quelle, zwei Leitungen zur Verbindung mit einem hydraulischen Servomotor, dessen Bewegung die Lenkung der lenkbaren Räder des Fahrzeugs steuert, einem Hydromotor, der mit einem drehbaren Element und einem Folgeelement in kraftschlüssiger Kombination mit einem Verteilerventil, das mit mindestens einem verdrängbaren Körper versehen ist, welche Kombination durch die Drehung einer mit ihr verbundenen Steuerwelle betätigbar ist, um hydraulisches Fluid, das vom Einlaß durch das Gehäuse

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zum Auslaß fließt, zu einer der erwähnten Leitungen umzulenken und damit zu der zugeordneten Kammer des Servomotors über den Hydromotor, wobei das hydraulische Fluid aus der anderen Kammer des Servomotors zum Auslaß über die erwähnte andere Leitung abgeleitet wird.

Dieser Servomotor ist vorzugsweise ein doppelt wirkender Hydrozylinder. Solche Steuereinrichtungen haben den Vorteil, daß, da das ganze hydraulische Druckmittel, das zur Steuerung der Lenkung des Fahrzeugs verwendet wird, durch den Motor hindurchtritt, dieser auch als Pumpe dienen kann, wenn die äussere Pumpe ausfällt, wobei ein Ventilsystem verwendet wird, um die Saugleitung direkt mit dem Behälter zu verbinden, um ausreichend hydraulisches Druckmittel im Kreislauf der Steuereinrichtung und des Servomotors (Zylinder) für die Durchführung der Lenkfunktion zu halten.

Bei den bekannten Steuereinrichtungen werden gewöhnlich drehbare Verteilerventile verwendet, die zwischen der Steuerwelle und dem Hydromotor angeordnet sind.

Ein Beispiel einer solchen bekannten Steuereinrichtung ist in der deutschen Patentschrift 1 293 029 offenbart.

Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß Dichtungsschwierigkeiten zwischen der Aussenfläche der Hülse des Verteilerventils und der benachbarten Innenfläche des Gehäuses wegen der Drehung der Hülse zusammen mit der den Hydromotor steuernden Welle bestehen. Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß das Ventilverteilungssystem bei zunehmender Benutzung schlechter einspricht, so dajjj eine stärkere Lenkraddrehung erforderlich ist, um die. gleiche Lenkwirkung zu erzielen, womit Sicherheitsprobleme für die Insaßen des Fahrzeugs verbunden sind.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung für eine Fahrzeug-Hilfskraftlenkung zu entwickeln, bei der die vorerwähnten Nachteile auf ein Mindestmaß herabgesetzt sind.

Erfindungsgemäß ist bei dem Hydromotor das drehbare Element unmittelbar mit der Steuerwelle zur Drehung mit dieser verbunden und das Folgeelement weist Mittel zur mechanischen Verbindung mit dem verlagerbaren Körper des Verteilerventils auf, wobei eine Anordnung zur Begrenzung der Verlagerung des verlagerbaren Körpers mit Bezug auf den stationären Teil des Verteilerventils vorgesehen ist.

Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung ist der verlagerbare Körper des Verteilerventils winkelig in jeder Richtung mit Bezug auf den stationären Teil verlagerbar.

Durch diese Anordnung ist die Ansprech-Empfindlichkeit des Ventilverteilungssystems sichergestellt, da nur eine begrenzte Verlagerung, die notwendig ist, um die Umlenkung der Fluidströmung vom Einlaß zum Auslaß zu der einen oder anderen Leitung über den Motor möglich ist. Ferner ist sie, da der Motor direkt mit der Steuerwelle verbunden ist, nicht mehr von der Wirksamkeit des Ventilsystems abhängig und ist ein sofortiges Ansprechen auf eine Drehung des Lenkrades sichergestellt.

Im folgenden wird die Erfindung beispielsweise in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht in schematischer Darstellung einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für eine Fahrzeug-Hilfskraft lenkung ;

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Fig. 2 eine Seitenansicht der Steuereinrichtung;

Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 3;

Fig. 6 eine Ansicht im Schnitt nach der Line VI-VI in Fig. 3;

Fig. 7 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 3;

Fig. 8 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 3;

Fig. 9 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 3.

Wie sich aus der schematischen Darstellung der Fig. 1 ergibt, ist eine Steuereinrichtung 1 mit ihrem Motor 2 wie bei 2a angegeben, mit einem Verteiler 3 mechanisch verbunden. Ein Einlaß 4 nimmt über eine Leitung 5 von einer Hilfspumpe 6 das Fluid auf, das über den Verteiler, wie durch den Pfeil gezeigt, zum Auslaß 10 strömt und nachfolgend über eine Leitung 9, einen Behälter 8 und eine Leitung 7 wieder zur Pumpe zurückgeleitet wird. Dies ist der Fluidströmungsverlauf, wenn der Verteiler sich in seiner neutralen Stellung befindet, beispielsweise wenn das Fahrzeug in gerader Linie gefahren wird.

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Das drehbare Element des Motors 2 ist mit der Steuer- bzw. Lenkwelle 20 des Lenkrades 21 unmittelbar verbunden. Wenn das Lenkrad 21 gedreht wird, wird der Verteiler 3 durch den Motor 2 über dessen Gestänge 2a verlagert, um das in die Einheit 1 durch den Einlaß 4 eintretende Fluid zum _4otor 2 umzuleiten und von diesem entweder über den Kanal oder über den Kanal 17 und die entsprechende Leitung 14 bzw. 13 zur Kammer 12 bzw. 19 des Zylinders 13 (Servomotor), der einen doppeltwirkenden Kolben 15 besitzt, dessen Bewegung die lenkbaren Räder 16 des Fahrzeugs lenkt.

Die in Fig. 2-9 mit näheren Einzelheiten dargestellte er-"findungsgemäße Steuereinrichtung 1 besitzt ei'n feststehendes rohrförmiges Gehäuse 22 mit einem Einlaß 4 zur Verbindung mit der Kilfspurape 6 über eine Leitung 5 und einen Auslaß zur Verbindung mit dem Behälter 8 für das hydraulische Fluid über die Leitung 9.

Das Gehäuse 22 weist ferner einen Kanal 11 auf, der mit der Kammer 12 des Hydrozylinders 13 über eine Leitung 14 verbunden ist, sowie einen Kanal 17, der mit der Kammer 19 des Hydrozylinders 13 über eine Leitung 18 verbunden ist.

An dem festen rohrförmigen Gehäuse 22 ist dichtend eine obere Deckelplatte 23 mittels Schrauben 24 und eines Dichtungsringes 25 befestigt. Die Deckelplatte 23 ist mit einer axialen Öffnung versehen, durch welche die Lenk- bzw. Steuersäule 20 hindurchragt, wobei ein Dichtungsring 26 zwischen der Deckelplatte 23 und der Steuersäule 20 vorgesehen ist. Die Steuersäule 20 ist mit dem innen-verzahnten drehbaren Motorelement 27, das innerhalb des festen rohrförmigen Gehäuses 22 axial drehbar ist, eine Lochscheibe 28 und einen Verteilerring 29, die nachfolgend näher beschrieben werden, mittels Schrauben 30 verbunden, so daß sich das innen-verzahnte Element 27, die Scheibe 28 und der Verteilerring 29

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gemeinsam drehen.

Das aussen-verzahnte Motorelement 31 (siehe insbesondere Fig. 4) besitzt einen Zahn 32 weniger als die Zahl der Zähne 33 des innen-verzahnten Elements 27 und ist innerhalb des letzteren angeordnet. Das aussen-verzahnte Element 31 besitzt eine Welle 34, die sich innerhalb des festen Gehäuses 22 erstreckt und deren freies Ende mit einem Kopfteil versehen ist, von welchem ein Bolzen 36 seitlich absteht.

Eine feste Hülse 37, die mit dem Gehäuse 22 fest verbunden sein kann, ist bei dieser Ausfuhrungsform gegen das Gehäuse 22 durch eine Anzahl Dichtungsringe 38 abgedichtet und mit diesem durch einen Bolzen 44 mechanisch verbunden, der nachfolgend näher beschrieben wird. Innerhalb der festen Hülse 37 befindet sich eine winkelig verlagerbare Verteilerhülse 39, deren Aussenfläche der Innenfläche der Hülse 37 zugekehrt ist. Der vom Kopfteil 35 abstehende Bolzen 36 ist für einen nachstehend näher beschriebenen Zweck in den Körper der Hülse 39 eingesetzt.

Eine untere Deckelplatte 40 mit Schrauben 41 und einem Dichtungsring 42 schließt das Gehäuse 22 ab. An der unteren Deckelplatte 40 ist ein fester zylindrischer Ansatz 43 vorgesehen, der das stufenförmige Ende 39a der Hülse 39 aufnimmt (siehe Fig.3 und9). Der Bolzen 44 ist in den Ansatz 43 durch radial entgegengesetzte Bohrungen 45 eingesetzt, die in der winkelig verlagerbaren Verteilerhülse 39 vorgesehen sind, und durch ausgefluchtete Bohrungen 75 und 46_r die in der Hülse 37 vorgesehen sind, wobei die Bohrungen 45 einen Durchmesser haben, der größer als der Aussendurchmes— ser des Teils des Bolzens 44 ist, der sich durch sie hindurch erstreckt, so daß geringfügige Winkelbewegungen der Verteilerhülse 39 mit Bezug auf die feste Hülse 37 möglich sind. Der Durchmesser der Bohrung 75 ist größer als derjenige

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der Bohrung 46, damit das Bolzenende 44a eingesetzt und nachfolgend in der Bohrung 46 gesichert werden kann. Wie sich aus Fig. 9 ergibt, sind zwei Zentrierfedern 47 vorgesehen, die sich durch öffnungen 48 und 49 in der Hülse 39 bzw. in der festen Hülse 37 erstrecken, wobei die öffnungen 48 und 49 in der Hülse 39 bzw. in der festen Hülse 37 rechtwinkelig zu den Bohrungen 45, 46 und 75 stehen und die Federn 47 sich gegen die Seiten der öffnungen 48 und abstützen, um die winkelig verlagerbare Hülse 39 mit Bezug auf die feste Hülse 37 in eine neutrale oder mittige Stellung zu belasten.

Die Lochscheibe 28 ist mit einer Reihe von in der ümfangsrichtung voneinander in Abstand befindlichen Kanälen 50 versehen, von denen jeder oben in die Zwischenräume zwischen den Zähnen 33 und 32 der Motorelemente 27 und 31 mündet und nach unten in einen Kanal 51 im Verteilerring 29, der nachfolgend näher beschrieben wird.

Der Einlaß 4 steht mit einer Ringkammer 52 in der festen Hülse 37 (siehe insbesondere Fig. 5) in Verbindung, von der aus sich in der Ümfangsrichtung voneinander in Abstand befindliche radial nach innen gerichtete Leitungen 53 in Jieihenförmiger Anordnung erstrecken und mit einer gleichen Reihe von in der ümfangsrichtung voneinander in Abstand befindlichen sich radial erstreckenden Leitungen 54 in der Verteilerhülse 39 in Verbindung stehen, welche Leitungen 54 in den Mittelkanal 55 des Gehäuses 22 münden. Zwischen je zwei benachbarten in der ümfangsrichtung voneinander in Abstand befindlichen Leitungen 53 befindet sich ein weiterer sich radial erstreckender Kanal 56 (siehe Fig. 5) und verbindet die Kammer 52 mit einem einer Reihe von in der ümfangsrichtung voneinander in Abstand befindlichen radial mündenden Kanälen 57 und 76 im Körper der Verteilerventilhülse 39.

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Der Auslaß 10 steht mit einer Ringkammer 5 3 (siehe insbesondere Fig. 7) in der festen Hülse 37 in Verbindung. Eine Anzahl von in der Umfangsrichtung voneinander in Abstand befindlichen, sich radial erstreckenden Kanälen

59 in der festen Hülse 37 verbindet die Kammer 58 mit einer äusseren Ringnut 60, die in der winkelig verlagerbaren Ventilhülse 39 vorgesehen ist. Zwei sich radial erstreckende Fluidkanäle 61 verbinden die Nut 60 und den Mittelkanal 55.

In der neutralen oder Mittelstellung der erfindungsgemäSen Steuereinrichtung tritt das hydraulische Fluid von der Hilfspumpe 6 in den Einlaß 4 ein und fließt über die Kammer 52 und die Kanäle 53 in der festen Hülse 37 sowie über die Kanäle 54 in der Hülse 39, welche mit den Kanälen 53 in Ausfluchtung stehen, in die Mittelkammer 55 (siehe Fig. 5) und von dieser über den Kanal 61 und die Ringnut

60 in der Hülse 39, die Kanäle 59 und die Ringkammer 58 in der festen Hülse 37 (siehe Fig. 7) in den Auslaß 10, von wo aus es zum Behälter 8 zurückgeleitet und über die Leitung 9 wieder zur Hilfspumpe 6 in Umlauf gesetzt wird.

Der Kanal 11 (siehe Fig. 6) steht mit einer Ringkammer 62 in der festen Hülse 37 in Verbindung. Eine Anzahl von in der Umfangsrichtung voneinander in Abstand befindlichen, sich radial erstreckenden Kanälen, die mit der Ringkammer 62 in Verbindung stehen, sind in der festen Hülse 37 zwischen den in der Umfangsrichtung voneinander in Abstand befindlichen radial mündenden Kanälen 64 und 68 vorgesehen, die in der winkelig verlagerbaren Hülse 39 vorgesehen sind. Die Kanäle 68 können als Ansätze in der Längsrichtung der Ringnut 60 betrachtet werden (siehe Fig. 3 und 7).

Der Kanal 17 (siehe Fig. 8) steht mit einer Ringkammer 65

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in der festen Hülse 37 in Verbindung. Eine Anzahl von sich radial erstreckenden Kanälen 66, die mit der Ringkammer 65 in Verbindung stehen, sind in der festen Hülse 37 zwischen den längsgerichteten Ansätzen 67 der Ringnut 60 (siehe Fig. 3 und 7) und den in der Umfangsrichtung voneinander in Abstand befindlichen, radial mündenden Kanälen 69 vorgesehen, welch letztere in der Verteilerhülse 39 vorgesehen sind.

Die vorerwähnten Kanäle 57 und 69, stehen je innerhalb des Körpers der winkelig verlagerbaran Hülse 39 mit einer Reihe von sich in der Längsrichtung erstreckenden Kanälen '70 in Verbindung, die an ihren oberen Enden mit Kanälen im Verteilerring 29 in Verbindung stehen.

Die vorerwähnten Kanäle 76 und 64 stehen je innerhalb des Körpers der winkelig verlagerbaren Hülse 39 mit einer Reihe von sich in der Längsrichtung erstreckenden Kanälen 77 in Verbindung, die zur Fluidverteilung an ihren oberen Enden mit den Kanälen 51 in Verbindung stehen, welche im Verteilerring 29 vorgesehen sind.

Wenn das Lenkrad 21 und damit die Steuersäule 20, das bewegliche Zlotorelement 27, die Lochscheibe 28 und der Verteilerring 29 in der einen Richtung gedreht werden, wird das folgende aussen-verzahnte Element 31 in Drehung versetzt, so daß durch den Bolzen 36, der mit der Hülse 39 verbunden ist, die Hülse 39 gegen den Druck der Federn 47 gedreht wird. Hierdurch wird die Verbindung zwisehen den Kanälen und 54 geschlossen, so daß hydraulisches Fluid, das vom Einlaß 4 von den Kanälen 56 in der festen Hülse 37 kommt, den Kanälen 57 in der verlagerbaren Hülse 39 zugeführt wird und von diesen über den Kanal 70 in der verlagerbaren Hülse 39 den Kanälen 51 im Verteilerring 29 und den Kanälen 50 in

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der Lochscheibe 28. Dies hat zur Folge, daß die Zwischenräume 71 und 72 zwischen den Zähnen 32 und 33 sich erweitern und sich die Zwischenräume 73 und 74 (siehe Fig. 4) verengen, um die weitere Drehung des Motors 2 zu unterstützen. Das hydraulische Fluid in den Zwischenräumen 73 und 74 wird über weitere Kanäle, wie 50, 51, 77, 64, 63, die Nut 62 und den Kanal 11 gefördert, um das Volumen der Kammer 12 des Zylinders 13 zu vergrössern. Das hydraulische Fluid in der Kammer 19 wird über den Kanal 17, die Nut 65, die Nuten 67, 60, den Kanal 59, die Nut 58 und den Auslaß 10 zum Behälter 8 abgeleitet, von welchem aus es von neuem zur Hilfspumpe 6 in Umlauf gesetzt wird. Bis das Lenkrad 21 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, bleibt die Hülse 39 in ihrer winkelig verlagerten Stellung entgegen dem Druck der Federn 47.

Wenn das Lenkrad 21 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, wird hydraulisches Fluid zum Kanal 17 und zur Kammer 19 über den Motor 2 geleitet und aus der Kammer 12 über den Kanal 11 zum Einlaß abgeleitet, wie sich aus den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung ergibt.

Falls die Hilfspumpe 6 ausfällt, kann die Lenkhilfseinrichtung direkt durch das Lenkrad 21 in einer herkömmlichen Weise betrieben werden, wobei der Motor 2 als Pumpe wirkt.

Ansprüche:

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Claims

Ansprüche

1. Steuereinrichtung für Fahrzeug-Hilfskraftlenkungen in Form eines Gehäuses mit einem Einlaß zur Verbindung mit einer Quelle eines unter Druck stehenden hydraulischen Fluids, einem Auslaß zur Rückführung von hydraulischem Fluid zu der erwähnten Quelle, zwei Kanälen zur Verbindung mit einem hydraulischen Servomotor, dessen Bewegung die Lenkung der lenkbaren Räder des Fahrzeugs steuert, einem Hydromotor, der mit einem drehbaren Element und einem Eolgeelement in kraftschlüssiger Kombination mit einem Verteilerventil versehen ist, das mit mindestens einem verlagerbaren Körper versehen ist, welche Kombination durch Drehen einer Steuerwelle betätigbar ist, welche mit dieser verbunden ist, um hydraulisches Fluid, das vom Einlaß durch das Gehäuse zum Auslaß fließt, zu einem der Kanäle zu leiten xmd damit zu der zugeordneten Kammer des Servomotors über den Hydromotor, während hydraulisches Fluid aus der anderen Kammer des Servomotors zum Auslaß über den anderen Kanal abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Element (27) des Motors (2) direkt mit der Steuersäule (20) zur Drehung mit dieser verbunden ist und das Folgeelement (31) mit Organen (34, 36) zur mechanischen Verbindung mit dem verlagerbaren Körper (39) des drehbaren Verteilerventils versehen ist, wobei Mittel (44, 45, 46, 75,47, 48, 49) zur Begrenzung der Verlagerung des verlagerbaren Körpers (39) mit Bezug auf den stationären Teil (37) des Verteilerventils vorgesehen sind.

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2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verlagerbare Körper (39) des Verteilerventils in jeder Richtung mit Bezug auf den stationären Teil (3*7} winkelig verlagerbar ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet» daß der erwähnte verlagerbare Verteilerkörper die Form e.tne-r Hülse (39) hat, mit einer Anzahl von in der Umfangsrichtung voneinander in Abstand befindlichen, sich in der Längsrichtung erstreckenden Kanälen (57, 7σ, 64» 77) versehen ist, die mit Kanälen in dem erwähnten Gehäuse f22) in Verbindung stehen, die sich in Verbindung mit dem Einlaß (4) und mit Kanälen in dem Gehäuse (22) befinden, die von jedem der Kanäle (11, 17) ausgehen, welche sich in der Längsrichtung erstreckende Kanäle (57, 70, 64, 77) dazu dienen, hydraulisches Fluid vom Einlaß (4) über den Motor (2) dem einen oder dem anderen der Kanäle (11, 17) zuzuführen, wenn sich die Hülse (39) in ihrer winkelig verlagerten Stellung befindet, und ferner mit sich radial erstreckenden Kanälen (68) versehen ist, die mit Kanälen in dem Gehäuse in Verbindung stehen, welche vom Einlaß (4) ausgehen, welche sich radial erstreckende Kanäle (68) dazu dienen, hydraulisches Fluid zuzuführen, das vom Einlaß (4) herangeführt wird.

Der Patentanwalt

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