DE3935443A1 - Verriegelungsvorrichtung, insbesondere fuer ein druckmittel-stellglied der axialkolbenbauart - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verriegelungsvorrich­ tung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einer bekannten Verriegelungsvorrichtung dieser Art (DE-PS 34 27 160) besteht das Eingriffsglied des Riegel­ elementes aus einem Zahnstangenprofil, das in der Verrie­ gelungsstellung in ein Gegenzahnstangenprofil an der Kol­ benstange eines als hydrostatischer Lenkmotor einer Zu­ satzlenkung eines Kraftfahrzeuges arbeitenden Druckmit­ tel-Stellgliedes der Axialkolbenbauart eingreift. Zu die­ sem Zweck ist der Arbeitszylinder des Lenkmotores mit ei­ ner seitlichen Öffnung versehen, in welche das Gehäuse der Verriegelungsvorrichtung von außen eingesetzt ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, eine kompakt bauende Betätigungsein­ richtung für das Riegelelement bei einer Verriegelungs­ vorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 zu schaffen.

Die erläuterte Aufgabe ist in vorteilhafter Weise durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.

Durch die Ausgestaltungen der Verriegelungsvorrichtung nach der Erfindung nach wenigstens einem der Unteransprü­ che 2 bis 5 ist eine einfache und effektive kinematische Verbindung zwischen Riegel- und Stell-Schieber sowie eine wirksame Arretierung der beiden Endstellungen der letzte­ ren erreicht.

Während der Unteranspruch 6 auf eine vorteilhafte Hilfs­ kraftbetätigung der Verriegelungsvorrichtung nach der Er­ findung abgestellt ist, haben die Unteransprüche 7 bis 9 vorteilhafte bauliche Ausgestaltungen der Verriegelungs­ vorrichtung nach der Erfindung zum Gegenstand.

Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles.

Ein Gehäuse 2 einer Verriegelungsvorrichtung weist eine Aufnahme-Bohrung 9 auf, in welcher ein hülsenförmiger Riegel-Schieber 8 verschiebbar geführt ist. An seinem ei­ nen Stirnende ist der Riegel-Schieber 8 mit einem Riegel­ element 3 einteilig ausgebildet, welches in Form eines Zahnstangenprofiles ausgebildete Eingriffsglieder 4 auf­ weist, welche in der gezeichneten Verriegelungsstellung 5 des Riegel-Schiebers 8 mit Gegeneingriffsgliedern 7 ebenfalls in Form eines Zahnstangenprofiles in Eingriff stehen.

Das die Gegeneingriffsglieder 7 bildende Zahnstangenprofil ist mit einer Kolbenstange 1 einteilig ausgebildet, welche in den Richtungen der Kolbenachse 41-41 beweglich geführt und mit dem Axialkolben eines Druckmittel-Stellgliedes bewegungsfest verbunden sein kann, welches als hydrosta­ tischer Lenkmotor einer Zusatzlenkung eines Kraftfahr­ zeuges verwendet ist.

Das Gehäuse 2 weist eine weitere Aufnahme-Bohrung 15 auf, welche mit ihrer geometrischen Achse 11-11 senkrecht zur geometrischen Achse 10-10 der ersten Aufnahme-Bohrung 9 liegt, wobei beide Achsen 10-10 und 11-11 in einer ge­ meinsamen Ebene (der Zeichnungsebene) liegen. In der Auf­ nahme-Bohrung 15 ist ein Stell-Schieber 14 verschiebbar geführt, welcher einen durch zwei zueinander fluchtende Öffnungen im Zylindermantel des Riegel-Schiebers 8 gebil­ deten Durchgang 34 mit Spiel durchsetzt.

Der Stell-Schieber 14 wird über eine Kolbenstange 42 von einem Druckmittel-Stellglied 31 betätigt, dessen Arbeits­ zylinder 32 an einem korrespondierenden Zentrierflansch 43 des Gehäuses 2 druck- und bewegungsfest gehaltert ist. Der Innenraum des Arbeitszylinders 32 wird durch einen Axial­ kolben 33 in zwei Arbeitsdruckkammern 44 und 45 unter­ teilt, welche je einen Druckanschluß 46 bzw. 47 für den Anschluß zugehöriger pneumatischer Arbeitsdruckleitungen aufweisen.

An seinem zum Stellglied 31 entgegengesetzten und aus dem Gehäuse 2 herausragenden Ende ist der Stell-Schieber 14 mit einem U-förmigen Betätigungsglied 48 versehen, welches in der gezeichneten Endstellung 19 des Stell-Schiebers 14 einen zugehörigen Endlagen-Schalter 49 und in der anderen Endstellung 20 einen zugehörigen Endlagen-Schalter 50 be­ tätigt.

Zur Fixierung der Endstellung 19 weist der Zentrierflansch 43 einen Anschlag 16 auf, an welchem die als Gegenanschlag verwendete benachbarte Kolbenstirnfläche 17 des Axialkol­ bens 33 zur Anlage kommt. Zur Fixierung der anderen End­ stellung 20 ist ein Anschlag 16 an der Innenwand des Ar­ beitszylinders 32 vorgesehen, an welchem die als Gegenan­ schlag verwendete andere Stirnfläche 51 des Axialkolbens 33 zur Anlage gelangt.

Um das Riegelelement 3 in die gezeichnete Verriegelungs­ stellung 5 zu betätigen, sind die beiden Schieber 8 und 14 durch einen Stößel 12 miteinander kinematisch verbunden. Der Riegel-Schieber 8 weist eine innere Kugelpfanne 35 auf, an der sich der Stößel 12 mit seinem einen kugelförmigen Stößelende abstützt. Die Kugelpfanne 35 ist in der Zentralbohrung des Riegel-Schiebers 8 axial beweg­ lich geführt, jedoch in dem auf die Kolbenstange 1 wei­ senden Richtungssinn der Bohrungsachse 10-10 über ein elastisches Kissen 39 gegen ein starres scheibenförmiges Drucklager 52 abgestützt, welches unbeweglich zum Rie­ gel-Schieber 8 angeordnet ist.

In entsprechender Weise ist der Stell-Schieber 14 mit ei­ ner in Form einer taschenförmigen Ausnehmung einteilig zu ihm ausgebildeten Kugelpfanne 37 versehen, an der sich der Stößel 12 mit seinem anderen kugelförmigen Stößelende ab­ stützt.

Der Stößel 12 schließt mit seiner durch die beiden An­ lenkpunkte bzw. Gelenkzentren 21 und 22 an den Kugelpfan­ nen 35 und 37 gehenden Stößelachse 23 einen relativ kleinen Winkel 28 mit der geometrischen Achse 10-10 ein, wenn sich der Stößel 12 in seiner der Endstellung 19 des Stell-Schiebers 14 und damit der Verriegelungsstellung 5 zugehörigen Endstellung befindet, in welcher er gezeichnet ist.

Der Stößel 12 schließt in seiner anderen, gestrichelt an­ gedeuteten Endstellung, welche er in der Endstellung 20 des Stell-Schiebers 14 einnimmt, mit seiner Stößelachse 23 einen größeren Winkel 27 mit der Achse 10-10 ein, wobei diese Endstellungen des Stößels 12 auf verschiedenen Seiten der Achse 10-10 liegen, so daß der Stößel 12 eine Totpunktlage einnimmt, wenn seine Stößelachse 23 mit der Achse 10-10 fluchtet.

Da die Kugelpfannen 35 und 37 in der Richtung der Achse 10-10 einen kleineren Abstand zueinander aufweisen, als er in bezug auf die Länge des Stößels 12 an sich erforderlich wäre, kann der Stößel 12 seine Totpunktlage nur unter dem Zusammenpressen des elastischen Kissens 39 durchlaufen. Auf diese Weise ist eine einfache wirksame Arretierung für die Verriegelungsstellung 5 des Riegel­ elementes 3 geschaffen, für die der kleinere Winkel 28 als Anteil der translatorischen Verlagerung des Stößels 12 zwischen seinen Endstellungen benötigt wird.

Um das Riegelelement 3 in eine strichpunktiert angedeutete Freigangstellung 6 zu betätigen, sind die beiden Schieber 8 und 14 durch einen weiteren Stößel 13 miteinander kine­ matisch verbunden, welcher sich in entsprechender Weise wie der Stößel 12 mit seinen kugelförmig ausgebildeten Stößelenden an einer Kugelpfanne 36 des Riegel-Schiebers 8 und an einer Kugelpfanne 38 des Stell-Schiebers 14 gelen­ kig abstützt. In der Freigangstellung 6 sind die Ein­ griffsglieder 4 des Riegelelementes 3 außer Eingriff ge­ genüber den Gegeneingriffsgliedern 7 der Kolbenstange 1.

Während die eine Kugelpfanne 38 wiederum als taschenförmige Ausnehmung einteilig mit dem Stell-Schieber 14 ausgebildet ist, stützt sich die andere, in der Zen­ tralbohrung des Riegel-Schiebers 8 axial verschiebbar ge­ führte Kugelpfanne 36 in dem von der Kolbenstange 1 weg weisenden Richtungssinn der geometrischen Achse 10-10 über ein elastisches Kissen 40 gegen ein starres scheibenför­ miges Drucklager 53 des Riegel-Schiebers 8 ab.

Auch der Stößel 13 schließt in seiner gezeichneten, der Verriegelungsstellung 5 zugehörigen Endstellung mit seiner durch die beiden Anlenkpunkte bzw. Gelenkzentren 24 und 25 gehenden Stößelachse 26 einen relativ großen Winkel 29 mit der geometrischen Achse 10-10 ein, welcher im wesent­ lichen dem zur Umschaltung des Riegelelementes 3 erfor­ derlichen Anteil an der translatorischen Verlagerung des Stößels 13 zwischen seinen Endstellungen entspricht. Da­ gegen ist der Winkel 30 wiederum relativ klein, den die Stößelachse 26 in der strichpunktierten Endstellung - welche der Freigangstellung 6 und somit der Endstellung 20 des Stell-Schiebers 14 entspricht - mit der geometrischen Achse 10-10 einschließt, welcher zur Erzielung einer Ar­ retierung der Freigangstellung 6 verwendet ist. Zu diesem Zweck liegen die beiden Endstellungen des Stößels 13 gleichfalls beiderseits der geometrischen Achse 10-10, so daß der Stößel 13 eine Totpunktlage durchlaufen muß, in welcher seine Stößelachse 26 mit der Achse 10-10 fluchtet. In Richtung der Achse 10-10 ist der Abstand zwischen den Kugelpfannen 36 und 38 wiederum kleiner, als er in bezug auf die Länge des Stößels 13 erforderlich wäre, so daß ein Durchlaufen der Totpunktlage nur unter Zusammenpressung des elastischen Kissens 40 möglich ist.

Der hydrostatische Lenkmotor der Kolbenstange 1 kann bei­ spielsweise an der Hinterachse oder an einer der hinteren Achsen eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein. Die Um­ schaltung des Riegelelementes 3 erfolgt dann von einem Schalter am Armaturenbrett aus mittels wechselweiser Druckluftbeaufschlagung der Arbeitsdruckkammern 44 und 45.

Über optische Anzeigemittel am Armaturenbrett, welche durch die Endlagen-Schalter 49 und 50 angesteuert werden, hat der Fahrer stets eine Information über den Betriebs­ zustand der Zusatzlenkung.

Die Betriebssicherheit der Verriegelungsvorrichtung ist durch die zwangsweise kniehebelartige Endlagenarretierung des Riegelelementes 3 hoch.

Die Dicke bzw. Elastizität der Kissen 39 und 40 kann in den Richtungen der Achse 10-10 so bemessen sein, daß in einer oder beiden Endstellungen 19 bzw. 20 die zugehörigen Anschläge 16, 17 bzw. 18, 51 durch eine Komponente der Federkraft in gegenseitiger Anlage gehalten sind.

Claims (9)

1. Verriegelungsvorrichtung insbesondere für ein Druck­ mittel-Stellglied der Axialkolben-Bauart einer hydrosta­ tischen Zusatzlenkung eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein in einem Gehäuse aufgenommenes Riegelelement wenigstens ein formschlüssiges Eingriffsglied aufweist und in eine Verriegelungsstellung betätigbar ist, in welcher sein Eingriffsglied mit einem korrespondierenden Gegenein­ griffsglied des Stellgliedes in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelelement (3) mit einem Riegel-Schieber (8) bewegungsfest verbunden ist, welcher in einer korrespon­ dierenden Aufnahme (9) des Gehäuses (2) geführt und in den Richtungen einer geometrischen Gehäuseachse (10-10) ver­ schiebbar ist, und daß der Riegel-Schieber (8) eine kine­ matische Verbindung (12, 13) mit einem Stell-Schieber (14) aufweist und der Stell-Schieber (14) in einer korrespon­ dierenden Aufnahme (15) des Gehäuses (2) geführt und in den Richtungen einer quer zu der Gehäuseachse (10-10) für die Führung des Riegel-Schiebers (8) liegenden geome­ trischen Gehäuseachse (11-11) verschiebbar ist, und daß für wenigstens einen der beiden Schieber (8 und 14) zwei durch Anschläge (16, 17 und 18, 51) fixierte Endstellungen (19, 20) vorgesehen sind und die kinematische Verbindung (12, 13) so auf die Endstellungen (19, 20) abgestimmt ist, daß sich das Riegelelement (3) in der einen Endstellung (19) in seiner Verriegelungsstellung (5) und in der ande­ ren Endstellung (20) in einer Freigangstellung (6) befin­ det, wobei Eingriffsglied (4) und Gegeneingriffsglied (7) in der Freigangstellung (6) außer Eingriff sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kinematische Verbindung (12, 13) einen Stößel (12) zur Betätigung des Riegelelementes (3) in die Verriege­ lungsstellung (5) aufweist, welcher mit seinen Stößelenden jeweils an einem der Schieber (8 bzw. 14) so angelenkt ist, daß seine durch die beiden Gelenkzentren (21 und 22) gehende Stößelachse (23) eine Totpunktlage in bezug auf die Gehäuseachse (10-10) zur Führung des Riegel-Schiebers (8) durchläuft, wenn das Riegelelement (3) aus der Frei­ gangstellung (6) in die Verriegelungsstellung (5) und um­ gekehrt betätigt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kinematische Verbindung (12, 13) einen Stößel (13) zur Betätigung des Riegelelementes (3) in die Freigang­ stellung (6) aufweist, welcher mit seinen Stößelenden je­ weile an einem der Schieber (8 und 14) so angelenkt ist, daß seine durch die beiden Gelenkzentren (24 und 25) ge­ hende Stößelachse (26) eine Totpunktlage in bezug auf die Gehäuseachse (10-10) zur Führung des Riegel-Schiebers (8) durchläuft, wenn das Riegelelement (3) aus der Verriege­ lungsstellung (5) in die Freigangstellung (6) und umge­ kehrt betätigt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der beiden Gelenke (Kugelpfanne 35 bzw. 36) des Stößels (12 bzw. 13) gegenüber dem Stößel (12 bzw. 13) und/oder gegenüber dem zugehörigen Schieber (8 bzw. 14) elastisch (Kissen 39 bzw. 40) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden geometrischen Gehäuseachsen (10-10 und 11-11) in einer Ebene liegen und der Stößel (12 bzw. 13) mit seiner durch die Gelenkzentren gehenden Stößelachse (23 bzw. 26) in seiner nicht zur Betätigung des Riegel­ elementes (3) verwendeten Endstellung mit der Gehäuseachse (10-10) zur Führung des Riegel-Schiebers (8) einen grö­ ßeren Winkel (27 bzw. 29 größer als 28 bzw. 30) ein­ schließt als in seiner anderen Endstellung.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stell-Schieber (14) mit einem Druckmittel-Stell­ glied (31) der Axialkolbenbauart verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (16, 17 und 18, 51) zur Fixierung der Endstellungen (19 und 20) der Schieber (8 und 14) an dem Arbeitszylinder (32) und seinem zugehörigen Axialkolben (33) des mit dem Stell-Schieber (14) gekoppelten Stell­ gliedes (31) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel-Schieber (8) einen Durchgang (34) für den Stell-Schieber (14) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (8 und 14) jeweils zwei Kugelpfannen (35, 36 und 37, 38) für den Eingriff je eines kugelförmigen Stirnendes der beiden Stößel (12 und 13) aufweisen.