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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Lenkeinheit für
Fahrzeuge und insbesondere auf eine servounterstützte Lenkeinheit der Art, die
einen hydraulischen Lenkaktuator, der mit den Rädern des Fahrzeugs verbunden
ist, und eine mittels des Lenkrades des Fahrzeuges gesteuerte Zuführungseinheit
umfaßt,
um dem Hydraulikaktuator ein Arbeitsfluid zuzuführen. Es gibt dort eine Lenkschloß-Vorrichtung
mit einer Antidiebstahl-Funktion, die normalerweise der Lenkeinheit
zugeordnet ist, um das Lenkrad in einer Stellung mit einem fest
eingestellten Winkel zu verriegeln.
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Die bekannten Lenkschloß-Vorrichtungen sind
im allgemeinen mechanischer Art und umfassen normalerweise eine
Schlitteneinheit, die mechanisch mit einem Schlüsselzylinder für das Starten
des Fahrzeugs verbunden ist und mittels des Schubes von dem Schlüsselzylinder
selbst zwischen einer vorgeschobenen Arbeitsstellung, in der er
positiv mit einem entsprechenden Sitz in Eingriff ist, der an der
Lenkwelle oder -säule
vorgesehen ist, wobei die Welle selbst und damit das Lenkrad hinsichtlich
des Winkels verriegelt sind, und einer zurückgezogenen Ruhestellung, in
der er eine freie Drehung des Lenkrades zuläßt, beweglich ist.
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Die bekannten Lenkschloß-Vorrichtungen können zwar
universell verwendet werden, sie sind aber relativ teuer, da sie
normalerweise eine große Anzahl
von Teilen umfassen, relativ lange Montagezeiten erfordern und in
einigen Fällen
unzuverlässig sind,
da sie eine niedrige Widerstandsfähigkeit gegenüber versuchten
Einbrüchen
und dem Diebstahl des Fahrzeugs aufweisen.
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DE 19641899C, die den Oberbegriff
von Anspruch 1 bildet, offenbart eine Lenkeinheit für Fahrzeuge,
die einen Hydraulikaktuator, Unterbrechungsmittel und Druckbegrenzungsmittel
umfaßt,
die außerhalb
der Unterbrechungsmittel angeordnet sind.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es folglich, eine Lenkeinheit zu schaffen, die ermöglicht,
einfach und wirtschaftlich die obenbeschriebenen Probleme zu lösen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine Lenkeinheit für
Fahrzeuge geschaffen, wie sie in Anspruch 1 beansprucht ist.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug
auf die beigefügte
Zeichnung beschrieben, die eine nicht-einschränkende Ausführungsform der Erfindung zeigt, in
der:
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1 eine
bevorzugte Ausführungsform
der Lenkeinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung, teilweise im Querschnitt und mit zwecks Klarheit entfernten
Teilen, zeigt; und
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2 eine
Einzelheit der Vorrichtung in 1 im
Querschnitt und in einem vergrößerten Maßstab zeigt.
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In 1 bezeichnet
1 ein Fahrzeug als Ganzes, das teilweise gezeigt ist und ein Paar
Antriebsräder 2,
ein Lenkrad 3 und eine servounterstützte Lenkeinheit 4 umfaßt, die
zwischen den Rädern 2 und
dem Lenkrad 3 eingefügt
ist.
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Die Einheit 4 umfaßt einen
Hydraulikzylinder 5 mit Doppelwirkung, der wiederum eine
Hülle 5a umfaßt, die
ihre eigene Achse 5b hat und einteilig mit einem (nicht
gezeigten) Stützkörper verbunden
sein kann. Die Hülle 5a umfaßt einen
rohrförmigen
Zwischenkörper 6 und
zwei seitliche Endanschlußkörper 7 und 8,
wobei jeder von ihnen in einer Fluid-dichten Art und Weise integral
mit dem Körper 6 verbunden ist
und die entsprechenden Faltenbälge 8a trägt, die in
einer vorstehenden Art und Weise verbunden sind.
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In der Hülle 5a ist in einer
axial gleitenden Art und Weise eine Stange 9 untergebracht,
die einen Teil des Hydraulikzylinders 5 darstellt, sich
koaxial relativ zu der Achse 5b erstreckt und axial in
entgegengesetzten Richtungen unter dem Schub von einer bekannten
Zahnkranz-Einheit 12 beweglich ist. Die Einheit 12 umfaßt in dem
beschriebenen besonderen Beispiel eine Zahnstange 13, die
direkt auf der Stange 9 vorgesehen ist, und einen Zahnkranz,
der in die Zahnstange 13 eingreift und auf eine Lenkwelle 15 abgestimmtist,
die durch das Lenkrad 3 gesteuert wird.
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Die Stange 9 umfaßt zwei
gegenüberliegende
Endabschnitte, gekennzeichnet als 16 und 17, die mit
den jeweiligen Körpern 7, 8 in
einer axial gleitenden Art und Weise verbunden sind und bei denen
das Teil 17 in einer Fluid-dichten Art und Weise mit dem Körper 8 verbunden
ist. Die Abschnitte 16 und 17 stehen außerhalb
der jeweiligen Körper 7, 8 und
innerhalb der jeweiligen Faltenbälge 8a vor
und sind in einer Art und Weise, die bekannt ist und nicht im Detail beschrieben
ist, mit den jeweiligen Einheiten 18 verbunden, um die
Lenkbewegung auf die Räder 2 zu übertragen.
Ein Zwischenabschnitt der Stange 9 trägt einteilig einen Kolben 19,
der in einer Fluid-dichten Art und Weise innerhalb des Körpers 6 gleitet
und zusammen mit dem Körper 6 selbst
und dem Körper 8 eine
erste Kammer 21 mit einem variablen Volumen des Hydraulikzylinders 5 begrenzt,
während
eine zweite Kammer 22 mit einem variablen Volumen von ihm
nicht nur von dem Kolben 19 und von dem Körper 6,
sondern ebenfalls von einem bekannten ringförmigen Dichtungselement 23 begrenzt
wird, das an einer festen Stellung innerhalb des Körpers 6 angeordnet
ist und die Stange 9 in einer Fluid-dichten Art und Weise
umgibt.
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Wie wiederum in 1 gezeigt ist, umfaßt die Lenkeinheit 4 zusätzlich einen
Hydraulikkreis 24 für
die Zufuhr eines Arbeitsfluides, normalerweise Öl, zu dem Hydraulikzylinder 5.
Der Kreis 24 umfaßt
einen bekannten Drehverteiler 25 mit einer kontinuierlichen
Positionierung, der mit der Welle 15 verbunden ist und
eine eigene Einlaßöffnung hat,
die mit einem Einlaß einer
bekannten Rotationspumpe 26, die einen Teil des Kreises 24 darstellt,
mittels eines Versorgungsrohres 27 verbunden ist, und eine
eigene Auslaßöffnung hat,
die mit einem Behälter 28 zur
Ansammlung und Zufuhr des Fluides zu der Pumpe 26 mittels
einer Rückleitung 29 verbunden
ist. Der Verteiler 25 umfaßt außerdem zwei Öffnungen
zum Einlaß/Auslaß des Öles, von
denen eine mit der Kammer 21 mittels eines ersten Rohres 31 verbunden
ist, während
die andere mittels eines zweiten Rohres 32 und mittels
eines axialen Kanals 33, die sich zwischen dem Zwischenkörper 6 und
der Stange 9 erstreckt, mit der Kammer 22 verbunden
ist.
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Wie wiederum in 1 gezeigt ist, umfaßt die Einheit 4 schließlich eine
Lenkschloß-Vorrichtung 35,
die wiederum für
jedes der Rohre 31 und 32 ein jeweiliges bistabiles
Magnetventil 36 umfaßt,
das entlang der entsprechenden Rohre 31, 32 selbst
angeordnet ist, um die Strömung
des Öles
innerhalb der entsprechenden Rohre 31, 32 zu unterbrechen.
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Wie insbesondere in 2 gezeigt ist, umfaßt jedes Magnetventil 36 eine
entsprechende Hülle 37,
die einteilig mit dem (nicht gezeigten) Stützkörper verbunden sein kann und
eine Kammer 39 abgrenzt, die mit dem Äußeren über zwei Kanäle 40 und 41 in Verbindung
steht, die sich koaxial relativ zu einer Achse 42 der entsprechenden
Rohre 31, 32 erstrecken und jeweils mit einer
jeweiligen Abzweigung der Rohre 31, 32 selbst
verbunden sind.
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Wie wiederum in 2 gezeigt ist, ist innerhalb jeder Kammer 39 ein
entsprechendes Unterbrechungselement 44 untergebracht,
das das bewegliche Element des Magnetventiles 36 darstellt
und mittels einer entsprechenden Betätigungsschaltung 44a entlang
einer Richtung 45, die im rechten Winkel zu der Achse 42 steht,
zwischen einer vorgeschobenen Unterbrechungsstellung, in der es
sich zwischen den Kanälen 40 und 41 erstreckt
und wesentlich die Strömung
des Öles
durch die Rohre 31, 32 hemmt, und einer zurückgezogenen
Ruhestellung, in der es die zwei Kanäle 40, 41 miteinander
in Verbindung bringt und folglich einen freien Kreislauf des Öles innerhalb der
entsprechenden Rohre 31, 32 zuläßt, verschoben
werden kann. Um versehentliche Verschiebungen der Unterbrechungselemente 44 in
ihre vorgeschobenen Unterbrechungsstellungen zu vermeiden, wenn Öl durch
die Rohre 31, 32 strömt, sind die Dimensionen jeder
Betätigungsschaltung 44a so,
daß eine
Schubkraft auf das entsprechende Element 44 in Richtung
seiner vorgeschobenen Arbeitsstellung ausgeübt wird, die niedriger als
die von dem Öl,
das innerhalb der entsprechenden Rohre 31, 32 strömt, auf
das relevante Unterbrechungselement 44 ausgeübte dynamische
Wirkung ist, wenn sich das Unterbrechungselement 44 selbst
in seiner zurückgezogenen
Stellung befindet.
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Wie wiederum in 2 gezeigt ist, ist an jedem Element 44 eine
eigene Durchgangsbohrung 47 vorgesehen, die ihre eigene
Achse, parallel zur Achse 42 und in den Kanälen 40 und 42,
hat, um die Zunahme des Öldruckes
in den Rohren 31 und 32 im Ergebnis eines Versuches,
das Lenkrad 3 mit ausgeschaltetem Motor und der Pumpe im
Ruhezustand zu drehen, wenn sich die Elemente 44 in ihren
vorgeschobenen Unterbrechungsstellungen befinden, zu begrenzen,
um bei der Verwendung ein Durchströmen des Öles mit einer minimalen Strömungsgeschwindigkeit
zuzulassen, um so etwa das Auftreten von Überdruck zu vermeiden und es
gleichzeitig praktisch unmöglich
zu machen, die Räder 2 einzuschlagen.
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Vor allem besitzt jede Bohrung 47 einen Durchmesser,
der viel kleiner als derjenige der Kanäle 40 und 41 und
der Rohre 31 und 32 ist, und der vorteilhafterweise
im Bereich zwischen 0,3 und 1 mm variabel ist.
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Die Einheit 4 wirkt beim
Gebrauch, wenn der Motor läuft,
wenn sich die Elemente 44 der Magnetventile 36 in
ihren zurückgezogenen
Stellungen befinden, wie eine normale servounterstützte Lenkeinheit,
während
die Elemente 44, wenn sie sich in ihren vorgeschobenen
Stellungen befinden, in der Weise eine Barriere gegen die Bewegung
des Öles
in den Rohren 31, 32 erzeugen, daß die Kammern 21 und 22 praktisch
von der Außenseite
isoliert und die Räder 2 und
das Lenkrad 3 folglich in Stellungen mit einem fest eingestellten
Winkel verriegelt sind.
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Unter diesen Bedingungen ist die
Einheit 4 daraufhin gegen hohe Kräfte, die über das Lenkrad 3 auf
die Welle 15 gerichtet sind, z. B. während eines versuchten Diebstahles,
gesichert; tatsächlich
wird der Überdruck
des Öles,
der im Ergebnis der Anwendung dieser Torsionskräfte erzeugt würde, durch
das Durchströmen
des Öles
durch die Bohrungen 47 verhindert, wobei das Durchströmen, wie
zuvor festgestellt, erstens eine langsame Drehung des Lenkrades 3 zuläßt, jedoch
zweitens eine normale Lenkung der Räder 2 verhindert.
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Es ist folglich aus den vorangehenden
Informationen offensichtlich, daß die beschriebene Lenkeinheit 4 die
zweifache Anforderung des hydraulischen Servo-Unterstützens der
Lenkung der Räder 2 und
der gleichzeitigen Schaffung eines effizienten und verläßlichen
Antidiebstahl-Systems mittels axialer Verriegelung des Zylinders 5 und
folglich des Verriegelns der Rädern 2 und
des Lenkrads 3 hinsichtlich des Winkels erfüllt.
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Es ist schließlich aus den vorangehenden
Informationen offensichtlich, daß Änderungen und Varianten, die
nicht von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie durch
die Ansprüche
definiert, abweichen, an der beschriebenen Einheit 4 vorgenommen
werden können.
Vor allem können
die Magnetventile in einer Art und Weise hergestellt sein, die sich
von der beispielhaft beschriebenen Art unterscheidet, und/oder können sie
durch Unterbrechungsvorrichtungen ersetzt sein, die andersartig sind
und in Stellungen angeordnet sind, die sich von denen der Magnetventile 36 unterscheiden,
die jedoch alle in der Weise konstruiert sind, daß sie die Stange 9 hydraulisch
in einer festen axialen Stellung relativ zu der entsprechenden Hülle 5a verriegeln.