DE937334C - Fluessigkeits-Servolenkung fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeits-Servolenkung für Kraftfahrzeuge mit einem Servomotor und .einem Steuerventil, das aus einem Steuerglied und einem mit Steuerbohrungen versehenen Gehäuse besteht, welche beide zwischen zwei Teile des die Lenkkraft übertragenden Lenkgestänges geschaltet sind, wobei der Zylinder des Servomotors starr mit dem Ventilgehäuse und der in dem Zylinder gleitende Kolben mit dem Fahrzeuigrahmen verbunden ist.

Man hat Servoeinrichtungen dieser Art in ,das Lenkgestänge so 'eingebaut, daß ihr Gehäuse als Verbindungsglied zwischen die Spurstangen der Lenkung eingeschaltet ist. Das Gehäuse muß· daher so stark ausgebildet sein, daß es nicht nur die Kräfte infolge der teleskopartigen Wirkung der Servoeinrichtung aufnehmen kann, sondern zusätzlich auch die Kräfte, die sich aus dem Drehen der Räder ergeben. Diese zusätzlichen Kräfte können außerordentlich hoch werden, wenn z. B. eine Kurve schnell durchfahren wird, da hohe, einander entgegengesetzte Kräfte infolge der Kreiselwirkung der Räder auf die Spurstangen ausgeübt werden. Ein weiterer Nachteil ist darin zu erblicken, daß das Gehäuse um das Ende schwenkbar ist, an dem die Kolbenstange am Fahrzeugrahmen befestigt ist, so daß das Gehäuse um diesen festen Punkt schwingt, wenn der Lenkstockhebel des Lenkgetriebes sich bewegt. Dies verursacht eine ungleiche Bewegung der Enden der Spurstangen. Theoretisch ist aber eine parallele Bewegung der Glieder erforderlich, die die Enden der Spur-

stangen mit dem Lenkstockhebel verbinden. Dies wird gewöhnlich dadurch erreicht, daß ein Zwischenhebel symmetrisch zum Lenkstockhebel am Rahmen befestigt wird, der gleiche Länge wie dieser aufweist und schwenkbar mit dem gegenüberliegenden Ende des erwähnten Verbindungsgliedes verbunden ist.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Bauart, 'die eine Änderung der geometrischen Verhältnisse der Lenkung nicht erfordert, so daß diese in bestmöglicher Weise ausgebildet werden kann, wobei 'die Vorteile der gattungsgemäßen Bauart der Servoeinrichtung 'erhalten bleiben, nämlich gedrängter und stabiler Aufbau, geringstmögliohe Anzahl der Verbindungsglieder beim Einbau und geringe Anzahl von frei zu verlegenden Flüssigkeitsleitungen.

Die Erfindung besteht darin, daß das Ventilsteuerglied mit einem um einen Zapfen schwenkbaren Lenkstockhebel und das Ventilgehäuse mit . einem um den gleichen Zapfen schwenkbaren Zwischenhebel derart verbunden sind, daß die Anlenkpunkte am Ventilsteuerglied und am Ventilgehäuse im gleichen Abstand von dem Zapfen.liegen. Weitere Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung und den Ansprüchen.

Da das Gehäuse der Servoeinrichtung nicht einen

Teil des Lenkgestänges bildet, brauicht es' nur so stark ausgebildet zu werden, daß es die infolge der teleskopartigen Wirkung der Servoeinrichtungen bedingten Kräfte aufnehmen kann.

Weiterhin ist von wesentlicher Bedeutung, daß

die Folgebewegung des " Zwischenhebels in .genau der gleichen Bahn erfolgt wie die das Ventilsteuerglied verstellende Bewegung des Lenkstockhebels.

Es .ergibt sich hieraus, daß kein Verkanten oder Verdrehen der zusammenwirkenden Teile möglich ist, so daß die Lebensdauer dieser Teile beträcht-

. lieh, erhöht wird.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt

Fig. ι eine teilweise Seitenansicht auf die erfindungsgiemäße Einrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung der Pfeile 2-2 der Fig. 1 gesehen,

Fig. 3 im Längsschnitt ein für .die Erfindung kennzeichnender gemeinsamer Ventil- und Kraftzylinder nach Linie 3-3 der Fig. 1 geschnitten, wobei einzelne Teile schemaüsch dargestellt sind, und Fig. 4 in größerem Maßstab einen Längsschnitt durch das Steuerventil.

Am Fahrzeugrahmen ι ο ist ein Lenkgetriebegehäuse 12 befestigt, an das eine in 'einem am Lenkgetriebegehäuse befestigten Mantel 16 liegende Lenkspindel 14 angeschlossen ist.

Ein Lenkzapfen 17 ragt seitwärts aus dem Lenkgietriebegehäu'se (Fig. 2) und trägt einen schwenkbaren Zwischenhebel 18', der an seinem unteren Ende über eine Kugelzapfenverbindung und einen Lenker 20 mit einer Zugstange 22 verbunden ist. Seitlich neben dem Zwischenhebel ist auf dem Lenkzapfen 17 ein Lenkstoekhebel 24 befestigt, dessen unteres Ende einen halbkugelförmigen Kopf 2 6 trägt (Fig. 4). Dieser ragt in ein Gehäuse 28, das leinen-Teil der Hilfskraftednrichtung30 der Lenkung bildet. Der Zwischenhebel 18 hat einen ähnlichen halbkugelförmigen Ansatz 32 zwischen seinen beiden Enden, der in das Gehäuse 28 von der entgegengesetzten Seite eintritt und dem Halbkugelkopf 26 gegenüberliegt. Wenn die Hilfskrafteinrichtung in der mittleren, neutralen Lage ist (Fig. 3 und 4), liegen die beiden Halbkugelköpfe 26, 32 auf einer gemeinsamen Achse a-b.

Der Halbkuigelkopf 26 sitzt in einem Sockel 36 einer im Gehäuse 28 längs verschieblichen Stange 46 und wird in seiner Lage durch eine Schraubenfeder 38 festgehalten, die zwischen einem ringförmigen drehbaren Federteller 40 und der inneren Fläche 42 eines Bundes am unteren Ende des Lenkstockhebels 24 liegt. Der Verlust von Schmiermittel und der Eintritt von Schmutz ist durch eine Dich- ■ rung 44 verhindert.

Der Halbkugelkopf 3 2 wird von einem in das Gehäuse 28 eingeschraubten Sockel 52 aufgenommen, der in einer gewünschten Lage durch eine Schraube 54 festgehalten wird. Der Halbkugelkopf wird im Sockel durch eine Feder 56 gehalten, die zwischen einem ringförmigen drehbaren Federteller 58 und einem Bund des Zwischenhebels 18 liegt. Auch hier ist eine Dichtung vorgesehen.

Die Stange 46 ist an ihrem einen Ende im Gehäuse 28 und am anderen Ende in einer Büchse 66 gelagert. Die Büchse 66 sitzt im Gehäuse 28 und ist abgesetzt, um ein Ventilgehäuse 60 festzulegen, das am Gehäuse befestigt ist. Das Ventilgehäuse enthält ein Steuerglied^, das auf einer Stange 48 sitzt, die über einen Flansch 50 mit der Stange 46 verbunden ist. Das Steuerglied 34 ist auf der Stange 48 durch eine Mutter 136 befestigt, wobei zwischen .dieser Mutter und dem Steuerglied eine Abstandsbuchse 126 vorgesehen ist. An dem Gehäuse 60 sitzt eine Endkappe 62, die die Innenstirnfläche eines.- Kraftzylinders 64 bildet. Der' Kraftzylinder ist aus zwei konzentrischen mit Abstand voneinander liegenden Rohren 104 und 106 gebildet, deren äußere Enden durch eine zweite Endkappe 112 verschlossen sind.

Die Endkappe 112 bildet ein Lager für eine Stange 114, die einen im Rohr 104 gleitenden Kolben 116 trägt. Die Stange 114 tritt durch eine zwischen zwei Scheiben 120 in der Endkappe liegende Öldichtung 118 hindurch und ist unter Zwischenschaltung von Gummischeiben 124 mit einem Bügel des Fahrzeugrahmens 10 verbunden (Fig. 1).

Das Ventilgehäuse 60 (Fig. 4) bildet in der Innenbohrung drei ringförmige Kammern 68, 70, 72, die mit drei Steuerbunden 74, 76 und 78 und zwei zwischen diesen liegenden Ringnuten 100, 102 des Steuergliedes zusammenarbeiten. Ein Kanal 80 verbindet die Ringkammer 68 mit 'einer Zuströmleitung (Fig. 3), die von einer von der Kurbelwelle der Antriebsmaschine angetriebenen Pumpe 84 kommt. Die Pumpe saugt Öl aus einem Behälter 86. Wenn auch zum Betrieb eine nicht zusammendrückbare Flüssigkeit, wie ein mineralisches Öl geeigneter Viskosifät, vorzuziehen ist, so kann die Einrichtung

aber auch mit Druckluft oder mit Unterdruck betrieben werden. Kanäle 88, 90 münden zwischen den Ringkammern 68 und 70 bzw. 68 und 72 und sind über Leitungen 110 und 108 mit Kammern 94, 92 zu beiden Seiten des Kolbens 116 im Kraftzylinder 64 verbunden. Kanäle 98 und 96 verbinden die Kammern 72 bzw. 70 mit einer Leitung 85, die zum Behälter 86 führt.

Die Abstandsbuchse 126 ist von einer Schraubenfeder 128 umgeben, die zwischen zwei Druckscheiben 130, 132 liegt. Druckscheibe 130 liegt gegen eine Schulter der Endkappe 62 an und Scheibe 132 gegen einen Ring 134 zwischen der Endkappe und dem Ventilgehäuse 60. Die Achse des Ventils liegt rechtwinklig zur Achse a-b der Halbkugelköpfe 26, 32.

Um einen Rechtseinschlag zu bewirken, wird die Lenkspindel 14 im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch der Lenkzapfen 17 zusammen mit dem Lenkstockhebel 24 gegen den Uhrzeigersinn verdreht wird. Übersteigt der Lenkwiderstand die durch die das Steuerglied 34 in die Mittellage zwingende Feder 128 bestimmte Größe, so verstellt die eingeleitete Bewegung des Lenkstockhebels 24 die Stange 46 und damit das Steuerglied 3 4 nach rechts. Hierbei schließt der mittlere Steuerbund 74 die Ringnut 100 von der Zuströmleitung 80 und der äußere Steuerbund 78 die Ringnut 102 von der Abströmleitung 98 ab. Die Druckflüssigkeit wird über die Leitung 108 von der Ringnut 102 zur Kammer 92 auf der rechten Seite des Kolbens 116 in den Zylinder 64 geleitet. Zylinder und Ventilgehäuse werden nach rechts gezwungen und bewegen den Zwischenhebel 18 und die Zugstange 20 in dieser Richtung, wodurch die Lenkräder nach rechts geschwenkt werden.

Bei dieser Bewegung folgt das Ventilgehäuse 60 dem Steuerglied 34 nach, bis die Mittellage beider Teile zueinander erreicht ist, in der der Flüssigkeitsstrom zum Zylinder 64 abgeschlossen wird. Wird die Lenkspindel gegen den Uhrzeigersinn gedreht, um Linkseinschlag zu bewirken, so ist die Wirkung entsprechend umgekehrt.

Die schwache Bewegung der Halbkugelköpfe 26, 32 in ihren Sockeln während der Bewegung des Zylinders und des Ventils erfolgt unter geringstem Widerstand, und das Spiel zwischen den Stirnflächen der beiden Halbkugelkörper ist nur so groß, daß die relative Längsbewegung der Halbkugelkörper während der Betätigung des Ventils erfolgen kann.

Die Feder 128 ist vorbelastet, um die Rückstellkraft zu bestimmen, die dem Fahrer das Steuergefühl vermittelt. Normalerweise ist die Rückstellkraft so gewählt, daß sie einer Kraft am Handrad der Lenkspindel von etwa 0,9 bis etwa 3,6 kg entspricht. Bleibt der Lenkwiderstand unterhalb dieses Wertes, so erfolgt die Lenkung allein durch Handkraft, da ein Verstellen des Ventils durch die Zentrieraqgsfeder verhindert wird. Fällt die Ölpumpe aus, so erfolgt die Lenkung von Hand unabhängig vom Widerstand, wobei die aufzuwendende Kraft nur wenig ,höher ist als bei Lenkung von Hand ohne Hilfskraft.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Flüssigkeits-Servolenkung für Kraftfahrzeuge mit einem Servomotor und einem Steuerventil, das aus einem Steuerglied und einem mit Steuerbohrungen versehenen Gehäuse besteht, welche beide zwischen zwei Teile des die Lenkkraft übertragenden Lenkgestänges geschaltet sind, wobei der Zylinder des Servomotors starr mit dem Ventilgehäuse und der in dem Zylinder gleitende Kolben mit dem Fahrzeugrahmen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilsteuerglied (34) mit einem um einen Zapfen (17) schwenkbaren Lenkstockhebel (24) und das Ventilgehäuse (60) mit einem um den gleichen Zapfen (17) schwenkbaren Zwischenhebel (18) derart verbunden sind, daß die Anlenkpunkte am Ventilsteuerglied und am Ventilgehäuse im gleichen Abstand von dem Zapfen (17) liegen.
2. 2. Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen (26, 36, 32, 52) zwischen dem Lenkstockhebel (24), dem Zwischenhebel (18) und dem Ventilgehäuse (60) bzw. Ventilsteuerglied (34) so ausgebildet sind, daß die Arme in ihren Lagern reine Drehbewegungen ausführen.
3. 3. Servolenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen an den Armen halbkugelförmige Gestalt (26, 32) haben und in entsprechende Sockel (36, 52) im Ventilsteuerglied (34) bzw. Ventilgehäuse (60) eingreifen.
4. 4. Servolenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die halbkugelförmigen Teile (26, 32) der Verbindungen in die Hilfskrafteinrichtung von entgegengesetzten Seiten ■eintreten und mit ihren Stirnflächen so zusammenliegen, daß sie sich im wesentlichen zu einer vollständigen Kugel ergänzen.

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   Angezogene Druckschriften:

   Zeitschrift »The American Automobile«, v. Juli 1953, S. 64;

   deutsche Patentschrift Nr. 647 130;
   französische Patentschrift Nr. 629649; britische Patentschrift Nr. 335 539;
   USA.-Patentschrift Nr. 1952034.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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