DE911699C - Lenkhilfe, vorzugsweise fuer schwere Strassenkraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Lenkhilfe, vorzugsweise für schwere Straßenkraftfahrzeuge Schwere Straßenkraftfahrzeuge, insbesondere wenn sie auch vorderen Antrieb haben oder vorn zwillingsbereift sind, benötigen für die Handhabe des Steuers erhebliche Lenkkräfte. Soll die Übersetzung der Lenkschnecke nicht zu hoch gewählt und damit die schnelle Steuerfähigkeit des Fahrzeuges beeinträchtigt werden, so muß man maschinelle Lenkhilfen, auch Servolenkungen genannt, anwenden, wie sie bereits im Kraftfahrzeugbau bekannt sind. Die bisher bekannten Lenkhilfen arbeiten entweder mit Preßluft, die dem Bremsluftpresser bzw. dazu angeordneten Luftspeicherbehältern entnommen wird, oder auch hydraulisch, dergestalt, daß eine Druckölpumpe ständig von der Fahrzeugantriebsmaschine angetrieben und bei Benötigen einer Lenkhilfe der von der Pumpe erzeugte Druck und entsprechend der Schnelligkeit des Lenkvorganges eine entsprechende Leistung für die Steuerhilfe ausgenutzt wird. Beide Systeme haben den Nachteil, daß sie energiewirtschaftlich ungünstig sind, denn bei der mit Luft betätigten Lenkhilfe baut sich ein dem Lenkwiderstand entsprechender Luftdruck hinter dem Hilfskolben auf, der, solange der kurze Lenkvorgang dauert, nur mit vollem Druck arbeitet, sobald die Einlenkbewegung jedoch unterbrochen wird, sogleich durch ein Auslaßventil ins Freie abgelassen wird und daher mit seinem Energieinhalt verlorengeht. Die Mehrleistung, die von der Luftpresseranlage bei diesen Lenkhilfen verlangt wird, ist beträchtlich.
• Bei der vorerwähnten hydraulischen Anlage arbeitet die Druckölpumpe während der ganzen Zeit, in der eine Lenkhilfe nicht benötigt wird, über ein Überdruckventil oder auf einem kurzgeschlossenen Kreislauf. Dies ist nötig, da mit Einsetzen einer Lenkbewegung der Flüssigkeitsdruck sofort vorhanden sein muß. Die ständige Leistungsaufnahme dieser Pumpe stellt eine reine Verlustleistung dar.
• Die Erfindung betrifft eine Servolenkung bzw. Lenkhilfe, bei der eine Leistungsaufnahme von der Antriebsmaschine her nur so lange notwendig ist, wie der Lenkvorgang dauert, und zwar wird dies z.B. durch die Verwendung einer Kapsel- oder hydraulischen Axialkolbenpumpe mit entsprechendem Kolbenmotor erreicht.
• Abb. I zeigt die Gesamtanordnung des Lenkhilfesystems in einem Kraftfahrzeug. Die normale Kraftfahrzeugsteuerung z.B. mit geteilter Spurstange wird von dem Steuerrad I über die geteilte Steuersäule 2, die in der Einstellvorrichtung 3 geteilt ist, wie später noch beschrieben wird, über die Steuerschnecke 4 mit Steuersegment 5 betätigt. Über die mechanische Verbindung und die selbsthemmende Steuerschnecke hat also der Fahrer sein Fahrzeug stets sicher in der Hand, wie dies bei allen Kraftfahrzeugen üblich ist. Die Arbeit der Einstellung der zu steuernden Räder wird nun dem Fahrer mit Hilfe der Einstellvorrichtung 3 (Abb. 2) und der Axialkolbenpumpe 6 in Abb. I und 2 abgenommen. Die Einstellvorrichtung besteht z. B. aus zwei Scheiben 3 und 7 an der Trennstelle der geteilten Steuersäule, die infolge eines kleinen Spiels in der Mitnehmervorrichtung 8 bei Betätigung des Steuerrades I eine gewisse Relativdrehung gegenüber dem Steuersäulenteil mit der Schnecke 4 gestattet, die ausgenutzt wird, um über Kabelzüge 9 die Pumpe 6 je nach der Einlenkrichtung nach rechts oder links einzuschwenken. Erst in diesem Augenblick fördert die Pumpe Drucköl über die Leitung Io zu dem Axialkolbenmotor I2 und zurück über die Leitung II zur Pumpe. Die Pumpe stellt über einen mechanischen Antrieb, der nachfolgend beschrieben wird, die Steuerung in die neue Winkelstellung so lange ein, bis der Steuerdruck des Fahrers am Lenkrad I aufhört und damit automatisch die Pumpe 6 wieder in Mittelstellung, d.h. Leerlaufstellung zurückgeht, da die Einschwenkkräfte aus den Kabelzügen in diesem Augenblick wegen Fehlens einer Relativbewegung zwischen den Scheiben 3 und 7 verschwinden. So wiederholt sich dieses Spiel bei jeder Lenkbewegung.
• Der in Abb. I in Aufsicht gezeigte mechanische Antrieb von dem Axialkolbenmotor I2 her auf die Steuerung ist in Abb. 3 im Schema besonders herausgezeichnet. Der Motor I2 (Abb. 3) arbeitet, sobald er über die Leitungen Io oder II Drucköl erhält über eine Kupplung I3, ein Ritzel I4, ein großes Zahnrad I5, ein weiteres Ritzel I6 auf die Rückseite des Steuersegmentes 5 und von hier über die Spurstange I7 (Abb. I) und Lenkhebel I8 auf die Lenkvorrichtung der Räder. Da dieser Antrieb die freie Beweglichkeit des Steuerhandrades I durch den Fahrer nie beeinträchtigen darf, insbesondere auch dann nicht, wenn etwa in der Mechanik der Steuerhilfe ein Schaden auftritt, ist die Kupplung I3 als Gleitkupplung ausgebildet, die nur dann wirksam wird, wenn der Steuermotor I2 Drucköl erhält und damit von den Leitungen Io oder II über die Steuerleitungen I9 oder 2o und die Rückschlagventile 2I auf den Zylinder 22 mit Kolben Öldruck kommt, der die für die Kupplung notwendige Kuppelkraft erzeugt.
• Darüber hinaus kann durch eine mechanische Ausrückvorrichtung 23 der Fahrer, wenn er dies wünscht, auch noch von Hand den gesamten Steuerhilfsmechanismus auskuppeln und unwirksam machen. Die Rückschlagventile 2I sind notwendig, damit über die Leitungen I9 und 2o kein Kurzschluß für die Druckflüssigkeit geschaffen wird. Damit der Kolben im Zylinder 22 nach Ausbleiben der Steuerkraft wieder drucklos werden kann, sind in den Rückschlagventilen 2I, die in Abb. 4 im Prinzip nochmals größer herausgezeichnet sind, kleine Entlastungskanäle 24 angeordnet, durch die Sickeröl aus dem Zylinderraum 22 in das Leitungssystem I9, 2o zurücklaufen kann.
• Selbstverständlich kann die gleiche Wirkung auch mit anderen mechanischen Hilfsmitteln erreicht werden. Abb. 5 zeigt z.B. ein Schema, welches auf der Empfängerseite rein hydrostatisch arbeitet. An dem Steuersegment 5 ist ein Hebel 25 angebracht, an den die beiden in den Zylindern 26 befindlichen Kolben angelenkt sind. Kommt von der Pumpe 6 durch Einschwenken derselben von der Steuersäule her Drucköl in der einen oder anderen Richtung über die Leitungen Io oder II, so wird rein mechanisch die Lenkbewegung im Lenksegment 5 über die Kolben in den Zylinder 26 und den Hebel 25 unterstützt. Um die Freigängigkeit des Systems bei etwaigen Störungen an der Anlage sicherzustellen, ist eine Überstromleitung mit dem Sicherheitsventil 27 sowie den beiden Unterdruckschaltzylindern 28 mit ihrem Hebelwerk so angeordnet, daß bei fehlendem Druck in den Leitungen Io oder II über die Leitungen I9 und 2o ein Kurzschluß im Ölkreislauf dadurch erreicht wird, daß der eine der Zylinder 26, der durch die Betätigung des Lenksegmentes 5 vom Steuerrad her auf Unterdruck arbeitet, das Ventil 27 über sein Gestänge öffnet und damit den Druckausgleich ermöglicht. Das Ventil 27 kann gegen unzulässige Drucksteigung zugleich als Sicherheitsüberströmventil wirken.
• Selbstverständlich sind auch andere konstruktive Lösungen des -Erfindungsgedankens möglich, etwa durch Verwendung von Drehkolbenpumpen mit veränderlicher Exzentrizität oder Kapselpumpen, wobei in jedem Falle der tragende Gedanke bleibt, daß Leistung von der Fahrzeugantriebsmaschine od.dgl. nur in dem Augenblick abgenommen wird, in dem sie zur Arbeitsleistung bei einem Steuervorgang erforderlich ist.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Lenkhilfe, vorzugsweise für schwere Straßenkraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß unter Vermeidung von Leerlaufverlusten durch ständige Flüssigkeitsumwälzarbeit, insbesondere also auch Strömungsverlusten in Rohrleitungen, die Steuerhilfsenergie mit Hilfe von Kapselpumpen und -motoren mit verstellbarer Exzentrizität, hydraulischen Axialkolbengetrieben oder anderen hydraulischen umkehrbaren Pumpwerken mit Leerlauf- und Laststellungsmöglichkeit erzeugt und nutzbar gemacht wird.
2. 2. Lenkhilfe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verwendung an sich bekannter geteilter oder elastischer Steuersäulen (2) mit Relativverdrehungsmögliehkeit über Kabelzüge (9) die Beeinflussung der Steuerhilfsanlage durch Veränderung der Exzentrizität oder Winkelstellung des Pumpwerkes erfolgt.
3. 3. Lenkhilfe nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkhilfe kraftschlüssig nur dann über eine Kupplung (I3) mit dem Lenkwerk verbunden ist, wenn auf das System arbeiterzeugende Druckflüssigkeit geleitet wird, die die Kupplung (I3) mit Hilfe des Druckölzylinders (22) betätigt.
4. 4. Lenkhilfe nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkhilfevorrichtung vom Fahrer über die Ausrückvorrichtung (23) nach Belieben vom Führerstand aus abgeschaltet und damit die Lenkung auf die übliche Steuerradlenkung von Hand umgestellt werden kann. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 727 o86, 567 5o6; schweizerische Patentschrift Nr. 23I 8I4; französische Patentschrift Nr. 993 964; USA.-Patentschriften Nr. 2 363 I79, 2 427 340, 2 368 135, 2 453 949.