DE69529416T2

DE69529416T2 - Servohydraulische mittenzentrierung für fahrzeuglenksysteme

Info

Publication number: DE69529416T2
Application number: DE69529416T
Authority: DE
Inventors: Durrell U. Howard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-09-28
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2015-09-27
Also published as: EP0783424B1; EP0783424A4; CA2197710C; MX9702186A; DE69529416D1; EP0783424A1; AU3643195A; US5536028A; WO1996009948A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft Fahrzeuglenksysteme und insbesondere eine Zentriervorrichtung zum Steuern der lenkbaren Räder eines Fahrzeugs wie z. B. eines Wohnmobils, eines Busses, eines Lastkraftwagens, eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen, so daß trotz störender Lenkeingangskräfte, wie z. B. jener, die durch variable Seitenwinde, Scheitelkrümmung oder Schräge der Straße oder andere Faktoren, die sich gewöhnlich nachteilig auf die Fahrzeuglenkung durch den Fahrer auswirken, verursacht werden, eine zentrale Lenkposition ausgewählt und aufrechterhalten wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Lenksysteme von Straßenfahrzeugen und dergleichen sind hauptsächlich für die Fahrersteuerung ausgelegt. In diesen Systemen hängen die Lenkkraft, die am Lenkrad erforderlich ist, und das Verhältnis zwischen der Lenkradbewegung und der Bewegung der lenkbaren Bodenräder von den Eigenschaften des speziellen Fahrzeugs und von den Bedingungen, unter denen es gewöhnlich betrieben wird, ab. Eine breite Vielfalt von äußeren Kräften kann auf ein Fahrzeuglenksystem einwirken und man muß mit störenden Lenkeingangskräften, die durch diese Kräfte verursacht werden, zufriedenstellend zurechtkommen, um eine stabile und kontrollierbare Lenkung eines Fahrzeugs vorzusehen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, werden die Effekte von irgendwelchen störenden Lenkeingangskräften vergrößert, was es für den Fahrer erforderlich macht, eine genauere und sorgfältigere Fahrsteuerung auszuüben.
Fahrzeuge mit Lenksystemen mit Nachlauf halten die Spur im allgemeinen relativ geradeaus und widerstehen im allgemeinen normalen Lenkeingangskräften von der Mitte weg, einschließlich jener des Fahrers. Absichtliche Wendemanöver durch den Fahrer erfordern daher eine ausreichende Wendekraft, um diesen zwangsläufigen Widerstand gegen die Bewegung von der Mitte weg zu überwinden. Wenn der Fahrer die auf das Lenkrad aufgebrachte Wendekraft nachläßt, weist ein Nachlaufsystem eine eindeutige Tendenz auf, in seine Geradeausposition zurückzukehren, obwohl es über die neutrale oder zentrale Position hinausschießen kann, wenn das Lenkrad vollständig losgelassen wird.
Obwohl ein Nachlauf in gewisser Hinsicht erwünscht ist, ist er nicht ohne Kompromisse über das volle Lenkspektrum. Die nachteiligen Effekte von starken, böigen Seitenwinden sind beispielsweise gewöhnlich bei Nachlauf ausgeprägter. Wie sein Name implizieren würde, läuft das Fahrzeug gewöhnlich in Richtung der Seite der Fahrbahn nach, zu der es durch den Wind geschoben wird. Ebenso kann ein hoher Scheitel in der Mitte der Fahrbahn oder eine schräge Fahrbahn verursachen, daß sich Fahrzeuge zur Kante der Straße wenden, das heißt, in der Bergabrichtung. Außerdem sieht ein großzügiger Nachlauf signifikanten Widerstand gegen Wendungen mit kleinem Radius vor, was Stadtfahren ziemlich ermüdend machen kann. Diese drei nachteiligen Effekte sind einige der negativen Aspekte des Erreichens einer Lenkstabilität durch großzügige Ausmaße an Nachlauf.
Ein weiterer Nachteil von Lenksystemen des Standes der Technik besteht darin, daß störende Eingangskräfte, die von der Fahrbahn über die lenkbaren Räder übertragen werden, im wesentlichen die gesamte Lenkanordnung beeinflussen, bevor irgendein stabilisierender Widerstand vom Lenkrad angetroffen wird. Die negative Wirkung der lenkbaren Räder wird durch störende Lenkeingangskräfte von Seitenwinden, schrägen oder krummen Straßen, schlechten Straßenoberflächen und anderen nachteiligen dynamischen Lenkkräften verursacht. Innenwohnende geometrische Lenkeigenschaften können auch für störende Lenkeingangskräfte verantwortlich sein.
Die Übertragung dieser verschiedenen Eingangskräfte zwischen den lenkbaren Rädern und dem Lenkrad verursacht, daß die Verbindungskomponenten des Lenksystems wiederholt zwischen Zuständen von Zug und Druck schwingen. Solche Schwingungen verursachen Verschleiß und Spiel in Kugelgelenken und anderen Verbindungen und wurden lang als Hauptquelle für Beanspruchungsermüdung betrachtet, die zu einem vorzeitigen Ausfall von verschiedenen Lenksystemkomponenten führen kann. Mechanisches Spiel aufgrund von verschlissenen Teilen kann auch eine Ursache für Lenksystemschwingungen und Fahrzeugabwanderung sein, die konstante Korrekturen erfordern und daher eine Fahrerermüdung hervorrufen.
Die ideale Fahrsituation ist daher eine, bei der das Lenksystem von Natur aus bewirkt, daß das Fahrzeug in einer schleuderfreien geraden Linie fährt, wenn der Fahrer nicht absichtlich das Fahrzeug in eine andere Richtung wendet. Somit würde das ideale Lenksystem relativ wenig Aufmerksamkeit vom Fahrer erfordern, wenn das Fahrzeug entlang eines geradlinigen Weges die Fahrbahn entlang vorwärts fährt. Von einem Lenkstandpunkt sollte das Fahrzeug auf nichts außer die Lenkbefehle des Fahrers reagieren und diese müssen eine ausreichende Größe aufweisen, um einen signifikanten Widerstand gegen das Abwenden von der Mitte zu überwinden. Bei Abwesenheit einer Lenkeingangskraft durch den Fahrer sollte das Fahrzeug buchstäblich nichts tun, außer geradeaus vorwärts fahren.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung stellt eine verbesserte mittige Steuerung der lenkbaren Räder bereit und verringert signifikant eine Fahrerermüdung, da sie zu einer wesentlichen Verringerung der Fahrerlenkeingangskräfte führt. Dies wird durchgeführt, indem dem Fahrer ermöglicht wird, leicht kleine Einstellungen an der zentrierten Position des Lenksystems vorzunehmen, um die Lenkung des Fahrzeugs während seines Betriebs fein abzustimmen. Eine solche Feinabstimmung wird während der Fahrt durchgeführt und macht das Fahren angenehmer und weniger ermüdend.
Dazu umfaßt eine erfindungsgemäße Vorrichtung die in Anspruch 1 definierten Merkmale.
Die Erfindung umfaßt somit einen Servozentrierkompensator mit einer zentralen Position, die entfernt einstellbar ist, um dem Fahrer des Fahrzeugs zu ermöglichen, die zentrale Position des Lenksystems zu ändern und zurückzusetzen, um neue oder geänderte Lenkkräfte zu kompensieren, die ansonsten verursachen würden, daß das Fahrzeug von seinem Geradeauskurs abkommt.
Außerdem stellt der Servozentrierkompensator der Erfindung entfernt einstellbare Pegel einer Widerstandskraft, um Lenkbewegungen von der Mitte weg entgegenzuwirken, und einer Zentrierkraft zum Zurückbringen des Lenksystems in seine zentrale Position nach einer Wendebewegung bereit. Die Einstellungseinrichtung stellt auch verschiedene Pegel einer Lenkkraft bereit, um eine Lenkbewegung von der Mitte weg einzuleiten oder in diese auszubrechen. Dieser Kraftpegel wird in dieser Beschreibung manchmal als "Ausbrechwiderstand" bezeichnet. Verschiedene Pegel eines Ausbrechwiderstandes und einer Widerstandskraft können geeignet sein, um verschiedene Lenksystemeigenschaften an den gleichen oder verschiedenen Arten von Fahrzeugen und/oder Änderungen in den Kräften, die auf das Fahrzeug wirken, zu kompensieren. Der Pegel des Ausbrechwiderstandes und der Widerstandskraft, die der Bewegung von der Mitte weg entgegenwirkt, kann entweder durch einen Steuermechanismus, der vom Fahrer betätigbar ist, oder durch einen Geschwindigkeitssteuermechanismus, der auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs reagiert, entfernt eingestellt werden.
Die Servozentrierkraft zum Zurückführen des Lenksystems zur Mitte kann auch entweder durch einen Steuermechanismus, der vom Fahrer betätigbar ist, oder durch einen Geschwindigkeitsteuermechanismus, der auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs reagiert, entfernt eingestellt werden. Bei der vorliegenden Erfindung kann der Pegel dieser Rückstellkraft derselbe sein wie der Widerstandskraftpegel oder kann sich von diesem unterscheiden. Sowohl die Widerstandskraft als auch die Rückstellkraft, die vom Kompensator bereitgestellt werden, werden erhöht oder gesenkt, um einen Pegel einer Kraft vorzusehen, der ausreicht, um irgendwelche störenden Lenkeingangskräfte zu überwinden und das Fahrerstraßengefühl, insbesondere ein Gefühl für das Lenkrad, anzupassen, das den Fahrer wissen läßt, wenn die gelenkten Räder beginnen, sich von der Mitte wegzubewegen und sich nahe an die Rückkehr zur Mitte annähern.
Der Servozentrierkompensator kann kontinuierlich eingeschaltet gelassen werden, da er mit der Zündung automatisch abschaltet und wieder einschaltet, wenn der Motor gestartet wird. Bei jeglicher Fehlfunktion der Servolenkung des Fahrzeugs schaltet ein automatisches Deaktivierungsmerkmal der Erfindung den Kompensator vollständig ab.
Bei Abwesenheit des Kompensators erfordern störende Eingangskräfte in die und/oder mechanisches Spiel in der Lenkanordnung eine fast konstante Betätigung des Lenkrades durch den Fahrer und machen es für den Fahrer fast unmöglich, das Fahrzeug auf einem echten Geradeauskurs zu halten. Die Verwendung des Kompensators ermöglicht eine beträchtliche Verringerung des Nachlaufwinkels von Fahrzeugen mit Nachlauf, wodurch der Seitenwindeffekt signifikant verringert wird. Bei Verbindung mit schwachen oder weichen Lenksystemen, d. h. jenen ohne Nachlauf oder mit Vorlauf, versieht die Erfindung den Fahrer mit einer zwangsläufigen Gefühlskontrolle, die bisher mit diesen Arten von Systemen nicht erreichbar war. Daher wird eine zwangsläufige Stabilität für vorher instabile Lenksysteme erreicht.
Die Erfindung stellt auch ein unverkennbares Gefühl bereit, wenn man sich der zentralen Position nähert oder diese verläßt. Somit wird der Tastsinn zum Sehvermögen hinzugefügt, um die Steuerung des Fahrzeugs zu unterstützen und die Fahrerermüdung zu verringern. Der ausgewählte Wendewiderstand sollte das für den Fahrer erwünschte Straßengefühl zufriedenstellen und ausreichen, um erwartete störende Eingangskräfte zu überwinden.
Obwohl die vorliegende Erfindung als Servozentriermechanismus für Kraftfahrzeuge besonders nützlich ist, kann sie verwendet werden, um ein beliebiges lenkbares Element, das zu einer Seite einer vorgewählten Position beweglich ist, zu positionieren. Der Kompensator kann beispielsweise einen Außenbordmotor zentriert halten, so daß ein Boot in Gegenwart von störenden Lenkkräften, die durch Wind und Wellenbewegung erzeugt werden, einem geraden Kurs über das Wasser folgt. Der Kompensator kann auch verwendet werden, um solche lenkbaren Elemente wie die Ruder von Schiffen oder Flugzeugen und die Zugstangen von Sattelschleppern oder Schienenfahrzeugen zu zentrieren. Der Kompensator ist sowohl mit Servo- als auch Nicht-Servo-Lenksystemen verwendbar, wobei der Pegel an bereitgestellten Kompensationskräften gewöhnlich für Fahrzeuge ohne Servolenkung geringer ist.
Der Kompensator kann bei Lenksystemen mit einem Untersetzungsgetriebe zwischen dem Lenkrad und den lenkbaren Rädern verwendet werden. Bei dieser Anwendung ist der Kompensator vorzugsweise mit dem Lenksystem an einem Ort zwischen den lenkbaren Rädern und dem Untersetzungsgetriebe verbunden, so daß er durch irgendein Spiel im Untersetzungsgetriebe oder in den Komponenten und Verbindungen zwischen dem Untersetzungsgetriebe und dem Lenkrad unbeeinflußt ist. Er befindet sich daher auf der langsamen Seite des Untersetzungsverhältnisses. Die Erfindung stellt somit eine hydraulische Zentrieranordnung mit Spielfreiheit bereit.
Der Kompensator ist vorzugsweise zwischen dem Lenksystem und der Vorderachse oder einem Rahmenelement des Fahrzeugs in einer Position angeschlossen, die ermöglicht, daß sich das lenkbare Element über seinen vollen Bereich von Lenkbewegungen bewegt, während eine ausreichende Hebelwirkung bereitgestellt wird, damit die Vorrichtung einer Bewegung des lenkbaren Elements von der zentralen Position weg widersteht, was eine Geradeausfahrt des Fahrzeugs erzeugt. Die Lenksystemverbindung kann mit irgendeiner Lenksystemkomponente hergestellt werden, die einen geeigneten Bereich und eine geeignete Hebelwirkung bereitstellt, wie z. B. eine Spurstange, die die zwei lenkbaren Vorderräder eines Straßenfahrzeugs verbindet, oder der Lenkstockhebel, der mit dem Untersetzungsgetriebe verbunden ist. Die Rahmenverbindung kann mit irgendeiner Komponente hergestellt werden, die als ortsfeste Halterung relativ zum Lenksystem dient. Diese ortsfeste Komponente kann ein Rahmenelement oder eine Achse oder irgendein anderer Teil sein, der vom Fahrzeugrahmen anstatt von einem tatsächlichen Rahmenelement getragen wird.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung weisen daher die folgenden Merkmale auf eine Widerstandskraft zum Entgegenwirken einer Lenkbewegung von der Mitte weg und eine Rückstellkraft für die Rückkehr zur Mitte mit jeweils ausreichender Größe, um störende Lenkeingangskräfte zu überwinden, entfernt variable Pegel von Widerstandskraft und Rückstellkraft über einen vorbestimmten Bereich einer Wendebewegung, entfernt ausgleichbare zentrale Position, keine wesentliche Überschreitung, freie Rückkehr zur zentralen Position, ausfallsicherer Modus zum Deaktivieren des Kompensators bei Abwesenheit der Servolenkung, Präzisions- und spielfreie Zentrierung, spielfreier Ausgleich, Dämpfung von regellosen Lenkbewegungen, kompakte Größe, Nutzen für alte und neue Fahrzeuge mit oder ohne Servolenkung und unverkennbares Fahrerstraßengefühl.
Das Dokument US-A-4410193 des Standes der Technik offenbart eine Vorrichtung zum Positionieren mindestens eines lenkbaren Elements, das an einer Rahmeneinrichtung montiert ist, zur Bewegung zu einer Seite einer ausgewählten Position. Die Vorrichtung umfaßt eine Widerstandseinrichtung, eine Ausgleichseinrichtung und eine Betätigungseinrichtung. Die Widerstandseinrichtung stellt eine Widerstandskraft bereit, die Lenkkräften widersteht, die gewöhnlich das lenkbare Element zu einer Seite der ausgewählten Position bewegen, und umfaßt eine Kopplungseinrichtung mit variabler Länge, die sich zwischen dem lenkbaren Element und der Rahmeneinrichtung erstreckt. Die Länge der Kopplungseinrichtung definiert die ausgewählte Position. Die Ausgleichseinrichtung ist zum Verändern der ausgewählten Position des lenkbaren Elements betätigbar und umfaßt einen Ausgleichskolben, eine Ausgleichszylindereinrichtung zum Vorsehen einer ersten und einer zweiten Ausgleichskammer auf jeder Seite des Ausgleichskolbens und eine Ausgleichsdurchgangseinrichtung zum Vorsehen einer Strömung einer Flüssigkeit zu und aus jeder der Ausgleichskammern. Der Ausgleichskolben ist relativ zur Ausgleichszylindereinrichtung beweglich, um die Flüssigkeitsströmung zu bewirken und um die ausgewählte Position durch Ändern der Länge der Kopplungseinrichtung zu verändern. Die Betätigungseinrichtung betätigt die Ausgleichseinrichtung, um die ausgewählte Position des lenkbaren Elements von einer von der Ausgleichseinrichtung und dem lenkbaren Element entfernten Stelle steuerbar zu verändern. Die Betätigungseinrichtung umfaßt eine Quelle für die Flüssigkeit, eine Zuführungsleitungseinrichtung zum Zuführen von Flüssigkeit von der Quelle zur Ausgleichsdurchgangseinrichtung, eine Rückschlagventileinrichtung zum Verhindern, daß die zugeführte Flüssigkeit durch die Zuführungsleitungseinrichtung zur Quelle zurückströmt, eine Rückführungsleitungseinrichtung zum Zurückführen der Flüssigkeit von der Ausgleichsdurchgangseinrichtung zur Quelle, eine Ausgleichsventileinrichtung, die zwischen einer geschlossenen Position zum Verhindern einer Flüssigkeitsströmung zu und aus jeder der Ausgleichskammern und einer offenen Position zum Ermöglichen, daß sich der Kolben relativ zur Ausgleichszylindereinrichtung bewegt, betätigbar ist, so daß die Kolbenbewegung bewirkt, daß die Flüssigkeit zu einer der Ausgleichskammern und aus der anderen der Ausgleichskammern strömt, und eine Betätigungseinrichtung, die von der entfernten Stelle zum Betätigen der Ausgleichsventileinrichtung zwischen ihrer geschlossenen und offenen Position aktivierbar ist.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung kann sowohl hinsichtlich ihrer Struktur als auch ihrer Funktionsweise durch Bezugnahme auf die nachstehende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen weiter verstanden werden, in welchen gilt:
Fig. 1 ist eine Draufsicht, die die Installation der Erfindung zwischen dem Rahmen und dem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs darstellt;
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm des Fluid- und des elektrischen Systems und der Hauptkomponenten der Erfindung, und umfaßt Schnittansichten, die strukturelle Einzelheiten des Speichers, der Lenkzylinderanordnung und der Ausgleichszylinderanordnung zeigen;
Fig. 3 ist eine vergrößerte teilweise Schnittansicht der Lenk- und Ausgleichszylinderanordnungen von Fig. 2;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die die Fluiddurchgänge und Ventile innerhalb des Ausgleichsventilgehäuses darstellt, das in Fig. 2 und 3 am Ausgleichszylinder montiert gezeigt ist; und
Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm des Hydraulikfluidsystems mit den Fluiddurchgängen und Ventilen von Fig. 4.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Das Servozentriersystem der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Servozentrierkompensator, der allgemein mit 10 bezeichnet ist, welcher zwischen einer Vorderachse 11 und der Spurstange 19 eines herkömmlichen Kraftfahrzeugs angeschlossen sein kann, wie in Fig. 1 der Zeichnungen gezeigt. Die gezeigten Lenksystemkomponenten sind herkömmlich und umfassen Winkelhebel 32-32, die von Achsenschenkeln 34-34 getragen werden, die lenkbare Räder 36-36 für eine drehbare Wendebewegung um Achsschenkelbolzen (nicht dargestellt), die am Fahrzeugrahmen montiert sind, abstützen. Lenkeingangskräfte vom Fahrer werden auf die Spurstange 19 durch den Lenkstockhebel (nicht dargestellt) des Lenkgetriebes übertragen. Das äußere Ende eines Zentrierstabes 14 des Kompensators 10 ist mit der Spurstange 19 mittels eines Kugelgelenks 29 verbunden, welches mit dem äußeren Stabende durch eine an dieses geschraubte Universalverbindung 31 verbunden ist (Fig. 2).
Wie am besten in Fig. 2 und 3 zu sehen ist, umfaßt der Servozentrierkompensator eine Zentriereinheit 13 mit dem Zentrierstab 14, der sich von einem Ende nach außen erstreckt, und eine Ausgleichseinheit 16 am anderen Ende. Die Ausgleichseinheit 16 umfaßt einen Ausgleichszylinder 20 mit einem Abschlußkopf 21 und einem Zwischenkopf 22 und eine Ausgleichsventilanordnung 30, die an den Köpfen 21 und 22 durch Bolzen 23 bzw. 24 befestigt ist, die jeweils eine axiale Fluidbohrung 147 aufweisen, die mit einer Vielzahl von radialen Kanälen 148 in Verbindung stehen. Das Ausgleichsventil 30 wird durch eine Magnetspule 25 als Reaktion auf einen Fahrer des Fahrzeugs betätigt, der eine Ausgleichstaste 26 auf einem Bedienfeld 27 drückt, welche sich vorzugsweise an oder nahe der Position des Fahrers des Fahrzeugs befindet. Die am Fahrerbedienfeld 27 montierten Komponenten machen es möglich, daß die entsprechenden Lenkkorrekturen durchgeführt werden, während das Fahrzeug gefahren wird. Sollte der Fahrer einen Grad eines Lenkradzuges spüren, der zu einer Belästigung wird, dann wird er durch Drücken des Ausgleichsschalters schnell beseitigt.
Die Ausgleichstaste 26 betätigt einen elektrischen Schalter mit einer Kippkonstruktion, der durch eine Feder in eine Position mit offenem Stromkreis vorgespannt ist. Solche Schalter werden nur vorübergehend geschlossen, wenn der Kippschalter gegen die Federvorspannung in einer herabgedrückten Position gehalten wird. Somit wird die Ausgleichseinstellungsmagnetspule 25 nur betätigt, während der Kippschalter herabgedrückt wird. Das Loslassen des Kippschalters öffnet den Stromkreis und stoppt die Ausgleichseinstellung am ausgewählten Punkt.
Die Ausgleichseinheit 16 umfaßt auch einen Ausgleichsstab 17, der mit der Achse 11 mittels einer Montagestütze 28 verbunden ist, die das Kugelelement eines Kugelgelenks 33 trägt, welches mit dem äußeren Ende des Ausgleichsstabes 17 durch eine an dieses geschraubte Universalverbindung 35 verbunden ist. Die Kugelgelenke 29 und 33 ermöglichen eine Drehbewegung in der vertikalen Ebene und in einem begrenzten Ausmaß in der horizontalen Ebene und sind herkömmliche Gelenke, wobei ein vergrößertes kugelförmiges Ende an einem Stab oder Zapfen für eine Drehbewegung innerhalb einer umgehenden Zapfenstruktur, die von einem armartigen Element getragen wird, gehalten wird. Der Zapfen 31 des Kugelgelenks 33 ist außermittig an einer kreisförmigen Platte 35 der Stütze 28 montiert und die Platte 35 ist durch Bolzen zwischen die gegenüberliegenden Flächen von zwei zusätzlichen Platten 37 und 39 geklemmt, so daß eine Drehung der Platte 35, wenn die Bolzen locker sind, eine Gesamteinstellung des nominalen zentralen Abstands zwischen der Montagestütze 28 und der Spurstangenverbindung am Kugelgelenk 29 vorsieht.
Die Komponenten des Zentriersystems und die Art und Weise, in der sie ein Fahrzeuglenksystem zentrieren und stabilisieren, werden nun beschrieben. Es soll selbstverständlich sein, daß jede der beschriebenen Komponenten durch geeignet bemessene Fluidleitungen und elektrische Drähte miteinander verbunden sind und daß diese Leitungen und Drähte durch die Linien dargestellt sind, die die Komponenten miteinander verbinden, wie dargestellt.
Mit Bezug auf Fig. 2 und 3 ist eine spezielle strukturelle Anordnung der Komponenten dargestellt, die vorzugsweise in die Zentriereinheit 13 integriert oder direkt an dieser befestigt sind. Ein Zentrierzylindergehäuse 49 umschließt zwei separate innere Zylinder 50 und 51, deren benachbarte Enden durch eine Muffe 52 miteinander verbunden sind. Die Zylinder 50 und 51 enthalten Zentrierkolben 42 bzw. 44. Ein vergrößerter Stabkopf 40 ist am inneren Ende des Zentrierstabes 14 eingekeilt und befestigt. Der Kopf 40 ist zwischen entgegengesetzten Flächen der Kolben 42 und 44 angeordnet und dient als Stellglied für diese Kolben.
Ein Lüftungskanal 47 ist durch die Muffe 52 vorgesehen, um Luft in den Raum zwischen den Kolben 42 und 44 eintreten zu lassen und diesen verlassen zu lassen, wenn sie sich in den Zylindern 50 und 51 hin- und herbewegen. Der Kanal 47 entlüftet in einen ringförmigen Raum S zwischen der Außenseite der Zylinder 50 und 51 und der Innenseite des Gehäuses 49. Der ringförmige Raum S entlüftet wiederum über einen Ausgleichsgehäusedurchgang 72 und eine Lüftungsleitung 81 in einen Entlüftungsbehälter 55 mit einer Abflußleitung 57, die ein Absperrventil 59 enthält. Der Endteil des Zentrierstabes 14, der über das Zylindergehäuse 49 hinaussteht, ist von einer Schmutz- und Fettbarriere in Form eines flexiblen Faltenbalgs 82 umgeben, der auch in den Entlüftungsbehälter 55 durch eine Lüftungsleitung 90 entlüftet wird. Da Luft in den Lüftungsleitungen 81 und 90 hin- und herströmt, kann das Absperrventil 59 normalerweise geschlossen sein.
Das Ende des Zylinders 50 entgegengesetzt zur Muffe 52 ist durch einen Kopf 100 mit einer zapfengelagerten und abgedichteten Öffnung 102 für einen Gleitdurchgang des Zentrierstabes 14 geschlossen. Ein Satz von mehreren Dichtungen 104 und der Kopf 100 sind durch eine Abschlußkappe 106, die in das Zylindergehäuse 49 geschraubt oder gequetscht ist, an der Stelle befestigt. Der Kolben 42 weist eine abgedichtete Öffnung 108 für einen Gleitdurchgang des Stabes 14 während ihrer Bewegung des Kolbens 44 auf. Eine Kolbenstangendichtung 110 und ein Zapfen 112 sind im Kolben 42 durch einen Schnappring 113 befestigt. Das Ende des Zylinders 51 entgegengesetzt zur Muffe 52 ist durch den Zwischenkopf 22 des Ausgleichszylinders 20 geschlossen und diese zwei Zylinder sind durch Quetschen in Positionen jenseits der Dichtungsringe 114 bzw. 115 aneinander befestigt. Der Zentrierkolben 44 ist durch den Kolbenkopf 40 geringfügig bewegt gezeigt und der Zentrierkolben 42 ist in seiner vollständig zurückgezogenen Position gezeigt. Beide Kolben sind für eine Kompressionsbewegung in Richtung der entgegengesetzten Enden ihrer jeweiligen Kammern angeordnet, wobei sich der Kolben 42 in der Kammer 46 bewegt und der Kolben 44 sich in der Kammer 48 innerhalb der Zylinder 50 bzw. 51 bewegt.
Die zurückgezogene Position jedes Kolbens ist durch die innere ringförmige Muffe 52 definiert, die als Kolbenanschlag dient und vorzugsweise eine axiale Breite aufweist, die im wesentlichen (vorzugsweise innerhalb ein Vierhundertstel eines Millimeters (ein Zehntausendstel eines Inch)) gleich der axialen Dicke des Stabkopfes 40 ist. Eine Anschlagbreite, die größer als die Kopfdicke ist, ist unerwünscht, da Spalte zwischen gegenüberliegenden Oberflächen eine unvorgespannte Bewegung (Spiel) zwischen dem Stab 14 und den Zylindern 50 und 51 ermöglichen würde. Eine Anschlagbreite von weniger als der Kopfdicke ist auch unerwünscht, da dies Fluid zwischen den Kammern 46 und 48 durch eine Verbindungsleitung 53 hin- und herströmen lassen würde, so daß sich die Kolben 42 und 44 zusammen bewegen (abwandern) würden, bis einer von ihnen an der Muffe 52 aufsitzt, wobei kein Druckdifferential während einer solchen gemeinsamen Kolbenbewegung auf den Stabkopf aufgebracht wird. Folglich spannt das Druckbeaufschlagungssystem die Zentrierkolben konstant in einen im wesentlichen gleichzeitigen Eingriff sowohl mit dem Zentrieranschlag als auch dem Kolbenstangenkopf jederzeit vor, wenn der Kompensator aktiviert wird und sich in seiner zentralen Position befindet, so daß zu keiner Zeit während seines Betriebs ein signifikantes Spiel oder eine Abwanderung besteht.
Nahe dem Ende jeder Zentrierkammer entgegengesetzt zur zurückgezogenen Kolbenposition befindet sich ein einzelner Kanal zum Übertragen des Fluiddrucks auf die Kammer, wobei der Kanal 54 für die Kammer 46 dient und der Kanal 56 für die Kammer 48 dient. Die Kanäle 54 und 56 sind durch die Leitung 53 miteinander verbunden, die wiederum über die Ausgleichsventilanordnung 30 und die hydraulischen Leitungen 58 und 60 mit einem Speicher 62 verbunden ist, der Hydraulikfluid unter Druck zu den Zentrierkammern 46 und 48 liefert.
Das Fahrzeuglenksystem wird korrekt zentriert, wenn die Kolben 42 und 44 an der Muffe 52 anliegen. Um sich von der Muffe 52 weg zu bewegen oder auszubrechen, müssen diese Kolben den Widerstand überwinden, der vom Speicherdruck vorgesehen wird, welcher über die Zuführungsleitung 60 wirkt, die vorzugsweise einen leitungsinternen Filter 92 enthält. Ein wichtiges Merkmal der Zentriereinheit ist die Differenz der Durchmesser zwischen den Zylindern 50 und 51, wobei der Durchmesser des Zylinders 50 um ein Ausmaß größer ist, das ausreicht, um gleiche Zentrierkräfte an den Kolben 42 und 44 zu erzeugen, obwohl die Fläche des Kolbens 42 verloren ist, da der Zentrierstab 14 durch diese hindurch verläuft. Um gleiche Arbeitsflächen bereitzustellen, sind folglich die Querschnittsfläche des Zylinders 50 und die ringförmige Oberfläche des Kolbens 42 um das Ausmaß der Kolbenfläche, die aufgrund der Staböffnung 108 im Kolben 42 verloren ist, größer als die entsprechenden Flächen des Zylinders 51 und des Kolbens 44.
Der Speicher 62 weist eine ringförmige Flüssigkeitskammer 64, eine zentrale Gaskammer 66, die von der Flüssigkeitskammer durch eine flexible Blase 68 getrennt ist, und durch eine Magnetspule betätigte obere und untere Gasablaßventile 70 und 72 auf. Ein flüssiges Ausgleichsfluid ist bevorzugt, da es im Vergleich zu einem gasförmigen Ausgleichsfluid im wesentlichen inkompressibel ist und daher die Fähigkeit vorsieht, den Ausgleichskolben in seiner ausgeglichenen Position ohne merkliches Spiel zu verriegeln.
Die Blase 68 besteht vorzugsweise aus Neopren. Der Speicher 62 umfaßt auch einen oberen Kopf 93 und einen unteren Kopf 94, die durch eine äußere Gehäusewand 87 beabstandet und durch am Umfang beabstandete Bolzen 95 aneinander befestigt sind, von denen nur einer in Fig. 2 gezeigt ist. Die Gaskammer 66 ist über eine Leitung 67, einen Druckregler 69, eine Leitung 71, einen Trockner 73, einen Teilchenfilter 74, eine Leitung 79, ein Rückschlagventil 83, ein von einer Magnetspule betätigtes Absperrventil 75 und eine Drosselöffnung 85 zum Begrenzen der Durchflußrate zum Regler 69 mit einer Druckgasquelle 78 verbunden.
Der Gasdruck in der Kammer 66 wird durch einen Druckmesser 76 angegeben, der mit dem Druckregler 69 durch eine Leitung 77 verbunden ist. Das Gas ist vorzugsweise Luft und sowohl die Blase 68 als auch die umgebende Gehäusewand 87 des Speichers 62 sind vorzugsweise zylindrisch. Die Gasdruckquelle 78 kann eine Druckluftquelle wie z. B. ein Bordkompressor, ein Fahrzeug-Druckluftbremsensystem oder irgendeine andere herkömmliche Luftdruckquelle sein, und der Gasdruck wird durch einen Regelknopf 80 am Bedienfeld 27 des Fahrers geregelt.
Die Zentrierzylinder 50 und 51, der Ausgleichszylinder 20, das Ausgleichsventil 30 und der Speicher 62 sind relativ zueinander angeordnet und die Rückführungsleitung 58 ist derart angeordnet, daß irgendwelche Gasblasen B in den Zylindern und im Ausgleichsventil durch die Leitung 58 und über einen Einlaß 63 in den Speicher strömen. Dem Einlaß 63 kann ein Rückschlagventil 61 zum Verhindern einer Rückströmung des mit Gas verunreinigten Hydraulikfluids vorangehen. Nach dem Eintritt in den Speicher 62 steigen die Gasblasen B zur Grenzfläche F der Flüssigkeit und des Gases derart an, daß sich das Gas in einem oberen Teil der Flüssigkeitskammer 64 ansammelt, wo es ein Luftpolster 98 vorsieht, das demselben Zweck wie das Druckgas in der Kammer 66 dienen kann.
Ein Speicherauslaß 65 ist vom Einlaß 63 um die Umfangsausdehnung der ringförmigen Kammer 64 um einen Abstand entfernt, der ausreicht, um sicherzustellen, daß nur blasenfreie Flüssigkeit die Zuführungsleitung 60 erreicht, die mit dem Ausgleichsventil 30 verbunden ist. Daher ist der Auslaß 65 vom Einlaß 63 um mindestens etwa 90º, vorzugsweise mindestens etwa 120º, bevorzugter mindestens etwa 135º, noch bevorzugter mindestens etwa 150º und am meisten bevorzugt etwa 180º angeordnet. Dies stellt einen Präzisionsausgleich ohne Spiel oder Abwanderung der zentralen Position sicher, die ansonsten durch Gasblasen im Ausgleichszylinder verursacht werden könnten.
Die vorangehenden Merkmale beseitigen auch den Bedarf für einen Wartungsentlüftungsvorgang, nachdem das System mit ursprünglichem oder Austausch- Hydraulikfluid gefüllt wird. Mit anderen Worten, die Erfindung umfaßt eine Selbstentlüftungseinrichtung, die ein blasenfreies System gewährleistet, das in der Lage ist, eine enge Zentriertoleranz automatisch zu halten. Diese Selbstentlüftungseinrichtung umfaßt auch die Reihe von Rückschlagventilen, die angeordnet sind, um zu ermöglichen, daß nur blasenfreies Fluid in den Ausgleichszylinder eintritt. Während Ausgleichsvorgängen kehrt jegliches Fluid, das den Ausgleichszylinder verläßt, über einen Rückführungsströmungsweg, der vom Zuführungsströmungsweg isoliert ist, in den Speicherbehälter zurück. Obwohl es nicht immer erforderlich sein kann, blasenfreies Hydraulikfluid dem Zentrierzylinder zuzuführen, stellt das Rückschlagventil 61 sicher, daß blasenfreie Flüssigkeit auch zum Zentrierzylinder zugeführt wird, um zu helfen, eine spielfreie Präzisionszentrierung sicherzustellen.
Die Gaskammer 66 sollte groß genug sein, damit die Flüssigkeitskammer 64 das gesamte Fluidvolumen entweder von der Kammer 46 oder 48 ohne unangemessenes Zusammenfallen der Blase 68 aufnimmt. Ein Entlüftungsdurchgang 86, der einen normalerweise geschlossenen Entlüftungshahn 88 enthält, ermöglicht, daß die Flüssigkeitskammer 64 teilweise mit dem Hydraulikfluid bis zum Pegel der Oberseite eines Füllhalses 89 gefüllt wird.
Der Gasdruck in der Kammer 66 wirkt durch die Blase 68 zum Speichern von Fluidenergie, die von der Hydraulikseite des Systems empfangen wird, und zum Aufrechterhalten des Fluiddrucks auf der Flüssigkeitsseite der jeweiligen Kolben 42 und 44 bis zu einem solchen Zeitpunkt, zu dem der Gasdruck durch Betätigung von Ablaßventilen 70 und/oder 72 als Reaktion auf das Abschalten des Systems mit einem Ein-Aus-Schalter 90 auf Umgebungsatmosphäre entspannt wird. Der Schalter 90 ist mit einem elektrischen Bus 101 durch eine Leitung 103 verbunden, die einen Stromunterbrecher 105 enthält. Das untere Ablaßventil 72 umfaßt eine Abflußleitung 91 und weist den dualen Zweck des Ablassens von sowohl Gas als auch irgendeiner Flüssigkeit (wie z. B. kondensiertem Wasser), das sich in der Gaskammer 66 ansammelt, auf. Ein Druckbegrenzungsventil (nicht dargestellt) kann mit der Gaskammerseite des Speichers in Verbindung stehen, um eine obere Grenze für die Widerstands- und die Rückstellkraft vorzusehen, die von dem Kontakt zwischen den jeweiligen Kolben und dem Kolbenstangenkopf dazwischen erzeugt werden können.
Der Luftdruck im Speicher 62 wird jedesmal, wenn das System eingeschaltet wird, automatisch nachgeladen, wodurch eine Nachladewartungsfunktion beseitigt wird. Die Gaskammer 66 des Druckspeichers 62 ist durch geeignete Luftfilter und/oder Trockner 73 und 74 vor Feuchtigkeit geschützt. In Systemen, die von einem Luftkompressor versorgt werden, kann das Abführen vom oberen Speicherablaßventil 70 zum Kompressor-Einlaßfilter (nicht dargestellt) geleitet werden, um eine Rückspülfunktion vorzusehen, um diesen Kompressorfilter sauber zu halten.
Da es am besten ist, den Kompensator 10 im Fall eines Ausfalls des Servolenksystems zu deaktivieren, kann ein Schalter 152 zum Unterbrechen der elektrischen Leistung für die Magnetventile 70, 72 und 75 für Fahrzeuge mit Servolenksystemen vorgesehen sein. Der Schalter 152 ist an einem Drucksensor 153 montiert, der in einer Hydraulikleitung 154 in Fluidverbindung mit dem Auslaß der Servolenkpumpe (nicht dargestellt) angeordnet ist. Ein Druckverlust am Pumpenauslaß verursacht, daß sich der Schalter 152 öffnet, wodurch verursacht wird, daß sich das Gaszuführungsventil 75 schließt und sich die Ablaßventile 70 und 72 öffnen, um die Gaskammer 66 vom Druck zu befreien, was wiederum die Flüssigkeitskammer 64 und die mit dieser verbundenen Zentrierkammern 46 und 48 vom Druck befreit. Entlüftungsleitungen 91 und 97 weisen jeweils vorzugsweise ein größeres Fassungsvermögen auf als die Gaszufühnmgsleitung 67, um sicherzustellen, daß die Gaskammer 66 vom Druck befreit wird, selbst wenn das Schließen des Gaszuführungsventils 75 mißlingt und das Öffnen entweder des Ablaßventils 70 oder 72 beim Öffnen des Druckschalters 152 mißlingt.
Der Speicher 62 ermöglicht, daß der Hydraulikdruck in den Zentrierkammern 46 und 48 präzise über einen relativ breiten Bereich verändert wird, da das in der Gaskammer 66 eingeschlossene Gas eine federartige Rückstellkraft vorsieht und diese Kammer derart bemessen werden kann, daß sich die Rückstellkraft nicht signifikant mit der Druckkolbenbewebung ändert. Die Gasdruckregelung kann ein manuelles Drosselventil (nicht dargestellt) zwischen den Leitungen 71 und 67 in Kombination mit dem Druckmesser 76 umfassen, um den Speicherdruck anzuzeigen. Alternativ kann der Druckregler 69 zum Aufrechterhalten eines manuell ausgewählten Systemdrucks verwendet werden. Der Regelknopf 80 ist vorgesehen, um das Verändern der Druckeinstellungen des Reglers mit der Hand zu ermöglichen. Durch Verändern des Gasdrucks in der Gaskammer 66 durch Einstellen des Druckreglers 69 können der Ausbrechwiderstand und die Zentrierrückstellkraft, die vom Kompensator der Erfindung erzeugt werden, nach Wunsch erhöht oder gesenkt werden. Der Bereich von Drücken, der zur Verfügung steht, sollte so ausgewählt werden, daß der Ausbrechwiderstand von relativ niedrig bei niedrigen Geschwindigkeiten bis relativ hoch bei hohen Geschwindigkeiten verändert werden kann.
Für leichtere Fahrzeuge wie z. B. Kraftfahrzeuge und Kleinlastwagen können der Speicherdruck und andere Kompensatorparameter so gewählt werden, daß eine lineare Ausbrechlenkkraft von mindestens etwa 133 N (30 Pfund), vorzugsweise mindestens etwa 222 N (50 Pfund), bevorzugter mindestens etwa 445 N (100 Pfund), und am meisten bevorzugt mindestens etwa 667 N (150 Pfund) durch den Lenkstockhebel auf die Spurstange aufgebracht werden muß, um eine Ausbrech-Wendebewegung der lenkbaren Räder auszulösen. Für schwerere Fahrzeuge wie z. B. Lastkraftwagen mit achtzehn Rädern und Wohnmobile können diese Parameter so gewählt werden, daß sie eine lineare Ausbrechlenkkraft von mindestens etwa 890 N (200 Pfund), vorzugsweise mindestens etwa 1334 N (300 Pfund) und bevorzugter mindestens etwa 350 Pfund erfordern. Diesen Wendekräften stehen gleiche Wendewiderstände entgegen, die für zumindest kleine Wendewinkel von der Mitte weg, vorzugsweise 0º-5º, bevorzugter 0º-3º und am meisten bevorzugt innerhalb eines Grades auf beiden Seiten der Mitte, aufrechterhalten werden sollten. Nachdem eine lineare Bewegung des Stabkopfs 40 beim Ausbrechen eingeleitet wird, ist die Lenkkraft, die erforderlich ist, um eine Bewegung aufrechtzuerhalten, eine Funktion des Drucks im Speicher sowie von anderen Zentrierphänomenen, die auf das Lenksystem wirken, wie z. B. Radnachlauf. Nach dem Ausbrechen sieht der Speicherdruck, der auf den außermittigen Kolben wirkt, auch eine Rückstellkraft vor, die über den gesamten Bereich von Wendewinkeln wirksam ist, der für Straßenfahrzeuge gewöhnlich auf etwa 45º auf beiden Seiten der zentralen Radposition (der 0º-Position) begrenzt ist.
Als Alternative zur manuellen Einstellung kann der Ausgangsdruck des Reglers 69 durch einen reversiblen Elektromotor (nicht dargestellt) eingestellt werden, der von einem Bordcomputer 160 gesteuert wird, der einen Mikroprozessor 161, einen Codierer 162 und einen Decodierer 163 umfaßt. Der Codierer 162 wandelt ein analoges Signal 164, das von einem Drucksensor 165 in der Gaszuführungsleitung 67 eingegeben wird, ein analoges Signal 168, das von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 169 eingegeben wird, und ein analoges Signal 172, das von einem Positionssensor (nicht dargestellt) innerhalb des Reglers 69 eingegeben wird, in digitale Signale um. Der Decodierer 163 wandelt digitale Steuersignale, die vom Mikroprozessor 161 erzeugt werden, in ein analoges Signal 174 zum Steuern des reversiblen Elektromotors um, welcher den Ausgangsdruck einstellt, der vom Regler 69 geliefert wird. Dadurch wird veranlaßt, daß der Gasdruck in der Gaskammer 66 und die resultierenden Widerstands- und Zentrierkräfte automatisch auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs reagieren, um eine "geschwindigkeitsempfindliche Zentrierung" des Lenksystems des Fahrzeugs bereitzustellen. Es ist bevorzugt, daß der Widerstand gegen Wendebewegungen von der zentralen Position weg automatisch erhöht wird, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zunimmt, da die Effekte von kleinen Bewegungen von der Mitte weg als Reaktion auf störende Lenkeingangskräfte drastisch mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zunehmen.
Der Zwischenkopf 22 steht mit dem Ausgleichszylinder 20 jenseits des Endes des Zylinders 51 in Eingriff und der Ausgleichszylinder 20 definiert eine Ausgleichskammer 114, die einen Ausgleichskolben 116 enthält, der am inneren Ende des Ausgleichsstabes 17 befestigt und verkeilt ist. Ein Zwischenspalt 118 ist für die axiale Einstellung des Ausgleichskolbens 116 relativ zum inneren Ende des Ausgleichsstabes 17 vorgesehen. Die Drehung des Ausgleichskolbens 116 relativ zum Ausgleichsstab 17 wird durch ein Paar von Führungsstiften 120 verhindert, die in entsprechenden Gleitbahen 122, eine in jedem der Ausgleichszylinderköpfe 21 bzw. 22, verschiebbar sind.
Zum Dichtungseingriff mit dem Ausgleichszylinder 20 trägt der Ausgleichskolben 116 zwei Sätze 123 und 125 von doppelten Umfangsdichtungen, wobei jeder Satz eine äußere Dichtung mit quadratischem Querschnitt umfaßt, die konzentrisch auf eine elastischere Dichtung mit ovalem Querschnitt gestapelt ist, um eine Dichtungsanordnung mit enger Toleranz vorzusehen, um im wesentlichen jeglichen Austritt am Ausgleichskolben vorbei zu verhindern. Dies schließt jegliche signifikante Abwanderung des Ausgleichskolbens 116 von seiner verriegelten Position weg zum Einstellen der mittigen Position des Zentrierstabkopfs 40 aus. Ähnliche Sätze 129 und 130 von dualen Umfangsdichtungen mit enger Toleranz sind vorzugsweise auch an den Zentrierkolben 42 bzw. 44 vorgesehen.
Die Kammer 114 ist an ihrem inneren Ende durch den Kopf 22 und an ihrem äußeren Ende durch den Abschlußkopf 21 verschlossen, welcher durch eine Abschlußkappe 132 an der Stelle befestigt ist, die ähnlich der Abschlußkappe 106 am äußeren Ende des Zylinders 50 ist. Der Ausgleichsstab 17 tritt durch eine zapfengelagerte und abgedichtete Öffnung 134 im Abschlußkopf 21 und der Abschlußkappe 132. Ein Satz 136 von mehreren Dichtungen ist durch die Abschlußkappe 132 an der Stelle befestigt, welche in das Zylindergehäuse 49 an seinem Ende entgegengesetzt zu jenem, das die Abschlußkappe 106 aufnimmt, geschraubt sein kann. Eine O-Ring-Dichtung 138 ist zwischen der Abschlußkappe 132 und dem Kopf 21 vorgesehen und eine O-Ring-Dichtung 140 ist zwischen der Abschlußkappe 106 und ihrem entsprechenden Abschlußkopf 100 vorgesehen. Zusätzliche Umfangsdichtungen entweder mit kreisförmigem oder rechteckigem Querschnitt sind an den Köpfen 21, 22 und 100 vorgesehen, wie durch die kleinen Kreise ohne Querschnittslinien in der Querschnittsansicht dieser Köpfe in Fig. 3 gezeigt.
Ein schräger Kanal 142 im Körner 144 des Ausgleichsventils 30 stellt einen kombinierten Einlaß und Auslaß in eine Ausgleichskammer 139 auf einer Seite des Ausgleichskolbens 116 und auch in eine Bohrung 141 zum Aufnehmen einer Verlängerung 143 des Ausgleichskolbens 116 bereit. Ein zweiter schräger Kanal 145 stellt einen kombinierten Einlaß und Auslaß in eine Ausgleichskammer 146 auf der anderen Seite des Ausgleichskolbens 116 bereit. Die Kammern 139 und 146 sind angeordnet, um Hydraulikfluid aufzunehmen, um ein Zurückziehen bzw. Ausfahren des Ausgleichsstabes 17 zu verhindern. Die Fluidströmung durch die Kanäle 142 und 145 wird durch Strömungsdurchgänge im Ausgleichsventilkörper 144 gesteuert, wie nachstehend weiter beschrieben. Die Fluidverbindung zwischen den Kanälen 142 und 145 und den Durchgängen im Ausgleichsventilkörper 144 wird durch den entsprechenden axialen Durchgang 147 und die radialen Durchgänge 148 in jedem der entsprechenden Befestigungsbolzen 23 und 24 vorgesehen.
Die Fluidströmungsdurchgänge und Ventile im Gehäuse 144 der Ausgleichsventilanordnung 30 werden nun mit Bezug auf Fig. 4 und 5 beschrieben. Fluid kann zu den Ausgleichskammern 139 und 146 nur zugeführt oder aus diesen ausgelassen werden, wenn die Ausgleichsventilanordnung 30 durch das Magnetventil 25 geöffnet wird, wobei solches Fluid zu einer Ausgleichskammer nur geliefert wird, während es gleichzeitig aus der anderen Ausgleichskammer ausgelassen wird.
Fluid von der Zuführungsleitung 60 wird zu dem mit Kanal versehenen Bolzen 23 in der Gehäusebohrung 188 über einen Gehäuseeinlaß 178, Durchgänge 180 und 182, einen Durchgang 183, der ein Rückschlagventil 184 enthält, und einen Durchgang 186 zugeführt. Fluid wird zu dem mit Kanal versehenen Bolzen 24 in der Gehäusebohrung 196 über den Gehäuseeinlaß 178, den Durchgang 180, einen Durchgang 190, der ein Rückschlagventil 192 enthält, und einen Durchgang 194 zugeführt. Fluid strömt in die Ausgleichskammern 139 und 146 über die radialen Durchgänge 148 und den axialen Durchgang 147 in den mit Kanal versehenen Bolzen 23 bzw. 24, wobei der Durchgang 186 auf die radialen Durchgänge 148 des Bolzens 23 ausgerichtet ist und der Durchgang 194 auf die radialen Durchgänge 148 des Bolzens 24 ausgerichtet ist.
Wenn der Ventilkopf 222 vom Auslaß 224 der Magnetventilkammer 223 abgehoben wird, wird Fluid aus der Ausgleichskammer 139 über einen Durchgang bei 214, einen Durchgang 216, der ein Rückschlagventil 218 enthält, einen Durchgang 220, einen Einlaß 221 in die Kammer 223, den Auslaß 224 und die Durchgänge 226 und 228, die zu einem Gehäuseauslaß 212 führen, der mit der Rückführungsleitung 58 verbunden ist, in die Rückführungsleitung 58 ausgelassen. Fluid wird aus der Ausgleichskammer 146 über einen Durchgang 230, einen Durchgang 232, der ein Rückschlagventil 234 enthält, und den Durchgang 220 ausgelassen, von dem es durch dieselben Durchgänge und Magnetventil-Kammerelemente, wie vorstehend bezüglich des aus der Ausgleichskammer 139 ausgelassenen Fluids beschrieben, strömt, in die Rückführungsleitung 58 ausgelassen. Das Fluid strömt aus den Ausgleichskammern 139 und 146 über den axialen Durchgang 147 und die radialen Durchgänge 148 in den mit Kanal versehenen Bolzen 23 bzw. 24, wobei der Durchgang 214 auf die radialen Durchgänge 148 des Bolzens 23 ausgerichtet ist und der Durchgang 230 auf die radialen Durchgänge 148 des Bolzens 24 ausgerichtet ist.
Fluid von der Zuführungsleitung 60 wird dem Kanal 56 der Zentrierkammer 48 über den Einlaß 178, die Durchgänge 180 und 182, einen Durchgang 198, der ein Rückschlagventil 200 enthält und die Durchgänge 202, 203 und 206 zugeführt. Der Zuführungsweg für Fluid, das zum Kanal 54 der Zentrierkammer 46 geliefert wird, ist derselbe wie jener für die Zentrierkammer 48, außer daß Fluid durch einen Kanal 204, der mit der Leitung 53 verbunden ist, anstatt durch den Durchgang 206 strömt. Fluid, das aus der Zentrierkammer 46 ausgelassen wird, wird über den Kanal 54, die Leitung 53 und den Durchgang 204 zum Durchgang 203 zurückgeführt, und Fluid, das aus der Zentrierkammer 48 ausgelassen wird, wird über den Kanal 56 und den Durchgang 206 zum Durchgang 203 zurückgeführt. Aus dem Durchgang 203 strömt das zurückgeführte Fluid über einen Durchgang 208, der ein Rückschlagventil 210 enthält, den Gehäuseauslaß 212 im Ausgleichsventilgehäuse 144 und die Rückführungsleitung 58 zum Speicherbehälter 64.
Das Rückschlagventil 210 kann anstelle des Rückschlagventils 61 benachbart zum Speichereinlaß 63 verwendet werden, um sicherzustellen, daß mit Gas verunreinigtes Fluid nicht zu den Zentrierkammern 46 und 48 zurückgeführt wird. Jedoch sind beide Rückschlagventile 61 und 210 wahlfrei und können in vielen Fällen weggelassen werden, wo relativ kleine Mengen an Gasblasen in den Zentrierkammern toleriert werden können. Die mehreren Rückschlagventile in dem Ausgleichsteil des Ausgleichsgehäuses 144 sind nicht wahlfrei, da selbst relativ kleine Mengen an Glasblasen in den Ausgleichskammern 139 und 146 nicht toleriert werden können, wenn ein sehr genauer Ausgleich erwünscht ist.
Eine weitere Option besteht darin, den Durchgang 203 so zu bemessen, daß er als Strömungsdrosselöffnung wirkt, um die Rate an Fluidströmung in die und aus den Zentrierkammern 46 und 48 zu begrenzen. Die Wirkung einer solchen Strömungsdrosselung beim Auslassen von Fluid aus den Zentrierkammern wird durch das folgende Beispiel eines Zentriereinheitsvorgangs dargestellt.
Die Luftkammer 66 des Speichers 62 kann durch Luft auf einen Druck von beispielsweise 6,9 · 10&sup5; Pa (100 psig) unter Druck gesetzt werden, um denselben Druck in jeder der Zentrierkammern 46 und 48 vorzusehen. Wenn die Arbeitsfläche von jedem der Kolben 42 und 44 3,5 Quadratinch ist, sieht ein Speicherdruck von 100 psig eine lineare Widerstandskraft von 1557 N (350 Pfund), an der Spurstange 19 gemessen, vor, um einer Bewegung des Stabkopfs 40 von der Mitte weg entgegenzuwirken. Da viele herkömmliche Lenksystemgeometrien eine lineare Widerstandskraft von etwa 67 bis 89 N (15 bis 20 Pfund), an der Spurstange gemessen, vorsehen, kann die vorliegende Erfindung verwendet werden, um die Widerstands- und die Rückzentrierkräfte dieser Lenksysteme um ein Vielfaches von etwa 5 bis etwa 30 oder mehr, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 25, zu erhöhen. Eine Widerstandskraft von 1334 N (300 Pfund) oder mehr ist besonders effektiv beim Beseitigen der nachteiligen Wirkungen von Seitenwinden auf große Fahrzeuge.
Für einen Servozentrierkompensator mit den vorangehenden Eigenschaften kann der Strömungsdrosseldurchgang 203 mit einem Durchmesser von etwa einem Achtel Inch bemessen sein. Dieses Durchgangsgröße sollte außermittige Bewegungen und Rückkehrbewegungen zur Mitte des Stabkopfs 40 während normalen Lenk- und Wendemanövern als Reaktion auf Bewegungen des Fahrzeuglenkrades nicht signifikant beeinflussen. Eine übermäßig schnelle Bewegung der Spurstange, wie sie z. B. durch das Platzen eines Reifens eines lenkbaren Rades verursacht werden kann, wird jedoch durch den Strömungswiderstand des Durchgangs 203 viskos gedämpft, so daß der Kurs des Fahrzeugs mit relativ wenig zusätzlicher Lenkanstrengung vom Fahrer sicher kontrolliert werden kann. Um diesen viskosen Dämpfungseffekt darzustellen, wurde festgestellt, daß die Einleitung einer übermäßig schnellen Spurstangenbewegung, wie es während eines Reifenplatzens erfahren werden könnte, den Druck in den Zentrierkammern von 6,9 · 10&sup5; Pa (100 psig) auf 1,38 · 10&sup6; Pa (200 psig) erhöhen kann, wobei der letztere eine lineare Kraft von etwa 3108 N (700 Pfund) auf die Spurstange aufbringt.
Die ferngesteuerte Ausgleichsventilanordnung 30 arbeitet folgendermaßen. Wenn eine Fahrbahnzugkraft nach rechts besteht, erfordert eine Geradeausfahrt eine kompensierende Lenkkraft vom Lenkrad nach links, um den Zentrierkolben 44 leicht nach rechts vom Anschlag 52 weg zu bewegen, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt. Eine solche Bewegung des Kolbens 44 in seiner Kammer 48 bewirkt, daß der Kolben 42, der gegen den Anschlag 52 wirkt, einen Differentialdruck über den Ausgleichskolben 116 im Ausgleichszylinder 20 erzeugt. Während das Lenkrad in der Position gehalten wird, die eine Geradeausfahrt ergibt, wird die Ausgleichstaste 26 vorübergehend gedrückt, um das Magnetventil 25 kurz zu öffnen, was ermöglicht, daß Fluid aus der Ausgleichskammer 139 abgelassen und zur Ausgleichskammer 146 geliefert wird, so daß sich das Zylindergehäuse 49 nach rechts bewegt und der Differentialdruck über dem Ausgleichskolben 116 durch Ausgleichen der Drücke in den Ausgleichskammern 139 und 146 entfernt wird. Fluid, das aus der Kammer 139 strömt, folgt dem Rückführungsströmungsweg in Richtung der Rückführungsleitung 58, wie vorstehend beschrieben, und Fluid, das zur Ausgleichskammer 146 geliefert wird, folgt dem Zuführungsströmungsweg von der Zuführungsleitung 60, wie vorstehend beschrieben.
Die Bewegung des Ausgleichskolbens 116 im Ausgleichszylinder 20 bewirkt, daß der Zentrierkolben 44 wieder in seine Ruhestellung am Anschlag 52 gesetzt wird, wobei der Zentrierkolben 42 während dieses Ausgleichsvorgangs in seiner Sitzposition am Anschlag 52 bleibt. Nach seiner vorübergehenden Betätigung wird die Ausgleichstaste 26 dann losgelassen, um das Magnetausgleichsventil 25 zu schließen und dadurch den Ausgleichskolben 116 in seiner geänderten Position entsprechend einer neuen mittigen Position zu verriegeln, in der der Anschlag 52 erneut auf den Stabkopf 40 ausgerichtet wird. Diese neue mittige Position des Anschlags 52 hält dann das Fahrzeuglenksystem in einem neu zentrierten Zustand, der eine Geradeausfahrt des Fahrzeugs bereitstellt, die von der vorher erfahrenen Fahrbahnzugkraft nach rechts frei ist und selbst dann aufrechterhalten wird, wenn das Lenkrad losgelassen wird.
Der Ausgleichskolben im Ausgleichszylinder weist vorzugsweise einen Hub von weniger als 25,4 mm (ein Inch), bevorzugter etwa 12,7 mm (ein halbes Inch) auf und das Hydraulikfluid in diesem kurzen Ausgleichszylinder wird auf entgegengesetzten Seiten des Ausgleichskolbens durch das Ausgleichsventil eingeschlossen, was eine hydraulische Verriegelung erzeugt, die den Zentrieranschlag des Zentrierzylinders in einer ausgewählten mittigen Position hält. Die mittleren Ausgleichskorrekturen können in der Größenordnung von einigen 1/40 mm (ein Tausendstel eines Inch) liegen.
Die Toleranz für Spiel (Rückstoß) oder Abwanderung des Ausgleichskolbens in einer Richtung im Ausgleichszylinder wird vorzugsweise auf 1/40 mm (ein Tausendstel eines Inch) gehalten. Diese enge Toleranz wird in verschiedenen Weisen erreicht. Wie vorstehend beschrieben, ist die Flüssigkeitskammer des Speichers mit der Ausgleichsanordnung durch separate Fluidzuführungs- und -rückführungsleitungen verbunden und die Ausgleichsanordnung ist mit einer Reihe von untereinander zusammenhängenden Rückschlagventilen versehen und ist unterhalb des Speichers angeordnet. Dies hilft sicherzustellen, daß frisches, blasenfreies Fluid vom Speicher zur Ausgleichsanordnung geliefert wird und daß verbrauchtes Fluid, das Gasblasen enthalten kann, direkt zum Speicher zurückgeführt wird, ohne jegliche Möglichkeit, in den Ausgleichszylinder zurückzuströmen.
Als Alternative zum vorangehenden Ausführungsbeispiel, bei dem Fluid für die Zentrierzylinder durch den Ausgleichsventilkörper, die Durchgänge 198, 202, 203 und 208 und die entsprechenden Rückschlagventile 200 und 210 strömt, kann gegen ein alternatives Zentrierfluidsystem 240 ausgetauscht werden, das zusätzliche Servozentriermerkmale bereitstellt. Somit wird ein zusätzlicher Pegel an Widerstand, der zu überwinden ist, bevor eine Wendebewegung eingeleitet werden kann, durch ein Druckdifferentialventil 242 in einer Rückführungsleitung 244 vorgesehen, die auch eine Öffnung 254 enthält. Obwohl der Speicherdruck allein einer Bewegung der Kolben von der Mitte weg bei Abwesenheit eines Druckdifferentialventils widersteht, kann dieses Ventil so verwendet werden, daß die Lenkkraft, die erforderlich ist, um eine Wendebewegung von der Mitte weg durchzuführen, wesentlich höher ist als die Rückstellkraft zum Zurückführen des Systems zur Mitte bei Entfernung der Lenkkraft. Bis der Druck in einer der Zentrierkammern die Einstellung des Ventils 242 übersteigt, wird die Bewegung beider Kolben durch Fluid, das in den Zentrierkammern durch dieses Ventil und das Rückschlagventil 248 in einer Zuführungsleitung 250 eingeschlossen wird, verhindert. Ein durch eine Magnetspule betätigtes Ablaßventil 246, das durch den Schalter 152 betätigt werden kann, hebt jeglichen restlichen Zentrierkammerdruck durch eine Ausflußleitung 247 im Fall eines Ausfalls im Servolenksystem auf.
Wenn die Druckeinstellung des Differentialdruckventils 242 erreicht ist, dann strömt Fluid durch die Leitung 244 und eine Leitung 252 in die Speicherflüssigkeitskammer 64. Das Ventil 242 ist vorzugsweise vom durch eine Feder vorgespannten Typ und die gestrichelte Linie 258 stellt eine Führungsleitung dar, durch die der Zentrierkammerdruck aufgebracht wird, bis er die Kraft einer Membranfeder 260 überwindet und das Ventil öffnet. Die Druckeinstellung dieses Ventils kann durch Einstellen der Federspannung verändert werden, und das Ventil kann eine ferngesteuerte Magnetspule 262 umfassen, so daß das Druckdifferential manuell oder automatisch gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert werden kann.
Die Öffnung 254 kann verwendet werden, um die Rate der Fluidströmung aus den jeweiligen Zentrierkammern zu regeln, wenn das Ventil 242 offen ist. Die Öffnung 254 kann eine feste oder variable Größe aufweisen und stellt in beiden Fällen einen Strömungswiderstand bereit, der sich als Reaktion auf die Rate der Kolbenbewegung ändert. Wenn die Öffnung 254 eine variable Größe aufweist, kann sie durch eine ferngesteuerte Magnetspule 256 betätigt werden, um ihre Strömungsdrosselung als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit oder auf einen manuellen Wähler regelbar variabel zu machen. Die Öffnung 254 kann ein durch eine Magnetspule betätigtes Drosselventil oder ein Ventil mit mehreren Kanälen mit Auslaßöffnungen mit verschiedenen Größen umfassen. Sowohl die Öffnungsmagnetspule 256 als auch die Ventilmagnetspule 262 können automatisch durch den Bordcomputer 160 durch die Verwendung von Eingangssignalen und Ausgangssignalen ähnlich jenen, die bereits zum automatischen Regeln des Druckreglers 69 beschrieben wurden, geregelt werden.
Das hydraulische Druckfluid, das vom Speicher erhältlich ist, wird über die Einlaß/Auslaß- Leitung 252 und die Zuführungsleitung 250 zu den Zentrierkammern 46 und 48 transportiert. Diese Speicherenergie sieht die Rückstellkraft vor, um die Kolben 42 und 44 bei der Entfernung der absichtlichen Lenkeingangskräfte wieder in ihre zurückgezogenen Positionen zu setzen. Sollte die Geschwindigkeit der Kolbenrückkehr zur Mitte zu schnell sein und verursachen, daß das Lenksystem über seine zentrale Position hinausschießt, kann eine Öffnung 264 auch in der Zuführungsleitung 250 installiert sein, um die Rate der Fluidströmung in die jeweiligen Zentrierkammern zu steuern. Solche Strömungsdrosselungen sollten jedoch nicht eine relativ freie Rückkehr aller Komponenten zur Mitte verhindern.
Obwohl das alternative Fluidsystem 240 wahlfrei ist, ist das Differentialdruckventil 242 ein wichtiges Merkmal, da es eine verbesserte Zentrierstabilität und Lenksteuerung vorsehen kann. Die Lenkkraft kann sich innerhalb des Bereichs eines Widerstandes, der vom Ventil 242 dargestellt wird, verändern, ohne irgendeine Lenkbewegung zu erzeugen. Dieses Ventil öffnet sich dann an seinem Sollpunkt und bleibt offen, solange ein Druckdifferential oberhalb des Sollpunkts zwischen der Führungsleitung 258 und der Leitung 252 existiert. Es bleibt daher offen, während sich ein Zentrierkolben von der Mitte wegbewegt, und schließt sich, wenn eine solche Bewegung stoppt, da eine fortgesetzte Strömung durch die Öffnung 254 das Druckdifferential unterhalb den Sollpunkt senkt.
Anschließend, wenn die Lenkkraft unterhalb die entgegenwirkende Rückstellkraft fällt, die vom Speicherdruck durch die Zuführungsleitung 250 erzeugt wird, kehrt der außermittige Kolben zu seiner zurückgezogenen Position zurück, wenn Fluid vom Speicher durch das Rückschlagventil 248 strömt. Das Differentialdruckventil 242 in Kombination mit dem Speicher 62 stellt folglich eine statische Widerstandskraft bereit, die größer ist als die dynamische Widerstandskraft, die vom Speicher allein bereitgestellt wird. Der Begriff "statisch" wird in dieser Beschreibung verwendet, um die variable Widerstandskraft, die von der Öffnung 254 als Reaktion auf die Rate der Fluidströmung, die durch die Bewegung eines Zentrierkolbens erzeugt wird, bereitgestellt wird, zu unterscheiden. Zum Vergleich sind die Widerstände, die vom Speicher 62 und Ventil 242 bereitgestellt werden, beide ohne Fluidströmung vorhanden.
Das besonders wichtige Ausgleichsmerkmal der Erfindung kann durch eine andere Antriebseinrichtung als die hydraulische Ausgleichseinheit 16 erreicht werden. Die Bewegung des Ausgleichsstabes 17 kann beispielsweise durch steuerbares Verändern seiner Position mit einem reversiblen Elektromotor, der drehbar an der Fahrzeugachse 11 montiert ist, anstelle der Ausgleichseinheit 16 durchgeführt werden. Solche Ausgleichsanordnungen sind in meinen früheren Patenten Nr. 4 418 931 und Nr. 4 534 577 beschrieben. Die Kolben- und Zylinderausgleichsanordnung, die in den Zeichnungen gezeigt ist, ist jedoch wegen ihrer Genauigkeit und Fähigkeit, einen größeren Bereich von Rückstellkräften bereitzustellen, bevorzugt.
Die variablen Widerstands- und Rückstellkraft-Komponenten der Erfindung können allein als Zentriereinheit ohne die entfernten Ausgleichsmerkmale verwendet werden. Andererseits sind die entfernten Ausgleichsmerkmale der Erfindung nicht nur mit der hierin offenbarten Zentriereinheit, sondern auch in Kombination mit Zentriermechanismen des Standes der Technik verwendbar. Somit kann die entfernt betätigbare Ausgleichseinheit der vorliegenden Erfindung mit Zentriervorrichtungen bekannter Arten kombiniert werden, um eine Einstellung der zentralen Position während des Fahrzeugbetriebs bereitzustellen. Außerdem sind eine Anzahl von anderen Modifikationen sowohl an den variablen Widerstandskomponenten als auch den Ausgleichskomponenten, die speziell hierin beschrieben sind, möglich, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie durch die nachstehenden Ansprüche definiert, abzuweichen.

Claims

1. Vorrichtung zum Positionieren von mindestens einem lenkbaren Element (36), das an einer Rahmeneinrichtung montiert ist, zum Bewegen zu einer Seite einer ausgewählten Position, wobei die Vorrichtung umfaßt eine Widerstandseinrichtung zum Vorsehen einer Widerstandskraft, die Lenkkräften widersteht, die gewöhnlich das lenkbare Element zu einer Seite der ausgewählten Position bewegen, wobei die Widerstandseinrichtung eine Kopplungseinrichtung (14, 17, 49) mit variabler Länge umfaßt, die sich zwischen dem lenkbaren Element und der Rahmeneinrichtung erstreckt, wobei die Länge der Kopplungseinrichtung die ausgewählte Position festlegt; eine Ausgleichseinrichtung (16), die zum Verändern der ausgewählten Position des lenkbaren Elements betätigbar ist, wobei die Ausgleichseinrichtung einen Ausgleichskolben (116), eine Ausgleichszylindereinrichtung (20, 21, 22) zum Vorsehen einer ersten und einer zweiten Ausgleichskammer (139, 146), eine auf jeder Seite des Ausgleichskolbens (116), und eine Ausgleichsdurchgangseinrichtung (142, 145) zum Vorsehen einer Strömung einer Flüssigkeit zu und von jeder der Ausgleichskammern umfaßt, wobei der Ausgleichskolben (116) relativ zur Ausgleichszylindereinrichtung beweglich ist, um die Flüssigkeitsströmung zu bewirken und die ausgewählte Position zu verändern, durch Ändern der Länge der Kopplungseinrichtung (14, 17, 49); und eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Ausgleichseinrichtung (16), um die ausgewählte Position des lenkbaren Elements (36) von einer Stelle, die von der Ausgleichseinrichtung (16) und dem lenkbaren Element (36) entfernt ist, steuerbar zu verändern, wobei die Betätigungseinrichtung eine Quelle (64) für die Flüssigkeit, eine Zuführungsleitungseinrichtung (60) zum Zuführen von Flüssigkeit von der Quelle (64) zur Ausgleichsdurchgangseinrichtung (142, 145), eine erste Rückschlagventileinrichtung (184, 192) zum Verhindern, daß die zugeführte Flüssigkeit durch die Zuführungsleitungseinrichtung (60) zur Quelle (64) zurückströmt, eine Rückführungsleitungseinrichtung (226, 228, 58) zum Zurückführen von Flüssigkeit von der Ausgleichsdurchgangseinrichtung (142, 145) zur Quelle (64), eine Ausgleichsventileinrichtung (30), die zwischen einer geschlossenen Position zum Verhindern, daß die Flüssigkeit zu und aus jeder der Ausgleichskammern (139, 146) strömt, und einer offenen Position, um zu ermöglichen, daß sich der Kolben (116) relativ zur Ausgleichszylindereinrichtung (20) bewegt, betätigbar ist, wobei die Kolbenbewegung bewirkt, daß die Flüssigkeit zu einer der Ausgleichskammern strömt und die Flüssigkeit aus der anderen der Ausgleichskammern strömt, eine Betätigungseinrichtung (25), die von der entfernten Stelle zum Betätigen der Ausgleichsventileinrichtung zwischen der geschlossenen und der offenen Position aktivierbar ist; und wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß:

die zweite Rückschlagventileinrichtung (218, 234) verhindert, daß die zurückgeführte Flüssigkeit durch die Rückführungsleitungseinrichtung (226, 228, 58) zur Ausgleichsdurchgangseinrichtung (142, 145) zurückströmt,

die Rückführungsleitungseinrichtung einen ersten Rückführungsdurchgang (216) zum Empfangen einer ersten Rückführungsflüssigkeitsströmung von der ersten Ausgleichskammer über die Ausgleichsdurchgangseinrichtung, einen zweiten Rückführungsdurchgang (232) zum Empfangen einer zweiten Rückführungsflüssigkeitsströmung von der zweiten Ausgleichskammer über die Ausgleichsdurchgangseinrichtung und einen gemeinsamen Rückführungsdurchgang (226) zum Zurückführen der ersten und der zweiten Rückführungsflüssigkeitsströmung vom ersten und vom zweiten Rückführungsdurchgang (142, 145) zur Quelle (64) umfaßt;

die zweite Rückschlagventileinrichtung ein Rückschlagventil (218) im ersten Rückführungsdurchgang (216) und ein Rückschlagventil (234) im zweiten Rückführungsdurchgang (232) umfaßt;

und die Ausgleichsventileinrichtung ein entfernt betätigbares Absperrventil (25) umfaßt, das in dem gemeinsamen Rückführungsdurchgang (226) angeordnet ist, so daß die erste und die zweite Rückführungsflüssigkeitsströmung verhindert werden, wenn das Absperrventil (25) geschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeitsquelle eine Speichereinrichtung (62) umfaßt mit einer Gehäusewand (87) und einer Innenwand (68), die mit der Gehäusewand zusammenwirkt, um einen ringförmigen Behälter (64) zum Halten einer Zuführung der Flüssigkeit zu definieren, einem Auslaß (65) zum Vorsehen einer Fluidverbindung zwischen dem Behälter und der Zuführungsleitungseinrichtung (60), und einem Einlaß (61) zum Vorsehen einer Fluidverbindung zwischen dem Behälter und der Rückführungsleitungseinrichtung (58), wobei der Auslaß (65) auf dem Umfang vom Einlaß (61) um die Umfangsausdehnung des Behälters um einen Abstand entfernt ist, der ausreicht, damit Gasblasen (B) in der zurückgeführten Flüssigkeit in einen Gasraum (98) oberhalb eines Flüssigkeitsraums in dem Behälter (64) aufsteigen und dadurch daran gehindert werden, in den Auslaß (65) einzutreten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Innenwand (68) der Speichereinrichtung eine biegsame Membran umfaßt, die eine Gaskammer (66) definiert; und wobei die Vorrichtung ferner eine Einrichtung (78), um die Gaskammer mit einem Gas unter Druck zu setzen, um zu bewirken, daß die Membran die Flüssigkeit in dem Behälter (64) unter Druck setzt, und eine Einrichtung (69) zum steuerbaren Verändern des Drucks des Gases, um den Flüssigkeitsdruck zu verändern, umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Widerstandseinrichtung ferner folgendes umfaßt:

eine Druckzylindereinrichtung (49) zum Vorsehen eines Teils der Kopplungseinrichtung;

einen ersten Kolben (42), der mit der Druckzylindereinrichtung (49) zusammenwirkt, um eine erste Druckkammer (46) zu definieren;

einen zweiten Kolben (44), der mit der Druckzylindereinrichtung (49) zusammenwirkt, um eine zweite Druckammer (48) zu definieren, wobei jeder des ersten und des zweiten Kolbens angeordnet ist, um sich unabhängig vom anderen zwischen einer zurückgezogenen Position und einer Position zum Komprimieren eines Fluids innerhalb seiner entsprechenden Kammer zu bewegen;

eine Stabeinrichtung zum Vorsehen eines weiteren Teils der Kopplungseinrichtung und mit einem Stabkopf (40), der zur Bewegung zu einer Seite einer neutralen Position entsprechend der ausgewählten Position angeordnet ist, und einem langgestreckten Stab (14) zum Bewirken, daß der Stabkopf (40) mit jedem der Kolben (42, 44) unabhängig vom anderen in Eingriff kommt, so daß die Bewegung des Stabkopfs von der neutralen Position weg zu einer Seite eine Kompressionsbewegung des ersten Kolbens bewirkt, ohne den zweiten Kolben zu bewegen, und die Bewegung des Stabkopfs von der neutralen Position weg zur anderen Seite eine Kompressionsbewegung des zweiten Kolbens bewirkt, ohne den ersten Kolben zu bewegen;

eine Verbindungseinrichtung (28, 33) zum Verbinden der Stabeinrichtung mit dem Rahmen (11) oder mit dem lenkbaren Element (36); und

eine Fluideinrichtung zum Vorsehen eines Druckfluids in jeder der ersten und der zweiten Druckkammer (46, 48), so daß der Fluiddruck die Widerstandskraft durch Entgegenwirken der Bewegung des lenkbaren Elements (36) zu einer Seite der ausgewählten Position liefert und eine Rückstellkraft vorsieht, die kontinuierlich das lenkbare Element in Richtung der ausgewählten Position während der Bewegung des lenkbaren Elements zu einer Seite der ausgewählten Position vorspannt, wobei das Fluid die Flüssigkeit unter einem Druck ist, der von einer Druckerzeugungseinrichtung (62) bereitgestellt wird, und der Flüssigkeitsdruck bewirkt, daß die Kolben (42, 44) den Stabkopf (40) in Richtung der neutralen Position während der Kompressionsbewegungen vorspannen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Druckerzeugungseinrichtung eine Einrichtung (69) zum steuerbaren Verändern des Flüssigkeitsdrucks umfaßt, um zumindest eine der Widerstandskraft und der Rückstellkraft zu verändern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zuführungsleitungseinrichtung einen ersten Zuführungsdurchgang (182) zum Zuführen einer ersten Zuführungsflüssigkeitsströmung zur ersten Ausgleichskammer (139) über die Ausgleichsdurchgangseinrichtung (142) und einen zweiten Zuführungsdurchgang (190) zum Zuführen einer zweiten Zuführungsflüssigkeitsströmung zur zweiten Ausgleichskammer (146) über die Ausgleichsdurchgangseinrichtung (145) umfaßt; und wobei die erste Rückschlagventileinrichtung ein Rückschlagventil (184) im ersten Zuführungsdurchgang (182) und ein Rückschlagventil (192) im zweiten Zuführungsdurchgang (190) umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Widerstandseinrichtung ferner eine Fluideinrichtung zum Vorsehen der Widerstandskraft als Reaktion auf den Fluiddruck in einer Druckkammer (46, 48) umfaßt, wobei die Flüssigkeitsquelle eine Speichereinrichtung (62) umfaßt, um die Flüssigkeit in der Zufuhrleitungseinrichtung (60) unter Druck zu setzen, wobei die Zufuhrleitungseinrichtung die Druckflüssigkeit zur Druckkammer (46, 48) liefert und wobei die Rückführungsleitungseinrichtung (58) die Druckflüssigkeit von der Druckkammer (46, 48) zur Quelle (62) zurückführt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Rückführungsleitungseinrichtung ferner einen dritten Rückführungsdurchgang (208) zum Zurückführen einer dritten Rückführungsflüssigkeitsströmung von der Druckkammer (46, 48) zur Speichereinrichtung (62) umfaßt, wobei die zweite Rückschlagventileinrichtung ein Rückschlagventil (210) im dritten Rückführungsdurchgang (208) umfaßt, wobei die Zuführungsleitungseinrichtung ferner einen dritten Zuführungsdurchgang (202) zum Zuführen einer dritten Zuführungsflüssigkeitsströmung zur Druckkammer umfaßt, und wobei die erste Rückschlagventileinrichtung ferner ein Rückschlagventil (200) im dritten Zuführungsdurchgang (202) umfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 zur Verwendung an einem Fahrzeug mit einem Lenksystem mit dem mindestens einen lenkbaren Element (36), wobei die Speichereinrichtung (62) eine Gasdruckeinrichtung (78) zum Aufbringen von Druck eines Druckgases auf die Flüssigkeit in einem Flüssigkeitsbehälter (64) und eine Steuereinrichtung (160, 169) zum automatischen Einstellen des Ausmaßes des Gasdrucks als Reaktion auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7 für ein Fahrzeug mit einer Servolenkeinheit zum Vorsehen einer Lenkkraft für das lenkbare Element (36), wobei die Vorrichtung ferner eine Einrichtung (152, 153) zum Verhindern des Flüssigkeitsdrucks bei Abwesenheit der Lenkkraft von der Servolenkeinheit umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei Flüssigkeit von der Speichereinrichtung zu und aus der Druckkammer (46, 48) über eine Druckleitungseinrichtung (252) fließt und wobei die Druckleitungseinrichtung eine mit Druck betätigte Ventileinrichtung zum Verhindern einer Fluidströmung von der Druckkammer, bis der Fluiddruck in der Druckkammer (46, 48) ein Fluiddruckdifferential um ein ausgewähltes Ausmaß oberhalb des Speicherdrucks erzeugt, umfaßt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die durch Druck betätigte Ventileinrichtung (242) eine Einrichtung (262) zum steuerbaren Verändern des ausgewählten Ausmaßes des Fluiddruckdifferentials umfaßt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei eine Innenwand (68) der Speichereinrichtung (62) eine biegsame Membran (68) umfaßt, die einen Flüssigkeitsbehälter (64) und eine Gaskammer (66) definiert; und wobei die Vorrichtung ferner eine Einrichtung, um die Gaskammer (66) mit einem Gas (78) unter Druck zu setzen, um zu bewirken, daß die Membran (68) die Flüssigkeit in dem Behälter (64) unter Druck setzt, und eine Einrichtung (69) zum steuerbaren Verändern des Drucks des Gases, um den Flüssigkeitsdruck zu verändern, umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11 zur Verwendung an einem Fahrzeug mit einem Lenksystem mit dem mindestens einen lenkbaren Element (36), wobei die Vorrichtung ferner eine Gasdruckeinrichtung (78) zum Aufbringen des Drucks eines Druckgases auf die Flüssigkeit in einem Behälter (64) der Speichereinrichtung (62) und eine Steuereinrichtung (69) zum Einstellen des Ausmaßes des Gasdrucks, um den Druck der Flüssigkeit zu verändern, umfaßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das Fahrzeug auch eine Servolenkeinheit (154) zum Vorsehen von Lenkkraft für das lenkbare Element aufweist, wobei die Vorrichtung ferner eine Einrichtung (152, 153) zum Verhindern einer Druckbeaufschlagung des Behälters (64) der Speichereinrichtung (62) bei Abwesenheit der Lenkkraft von der Servolenkeinheit umfaßt.