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Mit der Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeuges verbundene hydraulische
Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der jeweils eingestellten Fahrtrichtung Es sind
bereits mit der Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeuges verbundene hydraulische Vorrichtungen
bekannt, die die Aufgabe haben, die Lenkvorrichtung zu .entlasten und das Einschlagen
der Räder, z. B. beim Auftreten plötzlicher von der Fahrbahn herrührender Stöße,
zu verhindern. Solche Vorrichtungen weisen zwei getrennte Flüssigkeitskammern auf,
deren Inhalt beim Abschluß der Kammern die Verstellung :eines mit der Spurstange
verbundenen Hebels verhindert. Die Kammern sind durch eine absperrbang Verbindungsleitung
miteinander verbunden, die bei einer Betätigung des Lenkrades mechanisch geöffnet
und nach der Verstellung der Lenkvorrichtung abgeschlossen wird. Die beiden Flüssigkeitskammern
sind durch ,einen abdichtenden Drehschieber o. dgl. getrennt.
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Solche bekannten hydraulischen Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil,
daß die Sperrung der gelenkten Räder des Fahrzeuges hei einem von diesen erlittenen
Stoß erst nach einem längeren Wege des die Flüssigkeitskammern trennenden Drehkolbens
:o. dgl. erfolgt. Infolge dieser Trägheit der bekannten Vorrichtungen übertragen
sich beim geöffneten Umschaltschieber in der Verbindungsleitung zwischen den beiden
Flüssigkeitskammern die von der Fahrbahn herrührenden Stöße gegen die .gelenkten
Räder auf das Lenkrad. Es sind ferner Einrichtungen an der Lenkung bekannt, die
der letzteren das Bestreben vermitteln, die Geradeausrichtung anzunehmen. Solche
Einrichtungen bestehen aus Federn, die durch ein Hebelsystem auf die Spurstange
einwirken und - dieselbe in eine der `adeausfahrt entsprechende Lage drücken. Eine
Vereinigung einer solchen Einrichtung mit der beschriebenen bekannten hydraulischen
Vorrichtung wäre zwar geeignet, den toten Gang zu vermeiden, würde jedoch die grundsätzlichen
@obenerwähnten Mängel nicht beseitigen.
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Die Erfindung betrifft eine mit der Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeuges
verbundene hydraulische Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der jeweils eingestellten
Fahrtrichtung, die aus zwei getrennten Flüssigkeitskammern besteht, deren Inhalt
beim Abschluß der Kammern die Verstellung eines mit der Spurstange verbundenen Hebels
verhindert und die durch eine absperrbare Verbindungsleitung miteinander verbunden
sind, die beim Beginn einer Verstellung der Lenkvorrichtung mechanisch geöffnet
und nach ihrer Verstellung abgeschlossen wird.
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Erfindungsgemäß ist in jeder der zu den Flüssigkeitskammern führenden
Leitungen ein Rückschlagventil -vorgesehen, das Drosselöffnungen zur Ermöglichung
eines Flüssigkeitsdurchtritts nach Abschluß des Ventils aufweist.
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung ist von den erwähnten Nachteilen der bekannten Vorrichtungen
frei und bietet den Vorteil,
gelenkten Räder eine sofortige Sperrung und anschließend ein leichtes Wiederöffnen
des die Sperrung bewirkenden Rückschlagventils eintritt. Bei plötzlichen Stößen,
die z. B. beim Befahren von Hindernissen, wie Eisenbahnschienen, Steine, Schlaglöcher,
oder beim plötzlichen Auftreten einer Reifenpanne von den gelenkten Rädern erlitten
werden, erfolgt eine sofortige Sperrung der gelenkten Räder, so daß das Lenkrad
nicht aus der Hand des Fahrers gerissen werden und die Räder nicht selbsttätig einschlagen
können.
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Die neue Vorrichtung gewährleistet außer dieser zusätzlichen Sicherheit
eine im Gebrauch angenehme, stoßfreie Lenkung. Beim Befahren von Kopfsteinpflaster,
von sandigen oder unebenen Wegen wird der Fahrer entlastet und braucht das Lenkrad
kaum festzuhalten. hei der Betätigung des Lenkrades durch den Fahrer rauch unmittelbar
nach einer infolge eines plötzlichen Stoßes erfolgten Sperrun;, «-ard die letztere
augenblicklich aufgehoben, und die Räder lassen sich in beliebiger Richtung sofort
steuern.
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Die Flüssigkeitskammern sind zweckmäßig in einem mit Flüssigkeit gefüllten
Gehäuse: untergebracht, in welchem in zwei durch eine Verbindungsleitung miteinander
verbundenen Zylindern zwei frei bewegliche, auf einen mit der Spurstange verbundenen
Hebel einwirkende Kolben angeordnet sind. In der Verbindungsleitung zwischen den
beiden Zylindern ist ein Absperrorgan angeordnet, das durch Verstellung des Lenkhandrades
mechanisch gesteuert wird. Die Kolben in den beiden Flüssigkeitszylindern sind von
Druckfedern gestützt, welche bestrebt sind, die gelenkten Räder über einen mit der
Spurstange verbundenen Hebel in die neutrale, der Geradeausfahrt entsprechende Lage
zu drücken. I11 jeder der zu den Zylindern führenden Leitungen ist ein Rückschlagventil
vorgesehen, (-las Drosselöffnungen zur Ermöglichung eines Flüssigkeitsdurchtritts
nach Abschluß des Ventils aufweist. Diese Drosselöffnungen erzielen nicht allein
eine angenehmere Lenkung, sondern sie verhindern gleichzeitig ein etwaiges Kleben
der Ventile.
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Die Betätigung des Absperrorgans in der Verbindungsleitung der beiden
Flüssigkeitszylinder erfolgt durch eine mechanische Übertragung der Lenkhandradbewegung,
z. B. in bekannter Weise mittels einer Rutschkupplung, die auf der Lenksäule oder
auf einer von dieser angetriebenen Hilfswelle angeordnet ist und bei der Bewegung
des Lenkrades einen mit dem Absperrventil bzw. -schieber verbundenen Hebel mitnimmt
und den Überlauf der Flüssigkeit öffnet. In Abweichung davon kann ein tim einen
gewissen Winkel drehbar auf der Lenksäule angeordnetes Lenkrad vorgesehen sein,
das auf einen Hebel einwirkt, dessen Drehpunkt mit der Steuersäule fest verbunden
ist, wobei ein Hebelarm in eine schräg auf dein Lenkrad angeordnete Führung hineinragt
und der andere Hebelarm sich auf eine auf der Lenksäule auf und ab bewegliche Muffe
stützt, die mit dem Absperrventil luvt-. -schieber in der überlaufleiturig zwischen
den beiden Zylindern verbunden ist und- diesen bei jeder Bewegung des Lenkhandrades
öffnet.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.
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Abb. i stellt eine Ausführung mit nebeneinander angeordneten Kolben
und einer Rutschkupplung dar.
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Abb. 2 und 3 zeigen eine andere Ausführung, bei der die Kolben gegenläufig
angeordnet sind und die Betätigung des Absperrorgans in der Verbindungsleitung zwischen
den beiden Flüssigkeitszylindern mittels eines in einen' Führungsschlitz des Lenkhandrades
eingreifenden Hubels und einer auf der Lenksäule auf und ab beweglichen Muffe erfolgt.
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In einem geschlossenen Gehäuse i sind im den Zylindern 2 Kolben 3
beweglich angeordriet. Die Kolben 3 ruhen auf Druckfedern 6 (Abb. i und 21. Die
Kolben 3 stützen sich auf den einen Arm eines doppelarmigen Hebels 15, .I mit der
Drehachse 5 (Abb. 2) oder auf einen Hebel 4, der mit einem Hebel 15 durch ein(-
Welle 5 fest verbunden ist (Abb. i). Die Druckfedern 6 sind bestrebt, den Hebel
15 in einer mittleren, neutralem Lage zu halten. Die Kolben 3 folgen den Bewegungen
des Hebels 15. Die Zylinder 2 sind durch Rohrleitungen 20 und Kanäle und
10 in einem Gehäuse 36 eines Absperrorgans verbunden (=Abb. i und 2). In
den Kanälen 7 sind l'ückscblagventile 8 eingebaut, die durch Federn 9 ollen gehalten
werden. Zwischen den Kanälen 7 ist eine Verbindungsbohrung io vorgesehen, die durch
ein Absperrventil i i geschlossen werden kann. Die Zylinder 2, die Rolii-leittlngen
20 und die Kanäle7 und io sind mit einer Flüssigkeit, z. B. mit dünnflüssigem ü1
oder Glycerin, gefüllt. In dein oberen "Teil des Gehäuses i ist ein Ventil 12 vorhanden,
das durch eine Feder 13
in Schließlage gehalten wird. Die Kamnwr dieses Ventils
ist mit den Zylindern 2 durch eine Bohrung 14 (Abb. i) verbunden. Der obere Teil
des Gehäuses i ist fast bis oben mit der gleichen Flüssigkeit gefüllt wie die Zylinder
2. Das Gehäuse i ist fest auf dem
Rahmen des Fahrzeuges angeordnet.
Der Hebel 15 ist durch Gelenke 17 mit den Achsschenkeln oder, wie in Abb. i dargestellt,
mit der Spurstange 18 verbunden. Die Achse des Ventils i i ist durch .einen Hebel
19 mit einer Gabel 2 i verbunden, die entweder unmittelbar auf der Lenksäule, wie
dieses auf der Zeichnung dargestellt ist, oder aber auf einer Hilfswelle, die durch
die Lenksäule angetrieben wird, sitzt. Die Gabel 21 ist mit der Lenksäule oder mit
einer Hilfswelle durch eine Rutschkupplung 23 verbunden, welche Druckfedern 24 zum
Einstellen der erforderlichen Reibung besitzt (Ausführung gemäß Abb. i). Auf der
Lenkwelle 22 sitzt das Lenkhandrad 25. Die Lenkung selbst ist auf der Zeichnung
nicht dargestellt und kann mechanisch oder hydraulisch sein.
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In der Zeichnung ist die Vorrichtung in einer Lage dargestellt, in
der die gelenkten Räder des Fahrzeuges in einer gegebenen Stellung gesperrt sind.
Würden nun die Räder 26 z. B. unter der Einwirkung eines Stoßes bestrebt- sein,
ihre Stellung zu ändern, so würde folgendes geschehen: Der Stoß würde sich durch
die Stange 16 auf den Hebel 15 und die Welle 5 sowie auf die Kolben 3 übertragen.
Die geringste Bewegung der Kolben 3 würde eine Bewegung der Flüssigkeit in den Rohrleitungen
2o und Kanälen 7 und Io hervorrufen. Da das Ventil i i aber geschlossen ist, ist
:eine solche jedoch nicht möglich. Die Kolben 3 bleiben also unbeweglich und mit
ihnen die Lenkung und die Räder. Sobald jedoch der Fahrer beginnt, das Lenkhandrad
25 zu drehen, wirkt die Vorrichtung wie folgt: Da die Lenkwelle 22 einen gewissen
toten Gang aufweist, läßt sie sich um einen kleinen Winkel drehen, auch dann, wenn
die gelenkten Räder durch die hydraulische Vorrichtung gesperrt sind. Die Welle
22 nimmt dabei mittels der Rutschkupplung 23 dis Gabel 21 mit und dreht dadurch
das Ventil i i und öffnet den Kanal Io. Die Verbindungsleitung zwischen den Flüssigkeitszylindern
2 ist jetzt offen, und die Lenkung läßt sich wie üblich betätigen. Ist die Wendung
des Fahrzeuges vollbracht und hört die Hand des Fahrers auf, das Lenkrad zu betätigen,
so macht die Welle 22 eine kleine Reaktionsbewegung zurück, die zum Schließen des
Ventils i i genügt, so daß die Räder wieder in der gegebenen Stellung gesperrt werden.
Bei einem Stoß gegen die gelenkten Räder bei :offen stehendem Ventil i i überträgt
sich die Stoßkraft auf die Kolben 3 und ruft eine Beschleunigung der Flüssigkeitsbewegung
in den Leitungen 2o durch die Ventile 8 in dem Kanal Io hervor. Die Ventile 8 sind
derart eingerichtet, _ daß sie eine Beschleunigung der Flüssigkeitsbewegung in den
Kanälen 7 und i o über ein bestimmtes Maß hinaus nicht gestatten. Dieses Maß ist
erheblich höher als die Beschleunigung der Flüssigkeitsbewegung, die beim Lenken
durch Betätigung des Lenkhandrades erzielt werden kann. Der plötzliche Stoß das
Kolbens 3 wirft jedoch mit einer solchen Kraft die Flüssigkeit in den Kanal 7, daß
das Ventil 8 sich augenblicklich schließt und weiteren Durchfluß der Flüssigkeit
durch die Kanäle 7 und Io versperrt. Der von den Rädern empfangene Stoß wird dadurch
aufgefangen. Die Rückschlagventile 8 sind jedoch so: :eingerichtet, daß sie niemals
den Durchfluß der Flüssigkeit vollständig abschließen. Diese Ventile sind mit Drosselöffnungen
27 zur Ermöglichung eines Flüssigkeitsdurchtritts auch bei geschlossenen Ventilen
versehen. An Stelle der Bohrung 27 in den Ventilen 8 kann :auch eine solche Bohrung
parallel zu dem Kanal? vorgesehen sein bzw. sind die Ventile 8 so eingerichtet,
daß sie nicht ganz schließen und einen bestimmtem Durchfluß offen lassen. Durch
diese Maßnahme wird ein Klebenbleiben der Rückschlagventile verhindert. In demselben
Augenblick, in dem die Wirkung des Stoßes aufhört, bildet sich durch Vermittlung
der Drosselöffnungen 27 der gleiche Druck auf beiden Seiten der Ventile 8 aus, .die
dann in ihre Ruhelage unter der Einwirkung der Federn 9 zurückkehren und dadurch
die Lenkung wieder freigeben.
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Die etwaigen Flüssigkeitsverluste in den Zylindern 2 und den Leitungen
20, 7 und io werden in bekannter Weise mittels eines automatischen Ventils 12 ersetzt.
Im gegebenen Augenblick läßt das Ventil i-- eine Menge Flüssigkeit unter der Einwirkung
des atmosphärischen Druckes in die Zylinder 2 durch, dann schließt die Feder 13
das Ventil 12 wieder. In Abb, 2 und 3 ist an Stelle der in Abb. i gezeigten Rutschkupplung
eine andere Betätigungsvorrichtung für das Absperrventil i i in der Verbindungsleitung
zwischen den Flüssigkeitszylindern 2 dargestellt. Das Absperrventil i i wird durch
das Lenkhandrad 25 betätigt, welches um einen gewissen Winkel drehbar auf der Lenksäule
22 .angeordnet ist und auf einen Hebel 28 einwirkt, dessen Drehpunkt 29 mittels
einer Zunge 3o mit der Steuersäule 22 fest verbunden ist. Ein Hebelarm 31 ragt in
eine schräg .auf dem Lenkrad angeordnete Führung 3 5 hinein, während der andere
Hebelarm 28 sich :auf eine an der Lenksäule 22 auf und ,ab bewegliche Muffe 3;l
stützt. Die Muffe 3q. ist mit dem Absperrventil bzw. -schieber i i durch den Hebel
i 9 verbunden und öffnet dieses Ventil bei jeder Bewegung des Lemkhandrades.
Die
beschriebene Vorrichtung kann in jedem Kraftfahrzeug eingebaut werden, ohne daß
wesentliche Abänderungen der Lenkung hierzu notwendig werden.