DE102009013633B3

DE102009013633B3 - Hydraulic steering device with current amplification and method for safety shutdown of the secondary flow

Info

Publication number: DE102009013633B3
Application number: DE200910013633
Authority: DE
Inventors: Erhard Dr. Bergmann; Gerhard Voss; Markus Posch
Original assignee: Bosch Rexroth AG
Current assignee: Hydraulik Nord Fluidtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2009-03-18
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2010-09-23
Anticipated expiration: 2029-03-19
Also published as: WO2010105909A1

Abstract

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, Fehlfunktionen des in der Nebenstromleitung einer gattungsgemäßen Lenkeinrichtung befindlichen Stromregelventils auszugleichen.
Diese Aufgabe wird vorrichtungsseitig dadurch gelöst, dass sich in der Nebenrücklaufleitung (15) hinter dem Stromregelventil (14, 14') ein schaltbares Sperrventil (25, 25') befindet, das von mindestens einem Steuersignal des Stromregelventils (14, 14') schaltbar ist. Dabei ist das Stromregelventil (14, 14') so ausgeführt, dass das Steuersignal von einer, eine gefahrbringenden Fehlstellung des Regelkolbens kennzeichnenden Steuergröße erzeugt wird.
Verfahrensseitig wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Nebenstrom hinter dem Stromregelventil (14, 14') abgesperrt wird, wenn eine Fehlstellung des Regelkolbens des Stromregelventils (14, 14') festgestellt wird.The invention is therefore based on the object to compensate for malfunction of located in the bypass line of a generic steering device flow control valve.
This object is achieved on the device side, that in the secondary return line (15) behind the flow control valve (14, 14 ') is a switchable shut-off valve (25, 25') which is switchable by at least one control signal of the flow control valve (14, 14 ') , In this case, the flow control valve (14, 14 ') is designed so that the control signal is generated by a, a dangerous erroneous position of the control piston characteristic control variable.
The method, the object is achieved in that the side stream behind the flow control valve (14, 14 ') is shut off when a malposition of the control piston of the flow control valve (14, 14') is detected.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung, bestehend aus einem Hauptstrom mit einem Lenkventil und einem Nebenstrom mit einem Stromregelventil, wobei das Stromregelventil parallel zum Lenkventil angeordnet ist und von einem Steuersignal aus dem Hauptstrom steuerbar ist.The The invention relates to a hydraulic steering device with current amplification, consisting from a main stream with a steering valve and a side stream with a flow control valve, wherein the flow control valve parallel to Steering valve is arranged and controllable by a control signal from the main stream is.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Sicherheitsabschaltung des Nebenstroms einer Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung, bei dem der Nebenstrom sowohl im Zulauf als auch im Rücklauf über ein Stromregelventil geführt wird. Derartige Lenkeinrichtungen und Verfahren werden insbesondere in langsam fahrenden und straßentauglichen Fahrzeugen mit hohen Achslasten eingesetzt.The The invention further relates to a method for safety shutdown the secondary flow of a steering device with current gain at the bypass in both the inlet and in the return via a Flow control valve out becomes. Such steering devices and methods are used in particular slow-moving and roadworthy Vehicles with high axle loads used.

Hydrostatische Lenkeinrichtungen bestehen in der Hauptsache aus einem Drehschiebersteuerventil und einer Dosierpumpe. Das Drehschiebersteuerventil wird aus einer äußeren, im Gehäuse eingepassten Steuerhülse und einem inneren, konzentrisch angeordneten Steuerkolben gebildet. Der Steuerkolben ist einerseits über ein Zahnnabenprofil mit einem Lenkrad und andererseits über eine Stiftverbindung relativ beweglich mit der Steuerhülse verbunden. Die Steuerhülse ist über eine Stiftverbindung und eine Antriebswelle starr mit dem Läuferzahnrad der Dosierpumpe verbunden. Der Steuerkolben ist mittels eines Federelementes gegenüber der Steuerhülse in der Lage zentriert. Gegen die Kraft dieses Federelementes sind Steuerkolben und Steuerhülse begrenzt zueinander drehbar. Zwischen dem Drehschiebersteuerventil und der Dosierpumpe besteht über Kommutatorbohrungen eine hydraulische Verbindung. Die hydrau lische Lenkeinrichtung besitzt Anschlüsse für einen Zulauf, einen Rücklauf und für zwei Zylinderleitungen für einen Lenkzylinder.Hydrostatic Steering devices consist mainly of a rotary valve control valve and a metering pump. The rotary valve control valve is made of an outer, in casing fitted control sleeve and an inner, concentrically arranged control piston formed. The control piston is on the one hand over a hub profile with a steering wheel and on the other hand via a Pin connection relatively movably connected to the control sleeve. The control sleeve is over a pin connection and a drive shaft rigid with the rotor gear connected to the metering pump. The control piston is by means of a spring element across from the control sleeve centered in the situation. Against the force of this spring element are Control spool and control sleeve rotatable limited to each other. Between the rotary valve control valve and the metering pump is over Commutator bores a hydraulic connection. The hydrau lic Steering device has connections for one Inlet, a return and for two Cylinder lines for a steering cylinder.

Inzwischen sind Lenkeinrichtungen mit einer so genannten Stromverstärkung bekannt, wie sie beispielsweise in der EP 0 725 001 B1 beschrieben ist. Diese Lenkeinrichtung bildet in herkömmlicher Weise eine Hauptstromleitung zur Verbindung der Versorgungspumpe mit dem Lenkzylinder und zurück zum Tank aus. Zusätzlich besitzt diese Lenkeinrichtung eine Nebenstromleitung, welche die Dosierpumpe umgeht und dazu vor der Dosierpumpe von der Hauptstromleitung abzweigt und hinter der Dosierpumpe wieder in die Hauptstromleitung einmündet. In der Nebenstromleitung befindet sich ein Stromregelventil, dass hydraulisch von der Druckdifferenz gesteuert wird, die über eine in der Hauptleitung befindliche Konstantdrossel abgegriffen wird. Damit stellt sich stets ein zum Hauptstrom proportionaler Nebenstrom ein, wobei beide Ströme zusammen den Lenkölstrom bilden.Meanwhile, steering devices with a so-called current gain are known, as for example in the EP 0 725 001 B1 is described. This steering device forms in a conventional manner a main power line for connecting the supply pump with the steering cylinder and back to the tank. In addition, this steering device has a bypass line which bypasses the metering pump and branches off before the metering of the main flow line and opens behind the metering pump back into the main flow line. In the bypass line is a flow control valve that is hydraulically controlled by the pressure difference, which is tapped via a constant throttle located in the main line. This always adjusts to a sidestream proportional to the main flow, wherein both streams together form the steering oil flow.

Diese Lenkeinrichtung hat allerdings den Nachteil, dass eine konstante lineare Abhängigkeit des Lenkförderstromes zur Drehzahl des Lenkrades besteht und die Größe dieser linearen Abhängigkeit nur auf eine bestimmte Anwendung ausgelegt ist. Damit ist die Einsatzmöglichkeit der betreffenden Lenkeinrichtung eingeschränkt.These However, steering device has the disadvantage that a constant linear dependence of the Steering conveyor flow to the speed of the steering wheel exists and the size of this linear dependence only is designed for a particular application. This is the application limited the relevant steering device.

Aus der DE 103 01 752 A1 ist nun eine verbesserte Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung bekannt geworden, die verschiedene Proportionalitäten zwischen dem Hauptstrom und dem Nebenstrom ermöglicht. Dazu ist die Lenkeinrichtung mit einem elektrischen Steuergerät ausgerüstet, das ein vom Hauptstrom abhängiges Messsignal erfasst, es zu verschiedenen Steuergrößen verarbeitet und als ein Steuersignal an das Stromregelventil in der Nebenstromleitung weitergibt.From the DE 103 01 752 A1 Now, an improved steering device with current gain has become known, which allows different proportions between the main stream and the side stream. For this purpose, the steering device is equipped with an electrical control unit that detects a dependent of the main flow measurement signal, processed it to different control variables and passes as a control signal to the flow control valve in the bypass line.

Lenkeinrichtungen mit einer Stromverstärkung haben inzwischen einen hohen Leistungsstandard und werden demnach mit Erfolg in Fahrzeuge eingesetzt, die sich im Gelände bewegen. Diese Lenkeinrichtungen haben aber ein begrenztes Sicherheitsmanagement gegen Funktionsausfälle und Fehlfunktionen, das nur bei einem Ausfall der Versorgungspumpe oder dem Ausfall des elektrischen Steuergerätes eingreift. So schaltet die Lenkeinrichtung bei einem Ausfall der Versorgungspumpe auf einen von Hand betriebenen Notlenkbetrieb um, während bei einem Ausfall des elektrischen Steuergerätes das Stromregeventil in der Nebenstromleitung wegen des Ausbleibens eines Steuersignals in seine geschlossene Mittelstellung fällt. Damit ist der Nebenstrom abgesperrt und die Lenkfunktion wird allein über den Hauptstrom der Lenkeinrichtung mit einem verminderten Lenkvolumen realisiert.steering devices with a current gain now have a high standard of performance and are accordingly Used successfully in vehicles that move in the field. However, these steering devices have a limited safety management against functional failures and malfunction, only in case of failure of the supply pump or the failure of the electrical control unit engages. How to switch the steering device in case of failure of the supply pump to a manually operated emergency steering, while in case of failure of the electrical control unit the flow control valve in the bypass line because of the absence a control signal falls into its closed center position. In order to the side stream is shut off and the steering function is alone on the Main flow of the steering device with a reduced steering volume realized.

Diese Lenkeinrichtung bietet aber keine Sicherheiten, wenn das den Nebenstrom elektrisch steuernde Steuergerät Fehlfunktionen hat und falsche Steuersignale an das in der Nebenstromleitung befindliche Stromregelventil liefert.These However, steering device provides no collateral if that is the sidestream electrically controlled control unit Has malfunctions and incorrect control signals to that located in the bypass line Flow control valve supplies.

Aus der WO 2008/017290 A1 wurde nun eine entsprechende Lenkeinrichtung bekannt, die diese Nachteile nicht besitzt und dafür sorgt, dass die verschiedensten Fehlfunktionen des elektrischen Steuergerätes technisch ausgeglichen werden. Damit wird beispielsweise verhindert, dass der Nebenstrom zum Hauptstrom entgegen gerichtet ist, dass der Nebenstrom gegenüber dem Hauptstrom zu groß oder nicht mehr proportional bemessen ist oder dass der Nebenstrom fließt, obwohl das Lenkrad der Lenkeinrichtung nicht betätigt wird.From the WO 2008/017290 A1 Now a corresponding steering device has become known which does not have these disadvantages and ensures that the various malfunctions of the electrical control unit are technically balanced. This prevents, for example, that the secondary flow is directed counter to the main flow, that the secondary flow is too large or no longer proportional to the main flow or that the secondary flow flows, although the steering wheel of the steering device is not actuated.

Diese Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung bietet aber keine Sicherheit gegen Funktionsstörungen des Stromregelventils in der Nebenstromleitung. So ist es nicht ausgeschlossen, dass sich der Regelkolben des Stromregelventils verklemmt, wodurch unbeabsichtigt Strömungswege geöffnet oder verschlossen werden. Wenn der Regelkolben des Stromregelventils beispielsweise in einer Arbeitsstellung klemmt, dann sind die Druck führenden Leitungen des Haupt- und Nebenstromes über das Stromregelventil mit dem Tank verbunden, sodass kein Druck mehr auf den Lenkzylinder ausgeübt werden kann. Dass wäre ein Totalausfall der Lenkung. Ein derartiges Sicherheitsrisiko ist insbesondere im Straßenverkehr unakzeptabel.But this steering device with current gain provides no security against malfunction of the flow control valve in the bypass line. So it is not excluded that the rule piston of the flow control valve jammed, which unintentionally opened or closed flow paths. If the control piston of the flow control valve, for example, stuck in a working position, then the pressure-carrying lines of the main and secondary flow are connected via the flow control valve to the tank, so that no pressure can be exerted on the steering cylinder. That would be a total failure of the steering. Such a security risk is unacceptable, especially in road traffic.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, Fehlfunktionen des in der Nebenstromleitung einer gattungsgemäßen Lenkeinrichtung befindlichen Stromregelventils auszugleichen.Of the The invention is therefore based on the object malfunction of the located in the bypass line of a generic steering device Balance flow control valve.

Diese Aufgabe wird vorrichtungsseitig dadurch gelöst, dass sich in der Nebenrücklaufleitung hinter dem Stromregelventil ein schaltbares Sperrventil befindet, das von mindestens einem Steuersignal des Stromregelventils schaltbar ist. Dabei ist das Stromregelventil so ausgeführt, dass das Steuersignal von einer, eine Gefahr bringenden Fehlstellung des Regelkolbens kennzeichnenden Steuergröße erzeugt wird.These Task is solved by the device side, that in the secondary return line behind the flow control valve is a switchable check valve, the at least one control signal of the flow control valve is switchable. The flow control valve is designed so that the control signal from a, a dangerous malposition of the control piston generates a characteristic control variable becomes.

Verfahrensseitig wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Nebenstrom hinter dem Stromregelventil abgesperrt wird, wenn eine Fehlstellung des Regelkolbens des Stromregelventils festgestellt wird.the method, the task is solved by that the secondary flow is shut off behind the flow control valve, when a malposition of the control piston of the flow control valve detected becomes.

Die neue Lenkeinrichtung und das neue Verfahren beseitigen die genannten Nachteile des Standes der Technik. Dabei liegt der besondere Vorteil in der hohen Sicherheit der Lenkeinrichtung. So wird dafür gesorgt, dass die Lenkeinrichtung bei einer nicht ordnungsgemäßen Funktion des Stromregelventils, wie sie beispielsweise durch eine Klemmung hervorgerufen wird, von ihrer stromverstärkten Lenkfunktion auf eine stromreduzierte Lenkfunktion zurückfällt. Dabei kann das Steuersignal, das die Fehlstellung feststellt, auf die vielfältigste Weise erzeugt werden.The new steering device and the new procedure eliminate the aforementioned Disadvantages of the prior art. There is the special advantage in the high security of the steering device. This will ensure that the steering device in case of improper functioning the flow control valve, as caused for example by a clamping is powered by its electricity Steering function falls back to a reduced-current steering function. there can the control signal, which detects the malfunction, on the diverse Be generated manner.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Steuersignal zur Verstellung des schaltbaren Sperrventils durch die Fehlstellung des Regelkolbens des Stromregelventils erzeugt wird. Diese Fehlstellung kann leicht über einen Wegsensor ermittelt und mit der gewollten Arbeitsstellung verglichen werden. Eine Fehlstellung des Regelkolbens führt dann unmittelbar zur sperrenden Schaltung des nachgeordneten Sperrventils.there it is useful if the control signal for adjusting the switchable shut-off valve by generates the malposition of the control piston of the flow control valve becomes. This misalignment can be easily determined via a displacement sensor and compared with the desired job position. A malposition of the control piston leads then immediately to the blocking circuit of the downstream check valve.

Besonders zweckmäßig ist es aber, wenn das Steuersignal zur Verstellung des schaltbaren Sperrventils der hydraulische Steuerdruck des Stromregelventils ist. Dann wirkt der aktuelle Steuerdruck des Stromregelventils bei einer funktionsgerechten Arbeitsstellung gleichzeitig auf den Regelkolben des Stromregelventils und auf das nachgeordnete Sperrventil. Bei einer fehlerhaften Stellung baut sich der Steuerdruck auf der falschen Seite des Regelkolbens auf, während der Steuerdruck auf der richtigen Seite des Regel kolbens und damit auch am Sperrventil zusammen fällt. Beide Druckveränderungen laufen zeitgleich ab, sodass auch der Regelkolben des Stromventils und das nachgeordnete Sperrventil gleichzeitig reagieren. Dabei schließt das Sperrventil bereits vor Beginn einer gefahrbringenden Bewegung des Regelkolbens, oder öffnet gar nicht erst, sodass die fehlerhafte Stellung des Regelkolbens keinen Lenkvolumenstrom erzeugt und damit eine gefahrbringende Lenkbewegung des Fahrzeuges vermieden wird. Fahrzeuge mit dieser Lenkeinrichtung sind demnach straßentauglich.Especially is appropriate but if the control signal to adjust the switchable shut-off valve is the hydraulic control pressure of the flow control valve. Then it works the current control pressure of the flow control valve at a functionally correct Working position simultaneously on the control piston of the flow control valve and on the downstream check valve. In a faulty position the control pressure builds up on the wrong side of the control piston on, while the control pressure on the right side of the control piston and thus also coincides with the check valve. Both pressure changes run at the same time, so that the control piston of the flow control valve and react the downstream check valve simultaneously. there includes the check valve before the beginning of a dangerous movement of the control piston, or opens not at all, so the faulty position of the control piston generates no steering volume flow and thus a dangerous steering movement of the vehicle is avoided. Vehicles with this steering device are therefore roadworthy.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der neuen Lenkeinrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8, 10, 11.Further expedient embodiments the new steering device will become apparent from the dependent claims 2 to 8, 10, 11.

Die Erfindung soll anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Dazu zeigen:The Invention will be explained in more detail with reference to several embodiments. To show:

1: die Lenkeinrichtung in der Neutralstellung in einer ersten Ausführungsform, 1 the steering device in the neutral position in a first embodiment,

2: die Lenkeinrichtung nach der 1 in einer Lenkstellung, 2 : the steering device after the 1 in a steering position,

3: die Lenkeinrichtung nach der 1 in einer Klemmstellung, 3 : the steering device after the 1 in a clamping position,

4: die Lenkeinrichtung in der Neutralstellung in einer zweiten Ausführungsform und 4 : the steering device in the neutral position in a second embodiment and

5: die Lenkeinrichtung in einer Lenkstellung in einer dritten Ausführungsform. 5 the steering device in a steering position in a third embodiment.

Der Lenkkreislauf gemäß den 1 bis 5 zeigt eine Lenkeinrichtung mit einem Lenkventil 1. Das Lenkventil 1 besitzt eine drehschiebergesteuerte Dosierpumpe 2, die über ein Lenkgestänge mit einem Handlenkrad 3 verbunden ist. Das Lenkventil 1 besitzt weiterhin eine Hauptzulaufleitung 4, die über einen Zulaufanschluss 5 mit einer nicht dargestellten Versorgungspumpe verbunden ist, und eine Hauptrücklaufleitung 6, die über einen Rücklaufanschluss 7 zu einem ebenfalls nicht gezeigten Tank führt.The steering circuit according to the 1 to 5 shows a steering device with a steering valve 1 , The steering valve 1 has a rotary valve controlled dosing pump 2 that has a steering linkage with a hand steering wheel 3 connected is. The steering valve 1 also has a main supply line 4 , which has an inlet connection 5 is connected to a supply pump, not shown, and a main return line 6 , which has a return connection 7 leads to a tank, also not shown.

Das Lenkventil 1 weist außerdem zwei Zylinderleitungen 8 und 9 auf, die beide über zwei Zylinderanschlüsse 10, 11 mit einem nicht dargestellten Lenkzylinder verbunden sind und die jeweils für eine der beiden Lenkrichtungen zuständig sind.The steering valve 1 also has two cylinder lines 8th and 9 on, both over two cylinder connections 10 . 11 are connected to a steering cylinder, not shown, and which are each responsible for one of the two steering directions.

Damit bildet sich eine Hauptstromleitung von der Versorgungspumpe über die Dosierpumpe 2 des Lenkventils 1 zum Lenkzylinder und vom Lenkzylinder zurück über die Dosierpumpe 2 des Lenkventils 1 zum Tank aus.This forms a main flow line from the supply pump via the metering pump 2 of steering valve 1 to the steering cylinder and from the steering cylinder back via the metering pump 2 of the steering valve 1 to the tank.

Von der Hauptzulaufleitung 4 zweigt eine Nebenzulaufleitung 12 ab, die über ein in Zulaufrichtung öffnendes Rückschlagventil 13 und einem Stromregelventil 14 zu einem der beiden, mit dem Lenkzylinder verbundenen Zylinderanschlüsse 10, 11 führt. Der Rücklauf vom Lenkzylinder zum Tank erfolgt wiederum über das Stromregelventil 14 und eine zum Rücklaufanschluss 7 führenden Nebenrücklaufleitung 15. Damit besteht eine Nebenstromleitung von einer Versorgungspumpe über das Stromregelventil 14 zum Lenkzylinder und zurück zum Tank.From the main supply line 4 branches a secondary feed line 12 off, which via a check valve opening in the inlet direction 13 and a flow control valve 14 to one of the two, connected to the steering cylinder cylinder connections 10 . 11 leads. The return from the steering cylinder to the tank is again via the flow control valve 14 and one to the return port 7 leading secondary return line 15 , Thus, there is a bypass line from a supply pump via the flow control valve 14 to the steering cylinder and back to the tank.

Die Lenkeinrichtung ist so ausgelegt, dass der Hauptstrom von der Versorgungspumpe stets vorrangig und bedarfsgerecht versorgt wird, wobei der Nebenstrom eine vorbestimmte Proportionalität zum Hauptstrom einnimmt.The Steering device is designed so that the main flow from the supply pump always provided priority and needs-based, with the side stream a predetermined proportionality to Main current occupies.

Das Stromregelventil 14 in der Nebenstromleitung ist nach den 1 bis 4 vorzugsweise als ein beidseitig durch Rückstellfedern 16, 17 belastetes Dreistellungsventil ausgelegt, das eine geschlossene Mittelstellung und zwei gegenüberliegende Arbeitsstellungen besitzt, wobei in jeder der beiden Arbeitsstellungen ein geregelter Zulaufstrom und ein ungedrosselter Rücklauf ermöglicht werden. Das Dreistellungsventil des Stromregelventils 14 ist in besonderer Weise so ausgeführt, dass jeder Arbeitsstellung des Regelkolbens drei, das Stromregelventil 14 parallel durchlaufende Steuerpfade 18, 18', 19, 19', 20, 20' zugeordnet sind. Dabei handelt es sich jeweils um einen mittig angeordneten und geschlossenen Steuerpfad 19, 19' für die geschlossene Mittelstellung des Stromregelventils 14 und einerseits einen geschlossenen Steuerpfad 18, 18' für die gegenüber liegende Arbeitsstellung und andererseits einen offenen Steuerpfad 20, 20' für die gleichseitige Arbeitsstellung des Stromregelventils 14.The flow control valve 14 in the bypass line is after the 1 to 4 preferably as a double-sided by return springs 16 . 17 loaded three-position valve designed which has a closed center position and two opposite working positions, in each of the two working positions, a regulated inlet flow and an unthrottled return are possible. The three-position valve of the flow control valve 14 is executed in a special way so that each working position of the control piston three, the flow control valve 14 parallel control paths 18 . 18 ' . 19 . 19 ' . 20 . 20 ' assigned. These are each a centrally arranged and closed control path 19 . 19 ' for the closed center position of the flow control valve 14 and on the one hand a closed control path 18 . 18 ' for the opposite working position and on the other hand an open tax path 20 . 20 ' for the equilateral working position of the flow control valve 14 ,

Damit sind in der Mittelstellung des Stromregelventils 14 alle Steuerpfade 18, 18', 19, 19', 20, 20' gesperrt, während in jeder Arbeitsstellung des Stromregelventils 14 ein Steuerpfad 20, 20' geöffnet ist. Zu beiden Seiten besitzt das Stromregelventil 14 jeweils eine Steuerleitung 21, 22, in denen jeweils ein intern oder extern versorgtes hydraulisches und elektrisch steuerbares Stellventil 23, 24 zum Auslenken des Stromregelventils 14 in die eine oder die andere der beiden Arbeitsstellungen angeordnet ist. Jede der beiden Steuerleitungen 21, 22 verzweigt sich und verbindet die Steuerleitung 21, 22 zusätzlich mit dem jeweiligen mittig angeordneten und geschlossenen Steuerpfad 19, 19' für die geschlossene Mittelstellung des Stromregelventils 14.This is in the middle position of the flow control valve 14 all control paths 18 . 18 ' . 19 . 19 ' . 20 . 20 ' locked while in any working position of the flow control valve 14 a control path 20 . 20 ' is open. On both sides has the flow control valve 14 one control line each 21 . 22 , in each of which an internally or externally powered hydraulic and electrically controllable control valve 23 . 24 for deflecting the flow control valve 14 arranged in one or the other of the two working positions. Each of the two control lines 21 . 22 Branches and connects the control line 21 . 22 additionally with the respective centrally located and closed control path 19 . 19 ' for the closed center position of the flow control valve 14 ,

Nach den 1 bis 3 befindet sich in der Nebenrücklaufleitung 15 zwischen dem Stromregelventil 14 und dem Rücklaufanschluss 7 ein schaltbares Sperrventil 25 mit einer gesperrten und einer offenen Stellung, das vorzugsweise ein Zweiwege-/Zweistellungs-Ventil ist. Dieses schaltbare Sperrventil 25 ist einerseits in Richtung der Sperrstellung durch eine Rückstellfeder 26 belastet und wird andererseits durch den Steuerdruck in der jeweiligen Steuerleitung 21, 22 des Stromregelventils 14 in Richtung der Offenstellung beaufschlagt. Dazu ist das schaltbare Sperrventil 25 von seiner Steuerdruckseite über eine erste Steuerleitung 27 mit dem Stromregelventil 14 einerseits und über eine zweite Steuerleitung 28 mit dem Stromregelventil 14 andererseits verbunden. Ein dazwischen geschaltetes Oder-Ventil 29 trifft die Auswahl der zutreffenden Steuerseite des Stromventils 14.After the 1 to 3 is located in the secondary return line 15 between the flow control valve 14 and the return port 7 a switchable shut-off valve 25 with a locked and an open position, which is preferably a two-way / two-position valve. This switchable shut-off valve 25 is on the one hand in the direction of the blocking position by a return spring 26 loaded and on the other hand by the control pressure in the respective control line 21 . 22 of the flow control valve 14 acted upon in the direction of the open position. This is the switchable shut-off valve 25 from its control pressure side via a first control line 27 with the flow control valve 14 on the one hand and via a second control line 28 with the flow control valve 14 on the other hand. An interposed Or valve 29 makes the selection of the applicable control side of the flow control valve 14 ,

Gemäß der 4 ist das schaltbare Sperrventil 25' als ein Vierwege-/Zweistellungs-Ventil ausgeführt, wobei die Nebenzulaufleitung 12 zum Stromregelventil 14 ebenfalls über das schaltbare Sperrventil 25' geführt wird.According to the 4 is the switchable check valve 25 ' designed as a four-way / two-position valve, wherein the secondary supply line 12 to the flow control valve 14 also via the switchable shut-off valve 25 ' to be led.

Die Funktion einer derartigen Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung ist allgemein bekannt.The Function of such a steering device with current amplification well known.

In der nicht betätigten Neutralstellung gemäß der 1 ist das Lenkventil 1 der Lenkeinrichtung geschlossen, sodass es keinen Hauptstrom gibt und das von der Versorgungspumpe gelieferte Öl direkt in den Tank zurückbefördert wird. Das Stromregelventil 14 in der Nebenstromleitung ist ebenfalls geschlossen, weil der Regelkolben kein Steuersignal erhält und durch die beiden Rückstellfedern 16, 17 in die gesperrte Mittelstellung gehalten wird. Damit fließt auch kein Nebenstrom.In the non-actuated neutral position according to the 1 is the steering valve 1 the steering device is closed so that there is no main flow and the oil supplied by the supply pump is returned directly to the tank. The flow control valve 14 in the bypass line is also closed, because the control piston receives no control signal and through the two return springs 16 . 17 held in the locked middle position. So no side current flows.

Im Servolenkbetrieb gemäß der 2 kommt es durch die Betätigung des Handlenkrades 3 innerhalb des Lenkventils 1 der Lenkeinrichtung zur Auslenkung eines zur Dosierpumpe 2 gehörenden Drehschiebersteuerventils und damit zum Öffnen entsprechender verstellbarer Drosseln. Dabei wird das von der Versorgungspumpe gelieferte Öl von der Dosierpumpe 3 abgemessen und als ein Hauptstrom in die entsprechende Kammer des Lenkzylinders befördert.In power steering operation according to 2 it comes by the operation of the hand steering wheel 3 inside the steering valve 1 the steering device for the deflection of a metering pump 2 belonging rotary valve control valve and thus to open corresponding adjustable throttles. In this case, the oil supplied by the supply pump from the metering pump 3 measured and transported as a main flow in the corresponding chamber of the steering cylinder.

Gleichzeitig wird das mit der Drehrichtung des Handlenkrades 3 übereinstimmende Stellventil 24 durch ein gesondertes Steuersignal betätigt, sodass es öffnet und einen entsprechenden Steuerölstrom freigibt. Dieser Steuerölstrom belastet den Regelkolben des Stromregelventils 14 und verschiebt ihn in die entsprechende Arbeitsstellung. Damit fließt ein Nebenstrom vom Zulaufanschluss 5 (aber das sich öffnende Rückschlagventil 13 und dem offenen Stromregelventil 14 zum Lenkzylinder. Der Hauptstrom und der Nebenstrom verhalten sich proportional zueinander und ergeben zusammen den auf den Lenkzylinder wirkenden Lenkölstrom. Dabei ist das schaltbare Sperrventil 25 geöffnet, weil der Steuerölstrom in der Steuerleitung 22 für den Regelkolben des Stromregelventils 14 gleichzeitig über den gleichseitigen Steuerpfad 20' im Stromregelventil 14 und über das Oder-Ventil 29 zum Sperrventil 25 gelangt und es belastet. Das durch den Einschlag der Räder verdrängte Öl wird daher sowohl über die Hauptrücklaufleitung 6 des Lenkventils 1 als auch über die Nebenrücklaufleitung 15 in den Tank zurück befördert.At the same time this is the direction of rotation of the hand steering wheel 3 matching control valve 24 operated by a separate control signal so that it opens and releases a corresponding control oil flow. This control oil flow loads the control piston of the flow control valve 14 and moves him to the appropriate working position. Thus, a side stream flows from the inlet connection 5 (but the opening check valve 13 and the open flow control valve 14 to the steering cylinder. The main flow and the side flow behave proportionately Nal to each other and together give the force acting on the steering cylinder steering oil flow. Here is the switchable check valve 25 opened, because the control oil flow in the control line 22 for the control piston of the flow control valve 14 simultaneously via the equilateral control path 20 ' in the flow control valve 14 and over the OR valve 29 to the check valve 25 passes and loads it. The displaced by the impact of the wheels oil is therefore both on the main return line 6 of the steering valve 1 as well as on the secondary return line 15 transported back to the tank.

Bei einer Fehlstellung gemäß der 3, die beispielsweise eine Klemmung des Regelkolbens des Stromregelventils 14 sein kann, entspricht die Arbeitsstellung des Stromregelventils 14 nicht dem Steuersignal in einer der beiden Steuerleitungen 21, 22. So steht in diesem Fall die Steuerleitung 21 unter Druck, um die Arbeitsstellung des Stromregelventils 14 in die eine Lenkrichtung zu ermöglichen, während sich der Regelkolben des Stromregelventils 14 durch seine Fehlstellung in der Arbeitsstellung für die andere Lenkrichtung befindet. In dieser Fehlstellung ist aber der zutreffende Steuerpfad 18 unterbrochen, sodass sich kein Steuersignal auf das schaltbare Sperrventil 25 fortpflanzen kann. Mit dem Zusammenbruch des Steuerdrucks in der Steuerleitung fehlt es auch an dem erforderlichen Steuerdruck am Sperrventil 25, um es offen zu halten. Das schaltbare Sperrventil 25 schließt automatisch durch die Kraft einer Stellfeder und unterbricht damit die Nebenrücklaufleitung 15. Die Lenkeinrichtung arbeitet daher ohne Stromverstärkung, wobei die Funktion der Lenkeinrichtung erhalten bleibt.In a malposition according to the 3 , for example, a clamping of the control piston of the flow control valve 14 can be, corresponds to the working position of the flow control valve 14 not the control signal in one of the two control lines 21 . 22 , So stands in this case, the control line 21 under pressure to the working position of the flow control valve 14 allow in the one steering direction, while the control piston of the flow control valve 14 located by its malposition in the working position for the other steering direction. In this malposition, however, is the appropriate control path 18 interrupted, so that no control signal to the switchable check valve 25 can reproduce. With the collapse of the control pressure in the control line, it also lacks the required control pressure at the check valve 25 to keep it open. The switchable shut-off valve 25 closes automatically by the force of a spring and thus interrupts the secondary return line 15 , The steering device therefore operates without current gain, wherein the function of the steering device is maintained.

Die zweite Ausführungsform der Lenkeinrichtung nach der 4 besitzt die gleiche Funktion, wie die soeben beschriebene erste Ausführungsform nach den 1 bis 3.The second embodiment of the steering device according to the 4 has the same function as the just described first embodiment according to the 1 to 3 ,

In einer dritten Ausführungsform nach der 5 ist das Stromregelventil 14' wiederum als ein beidseitig durch Rückstellfedern 16, 17 belastetes Dreistellungsventil ausgelegt, das eine geschlossene Mittelstellung und zwei gegenüberliegende Arbeitsstellungen besitzt, wobei in jeder der beiden Arbeitsstellungen ein geregelter Zulaufstrom und ein ungedrosselter Rücklauf ermöglicht werden. Es sind auch wieder zwei gegenüberliegende und durch Stellventile 23, 24 aktivierbare Steuerleitungen 21, 22 vorgesehen, die den Regelkolben einerseits und andererseits belasten. In der Nebenrücklaufleitung 15 befindet sich wieder ein schaltbares Sperrventil 25, vorzugsweise wieder in der Ausführung eines Zweiwege-/Zweistellungsventils.In a third embodiment according to the 5 is the flow control valve 14 ' again as a double-sided by return springs 16 . 17 loaded three-position valve designed which has a closed center position and two opposite working positions, in each of the two working positions, a regulated inlet flow and an unthrottled return are possible. There are also two opposite and by control valves 23 . 24 activatable control lines 21 . 22 provided, which load the control piston on the one hand and on the other hand. In the secondary return line 15 there is again a switchable shut-off valve 25 , preferably again in the execution of a two-way / two-position valve.

Das Stromregelventil 14' besitzt an Stelle der Steuerpfade 18, 18', 19, 19', 20, 20' aus den anderen Ausführungsformen einen Signalaufnehmer 30, der vorzugsweise ein Wegsensor ist und der eingangsseitig mit dem Regelkolben des Stromventils 14' und aus gangsseitig über ein elektrisches Steuergerät 32 mit einer elektrischen Stelleinheit 31 des schaltbaren Sperrventils 25 verbunden ist. Somit bilden der Signalaufnehmer 30 am Stromregelventil 14, das elektrische Steuergerät 32 und die elektrische Stelleinheit 31 des schaltbaren Sperrventils 25 einen elektrischen Steuerkreis.The flow control valve 14 ' owns in place of the control paths 18 . 18 ' . 19 . 19 ' . 20 . 20 ' from the other embodiments a signal sensor 30 , which is preferably a displacement sensor and the input side with the control piston of the flow control valve 14 ' and on the output side via an electrical control unit 32 with an electric actuator 31 the switchable shut-off valve 25 connected is. Thus, the signal receiver form 30 at the flow control valve 14 , the electrical control unit 32 and the electric actuator 31 the switchable shut-off valve 25 an electrical control circuit.

Die Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung in dieser dritten Ausführungsform arbeitet in der Neutralstellung und im Servolenkbetrieb in gleicher Weise wie die anderen beiden Ausführungsformen.The Steering device with current amplification in this third embodiment works in the neutral position and in the power steering mode in the same Way like the other two embodiments.

Der Signalaufnehmer 30 erfasst die Position des Regelkolbens, vergleicht diese Position mit der Drehrichtung des Lenkrades oder einem anderen, die gewollte Position kennzeichnenden Funktionsparameter der Lenkeinrichtung und meldet eine mögliche Fehlstellung an das elektrische Steuergerät 32. Das Steuergerät 32 produziert daraus ein Steuersignal und meldet es an die elektrische Stelleinheit 31, die das schaltbare Sperrventil 25 in die Offenstellung oder die Sperrstellung verstellt.The signal receiver 30 detects the position of the control piston, compares this position with the direction of rotation of the steering wheel or another, the desired position characterizing function parameters of the steering device and reports a possible malposition of the electrical control unit 32 , The control unit 32 produces a control signal from it and reports it to the electrical control unit 31 that the switchable shut-off valve 25 adjusted in the open position or the locked position.

11: Lenkventilsteering valve
22: Dosierpumpemetering
33: Handlenkradhand steering wheel
44: HauptzulaufleitungMain supply line
55: Zulaufanschlussinflow connection
66: HauptrücklaufleitungMain return line
77: RücklaufanschlussReturn connection
88th: Zylinderleitungcylinder line
99: ZylinderleilungZylinderleilung
1010: Zylinderanschlusscylinder port
1111: Zylinderanschlusscylinder port
1212: NebenzulaufleitungBesides supply line
1313: Rückschlagventilcheck valve
14 14'14 14 ': StromregelventilFlow control valve
1515: NebenrücklaufleitungIn addition to the return line
1616: RückstellfederReturn spring
1717: RückstellfederReturn spring
18 18'18 18 ': Steuerpfadcontrol path
19 19'19 19 ': Steuerpfadcontrol path
20 20'20 20 ': Steuerpfadcontrol path
2121: Steuerleitungcontrol line
2222: Steuerleitungcontrol line
2323: StellventilControl valve
2424: StellventilControl valve
25 25'25 25 ': schaltbares Sperrventilswitchable check valve
2626: RückstellfederReturn spring
2727: erste Steuerleitungfirst control line
2828: zweite Steuerleitungsecond control line
2929: Oder-VentilOr valve
3030: Signalaufnehmersignal sensor
3131: elektrische Stelleinheitelectrical actuator
3232: elektrisches Steuergerätelectrical control unit

Claims

Hydraulische Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung, bestehend aus einem Hauptstrom mit einem Lenkventil (1) und einem Nebenstrom mit einem Stromregelventil (14, 14'), wobei das Stromregelventil (14, 14') parallel zum Lenkventil (1) angeordnet ist und von einem Steuersignal aus dem Hauptstrom steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Nebenrücklaufleitung (15) hinter dem Stromregelventil (14, 14') ein schaltbares Sperrventil (25, 25') befindet, das von mindestens einem Steuersignal des Stromregelventils (14, 14') schaltbar ist, wobei das Stromregelventil (14, 14') so ausgeführt ist, dass das Steuersignal von einer, eine gefahrbringende Fehlstellung des Regelkolbens kennzeichnenden Steuergröße erzeugt wird.Hydraulic steering device with current amplification, consisting of a main flow with a steering valve ( 1 ) and a side stream with a flow control valve ( 14 . 14 ' ), the flow control valve ( 14 . 14 ' ) parallel to the steering valve ( 1 ) is arranged and is controlled by a control signal from the main stream, characterized in that in the secondary return line ( 15 ) behind the flow control valve ( 14 . 14 ' ) a switchable check valve ( 25 . 25 ' ) of at least one control signal of the flow control valve ( 14 . 14 ' ) is switchable, wherein the flow control valve ( 14 . 14 ' ) is designed so that the control signal is generated by a, a dangerous erroneous position of the control piston characteristic control variable.

Hydraulische Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schaltbare Sperrventil (25, 25') eine von einer Rückstellfeder (26) belastete Sperrstellung und eine vom Steuersignal des Stromregelventils (14, 14') schaltbare Offenstellung besitzt.Hydraulic steering device according to claim 1, characterized in that the switchable check valve ( 25 . 25 ' ) one of a return spring ( 26 ) loaded blocking position and one of the control signal of the flow control valve ( 14 . 14 ' ) has switchable open position.

Hydraulische Lenkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal für das Sperrventil (25, 25') der hydraulische Steuerdruck des Stromregelventils (14) ist.Hydraulic steering device according to claim 2, characterized in that the control signal for the check valve ( 25 . 25 ' ) the hydraulic control pressure of the flow control valve ( 14 ).

Hydraulische Lenkeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem schaltbaren Sperrventil (25, 25') zur Auswahl des für die Lenkrichtung maßgeblichen hydraulischen Steuerdrucks ein Oder-Ventil (29) vorgeschaltet ist.Hydraulic steering device according to claim 3, characterized in that the switchable check valve ( 25 . 25 ' ) to select the relevant for the steering direction hydraulic control pressure an OR valve ( 29 ) is connected upstream.

Hydraulische Lenkeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromregelventil (14) zur Übertragung des Steuersignals für das schaltbare Sperrventil (25) einen die Arbeitsstellungen umgehenden Steuerpfad (20, 20') besitzt, der in jeder funktionierenden Arbeitsstellung offen und in jeder Fehlstellung geschlossen ausgeführt ist.Hydraulic steering device according to claim 3, characterized in that the flow control valve ( 14 ) for transmitting the control signal for the switchable check valve ( 25 ) a control path bypassing the working positions ( 20 . 20 ' ), which is designed to be open in any working position and closed in any misalignment.

Hydraulische Lenkeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromregelventil (14) ein Vierwege-/Dreistellungsventil ist und drei parallele Steuerpfade (18, 18', 19, 19', 20, 20') besitzt, wobei – der erste Steuerpfad (19, 19') gesperrt und der gesperrten Mittelstellung des Stromregelventils (14) zugeordnet ist, – der zweite Steuerpfad (20, 20') offen und der gleichseitigen Arbeitsstellung des Stromregelventils (14) zugeordnet ist und – der dritte Steuerpfad (18, 18') gesperrt und der gegenüberliegenden Arbeitsstellung des Stromregelventils (14) zugeordnet ist.Hydraulic steering device according to claim 4, characterized in that the flow control valve ( 14 ) is a four-way / three-position valve and three parallel control paths ( 18 . 18 ' . 19 . 19 ' . 20 . 20 ' ), wherein - the first control path ( 19 . 19 ' ) and the locked center position of the flow control valve ( 14 ), - the second control path ( 20 . 20 ' ) open and the equilateral working position of the flow control valve ( 14 ) and - the third control path ( 18 . 18 ' ) and the opposite working position of the flow control valve ( 14 ) assigned.

Hydraulische Lenkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergröße für das schaltbare Sperrventil (25, 25') die Position des Regelkolbens des Stromregelventils (14') ist.Hydraulic steering device according to claim 2, characterized in that the control variable for the switchable check valve ( 25 . 25 ' ) the position of the control piston of the flow control valve ( 14 ' ).

Hydraulische Lenkeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromregelventil (14') mit einem Signalaufnehmer (30) zur Feststellung der Position des Regelkolbens und das schaltbare Sperrventil (25, 25') mit einer elektrischen Stelleinheit (31) ausgerüstet sind, die beide durch ein elektrisches Steuergerät (32) in einen elektrischen Steuerkreis eingebunden sind.Hydraulic steering device according to claim 7, characterized in that the flow control valve ( 14 ' ) with a signal sensor ( 30 ) for determining the position of the control piston and the switchable check valve ( 25 . 25 ' ) with an electric actuator ( 31 ), both powered by an electrical control unit ( 32 ) are integrated in an electrical control circuit.

Verfahren zur Sicherheitsabschaltung des Nebenstroms einer hydraulischen Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung, – bestehend aus einem Hauptstrom mit einem Lenkventil (1) und einem Nebenstrom mit einem Stromregelventil (14, 14'), wobei das Stromregelventil (14, 14') parallel zum Lenkventil (1) angeordnet und von einem Lenksignal aus dem Hauptstrom steuerbar ist, – bei dem der Nebenstrom sowohl im Zulauf zu einem Lenkzylinder als auch im Rücklauf vom Lenkzylinder über ein Stromregelventil (14, 14') geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenstrom hinter dem Stromregelventil (14, 14') abgesperrt wird, wenn eine Fehlstellung des Regelkolbens des Stromregelventils (14, 14') festgestellt wird.Method for safety shutdown of the secondary flow of a hydraulic steering device with current amplification, - consisting of a main flow with a steering valve ( 1 ) and a side stream with a flow control valve ( 14 . 14 ' ), the flow control valve ( 14 . 14 ' ) parallel to the steering valve ( 1 ) is arranged and controllable by a steering signal from the main stream, - in which the secondary flow both in the inlet to a steering cylinder and in the return from the steering cylinder via a flow control valve ( 14 . 14 ' ), characterized in that the secondary flow behind the flow control valve ( 14 . 14 ' ) is shut off when a malposition of the control piston of the flow control valve ( 14 . 14 ' ) is detected.

Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenstrom dann abgesperrt wird, wenn das Lenksignal des Hauptstromes entgegen der Fehlstellung des Regelkolbens des Stromregelventils (14, 14') gerichtet ist.A method according to claim 9, characterized in that the secondary flow is shut off when the steering signal of the main flow against the malposition of the control piston of the flow control valve ( 14 . 14 ' ).

Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenstrom dadurch abgesperrt wird, dass ein für die Absperrung benötigter hydraulischer Steuerstrom durch die Fehlstellung des Regelkolbens unterbrochen wird.Method according to claim 9, characterized in that that the side stream is shut off by that one for the shut-off needed hydraulic control flow through the malposition of the control piston is interrupted.