DE1942086C3 - Hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydros itische Hilfskraftlenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Umschaltventilanordnung dient zum Verändern der Lenkungsübersetzung. Eine solche Vorrichtung ist für den Arbeitseinsatz schwerer Fahrzeuge wegen der wechselnden Anforderungen nicht nur wünschenswert, sondern auch notwendig, um das Fahrzeug bei Ausfall der Servopumpe noch lenken zu können.

Hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtungen der genannten Art sind gemäß DE-OS 14 80 662 bekannt. Zur Veränderung der Lenkungsübersetzung wird hierbei ein Umschaltventil verwendet, mit dem der eine der beiden Servomotoren zu- oder abgeschaltet werden kann. Wird nur einer der beiden Servomotoren für die Lenkbewegung herangezogen, so wird der gesamte durch die Drehbewegung des Lenkhandrades geförderte Servostrom diesem Servomotor zugeleitet. Der andere Servomotor wird mit dem Druckmittelbehälter kurzgeschlossen. Der erste Servomotor muß also in der Lage sein, die volle Servounterstützung aufzubringen. Er muß deshalb entsprechend groß dimensioniert sein. Um eine wirkungsvolle Lenkungsübersetzungsänderung zu erreichen, müssen somit die beiden Servomotoren etwa auf die doppelte der an sich erforderlichen Größe überdimensioniert sein.

Andere bekannte Hilfskraftlenkeinrichtungen (DD-PS 44 220) enthalten zwei handbetätigte; Umschaltventil, mit deren Hilfe die Lenkungsübersetzung bei Ausfall der Servopumpd Vergrößert werden kann, um dadurch die Lenkbarkeit des Fahrzeuges zu erhalten, wenn die Druckmittelzufuhr ausfällt. Es ist hierbei jedoch nicht möglich, die Lenkung an unterschiedliche Betriebszustände anzupassen, wie sie beispielsweise bei einem schweren Knickgelenkfahrzeug vorkommen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verändern der Lenkungsübersetzung zu schaffen, mit der die Mängel der bekannten Vorrichtungen vermieden und wechselnde Anforderungen und Betriebszustände jederzeit ausgeglichen werden können. Dabei soll die Lenkungsübersetzung ohne Änderung der am Lenkhandrad aufzubringenden

ίο Betätigungskraft geändert werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Paten'anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine zweckmäßige Ausbildung ist im Unteranspruch angegeben.
Die erfindungsgemäße Anordnung der beiden Um-

schaltventile bewirkt dadurch eine Änderung der Lenkungsübersetzung, daß bei der Schaltstellung A jeweils nur etwa die Hälfte der von der Servopumpe geförderten Druckmittelmenge dosiert wird, bei der Schaltstellung B jedoch die gesamte Fördermenge. Da die Lenkungsübersetzung durch das Verhältnis des Hubvolumens der Servomotoren zu dem Fördervolumen der Steuerpumpe bestimmt wird, ist bei Schaltstellung A die Lenkungsübersetzung nur halb so groß wie bei Schaltstellung B, d. h. im ersten Falle sind für einen gleichen Lenkausschlag nur halb so viele Umdrehungen am Lenkhandrad zu machen wie im zweiten Falle. Da beide Servomotoren in beiden Schaltstellungen der Umschaltventile von der Servopumpe mit Druckmittel versorgt werden, wird die Betätigungskraft auf diese Servomotoren verteilt, so daß diese entsprechend klein ausgeführt sein können.

Die Einzelheiten und die Wirkungsweise der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt die Lenkeinrichtung bei Schaltstellung A, F i g. 2 zeigt die Lenkeinrichtung bei Schaltstellung B der Umschaltventilanordnung.

Eine hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung ist auf einem Vorderwagen 3 bzw. Hinterwagen 1 eines Knickgelenkfahrzeuges angeordnet, die über ein Knickgelenk 2 miteinander verbunden sind Die Lenkeinrichtung besteht aus einer motorgetriebenen Servopumpe 4, einem Steuerventil 5. einer als Dosiereinrichtung wirkenden Steuerpumpe 6, die von einem Lenkhandrad 7 angetrieben wird, einem Schaltventil 8. zwei miteinander gekoppelten Umschaltventilen 9 und 10, zwei zwischen Vorder- und Hinterwagen 1 bzw. 3 symmetrisch angeordneten Stellmotoren 11 und 12 und aus einem Behälter t3. Das Steuerventil 5 weist drei Schaltstellungen 14, 15 und 16. das Schaltventil 8 drei Schaltstellungen 17, 18 und 19 auf. Ferner ist die Druckseite der Servopumpe 4 über eine Zulaufleitung 20 mit dem Steuerventil 5 und über eine weitere Zulaufleitung 20' mit dem Schaltventil 8 verbunden. Die Satigseile der Servopumpe 4 bzw. der Behälter 13 ist über eine Rücklaufleitung 2\' mit dem Schaltventil 8 verbunden. Der Stellmotor 11 weist /wei Druckräume 22 und 23 und der Stellmotor 12 /wei Druckräume 24 und 25 auf. Vom Steuerventil 5 führt eine Leitung 26 zum Druckraum 23 und eine Leitung 27 /um Druckraum 25. Das Sehaltventil 8 ist über eine Leitung 28 mil dem Umschaltventil 9 und über eine Leitung 29 mit dem Umschaltventil 10 verbunden. Außerdem führt eine Leitung 30 vom Umschaltventil 9 zum Druckraum 22 und eine Leitung 31 vom Umschaltventil 10 zum Druckräum 24, Das Steuerventil 5 wird über den an der Steuerpuffipe 6 erzeugten Differertzdruck betätigt, ähnlich wie das Schaltventil 8 über die Druckdifferenz in

den Leitungen 26 und 27 gesteuert wird. Die beim Lenken an der Steuerpumpe 6 entstehende Druckdifferenz wird über zwei Druckleitungen 32 und 33 auf das Steuerventil 5 übertragen. In ähnlicher Weise wird der in der Leitung 26 herrschende Druck über die Leitung ■; 34 und der in der Leitung 27 herrschende Druck über die Leitung 35 auf das Schaltventil 8 übertragen, das dann entsprechend der Druckdifferenz verstellt wird. Ferner ist die Steuerpumpe 6 über zwei Leitungen 36 und 37 an das Steuerventil b angeschlossen. Schließlich führt noch eine Leitung 38 vom Umschaltventil 10 zur Leitung 26 und eine Leitung 39 vom Umschaltventil 9 zur Leitung 27.

Bei nicht betätigter Lenkeinrichtung und Neutralstellung des Steuerventils 5 wird das Druckmittel ohne Druckaufbau von der Servopumpe 4 über die Zulaufleitung 20, die Schaltstellung 15 und die Rücklaufleitung 21 zum Behälter 13 bzw. zur Saugseite der Servopumpe 4 gefördert, während die zum Schaltventil 8 führende Zulaufleitung 20' durch die Schaltstellung 18 gesperrt ist. Dies gilt sowohl für die in F i g. 1 gezeigte, mit .4 bezeichnete Schaltstellung wie für die in F1 g. 1 gezeigte, mit B bezeichnete Schaltstellung der beiden Umschaltventile 9 und 10.

Sobald am Lenkhandrad zur Einleitung einer Lenkbewegung gedreht wird, entsteht an der Steuerpumpe 6 ein Differenzdruck, der über die Druckleitungen 32 und 33 auf das Steuerventil 5 übertragen wird und dieses je nach Lenkrichtung aus der neutralen Schaltstellung 15 nach rechts bzw. nach links in die Schaltstellung 14 bzw. 16 verstellt. Wird beispielsweise so gelenkt, daß durch die manuell betätigte .Steuerpumpe 6 über die Druckleitung 32 ein höherer Druck auf das Steuerventil 6 übertragen wird als über die Druckleitung 33, so wird da.·. Steuerventil 6 derart verstellt, daß an Stelle der neutralen Schaltstellung 15 die Schaltstellung 14 tritt. Bei Schaltstellung A der beiden Umschaltventile 9 und 10 (Fig. 1) geschieht dann folgendes: Der freie Durchfluß des Druckmittels durch das Steuerventil 5 wird gesperrt Dadurch baut sich in den von der Servopumpe 4 zum Steuerventil 5 und zum Schaltventil 8 führenden Zulaufleitungen 20 und 20' ein Hochdruck auf, dessen Größe vom Widerstand der zu lenkenden Räder abhängt. Von der gesamten Fördermenge der Servopumpe 4 fließt der eine Teil über das in Schaltstellunsr 14 stehende Steuerventil 5 und die Leitung 37 der Saugseite der als Dosiereinrichtung wirkenden Steuerpumpe 6 zu und gelangt mit geringer Druckerhöhung von deren Druckseite über die Leitung 36, das Steuerventil 5 und die Leitung 26 in den Druckraum 23 des Stellmotors II. Gleichzeitig wird aus dem anderen Druckraum 22 das nicht druckbeaufschlagte Öl verdrängt und fließt über die Leitung 30, das Umschaltventil, die Leitung 28. das in Schaltstellung 17 stehende Schaltventil 8 und die Rücklaufleitung 2Γ zur Saugseite der Servopumpe 4 zurück. Der andere Teil der Fördermenge fließt unter Umgehung des Steuerventils 5 über die von der Zulaufleitung 20 abzweigende Zulaufleitung 20', das Schaltventil 8, die Leitung 29. das Umschaltventil 10 und über die Leitung 31 in den Druckraum 24 des Stellmotors 12. Gleichzeitig wird aus dem anderen Druckraum 25 das nicht druckbeauTschlagte öl verdrängt Dieses fließt über die Leitung 27, das Steuerventil 5 und über die Rücklaufleitung 21 zur Saugseite der Servopumpe 4 zurück. Beim Lenken in die andere Richtung gilt das entsprechend Umgekehrte. Dabei irilt die Schaltstellung 16 des Steuerventils 5 und die Schaltstellung 19 des Schaltventil 8 in Aktion, und der eine über die Steuerpumpe 6 fließende Teilstrom wird über die Leitung 27 direkt dem Druckraum 25 des Stellmotors 12 zugeführt, während der andere Teilstrom unter Umgehung der Steuerpumpe 6 über das Schaltventil 8 und das Umschaltventil 9 dem Druekraum

22 des Stellmotors 11 zufließt. Die beiden Teilströme sind annähernd gleich groß. Wegen des durch die Kolbenstange bedingten Unterschiedes der beiden Kolbenflächen der Stellmotoren 11 bzw. 12 ist der über die Steuerpumpe 6 fließende Teilstrom etwas kleiner als der über das Schaltventil 8 und das Umschaltventil 9 bzw. 10 fließende Teilstrom. Durch gleichzeitigen Austausch der Zuleitungen zu den Stellmotoren 11 und 12 kann das Teilstromverhältnis umgekehrt werden. In jedem Falle sind aber die Stellmotoren 11 und 12, gegebenenfalls auch weitere, paarweise angeordnete, derart im Fahrzeug eingebaut, daß die Anzahl der für einen Lenkausschlag nötigen Umdrehungen des Lenkhandrades für beide Lenkrichtungen gleich ist.

Wird die Lenkung des Fahrzeuges schwieriger oder fällt die Servokraft aus, dann können d . Jmschaltventi-Ie 9 und 10 von Hand auf Schaltstellunj B (Fig. 1) gebracht werden. Dadurch wird der gesamte von der Servopumpe 4 bzw. über ein Nachsaugventil 40 geförderte Druckmittelstrom über das Steuerventil 5 der Steu :.^-pumpe 6 zugeführt, die damit den ganzen Zustrom des Druckmittels zu den Servomotoren 11 und 12 entsprechend den Umdrehungen des Lenkhandrades 7 dosiert. Im einzelner geschieht dabei folgendes: Wenn beispielsweise, wie in rig. 1. so gelenkt wird, daß durch die manuell betätigte Steuerpumpe 6 über die Druckleitung 32 ein höherer Druck auf das Steuerventil 6 übertragen wird ali über die Druckleitung 33, so wird das Steuerventil 6 derart verstellt, daß an Stelle der neutralen Schaltstdlung 15 die Schaltstellung 14 tritt. Dadurch wird der freie Durchfluß des Druckmittels durch das Steuerventil 5 gesperrt, und es baut sich in den Zulaufleitungen 20 und 20' ein Hochdruck auf. Da bei Schaltstellung B die beiden Umschaltventil 9 unj 10 jeden Durchfluß durch das Schaltventil 8 sperren, fließt die gesamte Fördermenge der Servopumpe 4 über die Schaitstellung 14 des Steuerventils 5 und über die Leitung 37 der Saugseite der als Dosiereinrichtung wirkenden Steuerpumpe 6 zu und gelangt von deren Druckseite über die Leitung 36. die Schaltstellung 14 und die Leitung 26 zur einen Hälfte in den Druekraum

23 des Stellmotors 11 und zur anderen Hälfte über die Leitung 38. das Umschaltventil 10 und die Leitung 31 in den Druckraum 24 des Stellmotors 12. Gleichzeitig wird das Druckmittel aus dem nicht beaufschlagten Druekraum 22 des Stellmotors 11 verdrängt und fließt über die Leitung 30, das Umschaltventil 9 und die Leitungen 39 und 27 zusammen mit dem aus dem Druekraum 25 des SiHIm .(Grs 12 verdrängten Öl über das Steuerventil 5 und die Rücklaufleitung 21 zur .Saugseite der Servopumpe 4 zurück. Da das Tordervolumen der Steuerpumpe 6 gleich bleibt, so sind bei Schaltstellung ßdoppelt so viele Umdrehungen am I enkhandrad für einen gleich großen Lenkausschlag erforderlich wie bei Schaltstellung A. Beim Lenken in die andere Richtung gilt das entsprechetiü Umgekehrte; Dabei tritt wieder die Schaitstellung 16 des Steuerventils 5 und die Schaltslellung 19 des Schaltventils 8 in Aktion, und eier gesamte von der Servopumpe 4 geförderte Druckmittelstrom fließt über das Steuerventil 5, die Steuerpumpe 6, nochmals über das Steuerventil 5 unter Umgehung des Schaltventils 8 in die Leitung 27, von wo die eine Hälfte des Ölstromes direkt in den Druekraum 25 des

Stellmotors 12 gelangt, während die andere Hälfte über die Leitung 39, das Umschaltventil 9 und die Leitung 30 dem Druckraum 22 des Stellmotors 11 zugeführt wird. Für die Rückleitung des aus den Stellmotoren 11 und 12 verdrängten Öles zum Steuerventil 5 gilt das Entsprechende.

Das Schaltventil 8 kann mit dem Steuerventil 5 und der Steuerpumpe 6 organisch in einem Gehäuse zusammengefaßt sein, ohne daß dies aus der Darstellung zu entnehmen ist, wie auch die für den Förderstrom der Servopumpe,4 erforderliche Druckbegrcnzuhg sowie eine eventuell*" vorhandene! Strömbegrenzung in den

Fig. I und 2 nicht gezeigt werden, da diese für die erfindungsgemäße Einrichtung zum Verdrängen der Lenkübersetzung ohne Bedeutung sind.

Mit der durch die Erfindung geschaffenen Möglichkeiten, die Lenkungsuniersctzung eines Fahrzeuges durch einfaches, manuelles Umschalten der beiden Umschaltventil 9 und 10 den unterschiedlichen Arbeits- und Betriebsbedingungen des Fahrzeuges anzupassen, wird nicht nur der Einsatzbereich erweitert, sondern auch die Betriebssicherheit des Fahrzeuges erhöht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Servopumpe, einer Steuerpumpe und einem Steuei ventil, die beide über ein Lenkhandrad betätigbar sind, mit zwei auf die Fahrzeuglenkräder wirkenden Stellmotoren und mit einer Umschaltventilanordnung, durch die in einer ersten Schaltstellung nur der eine der Stellmotoren vom Steuerventil aus beaufschlagt wird und in einer zweiten Schaltstellung beide Stellmotoren in Parallelschaltung an das Steuerventil angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltventilanordnung aus einem durch den Stellmotoren (11 und 12) über das Steuerventil (5) zugeführten Druckmitteldruck aus einer Mittelstellung nach zwei Richtungen umschaltbaren Schaltventil (8) sowie zwei diesem nachgeschalteten, von Hand gemeinsam in zwei Schaltstellungen versi^Ubaren Umschaltventilen (9 und 10) besteht, wobei in der ersten Schaltstellung (A) der Umschaltventile (9 und 10) der zweite der Stellmotoren (12 bzw. 11) über das Schaltventil (8) unmittelbar von der Servopumpe (4) aus mit Druckmittel beaufschlagt wird und in der zweiten Schaltsteilung (B) der Umschaltventile (9 und 10) der Durchfluß durch das Schaltventil (8) gespen 1 wird.

2. Hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmotoren jeweils paarweise angeordnet sind.