DE19845814C2 - Hydraulische Lenkvorrichtung und das zugehörige Hydroventil - Google Patents
Hydraulische Lenkvorrichtung und das zugehörige HydroventilInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Lenkvorrichtung, die
sich in einem selbstfahrenden Fahrzeug oder verschiedenen Arten von hydraulischen
drehenden Mechanismen befindet, sowie auf das zugehörige Hydroventil.
Es gibt verschiedene Arten von hydraulischen Lenkvorrichtungen, die im wesentlichen
in zwei Gruppen eingeteilt werden: Eine Ausführung mit Handgriff und eine Ausführung mit
Steuerungshebel.
(1) Die Ausführung mit Handgriff ist schon lange bekannt und kann in zwei
Hauptarten unterteilt werden: Eine Ausführung mit Folgeregelgestänge und eine vollkommen
hydraulische Ausführung. Bei dieser Ausführung kann ein Bediener einen sich an einem
Kabinensessel befindlichen Handgriff drehen, um einen Lenkungswinkel proportional zu
einem Betätigungsdrehwinkel zu erzielen. Der maximale Betätigungsdrehwinkel beträgt zum
Beispiel etwa zwei bis drei Drehungen nach rechts oder nach links.
In der Ausführung mit Folgeregelgestänge wird dann, wenn der Bediener den
Handgriff nach rechts dreht, ein direkt mit dem Handgriff verbundenes Lenkungsventil von
der neutralen Stellung in eine rechte Lenkposition umgeschaltet. Dadurch kann Drucköl von
einer Hydraulikpumpe in einen Hydraulikzylinder über ein Lenkungsventil fließen, um diesen
zu betätigen. Der Hydraulikzylinder ist an beiden Enden verkettet mit einem Körper und einer
Spurstange, wodurch das Fahrzeug eine Lenkbewegung nach rechts beginnt, wenn der
Hydraulikzylinder betätigt wird. Zwischen der Spurstange und dem Lenkungsventil befindet
sich ein Verbindungsmechanismus (genannt Folgeregelgestänge), der versucht, wenn das
Fahrzeug gelenkt wird, das Lenkungsventil in die neutrale Stellung zurückzuführen.
Demzufolge kehrt, wenn der Bediener die Rechtsdrehung des Handgriffes abbricht, das
Lenkungsventil nach dem Abbruch der Operation von der rechten Lenkposition zur neutralen
Position zurück, um die Druckölversorgung des Hydraulikzylinders zu unterbrechen. Mit
anderen Worten: Der Lenkvorgang nach rechts wird mit einem Lenkwinkel abgeschlossen, der
einem Betätigungsdrehwinkel entspricht. Bei einer Lenkbewegung nach links tritt das gleiche
ein wie beim Lenkvorgang nach rechts.
Bei der vollkommen hydraulischen Ausführung wird dann, wenn der Bediener den
Handgriff nach rechts dreht, ein Drehlenkungsventil (als Orbitroll-Lenkungsventil bezeichnet)
von der neutralen Stellung in die rechte Lenkposition geschaltet. Dadurch kann Drucköl von
der ersten Hydraulikpumpe zum Hydraulikzylinder über das Drehlenkungsventil und über die
zweite Hydraulikpumpe strömen, die fest auf einer drehenden Welle des Drehlenkungsventils
befestigt ist, damit dieses betätigt werden kann. Der Hydraulikzylinder ist an beiden Enden
verkettet mit dem Körper und der Spurstange, weshalb das Fahrzeug mit einer Lenkbewegung
nach rechts beginnt, wenn der Hydraulikzylinder betätigt wird. Wenn der Bediener die Drehung
nach rechts unterbricht, führt die zweite Hydraulikpumpe, die sich im Drehlenkungsventil
befindet, das Drehlenkungsventil automatisch von der rechten Lenkposition zur neutralen
Stellung zurück, wodurch der Druckölstrom zum Hydraulikzylinder unterbrochen wird. Die
zweite Hydraulikpumpe dreht sich entsprechend um einen Betätigungsdrehwinkel, um den
Hydraulikzylinder mit Drucköl bei einer Durchflußmenge auf der Grundlage des
Betätigungsdrehwinkels zu versorgen.
Dementsprechend wird der Lenkvorgang nach rechts mit einem Lenkungswinkel
abgeschlossen, der fast gleich dem Betätigungsdrehwinkel ist. Beim Lenkvorgang nach links
handelt es sich um den gleichen Vorgang wie beim Lenkvorgang nach rechts.
(2) Die Ausführung mit Steuerungshebel wird gegenwärtig häufig eingesetzt.
Bei dieser Ausführung ist es möglich, eine Lenkungsgeschwindigkeit zu erzielen, die fast
proportional einem Hebelumlegwinkel ist, wenn der Bediener einen Steuerungshebel umlegt,
der sich am Fahrersitz in der Kabine befindet. Der maximale Hebelumlegwinkel ist gleich einem
Drehwinkel des Handgelenkes des Bedieners, das nach links oder nach rechts gedreht wird
(mit anderen Worten: Eine Steuerung mit kleinerem Betätigungsswinkel), und deshalb kann
kein breiter Bereich eines Betätigungswinkels erwartet werden (mit anderen Worten:
Eine Steuerung mit größerem Betätigungswinkel), wie zum Beispiel zwei bis drei Drehungen
nach rechts oder links, die bei der Ausführung mit Handgriff erreicht werden. Deshalb besitzt
diese Art der Vorrichtung einen Aufbau wie nachfolgend beschrieben.
Wenn der Bediener den Steuerungshebel nach rechts umlegt, bewegt sich das
Lenkungsventil von der neutrale Stellung aus in Richtung der rechten Lenkposition um einen
Betrag, der fast proportional zum Hebelumlegwinkel ist. Mit anderen Worten: Die Öffnungen
der Strömungswege von der Hydraulikpumpe zum Hydraulikzylinder im Lenkungsventil
werden vergrößert oder verkleinert proportional zum Hebelumlegwinkel. Dadurch kann das
Drucköl von der Hydraulikpumpe zum Hydraulikzylinder über das Lenkungsventil bei einer
Durchflußmenge pro Einheit fließen, die fast proportional zum Hebelumlegwinkel ist, um
diesen zu betätigen. Der Hydraulikzylinder ist mit einem Körper und einer Spurstange in der
gleichen Weise verkettet wie bei der Ausführung mit Handgriff. Demzufolge verhält es sich
so, daß dann, wenn der Hydraulikzylinder betätigt wird, das Fahrzeug mit einem Lenkvorgang
nach rechts beginnt. Danach führt der Bediener, wenn er durch Sichtbeobachtung oder
aufgrund seiner Fahrpraxis der Auffassung ist, daß ein tatsächlicher Lenkungswinkel des
Fahrzeuges mehr und mehr mit einem Ziellenkungswinkel übereinstimmt, oder nach Ablauf
einer gewünschten Zeit den Steuerungshebel in die Mittelstellung zurück. Durch diesen
Vorgang kehrt das Lenkungsventil von der rechten Lenkposition zur neutralen Stellung
zurück, um die Druckölversorgung des Hydraulikzylinders zu unterbrechen. Mit anderen
Worten: Die Lenkungsgeschwindigkeit ist fast proportional zum Hebelumlegwinkel, und der
Lenkvorgang nach rechts wird dadurch abgeschlossen, daß der Bediener den Steuerungshebel
in die Mittelstellung zurückführt. Beim Lenkvorgang nach links läuft der gleiche Vorgang ab
wie beim Lenkvorgang nach rechts.
Beim zuvor beschriebenen bisherigen Stand der Technik treten jedoch die nachfolgenden
Probleme auf:
(1) Bei der Ausführung mit Handgriff kehrt dann, wenn der Bediener den Drehvorgang abbricht, das Lenkungsventil automatisch in die neutrale Stellung zurück. Deshalb braucht wie bei der Ausführung mit Steuerungshebel der Bediener nicht jedesmal das Lenkungsventil in die neutrale Stellung zurückzuführen. Zusätzlich dazu hat die Ausführung mit Handgriff den Vorteil, daß eine sanfte Steuerung bei einem sehr genauen Lenkungswinkel erreicht wird, da es möglich ist, einen Lenkungswinkel zu erzielen, der einem Betätigungsdrehwinkel entspricht, und zwar zusätzlich zu einem großen Lenkungswinkel pro Einheit des Betätigungsdrehwinkels. Dieser Vorteil bedeutet jedoch, daß ein großer Betätigungsdrehwinkel erforderlich ist, um einen großen Lenkungswinkel zu erzielen. Deshalb ist bei einem Radlader, der häufige Wechsel zwischen Lenkung nach rechts und Lenkung nach links erfordert, oder bei einem Fahrzeug wie einem Gabelstapler, der für einen Drehvorgang drei bis vier Drehungen benötigt, eine sehr komplizierte Bedienung erforderlich. Zusätzlich dazu muß der Bediener über die entsprechende Übung verfügen, was zu Ermüdung bei ihm führen kann.
(1) Bei der Ausführung mit Handgriff kehrt dann, wenn der Bediener den Drehvorgang abbricht, das Lenkungsventil automatisch in die neutrale Stellung zurück. Deshalb braucht wie bei der Ausführung mit Steuerungshebel der Bediener nicht jedesmal das Lenkungsventil in die neutrale Stellung zurückzuführen. Zusätzlich dazu hat die Ausführung mit Handgriff den Vorteil, daß eine sanfte Steuerung bei einem sehr genauen Lenkungswinkel erreicht wird, da es möglich ist, einen Lenkungswinkel zu erzielen, der einem Betätigungsdrehwinkel entspricht, und zwar zusätzlich zu einem großen Lenkungswinkel pro Einheit des Betätigungsdrehwinkels. Dieser Vorteil bedeutet jedoch, daß ein großer Betätigungsdrehwinkel erforderlich ist, um einen großen Lenkungswinkel zu erzielen. Deshalb ist bei einem Radlader, der häufige Wechsel zwischen Lenkung nach rechts und Lenkung nach links erfordert, oder bei einem Fahrzeug wie einem Gabelstapler, der für einen Drehvorgang drei bis vier Drehungen benötigt, eine sehr komplizierte Bedienung erforderlich. Zusätzlich dazu muß der Bediener über die entsprechende Übung verfügen, was zu Ermüdung bei ihm führen kann.
(2) Die Ausführung mit Steuerungshebel erfordert es, den Steuerungshebel immer
dann in die Mittelstellung zurückzuführen, wenn der tatsächliche Lenkungswinkel gleich dem
Ziellenkungswinkel wird, um das Lenkungsventil von der Lenkposition in die neutrale Stellung
zurückzuführen. Mit anderen Worten: Die Anzahl der Operationen ist doppelt so groß wie bei
der Ausführung mit Handgriff, was eine Ursache für die Ermüdung des Bedieners ist.
Zusätzlich dazu ist der maximale Hebelumlegwinkel gleich einem Drehwinkel seines sich nach
links oder rechts drehenden Handgelenkes. Obwohl ein Vorteil darin besteht, daß der Bediener
das Fahrzeug mit seinem Handgelenk steuern kann, wird die Lenkgeschwindigkeit höher, je
mehr sich der Hebelumlegwinkel vergrößert. Dies führt zu den nachfolgenden Problemen.
Eine abrupte Zunahme des Hebelumlegwinkels führt zu einem Stoß, der den Körper bei
Beginn oder am Ende des Hebelumlegvorganges durchschütteln kann. Andererseits wird
dann, wenn der Hebelumlegwinkel sich verringert, eine Menge Zeit verbraucht, bis der
tatsächliche Lenkungswinkel gleich dem Ziellenkungswinkel wird, wodurch der Bediener kein
Gefühl für die Bedienung des Fahrzeuges entwickeln kann, das bei der Ausführung mit
Handgriff entsteht. Wie zuvor beschrieben ist der Hebelumlegwinkel irrelevant für den
Lenkungswinkel, und demzufolge ist es nicht ratsam, die Ausführung mit Steuerungshebel für
ein Fahrzeug vorzusehen, das Räder besitzt, die nicht direkt beobachtet werden können.
Hinzu kommt, daß beim Fahren auf einer Straße mit hoher Geschwindigkeit es
erforderlich ist, den Lenkungswinkel genauestens und häufig zu kontrollieren im Vergleich mit
der Kontrolle bei der Fahrt mit geringer Geschwindigkeit. In einem Notfall kann der Bediener
leicht versehentlich einen großen Hebelumlegwinkel wählen, wodurch eine abrupte
Lenkung verursacht wird. Deshalb ist es nicht ratsam, diese Art der Lenkvorrichtung direkt bei
Fahrzeugen einzusetzen, die mit hoher Geschwindigkeit fahren.
Weiterhin wird unvermeidlich bei einem Radlader, der ein schnelles und promptes
Überwechseln zwischen Rechtslenken und Linkslenken erfordert, oder bei einem Gabelstapler,
der einen großen Lenkungswinkel benötigt, ein großer Hebelumlegwinkel eingestellt. In diesem
Falle wird ebenso ein abruptes Lenken verursacht, was zur Ermüdung des Bedieners führt.
Wenn der maximale Öffnungsbereich des Lenkungsventils als Gegenmaßnahme verringert
wird, wird die Arbeitseffizienz der tatsächlich aufgebrachten Leistung geringer als jene bei
der Ausführung mit Handgriff, weshalb dieses nicht zu empfehlen ist.
Weiterhin bekannt sind auf diesem Gebiet hydraulische Lenkvorrichtungen aus der JP 04173479 A
(Patent Abstracts of Japan) und der EP 0 360 865 A1 sowie aus der
DE 42 41 531 C1.
Die JP 04173479 A offenbart eine gattungsgemäße hydraulische Lenkvorrichtung mit einer
Vorrichtung zur Eingabe eines Ziellenkungswinkels, einem Vorsteuerventil zur Aufnahme
des Ziellenkungswinkels und Weitergabe dessen und einem Hauptlenkungsventil zum
Empfang des Ausgangsöldrucks des Vorsteuerventils und zwecks Abgabe von Drucköl an
hydraulische Stellantriebe. Diese hydraulische Lenkvorrichtung ist dabei in einem
selbstfahrenden Fahrzeug eingebaut, auf das ein tatsächlicher Lenkungswinkel durch die
Betätigung von hydraulischen Stellantrieben übertragen wird. Messvorrichtungen messen
dabei den Ziellenkungswinkel und den tatsächlichen Lenkungswinkel und eine weitere
Vorrichtung gibt dabei den Erregerstrom entsprechend des Abweichungswinkels zwischen
Ziellenkungswinkel und tatsächlichen Lenkungswinkel ab, der zuvor berrechnnet wurde. Der
tatsächliche Lenkungswinkel folgt dem Ziellenkungswinkel und erreicht diesen.
Die EP 0 360 865 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Eingabe eines Ziellenkungswinkels, ein
Vorsteuerventil zur Weitergabe des Ziellenkungswinkels, ein Hauptlenkungsventil zum
Empfang des Ausgangsöldrucks des Vorsteuerventils zur Abgabe von Drucköl in einem
hydraulischen Stellantrieb. Diese hydraulische Lenkvorrichtung ist dabei ebenfalls in einem
selbstfahrenden Fahrzeug eingebaut, auf das ein tatsächlicher Lenkungswinkel durch die
Betätigung des hydraulsichen Stellantriebes übertragen wird. Das Vorsteuerventil ist dabei
als Drehschieberventil ausgebildet.
Die DE 42 41 531 C1 beschreibt den Aufbau eines solchen gattungsgemäßen
Drehschieberventils.
Angesichts dieser Probleme beim bisherigen Stand der Technik liegt ein Ziel der
vorliegenden Erfindung darin, eine hydraulische Lenkvorrichtung, bei der, obwohl eine
Ausführung mit kleinerem Betätigungswinkel vorliegt, eine geringe Anzahl an Arbeitsgängen
erforderlich ist und bei der eine häufige Kontrolle selbst für genaueste Lenkoperationen erreicht
wird, und das zugehörige Hydroventil bereitzustellen.
Entsprechend dem ersten Aspekt der hydraulischen Lenkvorrichtung in der vorliegenden
Erfindung wird eine hydraulische Lenkvorrichtung zur Verfügung gestellt, die augestattet ist mit
einer Vorrichtung zur Ziellenkungswinkeleingabe für die Eingabe eines Ziellenkungswinkels,
einem Vorsteuerventil mit neutraler Stellung, linker und rechter Lenkstellung für die Aufnahme
des Ziellenkungswinkels von der Vorrichtung zur Eingabe des Ziellenkungswinkels und zur
Ausgabe eines Drucköles von einer ersten Öldruckquelle, wobei die Umschaltung von der
neutralen Stellung zu einer der beiden anderen Stellungen, d. h. der Stellungen für
Rechtslenkung oder Linkslenkung, erfolgt, einem Hauptlenkungsventil mit neutraler Stellung
und Stellungen für Rechtslenkung und Linkslenkung für die Aufnahme des austrittsseitigen
Öldruckes vom Vorsteuerventil und für die Ausgabe des Drucköles von einer zweiten
Öldruckquelle, wobei die Umschaltung von der neutralen Stellung in die Rechtslenk- oder
Linkslenkstellung stattfindet, sowie hydraulischen Stellantrieben, die bei Empfang des
Drucköles vom Hauptlenkungsventil betätigt werden;
wobei die hydraulische Lenkvorrichtung, die bei dem selbstfahrenden Fahrzeug eingebaut ist, auf das ein tatsächlicher Lenkungswinkel durch die Betätigung der hydraulischen Stellantriebe übertragen wird, besteht aus:
einem Vorsteuerventil mit einer ersten Buchse, die bei Aufnahme des Ziellenkungswinkels von der Vorrichtung zur Ziellenkungswinkeleingabe betätigt wird, einer zweiten Buchse, die bei Aufnahme des tatsächlichen Lenkungswinkels des selbstfahrenden Fahrzeuges betätigt wird, einer ersten Feder zu Erzeugung einer Federkraft, die an der ersten und der zweiten Buchse in Richtung der neutralen Stellung wirkt, einer Vorrichtung zur Messung des Ziellenkungswinkels für die Bestimmung des Ziellenkungswinkels der ersten Buchse, sowie einer Vorrichtung zur Messung des tatsächlichen Lenkungswinkels für die Bestimmung des Ziellenkungswinkels der zweiten Buchse;
einer Vorrichtung zur Abgabe des Erregerstromes für den Empfang des Ziellenkungswinkels von der Vorrichtung zur Messung des Ziellenkungswinkels und des tatsächlichen Lenkungswinkels von der Vorrichtung zur Messung des tatsächlichen Lenkungswinkels und zur Berechnung eines Abweichungswinkels Δθ zwischen beiden, um einen Erregerstrom abzugeben, der dem Abweichungswinkel entspricht; und
einem elektromagnetisch regelbaren Druckminderventil, das bei Erhalt eines Erregerstromes von der Erregerstromabgabevorrichtung den Öldruck vom Vorsteuerventil zum Hauptlenkungsventil ändern kann, wobei der tatsächliche Lenkungswinkel dem Ziellenkungswinkel folgt und diesen erreicht.
wobei die hydraulische Lenkvorrichtung, die bei dem selbstfahrenden Fahrzeug eingebaut ist, auf das ein tatsächlicher Lenkungswinkel durch die Betätigung der hydraulischen Stellantriebe übertragen wird, besteht aus:
einem Vorsteuerventil mit einer ersten Buchse, die bei Aufnahme des Ziellenkungswinkels von der Vorrichtung zur Ziellenkungswinkeleingabe betätigt wird, einer zweiten Buchse, die bei Aufnahme des tatsächlichen Lenkungswinkels des selbstfahrenden Fahrzeuges betätigt wird, einer ersten Feder zu Erzeugung einer Federkraft, die an der ersten und der zweiten Buchse in Richtung der neutralen Stellung wirkt, einer Vorrichtung zur Messung des Ziellenkungswinkels für die Bestimmung des Ziellenkungswinkels der ersten Buchse, sowie einer Vorrichtung zur Messung des tatsächlichen Lenkungswinkels für die Bestimmung des Ziellenkungswinkels der zweiten Buchse;
einer Vorrichtung zur Abgabe des Erregerstromes für den Empfang des Ziellenkungswinkels von der Vorrichtung zur Messung des Ziellenkungswinkels und des tatsächlichen Lenkungswinkels von der Vorrichtung zur Messung des tatsächlichen Lenkungswinkels und zur Berechnung eines Abweichungswinkels Δθ zwischen beiden, um einen Erregerstrom abzugeben, der dem Abweichungswinkel entspricht; und
einem elektromagnetisch regelbaren Druckminderventil, das bei Erhalt eines Erregerstromes von der Erregerstromabgabevorrichtung den Öldruck vom Vorsteuerventil zum Hauptlenkungsventil ändern kann, wobei der tatsächliche Lenkungswinkel dem Ziellenkungswinkel folgt und diesen erreicht.
Entsprechend der ersten Konfiguration besitzt das Vorsteuerventil eine erste und eine zweite
Buchse, auf die eine Federkraft in Richtung der Seite der neutralen Stellung mittels der ersten
Feder einwirkt. Zusätzlich dazu wird die erste Buchse bei Erhalt des Ziellenkungswinkel θin von
der Eingabevorrichtung für den Ziellenkungswinkel betätigt, während die zweite Buchse bei
Erhalt des tatsächlichen Lenkungswinkels θfb des selbstfahrenden Fahrzeuges betätigt wird.
Beim Lenkvorgang wird der Ziellenkungswinkel zuerst erzeugt, worauf dann der tatsächliche
dem Ziellenkungswinkel folgt. In der neutralen Stellung wird jedoch die Formel "θin = θfb"
erfüllt, und der Abweichungswinkel Δθ(= θin - θfb) zwischen ihnen wird Null (Δθ = 0).
Da beim Lenkvorgang der Ziellenkungswinkel θin zuerst erzeugt wird und dann der
tatsächliche Lenkungswinkel θfb dem Ziellenkungswinkel θin folgt, entsteht ein
Abweichungswinkel Δθ(= θin - θfb = 0). Der Maximalwert des Abweichungswinkels Δθ
übersteigt nicht den Federspannwinkel der ersten Feder (z. B. einen kleinen Winkel von 10 bis
20°). Ungeachtet dessen, ob die Vorrichtung zur Eingabe des Ziellenkungswinkels ein
Handgriff oder ein Steuerungshebel ist, ist es möglich, den tatsächlichen Lenkungswinkel θfb
zu erzielen, der dem Betätigungsdrehwinkel θin oder dem Hebelumlegwinkel θin entspricht,
wenn eine Dreh- oder Umlegbewegung fortgesetzt wird, wobei der Abweichungswinkel Δθ
während des Lenkvorganges beibehalten wird. Der Lenkvorgang wird abgebrochen durch
Stoppen der Dreh- oder Umlegbewegung (mit anderen Worten: Durch Festlegung des
Betätigungsdrehwinkels θin oder des Hebelumlegwinkels θin auf einen bestimmten Wert),
wobei danach das Lenkungsventil allmählich in Richtung neutrale Stellung zurückkehrt mittels
der Federkraft der ersten Feder. Selbst wenn es sich bei der Vorrichtung zur Eingabe des
Ziellenkungswinkels um einen Steuerungshebel handelt oder das Fahrzeug Räder hat, die nicht
direkt beobachtet werden können, kann ein Bediener das Fahrzeug lenken, indem er körperlich
den Lenkungswinkel θfb mittels des Handgelenkwinkels erfühlt (mit anderen Worten: Mittels des
Hebelumlegwinkels θfb des Steuerungshebels) oder durch Sichtbeobachtung. Obwohl es sich
um ein Betätigungselement mit kleinerem Hebelumlegwinkel handelt, können beide Arten, ein
Handgriff oder Steuerungshebel, bei der Vorrichtung Anwendung finden. Hinzu kommt, daß
beim Hebel ein verbessertes Lenkungsgefühl entsteht im Vergleich zum Handgriff, der mit
größeren Drehwinkeln betätigt wird. Dies ist geeignet für einen Radlader, bei dem schnelle und
prompte Wechsel zwischen der rechten und der linken Lenkungsposition erforderlich sind, oder
bei Gabelstaplern, die einen großen Lenkungswinkel benötigen.
Die Vorrichtung zur Abgabe des Erregerstromes berechnet den Abweichungswinkel Δθ, um
einen Erregerstrom I, der dem Abweichungswinkel Δθ entspricht, an ein elektromagnetisch
regelbares Druckminderventil abzugeben. Das elektromagnetisch regelbare Druckminderventil
ändert den Austrittsöldruck des Vorsteuerventils entsprechend dem Erregerstrom I. Durch
Bereitstellung verschiedener Arten von Erregerstrom I entsprechend dem Abweichungswinkel
Δθ (zum Beispiel: Die Art des erforderlichen Stromes richtet sich nach dem Grad des
Abweichungswinkels Δθ selbst oder der Änderungsrate f'(Δθ) oder dergleichen des
Abweichungswinkels Δθ) und durch die Verringerung des Öldruckes bei Beginn oder
Beendigung des Lenkvorganges oder die Verringerung einer Änderung des Öldruckes ist es
möglich, einen Druckstoß zu vermeiden, der durch den Steuerungshebel verursacht wird.
Ein zweiter Aspekt gemäß dem ersten Aspekt der vorhandenen Erfindung bezieht sich
auf eine Geschwindigkeitsmeßvorrichtung zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines
Fahrzeuges V und eine Vorrichtung zur Abgabe des Erregerstromes zur Abgabe eines
Maximalwertes des Erregerstromes I nach Empfang der Fahrzeuggeschwindigkeit V von der
Vorrichtung zur Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit zwecks Verringerung des
Maximalwertes des Erregerstromes I dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, oder
zur Erhöhung des Maximalwertes der Erregerstromes I dann, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist.
Entsprechend der zuvor beschriebenen Konfiguration gibt die Vorrichtung für den
Erregerstrom einen Maximalwert des Erregerstromes I aus, nachdem sich der Maximalwert des
Erregerstromes I verringert hat, wenn das selbstfahrende Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit
fährt, oder nach Vergrößerung des entsprechenden Maximalwertes, wenn es mit geringer
Geschwindigkeit fährt. Deshalb kann ein Lenkvorgang bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit sehr
genau gesteuert werden, wodurch der Bediener bei Fahrt mit hoher Geschwindigkeit eine gute
Spurhaltigkeit des Fahrzeugs erzielt, was einen Beitrag zur Fahrsicherheit leistet.
Ein dritter Aspekt entsprechend dem ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetisch regelbare
Druckminderventil ein regelbares Druckminderventil C2 mit Mindestdruckausgleich ist, bei dem
der Ausgleich für den Mindestdruck Pmin stattfindet.
Entsprechend der zuvor genannten Konfiguration ist der Vergleichsöldruck gleich dem
Mindestöldruck Pmin selbst dann, wenn der Zuführungsöldruck zum Vorsteuerventil mit dem
Erregerstrom I regelbar ist. Deshalb ist es möglich, mittels des Mindestdruckes Pmin einen
Druckstoß zu verhindern, der zu Beginn eines Lenkvorganges auftreten könnte. Hinzu kommt,
daß Änderungen des Öldruckes durch den Erregerstrom I fortlaufend erfolgen können.
Dadurch wird es möglich, ein gleichmäßiges und schnelles Reaktionsvermögen zu erzielen.
Die Steuerung des Lenkvorganges beim Mindestdruck Pmin, der den Bezugsöldruck darstellt,
ergibt eine erforderliche und ausreichende Kontrollierbarkeit zu jenem Zeitpunkt, weshalb im
Falle des Auftretens eines Fehlers im elektrischen System die Lenkung auf der Grundlage des
Mindestdruckes Pmin sichergestellt ist. Mit anderen Worten: Der Mindestdruck Pmin hat eine
Betriebssicherheitsfunktion.
Ein vierter Aspekt gemäß dem ersten, zweiten und dritten Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerventil eine zweite Feder zur
Übertragung des tatsächlichen Lenkungswinkels θfb des selbstfahrenden Fahrzeuges auf die
zweite Buchse umfaßt, und die zweite Feder, die zwischen dem selbstfahrenden Fahrzeug und
der zweiten Buchse durch die Federvorspannung FLo, die stärker ist als die Federvorspannung
Fco der ersten Feder, aufgehängt ist.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration versucht ein Bediener selbst dann, wenn der
konstante Federwert der ersten Feder in einem Notfall relativ groß ist, die Vorrichtung zur
Eingabe des Ziellenkungswinkels mit längeren Schwenkbewegungen über eine größere
Betätigungskraft Fin zu betätigen. An diesem Punkt wird die erste Feder bis zu ihrer
Höchstgrenze gespannt, und es wird der Versuch unternommen, die Betätigungskraft Fin der
Vorrichtung zur Eingabe des Ziellenkungswinkels direkt auf das selbstfahrende Fahrzeug zu
übertragen.
Es gibt jedoch nach die zweite Feder, um den tatsächlichen Lenkungswinkel θfb des
selbstfahrenden Fahrzeuges auf die zweite Buchse zu übertragen, wozu diese zwischen dem
selbstfahrenden Fahrzeug und der zweiten Buchse mittels der Federvorspannung FLo
aufgehängt ist, die größer ist als die Federvorspannung Fco der ersten Feder. Dadurch wird die
größere Betätigungskraft Fin durch die zweite Feder absorbiert, nachdem die erste Feder bis zu
ihrer Höchstgrenze gespannt wurde. Demzufolge kann der Bediener körperlich fühlen, daß er
die große Betätigungskraft Fin erzeugt hat, um die entsprechende Betätigungskraft Fin zu
erzielen. Es kann Vorsorge dafür getroffen werden, daß die erste Feder und andere Teile nicht
unter einer übergroßen Betätigungskraft Fin beschädigt werden können. Zusätzlich dazu kann
der Bediener durch das Vorhandensein der zweiten Feder zwischen der Vorrichtung zur
Messung des tatsächlichen Lenkungswinkels und der zweiten Buchse eine übergroße
Betätigungskraft Fin erkennen, indem die Vorrichtung zur Abgabe des Erregerstromes dazu
genutzt wird, die Größe des Erregerstromes I zu kontrollieren.
Im Hydroventil entsprechend der vorliegenden Erfindung befindet sich eine erste Buchse,
die bei Erhalt des ersten Drehwinkels θin betätigt wird, eine zweite Buchse, die bei Erhalt des
zweiten Drehwinkels θfb, betätigt wird, eine erste Feder zu Abgabe einer Federkraft an die
erste und zweite Buchse in Richtung der neutralen Stellung, die ausgewählt wird unter der
neutralen Stellung, die bestimmt wird auf der Grundlage der relativen Stellung der ersten und
der zweiten Buchse, sowie der linken und der rechten Lenkstellung, und eine zweite Feder zur
Übertragung des zweiten Drehwinkels θfb an die zweite Buchse, wobei die zweite Feder unter
der Federvorspannung FLo steht, die größer ist als die Federvorspannung Fco der ersten
Feder.
Das zuvor beschriebene Hydroventil entspricht dem Hauptteil des Vorsteuerventils im
vierten Aspekt der Erfindung, und es besitzt eine sehr einfache Konfiguration trotz der zuvor
beschriebenen Funktion und Wirkungsweise. Dieses Hydroventil ist nicht auf ein
selbstfahrendes Fahrzeug beschränkt, sondern kann für verschiedene Arten von hydraulischen
drehenden Mechanismen eingesetzt werden als ein Bauelement zur Positionierung mit
vorausbestimmtem Drehwinkel.
Fig. 1 ist ein allgemeiner Schaltplan der hydraulischen Lenkvorrichtung entsprechend
einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung des drehbaren Vorsteuerventils, das in
Fig. 1 dargestellt ist;
Fig. 3A ist ein Zeichnung mit Darstellung des Zustandes der ersten und der zweiten
Feder in neutraler Stellung des drehbaren Vorsteuerventils, und Fig. 3B ist eine Zeichnung mit
Darstellung des Zustandes der ersten und zweiten Feder in linker und rechter Lenkposition;
Fig. 4 ist ein Kennliniendiagramm für die Federkraft der ersten und der zweiten Feder;
Fig. 5 ist ein Kennliniendiagramm der Durchflußmenge eines Hydraulikzylinders für
den Lenkvorgang bei den jeweiligen Abweichungswinkeln mit der Fahrzeuggeschwindigkeit
als einem Parameter;
Fig. 6 ist ein Schaltplan eines anderen Ausführungsbeispieles entsprechend dem
regelbaren Druckminderventil mit Mindestdruckausgleich aus der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen in den Fig. 1 bis 6 werden eine hydraulische
Lenkungsvorrichtung und ihr zugehöriges Hydroventil anhand der Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung beschrieben.
Bei dem Fahrzeug, auf dem sich eine hydraulische Lenkungsvorrichtung gemäß
diesem Ausführungsbeispiel befindet, handelt es sich um einen Radlader, der vorn eine
Schaufel hat, die sich frei nach oben und nach unten bewegen kann, und der selbständig
fahren kann und dazu dient, Kies, Erdreich, Sand, Mineralien usw. zu verladen, indem diese
Materialien mit der Schaufel aufgenommen und auf einem Lastkraftwagen auf einer Baustelle
oder in einem Bergwerk abgekippt werden. Wie in der Fig. 1 ersichtlich, wird ein Körper A in
zwei Teile unterteilt, und zwar den vorderen Teil AF und den hinteren Teil AB, die zusammen
einen gegliederten Radlader ergeben, der mittels eines Bolzens in der senkrechten Achse A1
verbunden ist. Im hinteren Teil AB befindet sich der Kabinensessel (nicht dargestellt), und die
hydraulischen Zylinder A2, A2 sind zwischen dem vorderen Teil AF und dem hinteren Teil AB
angeordnet. Der Kabinensessel verfügt über einen Steuerungshebel A3 zur Durchführung der
Lenkvorgänge. Der Steuerungshebel A3 kann, ausgehend von der Mittelstellung frei nach
rechts und nach links umgelegt werden, und der maximale Hebelumlegwinkel ist gleich dem
Drehwinkel des Handgelenkes, das nach rechts oder nach links gedreht wird. Zwischen der
Seite des Steuerungshebels A3 und dem vorderen Teil AF befindet sich die Verbindung A4,
die einen Betätigungswinkel θfb ermöglicht (mit anderen Worten: Einen Lenkungswinkel θfb)
zwischen dem vorderen Teil AF und dem hinteren Teil AB, der als Rückmeldung an den
Steuerungshebel A3 geht. Der Körper A umfaßt den hydraulischen Lenkkreis, die erste und
die zweite Drehwinkelmeßvorrichtung B1 und B2, die Vorrichtung zum Messen der
Fahrzeuggeschwindigkeit B3 sowie die Steuerungseinheit B, bestehend aus einem
Mikrocomputer o. ä.
Der hydraulische Steuerungskreis besteht aus einem hydraulischen Vorsteuerkreis mit
der Vorsteueröldruckquelle C1, dem regelbaren Druckminderventil C2 mit
Mindestdruckausgleich, dem drehbaren Vorsteuerventil C3 und dem hydraulischen
Hauptkreis mit der Hauptöldruckquelle D1, dem Hauptlenkungsventil D2 und den
hydraulischen Lenkungszylindern A2, A2.
Die Vorsteueröldruckquelle C1 umfaßt eine Vorsteuer-Hydraulikpumpe oder ein
Druckminderventil, das es zum Beispiel möglich macht, ein Drucköl mit einem Druck, der
höher ist als der maximale Austrittsöldruck des regelbaren Druckminderventils C2 mit
Mindestdruckausgleich, zum regelbaren Druckminderventil C2 mit Mindestdruckausgleich zu
fördern.
Das regelbare Druckminderventil C2 mit Mindestdruckausgleich reduziert den Druck
auf kontrollierbare Weise, während es das Drucköl von der Vorsteueröldruckquelle C1 für den
Mindestdruck kompensiert und fördert den kontrollierten Öldruck zum Vorsteuer-
Drehschieber C3. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein erstes Druckminderventil C21 zum
Ausgleich des Mindestdruckes Pmin parallel zu einem zweiten regelbaren Druckminderventil
C22 geschaltet, um auf kontrollierbare Weise einen Öldruck PI reduzieren zu können, der
höher ist als der Mindestdruck Pmin(PI < Pmin: Der Öldruck PI ist naturgemäß geringer als der
Öldruck der Vorsteueröldruckquelle C1), um diesen zum Vorsteuer-Drehschieber C3
zwischen der Vorsteueröldruckquelle C1 und dem Vorsteuer-Drehschieber C3 fördern zu
können. An dieser Stelle handelt es sich beim regelbaren Druckminderventil C22 um ein
elektromagnetisches Druckminderventil, in dem die Federkraft einer Feder zur Einstellung der
Druckminderung mittels elektromagnetischer Kraft veränderbar ist. Der Erregerstrom I, der
zum zweiten regelbaren Druckminderventil C22 fließt, kommt von der Steuereinheit B.
Beim Vorsteuer-Drehschieber C3 handelt es sich um eine Vierwege-Dreistellungs-
Wechselventil mit dem Pumpenanschluß PP1, einem Ablaufanschluß PD1, dem linken
Austrittsanschluß PL1 und dem rechten Austrittsanschluß PR1 in der neutralen Stellung Np,
der linken Lenkungsstellung Lp bzw. der rechten Lenkungsstellung Rp. Die neutrale Stellung
Np ist die Schwimmstellung, wobei die vier Anschlüsse miteinander in Verbindung stehen.
Der Vorsteuer-Drehschieber C3 besitzt das Gehäuse C31, an dem eine zweite Buchse
C32 innen (nachfolgend eine äußere Buchse C32 in diesem Ausführungsbeispiel) wie in Fig. 2
dargestellt angebracht wird, und die äußere Buchse C32 schließt die erste Buchse C33
(nachfolgend die innere Buchse C33 in diesem Ausführungsbeispiel) ein, die dort eingebaut
ist. An der linken Seite der inneren Buchse C33 befindet sich die Eingangswelle C34. Die
Eingangswelle C34 ist an ihrem linken Ende direkt mit dem Steuerungshebel A3 ohne ein
Untersetzungsgetriebe verbunden. Wenn der Bediener den Steuerungshebel A3 nach rechts
um einen Hebelumlegwinkel θin umlegt, dreht sich die innere Buchse C33 um den gleichen
Hebelumlegwinkel θin. Die innere Buchse C33 hat rechteckige Öffnungen (nicht dargestellt,
da sie lotrecht zur Oberfläche des Dokumentes liegen), die diametral parallel am linken Ende
verlaufen, während die äußere Buchse C32 rechteckige Nuten aufweist (nicht dargestellt, da
sie lotrecht zur Oberfläche des Dokumentes liegen) an der entgegengesetzten Wand, die
diametral parallel am linken Ende verlaufen. Beide Buchsen C32 und C33 sind miteinander
verbunden durch die erste Feder C35, die durch die rechteckige Öffnung und die rechteckige
Nut hindurchgeht.
Wie in Fig. 3A dargestellt, besteht die erste Feder C35 aus erhöhten Blattfedern in
einer Vielzahl, wobei die gleiche Anzahl an Federn aufeinandergeschichtet ist, so daß eine
X-Form entsteht, die durch die rechteckigen Öffnungen der inneren Buchse C33 hindurchgeht
bzw. beide Enden in beide rechteckige Nuten der äußeren Buchse C32 hineinreichen. Die
beiden Buchsen C32 und C33 sind miteinander durch die erste Feder C35 verbunden.
Zusätzlich dazu befinden sich an den gegenüberliegenden Wänden diametral parallel
zu den Buchsen C32 und C33 insgesamt vier Rundlöcher, durch die ein einziger Bolzen C36
hindurchgeht. Der Innendurchmesser der beiden Rundlöcher an der gegenüberliegenden Wand
der äußeren Buchse C32 ist fast gleich dem Außendurchmesser des Bolzens C36, während der
Innendurchmesser der beiden Rundlöcher an der gegenüberliegenden Wand der inneren
Buchse C33 größer ist als der Außendurchmesser des Bolzens C36. Ein mittlerer Abschnitt
des Bolzens C36 befindet sich in der Nut, die sich an der linken Endfläche der zweiten
Rückkopplungswelle C37 befindet, und die äußere Buchse C32 ist mit der zweiten
Rückkopplungswelle C37 durch den Bolzen C36 fest verbunden.
Das rechte Ende der zweiten Rückkopplungswelle C37 ist in die Buchse C381
eingesetzt, die am linken Ende der ersten Rückkopplungswelle C38 gebildet wird. Weiterhin
ist eine zweite Feder C39 in die rechteckigen Öffnungen (nicht dargestellt, da sie lotrecht zur
Oberfläche des Dokumentes liegen) sowie in die rechteckigen Öffnungen (nicht dargestellt, da
sie lotrecht zur Oberfläche des Dokumentes liegen) eingesetzt worden, die sich an der
gegenüberliegenden Wand diametral parallel am rechten Ende der zweiten
Rückkopplungswelle C37 befinden, und zwar in der gleichen Weise wie für die erste Feder
C35. Mit anderen Worten: Die äußere Buchse C32 und die erste Rückkopplungswelle C38
sind miteinander durch den Bolzen C36, die zweite Rückkopplungswelle C37 und die zweite
Feder C39 verbunden. Die Federvorspannung FLo der zweiten Feder C39 wird auf einen Wert
eingestellt, der größer ist als die Federvorspannung Fco der ersten Feder C35, wie in Fig. 4
dargestellt.
Das rechte Ende der ersten Rückkopplungswelle C38 ist direkt mit dem
Verbindungsstück A4 ohne Untersetzungsgetriebe verbunden. Wenn der Körper A nach rechts
um einen Lenkungswinkel θfb gelenkt wird (wobei der Abweichungswinkel (ΔF = Fin - Ffb)
zwischen der Lenkungskraft Ffb und der Hebelumlegekraft Fin am Steuerungshebel A3
geringer ist als die Federvorspannung FLo der zweiten Feder C39), dreht sich die äußere
Buchse C32 rechtsherum um den gleichen Winkel θfb wie der Lenkungswinkel θfb.
Die Hauptöldruckquelle D1 umfaßt eine Haupthydraulikpumpe, ein
Druckausgleichsventil sowie andere Teile und fördert das Drucköl zum Hauptlenkungsventil
D2, wie in Fig. 1 dargestellt.
Das Hauptlenkungsventil D2 ist ein Sechswege-Dreistellungsventil mit dem
Pumpenanschluß PP2, dem Ablaufanschluß PD2, dem linken Austrittsanschluß PL2 und dem
rechten Austrittsanschluß PR2 sowie P1 und P2 als den Vorsteueranschlüssen zur
hydraulischen Verbindung in der neutralen Stellung NM, der linken Steuerstellung LM bzw.
der rechten Steuerstellung RM. Die Vorsteueranschlüsse P1 und P2 zur hydraulischen
Verbindung kommunizieren miteinander in den Stellungen NM, LM und RM mit einer
variablen Verengung zur Änderung des Öffnungsquerschnittes während der Nutzung des
Hauptlenkungsventils D2 wie dargestellt. Das linke Ende des Hauptlenkungsventils D2 ist mit
dem linken Austrittsanschluß PL1 des Vorsteuer-Drehschiebers C3 verbunden, während
dessen rechtes Ende mit dem rechten Austrittsanschluß PR1 des Vorsteuer-Drehschiebers C3
verbunden ist, so daß das Hauptlenkungsventil dann umgeschaltet werden kann, wenn ein
Vorsteueröldruck Pa oder Pb vom linken Austrittsanschluß PL1 oder dem rechten
Austrittsanschluß PR1 des Vorsteuer-Drehschiebers C3 ansteht. Der Öffnungsquerschnitt des
Hauptlenkungsventils D2 selbst ändert sich entsprechend der Bewegung eines
Steuerschiebers, um die Durchflußmenge Q zu den hydraulischen Steuerungszylindern A2,
A2 zu vergrößern oder zu verringern. Zusätzlich dazu ändern sich die Öffnungsquerschnitte
der variablen Verengungen in den Positionen NM, LM und RM entsprechend der Bewegung
des Steuerschiebers.
Die hydraulischen Steuerzylinder A2, A2 werden bei Aufnahme des linken
Austrittsanschlusses PL2 und des rechten Austrittsanschlusses PR2 des Hauptlenkungsventils
D2 ausgefahren, um den Körper A anzulenken (mit anderen Worten: Zu lenken).
Die erste Drehwinkel-Meßvorrichtung B1, die zweite Drehwinkel-Meßvorrichtung B2
und die Geschwindigkeits-Meßvorrichtung B3 des Fahrzeuges sind so angeordnet, daß der
Drehwinkel θin der Eingangswelle C34, der Drehwinkel θfb der ersten Rückkopplungswelle
C38 bzw. die Geschwindigkeit V eines als Beispiel genommenen Fahrzeuges meßbar sind,
und die ermittelten Informationen θin, θfb und V werden in die Steuereinheit B eingegeben.
Die Steuereinheit B empfängt die ermittelten Informationen θin, θfb und V von den
Meßvorrichtungen B1 bis B3 und berechnet einen Abweichungswinkel Δθ (= θin - θfb) und
die Rate der Veränderung f(Δθ). Die Steuereinheit B speichert zuvor "einen Erregerstrom I
pro Abweichungsgrad Δθ mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V als Parameter", der für das
Hauptlenkungsventil D2 genutzt wird, um "eine Durchflußmenge Q pro Abweichungswinkel
Δθ mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V als Parameter" gemäß der Darstellung in Fig. 5 zu
den hydraulischen Steuerungszylindern A2, A2 auf der Grundlage von Daten aus einem
Kalibrierprozeß zu fördern, der zuvor mittels Funktionen oder Matrizen ausgeführt wurde.
Fig. 5 zeigt die Kennlinien der Durchflußmenge für Lenkung nach links auf der linken
Seite und jene der Durchflußmenge für Lenkung nach rechts auf der rechten Seite. Die
Kennlinien der Durchflußmenge für die Lenkung nach links sind die gleichen wie für die
Lenkung nach rechts. Deshalb wird nachfolgend die Kennlinie für die Durchflußmenge für
das Lenken nach rechts beschrieben.
In diesem Ausführungsbeispiel wird das Verhältnis zwischen einer Durchflußmenge Q
(eine Ordinatenachse) zu den hydraulischen Lenkungszylindern A2, A2 und dem
Abweichungswinkel Δθ (eine Abszissenachse) hauptsächlich in zwei Stufen klassifiziert:
Die Kennlinie VL bei geringer Geschwindigkeit des Fahrzeuges und die Kennlinie VH bei
hoher Geschwindigkeit des Fahrzeuges. In beiden Fällen ist die Änderung der
Durchflußmenge Q relativ gering, wenn die Rate der Veränderung f'(Δθ) des
Abweichungswinkels Δθ positiv ist (f'(Δθ) < θ) (der Abweichungswinkel Δθ beginnt
zuzunehmen, und es wird ein Anfang des Lenkens angedeutet) und der Abweichungswinkel
Δθ gering ist (θ bis Δθ1), wenn nachfolgend f'(Δθ) durch Null verläuft (f'(Δθ) = θ) und
der Wert sich so verändert, daß er negativ wird (f'(Δθ) < 0) (der Abweichungswinkel Δθ
beginnt sich zu verkleinern und deutet einen Stopp des Lenkprozesses an) und in einem
vorausbestimmten Bereich (Δθ2 bis Δθ3) liegt. Mit anderen Worten: Eine Hysterese tritt
bei einer Zunahme der Durchflußmenge Q beim Beginn und Ende des Lenkungsvorganges
auf. Der Maximalwert der Durchflußmenge Q der Kennlinie VL bei geringer Geschwindigkeit
des Fahrzeuges ist größer als jener der Kennlinie VH bei hoher Geschwindigkeit des
Fahrzeuges. Die Steuereinheit B dient dazu, den "Erregerstrom I pro Abweichungswinkel Δθ
mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V als Parameter" zu speichern, wodurch es möglich wird,
eine Kennlinie der Durchflußmenge mit einer Hysterese wie zuvor beschrieben zu erhalten
und den Erregerstrom I als Ausgangsgröße auszugeben.
Nachfolgend wird eine Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispieles beschrieben. Um
die Beschreibung zu vereinfachen, wird davon ausgegangen, daß das Spiel beim Umlegen des
Steuerungshebels A3 gleich Null ist.
- 1. Wenn der Steuerungshebel A3 in die Mittelstellung gebracht wird, werden sowohl der Hebelumlegwinkel θin als auch der Lenkungswinkel θfb als Null gestellt (θin = θfb = 0). Mit anderen Worten: Da keine äußere Kraft auf die erste Feder C35 einwirkt, wird eine positionelle Beziehung zwischen den Buchsen C32, C33 und der ersten Feder C35 wie in Fig. 3A hergestellt, und der Vorsteuer-Drehschieber C3 befindet sich in der neutralen Stellung Np. Im einzelnen verbindet die erste Feder C35 die Buchse C32 mit der Buchse C33 in dem in Fig. 3A dargestellten Zustand, und die Durchgänge der Buchsen C32 und C33 stehen miteinander in Verbindung, um die neutrale Stellung Np in der Schwimmstellung aufrechtzuerhalten. Die Vorsteuer-Öldrücke Pa und Pb vom linken Austrittsanschluß PL1 und dem rechten Austrittsanschluß PR1 des Vorsteuer-Drehschiebers sind gleich (Pa = Pb), weshalb das Hauptlenkungsventil D2 auch in der neutralen Position NM verbleibt. An dieser Stelle muß festgestellt werden, daß ein Abschnitt vom linken Austrittsanschluß PL1 und vom rechten Austrittsanschluß PR1 zu den Vorsteueranschlüssen zur hydraulischen Verbindung P1 und P2 des Hauptlenkungsventils D2 mit Vorsteueröl mit dem Mindestdruck Pmin gefüllt ist, ausgeglichen durch das erste Druckminderventil C21.
- 2. Als nächstes wird die Betätigungskraft Fin für das Umlegen des Hebels nach rechts auf den Steuerungshebel A3 aufgebracht. Zu diesem Zeitpunkt verharrt das Hauptlenkungsventil D2 noch in der neutralen Stellung NM. Demzufolge bewegt sich das Verbindungselement A4 nicht (mit anderen Worten: Der Lenkungswinkel θfb = 0), wodurch die äußere Buchse C32 festgehalten wird. Wenn nachfolgend die Betätigungskraft Fin die Federvorspannung FCO der ersten Feder C35 übersteigt, wird der Steuerungshebel A3 aus der Mittelstellung um den Betätigungswinkel θin geneigt, und die innere Buchse C33 dreht sich um den Drehwinkel θin zusammen mit ihm. Mit anderen Worten: Die erste Feder C35 spannt sich entsprechend der in Fig. 4 gezeigten Federkennlinie S l, und das Vorsteuerventil beginnt damit, sich von der neutralen Stellung Np in Fig. 3A zur rechten Lenkungsposition Rp in Fig. 3B zu bewegen, wodurch der Abweichungswinkel Δθ (= θin, θfb = 0) entsteht. Wenn an dieser Stelle der Steuerungshebel A3 weiter mit einer größeren Betätigungskraft Fin umgelegt wird, erhöht sich der Abweichungswinkel Δθ allmählich wie in Fig. 4 dargestellt, und der Vorsteuer-Drehschieber C3 bewegt sich weiter von der neutralen Stellung Np in Richtung der rechten Lenkposition Rp als Reaktion auf diese allmähliche Zunahme. Mit anderen Worten: Die Öffnung wird erweitert mit dem Pumpenanschluß PP1, der mit dem rechten Austrittsanschluß PR1 in Verbindung steht, während die Öffnung mit dem Ablaufanschluß PP1 erweitert wird, der mit dem linken Austrittsanschluß PL1 in Verbindung steht. An dieser Stelle legt die Steuereinheit B einen Erregerstrom I mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V als Parameter an das zweite regelbare Druckminderventil C22 auf der Grundlage des Abweichungswinkels Δθ an, der einen berechneten Wert darstellt. Der Erregerstrom I wird durch die Steuereinheit B geregelt, um die startseitige Kennlinie VL1 (angegeben durch gestrichelte Linie) für geringe Fahrzeuggeschwindigkeit zu erzielen, die in Fig. 5 dargestellt ist, wenn die durch die Geschwindigkeitsmeßvorrichtung B3 gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit V gering ist, und um die startseitige Kennlinie VH1 (dargestellt durch durchgängige Linie) für hohe Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V hoch ist. Die Ordinatenachse ΔF in Fig. 4 entspricht der Abweichungskraft zwischen der Betätigungskraft Fin und der Reaktionskraft Ffb vom Verbindungselement A4. Mit anderen Worten: Wenn der Lenkungswinkel θfb auftritt, wirkt die Reaktionskraft Ffb auf die Betätigungskraft Fin, um die Betätigungskraft Fin um einen entsprechenden Betrag zu reduzieren.
- 3. Wenn der Bediener damit aufhört, den Steuerungshebel A3 zu betätigen (mit anderen Worten: Der Hebelumlegwinkel θin = feststehend) vergrößert sich der Lenkungswinkel θfb allmählich auf Grund der Durchflußmenge Q, bis der Lenkungswinkel θfb gleich dem Hebelumlegwinkel θin wird, und die Rate der Veränderung (f'(Δθ) < 0) des positiven Abweichungswinkels Δθ sich verändert und negativ wird (f'(Δθ) < 0), wobei Null durchlaufen wird (f'(Δθ) = 0). Unmittelbar danach ist die Veränderung der Durchflußmenge Q innerhalb des vorausbestimmten Bereiches (Δθ2 bis Δθ3) mittelgroß und die Veränderung der Durchflußmenge Q im nachfolgenden Bereich (Δθ3 bis 0) drastisch. Zu diesem Zeitpunkt legt die Steuereinheit B auch den Erregerstrom I mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V als Parameter an das regelbare Druckminderventil C22 auf der Grundlage des Abweichungswinkels Δθ an, der eine berechnete Größe darstellt. Der Erregerstrom I wird durch die Steuereinheit B geregelt, um die stoppseitige Kennlinie VL2 in Fig. 5 zu erzielen, wenn die durch die Meßvorrichtung B3 gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit V niedrig ist, und um die stoppseitige Kennlinie VH2 zu erzielen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V hoch ist.
Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel hat die vorliegende Erfindung die
nachfolgenden Auswirkungen:
- a) Wenn der Vorsteuer-Drehschieber C3 sich in der neutralen Stellung Np befindet, ist der Abschnitt vom linken Austrittsanschluß PL1 und vom rechten Austrittsanschluß PR1 zu den in hydraulischer Verbindung stehenden Anschlüssen P1 und P2 des Hauptlenkungsventils D2 mit Vorsteueröl unter dem Mindestdruck Pmin stehend gefüllt, wobei das erste Druckminderventil C21 den Ausgleich herstellt. Demzufolge wird die Reaktionskennlinie in der Zeit ab Beginns des Hebelumlegprozesses bis zu Beginn der tatsächlichen Lenkung verbessert. Insbesondere wird die Reaktionskennlinie zu Beginn des Startens eines als Beispiel dienenden Fahrzeuges bei niedriger Temperatur oder in kälteren Zonen verbessert, wo die Viskosität des Öles hoch ist. Deshalb kann ein Öl mit einem niedrigen Viskositätsindex (VI) eingesetzt werden. Zusätzlich kann eine Änderung des Öldruckes durch den Erregerstrom I fortlaufend vom Mindestdruck Pmin aus erfolgen, durch den eine gleichmäßige und schnelle Reaktionskennlinie erzielt werden kann. Mit anderen Worten: Eine Änderung eines großen Vorsteuerdruckes kann unterdrückt werden, wodurch das Auftreten eines Druckstoßes zu Beginn und zu Ende des Lenkvorganges beschränkt ist.
- b) Eine Änderung der Durchflußmenge Q fällt gemäßigt aus, wenn der Abweichungswinkel Δθ zu Beginn des Vorganges startseitig klein ist, oder wenn der Abweichungswinkel Δθ zu Beginn des Vorganges stoppseitig groß ist, wodurch eine Druckstoß zu Beginn oder bei Ende des Lenkungsvorganges vermieden werden kann.
- c) Der Hebelumlegwinkel θin kann leicht fälschlicherweise mit dem Hebelumlegwinkel für die herkömmliche Ausführung des Steuerungshebels gleichgesetzt werden, und zwar kann angenommen werden, daß ein Hebel zu einem bestimmten Zeitpunkt bis zu einem maximalen Hebelumlegwinkel umgelegt werden kann. Es handelt sich jedoch nicht um einen solchen Hebelumlegwinkel. Dieser Hebelumlegwinkel θin entspricht einem hinzugefügten Wert, der erzielt wird durch Addition des Abweichungswinkels Δθ zu einem Lenkungswinkel θfb (θin = Δθ + θfb), und der Maximalwert des Abweichungswinkels Δθ ist gleich dem maximalen relativen Drehwinkel der Buchsen C32 und C33, der bei einem maximalen Betrag des Federweges der ersten Feder C35 gemäß der Darstellung in Fig. 3B erzielt wird. Mit anderen Worten: Der Hebelumlegwinkel θin entspricht dem Lenkungswinkel θfb. Wenn zum Beispiel der Steuerungshebel A3 kontinuierlich um bis zu 30° umgelegt wird, folgt der Lenkungswinkel θfb nach und bleibt letztenendes bei 30° stehen. Wenn der Steuerungshebel A3 kontinuierlich bis zu 20° umgelegt wird, folgt der Lenkungswinkel θfb nach und bleibt zum Beispiel bei 20° stehen. Zusätzlich dazu kann der Bediener die Maschine lenken, während er körperlich den Lenkungswinkel θfb mittels Sichtbeobachtung oder auf der Grundlage eines Handgelenkwinkels erfühlt (mit anderen Worten: Eines Hebelumlegwinkels θin) des Steuerungshebels A3, wodurch er ein besseres Lenkungsgefühl erzielen kann, als dies bei der Handgriffausführung möglich ist, wo die Betätigung mittels eines größeren Drehwinkels erforderlich ist, obwohl die Vorrichtung in der vorliegenden Erfindung eine Ausführung mit kleinerem Hebelumlegwinkel ist. Dies ist besonders von Vorteil bei einem Radlader, bei dem schnelle und prompte Umschaltungen zwischen dem Lenkvorgang nach links und dem Lenkvorgang nach rechts erforderlich sind, oder bei Gabelstaplern, die einen großen Lenkungswinkel benötigen.
- d) Wenn der Steuerungshebel A3 bei einem bestimmten Hebelumlegwinkel θin angehalten wird und dann der Abweichungswinkel Δθ aufgrund des Verbindungselements A4 (Δθ = 0, θin = θfb) Null wird, kehren der Vorsteuer-Drehschieber C3 und das Hauptlenkungsventil D2 ebenfalls in ihre neutralen Stellungen Np und NM zurück. Deshalb sind bei dieser Vorrichtung nicht solche zweifachen Operationen erforderlich, bei denen der Steuerungshebel jeweils beim Lenken in die Mittelstellung zurückgebracht wird, wie das bei herkömmlichen Steuerungshebeln erforderlich ist. Insbesondere ist der Einsatz bei einem Radlader möglich, wo schnelle Wechsel zwischen linker Lenkstellung und rechter Lenkstellung erforderlich sind.
- e) Nicht nur bei Normalbetrieb, sondern auch im Notfall ist es erforderlich, die Lenkgeschwindigkeit zu erhöhen (mit anderen Worten: der Abweichungswinkel Δθ muß bei einer hohen Geschwindigkeit (θfb = 0) auf Null gebracht werden). Im Notfall versucht der Bediener den Steuerungshebel A3 ruckartig mit einer größeren Betätigungskraft Fin auch dann umzulegen, wenn die Federkonstante der ersten Feder C35 relativ groß ist. Wie in Fig. 5 dargestellt hält an dieser Stelle der Abweichungswinkel Δθ eine hohe Durchflußmenge Q in den Bereichen von "Δθ1 bis Δθ2" und "Δθ3 bis θ" aufrecht. Dazufolge wird eine hohe Lenkgeschwindigkeit erzielt, um den Notfall beherrschen zu können.
- f) Im Notfall versucht der Bedienmann den Steuerungshebel A3 noch abrupter
mit Hilfe einer größeren Betätigungskraft Fin selbst dann umzulegen, wenn die Federkonstante
der ersten Feder C35 relativ groß ist. An dieser Stelle wird die erste Feder bis zum äußersten
gespannt, und es wird der Versuch unternommen, die Hebelumlegkraft Fin des
Steuerungshebels A3 direkt auf das Verbindungselement A4 zu übertragen. In diesem
Ausführungsbeispiel ist jedoch gemäß der Darstellung in Fig. 4 eine zweite Feder C39 mit
einer Federvorspannkraft FLo vorhanden, die größer ist als die Federvorspannkraft Fco der
ersten Feder C35 zwischen der ersten und der zweiten Rückkopplungswelle C38 und C37.
Demzufolge kann der Bediener körperlich fühlen, daß er eine übermäßige Betätigungskraft Fin
erzeugt hat, da eine große Betätigungskraft Fin durch die zweite Feder C39 absorbiert wird,
nachdem die erste Feder C35 bis zum äußersten gespannt ist, wodurch die Betätigungskraft Fin
automatisch eingeschränkt werden kann und Schäden an der ersten Feder C35 oder anderen
Bauteilen ausgeschlossen werden. Die Federkennlinie der zweiten Feder C39 ist durch die
Kennlinie S2 in Fig. 4 angegeben.
Während die Steuereinheit B in diesem Ausführungsbeispiel einen Erregerstrom I auf der Grundlage eines Abweichungswinkel Δθ in der ersten Feder C35 erzeugt und diesen dem zweiten regelbaren Druckminderventil C22 zuführt, kann die Stabilität des Fahrzeuges dadurch gesichert werden, daß die Durchflußmenge Q bei einer feststehenden Strömungsgeschwindigkeit in einem Bereich erhöht wird, in dem die zweite Feder C39 gespannt wird, wobei zum Beispiel der Federspannweg der zweiten Feder C39 berücksichtigt wird. - g) Während Fahrt bei hoher Geschwindigkeit ermittelt die Steuereinheit B die Fahrzeuggeschwindigkeit V mit Hilfe der Vorrichtung B3 zur Messung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und nutzt die Kennlinie VH als die hohe Fahrzeuggeschwindigkeit, wie in Fig. 5 dargestellt. Der Maximalwert für die Durchflußmenge Q mit der Kennlinie VH bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit ist kleiner als der Maximalwert der Durchflußmenge Q mit der Kennlinie VL bei niedriger Geschwindigkeit des Fahrzeuges, wodurch ein Lenkvorgang bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit besser stabilisiert wird und somit zur Erhöhung der Fahrsicherheit beigetragen wird.
- h) Der Vorsteuer-Drehschieber C3 ist ein grundlegendes Bauteil dieses Ausführungsbeispiels. Dieser Drehschieber C3 hat einen sehr einfachen Aufbau, wie in Fig. 2 dargestellt, wodurch er sehr leicht herzustellen ist. Zusätzlich dazu kann er für zahlreiche andere hydraulische drehende Mechanismen außer in einem Fahrzeug als Positionierglied für einen vorausbestimmten Drehwinkel eingesetzt werden.
Nachfolgend werden die genannten Beispiele dieses Ausführungsbeispiels umrissen:
- 1. Während in diesem Ausführungsbeispiel das regelbare Druckminderventil C2 mit Mindestdruckausgleich ein erstes Druckminderventil C21 mit Ausgleich für den Mindestdruck Pmin umfaßt sowie ein zweites regelbares Druckminderventil C22, kann selbiges nur mittels des zweiten regelbaren Druckminderventils C22 gebildet werden, das in Fig. 6 dargestellt wird. In diesem Beispiel hat das zweite regelbare Druckminderventil C22 eine Federvorspannkraft zum Ausgleich des austrittsseitigen Mindestdruckes Pmin, wenn der Erregerstrom I auf Null eingestellt ist (I = 0).
- 2. Während das regelbare Druckminderventil C2 mit Mindestdruckausgleich zwischen der ersten Öldruckquelle C1 und dem Vorsteuer-Drehschieber C3 in diesem Ausführungsbeispiel plaziert wird, kann es zwischen dem Vorsteuer-Drehschieber C3 und dem Hauptlenkungsventil D2 plaziert werden. Insgesamt ist dies nur dafür erforderlich, damit die austrittsseitigen Öldrücke Pa und Pb des Vorsteuer-Drehschiebers C3 regelbar sind (mit anderen Worten: Die eintrittsseitigen Vorsteueröldrücke zum Hauptlenkungsventil D2).
- 3. Die Steuereinheit B in diesem Ausführungsbeispiel speichert "einen
Erregerstrom I pro Abweichungswinkel Δθ mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V als
Parameter", der für das Hauptlenkungsventil D2 verwendet wird, um "eine Durchflußmenge Q
pro Abweichungswinkel Δθ mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V als Parameter", wie in Fig. 5
dargestellt, an den hydraulischen Lenkungszylinder A2 auf der Grundlage von Daten eines
Kalibriervorganges zu fördern, der zuvor mittels Funktionen oder Matrizen durchgeführt
wurde.
In dieser Beziehung wird die Verstärkungsregelung des Erregerstromes I für die "Fahrzeuggeschwindigkeit V als Parameter" nicht geändert, wie in diesem Ausführungsbeispiel ausgeführt. "Ein Erregerstrom I pro Abweichungswinkel Δθ" wird jedoch geändert in "einen Erregerstrom I proportional dem Abweichungswinkel Δθ". Unter dieser Bedingung kann nur durch optimale Auswahl einer Ausschnittsform einer Öffnung in jeder der Positionen Np, Lp und Rp des Vorsteuer-Drehschiebers C3, einer Ausschnittform der Öffnung in einem inneren Strömungskanal einer jeden der Positionen NM, LM und RM des Hauptlenkungsventils D2 sowie der Form einer veränderlichen Einschnürung zwischen den hydraulischen Vorsteuer-Verbindungsanschlüssen P1 und P2 des Hauptlenkungsventils D2 das Hauptlenkungsventil D2 eine "Durchflußmenge Q pro Abweichungswinkel Δθ" an den Hydraulikzylinder A2 abgeben. Demzufolge ist es nicht erforderlich, vorher die Funktionen oder Matrizen der Steuerungseinheit B zu speichern. - 4. Während der Dreh-Vorsteuerschieber C3 in diesem Ausführungsbeispiel eine neutrale Schwimmstellung Np besitzt, in der vier Anschlüsse miteinander in Verbindung sind, kann auch eine offene mittige Ausführung oder eine geschlossene mittige Ausführung Anwendung finden. In diesem Fall wird der Pumpenanschluß PP1 vom linken Austrittsanschluß PL1 und vom rechten Austrittsanschluß PR1 in der neutralen Stellung Np getrennt, und somit entsteht ein Druckstoß durch die Änderung des Öldruckes zu Beginn des Lenkungsprozesses. Die Änderung des Öldruckes basiert jedoch auf dem Mindestdruck Pmin, und der Druckstoß ist unbedeutend.
- 5. Obwohl die erste und die zweite Drehwinkelmeßvorrichtung B1 und B2 in diesem Ausführungsbeispiel für die Steuereinheit B vorgesehen sind, um den Abweichungswinkel Δθ zu berechnen, können diese auch Drehmomentmeßgeräte sein. In diesem Fall können die Drehmomentmeßgeräte Geräte sein, die ein Drehmoment an der Eingangswelle C34 oder an der ersten Rückkopplungswelle C38 messen, und ein Einzelgerät kann als Drehmomentmeßgerät eingesetzt werden. Mit anderen Worten: Ein gemessener Wert selbst, der vom Drehmomentmeßgerät bestimmt wurde, ist ein Abweichungsdrehmoment ΔT entsprechend dem Abweichungswinkel Δθ. Die Rate der Veränderung f'(Δθ) des Abweichungswinkels Δθ kann berechnet werden als die Rate der Veränderung f'(ΔT) des Abweichungsdrehmomentes ΔT. Deshalb umfaßt die Beschreibung einer "Meßvorrichtung B1 zur Messung des Ziellenkungswinkels θin der ersten Buchse C33 sowie der Meßvorrichtung B2 zur Messung des tatsächlichen Lenkungswinkels θfb der zweiten Buchse C32" gemäß dem Anspruch nur ein einzelnes Drehmomentmeßgerät.
- 6. Obwohl der Vorsteuer-Drehschieber C3 in diesem Ausführungsbeispiel einen Bolzen C36 sowie eine zweite Rückkopplungswelle C37 auf der Grundlage der Konfiguration in Fig. 2 besitzt, können diese Positionen entfallen, die äußere Buchse C32 (die zweite Buchse C32) kann hingegen dafür mit der ersten Rückkopplungswelle C38 über die zweite Feder C39 verkettet werden. Dies hat den gleichen Effekt wie der Vorsteuer Drehschieber C3 in diesem Ausführungsbeispiel.
- 7. Obwohl der Drehschieber C3 in diesem Ausführungsbeispiel eingesetzt wird, ist es möglich, ein Hubvorsteuerventil einzusetzen, in dem der Hebelumlegwinkel θin des Steuerungshebels A3 und der Lenkungswinkel θfb in eine lineare Bewegung durch ein Gestänge umgewandelt wird, bevor in diese lineare Bewegung eingetreten wird.
- 8. Obwohl der Vorsteuer-Drehschieber C3 in diesem Ausführungsbeispiel derart beschrieben wird, daß eine erste Buchse C33 als innere Buchse C33 und eine zweite Buchse C32 als äußere Buchse auf der Grundlage der Konfiguration in Fig. 2 eingesetzt wird, kann die erste Buchse C33 eine äußere Buchse und die zweite Buchse C32 eine innere Buchse sein mit ihrem Austausch in dieser Konfiguration. In dieser Konfiguration wird der gleiche Effekt erzielt wie beim Vorsteuer-Drehschieber C3 in diesem Ausführungsbeispiel.
- 9. Obwohl in diesem Ausführungsbeispiel ein Steuerungshebel A3 verwendet wird, kann dieser durch einen Handgriff ersetzt werden. Mit anderen Worten: Andere Teile können verwendet werden, vorausgesetzt, über sie kann ein Betätigungswinkel für die Lenkung in das Vorsteuerventil C3 eingegeben werden.
- 10. Obwohl das Fahrzeug, bei dem in diesem Ausführungsbeispiel die hydraulische Lenkvorrichtung eingebaut ist, ein gegliederter Radlader ist, kann es sich auch um einen Radlader handeln, der beispielsweise mittels einer Spurstange oder eines Spurstangenhebels dieser gelenkt wird, vorausgesetzt, es handelt sich um ein selbstfahrendes Fahrzeug, das gelenkt werden kann.
- 11. Die hydraulische Lenkvorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel wird nicht nur in selbstfahrenden Fahrzeugen eingebaut, sondern zum Beispiel auch an einem Maschinenwerkzeug, das sich in einem vorausbestimmten Drehwinkel bei verschiedenen Arten von hydraulischen drehenden Mechanismen befindet.
Claims (4)
1. Eine hydraulische Lenkvorrichtung mit einer Vorrichtung A3 zur Eingabe eines
Ziellenkungswinkels θin, einem Vorsteuerventil C3 mit einer neutralen Stellung Np sowie einer linken Lenkstellung Lp und einer rechten Lenkstellung Rp für die Aufnahme des Ziellenkungswinkels θin von der Vorrichtung A3 zur Abgabe eines Drucköles von einer ersten Druckölquelle C1 nach dem Umschalten von der neutralen Stellung Np entweder zur linken Lenkposition Lp oder zur rechten Lenkposition Rp, einem Hauptlenkungsventil D2 mit einer neutralen Stellung NM, einer linken Lenkposition LM und einer rechten Lenkposition RM zum Empfang des Ausgangsöldruckes des Vorsteuerventils C3 zwecks Abgabe des Drucköles von einer zweiten Öldruckquelle D1 nach dem Umschalten von der neutralen Stellung NM entweder in die linke Lenkstellung LM oder in die rechte Lenkstellung RM, mit hydraulischen Stellantrieben A2, die betätigt werden beim Empfang des Drucköles vom Hauptlenkungsventil D2,
und einer Vorrichtung B zur Abgabe des Erregerstromes für den Empfang des Ziellenkungswinkels θin von der Meßvorrichtung B1 zur Messung des Ziellenkungswinkels und des tatsächlichen Lenkungswinkels θfb von der Meßvorrichtung B2 zur Messung des tatsächlichen Lenkungswinkels und für die Berechnung des Abweichungswinkels Δθ zwischen ihnen, zwecks Abgabe eines Erregerstroms I entsprechend dem Abweichungswinkel Δθ;
wobei die hydraulische Lenkvorrichtung bei einem selbstfahrenden Fahrzeug eingebaut ist, auf das der tatsächliche Lenkungswinkel θfb durch die Betätigung der hydraulischen Stellantriebe A2 übertragen wird,
und wobei der tatsächliche Lenkungswinkel θfb dem Ziellenkungswinkel θin folgt und diesen erreicht,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Vorsteuerventil C3 aus einer ersten Buchse C33, die bei Aufnahme des Ziellenkungswinkels θin von der Vorrichtung A3 betätigt wird, einer zweiten Buchse C32, die bei Aufnahme des tatsächlichen Lenkungswinkels θfb des selbstfahrenden Fahrzeuges betätigt wird, einer ersten Feder C35 zur Erzeugung einer Federkraft an der ersten Buchse C33 und der zweiten Buchse C32 in Richtung der neutralen Stellung Np, einer Meßvorrichtung B1 zur Messung eines Ziellenkungswinkels θin der ersten Buchse C33 und einer Meßvorrichtung B2 zur Messung eines tatsächlichen Lenkungswinkels θfb der zweiten Buchse C32;
und einem elektromagnetisch regelbaren Druckminderventil C2, das bei Empfang eines Erregerstromes I von der Vorrichtung B einen Öldruck vom Vorsteuerventil C3 zum Hauptlenkungsventil D2 frei ändern kann, besteht.
Ziellenkungswinkels θin, einem Vorsteuerventil C3 mit einer neutralen Stellung Np sowie einer linken Lenkstellung Lp und einer rechten Lenkstellung Rp für die Aufnahme des Ziellenkungswinkels θin von der Vorrichtung A3 zur Abgabe eines Drucköles von einer ersten Druckölquelle C1 nach dem Umschalten von der neutralen Stellung Np entweder zur linken Lenkposition Lp oder zur rechten Lenkposition Rp, einem Hauptlenkungsventil D2 mit einer neutralen Stellung NM, einer linken Lenkposition LM und einer rechten Lenkposition RM zum Empfang des Ausgangsöldruckes des Vorsteuerventils C3 zwecks Abgabe des Drucköles von einer zweiten Öldruckquelle D1 nach dem Umschalten von der neutralen Stellung NM entweder in die linke Lenkstellung LM oder in die rechte Lenkstellung RM, mit hydraulischen Stellantrieben A2, die betätigt werden beim Empfang des Drucköles vom Hauptlenkungsventil D2,
und einer Vorrichtung B zur Abgabe des Erregerstromes für den Empfang des Ziellenkungswinkels θin von der Meßvorrichtung B1 zur Messung des Ziellenkungswinkels und des tatsächlichen Lenkungswinkels θfb von der Meßvorrichtung B2 zur Messung des tatsächlichen Lenkungswinkels und für die Berechnung des Abweichungswinkels Δθ zwischen ihnen, zwecks Abgabe eines Erregerstroms I entsprechend dem Abweichungswinkel Δθ;
wobei die hydraulische Lenkvorrichtung bei einem selbstfahrenden Fahrzeug eingebaut ist, auf das der tatsächliche Lenkungswinkel θfb durch die Betätigung der hydraulischen Stellantriebe A2 übertragen wird,
und wobei der tatsächliche Lenkungswinkel θfb dem Ziellenkungswinkel θin folgt und diesen erreicht,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Vorsteuerventil C3 aus einer ersten Buchse C33, die bei Aufnahme des Ziellenkungswinkels θin von der Vorrichtung A3 betätigt wird, einer zweiten Buchse C32, die bei Aufnahme des tatsächlichen Lenkungswinkels θfb des selbstfahrenden Fahrzeuges betätigt wird, einer ersten Feder C35 zur Erzeugung einer Federkraft an der ersten Buchse C33 und der zweiten Buchse C32 in Richtung der neutralen Stellung Np, einer Meßvorrichtung B1 zur Messung eines Ziellenkungswinkels θin der ersten Buchse C33 und einer Meßvorrichtung B2 zur Messung eines tatsächlichen Lenkungswinkels θfb der zweiten Buchse C32;
und einem elektromagnetisch regelbaren Druckminderventil C2, das bei Empfang eines Erregerstromes I von der Vorrichtung B einen Öldruck vom Vorsteuerventil C3 zum Hauptlenkungsventil D2 frei ändern kann, besteht.
2. Eine hydraulische Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 1, des weiteren
umfassend eine Vorrichtung B3 zur Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit V, wobei die
sogenannte Vorrichtung B den Erregerstrom I nach Erhalt einer Fahrzeuggeschwindigkeit V
von der Meßvorrichtung B3 ausgibt, welche kontrolliert wird, um den Maximalwert des
Erregerstromes I zu verringern wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V hoch ist (VH), oder den
Maximalwert des Erregerstromes I zu erhöhen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedrig
ist (VL).
3. Eine hydraulische Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, in der
das elektromagnetisch regelbare Druckminderventil C2 ein regelbares Druckminderventil C2
mit Mindestdruckausgleich ist, bei dem der Ausgleich für den Mindestdruck Pmin stattfindet.
4. Eine hydraulische Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, in der
das Vorsteuerventil C3 eine zweite Feder C39 zur Übertragung des tatsächlichen
Lenkungswinkels θfb des selbstfahrenden Fahrzeuges an die zweite Buchse C32 umfaßt,
wobei die zweite Feder C39 zwischen dem selbstfahrenden Fahrzeug und der zweiten
Buchse C32 durch die Vorspannkraft FLo, die größer ist als die Vorspannkraft Fco der ersten
Feder C35, aufgehängt ist.
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