DE2052085C3 - Power-operated steering device for vehicles with steerable axles - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine kraftbetätigte Lenkeinrichtung für Fahrzeuge mit von Ncrmailenkung auf Allrad- bzw. Krebsganglenkung umschaltbaren lenkbaren Achsen, deren Lenkeinschlag durch je mindestens einen Stellmotor bewirkt wird, mit einer Servopumpe, einer Synchronisiereinrichtung und einem Steuerventil, die beide über ein Lenkhandrad betätigbar sind, einem handbetätigten Umschaltventil und die Stellmotoren untereinander bzw. mit dem Steuerventil verbindenden Leitungen.The invention relates to a power-operated steering device for vehicles with Ncrmailenken on all-wheel drive or crab steering switchable steerable axles, their steering angle by at least a servo motor is effected, with a servo pump, a synchronizing device and a control valve, both of which can be operated via a steering handwheel, a manually operated switch valve and the servomotors lines connecting with each other or with the control valve.

Es ist eine hydraulische Lenkeinrichtung für ein Vierradfahrzeug mit Zweirad-, Allrad- und Krebsganglenkung bekannt, bei der die Lenkbewegung der Räder der beiden Fahrzeugachsen durch je einen hydraulischen Antrieb bewirkt wird (GB-PS 10 95 550). Bei dem Betrieb dieser Lenkeinrichtung als Allrad- oder Krebsganglenkung werden die hydraulischen Antriebe der beiden Lenkachsen hintereinandergeschaltet. Ein synchrones Auslenken der Räder der beiden Fahrzeugachsen bei unterschiedlichen Lenkkräften an den Achsen ist hierdurch jedoch nicht sicher gewährleistet.It is a hydraulic steering device for a four-wheel vehicle with two-wheel, four-wheel and crab steering known, in which the steering movement of the wheels of the two vehicle axles by one hydraulic each Drive is effected (GB-PS 10 95 550). When operating this steering device as all-wheel or crab steering the hydraulic drives of the two steering axles are connected in series. A synchronous one Deflection of the wheels of the two vehicle axles with different steering forces on the axles however, this is not guaranteed with certainty.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand eine Lenkeinrichtung zu schaffen, die bei Allrad- und Krebsganglenkung möglichst sicher verhindert, daß der Soll-Ausschlag der Räder der einen Achse durch Einwirkung von äußeren Kräften auf die Räder einen oder anderen Achse vom Soll-Ausschlag der Räder der anderen Achse abweicht.The invention is based on the object of creating a steering device with little effort All-wheel drive and crab steering prevents the target deflection of the wheels on one axle as securely as possible by the action of external forces on the wheels of one or the other axis from the target deflection of the wheels deviates from the other axis.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß in den Leitungen, durch die das Steuerventil bei Allrad- und Krebsganglenkung mit den Stellmotoren bzw. die Stellmotoren der lenkbaren Achsen miteinander verbunden sind, hydraulisch aufsteuerbare und zum zugehörigen Druckraum hin selbsttätig öffAccording to the invention, this object has been achieved in that in the lines through which the control valve with all-wheel and crab steering with the servomotors or the servomotors of the steerable axles with each other are connected, hydraulically openable and automatically open to the associated pressure chamber

4545

5°5 °

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65 nende Rückschlagventile angeordnet sind, von denen jeweils das in der einen zu einem Stellmotor führenden Leitung angeordnete Rückschlagventil in Abhängigkeit von Lenkrichtung und eingeschalteter Lenkart durch in der anderen zu demselben Stellmotor führender- Leitung herrschenden Arbeitsdruck in Abströmrichtung aus dem Stellmotor aufsteuerbar ist. 65 end non-return valves are arranged, each of which the non-return valve arranged in the one line leading to a servomotor can be opened in the outflow direction from the servomotor by the working pressure in the other line leading to the same servomotor, depending on the steering direction and the type of steering switched on.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß bei Fahrzeugen mit mehreren lenkbaren Achsen bei den verschiedenen einschaltbaren Lenkarten der Ausschlag der Räder der sekundär gelenkten Achse mit dem Ausschlag der Räder der primär ge-"lenkten Achse synchronisiert wird, so daß beim Einwirken von äußeren Kräften auf die Räder der sekundär gelenkten Achse kein Voreilen der Lenkbewegung der Räder dieser Achse gegenüber den Rädern der primär gelenkten Achse auftritt.The advantages that can be achieved with the invention are that in vehicles with several steerable Axles, the deflection of the wheels of the secondary steered axles for the various types of steering that can be switched on Axis is synchronized with the deflection of the wheels of the primarily steered axle, so that when acting from external forces on the wheels of the secondary steered axle, no leading of the steering movement of the Wheels of this axle opposite the wheels of the primarily steered axle occurs.

Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigtTwo exemplary embodiments of the invention are described in greater detail below with reference to a schematic drawing explained. It shows

F i g. 1 eine kraftbetätigte Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug mit zwei lenkbaren Achsen, mit einem Umschaltventil und drei hydraulisch steuerbaren Rückschlagventilen, F i g. 1 a power-operated steering device for a vehicle with two steerable axles, with a switching valve and three hydraulically controllable check valves,

Fig. 2 eine kraftbetätigte Lenkeinrichtung gleicher Art. jedoch mit einem mechanischen Lenkgetriebe und zwei hydraulisch steuerbaren Rückschlagventilen,2 shows a power-operated steering device of the same type, but with a mechanical steering gear and two hydraulically controllable check valves,

F i g. 2a eine schematische Darstellung der drei Schaltstellungen des Umschaltventils.F i g. 2a shows a schematic representation of the three switching positions of the switchover valve.

Eine kraftbetätigte Lenkeinrichtung nach F i g. 1 weist eine Servopumpe 1 sowie eine über ein Lenkhandrad 4 beiätigbare Steuerpumpe 2 und ein Steuerventil 3 auf. Außerdem sind drei hydraulisch steuerbare Rückschlagventile 5,6 und 7, ein Umschaltventil 8, eine lenkbare Achse 9 mit einem Stellmotor 10 und eine weitere lenkbare Achse 11 mit einem Stellmotor 12 vorgesehen. An Stelle der Stellmotoren 10 und 12 können auch je zwei Stellmotore an den beiden Achsen angeordnet sein, um eine Lenksymmetrie zu erreichen.A power-operated steering device according to FIG. 1 has a servo pump 1 and a steering handwheel 4 additional control pump 2 and a control valve 3. There are also three hydraulically controllable Check valves 5,6 and 7, a switching valve 8, a steerable axle 9 with a servomotor 10 and a further steerable axle 11 with a servomotor 12 is provided. Instead of the servomotors 10 and 12 can two servomotors can also be arranged on the two axles in order to achieve steering symmetry.

Die Saugseite der Servopumpe 1 ist an einen Behälter 13 angeschlossen, die Druckseite ist über eine Leitung 14 mit dem Steuerventil 3, einem 6/3-Wegeventil, verbunden. Eine Rückleitung 15 führt vom Steuerventil 3 zum Behälter 13. Bei Ausfall der Servopumpe 1 wird das Druckmittel über ein Nachsaugventil 16 der Leitung 14 zugeführt.The suction side of the servo pump 1 is connected to a container 13, the pressure side is via a line 14 with the control valve 3, a 6/3-way valve connected. A return line 15 leads from the control valve 3 to the container 13. If the servo pump 1 fails, the pressure medium is via a suction valve 16 of the line 14 supplied.

Die Steuerpumpe 2 führt eine der Drehung am Lenkhandrad 4 proportionale Druckmittelmenge über zwei Leitungen 17 und 18 dem Steuerventil 3 zu, während der hierbei entstehende Differenzdruck über zwei Leitungen 17a und 18a übertragen wird, wodurch das Steuerventil 3 aus der mittleren Schaltstellung in eine der beiden äußeren Schaltstellungen verschoben wird.The control pump 2 carries a pressure medium quantity proportional to the rotation of the steering handwheel 4 via two Lines 17 and 18 to the control valve 3, while the resulting differential pressure over two lines 17a and 18a is transmitted, whereby the control valve 3 from the middle switching position into a the two outer switching positions is shifted.

Das Steuerventil 3 kann so ausgebildet sein, daß es in seiner Neutralstellung die Verbindung zwischen der Steuerpumpe 2 und den Stellmotoren 10 und 12 unterbricht oder aber daß die Neutralstellung als Schwimmstellung ausgebildet ist, wie in Fig.2 als Steuerventil 33 dargestellt.The control valve 3 can be designed so that it is the connection between the in its neutral position Control pump 2 and the servomotors 10 and 12 interrupts or that the neutral position as a floating position is designed as shown in FIG. 2 as a control valve 33.

-.;. Vom Steuerventil 3 führt eine Leitung 19 zu einer Kolbenseite des Stellmotors 10 der ersten Achse 9 und eine Leitung 20 zu dem Umschaltventil 8, von dem zwei Leitungen 21 bzw. 22 zu den beiden Kolbenseiten des Stellmotors 12 der zweiten Achse 11 und eine Leitung 23 zur anderen Kolbenseite des Stellmotors 10 der ersten Achse 9 führen.-.;. A line 19 leads from the control valve 3 to one Piston side of the servomotor 10 of the first axis 9 and a line 20 to the switching valve 8, of which two Lines 21 and 22 to the two piston sides of the servomotor 12 of the second axis 11 and a line 23 lead to the other piston side of the servomotor 10 of the first axis 9.

In den Leitungen 19, 21 und 22 sind die Rückschlagventile 5 bzw. 6 bzw. 7 eingebaut, die durch in den Lei-In the lines 19, 21 and 22 the check valves 5 or 6 or 7 are installed, which through in the line

tungen 23 bzw. 22 bzw. 21 herrschenden Arbeitsdruck über Steuerleitungen 24 bzw. 25 bzw. 26 in Richtung zum Behälter 13 aufgesteuert werden.lines 23 or 22 or 21 prevailing working pressure via control lines 24 or 25 or 26 in the direction be controlled to the container 13.

Das Umschaltventil 8, das als 4/3-Wegeventil oder — wie in Fig. 2, Nr. 38 gezeigt — als Drehschieberventil ausgebildet ist, weist drei Schaltstellungen a, b und c auf:The switching valve 8, which is designed as a 4/3-way valve or - as shown in Fig. 2, No. 38 - as a rotary slide valve, has three switching positions a, b and c :

In der ersten Schaltstellung a für Zweiradlenkung wird die eiü£ Kolbenseite des Stellmotors 10 der ersten Achse 9 über die Leitung 19 und das Rückschlagventil 5 'mit dem Steuerventil 3 und die andere Kolbenseite des Stellmotors 10 über ciie Leitung 23, das Umschaltventil 8 und die Leitung 20 mit dem Steuerventil 3 verbunden. In dieser Schaltstellung wird beim Lenken in der Richtung, in der das Druckmittel von der Steuerpumpe 2 über die Leitung 18, das Steuerventil 3, die Leitung 20, das Umsteuerventil 8 und Leitung 23 zur anderen Kolbenseite des Stellmotors 10 fließt, das Rückschlagventil 5 durch in der Leitung 23 herrschenden Arbeitsdruck über die Steuerleitung 24 aufgesteuert. Der Stellmotor 12 der zweiten Achse ist hydraulisch blockiert.In the first switching position a for two-wheel steering, the piston side of the servomotor 10 becomes the first Axis 9 via line 19 and the check valve 5 'to the control valve 3 and the other side of the piston of the Servomotor 10 is connected to the control valve 3 via the line 23, the switching valve 8 and the line 20. In this switching position, when steering in the direction in which the pressure medium from the control pump 2 Via line 18, control valve 3, line 20, reversing valve 8 and line 23 to the other side of the piston of the servomotor 10 flows, the check valve 5 through the working pressure prevailing in the line 23 Opened via the control line 24. The servomotor 12 of the second axis is hydraulically blocked.

In der zweiten Schaltstellung b für Allradlenkung wird die Lenkeinrichtung so geschaltet, daß das Druckmittel in der einen Lenknchtung vom Steuerventil 3 über die Leitung 20, das Umschaltventil 8, die Leitung 22 mit dem Rückschlagventil 7 zur einen Kolbenseite des Stellmotors 12 der zweiten Achse 11, von der anderen Kolbenseite des Stellmotors 12 über die Leitung 21 mit dem Rückschlagventil 6. das Umschaltventil 8 und die Leitung 23 zur einen Kolbenseite des Stellmotors 10 der ersten Achse 9 und von der anderen Kolbenseite des Stellmotors 10 über die Leitung 19 mit dem Rückschlagventil 5 zum Steuerventil 3 fließt. In dieser Lenkrichtung werden die Rückschlagventile 5 und 6 durch in den Leitungen 23 bzw. 22 herrschenden Arbeitsdruck über die Steuerleitungen 2:4 bzw. 25 aufgesteuert. In der Gegenrichtung wird das Rückschlagventil 7 durch in der Leitung 21 herrschenden Arbeitsdruck über die Steuerleitung 26 aufgesteuert.In the second switching position b for all-wheel steering, the steering device is switched so that the pressure medium in one steering direction from the control valve 3 via the line 20, the switching valve 8, the line 22 with the check valve 7 to one piston side of the servomotor 12 of the second axis 11, from the other piston side of the servomotor 12 via the line 21 with the check valve 6. the switching valve 8 and the line 23 to one piston side of the servomotor 10 of the first axis 9 and from the other piston side of the servomotor 10 via the line 19 with the check valve 5 to Control valve 3 flows. In this steering direction, the check valves 5 and 6 are opened by the working pressure prevailing in the lines 23 and 22 via the control lines 2: 4 and 25, respectively. In the opposite direction, the check valve 7 is opened by the working pressure prevailing in the line 21 via the control line 26.

In der dritten Schaltstellung cfür Krebsganglenkung fließt das Druckmittel in der einen Lenkrichtung vom Steuerventil 3 über die Leitung 20, das Umschaltventil 8, die Leitung 21 mit dem Rückschlagventil 6 zur anderen Kolbenseite des Stellmotors 12 der zweiten Achse 11, von der einen Kolbenseite des Stellmotors 12 über die Leitung 22 mit dem Rückschlagventil 7, das Umschaltventil 8 und die Leitung 23 zur einen Kolbenseite des Stellmotors 10 der ersten Achse 9 und von der anderen Kolbenseite des Stellmotors 10 über die Leitung 19 mit dem Rückschlagventil 5 zum Steuerventil 3. In dieser Lenkrichtung werden die Rückschlagventile 5 und 7 durch in den Leitungen 23 bzw. 21 herrschenden Arbeitsdruck über die Steuerleitungen 24 bzw. 26 aufgesteuert. In der Gegenrichtung wird das Rückschlagventil 6 durch in der Leitung 22 herrschenden Arbeitsdruck über die Steuerleitung 25 aufgesteuert.In the third switch position c for crab steering the pressure medium flows in one steering direction from the control valve 3 via the line 20, the switching valve 8, the line 21 with the check valve 6 to the other piston side of the servomotor 12 of the second axis 11, from one piston side of the servomotor 12 via the line 22 to the check valve 7, the switching valve 8 and the line 23 to one piston side of the servomotor 10 of the first axis 9 and from the other Piston side of the servomotor 10 via the line 19 with the check valve 5 to the control valve 3. In this steering direction, the check valves 5 and 7 are prevailing in the lines 23 and 21, respectively Working pressure controlled via the control lines 24 and 26, respectively. The check valve opens in the opposite direction 6 opened by the working pressure prevailing in line 22 via control line 25.

Die Wirkungsweise der Rückschlagventile wird an Hand des Beispiels der zuletzt erwähnten Lenkrichtung für Krebsganglenkung beschrieben:The mode of operation of the check valves is illustrated using the example of the steering direction mentioned last described for crab duct steering:

Durch eine auf die gelenkten Räder der zweiten Achse 11 in einer Richtung, in der die Druckkraft des Druckmittels wirkt, einwirkenden äußeren Kräh kann diesen Rädern eine den Rädern der ersten Achse 9 voreilende Lenkbewegung mitgeteilt werden. Durch die voreilende Bewegung des Kolbens des Stellmotors 12 fällt der Druck in der Leitung 22 und damit in der Steuerleitung 25 ab. Dadurch wird das Rückschlagventil 6 gesperrt und ein Voreilen des Stellmotors 12 der zweiten Achse gegenüber dem Stellmotor 10 der ersten Achse verhindert.By one on the steered wheels of the second axle 11 in a direction in which the compressive force of the Pressure medium acts, acting external crow can these wheels one of the wheels of the first axle 9 leading Steering movement are communicated. Due to the leading movement of the piston of the servomotor 12 the pressure in line 22 and thus in control line 25 drops. This will open the check valve 6 locked and an advance of the servomotor 12 of the second axis compared to the servomotor 10 of the first Axis prevented.

Die Umschaltung von Allradlenkung oder Krebsganglenkung auf Zweiradlenkung kann über eine nicht dargestellte Vorrichtung nur in Geradeausfahrtstellung der bei der Zweiradlenkung nicht gelenkten Räder erfolgen. Switching from all-wheel steering or crab steering to two-wheel steering cannot be done via a The device shown only takes place in the straight-ahead driving position of the wheels that are not steered in the two-wheel steering.

In F i g. 2 ist eine Ausführung einer kraftbetätigten Lenkeinrichtung dargestellt, die sich von der in F i g. 1 gezeigten darin unterscheidet, daß hier zur Synchronisierung der Lenkbewegung der gelenkten Räder mit der Drehbewegung des Lenkhandrades an Stelle der Steuerpumpe 2 ein mechanisches Lenkgetriebe 32 tritt, das mit den Rädern einer ersten gelenkten Achse 39 verbunden ist.In Fig. FIG. 2 shows an embodiment of a power-operated steering device which differs from that in FIG. 1 shown is that here to synchronize the steering movement of the steered wheels with The rotary movement of the steering handwheel is replaced by a mechanical steering gear 32 in place of the control pump 2, which is connected to the wheels of a first steered axle 39.

Da über dieses Lenkgetriebe 32 die Räder der AchseSince this steering gear 32, the wheels of the axle

39 in beiden Lenkrichtungen direkt mit einem Lenkhandrad 34 verbunden sind, kann ein dem Rückschlagventil 5 entsprechendes Rückschlagventil entfallen.39 are directly connected to a steering handwheel 34 in both steering directions, a check valve 5 corresponding check valve are omitted.

Die Lenkeinrichtung umfaßt eine Servopumpe 31, ein in dem mechanischen Lenkgetriebe 32 enthaltenes Steuerventil 33. zwei Rückschlagventile 36 und 37, ein drei Schaltstellungen aufweisendes Umschaltventil 38 und zwei lenkbare Achsen 39 und 41 mit StellmotorenThe steering device comprises a servo pump 31, one contained in the mechanical steering gear 32 Control valve 33, two check valves 36 and 37, a switch valve 38 having three switching positions and two steerable axles 39 and 41 with servomotors

40 und 42. Die Saugseite der Servopumpe 31 ist mit einem Behälter 43 verbunden.40 and 42. The suction side of the servo pump 31 is connected to a container 43.

Vom Steuerventil 3J führt eine Leitung 49 zu einer Kolbenseite des Stellmotors 40 der ersten Achse 39 und eine Leitung 50 zu dem Umschaltventil 38, von dem zwei Leitungen 51 bzw. 52 zu den beiden Kolbenseiten des Stellmotors 42 der zweiten Achse 41 und eine Leitung 53 zur anderen Kolbenseite des Stellmotors 40 der ersten Achse 39 führen.A line 49 leads from the control valve 3J to one Piston side of the servomotor 40 of the first axis 39 and a line 50 to the switching valve 38, from the two lines 51 and 52 to the two piston sides of the servomotor 42 of the second axis 41 and lead a line 53 to the other piston side of the servomotor 40 of the first axis 39.

In den Leitungen 51 und 52 sind die Rückschlagventile 36 bzw. 37 eingebaut, die durch in den Leitungen 52 bzw. 51 herrschenden Arbeitsdruck über Steuerleitungen 55 bzw. 56 in Richtung zum Behälter 43 aufgesteuert werden.In the lines 51 and 52, the check valves 36 and 37 are installed, which through in the lines 52 or 51 prevailing working pressure controlled via control lines 55 and 56 in the direction of the container 43 will.

Das Umschaltventil 38 weist, wie in Fig.2a dargestellt, drei Schaltstellungen e, dund /"aufThe switching valve 38 has, as shown in FIG. three switch positions e, d and / "on

Der Aufbau und die Wirkungsweise der Lenkeinrichtung entspricht im übrigen der vorstehenden Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels.The structure and the mode of operation of the steering device corresponds to the rest of the description above of the first embodiment.

Die Umschallbarkeit der Lenkeinrichtung auf eine oder mehrere Achsen ermöglicht in erforderlichen Abständen eine Korrektur der Radstellung der gelenkten Achsen zueinander, die dadurch erforderlich werden kann, daß durch unvermeidbare innere Leckverluste der Lenkeinrichtung eine Änderung der Radstellungen der gelenkten Achsen zueinander eintreten kann.The transferability of the steering device to a or several axles enables the wheel position of the steered one to be corrected at required intervals Axes to each other, which may be necessary because of unavoidable internal leakage losses the steering device a change in the wheel positions of the steered axles to one another can occur.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: j Kraftbetätigte Lenkeinrichtung für Fahrzeuge mit von Normallenkung auf Allrad- bzw. Krebsganglenkung umschaltbarcn lenkbaren Achsen, deren Lenkeinschlag durch je mindestens einen Stellmotor bewirkt wird, mit einer Servopumpe, einer Synchronisiereinrichtung und einem Steuerventil, die beide über ein Lenkhandrad betätigbar sind, einem handbetätigten Umschaltventil und die Stellmotoren untereinander bzw. mit dem Steuerventil verbindenden Leitungen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitungen (19, 21 und 22; 51 und 52), durch die das Steuerventil (3; 33) bei Allrad- und Krebsganglenkung mit den Steilmoto-I ren (10 und 12; 40 und 42) bzw. die Stellmotoren der lenkbaren Achsen miteinander verbunden sind, hydraulisch aufsteuerbare und zum zugehörigen Druckraum hin selbsttätig öffnende Rückschlagventile (5, 6 und 7; 36 und 37) angeordnet sind, von denen jeweils das in der einen zu einem Stellmotor (10 bzw. 12; 40 bzw. 42) führenden Leitung (19, 21 bzw. 22; 51 bzw. 52) angeordnete Rückschlagventil (5, 6 bzw. 7; 36 bzw. 37) in Abhängigkeit von Lenkrichtung und eingeschalteter Lenkart durch in der anderen zu demselben Stellmotor (10 bzw. 12; 40 bzw. 42) führenden Leitung (23, 22 bzw. 21; 52 bzw. 51) herrschenden Arbeitsdruck in Abströmrichtung aus dem Stellmotor aufsteuerbar ist. j Power-operated steering device for vehicles with steerable axles that can be switched from normal steering to all-wheel or crab steering, the steering angle of which is effected by at least one servo motor, with a servo pump, a synchronization device and a control valve, both of which can be operated via a steering handwheel, a manually operated switch valve and Lines connecting the servomotors to one another or to the control valve, characterized in that in the lines (19, 21 and 22; 51 and 52) through which the control valve (3; 33) is reneged in all-wheel and crab steering with the steep engines (10 and 12; 40 and 42) or the servomotors of the steerable axles are connected to one another, hydraulically controllable check valves (5, 6 and 7; 36 and 37) that open automatically towards the associated pressure chamber are arranged, of which the one in the a non-return line (19, 21 or 22; 51 or 52) leading to a servomotor (10 or 12; 40 or 42) valve (5, 6 or 7; 36 or 37) depending on the steering direction and the type of steering switched on by the working pressure in the outflow direction in the other line (23, 22 or 21; 52 or 51) leading to the same servomotor (10 or 12; 40 or 42) the servomotor can be controlled.