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Kraftbetätigte Lenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft
eine kraftbetätigte Lenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge mit hydrostatischer Ubertragung
der Lenkkraft auf die zu lenkenden Fahrzeugräder, mit einer Servopumpe, mit einer
alæ Dosiereinrichtung wirkenden Steuerpumpe und einem Steuerventil, die beide über
ein Lenkhandrad betätigbar sind, mit mindestens zwei den Einschlag der zu lenkenden
Fahrzeugräder bewirkenden Stellmotoren, einem Ausgleichsbehälter, zugehörigen Leitungen
und einer Einrichtung zum Verändern der Lenkungsübersetzung.
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Derartige Lenkeinrichtungen haben den Zweck, eine zufriedenstellende
Manövrierfähigkeit auch bei Ausfall des Förderstroms der Servopumpe zu ermöglichen.
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Es sind Lenkeinrichtungen bekannt, bei denen diese Manövrierfähigkeit
durch ein der Lenkeinrichtung zur Änderung der Lenkungs-Übersetzung vorgeschaltetes
Schaltgetriebe erreicht wird.
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Weiter ist ein Lenksystem bekannt, bei dem der Druckmittelstrom der
Servopumpe wahlweise zwei oder nur einem der Servomotoren zugeführt wird, wodurch
unterschiedliche Lenkgeschwindigkeiten ermöglicht werden (DT-OS 1 480 662).
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Bei allen diesen bekannten Lenkeinrichtungen muß die Umschaltung
der Lenkungsübersetzung bei Ausfall der Hilfskraft der Servopumpe durch manuelle
Betätigung herbeigeführt werden. Dadurch kann es im Fahrbetrieb zu Gefahrensituationen
kommen.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand
eine Lenkeinrichtung zu schaffen, bei der bei Ausfall der Hilfskraft der Servopumpe
eine automatische Umschaltung auf eine größere Lenkungsübersetzung erfolgt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung darin, daß in den
Leitungen zwischen dem Steuerventil und den Stellmotoren ein erstes Schaltventil
derart angeordnet ist, daß in einer er sten Schaltstellung des ersten Schaltventils
bei Ausfall des Förderstroms der Servopumpe allen Stellmotoren Druckmittel durch
die Steuerpumpe zugeführt wird und in einer zweiten Schaltstellung des ersten Schaltventils'
die durch den Förderstrom der Servopumpe einstellbar ist, nur einem Teil der Servomotoren
;i)ruckmittel durch die Steuerpumpe zugeführt wird.
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Zweckmäßig ist es hierbei, daß in der zweiten Schaltstellung des
ersten Schaltventils die von dem Steuerventil getrennten Druckräume der Stellmotoren
mit der Rückleitung zu dem Ausgleichabehälter verbunden sind.
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Außerdem ist es hierbei zweckmäßig, daß in den Leitungen zwischen
dem Steuerventil und den Stellmotoren ein zweites Schaltventil angeordnet ist, über
das in der zweiten Schaltstellung des ersten Schaltventils die von dem Steuerventil
getrennten Druckräume der Stellmotoren in der einen Lenkrichtung mit der Druckleitung
der Servopumpe bzw. der Rückleitung zu dem Ausgleichsbehälter und in der anderen
Lenkrichtung mit der Rückleitung zu dem Ausgleichsbehälter bzw. der Druckleitung
der Servopumpe verbunden sind.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand zweier in schematischen Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 eine kraftbetätigte Lenkeinrichtung mit einem Schaltventil
bei Neutralstellung des Steuerventils und des Schaltventils, Fig. 2 die Lenkeinrichtung
der Fig. 1 bei 3betätigung der Steuerpumpe und fördernder Servopumpe,
Fig.
3 die Lenkeinrichtung der Fig. 1, jedoch mit zwei Schaltventilen bei Neutralstellung
des Steuerventils und der Schaltventile, Fig. 4 die Lenkeinrichtung der Fig. 3 bei
Betätigung der Steuerpumpe und fördernder Servopumpe, Fig. 5 die Lenkeinrichtung
der Fig. 3 bei Betätigung der Steuerpumpe und Ausfall des Förderstroms der Servopumpe.
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Die kraftbetätigte Lenkeinrichtung besteht im einzelnen aus einer
Servopumpe 1, einer über ein Lenkhandrad 2 betätigbaren Steuereinrichtung 3 mit
einer Steuerpumpe 4 und einem Steuerventil 5, einem ersten zwei Schaltstellungen
aufweisenden Schaltventil 6 und mindestens zwei den Einschlag der zu lenkenden Fahrzeugräder
bewirkenden Stellmotoren 7 und 8.
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Die Saugseite der Servopumpe 1 ist mit einem Ausgleichsbehälter 9,
die Druckseite ist über eine Druckleitung 10 mit einem einer ersten Stirnfläche
II eines Schaltkolbens 12 des ersten-Schaltventils 6 benachbarten Raum 13 verbunden.
Ein einer zweiten Stirnfläche 14 des Schaltkolbens 12 benachbarter Raum 15, in dem
eine auf den Schaltkolben 12 wirkende Rückstellfeder 16 angeordnet ist, ist über
eine Rückleitung 17 mit dem Ausgleichsbehälter 9 verbunden.
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Ein Gehäuse 18 des Schaltventils 6 weist folgende Verbindungs- und
Steuernuten auf: Eine Verbindungsnut 19 ist über eine Leitung 20 mit dem Steuerventil
5 und über eine Leitung 21 mit einem ersten Druckraum 22 des Stellmotors 7 verbunden.
Eine weitere Verbindungsnut 23 ist über eine Leitung 24 mit dem Steuerventil 5 und
über eine Leitung 25 mit einem zweiten Druckraum 26 des Stellmotors 8 verbunden.
Eine Steuernut 27 ist über eine Leitung 28 mit einem zweiten Druckraum 29 des Stellmotors
7 und eine weitere Steuernut 30 ist über eine Leitung 31 mit einem ersten Druckraum
32 des Stellmotors 8 verbunden.
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Eine zentrale Steuernut 33 ist über einen Verbindungskanal 34 in
dem Schaltkolben 12 mit der Rückleitung 17 verbunden. Eine dem Raum 13 benachbarte
Steuernut 35 ist mit einer Zulaufleitung 36 zu dem Steuerventil 5 verbunden. Zwischen
der Zulaufleitung 36 und der Rückleitung 17 ist eine Nachsaugleitung 37 mit einem
Nachsaugventil 38 angeordnet.
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Im folgenden wird ein Funktionsbeispiel beschrieben, in dem die beiden
Schaltstellungen des Schaltventils 6 erläutert werden: In der ersten Schaltstellung,
in der bei Ausfall des Pörderstroms der Servopumpe 1 der Schaltkolben 12 durch die
RUckstellfeder 16 in seine eine Endlage verschoben ist, sind die Terbindungsnut
19 mit der Steuernut 30 und die Verbindungsnut 23
mit der Steuernut
27 verbunden. Dadurch sind die beiden ersten Druckräume 22 und 32 der Stellmotoren
7 bzw. 8 einerseits und die beiden zweiten Druckräume 29 und 26 der Stellmotoren
7 bzw.
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8 andererseits mit der Steuereinrichtung 3 verbunden.
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In der zweiten Schaltstellung, in der der Schaltkolben 12 durch den
Förderstrom der Servopumpe 1 gegen die Kraft der Rückstellfeder 16 in seine andere
Endlage verschoben ist, sind nur der erste Druckraum 22 des Stellmotors 7 einerseits
und der zweite Druckraum 26 des Stellmotors 8 andererseits mit der Steuereinrichtung
3 verbunden. Der zweite Druckraum 29 des Stellmotors 7 und der erste Druckraum 32
des Stellmotors 8 sind in dieser Schaltstellung über die durch Steuernuten des Schaltkolbens
12 miteinander verbundenen Steuernuten 30, 37 und 27 mit dem Verbindungskanal 34
und dadurch über die Rückleitung 17 mit dem Ausgleichsbehälter 9 verbunden.
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Da die Lenkungsübersetzung durch das Verhältnis des Fördervolumens
der Steuerpumpe 4 zu dem Hubvolumen der jeweils über die Steuerpumpe 4 mit Druckmittel
versorgten Druckräume der Stellmotoren 7 und 8 bestimmt ist, ergibt sich, daß die
Lenkungsübersetzung in der ersten Schaltstellung etwa doppelt so groß ist wie in
der zweiten Schaltstellung.
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Da bei dieser Ausführung im normalen Betrieb mit hydraulischer Hilfskraft
nur einem Teil der Stellmotoren Druckmittel zugeführt wird, ist es zweckmaßig, bei
Verwendung der Lenkeinrichtung für schwerere Fahrzeuge über ein zweites Schaltventil
dem anderen Teil der Stellmotoren unter Umgehung der Steuereinrichtung direkt von
der Servopumpe Druckmittel zuzuführen.
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Dieses weitere Ausführungsbeispiel unterscheidet sich in Aufbau und
Funktion in folgendem von dem ersten Ausführungsbeispiel: Neben einem ersten zwei
Schalt stellungen aufweisenden Schaltventil 106 mit einer auf einen Schaltkolben
112 wirkenden Rückstellfeder 116 ist ein zweites Schaltventil 140 mit einem Schaltkolben
141 und zwei Zentrierfedern 142 und 143 angeordnet.
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In der zweiten Schaltstellung des ersten Schaltventils 106, in der
der Schaltkolben 112 durch den Förderstrom einer Servopumpe 101 gegen die Kraft
der Rückstellfeder 116 in seine andere Endlage verschoben ist, wird das von der
Servopumpe 101 geförderte Druckmittel über eine Druckleitung 110 und eine Steuernut
135 in dem ersten Schaltventil 106 einem Druckkanal 144 in einem beide Schaltventile
106 und 140 enthaltenden Gehäuse 118 zugeführt.
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Bei Drehung an einem Lenkkandrad 102 wird durch das von einer Steuerpumpe
104 dem zweiten Schaltventil 140 zugeführte Druckmittel der Schaltkolben 141 - wie
in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt - gegen die Kraft der einen Zentrierfeder 145 in
seine eine Endlage verschoben, Dadurch wird Druckmittel von dem Druckkanal 144 außer
über eine Leitung 120, eine Verbindungs nut 119 und eine Leitung 121 einem ersten
Druckraum 122 eines Stellmotors 107 auch über einen Steuerkanal 145, eine Steuernut
130 und eine Leitung 131 einem ersten Druckraum 132 eines Stellmotors 108 zugeführt.
Ein zweiter Druckraum 129 des Stellmotors 107 ist über eine Leitung 128, eine Steuernut
127, einen Steuerkanal 146, eine zentrale Steuernut 147 und eine Rückleitung 117
mit einem Ausgleichsbehälter 109 verbunden. Ein zweiter Druckraum 126 des Stellmotors
10& ist über eine Leitung 125, eine Verbindungsnut 123 und eine Leitung 124
mit einem Steuerventil 105 und über dieses ebenfalls mit dem Ausgleichsbehälter
109 verbunden.
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In der ersten Schaltstellung des Schaltventils 106 bei Ausfall des
Förderstroms,der Servopumpe 101 wird die gesamte über eine Nachsaugleitung 137 und
ein Nachsaugventil 138 angesaugte Druckmittelmenge durch die Steuerpumpe 104 über
die Leitung 120, die Verbindungsnut 119 und die Leitung 121 dem ersten Druckraum
122 des Stellmotors 107 und über die Leitung 120, die Verbindungsnut 119, die Steuernut
130 und die Leitung 131 dem ersten Druckraum 152 des Stellmotors 108 zugefffhrt.
Das
zweite Schaltventil 140 ist bei dieser Schaltstellung des ersten
Schaltventils 106 durch den Schaltkoiben 112 von dem Lenksystem hydraulisch getrennt.
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Auf die Darstellung eines für die Druckleitung der Servopumpe 1 bzw.
101 erforderichen Druckbegrenzungsventils und eines Strombegren,zun,gsventils wurde
verzichtet, da diese Ventile für die erfindungsgemäße Wirkungsweise der Lenkeinrichtung
ohne Bedeutung sind.
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ije mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß bei
Ausfall der Hilfskraft der Servopumpe eine automatische Umschaltung der Lenkeinrichtung
auf eine höhere Lenkungübersetzung erfolgt und dadurch unter Ausschaltung möglicher
Gefahrensituationen eine Lenkbarkeit des Fahrzeugs gewährleistet bleibt.