DE2409739C3 - Hydraulische Lenkeinrichtung fur Fahrzeuge - Google Patents
Hydraulische Lenkeinrichtung fur FahrzeugeInfo
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Description
55
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Lenkeinrichtung für Fahrzeuge mit einer Druckmittelpumpe,
emem Behälter, einem Lenkmotor und einem Steuerventil, das einerseits über Arbeitsleitungen mit
dem Lenkmotor und andererseits über eine Pumpenlei' lung und eine Rücklaufleitung mit der Druckmittelpumpe
bzWi dem Behälter Verbünden ist Und aus einer
Neüträlstellung, in der es die Arbeitsteilungen voneinander
Und von Pumpen^ bzWi Rückiaufleitung trennt, in
zwei ArbeitssleJlungen durch einen über Steuerdruckleitungen
zugeführten Steuerdruck Verstellbär ist, der Vött der Betätigung eines Lenkörgans abhängig und von
dem dem Lenkmotor zugeführten Arbeitsdruck unabhängig ist, wobei Pumpen- und Rückiaufleitung über ein
bei einem vorgegebenen Grenzdruck öffnendes Entlastungsventil verbunden sind.
Wenn bei solchen bekannten Lenkeinrichtungen (DE-OS 17 55 297) auf die das Fahrzeug lenkenden Teile
in der Neutralstellung des Steuerventils plötzlich eine Kraft einwirkt, z. B. wenn die Lenkräder gegen ein
Hindernis treffen, entsteht auf einer Seite des Arbeitsmotors und der angrenzenden Leitung ein
Überdruck, der Schäden hervorrufen kann. Insbesondere bei großen Arbeitsmotoren werden dabei verhältnismäßig
große Volumen der Druckflüssigkeit beeinflußt
Es ist zwar schon bekannt (DE-OS 17 80 333), die beiden Arbeitsleitungen über zwei gegensinnig öffnende
Überdruckventile miteinander zu verbinden. Hierbei besteht aber folgende Schwierigkeit: Baut man die
Ventile so klein, wie es für Hilfsventil üblich ist, kann
der Überdruck nicht schnell genug abgebaut werden. Dies gilt insbesondere bei großen Arbeitsmotoren. Baut
map dagegen die Ventile so groß, daß der Überdruck rasch abgebaut werden kann, ergeben sich ein
erheblicher konstruktiver Aufwand, entsprechende Baukosten und ein entsprechender Platzbedarf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer hydraulischen Lenkeinrichtung der eingangs
beschriebenen Art oie durch äußere Kräfte hervorgerufenen Überdrücke mit möglichst geringem Aufwand
und rasch abzubauen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Arbeitsleitung mit derjenigen Sleuerdruckleitung
über ein zur Steuerdruckleitung hin bei Überdruck öffnendes Zusatzventil verbunden ist, die zu einer
solchen Verstellung des Steuerventils führt, daß die Überdruck führende Arbeitsleitung mit der Pumpenleitung
in Verbindung kommt.
Bei dieser Konstruktion wird der im Arbeitsmotor auftretende Druckstoß über das Zusatzventil in die
Steuerdruckleitung eingespe'st, so-,i?ß sich das Steuerventil
verstellt. Die Verstellung ist derart, daß der Überdruck in der Pumpenleitung wirksam wird.
Demzufolge öffnet das Entlastungsventil zur Behälterleitung hin, wodurch sich der Überdruck rasch abbauen
kann. Denn hierfür stehen durchwegs Leitungen mit verhältnismäßig großem Querschnitt zur Verfügung.
Der Aufwand ist gering, da ein ohnehin vorhandenes Entlastungsventil Verwendung findet und zusätzlich
lediglich zwei kleine Ventile benötigt werden, über die nur Druck, nicht aber irgendwelche größeren Flüssigkeitsmengen
hinweggeleitet werden müssen
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß das Entlastungsventil im Lenkbetrieb mit
zunehmendem Öffnungsweg des Steuerventils oder zunehmendem Druck in der Arbeitsleitung schließt und
bei Überdruck durch zusätzliche Steuermittel öffnet. Im Lenkbetrieb sorgt daher das F.ntlastungsventil dafür,
daß die Pumpe kontinuierlich fordern kann. In der Neutralstellung des Steuerventils wird die gesamte
Fördermenge über das Entlastungsventil abgeführt. Wenn das Steuerventil in eine der Arbeitsstellungen
Verstellt wird und es dabei allmählich offnem bewegt sich
das Entlastungsventil in Schließrichtung, so daß die Fördermenge der Pumpe annähernd gleich bleiben
kann. Wenn jedoch in der Arbeitsleitung bzw, der Pumpenleitung Überdruck auftritt, öffnet das Entlastungsventil sofort, um mit verhältnismäßig großem
Querschnitt diesen Überdruck abzubauen.
Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß das
Entlastungsventil einerseits vom Druck in der Pumpenleitung und andererseits vom Druck in einer Vorsteuerleitung
gesteuert ist, die über ein bei Oberdruck öffnendes Vorsteuerventil mit der Rücklaufleitung
verbunden ist, wobei der Steuereingang des Vorsteuerventils über eine Drossel mit einem im Steuerventil
vorgesehenen Strömungsschalter verbunden ist, der in der Neutralstellung eine Verbindung mit der Rücklaufleitung
und in den Arbeitsstellungen eine Verbindung mit der mit der Pumpenleitung in Verbindung stehenden ι ο
Arbeitsleitung herstellt Hierbei kann, wenn sich das Steuerventil in der Arbeitsstellung befindet, der in der
Arbeitsleitung herrschende Überdruck bereits über den Strömungsschalter abgefühlt werden, worauf das
Vorsteuerventil öffnet und in der Folge das Entlastungsventil zum öffnen bringt
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch als Schaltbild veranschaulichten
Ausführungsbeispiels näher erläutert
An einem gemeinsamen Gestänge 1 greifen die Kolbenstangen eines Lenkmotors mit zwei Zylindern 2
und 3 sowie eines Hilfslenkmotors mit zwei Zylindern 4
und 5 an. Das Gestänge ist um einen festen Drehpunkt 6 schwenkbar und ist mit den zu lenkenden Rädern bzw.
Fahrzeugteilen verbunden.
Diese Motoren werden von zwei Steuereinheiten 7 und 8 gesteuert, die räumlich voneinander getrennt sein
können. Die Steuereinheit 7, die ein mittels Lenkhandrad 9 zu betätigendes Hilfssteuergerät 10 aufweist wird
von einer Pumpe 11 gespeist und versorgt über Hilfsarbeitsleitungen 12 und 13 die beiden Zylinder 4
und 5 des Hilfslenkmotors. Die andere Steuereinheit b weist ein Steuerventil 14 auf, wird von einer Pumpe 15
gespeist und versorgt über Arbeitsleitungen 16 und 17 die Zylinder 2 und 3 des Lenkmotors. Ein gemeinsamer i·;
Behälter 18 könnte auch durch zwei Behälter ersetzt sein, die je der Steuereinheit 7 bzw. 8 zugeordnet sind.
Die Steuereinheit 7 weist zwischen Pumpenleitung 19 und Behälterleitung 20 eine KurzschluBleitung 21 mit
einem Üb.rdruckventil 22 sowie in der Pumpenleitung
19 ein Rückschlagventil 23 auf. Zwischen die Hilfsarbeitsleitungen 12 und 13 ist eine Ventilanordnung,
bestehend aus zwei Überdruckventilen 24 und 25 sowie zwei Rückschlagventilen 26 und 27 geschaltet. Das
Hilfssteuergerät 10 verbindet in der Neutralstellung die Pumpe Ii mit dem Behälter 18 üb>.r einen Kurzschlußpfad
28.
In den Hilfsarbeitsleitungen 12 und 13 herrscht während eines Lenkvorganges ein vorbestimmter
Druck. Dieser Druck virkt über Steuerdruckleitungen 29 und 30 auf Druckbetätigungsflächen 31 und 32 des
Steuerventils 14, das im übrigen durch Neulralstellungsfedern
33 und 34 zentriert ist. In der Steuerdruckleitung 29 befindet sich ein in Richtung zur Druckbetätigungsfläche
32 hin öffnendes Rückschlagventil 35, das von einer einstellbaren Drossel 36 überbrückt ist. In der
Steuerdruckleitung 30 befindet sich ein zur Druckbetätigungsfläche 31 hin öffnendes Rückschlagventil 37. das
durch eine einstellbare Drossel 30 überbrückt ist.
Wenn in diesen Steuerdruckleitungen 29 und 30 der gleiche Druck herrscht, nimmt das Steuerventil 16 seine
veranschaulichte Neütralstellung ein. Überwiegt der Druck in der Steuerdruckleitung 29, bewegt sich der
Schieber 39 des Steuerventils 14 in die eine Arbeitsstellung, überwiegt der Druck in der anderen Steuerdruckleitung
30, bewegt sich der Schieber 39 in die andere Arbeitsstellung. Je gröthf der Druckunterschied, um so
größer ist die Verschiebung und um so größer ist der freigegebene Durchtrittsquerschnitt im Steuerventil 14.
Zu dem Steuerventil 14 führt eine Pumpenleitung 40, in die ein Rückschlagventil 41 eingesetzt ist Außerdem ist
eine Behälterleitung 42 niit einem Filter 43 vorgesehen.
Diese beiden Leitungen sind in der Neutralstellung des Steuerventils 14 von den Arbeitsleitungen 16 und 17
vollständig getrennt In der einen Arbeitsstellung ist die Pumpenleitung 40 mit der Arbeitsleitung 16, in der
anderen Arbeitsstellung mit der Arbeitsleitung 17 verbunden, wobei die Behälierleitung 42 jeweils mit der
anderen Arbeitsleitung in Verbindung steht Drosselquerschnitte im Steuerventil 14 sorgen dafür, daß je
nach der Stellung des Schiebers 35 eine bestimmte Druckmittelmenge zu dem Arbeitsmotor 2,3 strömt
Zwischen die Pumpenleitung 40 und die Behälterleitung 42 ist ein Kurzschlußpfad 44 mit einem
Entlastungsventil 45 gelegt. Zur Steuerung dieses Ventils ist einerseits eine Verbindungsleitung 46
vorgesehen, über die das Entlastungsventil 45 mit dem Pumpendruck beaufschlagt wird. r>.->s weiteren ist das
Entlastungsventil 45 durch eine FeaT47 und den Druck
in einer Vorsteuerleitung 48 beaufschlagt, in der sich ein Vorsteuerventil 49 befindet, das bei einem vorgegebenen
Überdruck gegen die Kraft einer Feder 50 öffnet und die Vorsteuerleitung 48 mit der Behälterleitung 42
verbindet. Ein Steuereingang 51 des Vorsteuerventils, der auch über eine Leitung 52 mit der Vorsteuerleitung
48 verbunden ist, steht über eine Drossel 53 mit einem Strömungsschalter 54 im Steuerventil 14 in Verbindung.
Der Strömungsschalter stellt in der Neutralstellung über eine Leitung 55 die Verbindung mit der Behälterleitung
42 her, während er in den beiden Arbeitsstellungen, wie
es bei 54a und 54b veranschaulicht ist, eine Verbindung zu derjenigen Arbeitsleitung 16 b^w. 17 herstellt, die mit
der Pumpenleitung 40 in Verbindung steht.
Zwischen die Arbeitsleitung 16 und die Steuerdruckleitung 30 ist ein Zusatzventil 56 geschaltet, das öffnet,
sobald der Druck in der Arbeitsieitung 16 einen vorgegebenen Wert oberhalb des Drucks in der
Steuerdruckleitung 30 überschreitet. Ein ähnliches Zusatzventil 57 ist zwischen die Arbeitsleitung 17 und
die Steuerdruckleitung 29 geschaltet. Diese beiden Zusatzventile sind ferner mit in entgegengesetzter
Richtung öffnenden, federbelasteten Rückschlagventilen 58 und 59 überbrückt.
Hierbei ergibt sich die folgende Arbeitsweise: Die beiden Zylinder 4 und 5 des Hilfslenkmotors wirken als
Rückführung. Sie sorgen dafür, daß die durch das Steuerventil 16 dem Lenkmotor 2, 3 zugeführte
Druckmittelmenge genau proportional der durch das Hilfssteuergerät 10 zugeführten Druckmittelmenge ist.
Auf diese Weise lassen sich mit einem kleiden Hilfssteuergerät 10 große Lenkmotoren steuern. Lediglich
die Steuereinheit 7 braucht sich bei einem Fahrzeug in der Führerkabine zu befinden. Alle anderen Teile
können in der Nähe der Lenkmotoren angeordnet sein. Die einzige Verbindung zwischen den beiden Steuereinheiten
erfolgt über die beiden Steuerdruckleitungen 29 und 30.
In der veranschaulichten Neutralstellung des Steuerventils
14 ist das Entlastungsventil 45 voll geöffnet, so daß die gesamte von der Pumpe 14 geförderte Menge
über den Kurzschlußpfad 44' zum Behälter fließt. Bewegt sich der Schieber 39 des Steuerventils 14 in eine
Arbeitsstellung, so wird der Strömungsschalter 54 von der Behälterleitung 42 abgetrennt und an eine der
Arbeitsleitungen 16 bzw. 17 gelegt. Infolgedessen wirkt der dort herrschende Druck auf den zweiten Steuerein-
gang des Entlastungsventil 45. Je weiter das Steuerventil
14 öffnet und damit der DrUck in der Arbeitsleitung steigt, um so stärker schließt das Entlastungsventil 45.
Infolgedessen läßt das Entlastungsventil 45 denjenigen Teil des Pumpenvolumens, der nicht zur Verstellung des
Lenkmotors 2, 3 benötigt wird, über den KurzschluB-pfad
44 abfließen. Wird der Druck in einer der Arbeitsleitungen 16,17 aus irgendeinem Grund zu hoch,
während sich das Steuerventil 14 in einer Arbeitsstellung befindet, so spricht das Vorsteuerventil 49 ah. Die
Vorsteuerleitung 48 wird zur Behältefleitüng 42 hin geöffnet und das Entlastungsventil 45 öffnet voll, so daß
der Druck über die Behälterleitung 40 und den Kurzschlußpfad 44 abgebaut werden kann.
Es sei nun angenommen, daß das zu lenkende Fahrzeug geradeaus fährt, das Steuerventil 14 die
veranschaulichte Neutralsteliung hat und die zu IpnlrpnH
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werden, was beispielsweise durch einen auf der Straße Hegenden Stein geschehen kann. In diesem Fall entsteht
im Zylinder 2 ein Überdruck, der sich über die Arbeitsleitung 16 fortpflanzt. Wegen des Vorhandenseins
des Zusatzventils 56 kann sich dieser Überdruck sofort auf der Druckbetätigungsfläche 31 des Steuer-Ventils
14 auswirken. Dessen Schieber 39 verschiebt sich daher nach rechts in die Arbeitsstellung, in der die
Arbeitsleitung 16 mit der Pumpenleitung 40 Verbunden ist. Der Überdruck macht sich einerseits in der
Steuerleitung 46 und vermittels des Strömungsschalter in der Steuerleitung 51 bemerkbar, so daß das
Vorsteuerventil 49 und das Entlastungsventil 45 öffnet. Daher kann sich der Druck in der Arbeitsleitung 16 sehr
rasch abbauen. Sofort anschließend kehren alle Teile in ihre Ausgangslage Zurücks Tritt der Überdruck auf,
während sich das Steuerventil 14 bereits in einer Arbeitsstellung befindet, so wird der Schieber 39 in eine
Stellung größeren Drosselquerschnitts verschoben, wodurch nach dem Ansprechen des Vorsteuerventils 49
und des Entlastungsventils 45 der rasche Druckabbau
Ϊ5 erleichtert wird.
Bei Ausfall der Pumpe 11 kann der Meßmotor im Hilfssteuergerät 10 als Handpumpe arbeiten und den
erforderlichen Steuerdruck- zur Verstellung Hes Steuerventils
14 erzeugen. Beim Ausfall der Pumpe 15 kann die Pumpe 11 in üblicher Weise auf den Hüfslenkmotor 4,5
zusätzlich aber über eines der Rückschlagventile 58,59
auf den Lenkmotor 2, 3 wirken. Wenn beide Pumpen ausfallen, ist in analoger Weise ein Notsteuerbetrieb nur
mit dem als Handpumpe wirkenden Meßmotor möglich.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Hydraulische Lenkeinrichtung für Fahrzeuge
mit einer Druckmittelpumpe, einem Behälter, einem Lenkmotor und einem Steuerventil, das einerseits
über Arbeitsleitungen mit dem Lenkmotor und andererseits über eine Pumpenleitung und eine
Rflcklaufleitung mit der Druckmittelpumpe bzw. dem Behälter verbunden ist und aus einer Neutralstellung,
in der es die Arbeitsleitungen voneinander to und von Pumpen- bzw. Rücklaufleitung trennt, in
zwei Arbeitsstellungen durch einen über Steuerdruckleitungen zugeführten Steuerdruck verstellbar
ist, der von der Betätigung eines Lenkorgans abhängig und von dem dem Lenkmotor zugeführten
Arbeitsdruck unabhängig ist, wobei Pumpen- und Rücklaufleitung über ein bei einem vorgegebenen
Grenzdruck öffnendes Entlastungsventil verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede
Arbeitslenx.ng (16, 17) mit derjenigen Steuerdruck-
ICUUlIg V*"7* *-*"/ ut"~' w" *-ul uiuubiuiu^iViuiiung UtU
bei Überdruck öffnendes Zusatzventil (56, 57) verbunden ist, die zu einer solchen Verstellung des
Steuerventils (14) führt, daß die Überdruck führende Arbeitsleitung mit der Pumpenleitung in Verbindung
kommt
2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlastungsventil (45) im
Lenkbetrieb mit zunehmendem Öffnungsweg des Steuerventils (14) oder zunehmendem Druck in der -ίο
Arbeitsleitu ->g (16, 17) schließt und bei Überdruck
durch zusätzliche Steuermittel (49) öffnet.
3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß da.. Entlastungsventil (45)
einerseits vom Druck in der Pu.,ipenleitung (40) und
andererseits vom Druck in einer Vorsteuerleitung (48) gesteuert ist, die über ein bei Überdruck
öffnendes Vorsteuerveniil (49) mit der Rücklaufleitung
(42) verbunden ist, wobei der Steuereingang (51) des Vorsteuerventils über eine Drossel (53) mit
einem im Steuerventil (14) vorgesehenen Strömungsschalter (54) verbunden ist, der in der
Neutralstellung eine Verbindung mit der Rücklaufleitung (42) und in den Arbeitssiellungen eine
Verbindung mit der mit der Pumpenleitung (40) in Verbindung stehenden Arbeitsleitung (16, 17)
herstellt.
4. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder
Steuerdruckleitung (29, 30) eine von einem zum 5ü Steuerventil (14) hin öffnenden Rückschlagventil (35,
37) überbrückte Drossel (36,38) vorgesehen ist.
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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