DE2518626A1

DE2518626A1 - Hydraulische lenkung

Info

Publication number: DE2518626A1
Application number: DE19752518626
Authority: DE
Inventors: Jun Robert James Lucke; Wayne Russel Miller
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1974-05-01
Filing date: 1975-04-26
Publication date: 1975-11-06
Also published as: DE2518626C3; FR2269442A1; FR2269442B1; IT1035565B; CA1055586A; GB1463636A; DE2518626B2; ES437281A1; AR209929A1; US3890995A

Description

european office (Case No. 10735)

Hydraulische Lenkung

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Lenkung mit einer Hauptpumpe, die über Hydraulikleitungen und einen vom Lenkrad beeinflußbaren Steuerschieber und ein Ventil an einen Lenkzylinder anschließbar ist, sowie mit einer Hilfspumpe, die bei Ausfall der Hauptpumpe automatisch das Ventil über einen elektrischen Steuerkreis schaltet und die Pumpe über dieses Ventil mit dem Steuerschieber wirkungsmäßig verbindet.

Es ist eine hydraulische Lenkung (ÜS-PS 2 054 671)mit einer Hauptpumpe und einer Hilfspumpe bekannt, wobei die Hilfspumpe bei Ausfall der Hauptpumpe automatisch zugeschaltet wird. Hierzu weist die Hauptpumpe ein Schaltorgan auf, das über einen elektrischen Steuerkreis mit einem Ventil in Verbindung steht, das über diesen Steuerkreis in eine Durchflußstellung für die Hauptpumpe oder in eine Durchflußstellung für die Hilfspumpe verstellbar ist.

Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird in der Verwendung eines Einwegeventils gesehen, das bei einer bestimmten Schaltstellung bzw. bei Ausfall der Hauptpumpe über einen elektrischen Steuerkreis einen Schaltimpuls an eine Hilfspumpe weitergeben soll, die danach die Versorgung des Lenkzylinders mit Druckmittel sicherstellt. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Ventil ein durch das Gehäuse des Ventiles sich erstreckendes elektrisches und gegenüber dem Gehäuse isoliertes Schaltelement aufweist, das mit einem zwischen Einlaßöffnung und Auslaßöffnung angeordneten Ventilsitz ausgerüstet ist, gegen den ein axial verschiebbares Ventilelement mit seiner Ventildichtfläche zur

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Anlage bringbar ist, wobei ein Stellelement, das das Ventilelement normalerweise in seiner Schließstellung hält, in Abhängigkeit des Druckes an der Einlaßöffnung steht und zur Erreichung der Durchflußstellung des Ventilelementes bzw. zur Verbindung der Einlaßöffnung mit der Auslaßöffnung axial verstellbar ist. Auf diese Weise wird bei Ausfall der Hauptpumpe über das Einwegeventil ein Schaltimpuls ausgelöst, der auf die Hilfspumpe übertragen wird, so daß die Versorgung des Lenkzylinders mit Druckmittel sichergestellt werden kann. Durch Verwendung des Einwegeventils als Schaltorgan für die Hilfspumpe wird auch dann eine Steuerung der Hilfspumpe ermöglicht, wenn beispielsweise die Leitung zwischen dem Einwegeventil und der Pumpe abreißen sollte. Da das Einwegeventil eine Einlaßleitung für die Hilfspumpe aufweist, kann beispielsweise das Druckmittel, das beispielsweise von der Hauptpumpe zum Lenkzylinder fließt, gleichzeitig über einen Steuerschieber die Einlaßleitung der Hilfspumpe absperren, so daß ein Rückfluß des Druckmittels zur Hilfspumpe unterbunden wird. Durch die Betätigung des elektrischen Schaltorganes im Bereich des Ventilsitzes bei Anlage des Ventilschiebers ist eine verzogerungsfreie Übertragung des Schaltimpulses zur Hilfspumpe immer dann gewährleistet, wenn Störungen am Hydrauliksystem zwischen Saugleitung und Zuführleitung der Hauptpumpe entstehen. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2-6.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Steuervorrichtung nach der Erfindung erläutert. Er zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der hydraulischen Lenkung,

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Fig. 2 ein Einwegeventil zum wahlweisen Zuschalten der Hauptpumpe oder der Hilfspumpe der hydrostatischen Lenkung.

In der Zeichnung ist mit 10 ein Servolenksystem bzw. eine hydraulische Lenkung gekennzeichnet, die eine Konstantpumpe bzw. eine Hauptpumpe 12 und ei,ne Hilfspumpe 14 aufweist. Die Hauptpumpe wird von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Kraftfahrzeug direkt angetrieben, während die Hilfspumpe über einen elektrischen Pumpenmotor 16 angetrieben wird, der über eine Welle 18 oder dergleichen mit der Hilfspumpe verbunden ist. Obwohl es vorteilhaft ist, daß die Hilfspumpe 14 über ein Antriebsaggregat angetrieben wird, das vom Kraftfahrzeug unabhängig ist, kann sie auch über eine andere geeignete Antriebsvorrichtung angetrieben werden. Die Hauptpumpe 12 und die Hilfspumpe 14 weisen je eine Einlaßöffnung auf, die über eine Hydraulikleitung 22 bzw. eine Hydraulikleitung 24 an den Sammelbehälter 20 angeschlossen sind.Ferner weist die Hauptpumpe 12 und die Hilfspumpe 14 je eine Auslaßöffnung auf, wobei die Auslaßöffnung der Hauptpumpe 12 über eine erste Zweigleitung 30 und die Auslaßöffnung der Hilfspumpe 14 über eine zweite Zweigleitung 32 an eine Hydraulikleitung 28 angeschlossen ist, die an die Einlaßleitung eines Lenkradsteuerventiles 26 angeschlossen ist. In die erste Zweigleitung 30 ist ein erstes Durchflüßsteuerventil 34 und in die zweite Zweigleitung ist ein zweites Durchflußsteuerventil 36 geschaltet, die als Einwegeventil arbeiten und Druckmittel lediglich von der Hauptpumpe 12 und der Hilfspumpe 14 in Richtung des Lenkradsteuerventils 26 durchlassen. Das Lenkradsteuerventil 26 weist ebenfalls eine Auslaßöffnung auf, die über eine Rückführleitung 38 an einen Sammelbehäl-

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ter 20 angeschlossen ist. Ferner ist das Lenkradsteuerventil mit zwei weiteren Auslaßöffnungen ausgerüstet, die über Hydraulikleitungen 42 und 44 an einen doppelseitig beaufschlagbaren Lenkzylinder 40 angeschlossen sind. Das Lenkradsteuerventil 26 ist im Ausführungsbeispiel als Dreistellungsvierwegeventil für offenen Hydraulikkreislauf (open-center) dargestellt und befindet sich gemäß Fig. 1 in seiner Neutralstellung, in der Druckmittel vom Lenkzylinder 40 nicht abfließen kann und in der die Zuführleitung 28 an den Sammelbehälter 20 angeschlossen ist. Das Lenkrad 46 ist mit dem Lenkradsteuerventil 26 über ein Steuerorgan 48 verbunden, so daß durch Drehung des Lenkrades in eine erste Richtung eine Verstellung des Lenkradsteuerventiles 26 nach rechts erfolgt, und dadurch die Zuführleitung 28 und die Rückführleitung 38 an den Lenkzylinder 40 angeschlossen werden, so daß dieser nach rechts verschoben wird. Die Linksverschiebung des Lenkzylinders erfolgt bei Verstellung des Lenkradsteuerventils 26 in entgegengesetzter Richtung. Ein Überdruckventil 50 ist in der Steuerleitung 28 vorgesehen und baut Druck ab, wenn ein bestimmter zulässiger Druck im Hydrauliksystem überschritten wird.

Das Durchflußsteuerventil 34 arbeitet als Schaltelement, das in Fig. 1 durch 60 schematisch angedeutet ist. Das Schaltelement bzw. der Kontakt 60 . ist in einem elektrischen Schaltkreis eingebaut, zu dem eine Batterie 62 gehört, die mit dem Elektropumpenmotor 16 verbunden ist.

In Fig. 2 sind die beiden Durchflußwegeventile 34 und 36 in einem Ventilgehäuse 64 zusammengefaßt, das eine Bohrung mit einem Bohrungsabschnitt 66 aufweist, der links von einem Bohrungsabschnitt 68

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angeordnet ist, dessen Durchmesser kleiner ist als der linke Bohrungsabschnitt. Der rechte Bohrungsabschnitt 68 weist eine Einlaßöffnung 72 und der linke Bohrungsabschnitt 66 weist eine Einlaßöffnung 70 auf. Die Einlaßöffnung 70 ist an die Hauptpumpe 12 und die Einlaßöffnung 72 an die Hilfspumpe 14 angeschlossen. Durch das Ventilgehäuse 64 erstreckt sich eine Auslaßöffnung 74, die den größeren Bohrungsabschnitt 66 rechtwinklig schneidet. Das Druckmittel, das von der Einlaßöffnung 70 zur Auslaßöffnung 74 fließt , wird über das Durchflußsteuerventil 34 geleitet, das mit einem im Bohrungsabschnitt 66 axial verschiebbar angeordneten Ventilelement 76 ausgerüstet ist. Das linke Endteil des Ventilelementes 76 weist ein Reduzierstück auf, so daß zwischen dem Reduzierstück und der Bohrung ein Ringraum 78 gebildet wird, der über zahlreiche Bohrungen mit einem Innenraum 80 des Ventilelementes 76 verbunden ist. Das linke Ende des hohlförmigen Ventilelementes 76 ist mit einer Bodenplatte versehen, die einen ringförmigen Ventilsitz 84 bildet. Die Ventildichtfläche 84 wird normalerweise mittels einer Druckfeder 87 gegen das rechte Ende eines Ventilsitzes 86 gedrückt. Die Druckfeder 87 stützt sich dabei gegen eine am rechten Ende des Bohrungsabschnittes 66 vorgesehene Schulter und eine im Ventilelement 76 vorgesehene Schulter ab. Das Ventilelement 76 bildet zusammen mit dem Ventilgehäuse 64 den verstellbaren Kontakt 60, der in Fig. schematisch dargestellt ist, während der Ventilsitz 86 den anderen Kontakt bildet. Aus diesem Grunde ist der Ventilsitz gegenüber dem Ventilgehäuse 64 isoliert. Der Ventilsitz 86 ist in ein nichtleitendes Element bzw. eine Hülse 88 eingepaßt. Die Hülse kann beispielsweise aus Nylon oder einem anderen nichtleitenden Material hergestellt sein. Der Ventilsitz 86 steht mit einem elektrischen Stromkreis über eine Metallstan-

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ge 90 in Verbindung, die sich durch den Ventilkörper 64 erstreckt und in den Ventilsitz 86 eingeschraubt ist. Die Metallstange ist ebenfalls in eine zylindrische Hülse 92 eingepaßt, die ebenfalls aus einem nichtleitenden Material, beispielsweise aus Nylon, hergestellt sein kann, so daß die Metallstange 90 gegenüber dem Ventilgehäuse 64 isoliert ist. Zwei Muttern 94, die am oberen Ende der Metallstange 90 aufgeschraubt sind, dienen zur Arretierung der Metallstange 90 am Ventilgehäuse 64. Damit kein Druckmittel aus der Ventilbohrung am Gehäuse bzw. der Hülse 92 vorbeiströmen und nach außen dringen kann, ist eine Dichtung 96 vorgesehen, die die Hülse 92 gegenüber dem Ventilkörper 64 abdichtet.

Arbeitet die Hauptpumpe 12 einwandfrei, so hebt das Druckmittel das Ventilelement 76 von seinem Ventilsitz 86 ab und fließt dann über den Ringraum 78 zur Auslaßöffnung 74. Fördert die Pumpe 12 nur unzureichend oder überhaupt kein Druckmittel mehr zum Lenkzylinder 40, so wird das Ventilelement 76 auf seinen Ventilsitz 86 gepreßt und dadurch ein Stromkreis geschlossen, der den Elektropumpenmotor 16 mit Strom versorgt, so daß die Hilfspumpe 14 anfängt zu arbeiten.

Das Druckmittel von der Hilfspumpe 14 fließt über das Durchflußventil 36 zum Lenkradsteuerventil 26. Das Durchflußsteuerventil 36 weist hierzu ein Ventildichtelement 98 auf, das axial verschiebbar im Bohrungsabschnitt 68 aufgenommen ist. Das Ventildichtelement 98 ist mit einem rechten Reduzierstück versehen, so daß dieses mit der Innenwand des Bohrungsabschnittes 68 einen Ringraum 100 bildet_f a_er über zahlreiche Bohrungen 104 im Ventildichtelement 98 mit dem im Ventildichtelement vorgesehenen Innenraum 102 verbunden ist. Das rechte Ende

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des Ventildichtelementes 98 ist mittels eines Bodens verschlossen, der als Ventildichtfläche 106 ausgebildet ist und normalerweise gegen einen Ventilsitz 108 gedrückt wird, der am rechten Ende des Bohrungsabschnittes 68 vorgesehen ist. Eine Druckfeder 110 liegt einenends gegen einen im Bohrungsabschnitt 68 vorgesehenen Ring 112, anderenends gegen eine im Ventildichtelement 98 vorgesehene Schulter 102 an und drückt dadurch das Ventildichtelement gegen seinen Ventilsitz. Der Ring 112 ist mittels eines Arretierungsringes 114 gesichert.

Ist die Hilfspumpe 14 im Arbeitseinsatz, so fließt das Druckmittel von dem Auslaß der Pumpe zum Ventildichtelement 98 und hebt dieses von seinem Ventilsitz ab, so daß Druckmittel über den Ringraum 100, die Bohrungen 104 und den Innenraum des Ventildichtelementes 98 zur Auslaßöffnung 74 abfließen kann. Tritt also Druckmittel durch die Einlaßöffnung 72 ein, so wird das Ventilelement 76 mittels der Feder 87 und des durch die Einlaßöffnung 72 fließenden Druckmittels gegen seinen Ventilsitz 86 gepreßt, so daß kein Druckmittel über die Bohrung 70 abfließen kann. Dadurch wird auch gewährleistet, daß der Stromkreis zum elektrischen Motor 16-geschlossen bleibt.

Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

' 1. hydraulische Lenkung mit einer Hauptpumpe, die über y«ydraulikleitungen und einen vom Lenkrad beeinflußbaren Steuerschieber und ein Ventil an einen Lenkzylinder anschließbar ist, sowie mit einer Hilfspumpe, die bei Ausfall der Hauptpumpe automatisch das Ventil über einen elektrischen Steuerkreis schaltet und die Pumpe über dieses Ventil mit dem Steuerschieber wirkungsmäßig verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (34, 36) ein durch das Gehäuse (64) des Ventiles sich erstreckendes, elektrisches und gegenüber dem Gehäuse (64) isoliertes Schaltelement (60, 90) aufweist, das mit einem, zwischen Einlaßöffnung (70) und Auslaßöffnung (74) angeordneten Ventilsitz (86) ausgerüstet ist, gegen den ein axial verschiebbares Ventilelement (76) mit seiner Ventildichtfläche zur Anlage bringbar ist, wobei ein Stellelement (87), das das Ventilelement (76 und 98) normalerweise in seiner Schließstellung hält, in Abhängigkeit des Druckes an der Einlaßöffnung (70) steht und zur Erreichung der Durchflußstellung des Ventilelementes bzw. zur Verbindung der Einlaßöffnung (70) mit der Auslaßöffnung (74) eine axiale Verstellung des Ventilelementes ermöglicht.
2. Hydraulische Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Schaltelement (60) eine Metallstange (90) aufweist, die in einen als Ventilsitz (86) ausgebildeten Metallring eingeschraubt ist.

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3. Hydraulische Lenkung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Isolierung aus einer die Metallstange (90) aufnehmenden Hülse (92) und einer mit ihr verbundenen zweiten, den Ventilsitz (86) aufnehmenden Hülse (88) gebildet ist.
4. Hydraulische Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (76) als topfartige Hülse ausgebildet ist, dessen Boden die Ventildichtfläche (84) bildet, die im Bereich des einen verringerten Durchmesser aufweisenden Ventilelementes liegt, dessen Teil einen Ringraum bildet, der über in der Hülse vorgesehene Bohrungen (82) mit dem Innenraum der Hülse und der Anschlußbohrung (74) verbindbar ist.
5. Hydraulische Lenkung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilgehäuse (64) eine zweite Einlaßöffnung (72) vorgesehen ist, die nach Abheben eines zweiten Ventildichtelementes (98) von seiner Ventildichtfläche (108) über Bohrungen (104) des Ventildichtelementes mit seinem Innenraum und danach mit dem Innenraum des ersten Ventildichtelementes (76) verbindbar ist, wobei der Druck im Innenraum des Ventildichtelementes in Kraftrichtung des Stellelementes (87) wirkt und das Ventildichtelement in Schließstellung hält.

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Hydraulische Lenkung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (34, 36) als Einwegeventilelement ausgebildet ist, in dem zumindest immer ein Ventildichtelement in Schließstellung und das andere in Durchflußstellung steht.

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