DE2729766C2

DE2729766C2 - Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe

Info

Publication number: DE2729766C2
Application number: DE19772729766
Authority: DE
Inventors: Armin Ing.(grad.) 7070 Schwäbisch Gmünd Lang
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1977-07-01
Filing date: 1977-07-01
Publication date: 1984-01-05
Also published as: YU148878A; DE2729766A1; BR7804213A; RO80731B; FR2395872B1; RO80731A; YU40522B; DK282578A; FR2395872A1

Description

— daß ein Automatik-Steuerventil (300) und zwei Übersteuerventile (302 und 302a) in Form von Axialkolbenventilen vorgesehen sind,

— daß in einer gemeinsamen Bohrung ihr einziger S-Kolben (301) in der Mitte und zu seinen beiden Seiten je ein Ü-Kolben (303 und 303a; untergebracht sind,

— daß S-Kolben und Ü-Kolben durch Druckfedern (322 und 322a; mit Zentrierwirkung gegeneinander abgestützt sind und

— daß eine in Ruhestellung der Ü-Kolben (Automatikbetrieb) geschlossene, nach Einwärtsbewegung eines der Ü-Kolben (Handbetrieb) geöffnete Verbindung (85, 335, 337, 46a usw.) von je einem Steuerausgang der hydrostatischen Lenkung (50') zu einem Eingang des Stellmotors (14) vorgesehen ist (F i g. 6).

18. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Automatik-Steuerventile und zwei Übersteuerventile in Form von Axialkolbenventilen vorgesehen sind, daß ihre S-Kolben und Ü-Kolben in vier verschiedenen Bohrungen untergebracht sind und daß je ein S- und ein Ü-Kolben durch eine Wippe mechanisch zwangsläufig miteinander verbunden sind.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Lenken

bo von Fahrzeugen unter Abtastung einer Leitlinie. Diese Leitlinie kann durch eine Bodenrille, eine Schnittkante von Getreide oder anderem Erntegut dargestellt sein, aber auch durch eine Bordsteinkante. Die Erfindung ist aber auch anwendbar, wenn die Leitlinie, z. B. durch

f-5 einen Laserstrahl odti durch das elektro-magnetische Feld eines im Boden verlegten Kabels dargestellt wird, sofern nur der Fühler zum Abtasten derartiger Leitlinien geeignet ist. In jedem Fall soll der Fahrer des

Fahrzeugs von der ermüdenden Tätigkeit des Lenkens entlastet werden, solange eine brauchbare Leitlinie vorhanden ist, so daß er seine Aufmerksamkeit der Überwachung der Maschinentätigkeit, z. B. der Schneid- und Dreschorgane eines Mähdreschers widmen kann. Auf diese Weise lassen sich z. B. die volle Fahrgeschwindigkeit und die volle Schnittbreite einer Schneidmaschine ausnutzen.

Die Lenkhilfe muß bei Bedarf von Automatikbetrieb auf Handbetrieb umschaltbar sein.

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Fahrzeuglenkhilfe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Eine derartige Lenkhilfe ist aus dem DE-GM 67 50 251 bekanntgeworden. Der bekannten Lenkhilfe haftet eine Reihe von Nachteilen an, nämlich: 1 >

1. Die Lenkhilfe hat kein brauchbares Reglerverhalten. Bei einer Auslenkung ihres Fühlers öffnet ein Steuerschieber und läßt Drucköl so lange in den Lenkmotor strömen, bis sein einer Endanschlag erreicht ist. Der Steuerschieber kann erst durch den Fühler zurückgeführt werden, was erst dann geschehen kann, wenn das Fahrzeug nach dem Durchfahren einer Kurve wieder die Leitlinie kreuzt. Dann geschieht das gleiche in umgekehrter 2\ Richtung. Das Fahrzeug führt also bestenfalls Kurvenfahrten um die Leitlinie aus.

2. Bei Eingriff am Lenkhandrad soll eine Handoumpe einen Druck aufbauen, der dazu ausgenutzt wird, Ventile umzuschalten. In bestimmten Fahrsituatio- in nen kann dieser Druck aber nicht aufgebaut werden, nämlich dann, wenn die gelenkten Räder durch die Fahrbahn zufällig in die gleiche Richtung geschwenkt werden, in die der Fahrer lenken will. Dann hat der Fahrer den Eindruck, von Hand zu ü lenken, während in Wirklichkeit die Automatik eingeschaltet bleibt.

3. Für das Einschalten auf Handbetrieb ist außerdem wesentlich, daß eine Feder ein Ventil in Hand-Stellung bringt. Klemmt das Ventil, so ist die Feder 4i> wirkungslos. Das Ventil bleibt auf Automatik eingeschaltet, und der Lenkmotor ist über ein Fühlerventil kurzgeschlossen. Das Fahrzeug ist dann nicht mehr steuerbar.

4. Bei Handbetrieb wird das Fühlerventil über dessen Rückwirkungsräume stets mitbetätigt. Über dessen Kolben wird der Fühler vom Lenkrad her stets mitbewegt. Die Leitlinie, die z. B. eine Bordsteinkante sein kann, behindert dies aber. Die Handlenkung ist infolgedessen entweder sehr schwergängig oder überhaupt nicht zu betätigen.

5. Die automatische Lenkung wird niemals wirklich abgeschaltet, sondern bleibt neben der Handlenkung latent erhalten. Sobald von der Handpumpe kein ausreichender Druck mehr ausgeübt wird, geht der automatische Betrieb weiter. Der Fahrer kann sich also nie darauf verlassen, das Fahrzeug ohne die Automatik allein von Hand zu lenken.

Durch die Erfindung soll eine Lenkhilfe geschaffen μ werden, der die oben erwähnten Nachteile nicht anhaften. Insbesondere soll sie mit einem echten Regler arbeiten, der durch die Rückmeldung des Lenkwinkels eine Verfolgung der Leitlinie mit minimalen Abweichungen gestattet Vor allem aber soii die Lenkhiife zwei stabile Einstellungen haben, nämlich entweder Automatikbetrieb oder Handbetrieb. Durch Eingriff am Lenkhandrad soll vom Automatikbetrieb auf Handbetrieb umgeschaltet werden können, und die Lenkhilfe soll dann so lange auf Handbetrieb eingeschaltet bleiben, bis der Fahrer durch einen bewußten zusätzlichen Akt, nämlich Betätigung eines Umschaltventils die Anlage wieder auf Automatenbetrieb schaltet. Bei Handbetrieb soll der Fühler nicht zwangsweise bewegt werden, sondern weiter der Leitlinie folgen können, oder auch nicht, ohne daß dies Einfluß auf die Handlenkung habon soll.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung nach Anspruch 1 gelöst.

Weiterer Stand der Technik findet sich in einem Artikel von Hesse und Möller im Sonderheft 17 (1973) von »Landbauforschung Völkenrode — Wissenschaftliche Mitteilungen der Forschungsanstalt für Landwirtschaft«, Seiten41 bis 56, insbesondere Bilde und 9, Seiten 45 und 46.

In dieser Vorveröffentlichung wird ein Fühler- und Regelungssystem zur Betätigung der Lenkung beschrieben, bei dem sowohl der Fühler als auch ein an einem lenkbaren Rad angebrachter Lenkwinkelgeber elektrische Signale abgeben, die dann zur automatischen Steuerung eines im übrigen hydraulischen Regelungsund Steuerungssystems dienen.

In einem Notfall, hauptsächlich bei Unterbrechung der Leitlinie, muß die Fahrzeug-Lenkhilfe auf Handbetrieb umschaltbar sein. Dies geschieht bei der vorbekanntert Lenkhilfe durch ein elektrisch zu betätigendes Umschaltventil.

Durch eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 wird erreicht, daß auch die Automatik-Steuerventile für sich durch ihre Ausbildung als Druckwaage Reglerwirkung haben. Ein zunächst offenes Automatik-Steuerventil läßt einen Strom in den Lenkmotor fließen, so daß sich dort ein Druck aufbaut, der dann dafür sorgt, daß das Automatik-Steuerventil in seine Ausgangstage mehr oder weniger weit zurückgebracht wird.

Die Geberventile nach Anspruch 3 sind nur über Signalleitungen mit dem Automatik-Steuerventil verbunden. Diese Signalleitungen müssen zwar für denselben Druck ausgelegt werden, wie die den eigentlichen Arbeitsstrom führenden Hochdruckleitungen, sie können aber einen sehr kleinen Querschnitt haben, da in den Signalleitungen nur minimale Ströme zu fließen brauchen. Die entscheidenden Wirkungen werden durch Änderungen des Druckes in den Signalleitungen übertragen.

Die Anordnung ist rückwirkungsfrei, d. h., von den Automatik-Steuerventilen her können die Fühle- nicht betätigt werden.

Durch eine Weiterbildung nach Anspruch 4 wird ein zwangsweises Übersteuern bei Eingriff am Lenkhandrad ermöglicht. So kann der in Anspruch 4 erwähnte Ü-Kolben mechanisch den S-Kolben mitnehmen, zunächst durch ihre gemeinsame Druckfeder, schließlich aber durch Anschlag des einen Kolbens am anderen. Diese zwangsweise Mitnahme ist für den Fall wesentlich, daß ein S-Kolben einmal klemmen sollte. Ebenso werden die Ü-Kolben durch Volumenverschiebungen in den Leitungen 85 und 85a von der hydrostatischen Lenkung her zwangsweise verschoben. Im Gegensatz zu der Gebrauchsmusterschrift ist die Mitnahme der Ü-Kolben nicht abhängig von einem Druck, der sich in der hydrostatischen Lenkung aufbaut, sondern lediglich von einer Volumenverschiebung.

In Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 läßt sich eine bauliche Vereinfachung dadurch erzielen, daß

je ein S- und ein Ü-Kolben in einer gemeinsamen Bohrung untergebracht und durch eine gemeinsame Feder gegeneinander abgestützt sind.

In einer Weiterbildung nach Anspruch 6 ist das Umschaltventil mit Selbsthaltewirkung ausgestattet, so daß es nach Umschaltung auf Handbetrieb die Lenkhilfe so eingeschaltet läßt. Hierdurch wird verhindert, daß dann, "v;nn eine Leitlinie nicht mehr vorhanden ist, der Fühler versucht, diese zu finden, dabei extrem weit ausschlägt und dadurch die Lenkung plötzlich extrem weit einschlagen läßt. Die automatisch!. Betriebsweise läßt sich nur durch einen besonderen Schaltvorgang, jedoch nicht von selbst wieder herstellen.

Durch eine Weiterbildung nach Anspruch 7 wird erreicht, daß das Umschaltventil bei Bedarf zuverlässig und schnell auf Handbetrieb umschaltet.

Durch eine Weiterbildung nach Anspruch 8 wird eine sehr einfache Möglichkeit geschaffen, das Umschaltventil von Hand wieder auf Aiitnrnntikhptriph nrrmKrhalten. Ein Druckentlastungsventil in der Anordnung nach Anspruch 8 dient zugleich als Nachsaugeventil für die hydrostatische Lenkung für den Fall, daß die Druckquelle ausfällt. Druckflüssigkeit wird dann aus dem Ablauf über das dann öffnende Druckentlastungsventil von der hydrostatischen Lenkung angesaugt.

Lenkhilfen müssen bestimmten Sicherheitsvorschriften genügen. Sie dürfen auf Automatikbetrieb z. B. nur dann einschaltbar sein, wenn der Fahrer sich auf seinem Sitz befindet, ein Arbeitsgerät sich in Arbeitsstellung befindet und kein zu hoher Gang im Schaltgetriebe des Antrie'isfahrzeuges eingelegt ist. Die Einhaltung solcher Bedingungen läßt sich in einer Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 oder 10 erzwingen.

Bei Einschaltung auf Handbetrieb aber gleichzeitigem Ausfall der Druckflüssigkeitspumpe könnte das Umschaltventil zu einem unbeabsichtigten Abfluß der von der Handpumpe der hydrostatischen Lenkung geförderten Druckflüssigkeit führen. Es würde über die Ansaugleitung der hydrostatischen Lenkung, ihre Dosierpumpe und die gerade nicht benötigte Steuerausgangsleitung ein Kurzschluß entstehen. Dies wird durch eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 11 verhindert.

Gemäß einer Weiterbildung nach Anspruch 12 wird der Hauptteil der Atuomatik in einem gemeinsamen Block untergebracht, der sich, auch nachträglich, an dem Gehäuse der hydrostatischen Lenkung anbringen läßt

Durch eine Weiterbildung nach Anspruch 13 läßt sich auch das Druckentlastungsventil in demselben Block unterbringen, wodurch es mit Hilfe eines kurzen mechanischen Betätigungsgestänges vom Fahrer her zu betätigen ist, so daß eine gesonderte hydraulische Leitung entfällt.

Durch eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 14 wird eine einfache und betriebssichere Ausgestaltung des Schnittkantenfühlers und des Lenkwinkelrückmelders bzw. des Vergleichers als hydraulische Drehwinkel-Geber geschaffen.

Weiterbildungen nach den Ansprüchen 15 und 16 betreffen die Fälle, daß Fühler und Rückmelder an verschiedenen, brw. an derselben Stelle des Fahrzeugs angeordnet sind.

Weiterbildungen der Erfindung nach den Ansprüchen 17 und 18 sind Varianten zu der Ausbildung nach Anspruch 5 und betreffen andere bauliche Ausgestaltungen, durch die ein einziger oder zwei S-Kolben von zwei Ü-Kolben zwangsweise übersteuert werden. Ein Automatik-Steuerventil, das nur einen einzigen S-Kolben aufweist, ist bekannt aus der DE-OS 22 33 624 der Anmelderin.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt ; Fig. I ein Blockschaltbild des Regelungssystems der Lenkhilfe,

F i g. 2 im Querschnitt einen der mechanisch-hydraulischen Geber,

Fig. 3 ein hydraulischer Schaltplan der Lenkhilfe in ίο Automatik-Stellung,

Fig. 4 schematisch die Anordnung eines zu einer Baueinheit zusammengefaßten Fühlers und Rückmelders an einem Lenkhebel,

F i g. 5 im Schnitt konstruktive Einzelheiten des Ventilblocks sowie als Schaltplan seine hydraulischen Anschlüsse, alles in Automatik-Stellung,

Fig. 6 in schematisierter Darstellung eine andere Ausführungsform eines einzigen Automatik-Steuerventile mit At*n 7iioAhrSriof»n I I^PrStSUSrYeritileil SQV/JS u!C anschließende hydraulische Schaltung, alles in Automatik-Stellung.

Das Regelungssystem der
automatischen Lenkung

In dem Blockschaltbild nach Fig. I wird die Regelstrecke durch die Lenkung 2 (z. B. einen Lenkhebel) und das übrige Fahrzeug 4 dargestellt, auf die die Störgrößen Z1 und Z2 einwirken, in Gestalt von Widerständen am Fahrwerk und an der Arbeitsmaschine. Die Regelgröße X ist der sich ergebende tatsächliche Abstand des Fahrzeugrahmens von der Leitlinie und wird vom Fühler 6 gemessen. Der Fühler tastet die Leitlinie, z. B. in bekannter Weise mechanisch, ab. Am Fühler wird als Führungsgröße IV der erwünschte Abstand von der Leitlinie eingestellt. Der Fühler ist ein hydraulischer Geber, dessen Ausgangssignal ein Maß für die Regelabweichung x, nämlich die Differenz zwischen dem erwünschten und dem tatsächlichen Abstand von der Leitlinie ist. Das der Regelabweichung entsprechende hydraulische Ausgangssigna!, entweder ein Druck oder eine Stromstärke, wird dem Vergleicher 8 zugeführt.

Von einem Rückmelder 10 wird der sich einstellende Lenkwinkel ß, z. B. zwischen einem der lenkbaren Räder und dem Fahrzeugrahmen, gemessen und ein ihm entsprechendes Ausgangssignal ß' dem Vergleicher 8 zugeführt. Dieser bildet die Differenz zwischen den Ausgangssignalen χ und ß' und führt das Differenzsignal dem Regler 12 zu, der Verstärkerwirkung hat. Das Ausgangssignal des Reglers ist die Stellgröße Y, die dem Stellmotor 14, hier dem Arbeitszylinder zugeführt wird.

Der Stellmotor wirkt mechanisch auf die Lenkung 2 ein, womit der Regelkreis geschlossen ist

Es handelt sich um einen vermaschten Regelkreis mit einer dem Lenkwinkel entsprechenden Hilfsregelgröße. Durch diese wird die sich einstellende Änderung des Lenkwinkels mit geringerer Verzögerung vom Regler mit erfaßt, wodurch langwierige Überschwingvorgänge des Reglers vermieden werden.

Rückmelder und Fühler können zu einer baulichen Einheit 8' zusammengefaßt werden, die somit auch den Vergleicher beinhaltet

Die mechanisch-hydraulischen
Drehwinkel-Geber

Sowohl der Fühler als auch der Rückmelder und bei einer Variante der aus beiden gebildete Vergleicher werden zur Abtastung mechanischer Leitlinien als

mechanisch-hydraulische Geber ausgebildet. Mechanische Fühler sind an sich bekannt und werden z. B. in der oben zitierten Veröffentlichung beschrieben, sowie in einer anderen Variante auf den Seiten 27 bis 31 desselben Sonderheftes 17.

F i g. 2 zeigt einen mechanisch-hydraulischen Drehwinkel-Geber 20 mit einem Gehäuse 22, das am Fahrzeug zu befestigen ist, und zwei Ventilen 24 und 24a mit Zulaufräumen 26 bzw. 26a und Ventilkugeln 30 bzw. 30a. Eine beide Ventilkugeln in ihren Sitzen haltende in Blattfeder 33 ist am Endstück 35 einer quer zur Zeichenebene verlaufenden, hier nicht dargestellten Welle befestigt, die gegenüber dem Gehäuse 22 schwenkbar ist. Hierbei drückt die Blattfeder 33 mehr gegen die eine und weniger gegen die andere Ventilkugel 30 bzw. 30a und ändert somit den in den Zulauf räumen 26 und 26a herrschenden Öldruck. Das öl fließt in einen Innenraum 37, der einen gemeinsamen Feuerraum für beide Ventile darstellt, und aus diesem durch einen Anschluß 39 ab.

Zur Messung eines Lenkwinkels oder des Ausschlages eines Leitlinienfühlers wird das Gehäuse 22 mit dem einen und die nicht dargestellte Welle mit dem anderen von zwei gegeneinander schwenkbaren Teilen verbunden.

Prinzipieller Aufbau der Lenkhilfe
und ihre Funktion

In der Prinzipdarstellung nach Fig.3 wirkt der Stellmotor 14 in Form eines Arbeitszylinders auf den Lenkhebel 42 eines lenkbaren Rades 44 ein. Der Stellmotor 14 wird über zwei hydraulische Leitungen 46 und 46a angesteuert und zwar, je nach Einstellung, entweder von der hydrostatischen Lenkung 50 direkt unter Umgehung der Steuerventile des Reglers 12 (was F i g. 3 nicht im einzelnen zeigt) oder automatisch von den beiden mechanisch-hydraulischen Gebern 20 und 21 über den Regler 12.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 sind die beiden Geber 20 und 21 an verschiedenen Stellen des Fahrzeuges angebracht. Der eine (es ist gleichgültig, welcher von beiden) fühlt die Leitlinie ab, der andere den Lenkwinkel ß. Der Geber 20 kann nach F i g. 2 ausgebildet sein. Sein Federraum 37 ist mit einer gemeinsamen Abflußleitung 52 für beide Ventile 24 und 24a verbunden, die bei Einstellung auf Automatik über ein noch zu beschreibendes Umschaltventil 53 zum Tank rführt.

Der Geber 21 hat zwei Ventile 54 und 54a mit zwei Zulaufräumen 55 und 55a und zwei getrennten Federräumen 56 und 56a.

Während die Ventile 24 und 24a des Gebers 20 die Aufgabe haben, bei einem vorgegebenen Flüssigkeitsstrom den Druck in den Zulaufräumen 26 und 26a und den angeschlossenen Leitungen zu ändern, wirken die Ventile 54 und 54a des Gebers 21 als Drosseln und beeinflussen somit die Stärke des Flüssigkeitsstromes. Die Zulaufräume 55 und 55a des Gebers 21 sind über Leitungen 57 und 57a mit den Anschlußleitungen 46 und 46a des Stellmotors 14 verbunden. Die Federräume 56 und 56a des Gebers 21 sind über Leitungen 58 und 58a mit den Zulaufräumen 26 und 26a des Gebers 20 verbunden. Diese sind über Leitungen 62 und 62a über die noch zu beschreibenden Übersteuerventile 65 und 65a sowie Leitungen 62' und 62a'mit den Eingängen des c s Reglers 12 verbunden.

Eine Druckölpumpe 73 fördert Öl aus dem Tank Tin eine Druckleitung 75, die über ein Überdruckventil 77 wiederum mit ^m Tank T verbunden ist. An die Druckleitung 75 ist eine hydrostatische Lenkung 50 angeschlossen, die eine vom Lenkrad her zu betätigende Dosierpumpe und einen zugehörigen Ventilkolben aufweist. Die Dosierpumpe 'ist eigentlich eine Dosiereinrichtung, für das von der Druckölpumpe 73 geförderte Drucköl. In F i g. 3 ist die Neutralstellung der hydrostatischen Lenkung dargestellt, in der bei dieser Bauart die beiden Steuerausgänge 84 und 84a geschlossen sind. In der Neutralstellung fließt Drucköl aus der Leitung 75 in eine Leitung 79, die über das Umschaltventil 53 zu einer Leitung 83 und über ein Rückschlagventil 81 zum Regler 12 führt und den Regler mit dem für seine Verstärkerwirkung notwendigen ölstrom versorgt.

Von den beiden in Neutralstellung geschlossenen Steuerausgängen 84 und 84a der hydrostatischen Lenkung 50 wird je nach Drehung des Lenkrades der eine oder andere vom Ventilkolben der hydrostatischen Lenkung über die Dosierpumpe mit der Druckleitung 75 verbunden.

In der dargestellten Lage, d. h. bei Einschaltung auf Automatik und Neutralstellung der hydrostatischen Lenkung, steht die Zulaufleitung 83 zum Regler 12 unter Druck. Dieser Druck wirkt sich über die Leitungen 87 und 88 auf die beiden Betätigungsflächen 90 und 91 des Umschaltventilkolbens 89 (UV-Kolben) aus. Die hierdurch auf beide Betätigungsflächen 90 und 91 einwirkenden Kräfte heben sich auf, und der Kolben 89 wird von seiner Feder 93 in der eingezeichneten Lage gehalten. In dieser Lage verbindet er die Ablaufleitung 79 der hydrostatischen Lenkung mit der Zulaufleitung 83 zum Regler 12 und stellt eine Verbindung von der Abflußleitung 52 des Gebers 20 zum Tank Ther.

Die Übersteuerventile 65 und 65a stellen in der dargestellten Lage Verbindungen zwischen den Ausgangsleitungen 62 und 62a des Gebers 20 zum Regler 12 her, sperren aber direkte Verbindungen von Steuerausgangsleitungen 85 und 85a der hydrostatischen Lenkung 50 zum Regler 12. Eine Druckentlastungsleitung 95 von der Betätigungsfläche 90 des Umschaltventils 53 zum Tankt Tist unterbrochen. In der dargestellte .1 Lage wird der Stellmotor 14 demnach von den Gebern 20 und 21 über den Regler 12 gesteuert.

Zur Umschaltung auf Handbetrieb genügt eine Betätigung des Lenkrades. Hierdurch wird über die Dosierpumpe 73 Druckflüssigkeit, z. B. zur Steuerausgangsleitung 85, gefördert. Über eine Abzweigleitung 97 wirkt sich der Druck auf eine Betätigungsfläche 99 des Übersteuerventils 65 aus und stellt dieses um. Hierdurch wird eine direkte Verbindung vom Steuerausgang 84 der hydrostatischen Lenkung 50 zum Regler 12 hergestellt und durch ein Rückschlagventil 100 des einen Steuerventils des Reglers unmittelbar zur einen Seite des Stellmotors 14. Die andere Seite des Stellmotors 14 ist über die Leitung 46a, den Regler 12 und eine Leitung 102 zum Tank entlastet.

Vom Übersteuerventil 65 wurde außerdem die Leitung 95 zum Tank entlastet so daß nun an einer in der Leitung 87 angeordneten Drossel 104 ein Druckgefälle entsteht. Infolgedessen wirkt auf die Betätigungsfläche 90 des Umschaltventils 53 eine geringere Kraft als auf die Betätigungsfläche 91, und das Ventil schaltet um. In der neuen Lage ist die Leitung 79 gegen den Tank entlastet Das Umschaltventil 53 hält sich in der neuen Lage dadurch, daß die Leitung 95 über ihre Abzweigleitung 106 und das Umschaltventil 53 gegen den Tank entlastet bleibt, also auch dann noch, wenn das Übersteuerventil 65 wieder in seine ursprüngliche Lage

zurückgekehrt ist. Außerdem wird die AbfluDleitung 52, die vom Geber 20 zum Tank führt, unterbrochen, so daß beide Geber 20 und 21 dem Regler keine Signale mehr zuführen können und über die Steuerleitungen 57 und 57a keine Druckflüssigkeit zum Tank entweichen kann. Durch die Selbsthaltewirkung des Umschaltventils 53 bleibt diese Einstellung erhalten, auch wenn das Lenkrad anschließend nicht mehr betätigt wird und die hydrostatische Lenkung wieder ihre Neutralstellung einnimmt.

Eine Rückumschaltung vom Handbetrieb auf den Automatikbetrieb findet von selbst nicht statt. Vielmehr ist hierzu ein besonderes von Hand zu betätigendes Druckentlastungsventil 108 vorgesehen, das bei Handbetätigung die Leitung 79 über eine Leitung 110 mit dem Tank verbindet. Dann verliert die Drossel 104 ihre Wirkung, und das Umschaltventil 53 kehrt unter der Wirkung seiner Feder 93 in die in F i g. 3 eingezeichnete Automatikstellung zurück, in der es sich in der beschriebenen Weise wieder selbst hält.

Um zu verändern, daß die Lenkhilfe auf Automatikbetrieb schaltbar ist, wenn bestimmte Betriebsbedingungen nicht erfüllt sind, z. B. wenn der Fahrer sich nicht auf seinem Sitz befindet, wenn ein zu hoher Gang im Schaltgetriebe eingelegt ist, und wenn das Arbeitsgerät sich nicht in Betriebsstellung befindet, sind an entsprechenden Stellen des Fahrzeugs und des Arbeitsgerätes Überwachungsschalter 112, 112' usw. angebracht, die bei vorgeschriebener Betriebsbedingung sperren, andernfalls aber öffnen. Sie sind zueinander parallel, also in UND-Schaltung angeordnet. Ihre eine Seite steht über eine Leitung 114 mit dem Federraum des Umschaltventils 53 in Verbindung, ihre andere Seite über Leitungen 116 und 117 mit dem Tank. In der in F i g. 3 dargestellten Lage sind die Betriebsbedingungen erfüllt, die Überwachungsventile 112 und 112' sperren, so daß dort kein öl zum Tank abfließen kann.

An der Drossel 104 tritt infolgedessen kein Druckabfall auf, und das Umschaltventil 53 nimmt die dargestellte Lage ein. öffnet auch nur eines der Überwachungsventile 112, 112' usw., so tritt an der Drossel 104 ein Druckabfall auf, und das Umschaltventil 53 schaltet auf Handbetrieb um.

Baueinheit aus Fühlerund Rückmelder

Den Fühler zum Abtasten der Leitlinie wird man im allgemeinen möglichst weit vorn am Fahrzeug anordnen. Den Rückmelder für den Lenkwinkel muß man dagegen meist an einem der gelenkten Räder anordnen. Diese befinden sich aber in vielen Fällen, z. B. bei einem Mähdrescher, hinten. Befinden sich jedoch die gelenkten Räder vorn, so hat man die Möglichkeit, Fühler und Rückmelder miteinander zu einer Baueinheit 8' zu vereinigen, wie es F i g. 4 zeigt

Mit dem Lenkhebel 42 ist starr ein relativ weit nach vorn ragender Arm 120 verbunden, an dessen vorderem, nach außen abgewinkeltem Ende das Gehäuse 22 eines Gebers 20 nach F i g. 2 fest angebracht ist, während ein Fühlhebel 124, der die Leitlinie 126 abtastet, die Ventile des Gebers betätigt Da der Arm 120 alle Bewegungen des Lenkhebels 42 mitmacht, wird vom Geber 20 ein Ausgangssignal entsprechend einer Winkeldifferenz gegeben, nämlich der Differenz zwischen dem Lenkwinkel und dem vom Fühlhebel 124 beim Abtasten der Leitlinie 126 eingenommenen Winkel. Der Geber 20 hat somit die Funktion von Fühler 6, Rückmelder 10 und Vergleicher 8 in F i g. 1, die dort durch den gestrichelten Kasten 8' zusammengefaßt sind.

Ein derartiger kombinierter Fühler und Rückmelder wird mit seinen Leitungen 52,62 und 62a wie der Geber 20 nach F i g. 3 angeschlossen. Es entfällt jedoch der Geber 21 mit seinen Leitungen 57, 57a, 58 und 58a. Da die Ventile 54 und 54a des Gebers 21 zugleich die Drosselstellen für den dem Geber 20 zuzuführenden ölstrom darstellten, müssen die Drosselstellen nun an eine andere Stelle verlegt werden, zweckmäßigerweise in den Regler 12 hinein, und zwar in die Rückschlagventile 100 und 100a der Kolben der Steuerventile. Die Lenkhilfe arbeitet mit dem kombinierten Fühler und Rückmelder im übrigen in der oben beschriebenen Weise.

Der Ventilblock

In F i g. 3 bezeichnet eine strichpunktierte Linie einen Kasten 130', der einem in Fig.5 dargestellten Ventilblock 130 entspricht. Der Veiitilblock kann einteilig oder zur besseren Herstellung auch mehrteilig 2c ausgeführt werden. Er wird an das Gehäuse der hydrostatischen Lenkung angeflanscht, und zwar so, daß die Steuerausgangsleitungen 85 und 85a und die Ausgangsleitung 79 der hydrostatischen Lenkung unmittelbar mit den entsprechenden Einlaßöffnungen des Ventilblocks verbunden sind. Außerdem führt ein in F Lg. 5 nicht erkennbarer Kanal durch den Ventilblock hindurch. Er entspricht der Druckleitung 75.

Der Ventilblock 130 enthält oben das Druckentlastungsventil 108, darunter das Umschaltventil 53 für die Umschaltung von Handbetrieb auf Automatikbetrieb und umgekehrt, darunter in einer gemeinsamen Bohrung 132 links ein Automatik-Steuerventil 134, rechts das Übersteuerventil 65 und unten in einer weiteren gemeinsamen Bohrung 132a das andere Automatik-Steuerventil 134a und das zugehörige Übersteuerventil 65a.

Die Bezugszeichen von F i g. 3 finden sich zum Teil in F i g. 5 wieder.

Der Block 130 ist wie in ^c i g. 3 an die übrigen Teile angeschlossen, wobei hier jedoch ein kombinierter Geber 20, 8' entsprechend F i g. 4 und 1 vorausgesetzt ist

In der dargestellten Lage sind die Tei-¹·; des

Ventilblocks auf Automatikbetrieb eingestellt.

Aus der Leitung 79 strömt Druckflüssigkeit aus der hydrostatischen Lenkung 50 zu einem Zulaufkanal 135, an den der Hauptraum 136 des Druckentlastungsventils 108 angeschlossen ist. Ein durch eine Feder 138 vorgespannter und durch einen Handknopf 140 zu

so betätigender Stift 142 dient dazu, die Ventilkugel 144 von ihrem Sitz zu heben und dadurch den Zulaufkanal 135 mit einem Rücklaufkanal 146 zu verbinden, der durch den ganzen Ventilblock nach unten führt und über die Leitung 102 mit dem Tank verbunden ist.

Das Druckentlastungsventil 108 hat zwei Aufgaben zu erfüllen. Normalerweise dient es, bei Betätigung des Handknopfes 140, zur Druckentlastung und damit zum Einschalten der Lenkhilfe auf Automatikbetrieb, wie im folgenden noch beschrieben wird. Außerdem fungiert es als Nachsaugeventil dann, wenn die Druckölpumpe 73 ausgefallen ist und den ölzufluß vom Tank durch die Druckleitung 75 zur hydrostatischen Lenkung 50

unterbricht Dann kann die hydrostatische Lenkung Öl aus dem Kanal 146 im Ventilblock über das Druckentlastungsventil ansaugen.

An Stelle des Handknopfes kann ein kurzes Gestänge vorgesehen sein, das an der Lenksäule entlang bis in den Bedienungsbereich des Fahrers geführt ist

Das Umschaltventil 53 ist als federbdastete Druckwaage ausgestaltet Es hat einen Kolben 89, dessen Zulaufraum »50 in der dargestellten Automatik-Stellung mit dem Zulaufkanal 135 in Verbindung steht Der Zulaufraum 156 steht über die Drossel 104 (vgL Fig.3) mit dem Federraum 152 in Verbindung. Dieser hat einen Anschluß nach außen, der mit der Leitung 114 und den schon erwähnten Oberwachungsventilen 112,112* usw. verbunden ist Sind alle diese Ventile, wie dargestellt, geschlossen und ist das Druckentlastungsventil 108 ebenfalls geschlossen, so sind alle Abflüsse des Federraums 152 gesperrt Es fließt durch die Drossel 104 kein Strom, und rechts herrscht der gleiche Druck wie Sinks, so daß der Kolben 89 unter Mitwirkung der Feder 154 in seiner dargestellten linken Lage gehalten wird. In dieser Lage wird von einem Steuerkantenpaar 156 ein Zulaufweg über einen Kanal 158 freigegeben, in dem sich das durch einen Stift 160 gesicherte Rückschlagventil 81 (vgL Fig.3) befindet Zur Speisung der Steuerventile mit dem für die Verstärkerwirkung erforderiichen Druckölstrom führt der Kanal 158 zu einer Zulaufnut 161 des Steuerventils 134. Der Kolben 162 des Steuerventils (S-Kolben) wirkt ebenfalls als Druckwaage. Zu diesem Zweck ist ein in ihm vorgesehenes Rückschlagventil 100 mit einer Drosselbohrung 164 versehen. Der S-Kolben 162 wird von einer Feder 166 nach links gedruckt Die Feder stützt sich rechts an einem Kolben 168 (Ü-Kolben) des Übersteuerventils 65 ab. Der Ü-Kolben 168 ist mit einem Rückschlagventil 169 versehen, dessen Wirkung weiter unten beschrieben wird. Ein Kanal 170 verbindet den Federraum 172 beider Ventile über die außen angeschlossene Leitung 62 mit dem Ventil 24 des Gebers 20.

Entsprechendes gilt für das Automatik-Steuerventil 134a und das Übersteuerventil 65a. Entsprechende Bauteile wie bei den Ventilen 134 und 65 erhielten gleiche Bezugszeichen mit Index »a«. Der Zulaufraum für den S-Kolben 162a ist jedoch über einen Kanal 189 angeschlossen, der über ein Steuerkantenpaar 186 des Steuerventils 134 mit Drucköl versorgt wird

Funktion bei Automatikbetrieb

In der dargestellten Lage strömt Drucköl aus dem Kanal 158 in den mit dem Stellmotor 14 verbundenen Raum 174 des S-Kolbens 162 und durch die Drosselbohrung 164 in den Federraum 172. Von dort strömt es durch den Kanal 170 und die Leitung 62 zum Ventil 24 des Gebers 20 und von dort durch die Leitung 52 und einen Kanal 176 im Ventilblock zu einer Ringnut 177 vom UV-Kolben 89, der durch ein dann geöffnetes Steuerkantenpaar 178 einen Ablauf durch den Kanal 146 zum Tank ermöglicht. Infolge der Drosselwirkung der Drosselbohrung 164 verschiebt sich der S-Kolben 162 gegenüber der dargestellten Lage weiter nach rechts. In der Neutralstellung des bei Automatikbetrieb als Druckwaage wirkenden S-Kolbens 162 spielt ein Bund 180 des S-Kolbens 162 in der Zulaufnut 161, wobei ein Steuerkantenpaar 184 für den Zulauf des Drucköls zum Raum 174 und zum Stellmotor und das Steuerkantenpaar 186 für den weiteren Zulauf des Drucköls zum Steuerventil 134a sorgt.

Bei Einstellung auf Automatikbetrieb befinden sich die beiden Ü-Kolben 168 und 168a ganz rechts. Die zu ihnen führenden Steuerausgangsleitungen 85 und 85a sind innerhalb der hydrostatischen Lenkung abgesperrt. Alle sonstigen Abflußöffnungen zum Tank bis auf Steuerkantenpaare 188 und/oder 188a sind von den S- und Ü-Kolben versperrt Wird der Geber 20 mechanisch verstellt, so ändern sich die Drücke in den Leitungen 62 und 62a und damit in den angeschlossenen Federräumen 172 bzw. i72a. Infolgedessen wird der eine S-Kolben nach rechts, der andere nach links verstellt so daß der eine Drucköl in den Stellmotor fließen läßt der andere rücklaufendes Öl von ihm erhält dss unter weiterer Verschiebung des S-Kolbens nach rechts in den Kanal 146 über das dann geöffnete Steuerkantenpaar 188 oder

ίο 188a abströmt

Funktion bei Handbetrieb

Wird bei Einstellung auf Automatikbetrieb das Lenkrad betätigt so fördert die hydrostatische Lenkung 50 durch eine der Steuerausgangsleitungen 85 oder 85a Drucköl zu einer der Betätigungsflächen 99 bzw. 99a an den rechten Enden der Ü-Kolben, z. B. zur Betätigungsfläche 99 des Ü-Kolbens 168. Dieser wird nach links verschoben, wobei er den Auslaß zum Kanal 170 absperrt Der Ü-Kolben nimmt mechanisch zwangsweise, entweder nur über die Feder 166 oder durch direkten Anschlag den S-Kolben 162 nach links mit Auf diese Weise sind nun alle Abflüsse aus der Bohrung beider Ventile gesperrt Ein Steuerkantenpaar 190 öffnet einen

Weg für das Drucköl aus der Steuerausgangsleitung 85

zum Federraum 172, von wo es nur noch durch das

Rückschlagventil 100 zum Stellmotor 14 strömen kann. Der Rückweg vom Stellmotor 14 zum Tank erfolgt

über das Steuerkantenpaar 188a, indem der S-Kolben 162a nach rechts verschoben wird. Dies wird dadurch ermöglicht daß das Rückschlagventil 169a öffnet wodurch Druckflüssigkeit aus dem Federraum 172a über die Steuerausgangsleitung 85a und die hydrostatische Lenkung 50 zum Tank entweicht Da die Flüssigkeit hierbei die Drosselblende 164a (nicht eingezeichnet) passieren muß, entsteht an dieser ein Druckgefälle, unter dessen Einfluß der S-Kolben 162a entgegen der Kraft der Feder 166a (nicht eingezeichnet) nach rechts verschoben wird.

Wird die hydrostatische Lenkung in ihre Neutralstellung zurückgebracht, so kehrt der Ü-Kolben 168 in seine rechte Endstellung zurück, und die Lenkhilfe würde weiter automatisch arbeiten. Dies soll aber verhindert werden, damit die einmal auf Handbetrieb umgeschalte te Lenkhilfe auf Handbetrieb eingestellt bleibt, so lange, bis durch einen bewußten, gesonderten Schaltvorgang wieder Automatikbetrieb eingeschaltet wird.

Die dauerhafte Umschaltung auf Handbetrieb erzielt man dadurch, daß beim ersten Verschieben einer der

so Ü-Kolben nach links von einer Ringnut 192 bzw. 192a des Ü-Kolbens eine Überbrückung zwischen zwei Kanälen 194 und 195 hergestellt wird. Diese beiden Kanäle verbinden die Bohrungen des Umschaltventils 53 und der Übersteuerventile 65 und 65a untereinander. Bei einer Überbrückung fließt Drucköl aus dem Federraum 152 des Umschaltventils 53 durch den Kanal 195, die Ringnut 192 oder 192a und den Kanal 194 zu der sehr breiten Ringnut 177 des UV-Kolbens 89 und durch diese zum Rücklaufkanal 146. Dies hat einen Druckabfäll im Federraum 152 zur Folge. Der UV-Kolben 89 wird daher nach rechts gedrückt, bis durch eine Radialbohrung 199 des UV-Kolbens Drucköl in den Rücklaufkanal 146 strömt. Unter Mitwirkung der Radialbohrung 199 tritt ein Steuerkantenpaar 199, 200 in Funktion, das die Wirkung hat, den UV-Kolben 89 nach Art einer Druckwaage in einer Stellung rechts der eingezeichneten zu halten, in der das Steuerkantenpaar 156 den Zufluß zum Kanal 158 und damit zu den beiden

Steuerventilen sperrt. Außerdem ist in dieser Lage durch das Steuerkantenpaar 17» auch der Rücklauf aus der Leitung 52 vom Geber 20 zum Rücklaufkanal 146 gesperrt, so daß vom Geber 20 keine Signale mehr gegeben werden können und ein Entweichen von Drucköl aus den Federräumen 172 und 172a Ober die Ventile 24 und 24a, die Leitung 52 und die Ringnut 177 zum Tank vermieden wird. Ein stärkerer Druckölstrom, der von der hydrostatischen Lenkung 50 bei Neutralstellung in den Zulaufraum 150 des Umschaltventils gelangt, kann durch weitere Verschiebung des UV-Kolbens 89 nach rechts in den Rücklaufkanal 146 abströmen. Dies wird durch ein Steuerkantenpaar 200,202 ermöglicht

Die beschriebenen Funktionen werden also dadurch erzielt, daß die verschiedenen Steuerkantenpaare bei einer Verschiebung des UV-Kolbens nach rechts in Fig.5 in folgender Reihenfolge in Funktion treten: Zunächst schließt das Steuerkantenpaar 156, dann beginnt die Selbsthaltefunktion des Steuerkantenpaares 199—200, dann schließt das Steuerkantenpaar 178 und schließlich öffnet das Steuerkantenpaar 202—200.

In die geschilderte Selbsthalte-Lage läßt der UV-Kolben 89 sich auch dadurch bringen, daß eines der Oberwachungsventile 112, 112* usw. öffnet, z. B. dann, wenn der Fahrer seinen Sitz freigibt Dann wird der Druck im Federraum 152 durch die Leitungen 114, das eine Überwachungsventil und die Leitung 116 entlastet

Die Lenkhilfe läßt sich auf Automatikbetrieb durch Betätigung des Handknopfes 140 umschalten. Wird die Ventilkugel 144 von ihrem Sitz weggedrückt, so strömt Drucköl aus der Leitung 79 in den Rücklaufkanal 146. Die Wirkung der Drossel 104 hört dann auf und damit auch die Selbsthaltewirkung des Umschaltventils. Der UV-Kvdben 89 wird durch seine Feder 154 nach links gedrückt, und der anfangs beschriebene Automatikzustand ist wieder hergestellt Er bleibt bestehen, bis das Handrad erneut betätigt wird.

Wird die Lenkhilfe nicht mit einem einzigen kombinierten Geber 20 nach F i g. 5 sondern mit zwei getrennten Gebern 20 und 21 nach F i g. 3 betrieben, so befinden sich die Drosselstellen in den Ventilen 54 und 54a (Fig.3), während die Rückschlagventile 100 und 100a keine Drosselbohrungen 164 haben. Daß hierdurch die gleiche Wirkung entstehen muß, erkennt man daraus, daß die Leitungen 57,58,62 und 62' in F i g. 3 (62' entspricht dem Federraum 172) eine Parallelschaltung zum Rückschlagventil 100 darstellen. (Entsprechendes gilt für den Zweig mit Index a.) Bei einer Parallelschaltung ist es aber gleichgültig, in welchem ihrer Zweige man eine Drosselstelle unterbringt.

Andere Ausführungsformen von Steuer- und Übersteuerungsventilen

Während bei der Ausführungsform nach F i g. 5 in je einer gemeinsamen Bohrung ein S- und ein Ü-Kolben untergebracht sind, also insgesamt zwei Steuerventile vorhanden sind, zeigt F i g. 6 dagegen eine Ausführungsform, bei der nur ein einziges Automatik-Steuerventil 300 vorhanden ist, das allein den Stellmotor 14 ansteuert. In einer gemeinsamen Bohrung sind der S-Kolben 301 dieses Steuerventils und zu seinen beiden Seiten die Ü-Kolben 303 und 303a je eines Übersteuerventils 302 bzw. 302a untergebracht.

Ein Druckbehälter 304 ist über eine Leitung 306 einerseits mit dem Zufluß zu einer hydrostatischen Lenkung 50' verbunden, andererseits über ein Rückschlagventil 81', das dem Rückschlagventil 81 in F i g. 3 und S entspricht, mit dem Zulaufraum 308 des Aufömatik-Steuerventils 300 verbunden. Zwei Stellmotornuten 310 und 310a sind über die Leitungen 46 und 46a mit dem Stellmotor 14 verbunden. Zwei Ablaufräumc312 und 312a sind jeweils mit dem Tank verbunden. Beiderseits der Stirnseiten sind Betätigungskolben 320 und 320a mit Kolbenstangen 321 und 321a vorgesehen. Die'Betätigungskolben stützen sich über Druckfedern 322 und 322a gegen die in derselben Bohrung untergebrachten Ü-Kolben 303 ab. Zwischen dem ίο BeStigungskolben 320 und der Druckfeder 322 befindet sietfoine Ringscheibe 323, die sich gegen eine Schulter 324-Sn der Ventilbohrung abstützt Entsprechendes gilt für-^ie rechte Seite (Index aJL Auf diese Weise wird eine Zen'trierwirkung für den S-Kolben 301 erzielt Die Betätigungskolben 320 und 320a haben die Aufgabe, die beiden Federräume, die der automatischen Steuerung dienen, von den Räumen an beiden Stirnflächen des S-Kolbens zu trennen.

Nahe dem dem S-Kolben 301 zugekehrten Ende des Betätigungskolbens 320 ist ein Steuerkantenpaar 311 vorgesehen, das über einen Kanal 314 mit der Stellmotornut 310 und dem Steuerkantenpaar 334a in Verbindung steht Entsprechendes gilt für einen Kanal 3Ua.

©ie Leitung 306 ist über Abzweige 326 und 326a mit je einer Drosselstelle 327 und 327a mit den Federräumen .328 und 328a verbunden. Diese stehen außerdem mit den Ventilen 24 und 24a des Gebers 20 (F i g. 5) in Verbindung, während die anderen Seiten der Ventile einen Tankanschluß haben.

Für eine einwandfreie Funktion sind Überdeckungen und Abstände unterschiedlicher Größen erforderlich, diehier als Beispiele in mm Länge angegeben sind. Bei der- dargestellten Zentralstellung des S-Kolbens 301 haben das Steuerkantenpaar 311 und ein Steuerkantenpaar 331 eine Überdeckung von 1 mm und ein Steuerkantenpaar 332 eine Überdeckung von 2 mm. Ein Zwischenraum 333 zwischen der Innenseite des ÜrKolbens 303 und dem Ende der Kolbenstange 321 hat «ο eine Länge von 3 mm. Während ein Steuerkantenpaar 334 eine Überdeckung von 4 mm hat und schließlich der Abstand 3343 zwischen der Ringscheibe 323 und dem ihr zugekehrten Ende des Ü-Kolbens 303 4,5 mm beträgt. Entsprechendes gilt für die mit Index a versehenen Steuerkantenpaare und Abstände rechts in F ig. 6.

Es handelt sich hier um ein System, das mit konstantem Druck und blockierten Stellmotorseiten in Neutralstellung arbeitet. Dargestellt ist die Einstellung so auf Automatikbetrieb bei Zentralstellung ties S-Kolbens 301. In dieser Lage fließt kein Strom, solange an den Ventilen 24 und 24a Druckgleichgewicht herrscht. Ändert sich dieses Gleichgewicht durch mechanische Betätigung des Gebers, so wird der S-Kolben 301 von dem einen Betätigungskolben aus seiner Mittelstellung, z.B. nach links geschoben. Zuerst werden die Steuerkantenpaare 311 und 331a geöffnet, darauf das Steuerkantenpaar 332, durch das Drucköl aus dem Zulaufraum 308 zum Stellmotor 14 fließt und diesen betätigt Der S-Kolben 3Of kann durch Aufbrauch des Abstandes 333 seinen Endanschlag erreichen.

Das rücklaufende öl fließt über den Ablaufraum 312a zum Tank. Die Stellmotornut 310 steht über den Kanal 314 und das geöffnete Steuerkantenpaar 311 mit der linken Stirnfläche 315 des S-Kolbens in Verbindung. Der auf diese Stirnfläche wirkende Öldruck trachtet, den S-Kolben entgegen dem vom Ventil 24a im rechten Federraum 328a aufgebauten Druck nach rechts zu

verschieben und das Steuerkantenpaar 332 wieder zu schließen. Der S-Kolben wirkt also mit seinem Steuerkantenpaar 332 als Druckwaage und läßt Drucköl zur linken Seite des Stellmotors strömen, solange der Geber für den oben vorausgesetzten Druckunterschied in den beiden Federräumen sorgt

Geht der Druckunterschied in den beiden Federräumen auf Null zurück, so wird der S-Kolben 301 von der Feder 322 über den Betätigungskolben 320 wieder in seine Zentralstellung zurückgeschoben, und der Stromfluß hört auf.

Wird am Lenkrad gedreht, so erhält eine der Betätigungsflächen, z. B. die Betätigungsfläche 340 des Ü-Kolbens 303, Drucköl. Während der Ü-Kolben 303 einen Weg von 3 mm zurücklegt, wird der Zwischenraum 333 von 3 mm aufgebraucht und anschließend der S-Kolben 301 durch Anschlag des Ü-Kolbens 303 an das Ende der Kolbenstange 321 mitgenommen. Bei einer weiteren Verschiebung beider Kolben um einen Millimeter öffnen die Steuerkantenpaare 334, 331 und 3Ha; das Steuerkantenpaar 332a jedoch noch nicht Es strömt nun Drucköl aus Leitung 85 durch die Ringnut 335, Leitung 337, die Stellmotornut 310a zum Stellmotor und zurück über Leitung 46, die Stellmotornut 310 und das geöffnete Steuerkantenpaar 331 zum Tank. Eine Störung durch Druckölzufluß zis dem Druckbehälter 304 über das Rückschlagventil 8Γ ist hierbei dadurch ausgeschlossen, daß der Zulauf raum 308 noch durch die beiden Steuerkantenpaare 332 und 332a geschlossen bleibt Daß dies auch bei stärkerem Einschlag am Lenkrad so bleiben muß, wird dadurch erreicht, daß der Ü-Kolben 303 bereits einen halben Millimeter nach öffnen des Steuerkantenoaares 334 das Ende seines maximalen Verschiebungsweges (?"4.5) erreicht hat.

ίο

15

20

30 Der Ü-Kolben 303 ist mit einem weiteren Steuerkantenpaar 341 versehen, das_ kurz, z. B. 1 mm nach Verschiebungsbeginn des Ü-Kolbens öffnet Dieses Steuerkantenpaar ist über einen Kurzschlußkanai 344 mit dem Federraum 328a des rechten Ü-Kolbens verbunden. Entsprechendes gilt für einen Kurzschlußkanal 344a. Durch die beiden Kurzschlußkanäle %i_rd erreicht daß bei Einstellung auf Handsteuerung der von den Ventilen 24 und 24a* hervorgebrachte Druckunterschied unwirksam bleibt

Aus der oben beschriebenen Betriebsweise ist ersichtlich, daß der Stellmotor beim Handbetrieb von der hydrostatischen Lenkung 50' allein und unter Umgehung des Steuerventils 300 betrieben wird, so als wäre die Automatik-Schaltung nicht vorhanden.

Auch bei dieser Ausführungsform werden Vorkehrungen getroffen, daß die Lenkhilfe nach einmaliger Betätigung des Lenkrades auf Handbetrieb eingeschaltet bleibt sowie eine Möglichkeit, den Automatikbetrieb wieder durch einen getrennten Schaltvorgang von Hand einzuschalten, was hier aber nicht irn einzelnen dargestellt ist Ebenso sind auch hier Überwachungsventile entsprechend den Ventilen 112 usw. vorgesehen.

Will man in einer Bohrung des Ventilblocks jeweils nur einen Kolben unterbringen, so kann man in einer von zwei parallelen Bohrungen, die von derselben Seite in den Ventilblock hineinführen, einen S-Kolben, in der anderen einen Ü-Kolben unterbringen. Beide können dann unter Zwischenschaltung von Federn mit Hilfe einer Wippe mechanisch zwangsläufig verbunden werden. In weiteren zwei Bohrungen werden dann der andere S-Kolben und der andere Ü-Kolben untergebracht und ebenfalls mechanisch zwangsläufig über eine Wippe miteinander verbunden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe, die von Automatikbetrieb durch Betätigung des Lenkhandrades auf Handbetrieb umschaltbar ist und folgende Bestandteile hat:

a) eine hydraulische Druckquelle;

b) einen Lenkmotor;

c) eine hydrostatische Lenkung mit einer Hand-Dosierpumpe und einem Steuerventil (Hand-Steuerventil) zum Ansteuern des Lenkmotors;

d) einen Leitlinienfühler, der ein weiteres, den Lenkmotor ansteuerndes Steuerventil (Automatik-Steuerventil) beeinflußt;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

k) Das A utomatik-Steuerventil (134,134a, 300) ist Bestandteil eines Reglers (12) mit Verstärkerwirkung und Rückmeldung (10) des Lenkwinkels;

1) es ist ein Umschaltventil (53) vorgesehen, das zur Umschaltung von Automatik- auf Handbetrieb dient und für beide Einstellungen je eine stabile Schaltstellung (n.it Selbsthaltefunktion) hat;

m) es ist eine von der hydrostatischen Lenkung (50) unabhängige Einschaltvorrichtung (140,144) für den Automatikbetrieb vorgesehen, die zum Aufheben der den Handbetrieb einhaltenden Selbsihaltefunkkon dei Umschaltventils (53) dient.

2. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (53) so ausgebildet ist, daß es bei Einstellung auf Handbetrieb eine Arbeitsstromzuführung (135,158) zum Automatik-Steuerventil (134, 134aj und den Signalleitungsstromkreis (52, 146) unterbricht und bei Einstellung auf Automatikbetrieb öffnet.

3. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Das Automatik-Steuerventil (134,134a; 300) ist als hydrostatische Druckwaage ausgebildet, die durch Druckänderungen in ihrem Federraum (172,172a;328,328a_>/steuerbar ist und

b) es sind Ventile (Geberventile 24 und 24a; 54 und 54a; vorgesehen, die von mindestens einem Fühler oder Geber (6, 10, 124, 120) betätigbar sind und zur Steuerung des Druckes in Signalleitungen (62 und 62a; dienen, die die Geberventile mit den Federräumen (172, 172a; 328, 328a; verbinden und einen gegenüber dem Arbeitsstrom kleinen ölstrom führen.

4. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe nach einem f>0 der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Dem oder den Kolben (S-Kolben 162, 162a; 301) des Automatik-Steuerventils (134, 134s; t> > 300) sind zur Übersteuerung dienende Kolben (Ü-Kolben 168,168<r,303,303a;derart zugeordnet, daß zwischen ihnen eine med imische Antriebsverbindung besteht, die zur zwangsweisen Mitnahme der S-Kolben bei Handbetrieb dient und

b) bei Einstellung auf Handbetrieb sind die Ü-Kolben (168,168a, 303,303a) so verschoben, daß die Verbindung vom Fühler oder Geber (20, 21) zu dem oder den S-Kolben unwirksam gemacht und eine Verbindung von ehr hydrostatischen Lenkung (50,50') zum Stellmotor (14) hergestellt ist.

5. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet,

— daß zwei Automatik-Steuerventile (134 und 134a; und zwei Übersteuerventile (65 und 65a; in Form von Axialkolbenventilen vorgesehen sind;

— daß in jeder von zwei Bohrungen (132 und 132a; ein S-Kolben (162 bzw. 162a; und ein Ü-Kolben (168 bzw. 168a; untergebracht und von einer Druckfeder (166 bzw. 166a; gegeneinander abgestützt sind und

— daß eine in Ruhestellung der Ü-Kolben (Automatikbetrieb) geschlossene, nach Einwärtsbewegung eines der Ü-Kolben (Handbetrieb) aber geöffnete Verbindung (86,190, 172, 174, 46 etc.) von je einem Ausgang der hydrostatischen Lenkung (50) durch den S-Kolben und ein in ihm vorgesehenes Rückschlagventil (100) zu einem Eingang des Stellmotors (14) vorgesehen ist (F i g. 5).

6. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (53) eine federbelastete Druckwaage mit einem Zulaufraum (150) und einem Federraum (152) hat, die durch eine Drossel (104) miteinander verbunden sind, daß eine unmittelbare Verbindung des Federraumes mit einem Druckilüssigkeits-Ablauf (146) zum Tank durch ein erstes Steuerkantenpaar (199,200) sowie eine mittelbare Verbindung (195, 192 oder 192a, 194, 177) mit dem Ablauf (146) über die Übersteuerungseinrichtung (65 und 65a) vorgesehen sind, daß eine Verbindung des Zulaufraumes (150) mit dem Ablauf (146) durch ein zweites Steuerkamenpaar (202', 200) vorgesehen ist und daß die Steuerkanienpaare (199, 200 und 202, 200) so angeordnet sind, daß bei einer Umschaltung von Automatik- auf Handbetrieb das zweite Steuerkantenpaar (202, 200) nach dem ersten Steuerkantenpaar (199,200) öffnet (F i g. 5).

7. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (53) ein drittes Steuerkantenpaar (156) aufweist, das den Druckflüssigkeits-Zulauf vom Zulaufraum (150) des Umschaltventils zu den Automatik-Steuerventilen (134 und 134a; bei Automatik-Betrieb öffnet und bei Umschaltung auf Handbetrieb verschließt, bevor das zweite Steuerkantenpaar (202)öffnet (F i g. 5).

8. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umschalten von Handbetrieb auf Automatikbetrieb ein von Hand zu betätigendes Druckentlastungsventil (108) dient, das den Zulauf zum Umschaltventil (53) vorübergehend drucklos macht (F i g. 3 und 5).

9. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein hydraulischer Überwachungsschalter (112,112* usw.) oder deren mehrere vorgesehen sind, die einen Automatikbetrieb nur zulassen, wenn bestimmte Betriebsbedingungen erfüllt sind (Fig.3 und 5).

10. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe nach Anspruch 9, dadt-rch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschalter (112, 112' usw.) Entlastungsventile sind, die an zu überwachenden Teilen wie Fahrersitz, Getriebe, Arbeitsgeräten angeordnet und bei vorgeschriebener Betriebsbedingung geschlossen, sonst aber offen sind und in Parallelschaltung (UND-Schaltung) mit dem Federraum (152) des Umschaltventils (53) verbunden sind (F i g. 3 und 5).

11. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Druckflüssigkeits-Zulaufkanal (158) vom Umschaltventil (53) zu den Automatik-Steuer-%'entüen (134 und !34a,· ein Rückschlagventil (81) eingebaut ist, das bei Umschaltung auf Har:1betrieb und Ausfall der Druckquelle einen dann möglichen Abfluß (156, 150, 135, 79) zur Saugseite der in der hydrostatischen Lenkung (50) vorgesehenen Dosierpumpe (73) sperrt (F i g. 5).

12. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Automatik-Steuerventile (134 und 134a; und die Übersteuerventile (65 und 65a; in einem gemeinsamen, gegebenenfalls mehrteiligen Block (130) untergebracht sind, der an das Gehäuse der hydrostatischen Lenkung (50) derart ansetzbar ist, daß ihre hydraulischen Signalausgänge (84 und Ma) mit den Betätigungsflächen (99 und 99a) der Übersteuerventile verbunden sind, daß die Ablaufleitung (79) der hydrostatischen Lenkung mit einem Zulaufkanal (135) des Blocks verbunden ist und daß insbesondere der Zulauf (75) zur hydrostatischen Lenkung »lit einem durch den Block führenden Anschlußkanal verbunden ist (F i g. 5).

13. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in demselben Block (130) oder einem Teil dieses Blockes das Druckentlastungsventil (108) untergebracht und mit dem zum Zulaufraum (150) des Unischaltventils (53) führenden Zulaufkanal (135) verbunden ist und daß ein Betätigungsgestänge (140) od. dgl. für das Druckentlastungsventil (insbesondere an der Lenksäule) bis in den Beoienungsbereich des Fahrers geführt ist (F i g. 5).

14. Hydrostatische Fanrzeug-Lenkhilfe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (6) oder der Rückmelder (10) bzw. der Vergleicher (8), zur Beeinflussung der ihre hydraulischen Ausgangssignale bildenden Drücke, mit federbelasteten Druckhalteventilen (24 und 24a) ausgestattet sind, deren Zufiußräume (26 bzw. 26a) bei Automatikbetrieb mit den Federräumen (172 bzw. 172a,) der Automatik-Steuerventile (134 und 134S₇) verbunden sind (Fig. 1 und 5).

15. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe nach An Spruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Fühler (6) und Rückmelder (10) getrennte Baueinheiten sind, daß einer von ihnen (20) ein Paar federbelastete Druckhalteventile (24,24a) aufweist, der andere (21) von ihnen ein Paar fedrrbelastete Stromdrosselventile (54,54a;, daß zur Bildung des Vergleichers (8) die

Stromdrosselventile (54 und 54a) des einen (ersten) Paares bei Automatikbetrieb je einen der S-Kolben (162 una 162a; überbrücken, daß je einer der Federräume (56 und 56a; des ersten Paares mit je einem der Zuflußräume (26 und 26a) des zweiten Paares verbunden ist und daß die Federräume des zweiten Paares mit dem Ablauf (52, 176, 177, 146) verbunden sind (F i g. 1,3 und 5).

16. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Vergleichers (8') der Fühler (6) und der Rückmelder (10) zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, derart, daß der Fühlhebel (124), der die Federn der Druckhalteventile (24 und 24a) beeinflußt, am freien Ende eines als Rückmelder wirkenden Armes (120) gelagert ist, der an diesem Ende die Druckhalteventile aufnimmt und mit seinem anderen Ende in (insbesondercr starrer) Antriebsverbindung mit dem Stellglied (insbesondere einem Lenkhebel 42) steht und daß die Zuflußräume der Druckhalteventile mit den Federräumen (172 und 172a; der Automatik-Steuerventile (134 und 134a; verbunden und die S-Kolben (162 und 162a; durch konstante Drosselblenden (164) überbrückt sind (F i g. 1,4,5).

17. Hydrostatische Fahrzeug-Lenkhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,