DE2738463C2

DE2738463C2 - Hydraulische Steuervorrichtung für einen bevorrechtigten zur Fahrzeuglenkung benützten ersten Servomotor und mindestens einen zweiten Servomotor

Info

Publication number: DE2738463C2
Application number: DE2738463A
Authority: DE
Inventors: Johannes Vagn Soenderborg Baatrup; Thorkild Nordborg Christensen; Ulf Martin Von Huth Smith; Svend Erik Nordborg Thomsen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1977-08-26
Filing date: 1977-08-26
Publication date: 1982-05-13
Also published as: DE2738463A1; FR2401343A1; JPS5436454A; GB2003100A; DK145986B; GB2003100B; SE7808941L; DD138297A5; FR2401343B1; JPS5928764B2; DK145986C; DK362778A; IT7868984A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuervorrichtung lür einen bevorrechtigten, der Fahrzeuglenkung dienenden ersten Servomotor und mindestens einen zweiten Servomotor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs.

Bei einer bekannten Steuervorrichtung dieser Art (US-PS 40 43 419) wird das Prioritätsventil vom Druckabfall an einer mit der Einstellung der Mengeneinstellvorrichtung änderbaren Blende, die zwischen den Pumpenanschluß und eine Mengenmeßvorrichtung geschaltet ist, derart gesteuert, daß der erste Kreis bevorzugt die jeweils benötigte Druckflüssigkeitsmenge erhält, die Überschußmenge aber jeweils für den Zusatzkreis zur Verfügung steht. Wegen der begrenzten Kapazität einer Mengeneinstellvorrichtung kann der erste Servomotor auch nur eine begrenzte Größe haben.

Es ist ferner eine Steuereinrichtung bekannt (DE-AS 23 05 798), bei der ein der Fahrzeuglenkung dienender Kreis einen Arbeitskreis aufweist, der durch einen Steuerkreis gesteuert wird. Der Arbeitskreis weist eine Druckregelvorrichtung mit einem Pumpenanschluß, einem Tankanschluß und zwei motorseitigen Anschlüssen in der Form eines Kraftvergleichers auf, der den Druck an jeweils einem seiner motorseitigen Anschlüsse gleich dem Druck an einem motorseitigen Anschluß der

ίο Mengeneinstellvorrichtung hält und zwei dauernJ mit je einem der letztgenannten Anschlüsse verbundene Druckkammern besitzt Zwischen die motorseitigen Anschlüsse und je eine Seite des einzigen Servomotors sind im Steuerkreis Steuerventile und im Arbeitskreis Arbeitsventile geschalte!, die einen vom an ihnen eintretenden Druckabfall abhängigen Öffnungsquerschnitt haben. In der Neutralstellung ist sowohl bei der Mengeneinstellvorrichtung als auch bei der Druckregelvorrichtung der Pumpenanschluß mit dem Tankan-Schluß verbunden, um Pumpenleistung zu sparen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die auch für Anlagen geeignet ist, deren erster Servomotor ein Schluckvolumen aufweist, das das Leistungsvermögen der Mengeneinstellvorrichtung übersteigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kenn* iichens des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, daß bei der Druckregelvorrichtung der Pumpenanschluß in der Neutralstellung geschlossen ist, steht bei ruhendem ersten Servomotor die gesamte Fördermenge der Pumpe im Zusatzkreis zur Verfugung. Dadurch, daß in der Neutralstellung die motorseitigen Anschlüsse der Mengeneinstellvorrichtung mit dem zugehörigen Tankanschluß verbunden werden, erreicht man es, daß die Druckkammern der Druckregelvorrichtung sofort entlastet werden, wenn die Mengeneinstellvorrichtung in die Neutralstellung zurückgekehrt ist. Entsprechend schnell folgt auch das Stellglied der Druckregelvorrichtung und kehrt in die Neutralstellung zurück. Damit ist sichergestellt, daß keine Nachsteuerung des ersten Servomotors über den Arbeitskreis erfolgt und sofort das volle Druckflüssigkeitsvolumen für d^n Zusatzkreis zur Verfügung steht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. I ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung bei einer Verstellung des Lenk-Servomotors und

Fig. 2 das Schaltschema der Mengeneinstellvorrichtung in der Neutralstellung.

Es ist ein Lenk-Servomotor 1 vorgesehen, dessen beide Anschlußleitungen 2 und 3 über einen Steuerkreis 4 und einen Arbeitskreis 5 von einer gemeinsamen Pumpe 6 mit fester Fördermenge gespeist wird, und ein Hub-Servomotor 7. der über einen Zusatzkreis 8 von derselben Pumpe 6 gespeist wird. Diese saugt aus einem Behälter 9 Druckmittel an.

Der Steuerkreis 4 weist eine Mengeneinstellvorrichtung 10 auf, die einen Pumpenanschluß 11, einen TankanschluB 12. zwei motorseitige Anschlüsse 13 und 14 sowie einen Druckfühleranschluß 15 aufweist. Sie wird mittels eines Lenkhandrades 16 derart betätigt, daß eine dem Drehwinkel des Lenkhandrades entsprechende Druckflüssigkeitsmenge vom Pumpenanschluß 11 zum Steuerarischluß Π (oder bei entgegengesetzter Drehrichtung zum Steueranschluß 14) über eine

Mengenmeßvorrichtung 17 und eine ihr vorgeschaltete, von der Einstellung abhängige änderbare Drossel 18 Fließt. Der Anschluß 13 ist über eine Steuerleitung 19 und ein Steuerventil 20 mit dem Anschluß 2 des Lenk-Servomotors 1, der Anschluß 14 über eine Steuerleitung 21 und ein Steuerventil 22 mit dem Anschluß 3 des Lenk-Servomotors 1 verbunden. Das Steuerventil 20 besitzt einen Kolben 201, zu dessen beiden Seiten sich Druckkammern 202 und 203 befinden. In der Druckkammer 202 herrscht der Druck des Anschlusses 2 und wirkt eine Feder 204, in der Druckkammer 203 herrscht der Druck in der Steuerleitung 19.

Als dreieckförmige Nuten ausgebildete Drosselöffnungen 205 geben je nach der Stellung des Kolbens 201 unterschiedliche Drosselquerschnitte frei, die in einer genau vorgegebenen Relation zum Druckabfall am Steuerventil stehen. Das Steuerventil 22 ist in gleicher Weise aufgebaut.

In der Neutralstellung (F i g. 2) ist bei der Mengenein-Stellvorrichtung 10 der Pumpenanschluß 11 abgeschlossen. Dafür sind die beiden motorseitigen Anschlüsse 13 und 14 und der Druckfühleranschluß 15 reit dem Tankanschluß 12 verbunden.

Der Arbeitskreis 5 weist eine Druckregelvorrichtung 23 auf, deren Schieber 24 einen Abschnitt 25 aufweist, der in der Neutralstellung einen der Pumpe 6 zugewandten Pumpenanschluß 26 verschließt, aber in den Betriebsstellungen Arbeitsanschlüsse 27 bzw. 28 freigibt, wobei der jeweils andere Arbeitsanschluß mit μ einem Behälteranschluß 29 verbunden ist. Eine Stirnseite des Schiebers 24 grenzt an eine Druckkammer 30, welche über eine Drossel mit der Steuerleitung 19 verbunden ist, die andere Stirnseite grenzt an eine Druckkammer 31, die über eine Drossel mit der Steuerleitung 21 verbunden ist. Beide Kammern sind über je ein Rückschlagventil 32 bzw. 33 mit dem jeweils gegenüberliegenden Arbeitsanschluß 28 bzw. 27 verbunden. Infolgedessen stellt sich der Schieber 24 so ein, daß der Druck am Arbeitsanschluß 27 dem Druck in der Steuerleitung 19 bzw. bei einer Aussteuerung in entgegengesetzter Richtung der Druck am Arbeitsanschluß 28 dem Druck in der Steuerleitung 21 entspricht. Eine Arbeitsleitung 34 verbindet den Arbeitsanschluß 27 über ein Arbeitsventil 35 mit dem Anschluß 2 des Lenk-Servomotors 1. Eine Arbeitsleitung 36 verbindet den Arbeitsanschluß 28 über ein Arbeitsventil 37 mit dem Anschluß 3. Beide Hauptventile haben einen ähnlichen Aufbau wie das Steuerventil 20.

Jedem Arbeitsventil ist ein Rückstellelement 38 bzw. 39 zugeordnet. Dieses we-st einen Kolben 390 auf, der auf der einen Seite eine Kammer 391 abschließt, welche mit der Steuerleitung 19 verbunden ist, und auf der anderen Seite eine Kammer 392, welche mit der Arbeitsleitung 36 verbunden ist. Der Kolben 390 trägt einen Fortsatz 393, der ein Schaltventil 394 öffnet, so daß vom Anschluß 3 über eine Drossel 395, die Kammer 372 des Arbeitsventils 37, eine weitere Drossel .396 und das Schaltventil 394 eine Verbindung zur Arbeitsleitung 36 hergestellt wird. Dies ergibt eine Druckabsenkung in der Kammer 372, so daß bei der geschilderten Betriebsweise das Arbeitsventil 37 öffnet. Das Rückstell element 38 wirkt in ähnlicher Weise auf das Arbeitsventil 35.

Die beiden Anschlüsse 2 und 3 sind in üblicher Weise es über Saugventile 40 und 41 sowie über Überdruckventile 42 und 43 mit dem Behälter 9 verbunden.

Der Zusatzkreis 8 we^ici eine Zusatzleitung 44, ein , Betätigungsventil 45 und den Hub-Servomotor 7 auf. Das Betätigungsventil 45 hat einen Pumpenanschluß 46, einen Behälteranschluß 47 und einen Arbeitsanschluß 48. In der Neutralstellung verbindet das Betätigungsventil 45 den Pumpenanschluß 46 mit dem Behälteranschluß 47.

Ein Prioritätsventil 48 weist einen Schieber 50 auf, der durch eine Feder 52 belastet ist. In der gleichen Richtung wirkt der Druck in einer Kammer 53, der über eine Druckfühlerleitung 54 vom Druckfühleranschluß 15 her zugeleitet wird. In entgegengesetzter Richtung wirkt der Druck in einer Kammer 55, der über eine Druckfühlerleitung 56 vom Pumpenanschluß 11 hergeleitet wird. Der Schieber 50 bildet mit zwei Ringnuten 57 und 58 zwei korrespondierende Drosseln, weiche den Zufluß zu der Leitung 44 und zur Ringnut 26 bzw. den Zufluß über eine Leitung 59 zum Pumpenanschluß 11 der Mengeneinstellvorrichtung 10 steuern.

Bei dieser Steuervorrichtung ergibt sich der folgende Betrieb:

Wenn die Mengeneinstellvorrichtung 10 ihre Neutralstellung (F i g. 2) einnimmt, hat auch d..i Druckregelvorrichtung 23 ihre Neutralstellung. Steue.kreis 4 und Arbeitskreis 5 sind daher abgesperrt. Der Druck in der Kammer 55 des Prioritätsventils 49 entspricht etwa dem Pumpendruck, der Druck in der Kammer 53 entspricht dem Behalterdruck. Der Schieber 50 geht daher in seine rechte Endlage. Die gesamte Pumpenflüssigkeit wird in den Zusatzkreis 8 geleitet. Wenn dort das Betätigungsventil 45 seine Neutralstellung hat, gelangt die Druckflüssigkeit unmittelbar in den Behälter 9. Wenn das Betätigungsventil 45 eine andere Stellung hat, wird der Hub-Servomotor 7 entweder gehoben oder abgesenkt.

Bei einer Drehung des Lenkhandrades 16 nach rechts wird die Blende 18 geöffnet. Es gelangt Druckflüssigkeit in einer abgemessene Menge über die Mengenmeßvorrichtung 17 und die Steuerleitung 19 zum Steuerventil 20, wodurch diese in eine der Menge entsprechende Öffnungsstellung geht. Der Druck in der Steuerltitung 19 wird mittels der Druckregelvorrichtung 23 auch in der Arbeitsleitung 34 erzeugt. Da die gegenüberliegenden Seiten von Steuerventil 20 und Arbeitsventil 35 miteinander verbunden sind, liegt am Arbeitsventil 35 der gleiche Druckabfall wie am Steuerventil 20 an. Infolgedessen öffnet das Arbeitsventil derart, daß eine Druckflüssigkeitsmenge hindurchströmt, die der durch die Mengeneinstellvorrichtung 10 fließenden Druckflüssigkeitsmenge proportional ist. Gleichzeitig wird der Kolben 390 des Rückstellelements 39 nach rechts gedrückt. Hierdurch wird das Arbeitsventil 37 geöffnet. Infolgedessen kann rtie über den Anschluß 2 zugeführte Druckflüssigkeitsmenge über den Anschluß 3, das Arbeitsventil 37 und die Druckregelvorrichtung 23 in den Tebälter 9 abfließen. Ähnliches tritt bei einer Drehung des Lenkhandrades 16 nach links auf. Wenn die Mengeneinsteiivorrichtung 10 plötzlicsi in die Neutralstellung zurückgebracht wird, herrscht in den Steuerleitungen 19 und 21 Behälterdruck, so daß auch die Druckregelvorrichtung 23 rasch in die Neutralstellung zurückkehrt.

Wenn Druckflüssigkeit über die Mengeneinstellvornchtung 10 fließt, tritt an der änderbaren Drossel 18 ein Druckabfall auf. Dieser wirkt sich auf den Schieber 50 des Prioritätsventils 49 aus. Der Schieber nimmt eine Gleichgewichtsstellung ein, bei der dieser Druckabfall der Kraft der Feder 52 entspricht. Diese Gleichgewichtsstellung wird nur erreicht, wenn sich der Schieber

50 nach links verschiebt, wodurch die im Bereich der Umfangsnut 58 gebildete Drossel weiter geöffnet wird. Gleichzeitig wird aber der Zufluß /um Zusatzkreis 8 an der Umfangsnut 57 stärker gedrosselt. Dies ergibt die Prioritätsfunktion, wonach der Steuer- und Arbeitskreis grundsätzlich gegenüber dem Zusatzkreis bevorrechtig! ist.

Da Steuerkreismenge und Arbeitskreismenge durch das Prioritätsventil 50 auf denselben Druck gedrosseli werden, ist die Druckregelvorrichtung 23 nur geringfügig durch Strömungskräfte belastet. Sie kann sich daher sehr genau auf den jeweiligen Gleichgewichtszustand einslcllen, so daß sich eine hohe Genauigkeit bezüglich der Proportionalität zwischen Steuerkreismenge und Arbeitskreismenge ergibt.

Gestrichelt ist ein Block 60 angedeutet, in dem die beiden Arbeitsventile 35 und 37, die zugehörigen Rückstellelemente 38 und 39, die Steuerventile 20 und 22. die Druckregelvorrichtung 23, das Prioritätsventil 49, die Ventile 40 bis 43 und die zugehörigen Verbindungsleitungen angeordnet sind.

Als Mengcneinstellvorrichtung eignet sich eine übliche hydrostatische Lenkeinrichtung, bei der zusätzlich die Blende 18, der Druckfühleranschluß und die in der Neutralstellung wirksamen Tankanschlußverbindiuigcn vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Hydraulische Steuervorrichtung für einen bevorrechtigten zur Fahrzeuglenkung benützten ersten Servomotor und mindestens einen zweiten Servomotor, mit einem ersten Kreis, der eine Mengeneinstellvorrichtung mit einem Pumpenanschluß, einem Tankanschluß und zwei motorseitigen Anschlüssen für den ersten Servomotor aufweist, und mit mindestens einem Zusatzkreis, der ein Betätigungsventil mit einem Pumpenanschluß, einem Behälteranschluß und mindestens einem Arbeitsanschluß für den zweiten Servomotor aufweist, wobei eine gemeinsame Pumpe die Pumpenanschlüsse der Mengeneinstellvorrichtung und des Betätigungsventils über ein Prioritätsventil speist, das unter dem Einfluß des Druckabfalls an einer Blende im ersten Kreis aus einer den Zusatzkreis versorgenden Stellung in eine den ersten Kreis versorgende Stellung übergeht und in der Neutralstellung der PumpenansciJuß der Mengeneinstellvorrichtung geschlossen und der Pumpenanschluß des Betätigungsventils mit dem Behälteranschluß verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kreis durch einen Kreis gebildet wird, der in an sich bekannter Weise einen durch einen Steuerkreis (4) gesteuerten Arbeitskreis (5) aufweist, wobei der Arbeitskreis eine Druckregelvorrichtung (23) mit einem Pumpenanschluß (26), einem Behälteranschluß (29) und zwei motorseiiigen Anschlüssen (27, 28) in der Form eines Kraftvergleichers aufweist, der den Druck ar» jeweils einem seiner motorseitigen Anschlüsse gleich dem Druck an einem motorseitigen Anschluß (13, 14) der M^ngeneinstellvorrichtung (10) hält und zwei dauernd mit je einem der letztgenannten Anschlüsse verb.jidene Druckkammern (30, 31) besitzt und wobei zwischen die motorseitigen Anschlüsse und je eine Seite des ersten Servomotors (1) im Steuerkreis Steuerventile (20, 22) und im Arbeitskreis Arbeitsventile (35, 37) geschaltet sind, die einen vom an ihnen auftretenden Druckabfall abhängigen Öffnungsquerschnitt haben, und daß in der Neutralstellung der Pumpenanschluß der Druckregel vorrichtung geschlossen und die motorseitigen Anschlüsse der Mengeneinstellvorrichtung mit dem zugehörigen Tankanschluß verbunden sind.