DE2800405C2 - Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit einem Umschaltventil zum Zuschalten einer Reservepumpe - Google Patents
Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit einem Umschaltventil zum Zuschalten einer ReservepumpeInfo
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- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
- B62D5/30—Safety devices, e.g. alternate emergency power supply or transmission means to ensure steering upon failure of the primary steering means
- B62D5/32—Safety devices, e.g. alternate emergency power supply or transmission means to ensure steering upon failure of the primary steering means for telemotor systems
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hilfskraftlenkeinrichtung
nach der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.
Es sind bereits verschiedene derartige Vorrichtungen bekannt, die federbelastete Ventile aufweisen, die
druck- oder stromabhängig schalten (z. B. DE-OS
23 29 328 und US-PS 37 47 725).
Nachteilig ist dabei jedoch, daß verschiedene notwendige Ventile im Kreis, wie z. B. das Druckbegrenzungsventil
der Hauptpumpe, hierbei nicht überwacht werden können, da sie nach dem Zuschaltven til angeordnet werden
müssen.
Ein weiterer sehr großer Nachteil bei diesen Einrichtungen
besteht darin, daß die im Notfall vorzunehmende Umschaltung auf die Reservepumpe durch das Verschieben
eines federkraftbetätigten Kolbens erfolgt Es besteht hierbei die Gefahr, daß dieser Kolben durch
Verspannen, Schmutz oder andere Einflüsse klemmt und dadurch von der Feder nicht in die entsprechende
Lage geschoben werden kann. Einer Erhöhung der die Umschaltung vornehmenden Federkraft ist jedoch aus
Gründen des Durchflußwiderstandes Grenzen gesetzt.
In der US-PS 40 43 124 ist eine Vorrichtung zum Zuschalten
einer Reservepumpe beschrieben, bei der eine zweite Druckmittelquelle über ein Kugelventil zugcschaltet
wird, was durch eine entsprechende Verdrehung der Lenkspindel geschieht.
In der US-PS 31 70 535 ist eine hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge beschrieben, bei der
ein in einer Nut laufender Querstift dazu dient, das Lenkventil der Lenkeinrichtung zu betätigen.
Der vorliegenden Erfindung liegl die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, durch die eine sichere Umschaltung auf
die Reservepumpe gegeben ist und durch die darüber
hinaus auch eine stetige Überwachung notwendiger
weiterer Ventile, insbesondere eines Druckbegrenzungsventil möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten
Merkmale bei Einrichtungen nach dessen Oberbegriff gelöst.
Im Normalbetrieb wirken Ventilkolben und Querslift wie eine starre Verbindung, wodurch die Lenkkraft entsprechend
weitergeleitel wird. Dies wird dabei durch die Feder erreicht, die den Querstift in den Nutgrund
drückt.
Um ein Zuschalten der Reservepumpe bei normalen Lenkvorgängen und intakter Stromversorgung durch
die Hauptpumpe zu vermeiden, ist es lediglich erforderlieh, die Kraft der Feder bzw. die Steigung der V-förmigen
Nut auf die Belätigungskraft der Lenkung abzustimmen. Beträgt die Betätigungskraft der Lenkung
zum vollen Auslenken des Lenkveniils z. B. 3 kp am Lenkrad, dann kann z. B. die Grenzkraft der bcschriebenen
Ventileinrichtung so ausgelegt sein, daß sich der Ventilkolben erst bei Handkräften von beispielsweise
>10kp am Lenkrad verschiebt. Dadurch wird sowohl eine ungewollte Zuschaltung der Reservepumpe als
auch bei Hauptpumpenbetrieb eine Vergrößerung des Spiels am Lenkrad vermieden. Da die Feder im Unterschied
zum Stand der Technik nur die Rückstellung des Kolbens bewirkt, wird die Umschaltung beim Eintreten
des Notfalls unabhängig von einer Federkraft über die Handkraft am Lenkrad bewirkt.
Wenn erfindungsgemäß z. B. die zur Entkopplung der Haupt- und Reservepumpe erforderlichen Rückschlagventile
direkt am Pumpenanschluß der Lenkung angebracht sind und sich sämtliche für die Steuerung und
Überwachung des Hauptpumpenstroms erforderlichen Ventile wie Strombegrenzung, Druckbegrenzung,
Durchflußanzeiger usw. zwischen Pumpe und letztgenannten Rückschlagventilen befinden, dann läßt sich mit
der beschriebenen Einrichtung der gesamte Hauptpum-
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penstromzweig einschließlich aller erforderlichen Ventile
bis zum Pumpenanschluß der Lenkung überwachen.
Ist in der Leitung eine hydraulische Endbegrenzung eingebaut, dann kann am Endanschlag bei entsprechend
kräftigem Ziehen am Lenkhandrad zwar die Reservepumpe zur Lenkung geschaltet werden, da aber gleichzeitig
über die Endbegrenzungseinrichiung der Ölstrom am Pumpenanschluß der Lenkung drucklos in den Tank
geleitet wird, kommt die Reservepumpe hierbei nicht auf Druck.
Erfindungsgemäß ist nunmehr eine zweikreisige Stromversorgung der Lenkvorrichtung bis hin zu der
Lenkung möglich. Weiterhin läßt sich die Erfindung auch ohne nennenswerten A.ufwand für eine zweikreisige
Stromversorgung einer Lenkvorrichtung mit mehr als einem Lenkungskreis verwenden.
Eine einfache konstruktive Lösung der Erfindung ist gegeben, wenn die Feder im Inneren des Ventilkolbens
angeordnet ist und zwischen einer Stirnseite oder einem Anschlag des Ventilkolbens und Lenkspindel verspannt
ist.
Für Lenkvorrichtungen, die keine hydraulische Endabschaltung besitzen ist es von Vorteil, wenn zwischen
der Anschiußbohrung für die Reservepumpe und dem Druckmittelrücklauf ein vom hauptpumpenseitig erzeugten
Druck in der Zuführleitung aufsteuerbares Kurzschlußventil angeordnet ist.
Durch diese Maßnahme wird verhindert, daß die Reservepumpe bei Erreichen des mechanischen Endanschlages
bei intakter Hauptpumpe und beliebigen Handkräften am Lenkrad auf Druck kommt.
Für eine zweikreisige Stromversorgung der Lenkvorrichtung ist es vorteilhaft, wenn in bei Einrichtungen
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannter Weise der Venlilkolben mit Steuerkanten versehen ist,
durch die über zwei Rücklaufbohrungen ein getrennter Rücklauf des Druckmittels aus dem Hauptpumpenkreis
zu dem dazugehörigen Rücklaufbehälter und des Reservepumpenkreises zu dem Reserve-Rücklauf behälter erfolgt.
Zur Vermeidung einer Vermischung der Ölströme von Haupt- und Resevepumpe im Umsteuerbereich ist
dabei in weilerer Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Nutgrund der V-Nut an seiner tiefsten Stelle
mit einer dem Querstiftsdurchmesser angepaßten Vertiefung versehen ist.
Auf diese Weise wird ein sogenannter Kippeffekt erreicht. Im Normalfalle ruht der Querstift in der Vertiefung
der V-Nut. Zum Betätigen der Ventileinrichtung ist daher zunächst ein höheres Drehmoment erforderlich,
das dann aber sehr rasch absinkt, wenn der Stift die gerade V-Bahn erreicht hat.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Teilschnitt einer Hilfskraftlenkeinrichtung,
F i g. 2 Schnitt 11-11 nach der F i g. 1,
F i g. 3 Draufsicht auf den Querstift und d'e V-Nut,
F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem
Zusatzventil,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem
Zweikreissystem,
F i g. 6 Ausschnittsvergrößerng einer V-Nut mit Vertiefung
(mit Kraft/Weg-Darstellung).
Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt einer serienmäßigen I lalbblockhydrolenkung. Anstelle einer besonderen
Einrichtung zum Ausgleich des Axialhubes einer unteren Lenkspindel ist nun die erfindungsgemäße Zuschalt-
Vorrichtung für die Reservepumpe vorgesehen. Der Axialhub der unteren Lenkspindel läßt sich nämlich dabei
gleichzeitig mit ausgleichen.
Zwischen einer Lenkspindel 1 und einem unteren Lenkspindelteil 2 ist ein Ventilkolben 3 angeordnet ίη
der Lunkspindel 1 fest angeordnet ist ein Querstift 4, der
in einer V-Nut 5 des Ventilkolbens 3 geführt ist
Im Inneren des Ventilkolbens 3 ist eine Feder 6 angeordnet,
die zwischen einem Anschlag 7 des Ventilkolbens 3 und der Lenkspindel 1 verspannt ist
Eine Hauptpumpe 8, die von einem Rücklaufbehälter 9 aus mit Öl versorgt wird, liefert Drucköl über eine
Zuführleitung 10 in das Lenkgetriebe.
In gleicher Weise liefert eine Reservepumpe 11 von einem Rücklaufbehälter 12 aus Drucköl über eine Anschlußbohrung
13 in das Lenkgetriebe. Die Hauptpumpe 8 wird von einem Motor 14, die Reservepumpe 11
von den Rädern 15 herangetrieben.
Zwischen der Hauptpumpe 8 und der Reservepumpe 11 ist eine Verbindungsleitung 16 und weiterhin zwei
Rückschlagventile 17 und 18 vorgesehen. Über einen Druckmittelrücklauf 19 wird das Rücklauföl in den
Rücklauf behälter 12 zurückgeleitet, von wo es durch einen Überlauf auch in den Rücklaufbehälter 9 der
Hauptpumpe gelangt.
Im Normalbetrieb, d.h.,wenn die Hauptpumpe 8 intakt ist, drücKt die Feder 6 den Querstift 4 in den Nutgrund
der V-Nut 5 und es besteht eine starre Verbindung zwischen der Lenkspindel 1 und dem Lenkspindelteil
2. Der ölkreislauf des Reservekreises zwischen der Zuleitung von der Reservepumpe 11 und der Rückleitung
von dem Druckmittelrücklauf 19 aus ist über Steuerkanten 20 des Ventilkolbens 3 kurzgeschlossen.
Steigt die Handkraft z. B. bei der Ausführung wegen ungenügender Druckmittelversorgung der Lenkung
durch die Hauptpumpe 8 über ein bestimmtes Maß an, dann wird der Ventilkolben 3 durch Handkraft verschoben
und die Reservepumpe 11 zur Lenkung geschaltet. Die Verschiebung des Ventilkolbens 3 erfolgt über den
an der Lenkspindel 1 befestigten Querstift 4, welcher in der V-förmigen Nut 5 des Ventilkolbens gleitet.
Dadurch wird die Kurzschlußverbindung über die Steuerkanten 20 geschlossen und die Reservepumpe 11
liefert über nicht näher dargestellte Steuerkanten und Leitungen Drucköl zur hydraulischen Verstärkung der
Handkraft.
1st dabei z. B. ein Druckbegrenzungsventil 21, wie strichliert angedeutet, zwischen Rückschlagventil 17
und Hauptpumpe 8 angeordnet, so kann die Lenkung weiterhin bei einem Defekt des Druckbegrenzungsventiles21
über den Reservekreis betrieben werden.
Das Ausführungsbeispiel nach der Fig.4 ist im wesentlichen
von gleichem Aufbau, weshalb die Bezugszeichen (nur die wichtigsten sind noch dargestellt) beibehalten
sind. Lediglich zwischen der Zuführleitung 10 und dem Druckmittelrücklauf 19 ist eine Kurzschlußbohrung
22 mit einem Kurzschlußventil vorgesehen.
Diese Einrichtung ist vorgesehen, wenn keine hydraulische Endabschaltung vorhanden ist. Dann kann das auf
Druck Fahren der Reservepumpe am Endanschlag bei intakter Hauptpumpe und beliebigen Handkräften am
Lenkhandrad durch das Schließventil verhindert werden. Es besteht aus einem Betätigungskolben 23, der
über eine Bohrung 22 mi» dem Druck in der Zuführleitung 10 beaufschlagt wird, und einem Schließkolben 24,
der durch eine Schließfeder 25 angepreßt wird. Die Federkraft und der Betätigungskolben 23 dieses Kurzschlußventils
müssen hierbei so ausgelegt sein, daß bei
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einem Druck von z. B. 80% des statischen Maximaldrucks der Hauptpumpendruckbegrenzung der Schließkolben
24 des Kurzschlußventils gegen die Schließfeder 25 verschoben wird. Dadurch wird bei von der Hauptpumpe
8 am Lenkungseingang erzeugten Drücken von >80% des statischen Maximaldrucks der Hauptpumpendruckbegrenzung
die Reservepumpe 11 zum Rücklaufbehälter 12 kurzgeschlossen.
Hier ist zwar das Schließen des Kurzschlußventils ebenfalls von einer Federkraft abhängig, jedoch kann
die Feder 25 dieses Ventils entsprechend stark ausgelegt werden, da zum öffnen große Kräfte verfügbar sind und
auf Durchflußwiderstände usw. keine Rücksicht genommen werden muß. Da bis zum Zuschalten der Reservepumpe
11 am Lenkhandrad eine deutliche Kraftschwel-Ie überwunden werden muß, wird sich die Verwendung
eines solchen Kurzschlußventils ohnehin auf Einzelfälle beschränken.
Durch Anbringen weiterer Steuerkanten 26, 27, und 28 auf dem Ventilkolben 3 — wie in F i g. 5 dargestellt —
kann die Stromversorgung der Lenkanlage bis zum Pumpenanschluß der Lenkung völlig zweikreisig aufgebaut
werden. Im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Anschlußbohrung 13 der Reservepumpe
11 und der Druckmittelrücklauf nunmehr umgekehrt angeordnet.
Da in diesem Fall auch der Lenkungsrücklauf zu dem entsprechenden Tank umgesteuert werden muß, ist zur
Vermeidung einer Vermischung der ölströme von Haupt- und Reservepumpe im Umsteuerbereich ein
Kippeffekt des Ventilkolbens von großem Vorteil. Dieser Kippeffekt läßt sich durch entsprechende Formgebung
der V-förmigen Nut 5 in dem Ventilkolben 3 auf einfache Weise erreichen. Ist die V-förmige Nut 5 so
ausgebildet, daß der Querstift 4 in Neutralstellung, wie in Fig.6 dargestellt, in einer Vertiefung 29 des Nutgrundes
ruht, dann ist zum Betätigen der Ventileinrichtung zunächst ein erhöhtes Drehmoment am Lenkhandrad
erforderlich. Dieses Drehmoment sinkt dann rasch auf ein Minimum ab, wenn der Querstift 4 die gerade
Bahn der Nut erreicht hat. Ab diesem Minimum steigt das Drehmoment mit zunehmendem Kolbenhub entsprechend
der Federkennlinie an.
!n der ebenfalls in der F i g. 6 dargestellten Kennlinie ist auf der y- Achse der Weg des Ventilkolbens 3, auf der as
x-Achse das Drehmoment am Lenkhandrad angegeben.
Soll die Lenkanlage insgesamt zweikreisig ausgeführt (z. B. zweites Lenkventil oder Servoschaltkreis) sein,
dann kann durch eine Anordnung wie sie in der F i g. 1 strichliert angedeutet ist, nach Ausfall eines Betriebskreises
und dem dadurch verursachten Anstieg der Lenkkraft jeweils der ausgefallene Lenkungskreis über
die Reservepumpe gespeist werden. Hierzu ist lediglich eine Abzweigleitung 30 mit einem Rückschlagventil 31
erforderlich, die von der Verbindungsleitung 16 abzweigt und so mit dem Stromkreis der zweiten Hauptpumpe
32 verbunden ist
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
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Claims (5)
1. Hydraulische Hilfskraftlenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem über eine Lenkspindel
betätigbaren Lenkventil und einem Umschaltventil zum Zuschalten einer Reservepumpe, bei der eine
Hauptpumpe über ein Rückschlagventil in eine Zuführleitung des Lenkventils und die Reservepumpe
bei fördernder Hauptpumpe über eine Anschlußbohrung und Steuernuten des federbelasteten Ventilkolbens
des Umschaltventils in einen Druckmittelrücklauf fördert, wobei dieser Pfad bei nach Druckabfall
der Hauptpumpe ausgesteuertem Ventilkolben das Umschaltventils versperrt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Förderleitung der Reservepumpe (11) über ein Rückschlagventil (18)
nach dem der Hauptpumpe (8) zugeordneten Rückschlagventil (17) an die Zuführleitung (10) des Lenkvemils
angeschlossen ist und daß die Lenkspindel (1) einen Querstift (4) trägt, der in eine V-förmige, in
dem Mantel des Ventilkolbens (3) des Umschaltventil angeordnete Nut (5) eingreift, daß die den Ventilkolben
(3) des Umschaltventils beaufschlagende Feder (6) zwischen dem Ventilkolben (3) und der Lenkspindel
(1) angeordnet ist und den Querstift (4) unter normalen Lenklasten an der tiefsten Stelle im Nutgrund
der V-förmigen Nut des Ventilkolbens (3) hält, während bei Ausfall der hydraulischen Unterstützung
durch die dabei erhöhte Betäligungskraft am Lenkhandrad des Fahrzeuges der Venlilkolben (3)
über die V-förmige Nut (5) axial verschoben wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (6) im Inneren des Ventilkolbens
(3) angeordnet ist und zwischen einer Stirnseite oder einem Anschlag (7) des Ventilkolbens (3) und
der Lenkspindel (1) verspannt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in bei Einrichtungen nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannter Weise zwischen der Anschlußbohrung (13) für die Reservepumpe
(11) und dem Druckmittelrücklauf (19) ein vom hauptpumpenseitig erzeugten Druck in der Zuführleitung
(10) aufsteuerbares Kurzschlußventil (23,24,25) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in bei Einrichtungen nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannter Weise der Ventilkolben (3) mit Steuerkanten (26,27, 28) versehen
ist, durch die über zwei Rücklaufbohrungen (19, 33) ein getrennter Rücklauf des Druckmittels aus
dem Hauptpumpenkreis zu einem zugehörigen Rücklaufbehälter (9) und des Reservepumpenkreises
zu einem Reserve-Rücklaufbehälter (12) erfolgt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutgrund der V-Nut (5) an seiner
tiefsten Stelle mit einer dem Querstiftdurchmesser angepaßten Vertiefung (29) versehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782800405 DE2800405C2 (de) | 1978-01-05 | 1978-01-05 | Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit einem Umschaltventil zum Zuschalten einer Reservepumpe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782800405 DE2800405C2 (de) | 1978-01-05 | 1978-01-05 | Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit einem Umschaltventil zum Zuschalten einer Reservepumpe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2800405A1 DE2800405A1 (de) | 1979-07-12 |
DE2800405C2 true DE2800405C2 (de) | 1986-10-02 |
Family
ID=6029015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782800405 Expired DE2800405C2 (de) | 1978-01-05 | 1978-01-05 | Hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit einem Umschaltventil zum Zuschalten einer Reservepumpe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2800405C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3132342A1 (de) * | 1981-08-17 | 1983-03-03 | Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag, 7990 Friedrichshafen | "hydrostatische hilfskraft-lenkeinrichtung" |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3170535A (en) * | 1962-02-23 | 1965-02-23 | Ford Motor Co | Power steering mechanism |
US3747725A (en) * | 1971-03-15 | 1973-07-24 | Ford Motor Co | Power steering system with auxiliary pump |
DE2329328C2 (de) * | 1973-06-08 | 1985-03-28 | Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag, 7990 Friedrichshafen | Automatisches Zuschaltventil |
US4043124A (en) * | 1976-03-29 | 1977-08-23 | General Motors Corporation | Power steering gear |
-
1978
- 1978-01-05 DE DE19782800405 patent/DE2800405C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2800405A1 (de) | 1979-07-12 |
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