DE3045250C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Notversorgung für eine hydro­ statische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der US-PS 39 64 566 ist eine derartige Hilfskraftlen­ kung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der eine vom Fahr­ zeugmotor getriebene Hauptpumpe und eine von den Fahrzeug­ rädern angetriebene Hilfspumpe an das vom Lenkrad betätig­ te Lenkventil über Rückschlagventile angeschlossen sind. Wenn der von der Hauptpumpe gelieferte Druck unter einen bestimmten Wert abfällt, öffnet ein der Hilfspumpe zugehö­ riges Schaltventil, so daß die Hilfskraftlenkung von der Hilfspumpe mit Druckflüssigkeit versorgt wird. Im Normal­ betrieb dient zumindest ein Teil der von der Hilfspumpe geförderten Flüssigkeit zur Kühlung. Die Hilfspumpe mit ihren Antriebselementen und auch die gesonderte Kühlvor­ richtung mit ihren Schaltelementen sind u. a. die Ursachen für einen komplizierten und aufwendigen Aufbau der Hilfs­ kraftlenkung und beeinträchtigen ihre Betriebszuverlässig­ keit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hilfskraft­ lenkung der angegebenen Gattung dahingehend zu verbessern, daß bei hoher Betriebszuverlässigkeit ein einfacher kon­ struktiver Aufbau erzielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Anspruch 1 gekenn­ zeichneten Merkmale. Die Unteransprüche enthalten zweck­ mäßige weitere Ausbildungen.

Die erfindungsgemäße Anlage zeichnet sich durch ihren außerordentlich geringen Aufwand aus, der durch die Verwen­ dung eines ohnehin vorhandenen Aggregats, nämlich des Fahrantriebs für die Druckversorgung der Hilfskraftlenkung begründet wird. Es sind keinerlei gesonderte Antriebsaggre­ gate notwendig, die das Druckmittel für die Hilfskraft­ lenkung bei Ausfall deren Speisepumpe liefern müssen. Eine hohe Betriebssicherheit für die Notversorgung ist dadurch gewährleistet, daß der Fahrantrieb mit hoher Sorgfalt gewartet und inspiziert wird. Darüber hinaus besteht ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Notversorgung in ihrer zeitlich nicht eng begrenzten Funktionsfähigkeit, da sie keine gesonderten Energiequellen, wie Batteriestrom oder Speicherkapazitäten, benötigt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 das Schaltbild einer ersten Ausführung einer Notversorgung für eine Hilfskraftlenkung,

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer anderen Ausführung der Notversorgung,

Fig. 2a das Schaltbild in einer anderen Schaltstellung bei der Ausführung nach Fig. 2,

Fig. 3 eine dritte Ausführung der Notversorgung für ein Kraftfahrzeug mit Hydrogetriebe im offenen Schaltkreis.

Die Ausführung nach Fig. 1 besteht aus einem Fahrantrieb 1, einem Schaltventil 2 und aus dem hydraulischen Kreis einer Hilfskraftlenkung 3. Der Fahrantrieb 1 weist eine von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine angetriebene Verstellpumpe 4 und einen Hydromotor 5 auf, der durch mechanische Übertragungsglieder die Räder 6 antreibt. Die Verstellpumpe 4 und der Hydromotor 5 sind über Arbeits­ leitungen 7, 8 zu einem geschlossenen Kreis miteinander verbunden, in den eine Speisepumpe 9 über eine Speiseleitung 10 und zwei Rückschlagventile 11, 11′ einspeist. An die Speiseleitung 10 sind ein Hydrospeicher 13 sowie ein Druck­ begrenzungsventil 12 angeschlossen, das einen konstanten Fülldruck im Hydrokreis aufrechterhält.

Das Schaltventil 2 ist einerseits über eine Druckleitung 15 und zwei Rückschlagventile 14, 14′ mit den Arbeits­ leitungen 7, 8 des Fahrantriebs 1 sowie andererseits über eine Zweigleitung 19′ mit der Förderleitung 19 einer Pumpe 16 für die Hilfskraftlenkung 3 stromab eines Rückschlagven­ tils 20 verbunden.

Die motorgetriebene Pumpe 16 ist über eine Saugleitung 17 mit einem Tank 18 und über eine Förderleitung 19 mit Rückschlagventil 20 mit einem Lenkventil 21 verbunden. Das Lenkventil 21 ist über Leitungen 22, 23 mit einem Lenkzylinder 24 verbunden, der über den Lenkmechanismus 25′ auf das gelenkte Rad 25′′ einwirkt.

Eine mit einem Lenkrad 28 gekoppelte Handpumpe 27 ist über Steuerleitungen 29, 30 mit Steuerdruckräumen 31, 32 des Lenkventils 21 und mit einem Betätigungsraum 33 des Schaltventils 2 verbunden. Ein Betätigungsraum 34 an der gegenüberliegenden Seite des Schaltventils 2 weist eine Druckfeder 38 auf und ist über eine Signalleitung 36 mit der Förderleitung 19 zwischen der Pumpe 16 und dem Rückschlagventil 20 verbunden. Die hydraulische Hilfs­ kraftlenkung 3 kann noch weitere Steuerelemente, wie z. B. Rückschlagventile, Druckbegrenzungsventile und/oder Strom­ begrenzungsventile aufweisen.

Im Normalbetrieb wird die Hilfskraftlenkung 3 mit dem von der Pumpe 16 zum Lenkventil 21 geförderten Drucköl gespeist. Das Lenkventil 21 steuert das Drucköl gemäß den Lenkbefehlen des Lenkrads 28 über die Handpumpe 27. Gleichzeitig ist auch der Fahrantrieb 1 als Antriebs- und Bremseinheit des Kraftfahrzeugs in Betrieb, wobei die Fahrgeschwindigkeit durch Verstellen des Schluckvolumens der Verstellpumpe 4 gesteuert wird. Je nach Antriebs- oder Bremsbetrieb des Kraftfahrzeugs wirkt die Arbeitslei­ tung 7 oder 8 als Druckölzuführung zu dem Hydromtor 5. Wesentlich für den Betrieb der erfindungsgemäßen Notver­ sorgung ist es, daß der Druck in einer der Arbeitsleitungen 7, 8 des Fahrantriebs 1 über dem zur Versorgung der Hilfs­ kraftlenkung notwendigen Druckwert liegt.

Bei einem Versagen der Pumpe 16 sinkt der Druck in der Förderleitung 19 vor dem Rückschlagventil 20. Diese Druck­ senkung ergibt einen Druckimpuls, der über die Signal­ leitung 36 dem Betätigungsraum 33 des Schaltventils 2 zugeführt wird und dessen Entriegelung bewirkt. Der Betrieb der Handpumpe 27 führt zu einem Druckanstieg in einer der Steuerleitungen 29, 30 und verursacht eine entsprechende Verstellung des Lenkventils 21 und des Schaltventils 2 gegen die Kraft der Druckfeder 38 aus der Schaltstellung 0 in die Schaltstellung I. Dadurch wird die Druckleitung 15 über die Zweigleitung 19′ mit der Förderleitung 19 stromab des Rückschlagventils 20 durchgeschaltet. Eine Teilmenge an Drucköl aus einer der Arbeitsleitungen 7 oder 8, in welcher ein höherer Druck anliegt, wird über das jeweilige Rückschlagventil 14 oder 14′ und die Druck­ leitung 15, das Schaltventil 2, die Zweigleitung 19′, die Förderleitung 19 der Hilfskraftlenkung 3 eingespeist und vom Wegeventil 21 - wie im Normalbetrieb - zum Stellzy­ linder 24 der Hilfskraftlenkung 3 geführt. Die Strömungs­ verbindung zwischen dem Fahrantrieb 1 und der Hilfskraft­ lenkung 3 liegt nur während eines Verdrehens des Lenkrads 28 und damit des Ansprechens der Handpumpe 27 an. Sobald die Drehbewegung am Lenkrad 28 aufhört, stellt die Druck­ feder 38 das Schaltventil 2 in die Ausgangsstellung 0 zurück, in welcher die Verbindung des Fahrantriebs 1 mit der Hilfskraftlenkung 3 unterbrochen ist. Auf diese Weise wird im Notfall, d. h. also bei Ausfall der Pumpe 16 , der hydraulische Kreis der Hilfskraftlenkung mit Drucköl von ausreichend hohem Druck beaufschlagt.

Wenn die relativ kurzfristige Verbindung des Fahrantriebs 1 mit der Hilfskraftlenkung 3 über das Schaltventil 2 ein unerwünschtes Absinken des Drucks im Hydrokreis bzw. in dem Speisekreis 10 hervorrufen sollte, dann kann ent­ weder der Hydrospeicher 13 ein entsprechend großes Speicher­ volumen haben oder das aus dem Lenkventil 21 der Hilfskraft­ lenkung 3 rücklaufende Drucköl wird nicht direkt in den Tank 18, sondern in die Speiseleitung 10 des Fahrantriebs 1 eingespeist.

Eine derartige alternative Ausführung ist in Fig. 2 sche­ matisch dargestellt, die sich gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 durch eine geänderte Ausbildung und Anordnung des Schaltventils unterscheidet. Dieses Schaltventil 2′ ist zwischen der Druckleitung 15 des Fahrantriebs 1 und der Förderleitung 19 sowie auch an die Tankleitung 26, 26′ der Hilfskraftlenkung 3 und der Speiseleitung 10 des Fahrantriebs 1 eingeschaltet. Bei normalem Betrieb der Hilfskraftlenkung 3 befindet sich das Schaltventil 2′ in der Schaltstellung 0, in welcher es die Druckleitung 15 sperrt und die beiden Teile 26, 26′ der Tankleitung durchschaltet. Beim Versagen der Pumpe 16 fällt der Druck in der Zweigleitung 19 und in der Signalleitung 36, was eine Entriegelung des Schaltventils 2 zur Folge hat. Jede folgende Verwendung des Lenkrads 28 und damit die Betätigung der Handpumpe 27 verstellt das Schaltventil 2 in die Schalt­ stellung I, in der die Druckleitung 15 mit der Förderleitung 19 und die Tankleitung 26 hinter dem Lenkventil 21 mit der Speiseleitung 10 des Fahrantriebs verbunden sind. Damit wird erreicht, daß annähernd die gleiche Flüssigkeits­ menge, die über die Druckleitung 15 dem hydraulischen Kreis des Fahrantriebs 1 entnommen und der Hilfskraft­ lenkung 3 zugeführt wird, über die Tankleitung 26 in die Speiseleitung 10 des Fahrantriebs 1 zurückgeführt wird. Damit kann es in der Speiseleitung 10 nicht zu einem kurz­ fristigen Absinken des Speisedrucks unter die gewünschte Grenze kommen.

Es ist auch möglich, das Schaltventil gemäß Fig. 2a auszu­ bilden und zwischen die Leitungen des Fahrantriebs 1 und der Hilfskraftlenkung 3 in der dargestellten Weise einzu­ schalten. Der Unterschied gegenüber der Ausführung nach Fig. 2 liegt darin, daß der Betätigungsraum 33 des Schalt­ ventils eine Druckfeder 38′ aufweist und nicht über die Steuerleitungen 29, 39 mit der Handpumpe 27 verbunden ist. Damit wirkt auf dieses Schaltventil 2′′ im Betätigungs­ raum 34 der in der Förderleitung 19 herrschende Druck und in dem in Fig. 2a rechten Raum 33 lediglich die Kraft der Feder 38′. Bei Normalbetrieb der Pumpe 16 befindet sich das Schaltventil 2′′ in der Ausgangsstellung 0. Bei Versagen der Pumpe 16 sinkt der Druck in der Förderleitung 19 und in der Signalleitung 36, so daß die Druckfeder 38′ den Ventilstößel des Schaltventils 2′′ in die Stellung I verschiebt. Damit ist die Versorgung der Hilfskraft­ lenkung 3 mit Druckflüssigkeit aus dem Fahrantrieb 1 ge­ sichert. In diesem Fall ist es zweckmäßig, in die Druck­ leitung 12 ein Zweiwege-Strombegrenzungsventil 41 einzu­ schalten, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.

Die erfindungsgemäße Notversorgung z. B. gemäß Fig. 2 ist auch für hydraulische Hilfskraftlenkungen geeignet, bei denen das Wegeventil 21 nicht über die Handpumpe 27, sondern direkt mechanisch vom Lenkrad 28 gesteuert wird.

Die Notversorgung gemäß Fig. 3 ist für einen Fahrantrieb 1′ mit offenem hydraulischen Kreis ausgelegt. Die Verstell­ pumpe 4 ist über die Saugleitung 39 mit dem Tank 18 und über die Arbeitsleitung 8 mit dem Hydromotor 5 verbunden, welcher über die Arbeitsleitung 7′ ebenfalls an den Tank 18 angeschlossen ist. In der Arbeitsleitung 7′ ist ein ausgesteuertes Sperrventil 40 angeordnet, das entsprechend dem Druck in der Arbeitsleitung 8 gesteuert wird. Dieses Sperrventil 40 reguliert den Rücklauf vom Hydromotor 5 bei seiner Belastung mit negativen Momenten, die z. B. im Bremsbetrieb des Fahrzeugs auf Gefällestrecken auftreten. Es ist zweckmäßig, in die Druckleitung 15 ein Zweiwege- Strombegrenzungsventil 41 einzuschalten, das die Größe der Durchflußmenge aus dem Fahrantrieb 1′ in den hydrauli­ schen Kreis der Hilfskraftlenkung 3 während der Notlenkung begrenzt. Im übrigen entspricht die Betriebsweise der Ausführung nach Fig. 3 derjenigen nach Fig. 1.

Durch die Einschaltung eines Druckminderventils in die zur Hilfskraftlenkung führende Druckleitung kann die Funktion der Notversorgung geändert und verbessert werden. Dies gilt auch für den Einbau eines Zweiwege-Strombegrenzungs­ ventils, das den in die Hilfskraftlenkung einströmenden Flüssigkeitsdurchfluß begrenzt, wobei dieses Zweiwege- Strombegrenzungsventil entweder stromauf oder stromab des Schaltventils 2 in die Druckleitung 15 bzw. die Zweig­ leitung 19′ eingeschaltet werden kann.

Claims (7)

1. Notversorgung für eine hydrostatische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge,

• - mit einer vom Fahrzeugmotor angetriebenen Pumpe, welche die Hilfskraftlenkung über ein Rückschlagventil und ein durch die Lenkradbewegungen verstellbaren Lenkventil mit Druckflüssigkeit versorgt, und
• - mit einer Notdruckmittelquelle, welche bei Druckabfall die Hilfskraftlenkung mit Druckflüssigkeit versorgt und mit dem Lenkventil über ein Rückschlagventil und ein Schaltventil verbunden ist, das in seiner ersten Stel­ lung den Durchfluß sperrt und in seiner zweiten Stellung den Durchfluß zum Lenkventil freigibt,

dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug einen hydraulischen aus einem Hydromotor (5), einer Verstellpumpe (4) und einer Speisepumpe (9) be­ stehenden Fahrantrieb (1) aufweist, dessen eine druckfüh­ rende Leitung (7, 8, 10) die Notdruckmittelquelle für die Hilfskraftlenkung (3) bildet.

2. Notversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der vom Fahrantrieb (1) zur Hilfskraftlenkung (3) führenden Druckleitung (15) eingeschaltete Schaltven­ til (2, 2′) vom Druck der Pumpe (16) gegen die Kraft einer Feder (38) in seiner Sperrstellung gehalten ist.

3. Notversorgung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (2) durch den von der Handpumpe (27) der hydrostatischen Hilfskraftlenkung zur Betätigung des Lenkventils (21) erzeugten Steuerdruck in seine Durchflußstellung verstellbar ist.

4. Notversorgung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckleitung (15) zwischen dem Fahrantrieb (1) und dem Schaltventil (2) ein Zweiwege-Strombegrenzungsven­ til (41) mit einem Druckminderventil angeordnet ist.

5. Notversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (2′) in seiner Sperrstellung die Rücklaufleitung (26, 26′) der Hilfskraftlenkung (3) durch­ schaltet und in seiner Durchflußstellung die zum Lenkven­ til (21) führende Rücklaufleitung (26) mit der Speiselei­ tung (10) des Fahrantriebs (1) verbindet.

6. Notversorgung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Speiseleitung (10) des Fahrantriebs (1) ein Druckspeicher (13) eingeschaltet ist.