DE3808866C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmittelsteuereinrichtung für den Servomotor einer Fahrzeuglenkung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Solche Druckmittelsteuereinrichtungen kommen in Lenkungen von selbstfahrenden landwirtschaftlichen Arbeitsmaschinen, z. B. Erntemaschinen, zum Einsatz. Eine Erntemaschine besitzt ein Tastsystem zur automatischen Seitenführung entlang einer Leitlinie. Eine solche Arbeitsmaschine läßt sich wahlweise über einen mit einer Hydroventileinrichtung versehenen Lenkautomaten oder über die hydrostatische Lenkanlage lenken.

Gattungsgemäße Druckmittelsteuereinrichtungen sind aus der DE 36 07 710 A1 bekannt. In der Neutralstellung des Lenkventils der dort gezeigten hydrostatischen Lenkung fließt ein Pilotstrom zu dem Lenkautomaten. Der Pilotstrom dient beim hydrostatischen Lenken zur Anregelung des Arbeitsdruckes. Kommt der Lenkautomat zum Einsatz, dann reicht der Pilotstrom nicht in allen Betriebszuständen aus, um die erforderliche Stellgeschwindigkeit im Servomotor zu erhalten. Aus diesem Grunde ist zwischen der hydrostatischen Lenkung und dem Lenkautomaten eine aus einem Magnetventil und einem Schaltventil bestehende Ventilanordnung vorgesehen. Diese Ventilanordnung soll den Lenkautomaten entsprechend der erforderlichen Druckmittelmenge entweder nur mit dem Pilotstrom der hydrostatischen Lenkung oder mit dem gesamten Pumpenstrom versorgen. Dem Schaltventil ist außerdem noch ein Strombegrenzungsventil nachgeordnet, das eine Begrenzung des Druckmittelstromes zum Lenkautomaten auf einen Wert zuläßt, der größer als der Pilotstrom ist. Die vorbeschriebene Ventilanordnung, bestehend aus einem Magnetventil, einem Schaltventil sowie einem Strombegrenzungventil erfordert einen verhältnismäßig hohen Bauaufwand. Da durch das Schaltventil eine im Stromteilventil enthaltene Blende kurzgeschlossen wird, schließt ein Zweitverbraucheranschluß des Stromteilventils und es fließt dann der gesamte Pumpenstrom zum Lenkautomaten. Sobald das Strombegrenzungsventil diesen Pumpenstrom begrenzt, muß der Überschußstrom der Pumpe über ein Druckbegrenzungsventil (nicht dargestellt) abfließen. Die Pumpe fördert dabei gegen den Höchstdruck, wodurch unnötige Verluste entstehen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, gattungsgemäße Druckmittelsteuereinrichtungen mit merklich verringertem Bauaufwand zu verwirklichen.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale nach Anspruch 1 gelöst.

Nach der Erfindung zweigt von einer Arbeitsleitung zwischen dem Stromteilventil und dem Lenkventil eine Leitung zum Lenkautomaten ab. In die Leitung ist ein Magnetventil mit einer gesperrten Grundstellung und einer gedrosselten Durchflußstellung eingebaut. Das Magnetventil läßt sich in Abhängigkeit von der Betätigung des Lenkautomaten umschalten. Auf diese Weise lassen sich auch solche Lenkungen zusammen mit einem Lenkautomaten verwenden, die keinen Pilotstrom in der Neutralstellung des Lenkventils benötigen.

Nach einem weiteren Merkmal sieht man vor, daß eine an das Lenkventil angeschlossene Steuerleitung des Stromteilventils in Neutralstellung des Lenkventils mit der zum Lenkautomaten führenden Leitung stromabwärts des Magnetventils in Verbindung steht. Durch diese Maßnahme läßt sich eine gesonderte Steuerleitung von der Blende des Magnetventils zum Stromteilventil einsparen. Diese Aufgabe übernimmt vorteilhaft eine Rücklaufleitung des Lenkventils.

Die Erfindung ist anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Druckmittelsteuereinrichtung näher erläutert. Die Druckmittelsteuereinrichtung befindet sich in ihrer Grundstellung bei stillstehender Hydropumpe.

Ein Servomotor 1 steht sowohl mit einer hydrostatischen Lenkung 2 als auch mit einem, eine Hydroventileinrichtung enthaltenden Lenkautomaten 4 in Verbindung. Die von Hand betätigbare hydrostatische Lenkung 2 besteht aus einer Dosierpumpe 5 und einem Lenkventil 6. Eine Hydropumpe 7 und ein Stromteilventil 8 versorgen sowohl die Lenkung 2 als auch über eine Leitung 13 einen Zweitverbraucher. Das Stromteilventil 8 hat über eine Arbeitsleitung 10 mit dem Lenkventil 6 Verbindung. Vom Lenkventil 6 führen zum Servomotor 1 Leitungen 14 und 15. Eine Steuerleitung 12 führt vom Lenkventil 6 zur federseitigen Stirnfläche des Stromteilventils 8. Bei nicht betätigtem Lenkhandrad sind sämtliche Leitungsanschlüsse bis auf die Steuerleitung 12 im Lenkventil 6 gesperrt, d. h., der gesamte Förderstrom der Pumpe 7 fließt über die Leitung 13 zum Zweitverbraucher. Dabei befindet sich das Stromteilventil 8 in seiner ganz nach rechts verschobenen Stellung.

Beim Drehen des Lenkhandrades verstellt sich das Lenkventil 6 z. B. nach rechts. Dabei strömt von der Arbeitsleitung 10 über einen Kanal 11 Drucköl zur rechten Seite der Dosierpumpe 5 und über deren linke Auslaßseite sowie die Leitung 14 zum Servomotor 1. Das vom Servomotor 1 verdrängte Öl fließt über die Leitung 15, das Lenkventil 6, eine Rücklaufleitung 19 und über eine Leitung 9 zum Lenkautomaten 4 und von dort in einen Tank 46 zurück. Der Kanal 11 wirkt als variable Blende 16. Hinter der Blende 16 zweigt vom Kanal 11 ein Steuerkanal 12A ab, der in der erwähnten Auslenkstellung mit der zur federseitigen Stirnfläche des Stromteilventils 8 führenden Steuerleitung 12 Verbindung hat. Der Arbeitsdruck im Servomotor 1 wirkt daher auf die eine Stirnfläche des Stromteilventils 8 und der Pumpendruck über eine weitere Steuerleitung 17 auf die andere Stirnfläche. Das Stromteilventil 8 fühlt also den Differenzdruck an der Blende 16 ab und versorgt die Lenkung 2 über die Arbeitsleitung 10 mit dem für die Lenkbewegung nötigen Ölstrom. Der Differenzdruck ist hierbei ein Maß für die Stellung des Stromteilventils 8. Der in der Leitung 13 für den Zweitverbraucher angebotene Ölstrom verringert sich dabei um den in der Lenkung 2 erforderlichen Arbeitsstrombedarf. Die Versorgung der Lenkung erhält also Vorrang.

Von dem Lenkautomaten 4 ist in der Zeichnung nur die Hydroventileinrichtung 3 gezeichnet. Weitere Bauteile, z. B. ein Tastsystem mit Richtungsgeber und Fühlern, sind für die Erfindung ohne Bedeutung.

Die Hydroventileinrichtung 3 erhält ihren Ölstrom über eine an die Arbeitsleitung 10 anschließbare Leitung 9, die zu einem Zulaufanschluß 18 führt. Die Hydroventileinrichtung 3 hat außerdem zwei Arbeitsleitungsanschlüsse 20 und 21, denen jeweils eine von zwei symmetrisch aufgebauten Ventilgruppen zugeordnet ist. Den beiden Arbeitsleitungsanschlüssen 20 und 21 ist je ein Rückschlagventil 22 bzw. 23 unmittelbar vorgeschaltet. Die beiden Rückschlagventile 22 bzw. 23 lassen sich in Richtung auf die Arbeitsleitungsanschlüsse 20 und 21 aufsteuern und dienen bei nicht betätigtem Lenkautomaten zur hydraulischen Verriegelung des Servomotors 1. Von dem jeweiligen Arbeitsleitungsanschluß 20 bzw. 21 aus gesehen liegt hinter dem zugehörigen Rückschlagventil 22 bzw. 23 ein gleichfalls als Rückschlagventil ausgebildetes Zulaufventil 24 bzw. 25. Die Zulaufseiten dieser beiden Zulaufventile 24 und 25 stehen über eine gemeinsame Zulaufleitung 26 mit dem Zulaufanschluß 18 in Verbindung.

Die Zulaufseiten der Rückschlagventile 22 und 23 und die Ablaufseiten der Zulaufventile 24 und 25 stehen über Steuerleitungen 27 und 28 miteinander in Verbindung. Außerdem stehen die Steuerleitungen 27 und 28, die für die Steuerung jeweils einer Ventilgruppe zuständig sind, mit der Ablaufseite des jeweils zur anderen Ventilgruppe gehörenden Zulaufventils 25 bzw. 24 über Steuerleitungen 31 bzw. 30 in Verbindung.

Zu jeder der beiden symmetrischen Ventilgruppen gehört ein als elektromagnetisch betätigbar ausgeführtes Ablaufsperrventil 32 bzw. 33, über das die jeweilige Ablaufseite der Zulaufventile 24 bzw. 25 und damit auch die Steuerleitungen 30 bzw. 31 mit einem zum Tank 46 geführten Rücklaufanschluß 29 der Hydroventileinrichtung 3 verbunden werden können. Das nicht dargestellte Tastsystem erregt beim automatischen Lenken die Elektromagneten der Ablaufsperrventile 32 bzw. 33.

Von den Arbeitsleitungsanschlüssen 20 und 21 führen Zylinderleitungen 34 und 35 zum Servomotor 1. Jede Ventilgruppe verfügt über ein Druckbegrenzungsventil 36 und 37, die beim Auftreten von über die Räder auf den Servomotor 1 wirkenden starken Stößen ein Platzen der Zylinderleitungen 34 oder 35 verhindern. Nachsaugeventile 38 und 39 verhindern Kavitation, die z. B. leckagebedingt im Servomotor 1 entstehen kann. Ein Primär- Druckbegrenzungsventil 40 stellt den Höchstdruck im Lenkautomaten 4 ein.

In die zum Zulaufanschluß 18 des Lenkautomaten 4 geführte Leitung 9 ist ein Elektromagnetventil 41 eingesetzt. In der gezeichneten Grundstellung sperrt das Magnetventil 41 die Verbindung zur Arbeitsleitung 10. Diese Stellung nimmt das Magnetventil immer dann ein, wenn mit der Lenkung 2 oder mit keinem der beiden Lenksysteme gelenkt wird. In der Durchlaufstellung des Magnetventils 41 ist eine Blende 42 wirksam, die den Arbeitsstrom zum Lenkautomaten 4 drosselt, da mit diesem keine so großen Lenkbewegungen (wie z. B. beim Rangieren) als mit der Lenkung 2 durchzuführen sind.

Schließt ein elektrisches Steuersignal, z. B. das Ablaufsperrventil 33, dann schaltet gleichzeitig auch das Magnetventil 41 in seine Durchlaufstellung um. Über die Arbeitsleitung 10 und die Leitung 9 fließt ein Ölstrom zum Zulaufanschluß 18 und in die Zulaufleitung 26. Da über das Zulaufventil 25 kein Öl abfließen kann, baut sich in den Steuerleitungen 30 und 27 ein Druck auf, der das Rückschlagventil 22 entsperrt und das Zulaufventil 24 geschlossen hält. Der Arbeitsstrom der Pumpe 7 gelangt somit aus der Zulaufleitung 26 über das Zulaufventil 25, das Rückschlagventil 23 sowie die Zylinderleitung 35 und die Leitung 14 in den Servomotor 1. Das aus dem Servomotor 1 verdrängte Rücklauföl strömt über die Leitung 15, die Zylinderleitung 34, das aufgesteuerte Rückschlagventil 22, das Ablaufsperrventil 32 und eine Rücklaufleitung 45 zum Tank.

Über die Rücklaufleitung 19, das Lenkventil 6 (Neutralstellung) und über die Steuerleitung 12 fühlt das Stromteilventil 8 den an der Blende 42 entstehenden Differenzdruck ab und stellt sich auf einen neuen Gleichgewichtszustand ein. Diesem Gleichgewichtszustand entspricht ein konstanter von der Größe der Blende 42 abhängiger Ölstrom. Der Lenkautomat 4 läßt sich auf diese Weise in Abhängigkeit von seinem Ölbedarf versorgen. Um ein häufiges Schalten des Magnetventils 41 zu vermeiden, läßt sich dieses auch unabhängig von der Erregung der Ablaufsperrventile 32 bzw. 33 zusammen mit dem Lenkautomaten 4 betätigen. Der Lenkautomat 4 läßt sich durch einen Druckknopf am Armaturenbrett einschalten.

Bezugszeichen:

 1 Servomotor
 2 hydrostatische Lenkung
 3 Hydroventileinrichtung
 4 Lenkautomat
 5 Dosierpumpe
 6 Lenkventil
 7 Pumpe
 8 Stromteilventil
 9 Leitung
10 Arbeitsstromleitung
11 Kanal
12 Steuerleitung
12A Steuerkanal
13 Leitung zu Zweitverbraucher
14 Leitung zu 1
15 Leitung zu 1
16 variable Blende
17 Steuerleitung
18 Zulaufanschluß
19 Rücklaufleitung
20 Arbeitsleitungsanschluß
21 Arbeitsleitungsanschluß
22 Rückschlagventil
23 Rückschlagventil
24 Zulaufventil
25 Zulaufventil
26 Zulaufleitung
27 Steuerleitung
28 Steuerleitung
29 Rücklaufanschluß
30 Steuerleitung
31 Steuerleitung
32 Ablaufsperrventil
33 Ablaufsperrventil
34 Zylinderleitung
35 Zylinderleitung
36 Druckbegrenzungsventil
37 Druckbegrenzungsventil
38 Nachsaugeventil
39 Nachsaugeventil
40 Primär-Druckbegrenzungsventil
41 Magnetventil
42 Blende
43 -
44 -
45 Rücklaufleitung
46 Tank

Claims (2)

1. Druckmittelsteuereinrichtung für den Servomotor einer Fahrzeuglenkung mit folgenden Merkmalen:

   • - der Servomotor (1) ist über eine hydrostatische Lenkung (2) durch ein mit einer Dosierpumpe (5) verbundenes Lenkhandrad und ein Lenkventil (6) betätigbar;
   • - der Servomotor (1) steht außerdem mit einem eine Hydroventileinrichtung (3) enthaltenden Lenkautomaten (4) in Verbindung, der durch ein Tastsystem zur automatischen Seitenführung entlang einer Leitlinie betätigbar ist;
   • - in den Lenkstellungen des zur hydrostatischen Lenkung gehörenden Lenkventils (6) fließt ein Ölstrom von einer Hochdruckpumpe (7) über eine Arbeitsleitung (10) und die Dosierpumpe (5) zum Servomotor;
   • - der Lenkautomat (4) betätigt den Servomotor (1) nur in Neutralstellung des Lenkventils (6);
   • - in einer den Lenkautomaten (4) an die Hochdruckpumpe (7) anschließenden Leitung (9) sitzt ein Magnetventil (41), welches bei Betätigung des Lenkautomaten (4) umschaltbar ist;
   • - es ist ein Stromteilventil (8) für die Versorgung eines Zweitverbrauchers vorhanden,
2. gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   • - die Arbeitsleitung (10) steht über das Stromteilventil (8) mit der Pumpe (7) in Verbindung;
   • - die den Lenkautomaten (4) anschließende Leitung (9) zweigt zwischen dem Stromteilventil (8) und dem Lenkventil (6) von der Arbeitsleitung (10) ab,
   • - das in die Leitung (9) eingebaute Magnetventil (41) weist eine gesperrte Grundstellung und eine gedrosselte Durchflußstellung auf, und
   • - eine an das Lenkventil (6) angeschlossene Steuerleitung (12) des Stromteilventils (8) steht in Neutralstellung des Lenkventils mit der zum Lenkautomaten (4) führenden Leitung (9) in Verbindung, wodurch sich ein von der Größe der Blende (42) abhängiger Ölstrom im Lenkautomaten (Automatikbetrieb) einstellen läßt.