DE1755769A1 - Hydrostatische Lenkeinrichtung - Google Patents

Description

Hydrostatische Lenkeinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug mit mindestens zwei Arbeitsmotoren für zu lenkende Räder, bei der in Abhängigkeit von der Verstellung einer Betätigungsvorrichtung, z.B. eines Lenkrades, Druckflüssigkeit über eine Meßvorrichtung zu den Arbeitsmotoren geleitet wird.

Hydrostatische Lenkeinrichtungen für einen Arbeitsmotor sind in verschiedener Konstruktion bekannt. Bei einer Ausführung (US-Patentschrift Ee 25 126) ist das Umschalt- und Abschaltventil an einem Drehschieber ausgebildet, dessen eine Hülse mit dem Lenkrad und dessen andere Hülse mit dem Rotor eines Meßmotors verbunden ist. Durch Drehen des Lenkrades wird das Ventil in der gewünschten Richtung geöffnet. Es bleibt offen, bis soviel Druckflüssigkeit über den Meßmotor zum Arbeitsmotor geleitet worden ist, daß die zweite Hülse der Drehung der ersten Hülse gefolgt ist. Bei einer anderen Ausführung (US-Patentschrift,2 020 951) ist das Lenkrad mit einer Meßpumpe verbunden. Das Absperr- und Umschaltventil öffnet in der gewünschten ■ . Richtung und bleibt offen, wenn und solange mit der Pumpe eine Druckdifferenz am Ventil erzeugt wird. Diese Systeme haben gewöhnlich auch die Eigenschaft, daß bei Ausfall der Druckpumpe die Meßvorrichtung mittels des Lenkrades von Hand gedreht und auf diese Weise eine Notsteuerung herbeigeführt werden kann.

Bei Baufahrzeugen, Geländefahrzeugen u. dgl. sind häufig sowohl die Vorderräder als auch die Hinterräder lenkbar, sei es daß man wahl -

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weise die Vorderräder oder die Hinterräder lenken will, sei es, daß eine Allradlenkung oder ein sogenannter Hundegang erstrebt ist. Um auch ein solches Fahrzeug mit einer hydrostatischen Lenkeinrichtung auszustatten, wurde versucht, den Vorderrad-Arbeitsmotor und den Hinterrad-Arbeitsmotor, gegebenenfalls unter Verwendung von Umschaltventilen, in Reihe zu .schalten, so daß die die Meß vor richtung durchströmende Druckflüssigkeit beide Arbeitsmotoren nacheinander durchlief. Hierbei ergaben sich aber Unstimmigkeiten in der Lenkbewegung, weil die den zweiten Arbeitsmotor durchströmende Druckflüssigkeit kleiner war als die den ersten Arbeitsmotor durchströmende Druckflüssigkeit und zwar wegen der im ersten Motor auftretenden Leckverluste. Außerdem wirkten sich irgendwelche mechanischen Stöße auf die Vorderräder über den hydraulischen Übertragungsweg relativ stark als Druckstöße auf die Hinterräder aus. Sodann benötigte man eine Pumpe, die einen relativ hohen Druck erzeugen konnte, damit für beide hintereinander geschaltete Motoren ein ausreichendes Druckgefälle zur Verfügung stand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug mit mindestens zwei Arbeitsmotoren für zu lenkende Räder anzugehen, bei der die gechilderten Nachteile weitgehend vermieden sind und insbesondere ein guter Gleichlauf der beiden lenkenden Arbeitsmotoren erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Arbeitsmotoren parallelgeschaltet sind, die die Meßvorrichtung durchströmende Druckflüssigkeit mittels eines Mengenteilers in mindestens zwei gleiche Teilströme aufgeteilt und jeder Teilstrom einem Arbeitsmotor zugeordnet ist.

Der Mengenteiler sorgt dafür, daß für jeden Arbeitsmotor ein genau vorgegebener Bruchteil der die Meßvorrichtung durchströmenden Druckflüssigkeit zur Verfügung steht. Die parallelgeschalteten Arbeitsmotoren haben daher einen außerordentlich guten Gleichlauf. Die gesamte Anlage kann für einen normalen Druck ausgelegt werden, wie er auch bei Verwendung nur eines Arbeitsmotors üblich ist.

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Die Aufteilung der Druckflüssigkeit in mehrere gleiche Teilströme gilt, aber nicht nur, wenn die parallelgeschalteten Arbeitsmotoren sämtlich in Betrieb sind, sondern auch dann, wenn einer oder mehrere Arbeitsmotoren abgeschaltet sind. Man kann daher mindestens einen Arbeitsmotor über ein Ventil mit Druckflüssigkeit versorgen, das in einer ersten Stellung einen den Arbeitsmotör überbrückenden Kurzschlusspfad"hat. Dies hat den Vorteil, dass die Verstellbewegungen der Arbeitsmotoren in Abhängigkeit vom Lenkradausschlag immer gleich sind, unabhängig davon, wieviel Arbeitsmotoren in Betrieb stehen.

Für ein Fahrzeug mit von je einem Arbeitsmotor lenkbaren Paaren von Vorder- und Hinterrädern empfiehlt es sich, beiden Arbeitsmotoren ein Ventil mit Kurzschlusspfad zuzuordnen. Man kann dann das Fahrzeug nur mit den Vorderrädern, nur mit den Hinterrädern oder mit beiden Hadpaaren lenken. Führt man zunächst das eine Radpaar in die Endlage und dann das andere Radpaar in die Endlage, so ergibt sich auf einfache Weise eine symmetrische Ausgangsstellung.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Vorderrad-Ventil ausser der ersten Stellung nur eine zweite, die Leitungsverbindung zum Arbeitsmotor herstellende Stellung und das Hinterrad-Ventil ausser diesen beiden Stellungen noch eine dritte Stellung hat, in der die Leitungsverbindung zum Arbeitsmotor gegenüber der zweiten Stellung umgedreht ist. Das Hinterrad-Ventil ermöglicht dann eine Umschaltung von der Allrad-Lenkung auf den Hundegang, wobei aber die Zuordnung der Lenkradbewegung zur Verstellbewegung der Vorderräder erhalten bleibt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Mengenteiler aus mindestens zwei miteinander gekuppelten gleichen Drehkolbenmaschinen, also beispielsweise den bekannten Zahnrad-Stromteilern. Statt dessen können auch Sfromteilventile benutzt werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Ef zeigen»

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Fig. 1 eine hydrostatische Lenkeinrichtung in schematischer

Darstellung, * ■

Fig» 2 schematisch ein Fahrzeug mit Lenkung der Vorderräder, Fig. 3 das-selbe Fahrzeug mit Lenkung der Hinterräder, Fig. 4 dasselbe Fahrzeug mit Allradlenkung und Fig. 5 dasselbe Fahrzeug mit Hundegang-Lenkung»

Das hydrostatische Lenksystem besitzt eine Pumpe 1, die Ul aus einem Tank 2 über eine Druckleitung 3 zu einem von einem Lenkrad 4 betätigten Steuergerät 5 fördert. Dieses kann beispielsweise einen Aufbau haben, wie er in der US- Patentschrift Re 25 126 beschrieben ist. In der Neutralstellung des Steuergeräts wird das Drucköl über einen Kurzschlußpfad 6 direkt in die Ablaufleitung 7 und über einen Filter 8 in den Tank 2 zurückgeführt. In den beiden Arbeitsstellungen wird das öl über eine der Anschlußleitungen 9»10 in den eigentlichen Arbeitskreis und über die jeweils andere Anschlußleitung wieder zurückgeleitet. Zwischen die Leitungen 3 und 7 ist ein Überdruck-Sicher heiteventil 11 geschaltet. Weitere Regel- und Sicherheits-Bauteile sind der Einfachheit halber fortgelassen worden.

Ein wesentlicher Bestandteil des Steuergeräts 5 ist eine nicht näher veranschaulichte Meßvorrichtung, über die das gesamte dünn den Arbeitskreis strömende öl fließt. Normalerweise ist diese Meßvorrichtun in die Bahn des zuströmenden Öls gelegt. Die Meßvorrichtung sorgt dafür, daß die Menge des das Steuergerät 5 duehströstenden Öls proportional der Drehung de? Lenkrades 4 ist.

ίη die Anschlußleitung 9 ist ein Mengenteiler 12 gelegt, der aus zwei Drehkolbenmaschinen 13,14 besteht, die über eine Welle 15 starr miteinander gekuppelt sind. Infolgedessen fließt über die beiden Zweige 16 und 17 der Anschlußleitung 9 jeweils die gleiche Druckölmenge.

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Sin erster Arbeitsmotor 18 ist für die Vorderradlenkung vorgesehen.

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Ihm ist ein Ventil 19 zugeordnet. Ein zweiter Arbeitsmotor 20 ist für die Hinterradlenkung vorgesehen. Ihm ist ein Ventil 21 zugeordnet. Die beiden Ventile 19 und 21 besitzen eine erste Stellung 0, in der eine direkttKurzschlußverbindung zwischen den Zweigleitungen 16 und 17 und der Anschlußleitung 10 besteht. Das Ventil 19 hat eine zweite Stellung I, in der die beiden Räume des Arbeitsmotors 18 mit der Zweigleitung 16 und der Anschlußleitung 10 verbunden sind. Je nach der Drehung des Lenkrades 4 wird daher der Kolben des Motors 18 in .der einen oder anderen Richtung verschoben. Das Ventil 21 besitzt eine ähnliche zweite Stellung I, in der die Zweigleitung 17 und die Anschlußleitung 10 mit den beiden Zylinderräumen des Motors 20 verbunden sind. Außerdem ist aber noch eine dritte Stellung II vorhanden, in der die Zylinderräume mit Bezug auf die Leitungen 17 und 10 vertauscht sind.

Es ergeben sich daher die folgenden Betriebsarten:

Zur Lenkung der Vorderräder 22 (Pig.2) wird lediglich das Ventil 19 in die erste Stellung I gebracht.

Zur Lenkung der Hinterräder 23 (Fig.3) wild lediglich daa Ventil 21 in die Stellung I gebracht.

Zur Allradlenkung (Pig.4) werden beide Ventile 19 und 21 in die Stellung I gebracht»

Zur Hundegang-Lenkung (Pig.5) wird das Ventil 19 in die Stellung I und das Ventil 21 in die Stellung II gebracht.

In allen Fällen ist dafür gesorgt, daß ein bestimmter Lenkradausschlag zu einer bestimmten Verstellung der zu lenkenden Räder führt, unabhängig davon, ob nur einer der Arbeitsmotoren 18,20 oder beide eingeschaltet sind.

Das Erfindungsprinzip kann auch bei Fahrzeugen angewendet werden, die mehr als zwei zu lenkende Radpaare haben oder bei denen jedem einzelnen Rad ein Arbeitszylinder zugeordnet ist. Im letztgenannten Fall . muß eine Verriegelungsachaltung dafür sorgen, daß die zugehörigen

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Räder einander zugeordnete Bewegungen durchführen. Zn manchen Fällen ist es zweckmässig, das rücklaufende öl, das für einen nicht benutzten Arbeitsmotor zur Verfügung steht, nicht über das Steuergerät 5, sondern mit Hilfe einer speziellen Ventilanordnung direkt in den Tank 2 zurückzuleiten. Für die Ventile 19 und 21 empfehlen sich insbesondere Hehrweg-Kugelhähne, deren Leckverluste ausserordentlich klein gehalten werden können.

Die veranschaulichten Ventilstellungen gelten natürlich nur für eine bestimmte Lenk-Kinematik, insbesondere für zwischen Vorder- und Hinterachse angeordneten Spurstangen. Bei anderen Typen der Lenk-Kinematik können sich die Ventilstellungen ändern.

Auch diese Maßnahme kann mit Hilfe von Mengenteilern erfolgen.

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Claims (5)

Patentansprüche;

1. Hydrostatische Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug mit mindestens zwei Arbeitsmotoren für zu lenkende Räder, bei der in Abhängigkeit von der Verstellung einer Betätigungsvorrichtung, z.B. eines Lenkrades, Druckflüssigkeit über eine Meßvorrichtung zu den Arbeitsmotoren geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsmotoren parallelgeschaltet sind, die die Meßvorrichtung durchströmende Druckflüssigkeit mittels eines Mengenteilers in mindestens zwei gleiche Teilströme aufgeteilt und jeder Teilstrom einem Arbeitemotor zugeordnet ist.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Arbeitsmotor über ein Ventil mit Druckflüssigkeit versorgt ist, das in^iner ersten Stellung einen den Arbeitsmotor überbrückenden Kurzschlußpfad hat.

3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 2 für ein Fahrzeug mit von je einem Arbeitsmotor lenkbaren Paaren von Vorder- und Hinterrädern, dadurch gekennzeichnet, daß beiden Arbeitsmotoren ein Ventil mit Kurzschlußpfad zugeordnet ist.

4. Lenkeinrichtung nach Anspruch^, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderradventil außer der ersten Stellung nur eine zweite, die ( Leitungsverbindung zum Arbeitsmotor herstellende Stellung und das Hinterradventil außer diesen beiden Stellungen noch eine dritte Stellung hat, in der die Leitungsverbindung zum Arbeitsmotor gegenüber der zweiten Stellung umgedreht ist.

5. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4·» dadurch gekennzeichnet, daß der Mengenteiler aus mindestens zwei miteinander gekuppelten gleichen Drehkolbenmaschinen besteht.

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