DE3131619C1 - Hydrostatische Lenkeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Lenkeinrichtung mit einem einen Differentialkolben aufweisenden Stellmotor, mit einem mit Lenkorgan und Meßvorrichtung für die Arbeisflüssigkeit versehenen Steuergerät, und mit zwei vom Steuergerät zum Stellmotor führenden Motorleitungen, die je über ein Ansaug-Rückschlagventil mit einer zum Behälter führenden Leitung verbunden sind.

Bei einer bekannten hydrostatischen Lenkeinrichtung dieser Art (DE-PS 23 18 962) sind die Motorleitungen im Steuergerät in dessen Neutralstellung abgesperrt. Wenn äußere Kräfte auf den Stellmotor wirken, wird hierdurch die Meßvorrichtung und das Lenkhandrad nicht beeinflußt. Ein eventuell entstehender Überdruck wird über antiparallel zu den Ansaug-Rückschlagventilen geschaltete, federbelastete Überdruckventile abgebaut.

Es sind ferner Steuergeräte bekannt (US 39 71 214, ältere Anmeldung P 30 18 792 und Danfoss-Lenkeinheit OSPB OR), bei denen die Motorleitungen in der Neutralstellung des Steuergeräts über die Meßvorrichtung miteinander verbunden sind. Wenn äußere Kräfte auf den Stellmotor wirken, ergibt sich eine Verstellung der Meßvorrichtung, die als Drehbewegung auf das Lenkorgan übertragen wird, so daß die Bedienungsperson gegensteuern kann. Ein solches Steuergerät wird auch als »reaction-Typ« bezeichnet. Wenn ein solches Steuergerät in Verbindung mit einem Stellmotor verwendet wird, der einen Differentialkolben aufweist, treten in der Neutralstellung des Steuergeräts zeitweilig unkontrollierbare Bewegungen des Stellmotors auf, auch wenn keine äußeren Kräfte auf ihn wirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Lenkeinrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der ein Stellmotor mit Differentialkolben und ein Steuergerät vom »reaction-Typ« zusammenwirken, ohne daß unkontrollierte ίο Bewegungen des Stellmotors auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise in der Neutralstellung des Steuergeräts die beiden Motoranschlüsse über die Meßvorrichtung miteinander verbunden sind, und daß in dem zwischen Stellmotor und Anschluß des Ansaug-Rückschlagventils befindlichen Abschnitt der der kleineren Druckfläche des Differentialkolbens zugeordneten Motorleitung, antiparallel geschaltete Hauptstrom-Rückschlagventile angeordnet sind, von denen das zum Steuergerät hin öffnende Hauptstrom-Rückschlagventil derart belastet ist, daß es erst bei Überschreiten eines Grenzwerts der an ihm anliegenden Druckdifferenz öffnet.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Anschlußpunkt der Ansaug-Rückschlagventile an die zum Behälter führende Leitung nicht immer Atmosphärendruck hat, sondern häufig etwas darüber liegt. Dies gilt insbesondere bei einem Steuergerät, bei dem in der Neutralstellung der Pumpenanschluß mit dem Behälteranschluß verbunden ist, also ein Steuergerät vom »open-center-Typ« verwendet wird, weil dann die Druckabfälle in der zum Behälter führenden Leitung nicht vernachlässigbar sind. Der Druck an der Anschlußstelle wirkt aber über die Ansaug-Rückschlagventile auf die beiden Motorleitungen. Da beim Differentialkolben die eine Druckfläche größer ist als die andere, erhält der Kolben eine unkontrollierte Antriebsbewegung.

Diese Bewegung wird durch die Verwendung des zum Steuergerät hin öffnenden Hauptstrom-Rückschlagventils verhindert. Denn dieses Ventil öffnet erst, wenn eine bestimmte Druckdifferenz an ihm anliegt. Da die Drücke in der zum Behälter führenden Leitung keine hohen Werte erreichen, genügen verhältnismäßig geringe Grenzwerte der Druckdifferenz, beispielsweise etwa 3 bar. Diese Druckdifferenz spielt für den Normalbetrieb keine wesentliche Rolle.

Im einfachsten Fall ist das Verschlußstück des zum Steuergerät hin öffnenden Hauptstrom-Rückschlagventils durch eine vorgespannte Feder belastet.

Das andere Hauptstrom-Rückschlagventil erlaubt im

Normalbetrieb den Zufluß von Druckflüssigkeit zu dem der kleineren Druckfläche des Differentialkolbens zugeordneten Druckraum. Dieses Ventil braucht höchstens geringfügig belastet zu sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung näher erläutert.

Eine Pumpe 1 fördert aus einem Behälter 2 Druckflüssigkeit zu einem Pumpenanschluß 3 eines Steuergeräts 4. Ein Tankanschluß 5 ist über eine Leitung 6 mit dem Behälter 2 verbunden. Ein Motoranschluß 7 steht über eine Motorleitung 8 mit einem Druckraum 9 eines Stellmotors 10 in Verbindung, ein Motoranschluß 11 über eine Motorleitung 12 mit dem anderen Druckraum 13 des Servomotors. Dieser weist einen Differentialkolben 14 auf, welcher über seine Kolben-

stange 15 ein zu lenkendes Element, z. B. die Räder eines Fahrzeugs verstellt. Die beiden Motorleitungen 8 und 12 sind über je ein Ansaug-Rückschlagventil 16a bzw. 166 und einen Leitungsabschnitt 18 mit einem Punkt 19 in der zum Behälter 2 führenden Leitung 6 verbunden. Antiparallel zu diesen Ansaug-Rückschlagventilen sind Überdruckventile 17a und 176 geschaltet.

Das Steuergerät 4 weist ein Lenkorgan 20 auf, beispielsweise ein Lenkhandrad. Ferner ist eine Meßvorrichtung 21 vorgesehen, beispielsweise ein Meßmotor. Lenkorgan und Meßmotor wirken auf eine Ventilanordnung, die beispielsweise zwei Drehschieberhülsen aufweist, von denen die eine vom Lenkorgan 20 verstellt wird und die andere von der Meßvorrichtung 21 nachgeführt wird. Außerdem sind Lenkorgan 20 und Meßvorrichtung 21 unter Zwischenschaltung einer Feder und — nach einem vorgegebenen Totweg — über einen mechanischen Anschlag miteinander verbunden. Die Ventilanordnung bewirkt, daß bei einer Verstellung nach der einen Seite Druckflüssigkeit von der Pumpe 1 über die Meßvorrichtung 21 zur Motorleitung 8 fließt, während Niederdruckflüssigkeit über die Motorleitung 12 zum Behälter 2 abgeleitet wird. Bei Drehrichtungswechsel gelangt Druckflüssigkeit von der Pumpe 1 über die Meßvorrichtung 21 zur Motorleitung 12, während Niederdruckflüssigkeit über die Motorleitung 8 zum Behälter 2 abgeführt wird. In der veranschaulichten Neutralstellung der Ventilanordnung sind Pumpenanschluß 3 und Behälteranschluß 5 über einen Kurzschlußpfad 22 miteinander verbunden, was einen sogenannten »open-center«-Betrieb ermöglicht, bei dem der Pumpendruck vergleichsweise niedrig gehalten wird. Die beiden Motoranschlüsse 7 und 11 sind über eine Verbindungsleitung 23, die über die Meßvorrichtung 21 führt, miteinander verbunden, so daß äußere Kräfte P, die auf den Kolben 14 wirken, Druckflüssigkeit von dem einen Druckraum 19 in den anderen Druckraum 13 übertragen, wobei diese Druckflüssigkeit über die Meßvorrichtung 21 läuft und dabei ein Moment auf das Lenkorgan 20 ausübt. Überschüssige Flüssigkeit wird über das Überdruckventil 17a zum Behälter abgeführt. Für äußere Kräfte in entgegengesetzter Richtung gilt dasselbe, wobei jedoch zur Auffüllung des Druckraums 9 Druckflüssigkeit über das Ansaug-Rückschlagventil 16a angesaugt wird.

In der Motorleitung 12 sind ferner in dem Abschnitt zwischen dem Stellmotor 10 und dem Anschlußpunkt 24 der Ansaug-Rückschlagventile 16a und 166 zwei antiparallel geschaltete Hauptstrom-Rückschlagventile 25 und 26 vorgesehen. Das zum Steuergerät 4 hin öffnende Hauptstrom-Rückschlagventil 25 ist derart durch eine Feder 27 belastet, daß es erst bei Überschreiten eines Grenzwertes der an ihm anliegenden Druckdifferenz von etwa 3 bar öffnet. Das andere Hauptstrom-Rückschlagventil 26 ist überhaupt nicht belastet.

Die Funktion dieser Hauptstrom-Rückschlagventile 25 und 26 ist die folgende: Wenn am Punkt 19 ein Druck herrscht, der etwas über dem Atmosphärendruck liegt, wirkt dieser Druck über das Rückschlagventil 16a auf den Druckraum 9 und über die Rückschlagventile 166 und 26 auf den Druckraum 13. Wegen der unterschiedlichen Flächen des Differenzkolbens entsteht eine Kraft, die den Kolben 14 nach rechts zu schieben versucht. Diese Verschiebung ist jedoch nicht möglich, solange der Grenzwert des Differenzdrucks am Hauptstrom-Rückschlagventil 25 nicht überschritten wird. Da der Druck am Punkt 19 keine hohe Werte annehmen kann, genügen verhältnismäßig schwache Belastungsfedern 27. Somit behält der Stellmotor 10 in der Neutralstellung des Steuergeräts 4 seine Lage bei. Im Normalbetrieb ist der Zufluß zum Druckraum 9 über die Motorleitung 8 unbehindert. Die Strömung in der Motorleitung 12 zum Stellmotor 14 hin ist ebenfalls unbehindert, da das Rückschlagventil 26 unbelastet ist. Die Strömung in entgegengesetzter Richtung erfordert zwar die Überwindung der Belastungsfeder 27. Da diese aber schwach ausgelegt sein kann, ist ebenfalls keine merkliche Behinderung festzustellen.

Für alle schematisch dargestellten Teile können handelsübliche Vorrichtungen verwendet werden. Günstig ist es insbesondere, mehrere Ventile in einem Block zusammenzufassen, speziell die Ventile 25 und 26 in einem Block mit den Ventilen 16a, 166,17a und 176. Alle diese Ventile können im Gehäuse des Steuergeräts 4 angeordnet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydrostatische Lenkeinrichtung mit einem einen Differentialkolben aufweisenden Stellmotor, mit einem mit Lenkorgan und Meßvorrichtung für die Arbeitsflüssigkeit versehenen Steuergerät, und mit zwei vom Steuergerät zum Stellmotor führenden Motorleitungen, die je über ein Ansaug-Rückschlagventil mit einer zum Behälter führenden Leitung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise in der Neutralstellung des Steuergeräts (4) die beiden Motoranschlüsse (7,11) über die Meßvorrichtung (21) miteinander verbunden sind, und daß in dem zwischen Stellmotor (10) und Anschluß (24) des Ansaug-Rückschlagventils (i6b) befindlichen Abschnitt der der kleineren Druckfläche des Differentialkolbens (14) zugeordneten Motorleitung (12), antiparallel geschaltete Hauptstrom-Rückschlagventile (25, 26) angeordnet sind, von denen das zum Steuergerät hin öffnende Hauptstrom-Rückschlagventil (25) derart belastet ist, daß es erst bei Überschreiten eines Grenzwerts der an ihm anliegenden Druckdifferenz öffnet

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert etwa 3 bar beträgt.

3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück des zum Steuergerät (4) hin öffnenden Hauptstrom-Rückschlagventils (25) durch eine vorgespannte Feder (27) belastet ist.

4. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Hauptstrom-Rückschlagventil (26) höchstens geringfügig belastet ist.