DE4301012C2 - Speicherschaltung für einen Lenkkreislauf - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Kreislauf, der aus einem Lenkungs- und einem zweiten Verbraucherkreislauf besteht. Beide Kreisläufe werden von einer gemeinsamen Hydraulikpumpe versorgt, wobei der Lenkungskreislauf absoluten Vorrang besitzt.

Derartige Kreisläufe kommen vorrangig in mobilen Anlagen zur Anwendung.

Solche Kreisläufe mit den entsprechenden Einrichtungen sind zum Beispiel aus den DE 27 23 490 A1 und DD 2 27 102 A1 bekannt.

In der Hauptsache bestehen diese Kreisläufe aus einer gemeinsamen Konstantpumpe und einem gemeinsamen Strom­ teilventil, einer hydrostatischen Lenkeinrichtung und einem Lenkzylinder einerseits und einem Wegeventil und einem Arbeitszylinder andererseits.

Das Stromteilventil ist fremdgesteuert ausgeführt und erhält sein Steuersignal als sogenanntes Lastsignal aus der hydrostatischen Lenkeinrichtung. Nach diesem Lastsi­ gnal reguliert das Stromteilventil seine Durchflußquer­ schnitte in der Art, daß der Lenkkreislauf vorrangig und bedarfsgerecht und der Arbeitskreislauf mit dem über­ schüssigen Drucköl versorgt wird.

Es hat sich nun gezeigt, daß derartige Kreisläufe bei bestimmten Lenkvorgängen funktionelle Nachteile aufwei­ sen.

So stellt sich beim Lenkausschlag in der belasteten Zy­ linderleitung ein von den Fahrbahnverhältnissen und der Geometrie des Fahrzeuges bestimmter Druck ein. Dabei wird der Druck in der Zulaufleitung zur Lenkeinrichtung durch den Zylinderleitungsdruck und der Regeldruckdiffe­ renz des Stromteilventiles bestimmt.

Nach der Beendigung des Lenkvorganges geht das Steuer­ ventil der Lenkeinrichtung wieder in seine Neutralstel­ lung zurück. Daraus ergibt sich ein Lastsignal, das den gesamten Ölstrom über das Stromteilventil zur Arbeitshy­ draulik leitet. Der Druck in der Zulaufleitung zur Lenk­ einrichtung geht dabei insbesondere durch kurzzeitigen Abbau über das Stromteilventil auf das Niveau der Regel­ druckdifferenz des Stromteilventiles zurück.

Bei einer anschließenden und schlagartigen Wiederholung des Lenkvorganges in die gleiche Richtung öffnet das Steuerventil der Lenkeinrichtung und verbindet wieder die Zulaufleitung zur Lenkeinrichtung und die entspre­ chende Zylinderleitung. Bedingt durch die Kapazität des Leitungssystems und die Verzögerung in der Regelung des Stromteilventils entspannt sich der Druck in der Zylin­ derleitung in Richtung des Stromteilventiles, bevor sich in der Zulaufleitung zur Lenkeinrichtung ein neuer Druck aufbauen kann. Diese Entspannung wirkt auf die Dosier­ pumpe der Lenkeinrichtung und verursacht am Lenkrad ei­ nen spürbaren Schlag und eine kurzzeitige und unkontrol­ lierte Richtungsänderung der gelenkten Räder.

Dieser funktionelle Nachteil wirkt bei elektrisch be­ triebenen Fahrzeugen verstärkt, da hier die Druckölpumpe nicht ständig läuft, sondern stets durch eine Lenkbewe­ gung zugeschaltet wird.

Es besteht die Aufgabe, in der Neutralstellung der Lenk­ einrichtung eine Druckdifferenz zwischen der Zulauflei­ tung zur Lenkeinrichtung und der belasteten Zylinderlei­ tung weitestgehend zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Zulauflei­ tung zur Lenkeinrichtung stromabwärts nach der Druckent­ nahmestelle ein nichtentsperrbares, in Stromaufwärts­ richtung schließendes Rückschlagventil und ein stromab­ wärts nachgeschalteter Druckspeicher angeordnet sind. Mit dieser Lösung wird der funktionelle Nachteil des Standes der Technik vermieden, ohne das ein zusätzlicher Energieverlust, wie bei Speicherschaltkreisen üblich, auftritt. Nunmehr werden auch bei der Neutralstellung der Lenkeinrichtung die annähernd gleichen Druckverhält­ nisse zwischen der belasteten Zylinderleitung und der Zulaufleitung zur Lenkeinrichtung aufrechterhalten, da der Druckspeicher in bekannter Weise in kürzester Zeit einen kurzzeitig erforderlichen Ölstrommangel aus­ gleicht. Das so erreichte gleiche Druckniveau wirkt sich vorteilhaft auf das Lenkverhalten aus. Unkontrollierte Bewegungen und Schlupf der Dosierpumpe beim Anlenken werden weitestgehend vermieden- so daß ein direktes Len­ ken, ähnlich einer mechanischen Lenkung möglich wird. Weiterhin wird dadurch das Anlenkverhalten bei ausgefal­ lener Pumpe im Notbetrieb verbessert, da die vorhandene Kapazität der erfindungsgemäßen Speicherschaltung kurz­ fristig eine Servounterstützung bewirkt.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbei­ spiel näher erläutert werden.

Dazu zeigt die

Fig. 1 ein Schaltbild eines Kreislaufes für eine Lenk- und eine Arbeitshydraulik.

Danach besteht der Kreislauf aus den Standardelementen Tank 1, Pumpe 2 und Druckbegrenzungsventil 3. Eine Druckleitung 4 der Pumpe 2 führt zu einem fremdgesteuer­ ten Stromteilventil 5 mit einem einseitig federbelaste­ ten Regelschieber. Innerhalb des Stromteilventiles 5 verzweigt sich die Druckleitung 4 in eine Zulaufleitung 6 für einen Lenkungskreislauf und eine Zulaufleitung 7 für einen Arbeitskreislauf. Zum Arbeitskreislauf gehört ein Wegeventil 8 und ein Arbeitszylinder 9. Der Len­ kungskreislauf setzt sich im wesentlichen aus einer hy­ drostatischen Lenkeinrichtung 10 und einem Lenkzylinder 11 zusammen. In der Zulaufleitung 6 zur Lenkeinrichtung 10 befinden sich erfindungsgemäß ein nichtentsperrbares Rückschlagventil 12 und stromabwärts nachfolgend ein Druckspeicher 13.

Die Lenkeinrichtung 10 besteht bekanntermaßen aus einem, von einem Lenkrad 14 ansteuerbaren Steuerventil 15 und einer Dosierpumpe 16 und besitzt Versorgungsanschlüsse 17 für den Zulauf, 18 für den Rücklauf und 19 und 20 für den Lenkzylinder 11, sowie einen Steueranschluß 21 für das Lastsignal. Von diesem Steueranschluß 21 führt eine Steuerleitung 22 zur federbelasteten Seite des Strom­ teilventiles 5. In der Zulaufleitung 6 zur Lenkeinrich­ tung 10, zwischen dem Stromteilventil 5 und dem nicht­ entsperrbaren Rückschlagventil 12 befindet sich eine Druckentnahmestelle 23 für eine zur nichtfederbelasteten Seite des Stromteilventiles 5 führende Steuerleitung 24.

In der Neutralstellung der Lenkeinrichtung 10 ist auf Grund der konstruktiven Ausführung der Durchfluß durch die Lenkeinrichtung 10 geschlossen. Der Ölstrom liegt mit dem vollen Anlagendruck am Verbraucheranschluß 17 an. Dieser Druck wird an der Druckentnahmestelle 23 ge­ messen und über die Steuerleitung 24 als Drucksignal der nichtfederbelasteten Seite des Stromteilventiles 5 zuge­ führt. Auf Grund der Druckverhältnisse verschiebt sich der Regelschieber des Stromteilventiles 5 entgegen sei­ ner Regelfeder. Dadurch wird die Zulaufleitung 6 zur Lenkeinrichtung 10 geschlossen und die Zulaufleitung 7 zum Arbeitszylinder 9 voll geöffnet.

Bei Auslenkung des Steuerventiles der Lenkeinrichtung 10 werden Öffnungsquerschnitte frei, die über die Dosier­ pumpe 16 einen Durchfluß zu einem der Versorgungsan­ schlüsse 19 oder 20 und damit zum Lenkzylinder 11 ge­ währleisten. Der sich in Abhängigkeit von der Last am Lenkzylinder 11 aufbauende Druck pflanzt sich entgegen der Strömungsrichtung über die Lenkeinrichtung 10, den Steueranschluß 21 und der Steuerleitung 22 fort und wird der federbelasteten Seite des Stromteilventiles 5 als Lastsignal zur Verfügung gestellt. Entsprechend den Ver­ hältnissen zwischen dem Zulaufdruck einerseits und dem Lastdruck und der Kraft der Regelfeder andererseits nimmt der Regelschieber des Stromteilventiles 5 eine Gleichgewichtsstellung ein, die den von der Pumpe 2 ge­ förderten Ölstrom in einen Lenkungs- und einen Zweit­ strom aufteilt.

Ist der Lenkvorgang abgeschlossen, geht das Steuerventil 15 der Lenkeinrichtung 10 automatisch wieder in Neutral­ stellung, das Stromteilventil 5 nimmt eine seiner End­ stellungen ein und der gesamte Ölstrom wird zum Arbeits­ zylinder 9 geleitet. Dabei wird die Ölsäule zwischen dem Steuerventil der Lenkeinrichtung 10 und dem Lenkzylinder 11 eingeschlossen und der hohe Druck in diesem Raum er­ halten. Durch die Sperrfunktion des nichtentsperrbaren Rückschlagventiles 12 wird einmal ein Ölverlust aus der Zulaufleitung 6 über das Stromteilventil 5 verhindert und durch die Versorgungsfunktion des Druckspeichers 13 zum anderen ein nicht zu verhindernder Leckverlust aus­ geglichen.

Bei einer anschließenden und schlagartigen Wiederholung der Lenkbewegung in die gleiche Richtung werden die be­ lastete Lenkzylinderleitung und die Zulaufleitung zur Lenkeinrichtung 10 wieder verbunden. Die dabei annähernd gleichen Drücke beider Ölsäulen ermöglichen eine gefühl­ volle Fortführung der Lenkbewegung.

Claims (1)

1. Speicherschaltung für einen Lenkkreislauf, der mit einem Arbeitskreislauf verbunden ist, bestehend aus

   • - einer gemeinsamen Pumpe, einem gemeinsamen und fremd­ gesteuerten, einseitig federbelasteten Stromteil­ ventil,
   • - einem Wegeventil und einem Arbeitszylinder für den Arbeitskreislauf und
   • - einer hydrostatischen Lenkeinrichtung mit einer ver­ stellbaren Drossel und einem Lenkzylinder für den Lenkkreislauf,
   • - wobei die Lenkeinrichtung stromabwärts nach der verstellbaren Drossel eine Lastsignalentnahmestelle besitzt, die mit der federbelasteten Seite des Strom­ teilventiles verbunden ist und vor der verstellbaren Drossel eine Druckentnahmestelle besitzt, die mit der nichtfederbelasteten Seite des Stromteilventiles verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zulaufleitung (6) zur Lenkeinrichtung (10) stromabwärts nach der Druckentnahmestelle (23) ein nichtentsperrba­ res, in Stromaufwärtsrichtung schließendes Rückschlag­ ventil (12) und ein stromabwärts nachgeschalteter Druck­ speicher (13) angeordnet sind.