DD255508A1

DD255508A1 - EMERGENCY CONTROL FOR SELF-DRIVING VEHICLES

Info

Publication number: DD255508A1
Application number: DD29574886A
Authority: DD
Inventors: Yukihige Nishino; David Henderson
Original assignee: Baumaschinen Gatersleben Veb
Priority date: 1986-10-30
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1988-04-06

Abstract

Notlenkschaltung fuer selbstfahrende Fahrzeuge mit einem hydraulischen Fahrantrieb und einer hydraulischen Servolenkung, insbesondere fuer Baumaschinen und Schwerlastfahrzeuge, die die Servolenkung mit dem Fahrantrieb oder den beim Abschleppen von den Hydromotoren erzeugten Druckmittelstrom mit der Servolenkung bei einem Ausfall eines oder beider Druckstromerzeuger ueber druckmittelgesteuerte Wegeventile schaltungstechnisch verbindet und so die sichere Funktionsfaehigkeit der Servolenkung gewaehrleistet. Fig.Notlenkschaltung for self-propelled vehicles with a hydraulic drive and a hydraulic power steering, especially for construction machinery and heavy trucks, the power steering with the drive or the towing the hydraulic motors generated pressure fluid flow with the power steering circuit in case of failure of one or both pressure generators via pressure-medium-controlled directional valves and connects thus ensuring the safe functioning of the power steering. FIG.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Notlenkschaltung für selbstfahrende Fahrzeuge mit einem hydraulischen Fahrantrieb und einer hydraulischen Servolenkung, insbesondere für Baumaschinen und Schwerlastfahrzeuge.The invention relates to a Notlenkschaltung for self-propelled vehicles with a hydraulic drive and a hydraulic power steering, especially for construction machinery and heavy trucks.

Characteristic of the invention

Selbstfahrende Fahrzeuge mit hydraulischem Fahrantrieb, insbesondere Baumaschinen und Schwerlastfahrzeuge sind aufgrund ihrer funktionellen Einsatzmöglichkeiten mit einer hydraulischen Servolenkung ausgerüstet. Die Notwendigkeit der Servolenkung ergibt sich aus der Überwindung, insbesondere der beim bautechnischen Einsatz auftretenden hohen Widerstandskräfte beim Manövrieren, beispielsweise bei Baumaschinen im Erd- und oder Straßenbau, und erfordern deshalb eine technische Unterstützung der am Lenkrad eingeleiteten zulässigen manuellen Handkraft.Self-propelled vehicles with hydraulic drive, especially construction equipment and heavy duty vehicles are equipped due to their functional applications with a hydraulic power steering. The need for power steering results from overcoming, especially occurring during construction high resistance forces during maneuvering, for example in construction machinery in earthworks or road construction, and therefore require technical support of the initiated on the steering wheel allowable manual manual force.

Die am Lenkrad eingeleitete manuelle Handkraft wird dabei von einem Lenkaggregat verstärkt weitergeleitet, wobei der von einer mechanisch angetriebenen Hydropumpe erzeugte Druckstrom entsprechend der Lenkradverdrehung proportional abgeleitet und als Hilfskraft auf einen Arbeitszylinder wirkend als Lenkunterstützung verwendet wird. Die Größe des Lenkaggregates ist dabei von der Größe der auftretenden Widerstandskräfte beim Lenken abhängig. Die in den Lenkaggregaten vorhandene Notlenkeigenschaft kann aber ab einer bestimmten Größe des Lenkaggregates nicht mehr durch die manuell am Lenkrad eingeleitete Handkraft ausgenutzt werden. Ein Ausfall des Druckölstromes durch einen Defekt im hydraulischen oder mechanischen Antriebssystem hat die vollständige Unwirksamkeit der hydraulischen Servolenkung zur Folge, da die hydraulische Lenkunterstützung fehlt und die Handkraft am Lenkrad für die Betätigung des Lenkaggregates nicht ausreicht. Ein gleicher nachteiliger Effekt tritt auch dann ein, wenn anstelle des separaten hydraulischen Antriebes ein Teil des Druckölstromes vom hydraulischen Fahrantrieb über das Lenkaggregat geleitet wird und ein Defekt in diesem Antriebssystem auftritt. Bei völliger Unwirksamkeit der Lenkung kann das betreffende Gerät oder die Maschine lenkungstechnisch nicht bewegt und somit auch nicht abgeschleppt werden.The initiated on the steering wheel manual hand force is amplified relayed by a steering unit, wherein the pressure generated by a mechanically driven hydraulic pump pressure corresponding proportionally derived according to the steering wheel rotation and acting as an auxiliary force acting on a working cylinder is used as steering assistance. The size of the steering unit is dependent on the size of the drag forces occurring when steering. However, the existing in the steering units Notlenkeigenschaft can no longer be exploited by the manually initiated on the steering hand force from a certain size of the steering unit. A failure of the pressure oil flow due to a defect in the hydraulic or mechanical drive system has the complete inefficiency of the hydraulic power steering result, since the hydraulic steering assistance is missing and the hand force on the steering wheel for the operation of the steering unit is not sufficient. A similar adverse effect also occurs when, instead of the separate hydraulic drive, a portion of the pressure oil flow is directed by the hydraulic drive via the steering unit and a defect in this drive system occurs. In the case of complete ineffectiveness of the steering, the relevant device or the machine can not be moved in terms of steering and thus can not be towed.

Bekannt ist, in solchen Fällen die mechanische Leknung von der hydraulischen Lenkunterstützung zu trennen, zum Beispiel durch Aushängen der Arbeitszylinder oder der schaltungstechnischen Überbrückung der hydraulischen Anschlüsse am Arbeitszylinder.It is known to separate in such cases, the mechanical Leknung of the hydraulic steering assistance, for example by unhooking the working cylinder or the circuit bridging the hydraulic connections on the working cylinder.

Diese Maßnahmen sind sehr aufwendig und haben zur Folge, daß die Lenkung nach der Beseitigung des Defektes in ihrer Funktion neu eingestellt und überprüft werden muß, um die sichere Lenkfähigkeit wieder herzustellen. Aus der technischen Lösung nach EP 85272 wird die Eigenschaft von Hydromotoren, wenn sie angetrieben werden, als Hydropumpe zu arbeiten, ausgenutzt und der durch den beim Abschleppen von den bewegten Antriebsrädern angetriebenen Hydropumpen erzeugte Druckstrom als Hilfsdruck verwendet, wobei der erzeugte Druckstrom über verbundene handbetätigte Absperrventile zur Lenkhilfe, zum Schalten der Differentialsperre und dem Lösen der Feststellbremse verwendet wird. Nachteilig bei dieser bekannten Lösung ist, daß bereits bei einem auftretenden Defekt im hydraulischen Lenkantrieb oder im hydraulischen Antrieb für das Schalten der Differentialsperre oder der Feststellbremse die Abschleppschaltung trotz intaktem Fahrantrieb wirksam werden muß und die Baumaschine abgeschleppt werden muß.These measures are very expensive and have the consequence that the steering must be readjusted after the elimination of the defect in their function and checked to restore the safe steering ability. From the technical solution according to EP 85272, the property of hydraulic motors, when they are driven to work as a hydraulic pump, exploited and used by the generated during towing by the moving drive wheels hydraulic pumps pressure flow used as an auxiliary pressure, wherein the generated pressure flow via connected manually operated shut-off valves is used for power steering, for switching the differential lock and the release of the parking brake. A disadvantage of this known solution is that even with a defect occurring in the hydraulic steering drive or in the hydraulic drive for switching the differential lock or the parking brake towing must be effective despite intact drive and the construction machine must be towed.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die defekte Baumaschine gegen die Feststellbremse abgeschleppt werden muß, was auf der einen Seite einen höheren Energieaufwand benötigt und auf der anderen Seite die Bremselemente einem hohen Verschleiß oder Zerstörung aussetzt.Another disadvantage is that the defective construction machine must be towed against the parking brake, which requires on the one hand a higher energy consumption and on the other hand, the brake elements subject to high wear or destruction.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten technischen Lösungen zu beseitigen und einen vorhandenen hydraulischen Fahrantrieb mit einer hydraulischen Servolenkung bei Bedarf zu verbinden, um zu gewährleisten, daß die hydraulische Lenkunterstützung bei Ausfall des eigenen hydraulischen Antriebes und/oder bei Ausfall des gesamten Antriebssytems ohne aufwendige technische Änderungen oder Umbauten funktionsfähig bleibt.The object of the invention is to eliminate the disadvantages of the known technical solutions and to connect an existing hydraulic drive with a hydraulic power steering when needed to ensure that the hydraulic steering assistance in case of failure of their own hydraulic drive and / or failure of the entire Drive systems without extensive technical changes or conversions remains functional.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, den hydraulischen Fahrantrieb und die hydraulische Servolenkung bei einem Ausfall eines oder beider Druckstromerzeuger schaltungstechnisch zu verbinden.The object of the invention is to connect the hydraulic drive and the hydraulic power steering circuit in case of failure of one or both pressure generators circuit technology.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen den Druckleitungen eines hydraulischen Fahrantriebes, der beispielsweise aus einer verstellbaren Hydropumpe, die von einem Kraftstoffmotor des Fahrzeuges angetrieben wird, und zwei zu dieser parallel geschalteten Hydromotoren, die mit den Antriebselementen des Fahrzeuges mechanisch verbunden sind, besteht, und der Druckleitung und der Rückflußleitung eines Lenkaggregates, das mit den Lenkelementen des Fahrzeuges verbunden ist, je ein druckmittelsteuerbares Wegeventil angeordnet ist, die Wegeventile von einem mit den Druckleitungen des hydraulischen Fahrantriebes verbundenen Steuerventil geschaltet werden, die Rückflußleitung des Lenkaggregates über in Fließrichtung öffnende Rückschlagventile mit den Wegeventilen und das Steuerventil druckseitig mit einem Druckmittelvorratsbehälter über zwei in Reihe angeordnete Rückschlagventile schaltungstechnisch verbunden ist, wobei zwischen zwei Rückschlagventilen eine Druckleitung und ein Wegeventil angeschlossen ist.According to the invention the object is achieved in that between the pressure lines of a hydraulic traction drive, for example, consists of an adjustable hydraulic pump, which is driven by a fuel motor of the vehicle, and two parallel to this hydraulic motors, which are mechanically connected to the drive elements of the vehicle consists , and the pressure line and the return line of a steering unit, which is connected to the steering elements of the vehicle, each a pressure medium controllable directional control valve is arranged, the directional control valves are connected by a connected to the pressure lines of the hydraulic drive control valve, the return line of the steering unit via opening in the direction of flow check valves connected to the directional control valves and the control valve on the pressure side with a pressure fluid reservoir via two series arranged check valves circuitry, wherein between two check valves a Dr and a directional control valve is connected.

embodiment

Die Erfindung wird anhand einer schaltungstechnischen Darstellung näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Der hydraulische Fahrantrieb besteht gemäß der vereinfachten Darstellung im wesentlichen aus einer von einem nicht dargestellten Kraftstoffmotor angetriebenen Hydropumpe 1 und den in Reihe zur Hydropumpe 1 geschalteten Hydromotoren 2, 3, die auf die nicht dargestellten Antriebselemente des Fahrzeuges wirken. Die hydraulische Servolenkung besteht gemäß der vereinfachten Darstellung aus einer Hydropumpe 4, dem Lenkaggregat 5, das mit dem nicht dargestellten Lenkrad gekoppelt ist, dem Arbeitszylinder 6, der auf die nicht dargestellten Lenkelemente des Fahrzeuges wirkt, und der Sicherheitseinrichtung 7. Der von der Hydropumpe 1 erzeugte Druckmittelstrom wird über die Druckleitung 8 oder 9 den Hydromotoren 2 und 3 zugeführt. Gleichzeitig liegt der Druckmittelstrom am Wegeventil 10 oder 11 und über das Rückschlagventil 21 oder 23 am Steuerventil 20 an.The invention will be explained in more detail with reference to a circuit diagram. Fig. 1 shows an embodiment. The hydraulic traction drive consists according to the simplified illustration essentially of a hydraulic pump, not shown, driven by a hydraulic pump 1, and the series connected to the hydraulic pump 1 hydraulic motors 2, 3, which act on the drive elements, not shown, of the vehicle. The hydraulic power steering is in accordance with the simplified representation of a hydraulic pump 4, the steering unit 5, which is coupled to the steering wheel, not shown, the working cylinder 6, which acts on the steering elements of the vehicle, not shown, and the safety device 7. The hydraulic pump of the first generated pressure medium flow is supplied via the pressure line 8 or 9 to the hydraulic motors 2 and 3. At the same time, the pressure medium flow is at the directional control valve 10 or 11 and the check valve 21 or 23 on the control valve 20 at.

Der von der Hydropumpe 4, die ebenfalls von einem nicht dargestellten Kraftstoffmotor angetrieben wird, erzeugte Druckmittelstrom liegt am Lenkaggregat 5 an und dies steuert den Druckmittelstrom je nach Drehung des Lenkrades und einen der Anschlüsse des Arbeitszylinders 6. Die Sicherheitseinrichtung 7 hat die Aufgabe, diesen Kreislauf vor Überlastung zu schützen und läßt den Druckmittelstrom in den Druckmittelvorratsbehälter 26 abströmen. Der Restmittelstrom oder der Durchgangsstrom des Lenkaggregates 5 wird über einen Hydromotor 29 oder die Sicherheitseinrichtung 30 in den Druckmittelvorratsbehälter 26 zurückgeführt.The pressure medium flow generated by the hydraulic pump 4, which is also driven by a fuel motor, not shown, is applied to the steering unit 5 and this controls the pressure fluid flow depending on the rotation of the steering wheel and one of the terminals of the working cylinder 6. The safety device 7 has the task of this cycle To protect against overload and can flow the pressure medium flow in the pressure medium reservoir 26. The residual flow or the flow of the steering unit 5 is returned via a hydraulic motor 29 or the safety device 30 in the pressure medium reservoir 26.

Die diese beiden Druckmittelkreisläufe verbindende Notlenkschaltung 31 ermöglicht es in ihrer Funktion bei einem angenommenen Ausfall der Hydropumpe 4 den von der Hydropumpe 1 erzeugten Druckmittelstrom über die Druckleitung 8, bei eingeschaltetem Steuerventil 20, das Wegeventil 10 der Leitung 12, das Rückschlagventil Moder über die Druckleitung 9, das Wegeventil 11 der Leitung 13, das Rückschlagventil 15 und über die Druckleitung 16 dem Lenkaggregat 5 zuzuführen. Der Rückstrom erfolgt dann über die Rückflußleitung 17, das Rückschlagventil 18 und das Wegeventil 10 in den Kreislauf des Fahrantriebes. Die Sicherheitseinrichtung 7, der Hydromotor 29 und die Sicherheitseinrichtung 30 wirken dabei als Widerstand gegen den Rückflußstrom.The emergency steering circuit 31 connecting these two pressure medium circuits makes it possible, in the event of failure of the hydraulic pump 4, to produce the pressure medium flow generated by the hydraulic pump 1 via the pressure line 8, with the control valve 20 switched on, the directional valve 10 of the line 12, the check valve moder via the pressure line 9 , the directional control valve 11 of the line 13, the check valve 15 and via the pressure line 16 to supply the steering unit 5. The return flow then takes place via the reflux line 17, the check valve 18 and the directional control valve 10 in the circulation of the traction drive. The safety device 7, the hydraulic motor 29 and the safety device 30 act as a resistance to the reflux flow.

Der von der Druckleitung 8 über das Rückschlagventil 21 oder der Druckleitung 9 über das Rückschlagventil 23 am Steuerventil 20 anliegende Druckmittelstrom wird bei eingeschaltetem Steuerventil 20 über die Steuerleitung 27 auf das Wegeventil 10 und über die Steuerleitung 28 auf das Wegeventil 11 geleitet und bewirkt deren Bewegung in die andere Schaltstellung, die den Durchfluß des Druckmittelstromes von der Druckleitung 8 in die Leitung 12 oder von der Leitung 9 in die Leitung 13 ermöglicht. Bei dieser schaltungstechnischen Anordnung kann der Druckmittelstrom des Fahrantriebes für die sichere Funktion der Servolenkung abgeleitet werden, wobei die Zurückstellung des Steuerventils 20 die unmittelbare Funktionssicherheit der beiden Kreisläufe gewährleistet.The voltage applied from the pressure line 8 via the check valve 21 or the pressure line 9 via the check valve 23 on the control valve 20 pressure medium flow is passed with the control valve 20 via the control line 27 to the directional control valve 10 and via the control line 28 to the directional control valve 11 and causes their movement in the other switching position, which allows the flow of the pressure medium flow from the pressure line 8 in the line 12 or from the line 9 in the line 13. In this circuit arrangement, the pressure medium flow of the drive for the safe operation of the power steering can be derived, the deferral of the control valve 20 ensures the immediate reliability of the two circuits.

Bei einem möglichen Ausfall des Kraftstoffmotors wurden die Hydropumpe 1 und 4 keinen Druckstromerzeugen. In diesem Fall wirken die über die Antriebselemente angetriebenen Hydromotoren 2 und 3 beim Abschleppen als Hydropumpe und erzeugen den notwendigen Druckmittelstrom in Abhängigkeit von deren Drehrichtung in der Druckleitung 8 oder 9. Dieser Druckmittelstrom schaltet bei eingeschaltetem Steuerventil 20 auf bekannte Weise die Wegeventile 10,11, wobei der Druckmittelstrom von der Druckleitung 8 über das Wegeventil 10, die Leitung 12 und das Rückschlagventil 14 oder von der Druckleitung 9, das Wegeventil 11, die Leitung 13 und das Rückschlagventil 15 in die Druckleitung 16 und zum Lenkaggregat 5 geleitet wird und somit die sichere Funktion der Servolenkung beim Abschleppen gewährleistet. Über die Rückflußleitung 17 wird der Druckmittelstrom auf bekannte Weise dem Kreislauf des Fahrantriebes wieder zugeführt. Auftretende Druckmittelverluste werden über das Rückschlagventil 22 oder 24 aus dem Druckmittelvorratsbehälter 26 selbsttätig ausgeglichenIn a possible failure of the fuel engine, the hydraulic pump 1 and 4 were no Druckstromerzeugen. In this case, the hydraulic motors 2 and 3 driven by the drive elements act as a hydraulic pump during towing and generate the necessary pressure medium flow as a function of their direction of rotation in the pressure line 8 or 9. This pressure medium flow switches the directional control valves 10, 11 in a known manner when the control valve 20 is activated. wherein the pressure medium flow from the pressure line 8 via the directional control valve 10, the line 12 and the check valve 14 or from the pressure line 9, the directional control valve 11, the line 13 and the check valve 15 in the pressure line 16 and the steering unit 5 is passed and thus the safe Guaranteed function of the power steering when towing. About the return line 17 of the pressure medium flow is supplied in a known manner to the circulation of the drive again. Occurring pressure fluid losses are compensated automatically via the check valve 22 or 24 from the pressure medium reservoir 26

Damit ist in beiden Situationen eine voll funktionsfähige Servolenkung vorhanden. This is a fully functional power steering available in both situations.

Claims

Notlenkschaltung for self-propelled vehicles with one of a driven by a fuel motor hydraulic pump and one or more parallel hydraulic motors existing drive and consisting of a hydraulic pump, steering unit and cylinder power steering, characterized in that between the pressure line (8 or 9) of the hydraulic drive and the pressure line (16) of the steering unit (5) arranged directional control valve (10,11) with the acted upon by the pressure medium flow of the traction drive control valve (20) via the control line (27) with the directional control valve (10) and via the control line (28) the directional control valve (11) is connected, wherein the return line (17) via the check valve (19) opening in the flow direction with the directional control valve (11) and the check valve (18) with the directional control valve (10), the control valve (20) on the pressure side via the series-connected check valves (21, 22 or 23, 24) with the pressure medium Vorr Atsbehälter (26) is connected and between the check valves (21, 22), the pressure line (8) and the check valves (23, 24), the pressure line (9) is connected.

For this 1 page drawing