DE102006010695A1

DE102006010695A1 - Hydraulische Lenkung

Info

Publication number: DE102006010695A1
Application number: DE102006010695A
Authority: DE
Inventors: Anders Kryhlmand; Ove Pedersen; Niels Bjarne Hansen; Poul Ennemark
Original assignee: Sauer Danfoss ApS
Current assignee: Danfoss Power Solutions ApS
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2026-03-09
Also published as: DE102006010695B4; US20070221437A1; US7997379B2

Abstract

Es wird eine hydraulische Lenkung (1) angegeben mit einem Lenkventil (7), das zwischen einer Versorgungsanschlußanordnung (P, T) und einem Lenkmotor (2) angeordnet ist. Man möchte bei einer derartigen Lenkung die Sicherheit erhöhen können. Hierzu ist vorgesehen, daß das Lenkventil (7) einen hydraulischen Antrieb (9, 10) mit einer Pilotventilanordnung (11) aufweist, die von einem Druckregelventil (5) gespeist ist, wobei zwischen dem Druckregelventil (5) und der Pilotventilanordnung (11) ein Sperrventil (16) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Lenkung mit einem Lenkventil, das zwischen einer Versorgungsanschlußanordnung und einem Lenkmotor angeordnet ist.

Eine derartige Lenkung ist beispielsweise aus DE 102 57 130 A1 bekannt. Das Lenkventil weist einen Ventilschieber auf, der durch eine Hilfskraft betätigt ist. Bei einer Verlagerung des Ventilschiebers wird ein Pfad von der Versorgungsanschlußanordnung zum Lenkmotor und zurück mehr oder weniger freigegeben, so daß der Lenkmotor betätigt wird.

Eine ähnliche Ausgestaltung ist in der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10 2004 021 351 dargestellt.

Wenn das Lenkventil hydraulisch betätigbar ist, dann besteht aufgrund von nicht zu vermeidenden Undichtigkeiten innerhalb der Lenkung die Gefahr, daß das Lenkventil betätigt wird, auch wenn dies an und für sich gar nicht gewünscht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit einer derartigen Lenkung zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird bei einer hydraulischen Lenkung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Lenkventil einen hydraulischen Antrieb mit einer Pilotventilanordnung aufweist, die von einem Druckregelventil gespeist ist, wobei zwischen dem Druckregelventil und der Pilotventilanordnung ein Sperrventil angeordnet ist.

Mit einer derartigen Lenkung wird die Sicherheit mit zwei Merkmalen erhöht. Zum einen kann das Lenkventil nur mit einem bestimmten Druck versorgt werden, der durch das Druckregelventil eingestellt und damit begrenzt wird. Dementsprechend ist die Gefahr, daß sich bei zu hohen Drücken Undichtigkeiten ergeben, die zu einer Verstellung des Lenkventils führen könnten, vergleichsweise gering. Darüber hinaus kann die Versorgung der Pilotventilanordnung, die letztendlich für die Betätigung des Lenkventils verantwortlich ist, vollständig unterbrochen werden und zwar durch das Sperrventil. Wenn keine Hydraulikflüssigkeit mehr zu der Pilotventilanordnung gelangen kann, dann ist die Einstellung der Pilotventile in der Pilotventilanordnung von sehr untergeordneter Bedeutung. Die Pilotventile können nämlich keinen hydraulischen Druck mehr zu Steuereingängen des Lenkventils gelangen lassen. Dementsprechend ist die Gefahr, daß das Lenkventil unbeabsichtigt verstellt wird, sehr gering. Die Sicherheit wird erheblich erhöht.

Vorzugsweise ist parallel zum Lenkventil eine Lenkeinheit mit Rückwirkungsverhalten angeordnet, wobei in einem Pfad zwischen der Lenkeinheit und dem Lenkmotor eine Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung angeordnet ist, die bei Betätigung des Lenkventils eine Rückwirkung von Drücken am Lenkmotor auf die Lenkeinheit verhindert. Die Lenkeinheit wird durch einen Lenkgeber betätigt, beispielsweise ein herkömmliches Lenkhandrad. Wenn man eine Lenkeinheit und ein Lenkventil parallel verwendet, dann kann man wahlweise mit dem Lenkventil oder mit dem Lenkhandrad lenken. Das Rückwirkungsverhalten der Lenkeinheit ist in vielen Fällen erwünscht, um dem Fahrer ein Gefühl für sein Fahrzeug zu vermitteln. Das Rückwirkungsverhalten hat darüber hinaus den Vorteil, daß sich das Fahrzeug wieder aufrichtet, also die Räder oder andere gelenkte Organe sich nach einer Kurvenfahrt wieder gerade stellen, wenn man das Lenkhandrad losläßt. Wenn hingegen der Lenkmotor durch das Lenkventil betätigt wird, dann kann dieses Rückwirkungsverhalten dazu führen, daß sich das Lenkhandrad (oder ein anderer Lenkgeber) in unerwünschter Weise bewegt. Dies könnte zu Irritationen beim Bediener führen oder sogar Schäden anrichten, wenn der Bediener mit dem sich drehenden Lenkhandrad in Kontakt kommt. Dementsprechend ist die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung vorgesehen, die das Rückwirkungsverhalten zwischen dem Lenkmotor und der Lenkeinheit ändert. Sobald die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung aktiv ist, führt eine Druckänderung an Anschlüssen des Lenkmotors nicht mehr zu einer entsprechenden Reaktion der Lenkeinheit und damit auch nicht mehr zu einer Bewegung des Lenkgebers. Wenn die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung bei der Betätigung des Lenkventils automatisch aktiviert wird, dann sind keine zusätzlichen Maßnahmen durch den Bediener mehr erforderlich.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung einen Aktivierungseingang aufweist, der mit einem Ausgang des Sperrventils verbunden ist. Das Sperrventil übernimmt dann zwei Aufgaben gleichzeitig. Es stellt die Versorgung der Pilotventilanordnung mit Hydraulikflüssigkeit sicher, wenn das Lenkventil hydraulisch betätigt werden soll. In diesem Fall wird das Sperrventil geöffnet. Wenn es geöffnet ist, dann kann man den an seinem Ausgang anstehenden Druck gleichzeitig dafür verwenden, die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung zu aktivieren. Wenn hingegen das Sperrventil geschlossen wird, weil das Lenkventil nicht hydraulisch betätigt wird, dann wird automatisch auch die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung außer Betrieb genommen, so daß der Lenkmotor wieder auf die Lenkeinheit zurückwirken kann.

Vorzugsweise weist die Pilotventilanordnung Magnetventile auf und eine Steuereinrichtung ist vorgesehen, mit der die Magnetventile und das Sperrventil stromlos schaltbar sind. In entsprechender Weise kann die Steuereinrichtung natürlich sowohl die Magnetventile mit den entsprechenden elektrischen Signalen versorgen, um das Lenkventil zu betätigen, und gleichzeitig das Sperrventil durch ein entsprechendes elektrisches Signal öffnen, um die Versorgung der Pilotventilanordnung mit Hydraulikflüssigkeit sicherzustellen. Da sowohl die Pilotventilanordnung als auch das Sperrventil elektrisch betätigbar sind, läßt sich der schaltungstechnische Aufbau relativ klein halten.

Vorzugsweise stellt das Sperrventil in einer ersten Schaltstellung eine Verbindung zwischen dem Druckregelventil und der Pilotventilanordnung und in einer zweiten Schaltstellung eine Verbindung zwischen der Pilotventilanordnung und einem Niederdruckanschluß her. Die Verbindung mit dem Niederdruckanschluß, beispielsweise einem Tankanschluß, hat den Vorteil, daß die Pilotventilanordnung und auch die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung tatsächlich druckentlastet werden, so daß nicht durch unter Druck gespeicherte Hydraulikflüssigkeit die Gefahr hervorgerufen wird, daß das Lenkventil verstellt wird. Sobald also das Sperrventil in seine "Sicherheitsstellung" verbracht worden ist, wird die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung entlastet und kann dann in ihre Stellung zurückkehren, in der eine Rückwirkung zugelassen wird.

Bevorzugterweise wirkt die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung auf beide Arbeitsleitungen zwischen der Lenkeinheit und dem Lenkmotor. Damit wird das Lenkverhalten und auch das Rückwirkungsverhalten "symmetrisch", denn die Längen der Hydraulikleitungen, die bei einer Druckbeaufschlagung ihr Volumen verändern könnten, entsprechen einander, wenn die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung auf beide Arbeitsleitungen wirkt.

Vorzugsweise weist die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung eine Ventileinrichtung auf, die hydraulisch betätigbar ist. Die Ventileinrichtung, die einen wesentlichen Bestandteil der Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung bildet, wird also rein hydraulisch betätigt. Man benötigt also hier kein zusätzliches elektrisches System, um das Rückwirkungsverhalten der Lenkeinheit zu verändern. Hydraulikflüssigkeit unter dem notwendigen Druck steht in einer hydraulischen Lenkung ohnehin zur Verfügung, so daß man mit relativ wenigen zusätzlichen Maßnahmen auskommt, um die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung entweder in Betrieb zu setzen oder außer Betrieb zu nehmen: Wenn die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung außer Betrieb ist, dann spürt der Fahrer am Lenkgeber Reaktionen, die von einer Druckveränderung an den Anschlüssen des Lenkmotors herrühren. Wenn die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung in Betrieb ist, dann spürt der Fahrer die Auswirkungen derartiger Drücke nicht.

Vorzugsweise weist die Ventileinrichtung eine Vorspanneinrichtung auf, die die Ventileinrichtung in eine Rückwirkungsposition vorspannt. Wenn also die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung nicht durch einen hydraulischen Druck in Betrieb genommen wird, geht sie definiert in einen Zustand, in dem eine Rückwirkung vom Lenkmotor bzw. von dort herrschenden Drücken auf die Lenkeinheit möglich ist.

Vorzugsweise weist die Ventileinrichtung mindestens ein Ventil auf, das durch einen Druck an der Lenkeinheit aufsteuerbar ist. Dies hat den Vorteil, daß man mit der Lenkeinheit den Druck des Lenkventils sozusagen über schreiben kann. Wenn das Lenkventil in Betrieb ist, ist die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung aktiv, d.h. sie sperrt normalerweise den Pfad zwischen dem Lenkmotor und der Lenkeinheit ab. Allerdings läßt sich diese Absperrung wieder überwinden, wenn die Lenkeinheit betätigt wird. Die Lenkeinheit erzeugt dann beispielsweise einen Druck, der die Ventile der Ventileinrichtung so aufsteuert, daß ein Durchgang von Hydraulikflüssigkeit von der Lenkeinheit zum Lenkmotor und zurück möglich ist. Dies ist eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme.

In einer ersten Ausgestaltung läßt sich dies beispielsweise dadurch realisieren, daß zwischen den beiden Arbeitsleitungen ein Wechselventil angeordnet ist, dessen Ausgang mit einem Aufsteuereingang des Ventils verbunden ist. Das Wechselventil leitet dann den höheren der beiden Drücke in den Arbeitsleitungen an den Aufsteuereingang des Ventils oder der Ventile weiter, so daß die Ventile öffnen und eine Verbindung zwischen der Lenkeinheit und dem Lenkmotor einrichten.

In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Lenkeinheit einen Drucksignalausgang aufweist, der mit dem Aufsteuereingang des Ventils verbunden ist. An einem derartigen Drucksignalausgang kann man einen "S-Druck" oder ein "S-Signal" abnehmen. Dieses S-Signal, das auch als "EL-Signal" bezeichnet werden kann, ist so geschaffen, daß es in der Neutralstellung der Lenkeinheit und in einem kleinen Band um die Neutralstellung herum zum Tank oder einem anderen Bereich mit niedrigem Druck entlastet ist. Bei der Auslenkung nach links oder nach rechts erhält das S-Signal Immer den Druck, der an der Ausgangsseite des Zahnsatzes der Lenkeinheit ansteht, also praktisch den Druck, der in der "linken" oder "rechten" Arbeitsleitung ansteht. Dadurch wird ein harter Punkt in der Lenkung vermieden, da keine Hydraulikflüssigkeit abgenommen wird, sondern die gesamte Hydraulikflüssigkeit, die beabsichtigt ist, zum Lenkmotor geleitet wird. Darüber hinaus gibt es einen klar definierten "Nichtrückwirkungs-Zustand", da das S-Signal in der Neutralstellung der Lenkeinheit effektiv auf den Tankdruck eingestellt ist. Darüber hinaus bietet das Konzept einen Vorteil in Notlenksituationen, wo man mit dem aufgebauten Druck auf einer der beiden Arbeitsleitungen eine zusätzliche Sicherheit für die Zwangsöffnung der Ventile bekommt. Dieses Signal wird normalerweise zum Einschalten eines elektrischen Motors in Verbindung mit einem Gabelstapler verwendet. Das hydraulische Signale von der Lenkeinheit wird im bekannten Fall über einen Pressostaten in ein elektrisches Signal umgewandelt, das einen elektrischen Motor einschalten kann, der wiederum eine hydraulische Pumpe antreibt, so daß eine hydraulische Lenkung verwendet werden kann.

In einer dritten Ausgestaltung kann man vorsehen, daß die Lenkeinheit einen Lastfühlanschluß aufweist, der mit dem Aufsteuereingang des Ventils verbunden ist. Sobald die Lenkeinheit in Betrieb genommen wird, erhöht sich der Druck am Lastfühlanschluß, so daß auch dieser Druck verwendet werden kann, um das Ventil oder die Ventile entgegen dem Druck vom Ausgang des Sperrventils aufzusteuern.

Vorzugsweise ist zwischen der Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung und dem Lenkmotor eine Schockventilanordnung angeordnet. Die Schockventilanordnung hat die Aufgabe, beim Auftreten von größeren äußeren Kräften, die auf den Lenkmotor wirken, einerseits ein Nachsaugen von Hydraulikflüssigkeit zuzulassen, damit Kavitationen vermieden werden, andererseits auch einen zu hohen Druck zu vermeiden, um Beschädigungen des Lenkmotors oder angeschlossener Leitungen zu vermeiden. Wenn man die Schockventilanordnung, die beispielsweise aus zwei zu den Arbeitsleitungen hin öffnenden Rückschlagventilen, die im übrigen mit einem Niederdruckanschluß verbunden sind, und zwei Überdruckventilen, die mit den Arbeitsanschlüssen und dem Niederdruckanschluß verbunden sind, besteht, so anordnet, daß die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung den hydraulischen Weg zwischen dem Lenkmotor und der Schockventilanordnung nicht beeinflußt, dann ist die Schockventilanordnung praktisch immer betriebsfähig und zwar unabhängig davon, ob eine Rückwirkungsunterdrückung erfolgt oder nicht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer hydraulischen Lenkung,
2 eine abgewandelte Form einer Lenkeinheit,
3 eine dritte Ausführungsform einer Lenkeinheit,
4 eine vierte Ausführungsform einer Lenkeinheit,
5 eine fünfte Ausführungsform einer Lenkeinheit und
6 eine sechste Ausführungsform einer Lenkeinheit.
1 zeigt eine hydraulische Lenkung 1 mit einem Lenkmotor 2, der über zwei Arbeitsleitungen L, R mit Hydraulikflüssigkeit versorgt werden kann. Die Hydraulikflüssigkeit wird durch einen Hochdruckanschluß P zugeführt und über einen Niederdruckanschluß T abgeführt. Der Hochdruckanschluß P steht beispielsweise mit einer Pumpe in Verbindung, die vom Antriebsmotor eines Fahrzeugs, der mit der Lenkung 1 ausgerüstet ist, angetrieben wird. Der Niederdruckanschluß T steht beispielsweise mit einem nicht näher dargestellten Tank in Verbindung.
Der Hochdruckanschluß P ist zunächst verbunden mit einem an sich bekannten Prioritätsventil 3, dessen Prioritäts-Ausgang 4 mit einem Druckregelventil 5 verbunden ist. Das Druckregelventil 5 liefert an seinem Ausgang 6 einen Druck von beispielsweise 12 bar. Der Prioritäts-Ausgang 4 des Prioritätsventils 3 ist weiterhin verbunden mit einem Eingang eines Proportionalventils 7, das einen Schieber 8 aufweist, der von Drücken an Steueranschlüssen 9, 10 verlagert werden kann.
Die Steueranschlüsse 9, 10 stehen in Verbindung mit einer Pilotventilanordnung 11, bei der vier Pilotventile 12–15, die als Magnetventile ausgebildet sind, in Form einer Brücke angeordnet sind. Eine Diagonale, die zwischen den beiden Pilotventilen 12, 13 beginnt und zwischen den Pilotventilen 19, 15 endet, dient zur Versorgung. Die andere Diagonale, die zwischen den Pilotventilen 12, 14 einerseits und den Pilotventilen 13, 15 andererseits anliegt, ist mit den Steueranschlüssen 9, 10 verbunden. Durch ein Ansteuern der Pilotventile 12–15 läßt sich der Druck zwischen den Steueranschlüssen verändern und damit ein Schieber des Proportionalventils 7 verschieben.
Eine Verbindung zwischen den Pilotventilen 12, 13 ist mit dem Ausgang 6 des Druckregelventils 5 verbunden und zwar über ein Sperrventil 16, das entweder das Druckregelventil 5 mit der Pilotventilanordnung 11 verbindet oder, in der dargestellten Position, die Pilotventilanordnung 11 mit dem Niederdruckanschluß T.
Das Proportionalventil 7 ist mit einem Positionssensor 17 verbunden, der wiederum mit einer Steuereinrichtung 18 verbunden ist, die die Pilotventilanordnung 11 steuert. In nicht näher dargestellter Weise wird der Steuereinrichtung 18 auch noch ein Lenksignal zugeführt, das eine Information darüber enthält, wie der Lenkmotor 2 betätigt werden soll.
In Abhängigkeit von der Stellung des Schiebers 8 des Proportionalventils 7 wird eine der beiden Arbeitsleitungen L, R mit dem Hochdruckanschluß P, genauer gesagt dem Prioritäts-Ausgang 4 des Prioritätsventils 3, verbunden, während die andere Arbeitsleitung R, L mit dem Niederdruckanschluß T verbunden wird.
Eine Lenkeinheit 19 ist parallel zum Proportionalventil 7, das auch als "Lenkventil" bezeichnet werden kann, mit dem Lenkmotor 2 verbunden. Der Prioritäts-Ausgang 4 des Prioritätsventils 3 ist mit einem Eingang PE der Lenkeinheit verbunden. Der Niederdruckanschluß T ist mit einem Anschluß TE der Lenkeinheit 19 verbunden.
Die Lenkeinheit 19 ist über ein Lenkhandrad 20 oder ein anderes Betätigungsorgan betätigbar. Sie weist in an sich bekannter Weise einen Meßmotor 21 und einen Richtungsabschnitt 22 auf. Wenn das Lenkhandrad 20 gedreht wird, dann wird beispielsweise ein Innenschieber gegen einen Außenschieber verdreht und gibt damit einen Strömungspfad für Hydraulikflüssigkeit zum Meßmotor 21 frei. Der Meßmotor 21 wird dadurch angetrieben und dreht die beiden Schieber wieder in ihre ursprüngliche Relativstellung zurück, so daß eine genau bemessene Menge von Hydraulikflüssigkeit vom Hochdruckanschluß P zum Lenkmotor 2 und von dort wieder zurück zum Niederdruckanschluß P fließen kann.
Die Lenkeinheit 19 hat ein Rückwirkungsverhalten, d.h. wenn sich Druckänderungen in den Arbeitsleitungen L, R ergeben, dann wird das Lenkhandrad 20 gedreht, sofern nicht weitere Maßnahmen getroffen werden.
Diese Druckänderungen können mehrere Ursachen haben. Zum einen können äußere Kräfte auf den Lenkmotor 2 so wirken, daß sich an den Arbeitsleitungen L, R Druckänderungen ergeben. Zum anderen ergeben sich Druckänderungen aber auch dann, wenn der Lenkmotor 2 durch das Proportionalventil 7 versorgt wird.
Um das Rückwirkungsverhalten zu ändern, also die Rückwirkung vom Lenkmotor 2 auf die Lenkeinheit 19 zu unterbinden, sind in beiden Arbeitsleitungen L, R jeweils Ventile 23, 24 angeordnet, von denen nur die Schieber dargestellt sind. In der dargestellten Schaltstellung der Ventile 23, 24 ist eine Verbindung zwischen der Lenkeinheit 19 und dem Lenkmotor 2 gegeben, d.h. die beiden Ventile 23, 24 sind geöffnet. In dieser Schaltstellung ist eine Rückwirkung von Drücken am Lenkmotor 2 auf die Lenkeinheit 19 möglich. In einer anderen, nicht dargestellten Position werden hingegen die Arbeitsleitungen L, R zwischen dem Lenkmotor 2 und der Lenkeinheit 19 unterbrochen. Eine Rückwirkung ist dann nicht mehr möglich. Beide Ventile 23, 24 weisen Federn 25, 26 auf, die die Ventile 23, 24 in die dargestellte Öffnungsstellung vorspannen.
Der Ausgang des Sperrventils 16 ist mit einem Steueranschluß C verbunden. Der Steueranschluß C wiederum ist mit Zusteuereingängen 27, 28 der Ventile 23, 24 verbunden. Ein am Steueranschluß C herrschender Druck, der die Kraft der Federn 25, 26 übersteigt, führt dann dazu, daß die Ventile 23, 24, die eine Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung bilden, geschlossen werden, so daß eine Druckänderung in den Arbeitsleitungen L, R nicht mehr zu einer Drehung des Lenkhandrades 20 oder einer anderen Rückwirkung in der Lenkeinheit 19 führt.
Die Kraft der Federn 25, 26 entspricht beispielsweise einem Druck von 7 bar. Da der Druck vom Druckregelventil 5 12 bar beträgt, werden die Ventile 23, 24 geschlossen, sobald das Sperrventil 16 geöffnet wird. Das Sperrventil 16 wird durch die Steuereinrichtung 18 ge öffnet, sobald die Pilotventilanordnung 11 betätigt wird. Wenn hingegen das Proportionalventil 7 nicht betätigt werden soll, werden die Pilotventile 12–15 der Pilotventilanordnung 11 stromlos geschaltet. Mit dem Stromlosschalten der Pilotventile 12–15 wird auch das Sperrventil 16 stromlos geschaltet und entlastet dann den Steuereingang C und damit die Zusteuereingänge 27, 28 zum Niederdruckanschluß T.
Es ist aber auch möglich, daß das Sperrventil 16 zu einem anderen Zeitpunkt als die Pilotventilanordnung 11 an- oder abgeschaltet wird. Es ist auch möglich, daß das Signal zum Öffnen des Sperrventils 16 von einer anderen Signalquelle als der Steuereinrichtung 18 stammt, beispielsweise, um die Sicherheit zu erhöhen.
Um auch bei einem Lenken mit dem Proportionalventil 7 ein Übersteuern mit der Lenkeinheit 19 zu ermöglichen, ist am Ausgang der Lenkeinheit 19 ein Wechselventil 29 angeordnet, dessen Ausgang mit Aufsteuereingängen 30, 31 der Ventile 23, 24 verbunden ist. Sobald also die Lenkeinheit 19 einen Druck in einer der beiden Arbeitsleitungen L, R erzeugt, der zusammen mit der Kraft der Federn 25, 26 den Druck am Steuereingang C (beispielsweise 12 bar) übersteigt, werden die Ventile 23, 24 in die dargestellte Durchgangsposition geschaltet.
Zwischen der durch die Ventile 23, 24 gebildeten Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung und dem Lenkmotor 2 ist eine Schockventilanordnung 32 angeordnet. Die Schockventilanordnung 32 soll verhindern, daß im Lenkmotor 2 Kavitation entsteht, wenn äußere Kräfte auf den Lenkmotor 2 wirken. Hierzu sind die beiden Arbeitslei tungen L, R über Rückschlagventile 33, 34 mit dem Niederdruckanschluß T verbunden, wobei die Rückschlagventile 33, 34 vom Niederdruckanschluß T zu den Arbeitsleitungen L, R öffnen. Weiterhin weist die Schockventilanordnung 32 zwei Überdruckventile 35, 36 auf, die einen zu hohen Druck von den beiden Arbeitsleitungen L, R zum Niederdruckanschluß T hin entlasten. Da die Schockventilanordnung 32 unmittelbar mit dem Lenkmotor 2 verbunden ist, wird ihre Funktion durch die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung mit den Ventilen 23, 24 nicht beeinträchtigt.
2 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung der Lenkung 1 nach 1 im Ausschnitt. Da sich nur ein Bereich in der oberen Hälfte der 1, also oberhalb des Steueranschlusses C geändert hat (bezogen auf die Darstellung der 1), wird auch nur dieser Bereich in 2 dargestellt. Der in 1 unterhalb des Steueranschlusses C befindliche Bereich kann in entsprechender Weise übernommen werden. Gleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 versehen.
Bei der Ausgestaltung nach 2 hat sich gegenüber 1 geändert, daß nur in einer Arbeitsleitung R ein Ventil 24 angeordnet ist, das durch die Feder 26 und einen Druck vom Ausgang des Wechselventils 29 aufgesteuert und vom Druck am Steuereingang C zugesteuert wird. In vielen Fällen reicht es aus, nur eine Arbeitsleitung R zu unterbrechen, um die Rückwirkung vom Lenkmotor 2 auf die Lenkeinheit 19 zu verhindern.
3 zeigt eine dritte Ausgestaltung, bei der wiederum in beiden Arbeitsleitungen L, R Ventile 23, 24 angeordnet sind. Die beiden Ventile 23, 24 werden auch vom Druck am Steuereingang C, der vom Sperrventil 16 geschaltet wird, zugesteuert, um eine Rückwirkung vom Lenkmotor 2 auf die Lenkeinheit 19 zu verhindern.
Zum Aufsteuern ist die Lenkeinheit 19 mit einem Drucksignalausgang 37 versehen. Am Drucksignalausgang 37 steht ein sogenannter S-Druck oder S-Signal an. Das S-Signal hat in der Neutralstellung der Lenkeinheit 19 einen Wert, der relativ genau dem Druck am Niederdruckanschluß T oder einem damit verbundenen Niederdruckanschluß TE der Lenkeinheit 19 entspricht. Sobald die Lenkeinheit 19 betätigt wird, beispielsweise durch Drehen am Lenkhandrad 20, bekommt das S-Signal den Druckwert am Ausgang des Meßmotors 21, also im Grunde den Druckwert, der in der unter Druck gesetzten oder ausgesteuerten Arbeitsleitung L, R herrscht. Das S-Signal hat den Vorteil, daß die zum Öffnen der Ventile 23, 24 benötigte Hydraulikflüssigkeit nicht der Menge an Hydraulikflüssigkeit entnommen wird, die man zum Betätigen des Lenkmotors verwendet.
Auch mit dieser Ausgestaltung der Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung mit den Ventilen 23, 24 ist ein Übersteuern des vom Proportionalventil 7 hervorgerufenen Lenkverhaltens mit dem Lenkhandrad 20 möglich.
4 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung der Lenkung nach 3, bei der wiederum nur in einer Arbeitsleitung R ein Ventil 24 angeordnet ist, das vom Druck am Steuereingang C zugesteuert und vom Druck am Drucksignalausgang 37 und der Kraft der Feder 26 aufgesteuert werden kann.
5 zeigt eine weiter abgewandelte Ausgestaltung entsprechend der Darstellung der 3. Hier ist in jeder Arbeitsleitung L, R ein Ventil 23, 24 vorgesehen, das durch den Druck am Steueranschluß C zugesteuert und durch die Kraft der Federn 25, 26 aufgesteuert wird.
Die Lenkeinheit 19 weist einen Lastfühlanschluß 38 auf, an dem ein Lastfühlsignal LS abgenommen werden kann. Das Lastfühlsignal LS entspricht dem Druck in der Arbeitsleitung, die zum Lenken unter Druck gesetzt worden ist.
Der Lastfühlanschluß 38 ist mit den Aufsteuereingängen 30, 31 der Ventile 23, 24 verbunden.
Sobald die Lenkeinheit 19 betätigt wird, steigt der Lastfühldruck LS am Lastfühlanschluß 38 an und die Ventile 23, 24 werden dann geöffnet und zwar unabhängig davon, ob das Fahrzeug ansonsten über das Proportionalventil 7 gelenkt wird oder nicht.
6 zeigt eine Ausführungsform der Lenkung entsprechend 5, bei der wiederum nur in einer Arbeitsleitung R ein Ventil 24 angeordnet ist.
In allen Ausführungsformen der Lenkung 1 läßt sich nun folgendes Verhalten erreichen:
Das Fahrzeug kann einerseits mit der Lenkeinheit 19 gelenkt werden, d.h. auf klassische Weise, indem ein Be diener am Lenkhandrad 20 dreht. In diesem Fall ist das Proportionalventil 7 nicht in Betrieb und die Pilotventile 12–15 der Pilotventilanordnung 11 werden stromlos geschaltet. Mit dem Stromlosschalten der Pilotventilanordnung 11 wird auch das Sperrventil 16 stromlos geschaltet, so daß die Pilotventilanordnung 11 und die Zusteuereingänge 27, 28 der Ventile 23, 24 mit dem Niederdruckanschluß T verbunden werden. Das gleiche gilt in entsprechender Weise für ein Ventil 24, wenn nur ein Ventil verwendet wird.
Wenn die Lenkung des Fahrzeugs über das Proportionalventil 7 erfolgen soll, wird die Pilotventilanordnung 11 unter Strom gesetzt und gleichzeitig oder in zeitlicher Nähe auch das Sperrventil 16, so daß die Pilotventilanordnung 11 mit Hydraulikflüssigkeit unter einem vom Druckregelventil 5 geregelten Druck versorgt wird. Dieser Druck gelangt auch an den Steuereingang C und damit an die Zusteuereingänge 27, 28 der Ventile 23, 24 (bzw. nur des Ventils 24), so daß die Ventile 23, 24 schließen und keine Rückwirkung mehr vom Lenkmotor 2 auf die Lenkeinheit 19 möglich ist.
Sobald die Lenkeinheit 19 betätigt wird, übersteigt der Druck an den Aufsteuereingängen 30, 31 jedenfalls zusammen mit der Kraft der Federn 25, 26 den Druck am Steuereingang C und die Ventile 23, 24 werden geöffnet, so daß die Lenkeinheit 19 die Wirkung des Proportionalventils 7 sozusagen überschreiben kann.
In 1 ist zusätzlich ein Lenkhandradsensor 39 dargestellt, der mit der Steuereinrichtung 18 verbunden sein kann. Mit Hilfe des Lenkhandradsensors 39 kann man erreichen, daß bei Betätigung des Lenkhandrades 20 das Proportionalventil 7 außer Betrieb genommen wird und damit die Pilotventilanordnung 11 und das Sperrventil 16 stromlos geschaltet werden: In manchen Fällen reicht es auch aus, nur das Sperrventil 16 stromlos zu schalten und damit zu sperren und die Pilotventilanordnung 11 stromlos zu schalten oder sogar nur das Sperrventil 16 stromlos zu schalten. Ein entsprechender Lenkhandradsensor 39 kann natürlich auch bei den Ausgestaltungen der 2 bis 6 vorgesehen sein.

Claims

Hydraulische Lenkung mit einem Lenkventil, das zwischen einer Versorgungsanschlußanordnung und einem Lenkmotor angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkventil (7) einen hydraulischen Antrieb (9, 10) mit einer Pilotventilanordnung (11) aufweist, die von einem Druckregelventil (5) gespeist ist, wobei zwischen dem Druckregelventil (5) und der Pilotventilanordnung (11) ein Sperrventil (16) angeordnet ist.
Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Lenkventil (7) eine Lenkeinheit (19) mit Rückwirkungsverhalten angeordnet ist, wobei in einem Pfad zwischen der Lenkeinheit (19) und dem Lenkmotor (29 eine Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung (23, 24) angeordnet ist, die bei Betätigung des Lenkventils (7) eine Rückwirkung von Drücken am Lenkmotor (2) auf die Lenkeinheit (19) verhindert.
Lenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung (23, 24) einen Aktivierungseingang (C) aufweist, der mit einem Ausgang des Sperrventils (16) verbunden ist.
Lenkung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pilotventilanordnung (11) Magnetventile (12–15) aufweist und eine Steuereinrichtung (18) vorgesehen ist, mit der die Magnetventile (12–15) und das Sperrventil (16) stromlos schaltbar sind.
Lenkung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (16) in einer ersten Schaltstellung eine Verbindung zwischen dem Druckregelventil (5) und der Pilotventilanordnung (11) und in einer zweiten Schaltstellung eine Verbindung zwischen der Pilotventilanordnung (11) und einem Niederdruckanschluß (T) herstellt.
Lenkung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung (23, 24) auf beide Arbeitsleitungen (L, R) zwischen der Lenkeinheit (19) und dem Lenkmotor (2) wirkt.
Lenkung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung (23, 24) eine Ventileinrichtung aufweist, die hydraulisch betätigbar ist.
Lenkung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung eine Vorspanneinrichtung (25, 26) aufweist, die die Ventileinrichtung in eine Rückwirkungsposition vorspannt.
Lenkung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung mindestens ein Ventil aufweist, das durch einen Druck an der Lenkeinheit (19) aufsteuerbar ist.
Lenkung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Arbeitsleitungen (L, R) ein Wechselventil (29) angeordnet ist, dessen Ausgang mit einem Aufsteuereingang (30, 31) des Ventils verbunden ist.
Lenkung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkeinheit (19) einen Drucksignalausgang (37) aufweist, der mit dem Aufsteuereingang (30, 31) des Ventils verbunden ist.
Lenkung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkeinheit (19) einen Lastfühlanschluß (38) aufweist, der mit dem Aufsteuereingang (30, 31) des Ventils verbunden ist.
Lenkung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Rückwirkungsunterdrückungseinrichtung (23, 24) und dem Lenkmotor (2) eine Schockventilanordnung (32) angeordnet ist.