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Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Lenkeinheit, die eine Versorgungsanschlussanordnung mit einem Druckanschluss, der mit einem Hauptstrompfad verbunden ist, und einem Tankanschluss, der mit einem Tankstrompfad verbunden ist, eine Arbeitsanschlussanordnung mit einem linken Arbeitsanschluss, der mit einem linken Arbeitsstrompfad verbunden ist, und einem rechten Arbeitsanschluss, der mit einem rechten Arbeitsstrompfad verbunden ist, eine variable erste linken Blende, die mit dem Hauptstrompfad und dem linken Arbeitsstrompfad verbunden ist, eine variable erste rechte Blende, die mit dem Hauptstrompfad und dem rechten Arbeitsstrompfad verbunden ist, eine variable zweite linke Blende, die mit dem linken Arbeitsstrompfad und dem Tankstrompfad verbunden ist, eine variable zweite Antriebsblende, die mit dem rechten Arbeitsstrompfad und mit dem Tankstrompfad verbunden ist, und einen Messmotor aufweist.
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Eine derartige hydraulische Lenkeinheit ist beispielsweise aus
US 4 676 334 A bekannt. Variable erste und zweite Blenden sind in einer Art Wheatstone-Brücke angeordnet. Wenn ein Lenkmotor, der mit der Arbeitsanschlussanordnung verbunden ist, nach links gelenkt werden sollte, wird die variable erste linke Blende geöffnet und zur gleichen Zeit wird die variable zweite rechte Blende geöffnet, so dass der Strom von Hydraulikflüssigkeit durch den linken Arbeitsstrompfad zu dem Lenkmotor und von dem Lenkmotor zurück durch den rechten Arbeitsstrompfad zum Tank geleitet wird.
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Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein komfortables Lenken zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird mit einer hydraulischen Lenkeinheit der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ein Messmotor in einem der Arbeitsstrompfade angeordnet ist.
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Wenn die hydraulische Lenkeinheit betrieben wird, betätigt ein Fahrer eines Fahrzeugs ein Lenkhandrad oder irgendeine andere Steuereinrichtung. Diese Betätigung bewirkt ein Öffnen einer ersten Blende auf der einen Seite und einer zweiten Blende auf der anderen Seite in Abhängigkeit von der gewünschten Lenkrichtung. Der Messmotor wird durch das Fluid angetrieben, das von dem Druckanschluss zu der Arbeitsanschlussanordnung fließt. Der Messmotor ist betriebsmäßig mit den variablen Blenden verbunden, um sie zurück zu ihrem ursprünglichen Öffnungsgrad zu bringen, der geschlossen oder zu einem minimalen Ausmaß geöffnet sein kann, sobald die notwendige Fluidmenge der Arbeitsanschlussanordnung zugeführt worden ist. Da der Messmotor in einer der Arbeitsstrompfade angeordnet ist, gibt es kein Totband, wenn man von einer Lenkrichtung zur anderen wechselt.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine variable Hauptblende in dem Hauptstrompfad stromauf der variablen ersten linken Blende und der variablen ersten rechten Blende angeordnet. Durch Hinzufügen der Hauptblende ist es möglich, den Strom um die neutrale Position der variablen Blenden in der oben beschriebenen „Brücke“ zu verringern. Ein Ergebnis eines geringeren Versorgungsstroms, der in die Brücke eintritt, ist, dass das allgemeine Druckniveau innerhalb der Brücke abgesenkt wird und deswegen die äußeren Kräfte, die auf die Lenkeinheit wirken, eine größere Einwirkung auf die anderen Teile der Lenkeinheit haben. Dadurch werden die Selbstausrichtfähigkeiten verbessert.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Hauptblende in einer Neutralposition der Lenkeinheit geschlossen. Die Hauptblende kann verwendet werden, um eine Lenkeinheit mit geschlossener Neutralstellung zu realisieren.
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In einer Ausführungsform der Erfindung hat die Hauptblende eine minimale Öffnung in der neutralen Position der Lenkeinheit. In diesem Fall senkt die Hauptblende lediglich den Strom der Hydraulikflüssigkeit um die Neutralposition der variablen Blenden in der Brücke ab.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Tankblende in dem Tankstrompfad angeordnet. Die Tankblende kann verwendet werden, um einen Gegendruck zu erzeugen, um Stabilität zu verbessern. Mit anderen Worten kann der Druck in Arbeitskammern eines Lenkmotors, der mit der Arbeitsanschlussanordnung verbunden ist, auf einem verhältnismäßig hohen Niveau gehalten werden.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Tankblende eine variable Blende. Wenn die Tankblende eine variable Blende ist, ist es ebenfalls möglich, den Widerstand über die zweite variable Blende zu vermindern, wobei die rechte oder linke zweite Blende von der Lenkrichtung abhängt.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine variable dritte linke Blende in dem linken Arbeitsstrompfad angeordnet und eine variable dritte rechte Blende ist in dem rechten Arbeitsstrompfad angeordnet. Dies macht es möglich, eine Lenkeinheit mit geschlossener Neutralstellung in einem System mit offener Mitte zu realisieren. Die dritten Blenden verhindern in einer Neutralposition hohe Drücke in Druckkammern eines Lenkmotors, der mit der Arbeitsanschlussanordnung verbunden ist. In einer Neutralposition sind die Arbeitsstrompfade unterbrochen, so dass die Hydraulikflüssigkeit in dem Arbeitsstrompfad und in den jeweiligen Druckkammern des Lenkmotors eingeschlossen ist.
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In einer Ausführungsform der Erfindung öffnen die variable dritte linke Blende und variable dritte rechte Blende schneller als die variable erste linke Blende und die variable erste rechte Blende. Die dritten Blenden öffnen so schnell wie möglich. Sie werden nur verwendet, um Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsstrompfaden einzuschließen.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nun genauer unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, worin:
- 1 eine schematische Darstellung einer Lenkeinheit zeigt,
- 2 einen Teil einer Lenkeinheit zeigt, die eine zweite Ausführungsform aufweist,
- 3 einen Teil der Lenkeinheit zeigt, die eine dritte Ausführungsform aufweist, und
- 4 den Teil der Lenkeinheit, der eine vierte Ausführungsform aufweist.
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1 zeigt schematisch eine hydraulische Lenkeinheit 1, die eine Versorgungsanschlussanordnung mit einem Druckanschluss P und einem Tankanschluss T aufweist. Weiterhin weist die hydraulische Lenkeinheit 1 eine Arbeitsanschlussanordnung mit einem linken Arbeitsanschluss L und einem rechten Arbeitsanschluss R auf. Die Bezeichnungen „links“ und „rechts“ werden in der folgenden Beschreibung verwendet, um die Erläuterung abzukürzen. Sie sind nicht dafür gedacht, Richtungen im Raum zu definieren.
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Der Druckanschluss P ist mit einem Hauptstrompfad 2 verbunden. Der Tankanschluss T ist mit einem Tankstrompfad 3 verbunden. Der linke Arbeitsanschluss 11 ist mit einem linken Arbeitsstrompfad 4 verbunden und der rechte Arbeitsanschluss R ist mit einem rechten Arbeitsstrompfad 5 verbunden.
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Schematisch gezeigt ist eine Pumpe 6, die mit dem Druckanschluss P verbunden ist, und ein Entlastungsventil 7, das mit einem Tank 8 verbunden ist.
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Der linke Arbeitsstrompfad 4 ist mit dem Tankstrompfad 3 mittels eines Entlastungsventils 9 und mittels eines Rückschlagventils 10 verbunden, das vom Tankstrompfad 3 in eine Richtung zum linken Arbeitsstrompfad 4 öffnet.
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In ähnlicher Weise ist der rechte Arbeitsstrompfad 5 mit dem Tankstrompfad 3 mittels eines Entlastungsventils 11 und mittels eines Rückschlagventils 12 verbunden, das in eine Richtung von dem Tankstrompfad 3 zu dem rechten Arbeitsstrompfad 5 öffnet.
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Ein Rückschlagventil 13 ist im Hauptstrompfad 2 angeordnet und öffnet in eine Richtung weg von dem Druckanschluss P.
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Strom von Hydraulikflüssigkeit von dem Druckanschluss P zu einem der Arbeitsanschlüsse L, R und von dem anderen der Arbeitsanschlüsse R, L zum Tankanschluss T wird mit Hilfe einer Blendenanordnung gesteuert. Die Blendenanordnung ist in Form einer Brücke 14, die eine erste variable linke Blende A2L, die mit dem Hauptstrompfad 2 und dem linken Arbeitsstrompfad 4 verbunden ist, eine variable zweite linke Blende A3L, die mit dem linken Arbeitsstrompfad 4 und mit dem Tankstrompfad 5 verbunden ist, eine variable erste rechte Blende A2R, die mit dem Hauptstrompfad 2 und dem rechten Arbeitsstrompfad 5 verbunden ist, und eine variable zweite rechte Blende A3R, die mit dem rechten Arbeitsstrompfad 5 und dem Tankstrompfad 3 verbunden ist, aufweist.
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Ein Messmotor 15 ist in dem linken Arbeitsstrompfad 4 angeordnet. Er könnte alternativ in dem rechten Arbeitsstrompfad 5 angeordnet sein.
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Wenn beispielsweise der Lenkmotor nach links gelenkt werden sollte, wird die variable erste linke Blende A2L und die variable zweite rechte Blende A3R geöffnet, so dass Hydraulikflüssigkeit von dem Druckanschluss P durch den Hauptstrompfad, die erste linke Blende A2L, den linken Arbeitsstrompfad 4 zu dem Arbeitsanschluss 11 und von dort zu dem Lenkmotor 16 fließen kann, wobei Hydraulikflüssigkeit, die von dem Lenkmotor 16 zurückkommt, in die Lenkeinheit 1 über den rechten Arbeitsanschluss R eintritt und zurück zum Tank 8 über den rechten Arbeitsstrompfad 5 und die zweite rechte Blende A3R fließt.
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Öffnen und Schließen der variablen Blenden kann in vielerlei Weise durchgeführt werden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform weist einen Schieber und eine Hülse auf, wobei der Schieber innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist und die Hülse drehbar innerhalb des Schiebers angeordnet ist. Wenn ein Lenkhandrad betätigt wird, wird der Schieber aus einer neutralen Position relativ zu der Hülse verdreht, um Blenden zu öffnen, die für den erforderlichen Strom notwendig sind. Wenn beispielsweise das Fahrzeug nach links gelenkt werden sollte, wird das Lenkhandrad nach links gedreht und bei dieser Bewegung werden die erste linke Blende A2L und die zweite rechte Blende A3R geöffnet, während die zweite linke Blende A3L und die erste rechte Blende A2R geschlossen werden oder geschlossen bleiben. Der erforderliche Strom läuft durch den Messmotor 15. Der Messmotor 15 ist mit der Schieber-Hülsen-Anordnung verbunden, um den Schieber und die Hülse in ihre ursprüngliche Position zurückzubringen, d.h. ihre Neutralposition. Auf diese Weise ist es möglich, lediglich die Menge von Hydraulikflüssigkeit an den Lenkmotor 16 zu liefern, die benötigt wird.
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Es sollte erwähnt werden, dass nicht nur ein symmetrischer Lenkmotor 16 verwendet werden kann, sondern auch ein asymmetrischer Lenkmotor 16a, der mit gepunkteten Linien dargestellt ist.
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Da der Messmotor 15 in dem linken Arbeitsstrompfad angeordnet ist, fließt Hydraulikflüssigkeit durch den Motor 15 in eine Richtung, wenn Lenkung in eine Richtung durchgeführt wird, und Hydraulikflüssigkeit fließt in die andere Richtung durch den Messmotor 15, wenn Lenkung in die entgegengesetzte Richtung durchgeführt wird. Auf diese Weise wird ein Totband der Lenkeinheit vermieden oder drastisch vermindert.
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Eine zweite Ausführungsform der Brücke 14 ist in 2 gezeigt. In allen Figuren werden dieselben Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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In der in 2 gezeigten Ausführungsform ist eine variable Hauptblende A1 in dem Hauptstrompfad 2 stromauf der variablen ersten linken Blende A2L und der variablen ersten rechten Blende A2R angeordnet. Die Hauptblende A1 ist in einer ersten Ausführungsform in der Neutralposition geschlossen, so dass keine Hydraulikflüssigkeit die variable erste linke Blende A2L und die variable erste rechte Blende A2R erreichen kann. Auf diese Weise kann eine geschlossene Neutralstellung erreicht werden.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Hauptblende A1 einen kleinen permanenten Strom erlauben. Dieser Strom ist jedoch in der Neutralposition minimiert. Ein Ergebnis des niedrigeren Versorgungsstroms, der in die Brücke 14 eintritt, ist, dass das allgemeine Druckniveau innerhalb der Brücke 14 abgesenkt wird und deswegen die äußeren Kräfte, die auf den Lenkmotor 16 wirken, eine größere Einwirkung auf das Lenksystem haben werden, insbesondere den Zahnradsatz des Messmotors 15, wodurch die Selbstrückstellfähigkeiten verbessert werden.
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3 zeigt eine weitere Modifikation der Ausführungsform von 2. In dieser Ausführungsform ist eine Tankblende A10 in dem Tankstrompfad 3 angeordnet.
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Wenn die Tankblende A10 eine feste Blende ist, kann sie verwendet werden, um einen Gegendruck zu erzeugen, der unabhängig ist von dem Öffnungsgrad der ersten und zweiten Blenden in ihren jeweiligen Strompfaden. Wenn ein Schieber-Hülsen-Satz verwendet wird, ist der Gegendruck unabhängig von dem Schieber-Hülsen-Winkel für verbesserte Stabilität.
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Es ist jedoch auch möglich, eine variable Tankblende A10 zu verwenden, um den Widerstand über die variablen zweiten Blenden A3L, A3R zu vermindern und das Notfalllenken zu verbessern.
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4 zeigt eine weitere Modifikation der in 2 gezeigten Ausführungsform. In der Ausführungsform der 4 gibt es eine variable dritte linke Blende A4L, die in dem linken Arbeitspfad 4 angeordnet ist und eine variable dritte rechte Blende A4R ist in dem rechten Arbeitsstrompfad 5 angeordnet. Dies erlaubt die Möglichkeit, einen Satz von Blenden mit geschlossener Neutralstellung in einem System mit offener Mitte zu machen. Insbesondere ist es möglich, wenn ein Schieber und eine Hülse verwendet werden, einen neutral geschlossenen Schieber-Hülsen-Satz zu machen.
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Die variable dritte linke Blende A4L und die variable dritte rechte Blende A4R öffnen schneller als die variable erste linke Blende A2L und die variable erste rechte Blende A2R. Die variablen dritten Blenden werden im Prinzip verwendet, um die Arbeitsstrompfade abzuschneiden und Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsstrompfaden in den jeweiligen Druckkammern des Lenkmotors 16 einzuschließen.
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Es ist natürlich möglich, eine Tankblende A10 ebenfalls in der in 4 gezeigten Ausführungsform zu verwenden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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