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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 erste Brückenanordnung mit variablen Blenden mit einer ersten linken Blende, die mit dem Hauptstrompfad und einem ersten linken Verbindungspunkt am linken Arbeitsstrompfad verbunden ist, einer ersten rechten Blende, die mit dem Hauptstrompfad und einem ersten rechten Verbindungspunkt am rechten Arbeitsstrompfad verbunden ist, einer zweiten linken Blende, die mit dem ersten linken Verbindungspunkt am linken Arbeitsstrompfad und dem Tankstrompfad verbunden ist, und einer zweiten rechten Blende, die mit dem ersten rechten Verbindungspunkt an dem rechten Arbeitsstrompfad und dem Tankstrompfad verbunden ist, aufweist.
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Eine derartige hydraulische Lenkeinheit ist beispielsweise aus
US 4 676 334 A bekannt. Eine derartige Lenkeinheit kann verwendet werden, um ein Fahrzeug zu lenken, d.h. die Laufrichtung von gesteuerten Rädern des Fahrzeugs zu ändern. Die Laufrichtung der gesteuerten Räder wird mithilfe eines Lenkmotors geändert, der mit der Arbeitsanschlussanordnung verbunden ist. Der Lenkmotor wird durch eine hydraulische Flüssigkeit von dem Druckanschluss betätigt, die durch die Brückenanordnung zu den Arbeitsanschlüssen geleitet wird. Grundsätzlich stellt die Brückenanordnung zwei Strömungspfade zur Verfügung. Insbesondere weist der Strömungspfad, um nach links zu steuern, die erste linke Blende und die zweite rechte Blende auf, so dass Hydraulikflüssigkeit von dem Druckanschluss durch die erste linke Blende zum Lenkmotor einerseits fließt und Hydraulikflüssigkeit, die von dem Lenkmotor verdrängt wird, durch den rechten Arbeitsanschluss und durch die zweite rechte Blende zum Tankanschluss zurückfließt.
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Die nachveröffentlichte
DE 10 2017 109 794 A1 zeigt ebenfalls eine hydraulische Lenkeinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, wobei die Lenkeinrichtung eine zweite Brückenanordnung aufweist, die andere Lenkeigenschaften hat als die erste Brückenanordnung, wobei eine Auswahleinrichtung vorgesehen ist, die mindestens eine der Brückenanordnungen zwischen dem Druckanschluss und dem Arbeitsanschluss verbindet.
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Einige mit einer derartigen Lenkeinheit ausgerüstete Fahrzeuge werden unter wechselnden Bedingungen verwendet, beispielsweise auf der Straße und außerhalb der Straße. Um ein komfortables Lenken für den Fahrer zu ermöglichen, ist es wünschenswert, das Lenkverhalten der hydraulischen Lenkeinheit an die verschiedenen Bedingungen anzupassen.
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Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lenkeinheit zu haben, deren Lenkeigenschaften verändert werden können.
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Diese Aufgabe wird bei einer hydraulischen Lenkeinheit der eingangs genannten Art gelöst durch mindestens eine zweite Brückenanordnung mit variablen Blenden mit einer dritten linken Blende, die mit dem Hauptstrompfad und einem zweiten linken Verbindungspunkt am linken Arbeitsstrompfad verbunden ist, einer dritten rechten Blende, die mit dem Hauptstrompfad und einem zweiten rechten Verbindungspunkt am rechten Arbeitsstrompfad verbunden ist, einer vierten linken Blende, die mit dem zweiten linken Verbindungspunkt am linken Arbeitsstrompfad und dem Tankstrompfad verbunden ist, und einer vierten rechten Blende, die mit dem zweiten rechten Verbindungspunkt am rechten Arbeitsstrompfad und dem Tankstrompfad verbunden ist, wobei die erste Brückenanordnung und die zweite Brückenanordnung unterschiedliche Lenkeigenschaften haben, und durch eine Auswahleinrichtung, die zumindest eine der Brückenanordnungen zwischen der Versorgungsanschlussanordnung und der Arbeitsanschlussanordnung verbindet.
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Die beiden Brückenanordnungen sind jeweils in Form einer Wheatstone Brücke, wobei eine Diagonale zwischen dem Hauptstrompfad und dem Tankstrompfad angeordnet ist und die andere Diagonale zwischen den beiden Arbeitsstrompfaden angeordnet ist. Die beiden Brückenanordnungen sind parallel zwischen der Versorgungsanschlussanordnung und der Arbeitsanschlussanordnung angeordnet. Da die Brückenanordnungen unterschiedliche Eigenschaften haben, ist es möglich, das Lenkverhalten der Lenkeinheit durch Auswahl der geeigneten Brückenanordnung zu verändern. Zu diesem Zweck ist die Auswahleinrichtung vorgesehen. Die Auswahleinrichtung kann durch den Fahrer des Fahrzeugs betätigt werden oder automatisch in Abhängigkeit von den Bedingungen, unter denen das Fahrzeug betrieben wird.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wirkt die Auswahleinrichtung gleichzeitig in dem rechten Arbeitsstrompfad und in dem linken Arbeitsstrompfad. Mit anderen Worten werden dieselben Lenkeigenschaften automatisch für beide Lenkrichtungen ausgewählt.
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Erfindungsgemäß hat die Lenkeinrichtung einen gemeinsamen Betätigungssignaleingang für den rechten Arbeitsstrompfad und für den linken Arbeitsstrompfad. Dies ist ein einfacher Weg, um die gleichzeitige Betätigung der Auswahleinrichtung in beiden Arbeitsstrompfaden sicherzustellen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung hat die Auswahleinrichtung einen einzelnen Antrieb. Wenn der Antrieb betrieben wird, betätigt er die Auswahleinrichtung für beide Arbeitsstrompfade zur gleichen Zeit.
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In einer Ausführungsform der Erfindung weist die erste Brückenanordnung eine Reaktions-Eigenschaft auf und die zweite Brückeneigenschaft weist eine Nicht-Reaktions-Eigenschaft auf. Wenn die Auswahleinrichtung die erste Brückenanordnung wählt, fühlt der Fahrer des Fahrzeugs eine Reaktion am Lenkhandrad, wenn die gelenkten Räder von äußeren Kräften belastet werden, beispielsweise wenn das Fahrzeug durch eine Kurve fährt oder wenn ein gelenktes Rad gegen ein Hindernis stößt. Wenn die Auswahleinrichtung die zweite Brückenanordnung wählt, gibt es keine Übertragung dieser äußeren Kräfte auf das Lenkhandrad. Es ist natürlich möglich, andere Einrichtungen anstelle des Lenkhandrades zu verwenden.
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In einer Ausführungsform der Erfindung sind die variablen Blenden der ersten Brückenanordnung in der Neutralposition offen und die variablen Blenden der zweiten Brückenanordnung sind in der Neutralposition geschlossen. Dies ist ein einfacher Weg, um eine Reaktions-Eigenschaft bzw. eine Nicht-Reaktions-Eigenschaft zu erreichen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung richtet die Auswahleinrichtung einen Strömungspfad von der Versorgungsanschlussanordnung durch die zweite Brückenanordnung zu der Arbeitsanschlussanordnung ein oder unterbricht ihn. Auf diese Weise ist es möglich, die beiden Brückenanordnungen parallel zu betreiben oder ausschließlich die erste Brückenanordnung zu betreiben.
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In einer Ausführungsform der Erfindung richtet die Auswahleinrichtung einen Strömungspfad von der Versorgungsanschlussanordnung durch die erste Brückenanordnung zu der Arbeitsanschlussanordnung ein oder unterbricht ihn. Auf diese Weise ist es möglich, die zweite Brückenanordnung auszuwählen oder die beiden Brückenanordnungen parallel zueinander zu betreiben.
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In einer Ausführungsform der Erfindung richtet die Auswahleinrichtung einen Strömungspfad von der Versorgungsanschlussanordnung durch die zweite Brückenanordnung zu der Arbeitsanschlussanordnung ein oder unterbricht ihn und unterbricht oder richtet zur gleichen Zeit einen Strömungspfad von der Versorgungsanschlussanordnung durch die erste Brücke zu der Arbeitsanschlussanordnung ein. In diesem Fall ist es möglich, nur eine der Brückenanordnungen auszuwählen oder die beiden Brückenanordnungen parallel zueinander zu betreiben.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Auswahleinrichtung in Form eines 4/2-Ventils, in Form eines 6/2-Ventils, oder in Form eines 6/3-Ventils. Wenn die Auswahleinrichtung in Form eines 4/2-Ventils ist, ist es möglich, entweder eine einzelne der Brückenanordnungen oder eine Kombination von zwei Brückenanordnungen auszuwählen. Wenn ein 6/2-Ventil verwendet wird, ist es möglich, eine der Brückenanordnungen zu verwenden. Wenn die Auswahleinrichtung in Form eines 4/3-Ventils ist, ist es möglich, die drei Betriebsbedingungen auszuwählen, d.h. nur die erste Brückenanordnung, nur die zweite Brückenanordnung oder die erste Brückenanordnung und die zweite Brückenanordnung parallel zueinander.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nun genauer unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, worin:
- 1 eine erste Ausführungsform einer hydraulischen Lenkeinheit zeigt,
- 2 eine zweite Ausführungsform einer hydraulischen Lenkeinheit zeigt und
- 3 eine dritte Ausführungsform einer hydraulischen Lenkeinheit zeigt.
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In allen Figuren werden dieselben Elemente mit denselben Bezugszeichen benannt.
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1 zeigt schematisch eine hydraulische Lenkeinheit, die eine Versorgungsanschlussanordnung mit einem Druckanschluss P und einem Tankanschluss T aufweist. Der Druckanschluss P ist mit einem Hauptstrompfad 2 verbunden. Der Tankanschluss T ist mit einem Tankstrompfad 3 verbunden.
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Der Druckanschluss P ist mit einer Druckquelle 4 verbunden, die im vorliegenden Fall eine Pumpe 5 und ein Prioritätsventil 6 aufweist.
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Grundsätzlich kann jedoch irgendeine andere Druckquelle verwendet werden.
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Die Lenkeinheit weist weiterhin eine Arbeitsanschlussanordnung mit einem linken Arbeitsanschluss L und einem rechten Arbeitsanschluss R auf. Ein Lenkmotor 7 ist mit den Arbeitsanschlüssen L, R verbunden.
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Der linke Arbeitsanschluss L ist mit einem linken Arbeitsstrompfad 9 verbunden und der rechte Arbeitsanschluss R ist mit einem rechten Arbeitsstrompfad 10 verbunden. Der linke Arbeitsstrompfad 9 ist mit dem Tankstrompfad 3 über ein Rückschlagventil 11, das in eine Richtung zum linken Arbeitsstrompfad 9 hin öffnet, und über ein Druckentlastungsventil 12 verbunden. Der rechte Arbeitsstrom pfad 10 ist mit dem Tankstrompfad 3 über ein Rückschlagventil 13, das in eine Richtung zum rechten Arbeitsstrompfad 10 hin öffnet und über ein Druckentlastungsventil 14 verbunden.
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Eine erste Brückenanordnung 15a, 15b mit variablen Blenden ist mit dem Hauptstrompfad 2 und dem Tankstrompfad 3 verbunden. Weiterhin ist die erste Brückenanordnung 15a, 15b mit dem linken Arbeitsstrompfad 9 und dem rechten Arbeitsstrompfad 10 verbunden.
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Die erste Brückenanordnung 15a, 15b ist in Form einer Wheatstone Brücke, deren eine Diagonale zwischen dem Druckanschluss P und dem Tankanschluss T angeordnet ist und deren andere Diagonale zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen L, R angeordnet ist. Die erste Brückenanordnung 15a, 15b weist eine erste linke Blende A2L, die mit dem Hauptstrompfad 2 und dem linken Arbeitsstrompfad 9 verbunden ist, auf. Die Verbindung zu dem linken Arbeitsstrompfad 9 erfolgt über einen ersten linken Verbindungspunkt 16. Weiterhin weist die erste Brückenanordnung 15a, 15b eine erste rechte Blende A2R auf, die mit dem Hauptstrompfad 2 und dem rechten Arbeitsstrompfad 10 an einem ersten rechten Verbindungspunkt 17 verbunden ist. Die erste Brückenanordnung 15a, 15b weist weiterhin eine zweite linke Blende A3L auf, die mit dem ersten linken Verbindungspunkt 16 und dem Tankstrompfad 3 verbunden ist. Weiterhin weist die erste Brückenanordnung 15a, 15b eine zweite rechte Blende A3R auf, die mit dem ersten rechten Verbindungspunkt 17 und dem Tankstrompfad 3 verbunden ist.
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Alle Blenden der ersten Brückenanordnung 15a, 15b sind variable Blenden, die in Neutralposition offen sind, was durch die kleine Grafik dicht neben den jeweiligen Blenden angezeigt ist.
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Eine Hauptblende A1 ist in dem Hauptstrompfad 2 zwischen dem Druckanschluss P und der ersten Brückenanordnung 15a, 15b angeordnet. Ein Rückschlagventil 18, das in eine Richtung zu der Brückenanordnung 15a, 15b hin öffnet, ist zwischen dem Druckanschluss P und der Hauptblende A1 angeordnet. Die Hauptblende A1 ist ebenfalls eine neutral offene Blende. Eine neutral offene Blende erlaubt einen kleinen Strom von Hydraulikflüssigkeit in einer Neutralposition der Lenkeinheit 1.
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Ein Messmotor 19 ist in dem linken Arbeitsstrompfad 9 angeordnet. Alternativ kann der Messmotor 19 in dem rechten Arbeitsstrompfad 10 angeordnet sein.
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Eine zweite Brückenanordnung 20a, 20b ist im Grunde parallel zu der ersten Brückenanordnung 15a, 15b angeordnet. Die zweite Brückenanordnung 20a, 20b ist ebenfalls in Form einer Wheatstone Brücke. Die eine Diagonale der Wheatstone Brücke ist zwischen dem Versorgungsanschluss P und dem Tankanschluss T verbunden und die andere Diagonale der Brücke ist zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen L, R verbunden.
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Die zweite Brückenanordnung 20a, 20b weist vier variable Blenden A2L', A3L', A2R', A3R' auf, die in Neutralposition geschlossen sind, was durch die kleinen Symbole in der Nähe der Blenden symbolisiert ist. Die Blenden werden dritte und vierte Blenden genannt, um sie von den ersten und zweiten Blenden zu unterscheiden.
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Die dritte linke Blende A2L' ist mit dem Hauptstrompfad 2 und mit dem linken Arbeitsstrompfad 9 verbunden. Die vierte linke Blende A3L' ist mit dem linken Arbeitsstrompfad 9 und dem Tankstrompfad 3 verbunden. Die dritte rechte Blende A2R' ist mit dem Hauptstrompfad 2 und dem rechten Arbeitsstrompfad 10 verbunden. Die vierte rechte Blende A3R' ist mit dem rechten Arbeitsstrompfad 10 und dem Tankstrompfad T verbunden. Somit weist eine erste Hälfte 20a der zweiten Brückenanordnung 20a, 20b einen zweiten linken Verbindungspunkt 21 auf und eine zweite Hälfte 20b der zweiten Brückenanordnung 20a, 20b weist einen zweiten rechten Verbindungspunkt 22 auf.
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Eine Auswahleinrichtung 23 in Form eines 4/2-Ventils ist zwischen der ersten Brückenanordnung 15a, 15b und der Arbeitsanschlussanordnung L, R angeordnet. Mit anderen Worten ist die erste Brückenanordnung 15a, 15b nicht direkt mit dem linken Arbeitsstrompfad 9 und dem rechten Arbeitsstrompfad 10 verbunden, sondern nur über die Auswahleinrichtung 23. Auf der anderen Seite ist die zweite Brückenanordnung 20a, 20b direkt mit dem linken Arbeitsstrompfad 9 und dem rechten Arbeitsstrompfad 10 verbunden.
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Dementsprechend ist es möglich, nur die zweite Brückenanordnung 20a, 20b zum Lenken zu verwenden (in der gezeigten Position der Auswahleinrichtung 23), so dass die Lenkeinheit 1 ein Nicht-Reaktions-Verhalten zeigt. In der Neutralposition der Lenkeinheit 1 sind die Blenden der zweiten Brückenanordnung 20a, 20b geschlossen.
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Wenn der Fahrer ein Lenkverhalten mit Reaktion wünscht, wird die Auswahleinrichtung 23 betätigt, um den ersten linken Verbindungspunkt 16 mit dem linken Arbeitsstrompfad 9 und den ersten rechten Verbindungspunkt 17 mit dem rechten Arbeitsstrompfad 10 zu verbinden. Auf diese Weise gibt es immer, d.h. auch in der Neutralposition der Lenkeinheit, einen offenen Strömungspfad von der Arbeitsanschlussanordnung L, R in eine Richtung zu dem Versorgungsanschluss P.
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Die Blenden A1, A2L, A3L, A2R, A3R, A2L', A3L', A2R', A3R' können beispielsweise in einer Schieber-Hülsen-Anordnung realisiert werden. Die Schieber-Hülsen-Anordnung weist einen Schieber auf, der drehbar in einer Hülse montiert ist. Der Satz von Schieber und Hülse ist drehbar in einem Gehäuse montiert. Ein Lenkhandrad oder dergleichen ist mit dem Schieber oder der Hülse verbunden. Der Messmotor 19 ist mit der Hülse oder dem Schieber verbunden. Wenn das Lenkhandrad betätigt wird, wird der Schieber relativ zu der Hülse verdreht und öffnet einige Blenden und schließt einige andere Blenden. Der Strom, der durch die Brückenanordnungen 15a, 15b, 20a, 20b fließt, treibt den Messmotor 19 an. Der Messmotor 19 stellt den Schieber-Hülsen-Satz zu einer Neutralposition zurück, sobald die notwendige Menge von Flüssigkeit der Arbeitsanschlussanordnung L, R zugeführt worden ist.
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Wenn beispielsweise der Lenkmotor 7 nach links gelenkt werden sollte, werden die erste linke Blende A2L, die dritte linke Blende A2L', die zweite rechte Blende A3R und die vierte rechte Blende A3L' geöffnet und die zweite linke Blende A3L und die vierte linke Blende A3L', die erste rechte Blende A2R und die dritte rechte Blende A2R' werden geschlossen. Wenn die Auswahleinrichtung 23 in der nicht in 1 gezeigten Position ist, fließt Hydraulikflüssigkeit von dem Druckanschluss P durch die erste und dritte linke Blende A2L, A2L', den Messmotor 19 und den linken Arbeitsstrompfad 9 zu dem linken Arbeitsanschluss L. Hydraulikflüssigkeit, die vom Lenkmotor verdrängt wird, tritt in die Lenkeinheit 1 am rechten Arbeitsanschluss R ein und fließt zurück durch den rechten Arbeitsstrompfad 10 und die zweite und vierte rechte Blende A3R, A3R' zu dem Tankstrompfad 3 und von dort zu dem Tankanschluss T.
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Das Öffnungs/Schließ-Verhalten von allen Blenden ist durch Symbole nahe den Blenden dargestellt. Eine vertikale Achse definiert die Neutralposition. Eine geneigte Linie zeigt schematisch einen Öffnungsgrad der jeweiligen Blende.
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Die Verwendung der ersten Brückenanordnung 15a, 15b mit neutral offenen Blenden hat den Vorteil, dass ein Lenken aus der Neutralposition heraus sehr ruckfrei gemacht werden kann. Weiterhin erfährt der Fahrer eine Reaktion am Lenkhandrad. Wenn es gewünscht ist, keine Reaktion zu haben, wird die erste Brückenanordnung 15a, 15b abgeschaltet.
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Es ist natürlich möglich, die Auswahleinrichtung auf andere Weise zu verwenden, d.h. den ersten linken Verbindungspunkt 16 direkt mit dem linken Arbeitsstrompfad 9 und den ersten rechten Verbindungspunkt 17 direkt mit dem rechten Arbeitsstrompfad 10 zu verbinden und die zweite Brückenanordnung 20a, 20b nur über die Auswahleinrichtung 23 mit den jeweiligen Arbeitsstrompfaden 9, 10 zu verbinden. Auf diese Weise (nicht gezeigt) ist es möglich, die beiden Brückenanordnungen 15a, 15b; 20a, 20b zusammen zu verwenden oder nur die erste Brückenanordnung 15a, 15b auszuwählen.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, in der der einzige Unterschied die Auswahleinrichtung 23 und die Verbindung der Auswahleinrichtung 23 und der beiden Brückenanordnungen 15a, 15b; 20a, 20b mit den jeweiligen Arbeitsstrompfaden 9, 10 ist.
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In der zweiten Ausführungsform der hydraulischen Lenkeinheit 1 ist die Auswahleinrichtung 23 ein 6/2-Ventil. Der Eingang dieses Ventils ist mit beiden linken Verbindungspunkten 16, 21 einerseits und mit beiden rechten Verbindungspunkten 17, 22 andererseits verbunden. Der Ausgang des Ventils ist mit den beiden Arbeitsstrompfaden 9, 10 verbunden.
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Die Auswahleinrichtung 23 kann eine der beiden Brückenanordnungen 15a, 15b, 20a, 20b auswählen, d.h. sie kann den ersten linken Verbindungspunkt 16 mit dem linken Arbeitsstrompfad 9 und den ersten rechten Verbindungspunkt 17 mit dem rechten Arbeitsstrompfad 10 verbinden oder sie kann den zweiten linken Verbindungspunkt 21 mit dem linken Arbeitsstrompfad 9 und den zweiten rechten Verbindungspunkt 22 mit dem rechten Arbeitsstrompfad 10 verbinden.
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Bis auf diesen Unterschied entspricht die Lenkeinheit der in 2 gezeigten Ausführungsform der 1.
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3 zeigt eine dritte Ausführungsform, in der die Auswahleinrichtung 23 wiederum eine unterschiedliche Form hat.
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Die Auswahleinrichtung 23 nach der in 3 gezeigten Ausführungsform hat denselben Eingang und denselben Ausgang wie die in 2 gezeigte Ausführungsform. Es gibt jedoch drei Möglichkeiten, auszuwählen, welche der Brückenanordnungen 15a, 15b; 20a, 20b zum Lenken verwendet wird.
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Eine erste Möglichkeit ist der in 1 gezeigte Schaltzustand der Auswahleinrichtung 23. In dieser Möglichkeit werden beide Brückenanordnungen 15a, 15b; 20a, 20b verwendet. Ein zweiter Schaltzustand der Auswahleinrichtung 23 verbindet nur die zweite Brückenanordnung 20a, 20b mit den jeweiligen Arbeitsstrompfaden 9, 10. In einem dritten Schaltzustand verbindet die Auswahleinrichtung 23 nur die erste Brückenanordnung 15a, 15b mit den Arbeitsstrompfaden 9, 10.
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In allen Ausführungsformen wirkt die Auswahleinrichtung 23 gleichzeitig in dem rechten Arbeitsstrompfad 10 und in dem linken Arbeitsstrompfad 9, d.h. das Lenkverhalten für die Lenkrichtungen ist dasselbe.
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Dies kann beispielsweise durch Verwendung eines gemeinsamen Antriebs 24 für die Auswahleinrichtung 23 realisiert werden oder zumindest durch Verwenden eines gemeinsamen Betätigungssignaleingangs für den Teil der Auswahleinrichtung 23, der in dem linken Arbeitsstrompfad 9 wirkt, und den Teil der Auswahleinrichtung 23, der in dem rechten Arbeitsstrompfad 10 wirkt. Die einfachste Weise, um dies zu realisieren, ist die gezeigte Weise, d.h. die Auswahleinrichtung hat einen einzelnen Antrieb 25 und ist in Form eines einzelnen Ventils, das in Form eines 4/2-Ventils (1), eines 6/2-Ventils (2) oder eines 6/3-Ventils (3) ist.
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Es ist natürlich möglich, mehr als die beiden gezeigten Brückenanordnungen 15a, 15b; 20a, 20b zu verwenden.
