DE102018124912A1 - Hydraulische Lenkeinrichtung mit Übersetzungsänderung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Patentanmeldung betrifft eine hydraulische Lenkeinrichtung mit Übersetzungsänderung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
- Hydraulische Lenkeinrichtungen der gattungsgemäßen Art sind bekannt.
-
EP 1 212 231 B1 offenbart eine hydraulische Lenkeinrichtung mit zwei oder mehr Dosierpumpen (Orbitverdränger), die hydraulisch parallel zueinander geschaltet sind. Zwischen jeweils zwei benachbarten Orbitverdrängern ist eine Schalteinheit vorgesehen, mittels der zwischen einem Servobetrieb, bei dem sich die Fördervolumen der Orbitverdränger addieren, und einem Notlenkbetrieb mit dem Fördervolumen nur durch den ersten Orbitverdränger, umgeschaltet wird. - Für den Servobetrieb muss eine Druckdifferenz zwischen einem Pumpen- und einem Ablaufanschluss des Schaltventils größer sein als ein Schaltdruck einer Druckfeder des federbelasteten Schaltventils. Dies ist unabhängig vom Druck in mit einem Lenkzylinder verbundenen Zylinderanschlüssen der hydraulischen Lenkeinrichtung.
- Bei dem Notlenkbetrieb muss die Druckdifferenz zwischen dem Pumpenanschluss und dem Ablaufanschluss kleiner sein als der Schaltdruck der Druckfeder.
- Für den Fall, dass bei einem Teilausfall einer Ölversorgung der hydraulischen Lenkeinrichtung die Druckdifferenz zwischen dem Pumpenanschluss und dem Ablaufanschluss größer ist als der Schaltdruck der Druckfeder, erfolgt kein Umschalten auf das kleinere Fördervolumen. Da beide Orbitverdränger fördern, ist ein höheres Drehmoment erforderlich. Dies ist dann der Fall, wenn die Versorgungspumpe z. B. wegen eines Defektes einen zu geringen Ölstrom bereitstellt oder zu wenig Druck aufbauen kann.
- Der Nachteil der bekannten Lösung bei hydraulischen Lenkeinrichtungen mit zwei oder mehr Orbitverdrängern besteht also darin, dass bei einem Teilausfall der Ölstromversorgung der an der Lenkeinrichtung anliegende Eingangsdruck die Rückstellkraft der Druckfeder des Schaltventils übersteigen kann und somit ein Umschalten auf das kleinere Fördervolumen (Notbetrieb) des ersten Orbitverdrängers verhindert wird. Dies kann beispielsweise zu stark erhöhten Betätigungskräften bei einem Notlenkbetrieb führen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Lenkeinrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der diese Nachteile vermieden werden.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine hydraulische Lenkeinrichtung mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
- Dadurch, dass eine Seite der Schaltventile über eine Druckleitung mit dem Steuerventil verbunden ist, diese Druckleitung bei einer Lenkbewegung mit dem Druck im jeweiligen Zylinderanschluss belastet und bei Stopp der Lenkbewegung zu einem Ablaufanschluss hin entlastet wird, ist es vorteilhaft möglich, den Druck im Zulaufanschluss der Lenkeinrichtung und den Druck in den Zylinderanschlüssen miteinander zu vergleichen und die Kammern der Dosierpumpe miteinander zu verbinden oder zu trennen.
- In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist ein zusätzliches Schaltventil, das als Zweistellungs-Ventil ausgebildet ist, vorgesehen. Ein Steueranschluss des Schaltventils ist mit einem Zulaufanschluss der Lenkeinrichtung verbunden. Ein erster Druckraum auf einer Seite des Schaltventils ist über eine Druckleitung mit dem Steuerventil verbunden. Ein zweiter Druckraum auf der anderen Seite des Schaltventils ist über eine Druckleitung mit einem Steueranschluss des Schaltventils zwischen den Dosierpumpen verbunden. Der zweite Druckraum des Schaltventils ist über eine Ablaufleitung mit einem Ablaufanschluss der Lenkeinrichtung verbunden. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass die Umschaltung der Lenkeinrichtung zwischen Servobetrieb und Notlenkbetrieb nicht mehr abhängig ist von der Druckdifferenz zwischen dem Zulaufanschluss und dem Ablaufanschluss der Lenkeinrichtung. Die Umschaltung ist nunmehr abhängig von einer Druckdifferenz zwischen dem Zulaufanschluss und dem jeweiligen Zylinderanschluss.
- Hiermit wird sichergestellt, dass bei hydraulischen Lenkeinrichtungen mit zwei oder mehr Orbitverdrängern nicht nur bei einem Totalausfall sondern auch bei einem Teilausfall der Ölstromversorgung unabhängig vom Druck am Zulaufanschluss der Lenkeinrichtung bei Bedarf auf den ersten Orbitverdränger umgeschaltet werden kann. Somit ist ein Lenken mit niedrigen Betätigungskräften möglich.
- Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in Unteransprüchen genannten Merkmalen.
- Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung; -
2 eine Schnittdarstellung durch eine Lenkeinrichtung -
3 eine schematische Ansicht von Teilen der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung -
4 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels und -
5 eine schematische Ansicht von Teilen des weiteren Ausführungsbeispiels - Zunächst wird Bezug genommen auf die
1 bis3 . - Der hydraulische Lenkkreislauf besteht im Wesentlichen aus einer nicht dargestellten Versorgungspumpe, einer Lenkeinrichtung
1 , einem auf die Fahrzeugräder wirkenden Stellzylinder sowie einem Tank, die ebenfalls nicht dargestellt sind. - Die Lenkeinrichtung
1 besitzt einen Zulaufanschluss2 , der mit der Versorgungspumpe in Verbindung steht, einen mit dem Tank verbundenen Ablaufanschluss3 und zwei Zylinderanschlüssen4 und5 , die mit dem Stellzylinder und somit mit den zu lenkenden Rädern in Wirkverbindung stehen. - Hauptelemente der Lenkeinrichtung
1 sind ein Steuerventil6 und ein oder mehrere nach dem Orbitprinzip arbeitende Dosierpumpen7 ,7' mit je einem Außenring8 mit beispielsweise sieben und einem Läuferzahnrad9 mit dann sechs Zähnen. - Das Steuerventil
6 ist in einem Gehäuse10 eingepasst und besitzt einen inneren, von einem Lenkrad11 ansteuerbaren Steuerkolben12 und eine äußere, mit dem Rotor der Dosierpumpe7 ,7' mechanisch verbundene Steuerhülse13 . Der Steuerkolben12 und Steuerhülse13 sind konzentrisch zueinander angeordnet und in einem begrenzten Umfang und gegen die Kraft einer Feder drehbar. - Das Steuerventil
6 besitzt sechs gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete, parallel wirkende Zulaufleitungen14 , die einerseits zum Zulaufanschluss2 und andererseits über sieben Kommutatorbohrungen15 zur Eingangsseite der ersten Dosierpumpe7 Verbindung haben. Diese Kommutatorbohrungen15 verbinden gleichzeitig die erste Dosierpumpe7 über die Zulaufleitung14' , das Steuerventil6 mit einem der Zylinderanschlüsse4 oder5 mit dem Lenkzylinder für die Räder. - Die erste Dosierpumpe
7 ist über sieben Kammerleitungen16 ,16' und unter Zwischenschaltung einer Schalteinheit17 mit einer nächstliegenden zweiten Dosierpumpe7' parallelgeschaltet. - Der jeweils andere Zylinderanschluss
5 oder4 ist dabei gleichzeitig über das Steuerventil6 und eine Ablaufleitung18 mit dem Ablaufanschluss3 und somit mit dem Tank verbunden. - Die Schalteinheit
17 umfasst insgesamt sieben Schaltventile19 , die jeweils in einer der sieben Kammerleitungen16 ,16' angeordnet sind. - Jedes Schaltventil
19 ist als Zweistellungs-Ventil ausgebildet und besitzt einen Zulaufanschluss für eine, von einer vorangegangenen Dosierpumpe7 kommenden Kammerleitung16 , und einen Ablaufanschluss für eine, zu einer benachbarten Dosierpumpe7' führenden Kammerleitung16' . Über eine Rücklaufleitung18 besteht Verbindung zum Rücklaufanschluss3 der Lenkeinrichtung und somit zum Tank. - Wie
3 näher zeigt, ist der Ventilschieber32 auf der einen Seite über die Druckleitung23 mit dem Zulaufanschluss2 der Lenkeinrichtung verbunden und wird auf der anderen Seite bei einer Lenkbewegung über eine Druckleitung46 vom Druck am jeweiligen Zylinderanschluss4 ,5 belastet. Im Servobetrieb nimmt das Schaltventil19 die EndstellungC ein. Wenn der Druck im Zylinderanschluss4 ,5 den Eingangsdruck übersteigt, schaltet das Ventil von der EndstellungC in die EndstellungD (in3 dargestellt). Dadurch wird die Verbindung von der ersten Dosierpumpe7 zur zweiten Dosierpumpe7' gesperrt und die Verbindung der zweiten Dosierpumpe7' zum Ablaufanschluss3 geöffnet. So fördert nur die erste Dosierpumpe7 zum Zylinderanschluss4 ,5 . - Optional kann vorgesehen sein, dass dem Ventilschieber
32 eine Druckfeder33 zugeordnet ist, die zusätzlich zu dem Schaltdruck der jeweiligen Zylinderanschlüsse4 ,5 auf den Ventilschieber32 wirken kann. - Als weitere Ausführungsvariante (
4 und5 ) ist ein zusätzliches Schaltventil43 vorgesehen, das als Zweistellungs-Ventil ausgebildet ist. Dieses wird auf der einen Seite über eine Druckleitung48 vom Druck im jeweiligen Zylinderanschluss4 ,5 belastet und verbindet in einer EndstellungA auf der anderen Seite über die Druckleitung23 und die Druckleitung45 den Zulaufanschluss2 der Lenkeinrichtung1 mit der federabgewandten Seite des Ventilschiebers32 des Schaltventils19 . In der anderen EndstellungB (in5 gezeigt) wird die Verbindung vom Eingangsdruck der Lenkeinrichtung1 zur federabgewandten Seite des Ventilschiebers32 des Schaltventils19 gesperrt und eine Verbindung von dort über die Rücklaufleitung18 zum Ablaufanschluss3 geöffnet. - Im Servobetrieb wird der Eingangsdruck über die Druckleitung
23 auf eine Seite des Schaltventils43 übertragen, wodurch der Ventilschieber44 die EndstellungA einnimmt und so über die Druckleitung45 den Eingangsdruck auf die federabgewandte Seite des Ventilschiebers32 des Schaltventils19 überträgt. Dieser schaltet daraufhin von EndstellungD in die EndstellungC , so dass alle Dosierpumpen7 ,7' miteinander verbunden sind. - Übersteigt der Druck am Zylinderanschluss
4 ,5 den Eingangsdruck am Schaltventil43 , geht das Schaltventil43 in die EndstellungB . Hierdurch wird die Verbindung zwischen der Druckleitung23 und der Druckleitung45 auf die federabgewandte Seite des Ventilschiebers32 des Steuerventils19 unterbrochen und eine Verbindung von dort zum Ablaufanschluss3 geöffnet. Durch die Verbindung der federbelasteten Seite des Ventilschiebers32 zum Ablaufanschluss3 wird der Ventilschieber32 hierdurch druckausgeglichen und durch die Druckfeder33 in die Endstellung für den Notlenkbetrieb gedrückt. - Hierdurch wird erreicht, dass die Umschaltung zwischen Servobetrieb und Notlenkbetrieb abhängig ist von der Druckdifferenz zwischen dem Zulaufanschluss
2 und dem jeweiligen Zylinderanschluss4 ,5 . - Optional kann vorgesehen sein, dass dem Ventilschieber
44 eine Druckfeder zugeordnet ist, die zusätzlich zu dem Schaltdruck der jeweiligen Zylinderanschlüsse4 ,5 auf den Ventilschieber44 wirken kann. - Die Schaltventile
19 der Schalteinheit17 zwischen den beiden Verdrängeranschlüssen und dem Ablaufanschluss3 können eine negative Überdeckung aufweisen. Hierdurch wird eine mechanische Belastung der Zahnwelle29 verhindert. - Um durch den dabei vorhandenen Kurzschluss den kurzzeitigen Ausfall des Fördervolumens zu verhindern, können für die Ventilschieber
32 der Schaltventile19 Druckfedern33 mit unterschiedlichen Federkräften verwendet werden. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Lenkeinrichtung
- 2
- Zulaufanschluss
- 3
- Rück- bzw. Ablaufanschluss
- 4
- Zylinderanschluss
- 5
- Zylinderanschluss
- 6
- Steuerventil
- 7, 7'
- Dosierpumpe
- 8
- Außenring
- 9
- Läuferzahnrad
- 10
- Gehäuse
- 11
- Lenkrad
- 12
- Steuerkolben
- 13
- Steuerhülse
- 14, 14'
- Zulaufleitung
- 15
- Kommutatorbohrung
- 16, 16'
- Kammerleitung
- 17
- Schalteinheit
- 18
- Rück- bzw. Ablaufleitung
- 19
- Schaltventil
- 23
- Druckleitung
- 29
- Zahnwelle
- 32
- Ventilschieber
- 33
- Druckfeder
- 43
- Schaltventil
- 44
- Ventilschieber
- 45
- Druckleitung
- 46
- Druckleitung
- 48
- Druckleitung
- A
- Endstellung
- B
- Endstellung
- C
- Endstellung
- D
- Endstellung
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 1212231 B1 [0003]
Claims (5)
- Hydraulische Lenkeinrichtung (1) umfassend - ein drehbar gelagertes Steuerventil (6) mit einem inneren, von einem Lenkrad (11) ansteuerbaren Steuerkolben (12) und mit einer äußeren Steuerhülse (13), wobei der Steuerkolben (12) und die Steuerhülse (13) im begrenzten Umfang und gegen die Kraft einer Feder relativ verdrehbar ausgeführt sind; - ein Verdrängersystem mit mehr als einer Dosierpumpe (7, 7'), wobei jede Dosierpumpe (7, 7') einen Außenring (8) mit inneren Zähnen und ein Läuferzahnrad (9) mit äußeren Zähnen aufweist, die zwischen sich volumenveränderliche Kammern ausbilden, wobei - das Steuerventil (6) über die Steuerhülse (13) mechanisch mit dem Läuferzahnrad der ersten Dosierpumpe (7) und über Kommutatorbohrungen (15) hydraulisch mit den Kammern der ersten Dosierpumpe (7) verbunden ist, - die Läuferzahnräder (9) der benachbarten Dosierpumpe (7, 7') über jeweils eine Zahnwelle (29) mechanisch verbunden sind und - die Kammern der ersten Dosierpumpe (7) mit den Kammern der nächsten Dosierpumpe (7') hydraulisch parallelgeschaltet sind und die Kammern der nächsten Dosierpumpe (7') von den Kammern der ersten Dosierpumpe (7) über ein oder mehrere Schaltventile (19) trennbar und zu einer Rücklaufleitung (18) verbindbar ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Seite der Schaltventile (19) über eine Druckleitung (46, 48) mit dem Steuerventil (6) verbunden ist und diese Druckleitung (46, 48) bei einer Lenkbewegung mit dem Druck im jeweiligen Zylinderanschluss (4, 5) belastet wird, und die andere Seite der Schaltventile (19) mit einem Zulaufanschluss (2) der Lenkeinrichtung (1) verbunden ist.
- Hydraulische Lenkeinrichtung nach
Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass - die Druckleitung (46, 48) bei Stopp der Lenkbewegung zu einem Ablaufanschluss (3) hin entlastet wird. - Hydraulische Lenkeinrichtung nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass - ein zusätzliches Schaltventil (43), das als Zweistellungs-Ventil ausgebildet ist, vorgesehen ist, - ein Steueranschluss (23) des Schaltventils (43) mit einem Zulaufanschluss (2) der Lenkeinrichtung (1) verbunden ist, - ein erster Druckraum auf der einen Seite des Schaltventils (43) über die Druckleitung (48) mit dem Steuerventil (6) verbunden ist, - ein zweiter Druckraum auf der anderen Seite des Schaltventils (43) über eine Druckleitung (45) mit einem Steueranschluss des Schaltventils (19) zwischen den Dosierpumpen (7, 7') verbindbar ist, - der zweite Druckraum des Schaltventils (43) über eine Ablaufleitung (18) mit einem Ablaufanschluss (3) der Lenkeinrichtung (1) verbunden ist. - Hydraulische Lenkeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Schaltventile (19) der Schalteinheit (17) zwischen den Verdrängeranschlüssen und dem Ablaufanschluss (3) eine negative Überdeckung aufweisen.
- Hydraulische Lenkeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - Druckfedern (33) der Schaltventile (19) einer Schalteinheit (17) unterschiedliche Federkräfte aufweisen.
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