-
Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Lenkanlage mit Stromverstärkung,
insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer motorgetriebenen Servopumpe, einer durch
das Lenkhandrad antreibbaren Steuerpumpe, einer in Abhängigkeit von der Lenkbewegung
hydraulisch betätigbaren Steuereinrichtung, einem oder mehreren Servomotoren, mit
einem die Steuerpumpe umgehenden Hauptstromkreis und mit einem die Steuerpumpe einschließenden
Nebenstromkreis, wobei beide Kreise steuerbare Drosseln aufweisen.
-
Durch die Aufteilung des Hydrauliksystems einer Servolenkanlage ,in
einen die Steuerpumpe umgehenden Hauptstromkreis und in einen die Steuerpumpe einschließenden
Nebenstromkreis-- wird eine sogenannte Stromverstärkung erreicht, deren Zweck es
ist, daß kleinere Steuerpumpen in einer einzigeä Größe für unterschiedliche Anforderungen
verwendbar sind und daß bei Ausfall der Servopumpe auch schwere Fahrzeuge noch mit
Handkraft gelenkt werden können. Wesentlich für eine solche Anlage mit Stromverstärkung
ist die Erzielung eines konstanten Stromverhältnisses bei unterschiedlichen Lenkgeschwindigkeiten.
Bei einer bekannten Lenkeinrichtung dieser Art ist diese Voraussetzung nicht erfüllt,
weil bei den hier verwendeten, nicht steuerbaren Drosseln mit Rücksicht auf ein
vertretbares Druckgefälle bei hoher Lenkgeschwindigkeit eine gewisse Mindestöffnung
vorhanden sein muß, so daß das Druckgefälle bei langsamer Lenkbewegung zwangläufig
sehr gering und das Einsetzen der Stromverstärkung unsicher wird.
-
Bei einer anderen bekannten Lenkeinrichtüng-dieser Art sind steuerbare
-Drosseln-mit linearer Kennlinie vorhanden. Eine unter allen Betriebsbedingungen
gleichbleibende Stromverstärkung ist jedoch nur gewährleistet, wenn das Druckgefälle
an der Nebenstromdrossel stets gleich dem Druckgefälle an der Hauptstromdrossel
ist: Um diese Voraussetzung für eine konstante Stromverstärkung zu erreichen, sind
bei dieser Lenkeinrichtung außer den an sich bekannten steuerbaren Drosseln
-umständliche weitere Einrichtungen vorhanden. So'bedarf es für die Gleichhaltung
der Zulaufdrücke für Haupt- und Nebenstromdrosseln unter anderem eines verstellbaren
Ventils, das über eine besondere Schaltventileinrichtung gesteuert wird. Ferner
muß der Steuerstrom durch die Hauptstrom- und die Nebenstromdrossel fließen. Schließlich
muß bei Ausfall der Servopumpe der nunmehr von der Steuerpumpe druckbeaufschlagte
Arbeitsstrom die Nebenstromdrossel passieren, was eine zusätzliche Belastung bedeutet.
Außerdem treten Schwierigkeiten auf, wenn an die Servopumpe eine Arbeitshydraulik
angeschlossen ist, da, wie angegeben wird, solche Einrichtungen den Ausgangsdruck
der Servopumpe in unzulässigem Maße verringern können.
-
Daraus ergibt sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung,
eine einfach aufgebaute, funktionssichere und preiswert herzustellende hydraulische
Servolenkanlage mit konstanter Stromverstärkung zu schaffen, die ohne besondere
Kosten auf spezielle Bedürfnisse umstellbar ist und bei Ausfall der Servopumpe noch
mit Sicherheit von Hand lenkbar ist.
-
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß in.
der Steuereinrichtung für jede Drehrichtung der Steuerpumpe ein als Druckwaage in
Abhängigkeit von dem an der Steuerpumpe erzeugten Differenzdruck wirkendes Steuerventil
vorgesehen ist, dessen Kolben in Neutralstellung am Boden der Ventilbohrung unter
Federkraft anliegt und jeweils eine über ihren Differenzdruck steuerbare Hauptstromdrossel
und eine über ihren Differenzdruck steuerbare Nebenstromdrossel mit jeweils verhältnisgleicher
Durchflußkennlinie und mit einem der Nebenstromdrossel nachgeschalteten Ausgleichsventil
aufweist.
-
Dadurch werden im Steuerventilgehäuse von dem aus der Steuerpumpe
gelieferten Gesamtstrom ein über die Steuerpuppe fließender Nebenstrom und ein die
Steuerpumpe.-umgehender Hauptstrom abgezweigt und wieder zu einem den Servomotor
beaufschlagenden Arbeitsstrom vereinigt, deren Stromverhältnis von der Lenkgeschwindigkeit
unabhängig ist. Der Stromverstärkungsfaktor selbst hängt dabei nur vom Verhältnis
der den Ringspalt von Hauptstrom-und Nebenstromdrosseln bestimmenden Kegelhöhen
ab.
-
Die Erfindung besteht ferner darin, daß entsprechende Ringnuten der
beiden Steuerventile über Kanäle derart miteinander verbunden sind, daß bei einem
Lenkvorgang immer nur eines der beiden Steuerventile der Lenkrichtung entsprechend
in Aktion tritt und das andere in fester Anlage am Ventilgehäuse verbleibt. Hierbei
ist das Druckgefälle an Hauptstrom- und Nebenstromdrossel des aufgesteuerten Steuerventils
gleich - groß, während das Druckgefälle an dem der Nebenstromdrossel nachgeschalteten
Ausgleichsventil dem Differenzdruck an der Steuerpumpe gleichkommt, der den als
Druckwaage arbeitenden Kolben des Steuerventils gegen die Kraft der Kolbenfeder
verstellt. Durch die gegenläufige Anordnung von Hauptstrom- und Nebenstromdrosseln
innerhalb des Steuerventilkolbens ist die Gleichheit des Zulaufdruckes für beide
Drosseln ohne umständliche Einrichtungen von vornherein gewährleistet, während das
der Nebenstromdrossel nachgeschaltete Ausgleichsventil stets ein dem Differenzdruck
an der Steuerpumpe entsprechendes Druckgefälle aufweist. Da die Aufsteuerung der
Nebenstrom- und Hauptstromdrosseln- über das gleiche Druckgefälle erfolgt, erübrigt
sich eine mechanische Verbindung zwischen beiden und eine besondere Einstellvorrichtung.
Die Trennung von Hauptstrom und Nebenstrom vor den beiden Drosseln bewirkt, daß
der Nebenstrom nur eine einzige Drosselstelle durchfließen muß. Schließlich braucht
bei Ausfall der Servopumpe der von der Steuerpumpe druckbeaufschlagte, als Arbeitsstrom
wirkende Nebenstrom überhaupt keine Drossel passieren.
-
Die Wirkungsweise der Erfindung und weitere Einzelheiten sind an Hand
des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung
zeigt in F i g. 1 eine schematische überlicht der hydraulischen Lenkanlage mit einem
Querschnitt durch die Steuerventileinrichtung bei neutraler Lenkstellung, in F i
g. 2 eine schematische überlicht der Lenkanlage bei einem Lenkvorgang und in F i
g. 3 das gleiche wie in F i g. 2, jedoch mit einer Zuschalteinrichtung.
-
Die hydraulische Lenkanlage besteht aus einer durch das Lenkhandrad
antreibbaren Steuerpumpe 1,
einer Servopumpe 2, einem Steuerventilgehäuse
3 mit zwei Steuerventilen 4 und 5, einem Servomotor 6, einem Ölbehälter 7, zwei
Nachsaugventilen 8 und 8' und einer in F i g. 3 gezeigten Zuschalteinrichtung 9.
Die
Steuerpumpe 1 ist über zwei Steuerleitungen 10 und 11 mit dem Steuerventilgehäuse
3 verbunden. Von der Servopumpe 2 führt eine Druckleitung 20 zum Steuerventilgehäuse
3. Vom Steuerventil 4 führt eine Leitung 60, vom Steuerventil 5 eine Leitung 61
zum Servomotor 6, der aus einem linken Druckraum 62, einem Arbeitskolben 63 mit
Kolbenstange 63' und einem rechten Druckraum 64 besteht.
-
Vom Steuerventil 5 führt eine Rücklaufleitung 70
zum Ölbehälter
7 bzw. zur Servopumpe 2 zurück. Das Nachsaugventil8 ist über einen Kanal
80 mit der Steuerleitung 10 und mit der Rücklaufleitung 70, das Nachsaugventil
8' mittels eines Kanals 81 mit der Steuerleitung 11 und mit der Rücklaufleitung
70 verbunden.
-
Die Zuschalteinrichtung 9 besteht aus einer Zuschaltleitung 90 mit
einem Zuschalthahn 91 und zwei Zuschaltventilen 92 und 92'.
-
Das Steuerventil 4 besteht aus einem Ventilkolben 41 mit einem Kolbenboden
41', einer Hauptstromdrossel 42 mit Ventilkegel 421, Drosselfeder 422 und Führungsstift
423, einer Nebenstromdrossel 43 mit Ventilkegel 431, Drosselfeder 432 und Führungsstift
433, einem Ausgleichsventil 44 mit Ventilkegel 441, Rückhaltefeder 442 und Führungsstift
443 und aus einer Kolbenfeder 45.
-
Das Steuerventil 5 besteht aus einem Ventilkolben 51 mit einem Kolbenboden
51', einer Hauptstromdrossel 52 mit Ventilkegel 521, Drosselfeder 522 und Führungsstift
523, einer Nebenstromdrossel 53 mit Ventilkegel 531, Drosselfeder 532 und Führungsstift
533, einem Ausgleichsventil 54 mit Ventilkegel 541, Rückhaltefeder 542 und Führungsstift
543 und aus einer Kolbenfeder 55.
-
Im Steuerventilgehäuse 3 sind sieben Ringnuten 31, 32, 33, 34, 35,
36 und 37 in einer Ventilbohrung 38 angeordnet, die einen Verschluß 39 aufweist.
In der Ventilbohrung 38 wird der Ventilkolben 41 von der sich am Verschluß 39 abstützenden
Kolbenfeder 45 in Anlage gehalten. Der Ventilkolben 41 weist zwei Kolbennuten 411
und 412 auf, ferner eine axiale Kolbenbohrung 413, eine radiale Zulaufbohrung 414
und zwei weitere radiale Bohrungen 415 und 416. Von der Zulaufbohrung 414 ausgehend
gelangt das Druckmittel zu der axial und gegenläufig angeordneten Hauptstromdrossel
42 und Nebenstromdrossel 43. Das Ausgleichsventil 44 ist in Reihe hinter der Nebenstromdrossel
43 angeordnet. Sein Ventilkegel 441 wird von der sich am Verschluß 39 abstützenden
Rückhaltefeder 442 in Anlage am Ventilsitz gehalten.
-
Analog dazu sind im Steuerventilgehäuse 3 sieben weitere Ringnuten
31', 32', 33', 34', 35', 36' und 37' in einer Ventilbohrung 38' angeordnet, die
einen Verschluß 39' aufweist. In der Ventilbohrung 38' wird der Ventilkolben 51
von der sich am Verschluß 39' abstützenden Kolbenfeder 55 in Anlage gehalten. Der
Ventilkolben 51 weist zwei Kolbennuten 511 und 512 auf, ferner eine axiale Kolbenbohrung
513, eine radiale Zulaufbohrung 514 und zwei weitere radiale Bohrungen 515 und 516.
Von der Zulaufbohrung 514 ausgehend, gelangt das Druckmittel zu der axial und gegenläufig
angeordneten Hauptstromdrossel52 und Nebenstromdrossel 53. Das Ausgleichsventil
54 ist in Reihe hinter der Nebenstromdrosse153 angeordnet. Sein Ventilkegel 541
wird von der sich am Verschluß 39' abstützenden Rückhaltefeder 542 in Anlage am
Ventilsitz gehalten.
-
Die hydraulische Verbindung zwischen den beiden Steuerventilen 4 und
5 wird durch fünf im Steuerventilgehäuse 3 angeordnete Kanäle 31", 32", 34",, 36"
und 37" hergestellt. Dabei verbindet der Kanal 31" die Ringnut 31 mit der Ringnut
31', der Kanal 32" die Ringnut 32 mit der Ringnut 32', der Kanal 34" die Ringnut
34 mit der Ringnut 33', der Kanal 36" die Ringnut 36 mit der Ringnut 36' und der
Kanal 37" die Ringnut 37 mit der Ringnut 37'.
-
Ferner ist die Druckleitung 20 an die Ringnut 35, die Rücklaufleitung
70 an die Ringnut 34', die Leitung 60 an die Ringnut 33, die Leitung 61 an die,
Ringnut 35' und die Steuerleitung 10 bzw. 11 an den Kanal 31" bzw. 37" angeschlossen.
-
Kleine Pfeile in der Zeichnung geben die Strömungsrichtung des Druckmittels
an.
-
Bei Neutralstellung der Lenkeinrichtung, d. h. wenn keine Drehbewegung
am Lenkhandrad erfolgt, wird der Ventilkolben 41 bzw. 51 mittels der Kolbenfeder
45 bzw. 55 am Boden der Ventilbohrung 38 bzw. 38' gehalten. Dann fördert die Servopumpe
2 das Druckmittel über die Zulaufleitung 20 in die Ringnut 35, von wo das Öl über
die offenen Steuerkanten der Kolbennut 412 in die Ringnut 34 gelangt. Von hier fließt
das Druckmittel über den Kanal 34", die Ringnut 33', die Kolbennut 512, die Ringnut
34' und die Rücklaufleitung 70 in den Ölbehälter 7, von wo das Druckmittel zur Saugseite
der Servopumpe 2 gelangt.
-
Da in diesem Druckrnittelkreislauf (F i g. 1) keine Widerstände auftreten,
findet auch kein Druckaufbau durch die Servopumpe 2 statt, vielmehr fließt
das Öl nahezu drucklos durch dieses Leerlaufsystem, von dem die übrigen Teile des
Hydrauliksystems wie die Steuerpumpe 1 und der Servomotor 6 hydraulisch getrennt
sind, solange keine Lenkbewegung erfolgt.
-
Sobald aber durch Drehen am Lenkhandrad eine Lenkbewegung eingeleitet
wird (F i g. 2), erzeugt die mit dem Lenkhandrad -verbundene Steuerpumpe 1 einen
Differenzdruck, der je nach Lenkrichtung einen der beiden Ventilkolben 41 oder 51
verstellt. Wird beispielsweise in eine solche Richtung gelenkt, daß in der linken
Steuerleitung 10 ein höherer Druck als in der rechten Steuerleitung 11 entsteht,
so wird diese Druckdifferenz auch im Kanal 31" und im Kanal 37". wirksam. Dadurch
ist im äußersten linken Teil der Ventilbohrung 38 bzw. 38' ein höherer Druck vorhanden
als in deren äußersten rechten Teil, so daß in diesem Falle der Ventilkolben 51
nach rechts gegen die Kraft der Kolbenfeder 55 verstellt wird, während der Ventilkolben
41 mit dem Kolbenboden 41'
seine Anlage am Gehäuse 3 beibehält. Der
Ventilkolben 51 wirkt wegen des auf ihn einwirkenden, an der Steuerpumpe
1 erzeugten Differenzdruckes wie eine an sich bekannte Druckwaage. Durch
das Verstellen des Ventilkolbens 51 wird der drucklose Öldurchlauf von der
Ringnut 33' zur Ringnut 34' gedrosselt, wodurch im Zulaufsystem ein Druck aufgebaut
wird, der über die Zulaufbohrung 514 und die Kolbenbohrung 513 'auf die steuerbare
Hauptstromdrossel52 und auf die steuerbare Nebenstromdrossel 53 im Ventilkolben
51 einwirkt. Sobald der Druck in der Kolbenbohrung 513 den von der Drosselfeder
522 bzw. 532 und der Ausgleichsfeder 542 erzeugten Schließdruck der Hauptstromdrossel
52 bzw. der Nebenstromdrossel 53 und des Ausgleichsventils 54 übersteigt, öffnet
der Drosselkegel 521 bzw. 531 und 541 den betreffenden Drosselspalt, und das Druckmittel
strömt zu einem Teil über die Hauptstromdrossel 52 und die Bohrung 516 in den Kanal
32"
und zu einem anderen Teil über die Nebenstromdrosse153, das
nachgeschaltete Ausgleichsventil 54 und die Bohrung 515 in den Kanal 37", von wo
der sogenannte Nebenstrom über die Steuerleitung 11 zur Steuerpumpe 1 gelangt und
unter geringer Druckerhöhung durch die Steuerpumpe 1 über die Steuerleitung 10 in
den Kanal 31" gefördert wird. Da in der Steuerstellung der Ventilkolben 51 die Verbindung
zwischen Kanal 31" und Kanal 32" freigibt, erfolgt in letzterem die
Vereinigung des über die Hauptstronidrossel fließenden, sogenannten Hauptstromes
mit dem Nebenstrom, so daß der gesamte Ölstrom über die Ringnut 32, die Kolbennut
411, die Ringnut 33 des in Ruhestellung bleibenden Steuerventils
4
und über die Leitung 60 dem linken Arbeitsraum 62 des Servomotors 6 zugeführt
wird. Entsprechend dem auf den Kolben 63 ausgeübten Widerstand der gelenkten Räder
wird von der Servopumpe 2 ein Hochdruck aufgebaut, der den Kolben 63 nach rechts
verschiebt und so die Lenkarbeit leistet. Gleichzeitig wird das drucklose Öl aus
dem rechten, nicht beaufschlagten Druckraum 64 verdrängt und fließt über die Leitung
61, die Ringnut 35', die Kolbennut 512, die Ringnut 34' des Steuerventils 5 und
die Rücklaufleitung 70 in den Ölbehälter 7 und zurück zur Servopumpe 2: Bei diesem
Hochdruckkreislauf entsteht an der Hauptstromdrossel52 das gleiche Druckgefälle
wie an der Nebenstromdrossel 53, da das Druckgefälle an der Steuerpumpe 1 in jeder
Stellung des Ventilkolbens 51 durch das am Ausgleichsventil 54 erzeugte Druckgefälle
kompensiert wird.
-
Voraussetzung für diese Kompensation ist, daß bei jedem Betriebszustand
das Druckgefälle am Ausgleichsventil 54 gleich dem Differenzdruck an der Steuerpumpe
1 ist. Diese Bedingung wird dadurch erfüllt, daß die Rückhaltefeder 542 des
Ausgleichsventils 54 den gleichen Federweg macht wie die Kolbenfeder 55. Deshalb
ist die Rückhaltefeder 542 des Ausgleichsventils 54 nicht im Ventilkolben 51, sondern
wie die Kolbenfeder 55 im Verschluß 39' abgestützt. Der Öffnungsweg des Ventilkegels
541 ist im Vergleich zum gesamten Weg des Ventilkolbens 51 so gering, daß er gewöhnlich
vernachlässigt werden kann. Das Ausgleichsventil 54 ist so dimensioniert, daß die
Federkraft der Ausgleichsfeder 542 plus der Federkraft der Kolbenfeder 55, dividiert
durch den Querschnitt des Steuerkolbens 51 gleich der Federkraft der Ausgleichsfeder
542, dividiert durch den wirksamen Öffnungsquerschnitt des Ausgleichsventils 54
ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß der Differenzdruck an der Steuerpumpe
1, der dem Differenzdruck am Ventilkolben 51 entspricht, gleich dem Druckgefälle
am Ausgleichsventil 54 ist.
-
Somit ist der Differenzdruck an der Steuerpumpe 1, der dem Differenzdruck
am Ventilkolben 51 entspricht, gleich dem Druckgefälle am Ausgleichsventil 54.
-
Zum leichteren Verständnis der sehr wichtigen Druckverhältnisse mögen
die folgenden, beispielsweise gegebenen Wertangaben dienen: Beträgt der von der
Servopumpe 2 erzeugte Flüssigkeitsdruck im Zulaufsystem 100 atü, so herrscht dieser
Druck auch in der Kolbenbohrung 513 vor der Hauptstromdrossel 52 und vor
der Nebenstromdrossel53. Strömt das Druckmittel durch die Nebenstromdrossel 53,
so erfährt es einen Druckverlust, der z. B. 2,4 atü betragen soll. Im Zwischenraum
von der Nebenstromdrossel53 und dem Ausgleichsventil 54 herrscht also ein Druck
von 97;6 atü. Anschließenc muß das Druckmittel das Ausgleichsventil 54 passieren.
Dadurch sinkt der Druck um beispielsweise 1,5 atü weiter auf 96,1 ab. Dieser Druck
herrscht auch im Kanal 37" und in der Steuerleitung 11. 1n der Steuerpumpe 1 erfährt
das Druckmittel eine Druckerhöhung, die erfindungsgemäß gleich dem Druckabfall am
Ausgleichsventil 54 ist, also 1,5 atü beträgt. In der Steuerleitung 10, dem Kanal
31", dem Kanal 32" und auf der linken Seite der Hauptstromdrossel 52 herrscht demnach
ein Druck von 97,6 atü. Daher verbleibt für die Hauptstromdrossel52 ein Druckgefälle
von 100 - 97;6 = 2,4 atü. Dies entspricht genau dem Druckgefälle an der Nebenstromdrossel53.
Da Haupt- und Nebenstromdrossel also gleiches Druckgefälle haben und wegen der ähnlichen
Strömungsverhältnisse beide Drosseln gleichen Strömungsbeiwert haben, verhalten
sich Haupt- und Nebenstrom zueinander wie die Drosselquerschnitte von Haupt- und
Nebenstromdrossel, deren Verhältnis durch die geometrischen Abmessungen gegeben
und konstant ist.
-
Sobald das Drehen am Lenkhandrad eingestellt wird, wird der Differenzdruck
an der Steuerpumpe 1, aber auch an den Stirnseiten des Ventilkolbens 51 zu Null,
so daß dieser durch die Kraft der Kolbenfeder 55 wieder in seine Neutrallage zurückgeschoben
wird. Gleichzeitig wird der freie Durchlauf aufgesteuert, so daß das Steuersystem
druckentlastet wird, sich die Hauptstromdrossel 52 und Nebenstromdrossel53 mit Ausgleichsventil
54 schließen und der Servomotor 6 blockiert wird.
-
Um eine plötzliche Druckentlastung des Hydrauliksystems zu vermeiden
und eine fühlige Lenkung zu erreichen, sind die Steuerkanten der Ventilkolben in
üblicher Weise mit nicht näher bezeichneten Fasen versehen. Bei entgegengesetzter
Lenkrichtung gilt das Entsprechende. Hierbei wird der höhere Steuerdruck auf den
Kanal 37" übertragen, so daß der Ventilkolben 41 durch den an der Steuerpumpe
1 erzeugten Differenzdruck verschoben wird und der Ventilkolben 51 in Anlage bleibt.
Durch das Verstellen des Ventilkolbens 41 nach links wird der freie Druckmitteldurchlauf
gedrosselt, so daß in entsprechender Weise, wie oben für den Ventilkolben 51 gezeigt
wurde, die Hauptstromdrossel 42 und die Nebenstromdrossel 43 mit nachgeschaltetem
Ausgleichsventil 44 aufgesteuert werden. Dadurch erhält jetzt der Druckraum 64 des
Servomotors 5 den entsprechenden Hochdruckölstrom zugeführt, und das druckentlastete
Öl wird aus dem Druckraum 62 verdrängt und fließt über die Leitung 60, die Ringnut
33, die Kolbennut 412, die Ringnut 34, den Kanal 34 ", die Ringnut 33', die Kolbennut
512, die Ringnut 34' und die Rücklaufleitung 70 in den Ölbehälter 7 und zurück zur
Servopumpe 2.
-
Die Stromverstärkung, also das Verhältnis von Nebenstrom zu Gesamtstrom,
ist bei sonst gleichen Wertgrößen für die Hauptstromdrosseln und Nebenstromdrosseln
von deren Kegelhöhen abhängig. Bei gleichen Kegelhöhen ist das Verhältnis von Nebenstrom
zu Gesamtstrom 1: 2. Je größer die Kegelhöhe der Nebenstromdrossel wird, um so größer
wird der Anteil des Gesamtstromes.
-
Es ist auch bei einer größeren Stromverstärkung und bei Verwendung
normaler Pumpen mit geringem Schluckvolumen ein sicheres Funktionieren der LenkanlaaP
aPwährlPictPt-
Dies trifft auch bei Ausfall der Servopumpe zu, wo
der gesamte zum Servomotor 6 fließende Ölstrom über die Steuerpumpe 1 gefördert
wird. Entsprechend der Stromverstärkung müssen jetzt am Lenkhandrad mehr Umdrehungen
ausgeführt werden, um die für einen Lenkausschlag erforderliche Ölmenge dem Servomotor
zuzuführen, so daß die am Lenkhandrad aufzubringende Handkraft wegen des größeren
Weges zum Lenken ausreicht. Die Anordnung der Nachsaugventile 8, 8' bietet gegenüber
bekannten Einrichtungen den Vorteil, daß das Druckmittel nicht über bremsende Drosseln
angesaugt werden muß, sondern verlustfrei zum Servomotor gelangt.
-
Wird bei Ausfall der Servopumpe 2 ein Lenkvorgang eingeleitet, wie
beispielsweise in F i g. 2 dargestellt, so entsteht an der Steuerpumpe 1 ein Differenzdruck,
der den Ventilkolben 51 nach rechts gegen die Kraft der Kolbenfeder 55 verschiebt.
Dabei fördert die Steuerpumpe 1 unter Erzeugung des notwendigen Arbeitsdruckes das
Druckmittel über die Leitung 10, den Kanal 31", die Ringnut 31', die Ringnut 32',
den Kanal 32", die Ringnut 32, die Kolbennut 411, die Ringnut 33 und die Leitung
60 in den linken Druckraum 62 des Servomotors 6. Da gleichzeitig wegen der Kolbenstange
63' weniger Druckmittel aus dem rechten Druckraum 64 verdrängt wird, saugt die Steuerpumpe
1 mit der über die Leitung 61 und die Rücklaufleitung 70 in den Nachsaugkanal 81
gelangende Ölmenge die restliche Menge aus dem Ölbehälter 7 und über das Nachsaugventil
8' in die Leitung 11 nach. Beim Lenken in umgekehrter Richtung und ohne Servokraft
wird die überschußmenge dem Ölbehälter 7 zugeführt.
-
Eine zusätzliche Verstärkung der Servokraft bringt die Zuschalteinrichtung
9, die beispielsweise, wie in F i g. 3 gezeigt, angeordnet sein kann. Die Wirkungsweise
,ist dabei folgende: Durch öffnen des Zuschalthahnes 91 werden die beiden Zuschaltventile
92 und 92' an den Hochdruckölstrom angeschlossen. Wird die gleiche Lenkrichtung
wie in F i g. 2 angenommen, so bleibt das Zuschaltventi192' geschlossen, weil kein
Abfließen des Druckmittels möglich ist. Dagegen ist am Zuschaltventil 92 ein Differenzdruck
wirksam; der das Ventil öffnet, so daß ein Druckmittelstrom in die Ringnut 32 gelangt
und sich dort mit dem aus dem Kanal 32" kommenden Gesamtstrom vereinigt und wie
dieser dem Druckraum 62 des Servomotors 6 zufließt. Die Größe dieses Zuschaltstromes
im Verhältnis zum Gesamtstrom hängt ebenfalls vom Verhältnis der Ventilbohrung,
Kegelhöhe und der Federwerte des Zuschaltventils 92 zu denen der Hauptstrom- uüd-:
Nebenstromdrosseln 52, 53 ab. Eine solche Zuschalt- -einrichtung ist von Vorteil,
wenn schwere Fahrzeuge mit Arbeitshydraulik abwechselnd auf Straße und Gelände gefahren
werden.
-
Die Lenkeinrichtung hat zwangsgesteuerte Ventile. In Neutralstellung
(F i g. 1) sind Steuerpumpe und Servomotor getrennt. Das Druckmittel kann erst von
der Steuerpumpe zum Servomotor fließen, nachdem sich einer der beiden Steuerkolben
ein bestimmtes Maß aus der Neutrallage bewegt hat. Dieser »Ansteuerweg« ist so groß,
daß vor dem Öffnen der Kanäle 37" und 36" bzw. 31" und 32" die Steuerkolben so weit
verschoben sind, daß die Drosselung an der Gehäusenut 35 bzw. 33' ausreicht, um
den Servomotor sicher zu füllen. Eine weitere Zwangssteuerung ist durch die Steuerkanten
zwischen der Gehäusenut 33' und der Kolbennut 411 bzw. der Gehäusenut 35' und der
Kolbennut 511 eingebaut, die verhindert, daß beide Steuerkolben gleichzeitig ausgelenkt
werden, wenn ein Steuerkolben durch Verklemmen hängenbleiben sollte.
-
Ferner haben die Ablaufsteuerkanten vom Servomotor (Gehäusenut 33
bzw. 35') zum Ölbehälter (Kolbennut 412 bzw. 512) Drosselfasen. Erst bei voll durchgeschaltetem
Steuerkolben 41 bzw. 51 wird die druckbelastete Seite des Servomotors 6 voll mit
dem Ölbehälter 7 verbunden. Ist am Servomotor nur eine geringere Belastung wirksam,
so wird das Rücklauföl etwas abgedrosselt. Diese Drosselung verhindert, daß bei
einer Krafteinleitung am Servomotor das Druckmittel schneller vom Servomotor zum
Ölbehälter zurücklaufen, als über die Steuerpumpe und die Verstärkungseinrichtung
zum Servomotor nachströmen kann. Dadurch wird der Servomotor beidseitig vorgespannt
und Kavitation und Luftausscheidung wirksam unterdrückt.
-
Schließlich bringt das zweigeteilte Steuerventil noch folgende Vorteile:
Durch die einseitige Anlage in Neutralstellung ist ein Überschwingen in die Gegenrichtung
ausgegeschlossen.
-
Bei der Betätigung des Steuerventils bewegt sich jeweils nur ein Steuerkolben,
der nur vier Steuerkanten hat. Dadurch erhält man eine kleine Betätigungskraft und
eine sichere Rückstellung.