DE1755769A1

DE1755769A1 - Hydrostatic steering device

Info

Publication number: DE1755769A1
Application number: DE19681755769
Authority: DE
Inventors: Burkhardt Schulz
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1968-06-20
Filing date: 1968-06-20
Publication date: 1972-01-05
Also published as: SE359266B; GB1266526A

Description

Hydrostatische LenkeinrichtungHydrostatic steering device

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug mit mindestens zwei Arbeitsmotoren für zu lenkende Räder, bei der in Abhängigkeit von der Verstellung einer Betätigungsvorrichtung, z.B. eines Lenkrades, Druckflüssigkeit über eine Meßvorrichtung zu den Arbeitsmotoren geleitet wird.The invention relates to a hydrostatic steering device for a vehicle with at least two working motors for wheels to be steered, in which, depending on the adjustment of an actuating device, e.g. a steering wheel, pressure fluid is fed to the working motors via a measuring device.

Hydrostatische Lenkeinrichtungen für einen Arbeitsmotor sind in verschiedener Konstruktion bekannt. Bei einer Ausführung (US-Patentschrift Ee 25 126) ist das Umschalt- und Abschaltventil an einem Drehschieber ausgebildet, dessen eine Hülse mit dem Lenkrad und dessen andere Hülse mit dem Rotor eines Meßmotors verbunden ist. Durch Drehen des Lenkrades wird das Ventil in der gewünschten Richtung geöffnet. Es bleibt offen, bis soviel Druckflüssigkeit über den Meßmotor zum Arbeitsmotor geleitet worden ist, daß die zweite Hülse der Drehung der ersten Hülse gefolgt ist. Bei einer anderen Ausführung (US-Patentschrift,2 020 951) ist das Lenkrad mit einer Meßpumpe verbunden. Das Absperr- und Umschaltventil öffnet in der gewünschten ■ . Richtung und bleibt offen, wenn und solange mit der Pumpe eine Druckdifferenz am Ventil erzeugt wird. Diese Systeme haben gewöhnlich auch die Eigenschaft, daß bei Ausfall der Druckpumpe die Meßvorrichtung mittels des Lenkrades von Hand gedreht und auf diese Weise eine Notsteuerung herbeigeführt werden kann.Hydrostatic steering devices for a work engine are various Construction known. In one embodiment (US patent specification Ee 25 126) the switchover and shut-off valve is on a rotary slide valve formed, one sleeve of which is connected to the steering wheel and the other sleeve to the rotor of a measuring motor. Go berserk of the steering wheel, the valve is opened in the desired direction. It remains open until there is enough hydraulic fluid over the measuring motor has been directed to the working motor that the second sleeve has followed the rotation of the first sleeve. In another version (US Pat. No. 2,020,951) the steering wheel is connected to a metering pump. The shut-off and switchover valve opens in the desired ■. Direction and remains open if and as long as there is a pressure difference with the pump is generated at the valve. These systems usually also have the property that if the pressure pump fails, the measuring device turned by hand by means of the steering wheel and an emergency control can be brought about in this way.

Bei Baufahrzeugen, Geländefahrzeugen u. dgl. sind häufig sowohl die Vorderräder als auch die Hinterräder lenkbar, sei es daß man wahl -In construction vehicles, off-road vehicles and the like, both the Front wheels as well as the rear wheels can be steered, be it that you choose -

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weise die Vorderräder oder die Hinterräder lenken will, sei es, daß eine Allradlenkung oder ein sogenannter Hundegang erstrebt ist. Um auch ein solches Fahrzeug mit einer hydrostatischen Lenkeinrichtung auszustatten, wurde versucht, den Vorderrad-Arbeitsmotor und den Hinterrad-Arbeitsmotor, gegebenenfalls unter Verwendung von Umschaltventilen, in Reihe zu .schalten, so daß die die Meß vor richtung durchströmende Druckflüssigkeit beide Arbeitsmotoren nacheinander durchlief. Hierbei ergaben sich aber Unstimmigkeiten in der Lenkbewegung, weil die den zweiten Arbeitsmotor durchströmende Druckflüssigkeit kleiner war als die den ersten Arbeitsmotor durchströmende Druckflüssigkeit und zwar wegen der im ersten Motor auftretenden Leckverluste. Außerdem wirkten sich irgendwelche mechanischen Stöße auf die Vorderräder über den hydraulischen Übertragungsweg relativ stark als Druckstöße auf die Hinterräder aus. Sodann benötigte man eine Pumpe, die einen relativ hohen Druck erzeugen konnte, damit für beide hintereinander geschaltete Motoren ein ausreichendes Druckgefälle zur Verfügung stand.wisely wants to steer the front wheels or the rear wheels, be it that an all-wheel steering or a so-called crab steering is sought. Around also such a vehicle with a hydrostatic steering device To equip, an attempt was made to .witch the front-wheel working motor and the rear-wheel working motor, possibly using switching valves, in series, so that the pressure fluid flowing through the measuring device before flowing through both working motors one after the other. Here, however, there were inconsistencies in the steering movement, because the hydraulic fluid flowing through the second working motor was smaller than the hydraulic fluid flowing through the first working motor, namely because of the leakage losses occurring in the first motor. There was also some mechanical impact on them Front wheels relatively strong than the hydraulic transmission path Pressure surges on the rear wheels. Then you needed a pump that could generate a relatively high pressure, so that a sufficient pressure gradient for both motors connected in series Was available.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug mit mindestens zwei Arbeitsmotoren für zu lenkende Räder anzugehen, bei der die gechilderten Nachteile weitgehend vermieden sind und insbesondere ein guter Gleichlauf der beiden lenkenden Arbeitsmotoren erzielt werden kann.The invention is based on the object of providing a hydrostatic steering device for a vehicle with at least two working motors for address to be steered wheels, in which the disadvantages described are largely avoided and in particular a good synchronization of the two steering work motors can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Arbeitsmotoren parallelgeschaltet sind, die die Meßvorrichtung durchströmende Druckflüssigkeit mittels eines Mengenteilers in mindestens zwei gleiche Teilströme aufgeteilt und jeder Teilstrom einem Arbeitsmotor zugeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that the working motors are connected in parallel, the pressure fluid flowing through the measuring device by means of a flow divider in at least split two equal partial flows and each partial flow is assigned to a working engine.

Der Mengenteiler sorgt dafür, daß für jeden Arbeitsmotor ein genau vorgegebener Bruchteil der die Meßvorrichtung durchströmenden Druckflüssigkeit zur Verfügung steht. Die parallelgeschalteten Arbeitsmotoren haben daher einen außerordentlich guten Gleichlauf. Die gesamte Anlage kann für einen normalen Druck ausgelegt werden, wie er auch bei Verwendung nur eines Arbeitsmotors üblich ist.The flow divider ensures that one is exactly for each work engine predetermined fraction of the pressure fluid flowing through the measuring device is available. The working motors connected in parallel therefore have extremely good synchronization. The entire system can be designed for a normal pressure, like him is common even when using only one work engine.

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Die Aufteilung der Druckflüssigkeit in mehrere gleiche Teilströme gilt, aber nicht nur, wenn die parallelgeschalteten Arbeitsmotoren sämtlich in Betrieb sind, sondern auch dann, wenn einer oder mehrere Arbeitsmotoren abgeschaltet sind. Man kann daher mindestens einen Arbeitsmotor über ein Ventil mit Druckflüssigkeit versorgen, das in einer ersten Stellung einen den Arbeitsmotör überbrückenden Kurzschlusspfad"hat. Dies hat den Vorteil, dass die Verstellbewegungen der Arbeitsmotoren in Abhängigkeit vom Lenkradausschlag immer gleich sind, unabhängig davon, wieviel Arbeitsmotoren in Betrieb stehen.The division of the hydraulic fluid into several equal partial flows applies, but not only when the parallel-connected Work motors are all in operation, but also when one or more work motors are switched off. It is therefore possible to supply at least one working motor with hydraulic fluid via a valve which is in a first position has a short-circuit path "bridging the work motor". This has the advantage that the adjustment movements of the working motors are always the same depending on the steering wheel deflection, regardless of how many work engines are in operation.

Für ein Fahrzeug mit von je einem Arbeitsmotor lenkbaren Paaren von Vorder- und Hinterrädern empfiehlt es sich, beiden Arbeitsmotoren ein Ventil mit Kurzschlusspfad zuzuordnen. Man kann dann das Fahrzeug nur mit den Vorderrädern, nur mit den Hinterrädern oder mit beiden Hadpaaren lenken. Führt man zunächst das eine Radpaar in die Endlage und dann das andere Radpaar in die Endlage, so ergibt sich auf einfache Weise eine symmetrische Ausgangsstellung.For a vehicle with pairs that can be steered by one work engine each of the front and rear wheels, it is advisable to assign a valve with a short-circuit path to both working motors. One can then steer the vehicle only with the front wheels, only with the rear wheels or with both pairs of had. One leads first one pair of wheels in the end position and then the other pair of wheels in the end position, the result is a symmetrical one in a simple manner Starting position.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Vorderrad-Ventil ausser der ersten Stellung nur eine zweite, die Leitungsverbindung zum Arbeitsmotor herstellende Stellung und das Hinterrad-Ventil ausser diesen beiden Stellungen noch eine dritte Stellung hat, in der die Leitungsverbindung zum Arbeitsmotor gegenüber der zweiten Stellung umgedreht ist. Das Hinterrad-Ventil ermöglicht dann eine Umschaltung von der Allrad-Lenkung auf den Hundegang, wobei aber die Zuordnung der Lenkradbewegung zur Verstellbewegung der Vorderräder erhalten bleibt.It is particularly advantageous if the front wheel valve has only a second, the line connection, in addition to the first position to the working motor producing position and the rear wheel valve has a third position in addition to these two positions, in which the line connection to the working motor is reversed compared to the second position. The rear wheel valve enables then a switch from all-wheel steering to crab steering, but with the assignment of the steering wheel movement to the adjustment movement the front wheels is retained.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Mengenteiler aus mindestens zwei miteinander gekuppelten gleichen Drehkolbenmaschinen, also beispielsweise den bekannten Zahnrad-Stromteilern. Statt dessen können auch Sfromteilventile benutzt werden. In a preferred embodiment, the flow divider consists of at least two identical rotary piston machines coupled to one another, So, for example, the well-known gear flow dividers. Sfromteilventile can also be used instead.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Ef zeigen»The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment shown in the drawing. Show Ef »

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Fig. 1 eine hydrostatische Lenkeinrichtung in schematischerFig. 1 shows a hydrostatic steering device in schematic

Darstellung, * ■Representation, * ■

Fig» 2 schematisch ein Fahrzeug mit Lenkung der Vorderräder, Fig. 3 das-selbe Fahrzeug mit Lenkung der Hinterräder, Fig. 4 dasselbe Fahrzeug mit Allradlenkung und Fig. 5 dasselbe Fahrzeug mit Hundegang-Lenkung»Fig »2 schematically shows a vehicle with steering of the front wheels, Fig. 3 the same vehicle with steering of the rear wheels, Fig. 4 the same vehicle with all-wheel steering and Fig. 5 the same vehicle with crab steering »

Das hydrostatische Lenksystem besitzt eine Pumpe 1, die Ul aus einem Tank 2 über eine Druckleitung 3 zu einem von einem Lenkrad 4 betätigten Steuergerät 5 fördert. Dieses kann beispielsweise einen Aufbau haben, wie er in der US- Patentschrift Re 25 126 beschrieben ist. In der Neutralstellung des Steuergeräts wird das Drucköl über einen Kurzschlußpfad 6 direkt in die Ablaufleitung 7 und über einen Filter 8 in den Tank 2 zurückgeführt. In den beiden Arbeitsstellungen wird das öl über eine der Anschlußleitungen 9»10 in den eigentlichen Arbeitskreis und über die jeweils andere Anschlußleitung wieder zurückgeleitet. Zwischen die Leitungen 3 und 7 ist ein Überdruck-Sicher heiteventil 11 geschaltet. Weitere Regel- und Sicherheits-Bauteile sind der Einfachheit halber fortgelassen worden.The hydrostatic steering system has a pump 1, the Ul a tank 2 via a pressure line 3 to one of a steering wheel 4 actuated control unit 5 promotes. This can, for example, have a structure as described in US Pat. No. Re 25,126 is. In the neutral position of the control unit, the pressure oil is over a short-circuit path 6 directly into the drain line 7 and via a Filter 8 returned to tank 2. In the two working positions the oil via one of the connecting lines 9 »10 in the actual Working group and returned via the other connection line. An overpressure safety valve 11 is connected between the lines 3 and 7. Further control and safety components have been omitted for the sake of simplicity.

Ein wesentlicher Bestandteil des Steuergeräts 5 ist eine nicht näher veranschaulichte Meßvorrichtung, über die das gesamte dünn den Arbeitskreis strömende öl fließt. Normalerweise ist diese Meßvorrichtun in die Bahn des zuströmenden Öls gelegt. Die Meßvorrichtung sorgt dafür, daß die Menge des das Steuergerät 5 duehströstenden Öls proportional der Drehung de? Lenkrades 4 ist.An essential part of the control device 5 is not detailed illustrated measuring device, over which the entire thin the working group pouring oil flows. Usually this is a measuring device placed in the path of the inflowing oil. The measuring device ensures that the amount of the oil that throws the control unit 5 is proportional the rotation de? Steering wheel 4 is.

ίη die Anschlußleitung 9 ist ein Mengenteiler 12 gelegt, der aus zwei Drehkolbenmaschinen 13,14 besteht, die über eine Welle 15 starr miteinander gekuppelt sind. Infolgedessen fließt über die beiden Zweige 16 und 17 der Anschlußleitung 9 jeweils die gleiche Druckölmenge. ίη the connection line 9 is placed a flow divider 12, which consists of two rotary piston machines 13, 14 which are rigidly coupled to one another via a shaft 15. As a result, the same amount of pressurized oil flows through the two branches 16 and 17 of the connecting line 9.

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Sin erster Arbeitsmotor 18 ist für die Vorderradlenkung vorgesehen.Sin first working motor 18 is provided for the front wheel steering.

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Ihm ist ein Ventil 19 zugeordnet. Ein zweiter Arbeitsmotor 20 ist für die Hinterradlenkung vorgesehen. Ihm ist ein Ventil 21 zugeordnet. Die beiden Ventile 19 und 21 besitzen eine erste Stellung 0, in der eine direkttKurzschlußverbindung zwischen den Zweigleitungen 16 und 17 und der Anschlußleitung 10 besteht. Das Ventil 19 hat eine zweite Stellung I, in der die beiden Räume des Arbeitsmotors 18 mit der Zweigleitung 16 und der Anschlußleitung 10 verbunden sind. Je nach der Drehung des Lenkrades 4 wird daher der Kolben des Motors 18 in .der einen oder anderen Richtung verschoben. Das Ventil 21 besitzt eine ähnliche zweite Stellung I, in der die Zweigleitung 17 und die Anschlußleitung 10 mit den beiden Zylinderräumen des Motors 20 verbunden sind. Außerdem ist aber noch eine dritte Stellung II vorhanden, in der die Zylinderräume mit Bezug auf die Leitungen 17 und 10 vertauscht sind.A valve 19 is assigned to it. A second working motor 20 is provided for the rear wheel steering. A valve 21 is assigned to it. The two valves 19 and 21 have a first position 0, in which a direct short-circuit connection between the branch lines 16 and 17 and the connecting line 10 consists. The valve 19 has a second Position I, in which the two spaces of the working motor 18 are connected to the branch line 16 and the connecting line 10. Depending on the rotation of the steering wheel 4, therefore, the piston of the motor 18 is displaced in one direction or the other. The valve 21 has a similar second position I, in which the branch line 17 and the connecting line 10 are connected to the two cylinder chambers of the engine 20 are. In addition, there is also a third position II in which the cylinder spaces with respect to the lines 17 and 10 are interchanged are.

Es ergeben sich daher die folgenden Betriebsarten:This results in the following operating modes:

Zur Lenkung der Vorderräder 22 (Pig.2) wird lediglich das Ventil 19 in die erste Stellung I gebracht.To steer the front wheels 22 (Pig. 2) only the valve 19 brought into the first position I.

Zur Lenkung der Hinterräder 23 (Fig.3) wild lediglich daa Ventil 21 in die Stellung I gebracht.To steer the rear wheels 23 (FIG. 3) only the valve 21 is used brought into position I.

Zur Allradlenkung (Pig.4) werden beide Ventile 19 und 21 in die Stellung I gebracht»For all-wheel steering (Pig. 4) both valves 19 and 21 are brought to position I »

Zur Hundegang-Lenkung (Pig.5) wird das Ventil 19 in die Stellung I und das Ventil 21 in die Stellung II gebracht.For crab steering (Pig.5), valve 19 is brought into position I and valve 21 into position II.

In allen Fällen ist dafür gesorgt, daß ein bestimmter Lenkradausschlag zu einer bestimmten Verstellung der zu lenkenden Räder führt, unabhängig davon, ob nur einer der Arbeitsmotoren 18,20 oder beide eingeschaltet sind.In all cases it is ensured that a certain steering wheel deflection leads to a certain adjustment of the wheels to be steered, regardless of whether only one of the working motors 18, 20 or both are switched on are.

Das Erfindungsprinzip kann auch bei Fahrzeugen angewendet werden, die mehr als zwei zu lenkende Radpaare haben oder bei denen jedem einzelnen Rad ein Arbeitszylinder zugeordnet ist. Im letztgenannten Fall . muß eine Verriegelungsachaltung dafür sorgen, daß die zugehörigen The principle of the invention can also be used in vehicles which have more than two pairs of wheels to be steered or in which a working cylinder is assigned to each individual wheel. In the latter case. an interlocking system must ensure that the associated

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Räder einander zugeordnete Bewegungen durchführen. Zn manchen Fällen ist es zweckmässig, das rücklaufende öl, das für einen nicht benutzten Arbeitsmotor zur Verfügung steht, nicht über das Steuergerät 5, sondern mit Hilfe einer speziellen Ventilanordnung direkt in den Tank 2 zurückzuleiten. Für die Ventile 19 und 21 empfehlen sich insbesondere Hehrweg-Kugelhähne, deren Leckverluste ausserordentlich klein gehalten werden können.Wheels perform movements that are assigned to one another. In some cases it is advisable to use the returning oil, which is for an unused working motor is available, not via the control unit 5, but with the help of a special one Return the valve assembly directly to the tank 2. Hehrweg ball valves are particularly recommended for valves 19 and 21, their leakage losses are kept extremely small can be.

Die veranschaulichten Ventilstellungen gelten natürlich nur für eine bestimmte Lenk-Kinematik, insbesondere für zwischen Vorder- und Hinterachse angeordneten Spurstangen. Bei anderen Typen der Lenk-Kinematik können sich die Ventilstellungen ändern. The illustrated valve positions naturally only apply to certain steering kinematics, in particular to tie rods arranged between the front and rear axles. With other types of steering kinematics, the valve positions can change.

Auch diese Maßnahme kann mit Hilfe von Mengenteilern erfolgen.This measure can also be carried out with the aid of flow dividers.

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Claims

Claims;

1. Hydrostatic steering device for a vehicle with at least two working motors for the wheels to be steered, in which depending from the adjustment of an actuating device, e.g. a steering wheel, pressure fluid is passed via a measuring device to the working motors, characterized in that the working motors which flow through the measuring device are connected in parallel Hydraulic fluid divided into at least two equal partial flows by means of a flow divider and each partial flow is assigned to a work engine.

2. Steering device according to claim 1, characterized in that at least one working motor via a valve with pressure fluid is supplied, which in ^ in the first position has a short-circuit path bridging the working motor.

3. Steering device according to claim 2 for a vehicle with one each Work motor steerable pairs of front and rear wheels, characterized in that both work motors have a valve Short-circuit path is assigned.

4. Steering device according to claim ^, characterized in that the Front wheel valve apart from the first position only a second, the (line connection to the working engine producing position and In addition to these two positions, the rear wheel valve also has a third position in which the line connection to the working engine is reversed compared to the second position.

5. Steering device according to one of claims 1 to 4 · »characterized in that that the flow divider consists of at least two identical rotary piston machines coupled to one another.

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