DE19529455A1 - Ventilanordnung für hydraulische Arbeitsmotoren, insbesondere für Lenkvorrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung für durch ein Steuergerät betätigte hydraulische Arbeits­ motoren, insbesondere für Lenkvorrichtungen, mit einem mit einer Motorleitung zu verbindenden Eingang, einem mit einer Behälterleitung zu verbindenden Ausgang und einem in Abhängigkeit vom Eingangsdruck öffnenden Ven­ til zwischen Eingang und Ausgang.

Bekannte Ventilanordnungen dieser Art (DE 32 46 137 C2) weisen Überdruckventile auf, die ansprechen, wenn der Druck in der zugehörigen Motorleitung einen vorgegebe­ nen Grenzwert überschreitet. Auf diese Weise können Schäden vermieden werden, die andernfalls bei Überdruck auftreten.

Um ein mechanisch hartes Auftreffen der mit dem Ar­ beitsmotor verbundenen Teile auf die Endanschläge zu verhindern, sind aus derselben Druckschrift Nährungs­ fühler zu entnehmen, die eine am Lenkhandrad angreifen­ de Sperrvorrichtung betätigen. Statt dessen kann auch ein die Pumpenleitung mit dem Behälter verbindendes Magnetventil geöffnet werden (DE 25 00 137 A1).

In vielen Fällen stört es allerdings bereits, wenn die vom Arbeitsmotor angetriebenen Teile eine zu große Be­ schleunigung erfahren. Dies gilt insbesondere für knickgesteuerte Fahrzeuge, weil die Fahrer eines sol­ chen Fahrzeuges einer sehr unangenehmen Seitenbeschleu­ nigung ausgesetzt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung der eingangs beschriebenen Art anzuge­ ben, mit der ein höheres Maß an Benutzerfreundlichkeit erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventil in Abhängigkeit von der Anstiegsgeschwindig­ keit des Eingangsdrucks gesteuert ist und öffnet, wenn die Anstiegsgeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Da der Druck in der Motorleitung für die Geschwindig­ keit des Arbeitsmotors verantwortlich ist, bewirkt das von der Anstiegsgeschwindigkeit des Eingangsdrucks ge­ steuerte Ventil eine Begrenzung der Beschleunigung der Motorbewegung. Bei einer Lenkvorrichtung entfallen zu schnelle Änderungen und übermäßige Beschleunigungen der gelenkten Teile und bei einem knickgesteuerten Fahrzeug insbesondere die unangenehmen Seitenbeschleunigungen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dafür gesorgt, daß das Ventil einen Schieber aufweist, der zwischen zwei Steuerdruckräumen angeordnet ist, von denen der erste direkt mit dem Eingang verbunden ist und von denen der zweite über eine Drossel mit dem Ein­ gang verbunden und durch eine Feder ergänzt ist. Da der Druckaufbau im zweiten Steuerdruckraum wegen der Dros­ sel verzögert erfolgt, erhält man auf einfache Weise eine Abhängigkeit von der Anstiegsgeschwindigkeit des Eingangsdrucks.

Konstruktiv empfiehlt es sich, daß der Schieber eine von der einen Stirnseite ausgehende erste Innenbohrung und eine von der anderen Stirnseite ausgehende zweite Innenbohrung aufweist, die über die Drossel miteinander verbunden sind, daß die zweite Innenbohrung die Feder aufnimmt, daß der erste Steuerdruckraum dem Eingang be­ nachbart ist, daß der zweite Steuerdruckraum ein im wesentlichen abgeschlossener Raum ist, und daß die bei­ den Steuerdruckräume durch eine vom Schieber ausgefüll­ te Bohrung verbunden sind, die von einer mit dem Aus­ gang verbundene Querbohrung durchsetzt ist und beim Ansprechen des Ventils freigegeben wird.

Günstig ist es auch, daß zwischen den zweiten Steuer­ druckraum und den Ausgang ein Hilfsventil geschaltet ist, das öffnet, wenn der Druck in der zweiten Steuer­ druckkammer einen vorgegebenen Wert übersteigt. Das Hilfsventil spricht bei zulässiger Anstiegsgeschwindig­ keit des Eingangsdrucks auf Überdruck an und bewirkt, daß das Ventil selbst öffnet. Demzufolge wird die an sich übliche Überdruck-Überwachung ohne die Verwendung eines normalen Überdruckventils, sondern lediglich durch zusätzliche Verwendung eines kleinen Hilfsventils durchgeführt.

Insbesondere kann das Hilfsventil durch ein federbela­ stetes Rückschlagventil gebildet, also sehr einfach ausgeführt, sein.

Günstig ist es auch, daß dem Ausgang eine Blende, also ein Drosselorgan, vorgeschaltet ist. Sie verhindert einen direkten Kurzschluß zum Behälter, wenn aus ir­ gendeinem Grund das Ventil nach dem Öffnen nicht mehr schließen sollte, also beispielsweise hängen bleibt.

Günstig ist es auch, daß bei einem in beiden Richtungen antreibbaren Antriebsmotor zwei Ventile und gegebenen­ falls Hilfsventile vorgesehen sind, deren Eingänge je einer Motorleitung und deren Ausgänge der Behälterlei­ tung zuzuordnen sind. Eine solche Anordnung kann in einer Baueinheit untergebracht und daher leicht der übrigen hydraulischen Schaltung hinzugefügt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Lenkvorrich­ tung mit der Einbaulage der erfindungsgemäßen Ventilanordnung,

Fig. 2 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Ventilan­ ordnung und

Fig. 3 eine konstruktive Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Ventilanordnung.

In Fig. 1 ist ein Steuergerät 1 veranschaulicht, das mit Hilfe eines Lenkhandrades 2 betätigt werden kann. Ein Anschluß P ist mit einer Pumpe 3, ein Anschluß T mit einem Behälter 4 verbunden. Anschlüsse L und R füh­ ren über je eine Motorleitung 5 bzw. 6 zu einem hydrau­ lischen Arbeitsmotor 7, dessen Gestänge 8 mit zu len­ kenden Teilen verbunden ist. Eine Ventilanordnung 9 besitzt einen Anschluß L′, der mit der Motorleitung 5 verbunden ist, einen Anschluß R′, der mit der Motorlei­ tung 6 verbunden ist, und einen Anschluß T′, der mit dem Behälter 4 verbunden ist.

Der Aufbau dieser Ventilanordnung 9 ist in Fig. 2 ver­ anschaulicht. Die Ventilanordnung enthält zwei Ventile 10 und 11, von denen lediglich das Ventil 10 näher er­ läutert wird, da das Ventil 11 den gleichen Aufbau hat. Das Ventil 10 besitzt einen Schieber 12. Sein erster Steuerdruckraum 13 steht direkt mit dem Eingang 14, also dem Anschluß L′, in Verbindung, der zweite Steuer­ druckraum 15, in dem auch eine Feder 16 wirksam ist, steht über eine Drossel 17 mit dem Eingang 14 in Ver­ bindung. Diese Drossel 17 bewirkt bei Druckanstieg eine Verzögerung, die zur Größe des Steuerdruckraums 15 pro­ portional und zur Größe der Drossel 17 umgekehrt pro­ portional ist. Da man wegen der Gefahr einer Verstop­ fung normalerweise nicht an sehr kleinen Drosselgrößen interessiert ist, wird man einen Kompromiß zwischen einer ausreichend großen Drosselgröße (z. B. 0,6 mm Durchmesser) und einem dazu passenden Volumen des Steu­ erdruckraums wählen.

Das Ventil 10 öffnet daher, wenn die Druckanstiegsge­ schwindigkeit am Eingang 14 so groß ist, daß aufgrund dieser Verzögerung die Kraft der Feder 16 überwunden wird. Das Ölvolumen im Steuerdruckraum 15 ist normaler­ weise ausreichend nachgiebig, um den Öffnungsvorgang nicht zu behindern. Gegebenenfalls muß durch einen Puf­ fer o. dgl. für eine gewisse Nachgiebigkeit gesorgt wer­ den. Durch die dann zum Ausgang 18, also dem Anschluß T′, strömende Druckflüssigkeit wird eine zu große Be­ schleunigung der Motorbewegung verhindert.

Dem Ausgang 18 ist eine Blende 19 vorgeschaltet. Sie verhindert einen direkten Kurzschluß zwischen einer Motorleitung und dem Behälter, falls der Schieber 12 des Ventils 10 hängenbleiben sollte.

Ferner ist ein Hilfsventil 20 vorgesehen, das in einer Leitung 21 zwischen dem zweiten Druckraum 15 und dem Ausgang 18 angeordnet ist. Es handelt sich um ein fe­ derbelastetes Rückschlagventil, das anspricht, wenn der Druck im zweiten Steuerdruckraum 15 einen vorgegebenen Wert übersteigt. Dann öffnet das Hilfsventil 20 etwas, wodurch der Schieber 12 in die Öffnungsstellung geht und der Überdruck abgebaut wird.

Eine konstruktive Ausführungsform ist in Fig. 3 veran­ schaulicht. In einem Gehäuse 22 ist in Verlängerung des Anschlusses L′ eine Bohrung 23 vorgesehen, die von ei­ ner zum Anschluß T′ führende Querbohrung 24 durchsetzt wird. Der in der Zeichnung linke Abschnitt der Bohrung 23 bildet den ersten Steuerdruckraum 13. Ein im wesent­ lichen geschlossener Gehäuseraum bildet den zweiten Steuerdruckraum 15. Der Schieber 12 besitzt eine erste Innenbohrung 25, die vom ersten Steuerdruckraum 13 aus­ geht, und eine zweite Innenbohrung 26, die vom zweiten Steuerdruckraum 15 ausgeht. Dazwischen befindet sich die Drossel 17. In die zweite Innenbohrung 26 ist fer­ ner die Feder 16 eingesetzt, die, wenn erforderlich, durch eine Einstellvorrichtung 27 verstellt werden kann.

Wenn die Kraft der Feder 16 überwunden wird, bewegt sich der Schieber 10 nach rechts, wodurch die Bohrung 24 mit der Bohrung 23 und daher der Eingang mit dem Ausgang in Verbindung kommt. Das Hilfsventil 20 ist lediglich für das Ventil 10 schematisch eingetragen.

Selbstverständlich kann die Ventilanordnung 9 noch wei­ tere Ventilfunktionen aufnehmen, beispielsweise Saug­ ventile, wie dies an sich bekannt ist.

Claims (7)

1. Ventilanordnung für durch ein Steuergerät betätigte hydraulische Arbeitsmotoren, insbesondere für Lenk­ vorrichtungen, mit einem mit einer Motorleitung zu verbindenden Eingang, einem mit einer Behälterlei­ tung zu verbindenden Ausgang und einem in Abhängig­ keit vom Eingangsdruck öffnenden Ventil zwischen Eingang und Ausgang, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (10, 11) in Abhängigkeit von der An­ stiegsgeschwindigkeit des Eingangsdrucks gesteuert ist und öffnet, wenn die Anstiegsgeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert überschreitet.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventil (10) einen Schieber (12) aufweist, der zwischen zwei Steuerdruckräumen (13, 15) angeordnet ist, von denen der erste (13) direkt mit dem Eingang (14) verbunden ist und von denen der zweite (15) über eine Drossel (17) mit dem Ein­ gang (14) verbunden und durch eine Feder (16) er­ gänzt ist.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schieber (12) eine von der einen Stirnseite ausgehende erste Innenbohrung (25) und eine von der anderen Stirnseite ausgehende zweite Innenbohrung (26) aufweist, die über die Drossel (17) miteinander verbunden sind, daß die zweite Innenbohrung (26) die Feder (16) aufnimmt, daß der erste Steuerdruckraum (13) dem Eingang benachbart ist, daß der zweite Steuerdruckraum (15) ein im wesentlichen abgeschlossener Raum ist, und daß die beiden Steuerdruckräume (13, 15) durch eine vom Schieber (12) ausgefüllte Bohrung (23) verbunden sind, die von einer mit dem Ausgang (18) verbundene Querbohrung (24) durchsetzt ist und beim Ansprechen des Ventils (10) freigegeben wird.

4. Ventilanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den zweiten Steuer­ druckraum (15) und den Ausgang (18) ein Hilfsventil (20) geschaltet ist, das öffnet, wenn der Druck in der zweiten Steuerdruckkammer (15) einen vorgegebe­ nen Wert übersteigt.

5. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Hilfsventil (20) durch ein feder­ belastetes Rückschlagventil gebildet ist.

6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgang (18) eine Blende (19) vorgeschaltet ist.

7. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem in beiden Richtungen antreibbaren Antriebsmotor (7) zwei Ven­ tile (10, 11) und gegebenenfalls Hilfsventile (20) vorgesehen sind, deren Eingänge je einer Motorlei­ tung (5, 6) und deren Ausgänge (18) der Behälter­ leitung zuzuordnen sind.