DE19638420B4

DE19638420B4 - Sicherheits-Hydrauliklenkungssystem für Industriefahrzeug

Info

Publication number: DE19638420B4
Application number: DE19638420A
Authority: DE
Inventors: Hyun Gie Ko
Original assignee: Doosan Infracore Co Ltd
Current assignee: Doosan Industrial Vehicle Co Ltd
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1996-09-19
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2016-09-20
Also published as: KR970015340A; DE19638420A1; SE516778C2; SE9603410D0; JPH09109908A; KR0156433B1; SE9603410L; US5826676A

Abstract

Sicherheits-Hydrauliklenkungssystem für ein Industriefahrzeug, mit: einem Motor, einem Fluidspeicher, einer Lenkungsventileinheit, einer Stellgliedsteuerungsventileinheit, einer durch den Motor angetriebenen Hauptfluidpumpe zum Pumpen des Fluids im Speicher, um der Lenkungsventileinheit und der Stellgliedsteuerungsventileinheit Druckfluid zuzuführen, und einem Vorrangventil, durch das das Druckfluid zunächst der Lenkungsventileinheit zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das System ferner aufweist:
einen Elektromotor;
eine selektiv mit dem Elektromotor verbindbare Spannungsversorgungseinrichtung zum Zuführen von elektrischem Strom zum Elektromotor;
eine durch den Elektromotor angetriebene Hilfsfluidpumpe zum Erzeugen eines der Lenkungsventileinheit zuzuführenden Hilfslenkungsfluids;
eine Spannungsversorgungssteuerungseinrichtung, durch die die Verbindung zwischen dem Elektromotor und der Spannungsversorgungseinrichtung unterbrochen wird, während die Hauptpumpe das Druckfluid erzeugt, und die Verbindung zwischen dem Elektromotor und der Spannungsversorgungseinrichtung hergestellt wird, wenn durch die Hauptpumpe kein Druckfluid erzeugt wird, und
ferner mit einem steuerbaren Wegeventil, das verstellbar ist zwischen einer ersten Betriebsposition, bei der die Hilfspumpe mit dem Speicher verbunden ist, und einer zweiten...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Hydrauliklenkungssystem für ein Industriefahrzeug, wie beispielsweise einen Gabelstapler, und insbesondere ein Sicherheits-Hydrauliklenkungssystem, das die Servolenkungsfunktion auch dann aufrechterhält, wenn eine durch einen Motor angetriebene Fluidpumpe aufgrund einer Störung oder eines Ausfalls dieser Pumpe oder des Motors kein Druckfluid erzeugen kann.
Lenkungssysteme für Industriefahrzeuge werden bekanntlich eingeteilt in manuelle Lenkungssysteme, bei denen die Lenkungsfunktion ausschließlich durch eine auf das Lenkrad ausgeübte physische Kraft des Fahrers ausgeführt wird, und Hydrauliklenkungssysteme, bei denen die Kraft eines unter Druck stehenden Fluids ausgenutzt wird, um eine geeignete Lenkungsfunktion zu erhalten. Das letztgenannte System, das normalerweise für Gabelstapler verwendet wird, wird manchmal als vollständiges Hydrauliklenkungssystem bezeichnet, weil die Lenkkraft fast vollständig durch das unter Druck stehende Hydraulikfluid erzeugt wird. Das Hydrauliklenkungssystem kann in Abhängigkeit von seinem besonderen Aufbau weiter in zwei Arten unterteilt werden. Bei einer Art des Hydrauliklenkungssystems ist das Lenkrad mechanisch mit einem Lenkungssteuerungsventil verbun den, das den Durchfluß des einem Lenkungszylinder zugeführten Fluids steuert. Bei der anderen Art des Hydrauliklenkungssystems wird die Position des Lenkungssteuerungsventils durch das von einer Dosierpumpe zugeführte Druckfluid gesteuert, die auf dem Lenkrad angeordnet ist.
2 zeigt ein repräsentatives Beispiel eines herkömmlichen Hydrauliklenkungssystems für einen Gabelstapler, wobei das System einen Motor 101 und eine durch den Motor 101 drehbar angetriebene Fluidpumpe 102 zum Zuführen eines Druckfluids zu einer Vorrangventileinheit 103 aufweist. Die Vorrangventileinheit 103 steht in Fluidverbindung mit einer Stellgliedsteuerungsventileinheit 104 und einer Lenkungsventileinheit 105 und dient dazu, das Druckfluid zunächst der Lenkungsventileinheit 105 und dann der Stellgliedsteuerungsventileinheit 104 zuzuführen, um eine stabile Lenkungsfunktion zu gewährleisten, wenn der Gabelstapler in Betrieb ist. Das der Lenkungsventileinheit 105 auf diese Weise zugeführte Druckfluid wird in Abhängigkeit von der Drehrichtung eines Lenkrades 106, das mit der Steuerungsventileinheit 105 mechanisch verbunden ist, in die linksseitige oder in die rechtsseitige Druckkammer eines Lenkungszylinders 107 eingeleitet, so daß veranlaßt werden kann, daß der Lenkungszylinder 107 sich nach rechts oder nach links bewegt, wodurch die Räder des Gabelstaplers in eine gewünschte Richtung ausgerichtet werden. Durch das der Stellgliedsteuerungseinheit 104 zugeführte Druckfluid wird eine Rückzug- oder Ausfahrbewegung eines Stellgliedzylinders 112 veranlaßt, durch den die Arbeitsvorrichtungen, z. B. die Gabeln, des Gabelstaplers betätigt werden.
In der Lenkungsventileinheit 105 ist ein Lenkungsventil 108 mit drei Stellungen vorgesehen, das als Reaktion auf eine Drehbewegung des Lenkrades 106 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn von einer neutralen Position auf eine erste oder eine zweite Position bewegt werden kann, um das Druckfluid einem Hydraulikmotor 109 zuzuführen, der sich dann zusammen mit dem Lenkrad 106 vorwärts oder rückwärts dreht. Der Durchfluß des dem Hydraulikmotor 109 zugeführten Druckfluids kann mit der Drehgeschwindigkeit des Lenkrads 106 variieren. Das vom Hydraulikmotor 109 ausgegebene Druckfluid wird über das Lenkungsventil 108 dem Lenkungszylinder 107 zugeführt. Der Durchfluß Q_S des dem Lenkungszylinder 107 zugeführten Druckfluids ist gegeben durch die Gleichung: QS = NS × qth1 × ηv1/1000 – Ne × qth2 × ηv2/1000 = QP (1)wobei Q_P den Durchfluß (l/min) des Druckfluids am Auslaß der Fluidpumpe 102, N_S die Drehzahl (Umdrehungen je Minute) des Lenkrades 106, η_v1 den aufs Volumen bezogenen Liefergrad des Hydraulikmotors 109 in der Lenkungsventileinheit 105, N_e die Drehzahl (Umdrehungen je Minute) des Motors 101, q_th1 die Kapazität oder Leistung (cm³/Umdrehung) des Hydraulikmotors 109 in der Lenkungsventileinheit 105 und q_th2 die Kapazität oder Leistung (cm³/Umdrehung) der Fluidpumpe 102 bezeichnen.
Gemäß Gleichung (1) wird, wenn der Motor 101 oder die Fluidpumpe 102 aufgrund einer Störung ihren Betrieb unterbricht, der Wert Q_P gleich null. Wenn zu diesem Zeitpunkt das Lenkrad 106 von Hand bzw. manuell gedreht wird, um das Lenkungsventil auf die erste oder die zweite Betriebsposition zu schalten, kann das in einem Speicher 110 gespeicherte Fluid über ein Rückschlag- oder Absperrventil 111 und das Lenkungsventil 108 in den Hydraulikmotor gesaugt bzw. gepumpt werden. Außerdem würde durch eine solche unerwünschte Störung des Motors 101 oder der Fluidpumpe 102 der innere Fluiddruck des gesamten Lenkungssystems nahezu auf den Wert null absinken. Daher hängt der zum Betätigen des Lenkungszylinders 107 erforderliche Fluiddruck ausschließlich vom dem Lenkrad 106 manuell zugeführten Drehmoment ab. D. h., der Fluiddruck P (Kgf/cm²) zum Betätigen des Lenkungszylinders 107 ist bestimmt durch die Gleichung: P = (T × 200π)/q (2) wobei T das dem Lenkrad 106 durch den Fahrer zugeführte Drehmoment (Kgf·m) und q die Leistung (cm³/Umdrehungen) des Hydraulikmotors 109 in der Lenkungsventileinheit 105 bezeichnen.
In der Praxis ist der Fahrer des Gabelstaplers kaum in der Lage, ein Drehmoment T zu erzeugen, das ausreichend ist, um den Fluiddruck P in Gleichung (2) zu erzeugen. D. h., daß dem Lenkungszylinder 107 kein Druckfluid zugeführt würde und daher keine Lenkungsfunktion verfügbar wäre, wenn der Motor 101 oder die Fluidpumpe 102 ausfällt. Wenn die Lenkungsfunktion nicht verfügbar ist, kann ein Unfall verursacht werden, bei dem der sich bewegende Gabelstapler auf Gegenstände oder Personen aufprallt, die sich im Bewegungsweg des Gabelstaplers befinden. Hinsichtlich des vorstehenden Sachverhaltes besteht ein Bedarf für ein verbessertes Hydrauliklenkungssystem, durch das die vorstehend dargestellten Probleme gelöst werden.
Die Offenlegungsschrift DE 31 32 342 A1 offenbart eine hydrostatische Hilfskraft-Lenkeinrichtung, bei der in der neutralen Mittelstellung des Steuerventils eine Kurzschlussverbindung für einen von der Druckleitung zur Rücklaufleitung fließenden Pilotstrom geöffnet ist. Alle anderen Verbindungen sind in Neutralstellung abgesperrt. In dem zu der Kurzschlussverbindung führenden Druckkanal ist eine Drosselstelle mit konstantem Querschnitt angeordnet. Über die Drosselstelle fließt in Neutralstellung des Steuerventils ständig der Förderstrom einer Notlenkpumpe mit konstantem Fördervolumen. Durch den Druckabfall über der Drosselstelle wird der Zustrom von Drucköl aus einer weiteren Druckmittelquelle zu dem Lenkungskreis geregelt. Ist die weitere Druckmittelquelle als Verstellpumpe ausgeführt, so dient der Druck hinter der Drosselstelle zur Regelung der Verstellung der Pumpe. Ist die weitere Druckmittelquelle als Konstantpumpe ausgebildet, die über ein Stromteilventil zusätzlich zu dem Lenkungskreis noch einen weiteren Arbeitshydraulikkreis mit Drucköl versorgt, so dient die Druckdifferenz über der Drossel zur Regelung des Stromteilventils.
Die DE DE 30 43 365 A1 betrifft eine Einrichtung zur Steuerung einer hydraulischen Kraftlenkanordnung für Kraftfahrzeuge mit einer Haupt- und einer über einen gesonderten elektrisch gesteuerten Antrieb angetriebene Reservepumpe zur Lieferung des Druckmittels, bei der ein in Abhängigkeit von der Betätigung eines Zünd- und Startschalters für den Fahrzeugantrieb und von dem Druckmittelzustand in einem Druckmittelverteilerkreis zwischen den beiden Pumpen und der hydraulischen Kraftlenkeinrichtung ansprechender Steuerkreis zum automatischen Einschalten der Reservepumpe bei Ausfall der Hauptpumpe vorgesehen ist.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sicherheits-Hydrauliklenkungssystem für ein Industriefahrzeug bereitzustellen, durch das auch dann weiterhin das für die Servolenkungsfunktion erforderliche Druckfluid erzeugt wird, wenn ein Motor oder eine durch den Motor angetriebene Fluidpumpe während der Bewegung des Industriefahrzeugs ausfällt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Die Erfindung stellt ein Sicherheits-Hydrauliklenkungssystem für ein Industriefahrzeug bereit mit: einem Motor, einem Fluidspeicher bzw. -behälter, einer Lenkungsventileinheit, einer Stellgliedsteuerungsventileinheit, einer Hauptfluidpumpe zum Pumpen des Fluids im Speicher, um der Lenkungsventileinheit und der Stellgliedsteuerungsventileinheit Druckfluid zuzuführen, und einem Vorrangventil, durch das das Druckfluid zunächst der Lenkungsventileinheit zugeführt wird. Weiter sind vorhanden: ein Elektromotor, eine selektiv mit dem Elektromotor verbindbare Spannungsversorgungseinrichtung zum Zuführen von elektrischem Strom zum Elektromotor, eine durch den Elektromotor gedrehte Hilfsfluidpumpe zum Erzeugen eines der Lenkungsventileinheit zuzuführenden Hilfslenkungsfluids und eine Spannungsversorgungssteuerungseinrichtung, durch die die Verbindung zwischen dem Elektromotor und der Spannungsversorgungseinrichtung unterbrochen wird, während die Hauptpumpe das Druckfluid erzeugt, und die Verbindung zwischen dem Elektromotor und der Spannungsversorgungseinrichtung hergestellt wird, wenn durch die Hauptpumpe kein Druckfluid erzeugt wird.
Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht; es zeigen:
1 ein Fluiddruckschaltungsdiagramm zum Darstellen eines erfindungsgemäßen Sicherheits-Hydrauliklenkungssystems; und
2 ein Fluiddruckschaltungsdiagramm zum Darstellen eines repräsentativen Beispiels eines herkömmlichen Hydrauliklenkungssystems.
Wie in 1 dargestellt, weist das erfindungsgemäße Sicherheits-Hydrauliklenkungssystem eine Hauptfluidpumpe 200 auf, die durch einen Motor 202 drehbar angetrieben wird, um das in einem Speicher bzw. Behälter 204 enthaltene Fluid abzupumpen bzw. abzusaugen und dann ein im Lenkungssystem verwendetes Druckfluid zu erzeugen. Die Hauptfluidpumpe 200 steht über eine Hauptzufuhrleitung 206, in der ein Absperrventil 210 angeordnet ist, um zu verhindern, daß das Druckfluid in die Hauptfluidpumpe 200 zurückströmt, in Fluidverbindung mit einer Vorrangventileinheit 208.
Die Vorrangventileinheit 208 weist ein Vorrangventil 212 auf, dessen Auslaßseite über eine Lenkungszufuhrleitung 214 mit einer Lenkungsventileinheit 216 und über eine Stell gliedzufuhrleitung 218 mit einer Stellgliedsteuerungsventileinheit 220 in Fluidverbindung steht. Das Vorrangventil 212 ist verstellbar zwischen einer ersten Betriebsposition, d. h. einer linken Position, bei der die Hauptfluidpumpe 200 mit der Lenkungsventileinheit 216 verbunden ist, und einer zweiten Betriebsposition, d. h. einer rechten Position, bei der die Hauptfluidpumpe 200 mit der Stellgliedsteuerungsventileinheit 220 in Verbindung gebracht wird.
Eine Druckfeder 222 ist an einer Seite des Vorrangventils 212 angeordnet, um das Vorrangventil 212 normalerweise zwangsweise auf die erste Betriebsposition einzustellen, so daß das Druckfluid anstatt der Stellgliedsteuerungsventileinheit 220 zunächst der Lenkungsventileinheit 216 zugeführt wird. An der gleichen Seite des Vorrangventils 212, an der die Druckfeder 222 angeordnet ist, steht eine Steuerleitung 224 in Verbindung mit dem Vorrangventil 212, während eine sich von der Lenkungszufuhrleitung 214 aus ertreckende Steuer- oder Schaltleitung 226 zur anderen Seite des Vorrangventils 212 führt. Wenn der Fluiddruck in der Steuer- oder Schaltleitung 226 größer wird als die Summe aus dem Vorspanndruck der Feder 222 und dem Fluiddruck in der Steuerleitung 224, bewegt sich das Vorrangventil 212 nach links in die zweite Betriebsposition, so daß das Druckfluid in der Hauptzufuhrleitung 206 zur Stellgliedsteuerungsventileinheit 220 strömen kann.
Die Steuerleitung 224 bleibt einerseits über eine Umgehungsleitung 228 in Verbindung mit der Lenkungsventileinheit 216 und führt andererseits über einen Ölfilter 230 und ein Sicherheits- oder Überdruckventil 232 zu einem Speicher 204. Ein Absperrventil 234 ist in der Lenkungszufuhrleitung 224 angeordnet, um zu verhindern, daß das Druckfluid in der Lenkungsventileinheit 216 in das Vorrangventil 212 zurückströmt. Wie Fachleuten bekannt ist, kann durch die Stellgliedsteuerungsventileinheit 220 in Abhängigkeit von der Drehrichtung und dem Winkel eines Steuerknüppels oder Be triebshebels 236 das Druckfluid in die Stellgliedzufuhrleitung 218 eingeleitet und einem Stellgliedzylinder 238 zugeführt werden, oder ermöglicht werden, daß das Druckfluid im Stellgliedzylinder 238 in den Speicher 204 abgeleitet wird. Der Stellgliedzylinder 238 ist betrieblich mit einer Arbeitsvorrichtung, z. B. mit Gabeln, des Gabelstaplers verbunden, die in den Zeichnungen aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt sind.
Die Lenkungsventileinheit 216 weist ein Lenkungsventil 242 auf, dessen Position durch ein Lenkrad 240 gesteuert wird, und einen Hydraulikmotor 244, der mechanisch mit dem Lenkrad 240 verbunden bleibt. Das Lenkungsventil 242 kann von einer in 1 dargestellten neutralen Position auf eine erste oder eine zweite Betriebsposition geschaltet werden, wenn der Fahrer das Lenkrad 240 in eine gewünschte Richtung dreht. Wenn das Lenkungsventil 242 auf die neutrale Position eingestellt ist, wird verhindert, daß das Druckfluid in der Lenkungszufuhrleitung 214 das Lenkungsventil durchströmt und in einen Lenkungszylinder 246 einströmt, wodurch dieser unbeweglich gehalten wird. Wenn das Lenkungsventil 242 auf die erste oder die zweite Betriebsposition geschaltet wird, kann das Druckfluid in der Lenkungszufuhrleitung 214 einer der Fluidkammern des Lenkungszylinders 246 zugeführt werden, wobei zu diesem Zeitpunkt das Fluid in der anderen Kammer des Lenkungszylinders 246 über eine Lenkungsablaufleitung 248 zum Speicher 204 abgeleitet werden sollte. Der Hydraulikmotor 244 ist dazu geeignet, dem Lenkungszylinder 246 proportional zur Drehgeschwindigkeit des Lenkrades 240 eine gesteuerte Druckfluidmenge zuzuführen. Zwischen der Lenkungszufuhrleitung 214 und der Lenkungsablaufleitung 248 ist ein Absperrventil 249 angeordnet, durch das ermöglicht wird, daß Fluid in der Lenkungsablaufleitung 248 in die Lenkungszufuhrleitung 214 strömen kann, jedoch eine Fluidströmung in die entgegengesetzte Richtung verhindert wird.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Hydrauliklenkungssystem außerdem einen Elektromotor 250 auf, der über einen Relaisschalter 252 oder eine andere geeignete Relaiseinrichtung selektiv mit einer Batterie 254 verbunden werden kann. Eine Hilfs- oder Zusatzpumpe 256, durch die, wenn sie aktiviert ist, ein unter Druck stehendes Hilfs- oder Sicherheitslenkungsfluid erzeugt werden kann, ist mit dem Elektromotor 250 drehbar verbunden. Die Hilfspumpe 256 ist über eine Hilfszufuhrleitung 258 mit einem steuerbaren Wegeventil 260 verbunden, so daß das durch die Zusatzpumpe 256 erzeugte Hilfslenkungsfluid dem steuerbaren Wegeventil 260 zugeführt werden kann. Vorzugsweise ist ein Absperrventil 262 in der Hilfszufuhrleitung 258 angeordnet, um zu verhindern, daß Fluid vom steuerbaren Wegeventil 260 in die Hilfspumpe 256 zurückströmt.
Das steuerbare Wegeventil 260 ist an seiner Ausgangsseite über eine erste Zweigleitung 266 mit dem Speicher 204 und über eine zweite Zweigleitung 264 mit der Lenkungszufuhrleitung 214 verbunden. Das steuerbare Wegeventil 260 ist verstellbar zwischen einer ersten Betriebsposition, bei der die Hilfspumpe 256 in Verbindung mit dem Speicher 204 bleibt, und einer zweiten Betriebsposition, bei der die Hilfspumpe 256 mit dem Lenkungsventil 242 verbunden werden kann. Eine Druckfeder 268 ist an einer Seite des steuerbaren Wegeventils 260 angeordnet, um dieses normalerweise auf die zweite Betriebsposition vorzuspannen, wohingegen eine Steuer- oder Schaltdruckkammer 270 an der anderen Seite des steuerbaren Wegeventils 260 angeordnet ist, um diesem einen Steuer- oder Schaltdruck zuzuführen. Die Steuer- oder Schaltkammer 270 steht über eine Steuer- oder Schaltleitung 272 in Verbindung mit der Hauptzufuhrleitung 206. So lange das von der Hauptpumpe 200 erzeugte Druckfluid in die Steuer- oder Schaltkammer 270 eingeleitet wird, wird das steuerbare Wegeventil 260 gegen die Vorspannkraft der Druckfeder 268 in der ersten Betriebsposition gehalten. Wenn in der Druckkammer 270 kein Fluiddruck erzeugt wird, würde das steuerbare Wegeventil 260 jedoch durch die Vorspannkraft der Druckfeder 268 automatisch auf die zweite Betriebsposition geschaltet.
Wie vorstehend erwähnt, wird der Relaisschalter 252 verwendet, um den Elektromotor 250 selektiv mit der Batterie 254 zu verbinden oder die Verbindung zwischen dem Elektromotor und der Batterie zu lösen. Die Funktion des Relaisschalters 252 kann durch eine elektronische Steuerung 274 gesteuert werden, die elektrisch mit einem Druckdetektor 276 und einem Motorzündungsdetektor 278 verbunden ist. Der Druckdetektor 276 ist in der Hauptzufuhrleitung 206 angeordnet und gibt kontinuierlich ein Druckerfassungssignal aus, wenn er den in der Hauptzufuhrleitung 206 erzeugten Druck erfaßt. Der Motorzündungsdetektor 278 ist mit einem Zündschalter 279 verbunden, der zwischen dem Motor 202 und der Batterie 254 angeordnet ist, so daß er ein Motorunterbrechungssignal erzeugen kann, sobald der Zündschalter 279 ausgeschaltet ist. Zu dem Zeitpunkt, wenn das Druckerfassungssignal oder das Motorunterbrechungssignal ausgegeben wird, wird durch die elektronische Steuerung 274 veranlaßt, daß der Relaisschalter 252 offen gehalten wird, wodurch verhindert wird, daß der Elektromotor 250 aktiviert wird. Wenn das Druckerfassungssignal und das Motorunterbrechungssignal nicht ausgegeben werden, wird durch die elektronische Steuerung 274 veranlaßt, daß der Relaisschalter 252 geschlossen wird, wodurch gewährleistet wird, daß die Batterie 254 dem Elektromotor 250 elektrischen Strom zuführt.
Nachstehend wird basierend auf der vorstehenden Beschreibung und unter Bezug auf 1 die Arbeitsweise des Sicherheits-Hydrauliklenkungssystems ausführlich beschrieben.
Wenn der Motor 202 aktiviert wird, nachdem der Zündschalter 279 eingeschaltet wurde, wird die Hauptfluidpumpe 200 drehbar angetrieben, um dem Vorrangventil 212 über die Hauptzufuhrleitung 206 Druckfluid zuzuführen. Anfangs wird, weil das Vorrangventil 212 durch die durch die Druckfeder 222 ausgeübte Vorspannkraft auf der ersten Betriebsposition gehalten wird, das Druckfluid über die Lenkungszufuhrleitung 214 dem Lenkungsventil 242 zugeführt.
Wenn das Lenkrad 240 in diesem Moment in eine beliebige Richtung gedreht wird, wird veranlaßt, daß das Lenkungsventil 242 sich von der neutralen Position zur ersten oder zweiten Betriebsposition bewegt, wodurch Druckfluid in der Lenkungszufuhrleitung 214 über das Lenkungsventil 242 und den Hydraulikmotor 244 in eine der Fluidkammern des Lenkungszylinders 246 eingeleitet wird, wodurch die Servolenkungsfunktion bereitgestellt wird. Wenn die Drehgeschwindigkeit des Lenkrades 240 erhöht wird, nimmt die Drehgeschwindigkeit des Hydraulikmotors 244 zu, wodurch der Durchfluß des dem Lenkungszylinder 246 zugeführten Druckfluids zunimmt. Wenn dagegen die Drehgeschwindigkeit des Lenkrades 240 abnimmt, nimmt der Durchfluß des dem Lenkungszylinder 246 zugeführten Druckfluids ab. Wenn das Lenkrad 240 nicht gedreht wird, bleibt das Lenkungsventil 242 auf den neutralen Zustand eingestellt, wobei in diesem Fall der Druck in der Lenkungszufuhrleitung 214 und daher in der Steuer- oder Schaltleitung 226 kontinuierlich zunimmt, um schließlich das Vorrangventil 212 gegen die Vorspannkraft der Druckfeder 222 in die zweite Betriebsposition zu drücken. Dadurch wird gewährleistet, daß das Druckfluid in der Hauptzufuhrleitung 206 der Stellgliedsteuerungsventileinheit 220 vollständig zugeführt wird.
Während der Zeitdauer, in der die Hauptpumpe 200 das Druckfluid kontinuierlich in die Hauptzufuhrleitung 206 einleitet, wird der Druck des Fluids in der Hauptzufuhrleitung 206 direkt der Steuer- oder Schaltkammer 270 zugeführt, wodurch das steuerbare Wegeventil 260 gegen die Vorspannkraft der Druckfeder 268 in die erste Betriebsposition gedrückt wird, so daß die Hilfspumpe 256 mit dem Speicher 204 verbun den werden kann. Wenn der Motor 202 und die Hauptpumpe 200 auf ihren normalen Betriebszustand eingestellt sind, wie vorstehend beschrieben, führt der Druckdetektor 276 der elektronischen Steuerung 274 ein Druckerfassungssignal zu, wodurch die elektronische Steuerung 274 veranlaßt, daß der Relaisschalter 252 offen und die Verbindung zwischen dem Elektromotor 250 und der Batterie 254 unterbrochen gehalten wird. Dadurch erzeugt die Hilfspumpe 256 kein Hilfslenkungsfluid.
Wenn der Motor 202 oder die Hauptpumpe 200 aus einem beliebigen Grund ausfällt, wird kein Druckfluid in die Hauptzufuhrleitung 206 eingeleitet, so daß der Druckdetektor 276 kein Druckerfassungssignal mehr an die elektronische Steuerung 274 ausgibt. Außerdem wird, weil der Zündschalter 279 eingeschaltet bleibt, durch den Motorzündungsdetektor 278 kein Motorunterbrechungssignal erzeugt. Dadurch kann die elektronische Steuerung 274 veranlassen, daß der Relaisschalter 252 geschlossen wird, so daß die Batterie 254 dem Elektromotor 250 elektrischen Strom zuführen kann. Wenn der Elektromotor 250 aktiviert ist, um die Hilfspumpe 256 drehbar anzutreiben, wird durch die Hilfspumpe 256 Hilfslenkungsfluid in die Hilfszufuhrleitung 258 eingeleitet.
Wenn die Hauptpumpe 200, weil diese oder der Motor 202 ausgefallen ist, kein Druckfluid erzeugt, wird in der Steuer- oder Schaltkammer 270 des steuerbaren Wegeventils 260 kein Fluiddruck erzeugt. Daher wird das steuerbare Wegeventil 260 durch die Vorspannkraft der Druckfeder 268 auf die zweite Betriebsposition geschaltet, wodurch die Hilfszufuhrleitung 258 in Fluidverbindung mit der Lenkungszufuhrleitung 214 gebracht wird. Dadurch kann das durch die Hilfspumpe 256 erzeugte Hilfslenkungsfluid über das steuerbare Wegeventil 260 dem Lenkungsventil 242 zugeführt werden, wodurch die Servolenkungsfunktion weiterhin bereitgestellt wird, auch wenn der Motor 202 oder die Hauptpumpe 200 ausgefallen sind.
Wenn das Fahrzeug, das das Sicherheits-Hydrauliklenkungssystem aufweist, unterstützt durch die vorstehend beschriebene Hilfslenkungsfunktion einen Sicherheitsbereich erreicht, schaltet der Fahrer den Zündschalter 279 aus, woraufhin der Motorzündungsschalter 278 ein Motorunterbrechungssignal an die elektronische Steuerung 274 ausgibt. Dann wird durch die elektronische Steuerung 274 veranlaßt, daß der Relaisschalter 252 geöffnet wird, so daß der Elektromotor 250 und die Hilfspumpe 256 ausgeschaltet werden können, wodurch die Hilfslenkungsfunktion des Hydraulik-Steuerungssystems deaktiviert wird.

Claims

Sicherheits-Hydrauliklenkungssystem für ein Industriefahrzeug, mit: einem Motor, einem Fluidspeicher, einer Lenkungsventileinheit, einer Stellgliedsteuerungsventileinheit, einer durch den Motor angetriebenen Hauptfluidpumpe zum Pumpen des Fluids im Speicher, um der Lenkungsventileinheit und der Stellgliedsteuerungsventileinheit Druckfluid zuzuführen, und einem Vorrangventil, durch das das Druckfluid zunächst der Lenkungsventileinheit zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das System ferner aufweist: einen Elektromotor; eine selektiv mit dem Elektromotor verbindbare Spannungsversorgungseinrichtung zum Zuführen von elektrischem Strom zum Elektromotor; eine durch den Elektromotor angetriebene Hilfsfluidpumpe zum Erzeugen eines der Lenkungsventileinheit zuzuführenden Hilfslenkungsfluids; eine Spannungsversorgungssteuerungseinrichtung, durch die die Verbindung zwischen dem Elektromotor und der Spannungsversorgungseinrichtung unterbrochen wird, während die Hauptpumpe das Druckfluid erzeugt, und die Verbindung zwischen dem Elektromotor und der Spannungsversorgungseinrichtung hergestellt wird, wenn durch die Hauptpumpe kein Druckfluid erzeugt wird, und ferner mit einem steuerbaren Wegeventil, das verstellbar ist zwischen einer ersten Betriebsposition, bei der die Hilfspumpe mit dem Speicher verbunden ist, und einer zweiten Betriebsposition, bei der die Hilfspumpe mit der Lenkungsventileinheit in Verbindung kommt, um das Hilfslenkungsfluid der Lenkungsventileinheit zuzuführen.
System nach Anspruch 1 wobei die Spannungsversorgungssteuerungseinrichtung aufweist: einen zwischen dem Elektromotor und der Spannungsversorgungseinrichtung angeordneten Relaisschalter, einen an der Auslaßseite der Hauptpumpe angeordneten Druckdetektor zum Ausgeben eines Druckerfassungssignals, wenn die Hauptpumpe das Druckfluid erzeugt, und einen Motorzündungsdetektor zum Erzeugen eines Motorunterbrechungssignals, wenn die Verbindung zwischen dem Motor und der Spannungsversorgungseinrichtung unterbrochen ist, und eine mit dem Druckdetektor und dem Motorzündungsschalter verbundene elektronische Steuerung, durch die der Relaisschalter in Antwort auf das Druckerfassungssignal oder das Motorunterbrechungssignal offen gehalten wird und veranlaßt wird, daß der Relaisschalter geschlossen wird, wenn sowohl das Druckerfassungssignal als auch das Motorunterbrechungssignal nicht erzeugt werden.
System nach Anspruch 2, wobei die Hauptpumpe über eine Hauptzufuhrleitung mit dem Vorrangventil verbunden ist und der Druckdetektor in der Hauptzufuhrleitung angeordnet ist, um den Fluiddruck in der Hauptzufuhrleitung zu erfassen.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Hauptpumpe über eine Hauptzufuhrleitung mit dem Vorrangventil verbunden ist und ferner ein in der Hauptzufuhrleitung angeordnetes Absperrventil vorgesehen ist, um zu verhindern, daß das Hilfslenkungsfluid in die Hauptpumpe zurückströmt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei an einer Seite des steuerbaren Wegeventils eine Druckfeder angeordnet ist, um das steuerbare Wegeventil zur zweiten Betriebsposition vorzuspannen, und an der anderen Seite des steuerbaren Wegeventils eine Steuerkammer angeordnet ist, die in Fluidverbindung mit der Hauptpumpe bleibt, so daß das von der Hauptpumpe erzeugte Druckfluid in die Steuerkammer eintreten kann, um das steuerbare Wegeventil gegen die Vorspannkraft der Druckfeder auf die erste Betriebsposition zu schalten.