DE2044652B2 - Hydrostatische stelleinrichtunn, insbesondere lenkeinrichtung - Google Patents

Description

Die USA.-Patentschrift 2 020 951 beschreibt eine hydrostatische Stelleinrichtung, bei der die als Axialschieber ausgebildete Ventilanordnung nur über Druckmittelleitungen mit dem Hydraulikmotor verbunden und dieser direkt mit dem Betätigungsorgan

stellungs-Federanordnung in die vorgegebene Endlage zu bringen.

4. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergeräte (4, 10) infolge verschiedener Größe unterschiedlich große Druckmittelmengen verarbei- 40 gekuppelt ist. Bei Drehung des Betätigungsorgans erten und die Rutschkupplung (25) dem größeren zeugt der Hydraulikmotor eine Druckdifferenz, mit Steuergerät (4) zugeordnet ist. deren Hilfe der Axialschieber gegen die Kraft einer

5. Stelleinrichtung nach einem der Ansprü- Neutralstellungs-Federanordnung verlagert wird; alsche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumin- dann fließt Druckmittel über den Schieber und den dest dem mit der Rutschkupplung (25) versehe- 45 Hydraulikmotor zum Stellmotor. Bei Ausfall der nen Steuergerät (4) am mit der Druckmittelpum- Druckmittelpumpe arbeitet der Hydraulikmotor als pe (1, 35) verbundenen Eingang ein Rückschlag- Hilfspumpe.

ventil (3) vorgeschaltet ist. Diese Stelleinrichtungen haben den Vorteil, daß im

6. Stelleinrichtung nach einem der Ansprü- Normalbetrieb kleine Kräfte am Betätigungsorgan ehe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die 50 ausreichen, um den Stellmotor mit großen Kräften Steuergeräte (4, 10) von einer gemeinsamen proportional zu verstellen. Schwierigkeiten treten

aber auf, wenn die Stellmotoren ein sehr großes Verdrängungsvolumen haben. Man benötigt dann sehr große Steuergeräte, die eine große Fördermenge pro Umdrehung des Lenkrades oder eines anderen Betätigungsorgans verarbeiten können. Je größer aber die

Druckmittelpumpe (35) gespeist sind und zwischen Pumpe und Steuergeräte ein das Druckmittel entsprechend der Größe der Steuergeräte aufteilender Mengenteiler (37) angeordnet ist.

7. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Steuergerät (4, 10) von einer seiner Größe angepaßten Druckmittelpumpe (1, 7) gespeist ist.

Fördermenge, um so größere Kräfte müssen auf das Lenkrad aufgebracht werden, wenn der Hydraulikmotor als Hilfspumpe von Hand angetrieben wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Stelleinrichtung der eingangs beschrie-

benen Art anzugeben, die einerseits eine große

Fördermenge pro Umdrehung des Betätigungsorgans abzugeben vermag, trotzdem aber beim Notsteue-

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische 65 rungsbetrieb noch mit vertretbaren Kräften betätigt Stelleinrichtung, insbesondere Lenkeinrichtung, mit werden kann.

einem Stellmotor, einer Druckmittelpumpe und Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

einem mit dem Stellmotor über Druckmittelleitungen löst, daß zwei Steuergeräte hydraulisch parallel ge-

schaltet und durch ein gemeinsames Betätigungsorgan verstellbar sind und daß in die Antriebsverbindung des Hydraulikmotors des einen Steuergeräts eine Rutschkupplung gelegt ist.

Die beiden parallelgeschalteten Steuergeräte verarbeiten im Norrnalbetrieb die Summe der beiden Fördermengen. Beim Notsteuerungsbetrieb verhindert die Rutschkupplung, daß der eine Hydraulikmotor als Hilfspumpe wirkt. Da nur der andere Hydraulikmotor vom Betätigungsorgan angetrieben werden muß. sind die anzuwerbenden Kräfte vertretbar. Die Anwendung nur eines Hydraulikmotor:·! als Hilfspumpe führt demnach zu einer Kraftuntersetzung, die es erlaubt, auch große Stellmotoren von Hand zu betätigen. Die Parallelschaltung zweier Steuergeräte hat darüber hinaus den Vorteil, daß in der Neutralstellung. in der der mit der Druckmittelpumpe verbundene Eingang unmittelbar mit dem Ablauf verbunden ist, der Durchtrittsquerschnitt größer ist als er sich bei einem einzigen, größeren Steuergerät ausbilden läßt und der Druckabfall und die Druckmitteltemperatur abnimmt.

Besonders günstig ist es. wenn zwei gleichartig ausgebildete Steuergeräte verwendet sind und die Rutschkupplung vor dem Eingang des einen Steuergeräts angeordnet ist. Man kann dann zwei Steuergeräte der üblichen Fertigung verwenden und die Rutschkupplung als Zusatzelement vorschalten. Eine Stelleinrichtung mit größerer Leistung, die nur selten benötigt wird, läßt sich also mit Hilfe zweier Steuergeräte kleinerer Leistung herstellen, die handelsüblich sind und in großen Stückzahlen, also entsprechend billig, gefertigt werden.

Wenn die Stelleinrichtung mit einer die Ventilanordnung in der Neutralstellung haltenden Federan-Ordnung versehen ist, sollte dafür gesorgt sein, daß die Auslösekraft der Rutschkupplung etwas größer ist als die zu übertragende Kraft, die notwendig ist. um die Neutralstellungs-Federanordnung in die vorgegebene Endlage zu bringen. Diese Endlage kann beispielsweise mit einem Kupplungs-Totgang im Innern der Ventilanordnung übereinstimmen. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Rutschkupplung nicht im Normalbetrieb, sondern nur auslöst, wenn die Druckmittelpumpe ausfällt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es empfehlenswert, daß die Steuergeräte infolge verschiedener Größe unterschiedlich große Druckmittelmengen verarbeiten und die Rutschkupplung dem größeren Steuergerät zugeordnet ist. Im Notsteuerungsfall ist dann nur der Hydraulikmotor des kleineren Steuergeräts als Hilfspumpe wirksam. Dies ergibt eine noch günstigere Kraftuntersetzung als bei zwei gleich großen Steuergeräten.

Des weiteren ist es zweckmäßig, daß zumindest dem mit der Rutschkupplung versehenen Steuergerät am mit der Druckmittelpumpe verbundenen Eingang ein Rückschlagventil vorgeschaltet ist. Dieses Rückschlagventil verhindert, daß das Druckmittel, das vom anderen Steuergerät gefördert wird, über das mit der Rutschkupplung versehene Steuergerät und dessen Pumpe abfließt, statt den Stellmotor zu betätigen.

Die Steuergeräte können von einer gemeinsamen Druckmittelpumpe gespeist sein, und zwischen Pumpe und Steuergerät kann ein das Druckmittel entsprechend der Größe der Steuergeräte aufteilender Mengenteiler angeordnet sein. Statt dessen kann auch jedes Steuergerät von einer seiner Größe angepaßten Druckmittelpumpe gespeist sein. Letzteres hat den Vorteil, daß beim Ausfall einer Pumpe die andere Pumpe noch einen Notbetrieb ermöglicht.

Zu den beiden erwähnten Steuergeräten können noch weitere Steuergeräte hydraulisch parallel geschaltet und durch das gemeinsame Betätigungsorgan verstellbar sein, wobei es eine Frage der Anpassung ist. wieviele der Steuergeräte mit einer Rutschkupplung versehen sind.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

F i g. 2 einen Schnitt durch den Eingang zweier Steuergeräte mit dem Betätigungsorgan und der Rutschkupplung und

F i g. 3 eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 1.

In F i g. 1 fördert eine erste Pumpe 1 über eine Druckleitung 2 und ein Rückschlagventil 3 Drucköl zu einem Steuergerät 4, das über eine Ablaufleitung 5 mit einem Tank 6 verbunden ist.

Eine zweite Pumpe 7 fördert Öl über eine Leitung 8 und ein Rückschlagventil 9 zu einem zweiten Steuergerät 10, das über eine Ablaufleitung 11 mit dem Tank 6 verbunden ist.

Das Steuergerät 4 hat zwei Ausgangsleitungen 13 und 14, das Steuergerät 10 zwei Ausgangsleitungen 15 und 16, die kreuzweise miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ergeben sich zwei Zuleitungen 17 und 18 zu einem Stellmotor 19 mit zwei Arbeitsräumen 20 und 21. Die Leitungen 17 und 18 sind durch Überdruckventile 22 und 23 miteinander verbunden.

Das Steuergerät 10 wird durch ein Lenkrad 24 betätigt. Die Steuergeräte 10 und 4 sind über eine Rutschkupplung 25 miteinander verbunden.

F i g. 2 zeigt den konstruktiven Aufbau. Hiernach sind die beiden Steuergeräte 4 und 10 von einem gemeinsamen Gehäuse 26 gehalten. Das Lenkrad 24 ist mit einer Welle 27 versehen, die direkt mit einer Ventilhülse 28 des Steuergeräts 10 verbunden ist. Die Welle 27 trägt ein Zahnrad 29. Dieses kämmt mit einem Zahnrad 30, das auf einer Nabe 31 sitzt. Diese Nabe ist mit der Reibungskupplung 25, die hier durch einen mit der Innenwand der Nabe 31 zusammenwirkenden Reibungsbelag 32 gebildet ist, mit einem Zapfen 33 verbunden, der mit einer Ventilhülse 34 des Steuergeräts 4 mechanisch verbunden ist. Da sich die Hülsen der beiden Steuergeräte 4 und 10 bei Betätigung des Lenkrades 24 im Gegensinn drehen, sind die Ausgangsleitungen 13 bis 16 überkreuz miteinander verbunden. Die Reibungskupplung 25 ist so ausgebildet, daß beim normalen Lenkbetrieb die Hülse 34 mitgenommen wird, daß aber, wenn im Notsteuerungsbetrieb größere Kräfte übertragen werden sollen, die Reibungskupplung auslöst.

Normalerweise stehen die beiden Steuergeräte 4 und 10 in der Neutralstellung. Das von den Pumpen 1 und 7 geförderte Drucköl gelangt daher über einen Nebenschlußpfad unmittelbar in die Ablaufleitungen 5 und 11. Bei einer Drehung des Lenkrades werden die Ventilanordnungen beider Steuergeräte 4 und 10 so verdreht, daß das Drucköl über die Leitungen 2 und 8 zu dem Ausgangsleitungspaar 13, 15 oder 14, 16 gelangt und der Stellmotor 19 verlagert

wird. Das geförderte öl fließt dabei gleichzeitig über die in beiden Steuergeräten 4 und 10 vorgesehenen Hydraulikmotoren, die ein Folgeelement der Ventilanordnung verstellen, bis der vom Lenkrad 24 vorgesehene Lenkeinschlag erreicht ist. Das aus dem Stellmotor verdrängte öl gelangt über die andere Zuleitung 18 bzw. 17 und beide Steuergeräte 4, 10 in die Ablaufleitungen 5, 11. Auf diese Weise werden relativ große Mengen des Drucköls pro Umdrehung des Lenkrades 24 zum Stellmotor 19 geleitet.

Wenn die Pumpen 1 und 7 ausfallen, kann der Stellmotor 19 durch Drehung des Handrades 24 hilfsweise betätigt werden. Das vom Lenkrad ausgeübte Drehmoment wirkt unmittelbar auf den Hydraulikmotor des Steuergeräts 10. Es wird aber nur so lange auf das Steuergerät 4 übertragen, bis die Rutschkupplung 25 anspricht. Dann führt eine weitere Drehung des Lenkrades 24 nur zu einer Verdrehung des Hydraulikmotors im Steuergerät 10, der dann als alleinige Hilfspumpe dient. Das von ihm geförderte Drucköl gelangt über die offene Ventilanordnung des Steuergeräts 4 auch zu dessen Druckleitung 2. Hier sorgt aber das Rückschlagventil 3 dafür, daß das Drucköl nicht über die Pumpe 1 abfließen kann. Es wirkt sich daher voll im Stellmotor 19 aus. Man kann daher durch Drehung des Lenkrades 24 den Stellmotor 19 zwar langsam, aber mit einer vertretbaren Kraft verstellen, so daß eine langsame Fahrt bis zu einer Werkstätte noch möglich ist.

Das zweite Rückschlagventil 9 ist vorgesehen, damit bei einem plötzlichen Stoß auf den Stellmotor 19 die dann entstehende Druckerhöhung sich über das Überdruckventil 22 oder 23 abbauen kann und nicht

ίο über die eventuell geöffnete Ventilanordnung des Steuergeräts 10 die Pumpe 7 beeinträchtigt. In gleicher Weise schützt das schon beschriebene Rückschlagventil 3 die Pumpe 1.
In F i g. 3 ist die gleiche Anordnung wie in F i g. 1 veranschaulicht; es ist aber nur eine gemeinsame Pumpe 35 vorgesehen, die Öl aus einem Tank 36 fördert. Der Pumpe ist ein Mengenteiler 37 nachgeschaltet, der so eingestellt ist, daß beide Steuergeräte 4 und 10 die ihrer Größe entsprechende ölmenge zugeführt erhalten.

Zweckmäßigerweise ist das Steuergerät 10 kleiner als das Steuergerät 4, so daß beim Ansprechen der Rutschkupplung 25 eine verhältnismäßig kleine Kraft zur Notsteuerung genügt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche: verbundenen Steuergerät, das eine Ventilanordnung und einen von der der Verstellung des Stellmotors dienenden Druckmittelmenge durchflossenen Hydraulikmotor umfaßt, wobei die Ventilanordnung mit Hilfe eines äußeren Betätigungsorgans, z. B. eines Lenkrades, verstellbar und bei Ausfall der Druckmittelpumpe eine Antriebsverbindung zwischen dem Betätigungsorgan und dem Hydraulikmotor vorgesehen ist, über die der Hydraulikmotor vom Betätigungsor-

1. Hydrostatische Stelleinrichtung, insbesondere Lenkeinrichtung, mit einem Stellmotor, einer Druckmittelpumpe und einem mit dem Stellmotor über Druckmittelleitungen verbundenen Steuergerät, das eine Ventilanordnung und einen von der der Verstellung des Stellmotors dienenden

Druckmittelmenge durchflossenen Hydraulikmo- io gan als Hilfspumpe antreibbar ist. tor umfaßt, wobei die Ventilanordnung mit Hilfe Die USA.-Patentschrift 2 984 215 beschreibt eine

eines äußeren Betätigungsorgans, z. B. eines Lenk- hydrostatische Stelleinrichtung dieser Art, bei der die rades, verstellbar und bei Ausfall der Druckmit- Ventilanordnung aus einem Drehschieber mit zwei telpumpe eine Antriebsverbindung zwischen dem konzentrisch zueinander drehbaren Elementen be-Betätigungsorgan und dem Hydraulikmotor vor- 15 steht, nämlich einem mit dem Betätigungsorgan gegesehen ist, über die der Hydraulikmotor vom kuppelten Hauptventil-Element und einem mit einem Betätigungsorgan als Hilfspumpe antreibbar ist, drehbaren Teil des Hydraulikdrehmotors mechanisch dadurch gekennzeichnet, daß zwei verbundenen Folgeventil-Element. Die beiden Ventil-Steuergeräte (4,10) hydraulisch parallel geschal- elemente sind gegen die Kraft einer Neutralsteltet und durch ein gemeinsames Betätigungsorgan 20 lungs-Federanordnung nach beiden Seiten verdreh-(24) verstellbar sind und daß in die Antriebsverbindung des Hydraulikmotors des einen Steuergeräts (4) eine Rutschkupplung (25) gelegt ist.

2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch

bar und öffnen dadurch dem Druckmittel einen Pfad zu der einen oder anderen Seite des Stellmotors. Die Relativdrehung ist durch eine Totgangkupplung begrenzt; am Ende des Totgangs wird der Hydraulikgekennzeichnet, daß zwei gleichartig ausgebildete 25 Drehmotor als Notsteuerungs-Hilfspumpe vom Betä-Steuergeräte (4,10) verwendet sind und die tigungsorgan angetrieben.

Rutschkupplung (25) vor dem Eingang des einen Aus der USA.-Patentschrift 2 334 918 ist eine

Steuergeräts (4) angeordnet ist. Stelleinrichtung bekannt, bei der die Ventilanord-

3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, nung als Axialschieber ausgebildet ist und die ReIamit einer die Ventilanordnung in der Neutralstel- 3° tivdrehung zwischen Betätigungsorgan und Hydraulung haltenden Federanordnung, dadurch ge- likmotor zu einer axialen Verlagerung des Schiebers kennzeichnet, daß die Auslösekraft der Rutsch- führt. Auch hier kann das Betätigungsorgan am Ende kupplung (25) etwas größer ist als die zu übertra- eines Totgangs den Hydraulikmotor unmittelbar als gende Kraft, die notwendig ist, um die Neutral- Hilfspumpe antreiben.