DE2128491A1

DE2128491A1 - Fahrzeug Servosteuerungssystem

Info

Publication number: DE2128491A1
Application number: DE19712128491
Authority: DE
Inventors: John Robert Hitchin Hertfordshire Watson Terence Alan Biggleswade Adams Frederick John Shefford Burgess Colin Hamilton Silsoe Bedfordshire Foster, (Großbritannien)
Original assignee: Cam Gears Ltd , Hitchm, Hertfordshire (Großbritannien)
Priority date: 1970-06-09
Filing date: 1971-06-08
Publication date: 1971-12-16
Also published as: GB1291152A; DE2128491B2; DE2128491C3; JPS5516866B1

Description

1502 — T —

PATENTANWÄLTE ^Ι|Λι" *

DIPL.-ING. R. SPLANEMANN 9198Λ91 βοοο μ U ν c η E ν ζ 8ο JUlU. 1971

DIP L- IN G. J. RICHTER *" ' *· ^y ^ ^ ' Theatinersfraße 33/34

MÖNCHEN HAMBURG Telefon (0811) 22 6207

Telegramme: Inventius München

Firma

Cam Gears Limited

Hitohin, Hertfordshire j, England

Patentanmeldung

Fahrzeug-Servosteuerungssystem

Die Erfindung besieht sich auf lelstungs- oder servo-unterstützte Steuerungen von Fahrzeugen« bei denen mehr als ein Paar von Rädern gesteuert wird» wie z.B. bei schweren Fahrzeugen, die für die Überquerung von rauhem Gelände gebaut sind.

Derartige Fahrzeuge sind mit einer Anzahl von Steuerungsachsen versehen„ wobei jede Achse an jedem ihrer zwei äußeren Enden durch ein drehbar an der Achse befestigtes steuerbares Rad unterstützt ist und mit einem Steuerungsmechanismus versehen ist, durch den die Räder in gelenkiger Beziehung gesteuert werden können. In den Fällen, in denen die als Drehpunkt dienenden Achsschenkel der steuerbaren Räder unabhängig aufgehängt sind, kann der Rahmen des Fahrzeuges selbst unmittelbar zwischen einem Paar von Aufhängungspunkten als die Steuerungsachse für die Zwecke dieser Beschreibung betrachtet werden*

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Die steuerbaren Räder von unter derartigen Bedingungen betriebenen Fahrzeugen erfahren sich kontinuierlich ändernde Steuerungslasten mit hoher Größe, die für Jedes Rad zu irgendeinem bestimmten Zeitpunkt weitgehend unterschiedlich sein können. Bisher bekannt® servo- oder leistungs-unterstützte Steuerungen, bei denen die gleiche Kraft auf jede Steuerungsachse aufgebracht wird, wobei die momentan aufgebrachte Kraft auf die Summe aller Steuerungskräfte zu dera Zeltpunkt bezogen ist, können eine Übersteuerung von gesteuerten Rädern ergeben, die zu diesem Zeitpunkt nicht wesentlich belastet sind, d.h., deren Drehung kein hoher Widerstand entgegengesetzt wird oder die sogar in der Drehrichtung durch die Geländebedingungen abgelenkt werden. Auf diese Weise können unnötige und stark schwankende mechanische Kräfte auf den Steuerungsmechanismus ausgeübt werden, die eine Abnutzung hervorrufen und sogar die Steuerung des Fahrzeuges beeinflussen.

Der Erfindung liegt di© Aufgabe zugrunde, eine servo- oder leistungs-unterstützt© Steuerung für Fahrzeuge mit einer Mehrachsen-Steuerung au schaffen, bei der die auf eine einzelne Steuerungsaehss aufgebrachte Unterstützung direkt proportional zur Steuerungslast oder zum Widerstand gegen ein Drehen 1st, der auf diese Achse zu Irgendeiner bestimmten Zeit ausgeübt wird. Werm sich so z.B. ein Paar der steuerbaren Räder auf glattem, ebenem Untergrund befindet und ein anderes Paar in weichem Untergrund eingesunken ist, erfährt die Achse der sich auf glattem Untergrund befindenden Räder bei einer Drehung des Steuerrades durch den Fahrer des Fahrzeuges eine geringe oder keine Leistungsunterstützung, während die andere Achse eine Vergrößerung in der" Unterstützungskraft empfängt, die den an den Rädern vorherrschenden Bedingungen entspricht.

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Gemäß der Erfindung umfaßt ein servo-unterstütztes, eine Anzahl too Steuerungsachsen einschließendes Fahrzeug-Steuerungssystem einzeln an jeder Steuerungeachse angeordnete Fühler·» vorrichtungen zur Messung der Größe und der Richtung der von dem Steuerungsmechanismus jeder dieser Achse erfahrenen Steuerungskräfte und einzelne Motormittel zur Zuführung einer Gegenkraft an den Steuerungsmechanismus jeder Achse, die den von diesem Mechanismus erfahrenen Steuerungskräften entspricht und zu diesen direkt proportional 1st.

Somit wird erfindungsgemäß ein Fahrzeug-Steuerungssystem geschaffen, das eine Anzahl von servo- oder leistungs-unterstUtzten Steuerungsachsen und zugehörige Mechanismen umfaßt, bei dem der Grad der Unterstützung, die jeder Mechanismus empfängt, zu den von diesem erfahrenen SteuerungskrSften proportional ist.

Obwohl sowohl elektrische oder pneumatische Leistung zur Unterstützung der Steuerung verwendet werden kann, wird hydraulische Leistung vorgezogen und diese Beschreibung bezieht sieh auf derartig angetriebene Systeme.

Weiterhin ist das Steuerrad eines Fahrzeuges gemäß der Erfindung über eine erste Eingangswelle mit dem Steuerungsmechanismus einer Steuerungsachse verbunden, so daß die Steuerung durch Drehung des Rades und der Welle bewirkt werden kann; eine zweite Eingangswelle, die eine Fortsetzung der primären Welle sein kann, ist mit einem weiteren Steuerungssechanismus gekoppelt, der in gleicher Weise auf die Bewegung des Steuerrades anspricht. Wenn eine dritte Steuerungsachse verwendet wird, würde eine weitere oder dritte Eingangswelle vorgesehen werden, usw. Eine derartige Anzahl von Wellen kann in Reihe oder parallel angeordnet werden und der Steuerungsmechanismus jeder Steuerungsaohse schließt die zugehörige einzelne Eingangswelle ein.

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Diβ Fühlervorrichtungen sind vorzugsweise drehmomentbetätigte hydraulische Ventile, durch die eine unter Druck stehende hydraulische Arbeltsflüssigkeit gesteuert und an weitere Mittel geleitet wird, die vorzugsweise auf die Steuerungsachsen wirkende hydraulische Druckkolben Coder doppelt wirkende Druckkolben) umfassen, jede einzelne Eingangswelle ist mit einem derartigen drehmomentbetätigten Ventil verbunden, das nicht nur die Größe des auf die Welle ausgeübten Drehmomentes, sondern auch die Dr?hrichtung des Drehmomentes mißt, d.h. im Ührzeigersirm oder im Gegenuhrzeigersinn, so daß die ¥©ntile bei Ausübung eines Dreh-" momentes auf die Eingangswelle, entweder durch den Fahrer oder durch ungleichmäßiges Gelände, bewirken, daß der entsprechende hydraulische Druckkolben einen Schub abgibt, der immer dem Drehmoment der Welle entgegenwirkt und bestrebt ist, dieses Drehmoment, das von einem ungleichmäßigen Gelände oder ähnlichen Bedingungen herrührt, zu Null zu machen, wobei der Schub in der Größe proportional zu diesem Drehmoment ist.

Weiterhin können die Eingangswellen gemäß der Erfindung drehmomentempfindliche Ventile betätigen, in denen Elemente vorgesehen sind, die den Rückfluß der hydraulischen A^belts= flüssigkeit zur Quelle auf irgendeinen Befehl hin unterbrechen und somit den Aufbau des erforderlichen hydraulischen Druckes ermöglichen. Die verwendeten Ventile können entweder von der Art mit offenem oder geschlossenem Mittelpunkt und mit Nebenschlußkreisen verbunden sein.

Obwohl hier Steuerungssysteme beschrieben werden, bei denen die Steuerungsmechanismen mechanisch mit dem Steuerrad verbunden sind, umfaßt die Erfindung auch derartige Systeme, die eine hydraulische Kopplung zwischen den Mechanismen und dem Steuerrad aufweisen. Beispielsweise ist es bekannt, eine

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hydraulische Pumpe durch Drehung des Steuerrades anzusteuern, wobei diese Pumpe über ein Ventil, das auf das auf die Steuerradwelle während dieser Drehung ausgeübte Drehmoment anspricht, mit einem hydraulischen Steuerungsdruckkolben in StrSmungsverbißdung steht. Das Drehmoment ist ein Maß für die Steuerungsla*äfte_s die auf den Steuerungsmechanismus ausgeübt werden, und das Ventil mißt dieses Drehmoment und leitet hydraulische Druckflüssigkeit von einer Quelle zum hydraulischen Druckkoiben und unterstützt dabei di© Pumpe und versucht, das Drehmoment zu Hull zu machen.

Sin System dieser Art 1st beispielsweise in dem britischen Patent 1 006 072 beschrieben. Es ist zu beachten, daß wenn eine reine hydraulische Kopplung in dieser Weise verwendet wird, es erforderlich sein kann, die Steuerungssysteme der zwei (oder mehr) Achsen zusätzlich zu ihrer hydraulischen Verbindung mechanisch zu verbinden, um irgendeine "Verschiebung" oder Veränderung zu verhindern, die zwischen den zwei Achsen aufgrund einer kleinen undichtigkeit oder oines "Schlupfes" entsteht.

Ein derartiges System könnte mit oiner Anzahl von durch das Steuerrad betätigten Pumpen jeweils mit eigenen zugehörigen drehraomentbetätigten Ventilen angeordnet werden, wobei jede Pumpe mit einem getrennten hydraulischen Druckkolben verbunden ist, der auf eine einzelne Steuerungsachse und deren Mechanismus wirkt, und dies liegt eindeutig innerhalb des Rahmens der Erfindung< Die Fühlervorrichtung bei diesem gerade beschriebenen Beispiel sind die drehmoraentbetätigten Ventile, es könnten jedoch ebenso druckbetätigte Ventile verwendet werden, die die Druckdifferenz der ArbeitsflUesigkeit zwischen den Einlaß- und Auslaßverbindungen einer Steuerradpumpe messen.

«•6— 1 0 9 8 5 1 / 1 2 7 A _BAD ORIGINAL

Zura besseren Verständnis der Erfindung werden im folgenden vier Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.

(Die Pig, 1 bis 4 zeigen in schematischer Form eine Steuerungssystem, das zwei gesteuerte Achsen umfaßt.)

In der Zeichnung zeigen?

Fig. 1 ein erstes System, bei dem

die erste Eingangswelle ein Leistungssteuerventil und die zweite Welle ein Verteilungsventil betätigt;

Flg. 2 ein zweites System, bei dem

die erste und die zweite Eingangswelle jeweils ein Leistungssteuerventil betätigt, wobei die Ventile in Reihe angeordnet sind;

Fig. 3 ein drittes System, das ähnlich

dem nach Fig. 2 1st, mit der Ausnahme, daß die Ventile kompoundlert und parallel angeordnet sind;

Fig· 4 ein viertes System, das dem

nach Fig. 3 ähnlich ist, jedoch anders angeordnet ist, UiTt eine wirtschaftliche Anordnung von Bauteilen zu bewirken;

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Fig. 4-A einen Seitenaufriß, der die

mechanische Auslegung des vierten Systems zeigt.

In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des ersten Steuerungssystems gezeigt, bei dem zwei identische Betätigungsanordnungen ^Al und AA2 vorgesehen sind, die jeweils über gelenkig mit beiden Enden der Betätigungsstäbe 1 der Anordnung AAl und 2 der Anordnung AA2 verbundene Verbindungsglieder auf die als Drehpunkt dienenden Achsschenkel eines Paares von steuerbaren Hadern einwirken.

Die Betätigungsstäbe 1 und 2 erstrecken sich verschiebbar durch ihre jeweiligen Anordnungen AAl und AA2 und ragen aus diesen durch flexible Abdichtungebälge Bl und B2 heraus, die eine Querbewegung der Stäbe 1 und 2 ermöglichen. Innerhalb jeder Anordnung AAl und AA2 stehen die Stäbe 1 und 2 mit einem hydraulischen Motor in Verbindung, der allgemein durch HMl und HM2 bezeichnet ist und vorzugsweise einen doppelseitigen, doppelt wirkenden hydraulischen Druckkolben umfaßt, dessen Kolbenstange in jedem Motor mit dem zugehörigen Betätigungsstab einstückig ausgebildet 1st und ein Teil von diesem ist.

Eine Querbewegung der Betätigungsstäbe 1 und 2 wird durch eine Drehung des Steuerrades SW eingeleitet, mit dem die BetätigungsstXbe 1 und 2 auf die folgende Welse verbunden sindχ Das Steuerrad SW 1st an einem Drehmoment-Fühlerelement TEl befestigt, das auf einem Ende einer (nicht gezeigten, jedoch SS in Flg. 4A entsprechenden) im wesentlichen senkrecht angeordneten Steuerungswelle befestigt ist, die mit der ersten Eingangewelle Sl über ein im wesentlichen rechtwinkliges Getriebegehäuse QB verbunden

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ist. Das andere Ende der Eingangswelle Sl steht mit Hilfe einer Universalkupplung 20 mit dem (nicht gezeigten) Ritzel des Zahnstangengetriebes HPl in Verbindung. Das (nicht gezeigte) Ritzel des Getriebes RPl ist starr mit dem Betätigungsstab 1 verbunden, wodurch der Betätigungsstab 1 quer bewegt wird,, wenn das Steuerrad SW gedreht wird.

Eine zweite Eingangswelle S2, die eine ¥<srlUngerung der Eingangswelle Sl darstellt, ist an einem Ende dos Ritzels des Getriebes RPl verbunden und dreht sich mit diesem. An dem anderen Ende der Welle S2 ist ein weiteres Drehmoraent-Fühlereleraent TE2 verbunden, das mit dem (nioht gezeigten) Ritzel des Zahnstangengetriebes RP2 der Betätigungsanordnung AA2 in Verbindung steht, wodurch die Betätigungsstange 12 ebenso bei einer Drehung des Steuerrades SW quer bewegt wird.

Das Drehmoment-Fühlerelement TEl steht mit dem Steuerkolben l8 eines Leistungssteuerventils Vl derart im Eingriff, daß auf das Element TEl ausgeübte Drehkräfte in Linearbewegungen des Steuerkolbens 18 umgesetzt werden, die in der Größe und der Richtung den Drehkräften entsprechen. In gleicher Weise wirkt das Drehmoment-Fühlerelement TE2 auf den Steuerkolben 18 eines Verteilungsventils V2.

Eine konstant angetriebene hydraulische Pumpe P saugt hydraulische Arbeitsflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter R über eine Leitung 9 an und liefert die unter Druck stehende Arbeitsflüssigkeit über die Leitung 10 an das Ventil Vl. Eine Rückführungsleitung 17 führt Arbeitsflüssigkeit mit niedrigem Druck von dem Ventil Vl zu dem Vorratsbehälter R zurück. Das Ventil Vl ist mit drei Elementen 3, 4 und 5 versehen, wodurch die Leitungen 10 und 1? in Strömungsverbindung mit den Leitungen 11 und 16 entsprechend dem

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auf das Drehmoment~Fühlerelement TEl ausgeübten Drehmoment verbunden, miteinander verbunden oder über Kreuz verbunden werden können. Wenn kein Drehmoment vorhanden ist, 1st der Steuerkolben 18 in der Mitte angeordnet und die Leitungen 10, 17, 11 und Ιβ sind alle durch das Element 4 des Ventils von der Art mit offener Mittelstellung miteinander verbunden, wodurch die von der Pumpe P gelieferte hydraulische Arbeitsflüssigkeit über die Leitung 17 zum Vorratsbehälter R zurückgeführt wird und sich die Hydraulilcnotoren HMl und HM2 frei unter äußeren Einflüssen bewegen können, und wobei die Arbeitsflüssigkeit von jeder Seite der Kolben von HMl und HM2 über die Leitungen 12, 13, 14 und 15, das Element 7 des Ventils ¥2 und das Element 4 des Ventils Vl verbunden ist. Wenn kein Drehmoment vorhanden 1st, ist der Druck der Arbeitsflüssigkeit in den Leitungen 11 und 16 gleich und vernachlässigbar. Wenn ein anwachsendes Drehmoment auf TEl beispielsweise im Uhrzeigersinn ausgeübt wird, d.h. das Steuerrad SW wird im Uhrzeigersinn gedreht, wächst der Druck in der Leitung 11 stufenweise an» weil sich das Ventilelement 5 in Richtung auf die Mittelstellung bewegt und die Leitung 16 kommt zunehmend mit der Rückführungsleitung 17 und dem Vorratsbehälter R in Verbindung, bis im Zustand maximalen Drehmoments die Leitung 10 in vollständiger Strömungsverbindung mit der Leitung 11 steht, während die Leitung 16 vollständig mit der Leitung 17 In Verbindung steht. Entsprechend wird die Leitung 17 bei einem Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn zur Zuführungsleitung für unter Druck stehende Arbeitsflüssigkeit und dl« Leitung 11 wird die Rückführungsleitung, und zwar aufgrund des Überkreuzungseleraentes 3 von Vl.

Das Verteilungsventil V2 wird in gleicher Weise wie Vl in Abhängigkeit von dem auf das Drehmoment-Pühlerelement TE2

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ausgeübte Drehmoment betätigt. Im drehmomentfreien Zustand 1st das Ventilelement 7 in der Mitte angeordnet und verbindet die Leitung 11 mit den linken Enden der Zylinder von HMl und HM2 über die Leitungen 12 bzw. 14» während ee in gleicher Weise die Leitung ΐβ mit den Leitungen 13 und 15 verbindet, die in Strömungsverbindung mit den rechten Enden der gleichen Zylinder stehen.

Wenn auf TE2 ein Drehmoment in irgendeiner Drehrichtung ausgeübt wird, bewegen sich die Veutilelemente 6 oder 8

W zur Mitte und übertragen einen anwachsenden Flüssigkeitsdruck: von HMl zu HM2 oder umgekehrt, wobei sie immer auf eine Aufhebung des Drehmoments in der Eingangswelle S2 hinwirken, bis in dem extremen Drehmomentzustand entweder HMl oder HM2 die gesamte zugeführte unter Druck stehende Arbeltsflässigkeit empfängt. Die Ausstoßenden der Zylinder von HMl oder HM2 stehen über die Ventile Vl und V2 und die Leitungen 11 oder 16 und 17 in Abhängigkeit vom Zustand des Ventils 1 mit dem Vorratsbehälter R in Verbindung. In beiden Extrerastellungen der Ventile Vl oder V2 wird eine hydraulische Blockierung in den Zylindern HMl und HM2 dadurch verhindert, daß eine Undichtigkeit innerhalb der Elemente 6 und δ vorgesehen wird, wodurch die Leitungen und IJ oder 14 und 15 niemals vollständig getrennt werden können, wie dies die Flg. 3 scheinbar- zeigt.

Im Betrieb mißt TEl die Summe der auf beide Anordnungen AAl und AA2 ausgeübten Steuerungskräfte und liefert Arbeitsflüssigkeitsleistung über das Ventil Vl zum Verteilungsventil V2, und zwar proportional zu diesen summierten Kräften und in geeigneter Richtung. Das Verteilungsventil V2 verteilt dann die Leistung auf jede Anordnung AAl und AA2 derart proportional, daß das Drehmoment in der Welle S2

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ζυ einem Minimum oder zu Null gemacht wird. Die direkte Wirkung dieser Anordnung besteht in einer Leistungeunterstützung jeder Anordnung AAl und AA2 proportional zu den auf sie ausgeübten Steuerungskräften. Es wird somit auf diese Weise bewirkt, daß die Hydraulikmotoren HMl und HM2 KrSfte auf die Betätigungsstäbe 1 bzw. 2 ausüben, die zu den Reaktions-Sfceuerungskräften in den Stäben direkt entgegengesetzt sind.

Die mechanische Anordnung des in Fig. 2 gezeigten zweiten Systems 1st identisch zu der des ersten Systems, jedoch mit den folgenden Ausnahmen:

(a) ein Ende des Drehmoment-FÜhlerelementes TKl ist unterschiedlich angeordnet, indem es nunrshr direkt zwischen dem (nicht gezeigten) Ritzel des Getriebes RPl und der Eingangswelle Sl eingeschaltet ist. In dieser Anordnung mist das Drehmoment-Fühlerelement TEl das auf die Eingangswelle Sl ausgeübte Drehmoment. Wie vorher mißt TE2 das auf die Eingangswelle S2 ausgeübte Drehmoment.

(b) das Leistungssteuerventil V3, das Identisch mit Vl ist, ersetzt das Verteilungsventil V2 und wird in gleicher Weise durch das auf den Steuerkolben 29 wirkende Element ΤΞ2 betätigt.

(c) die Verbindung der Leitungen ist zur Anpassung an die neue Anordnung abgeändert.

Das Ventil 1 beliefert den hydraulischen Motor HMl mit unter Druck stehender Arbeitsflüssigkeit lediglich in Abhängigkeit von den Steuerungskräften in der Anordnung AAl; in

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glelcher Weise versorgt das Ventil V? HM2 lediglich in Abhängigkeit von den Steuerungskräften in der Anordnung AA2. Im drehmoraentfrelen Zustand können sich beide Hydraulikmotoren HMl und HM2 frei bewegen, wobei beide Enden ihrer Zylinder aufgrund der Ventllelemente 4 mit offenem Mittelpunkt in StrSffiungsverbindung stehen, mit denen sie über die Leitungen 22, 24 bzw. 25, 26 verbunden sind«,

Die Pumpe P liefert unter Druck stehende Arbeitsfltlsslgkeit über die Leitung 28 an das Ventil VJ₉ indem das Element 4 mit offenem Mittelpunkt die Arbeitsflüssigkeit üfeer die Leitung 22 zum Ventil Vl zurückttberträgt, indem ein anderes Element 4 mit offenem Mittelpunkt in gleicher Weise die Arbeitsfltissigkeit mit der Leitung 27 in Verbindung bringt, durch die die Arbeitsflüssigkeit zur Pumpe P und über eine weitere Leitung 21 zum Vorratsbehälter R zurückkehrt.

Wenn auf das Drehmoment-Fühlerelement TE2 ein maximales Drehmoment ausgeübt wird, wird der ArbeitsflUssigkeitsdruck in der Leitung 28 direkt entweder mit der Leitung 25 oder mit der Leitung 26 in Abhängigkeit von der Richtung des Drehmomentes in Verbindung gebracht und somit Leistung zu einem Endes des Zylinders von HM2 geliefert. Die ausströmende Flüssigkeit von dem anderen Ende des Zylinders wird an die Leitung 22 geleitet und strömt in dieser zum Ventil Vl, wo die Arbeitsflüssigkeit entweder Leistung für den Hydraulikmotor HMl liefert, wenn ein Drehmomentzustand an TEl vorhanden ist, oder über die Leitung 27 sum Vorratsbehälter R oder zur Pumpe P über das Element 4 mit offenem Mittelpunkt des Ventils 1 zurückkehrt, wenn sich TE 1 in einem drehmomentfreien Zustand befindet.

Auf diese Welse arbeiten die Hydraulikmotoren HMl und HM2 und die Ventile Vl und V2 in Reihe.

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Aus Pig. 3 ist zu erkennen, daß die mechanische Anordnung des dritten Systems identisch mit dem des zweiten Systems ist, jedoch mit der Ausnahme, daß die Ventile Vl und V3 durch kompoundierte Ventile V4 und V5 ersetzt sind, die Verteilungselesente 43 und 45 und Nebenschluß-Unterbrechungselsmente 44 umfassen» Die Nebenschluß~Durohlässe 44A der Elemente 44 erteilen dem System eine Charakteristik mit offener Mittelstellung, die von jedem Ventil entfernt werden kann, wenn es aus der drehiaomentfreien Stellung verschoben wird. Der Rückfluß kann so beschränkt werden, um einen Aufbau des hydraulischen Zuführungsdruckes zu erzeugen, um den Bedarf aisaes oder beider Ventile V4 und V5 zu decken. Wie das zweite System ergibt dieses System eine unabhängige Leistungsunterstützung für jede Betätigungsanordnung, unterscheidet sich jedoch dadurch, daß die Ventile V4 und V5 parallel geschaltet sind. Die Pumpe P liefert hydraulische Arbeitsflüssigkeit über die Leitungen 30, 31 und 32 an die Ventile V4 und V5 und im drehmomentfreien Zustand wird die Arbeiteflüssigkeit über die Nebenschluß-Durchlässe 44a umgewälzt, die die Nebenschlußleitungen 30, 34 und 36 in Reihe schalten. Wenn dieser drehmomentfreie Zustand in einem Ventil vorherrscht, kann sich der zugehörige Hydraulikmotor HMl oder HM2 aufgrund der Nebenschluß-Durchlässe 44a der Ventilelemente 44 frei bewegen* die die Leitungen 38 und 39 von HMl und 40 und 41 von HM2 miteinander verbinden.

Wenn sich das Ventil V4 in der Stellung des maximalen Drehmoments befindet, wird die Arbeitsflüssigkeits-Umlaufsohleife, die normalerweise durch die Leitungen 30, 34 und 36 gebildet wird, unterbrochen, so daß hydraulische Leistung an HMl entweder durch die Leitung 38 oder 39 in Abhängigkeit von der Richtung des Drehmomentes geliefert wird, wobei die

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ausströraende Arbeitsflüssigkeit durch die andere Leitung oder 39 zur Leitung 33 und dann durch die Leitung 36 zur Pumpe P oder über die Leitungen 36 und 37 zum Vorratsbehälter R zurückkehrt. Eine Umkehrung des Drehmomentes ergibt eine Vertausehung der Wirkungen der Leitungen 38 und 39.

Das Ventil V5 arbeitet in einer ähnlichen Weise, wobei die ausströmende Arbeitsflüssigkeit oder der Rückfluß durch die Leitungen 35 und 36 zur Pumpe P'und dann über die Lei- * tung 37 zum Vorratsbehälter R verläuft.

Der Vorteil dieses dritten Systems besteht darin, daß die Leistungsunterstützung jeder Betätigungsanordnung vollständig unabhängig von der anderen ohne jede mögliche Zwischenwirkung ist.

In Fig. 4 1st das vierte System dargestellt. Um die Bauteile des dritten Systems auf wirtschaftliche und zweckmäßige Weise zusamraenzugruppieren, sind die Ventile und die zugehörigen Drehmoment-FÜhlereleraente V4 und V5, TEl und TE2 in einem einzigen Ventilblock VB kombiniert, der in Fig. 4 durch gestrichelte Linien umschlossen dargestellt ist und außerdem in der Fig. 4A gezeigt ist. Der Ventilblock VB ist starr an einem Steuerungsgetriebe OB befestigt, in dem sich die Steuerungswelle SS dreht, wenn das Steuerrad SW gedreht wird, und ist mit den zwei mechanisch parallel angeordneten Singangewellen Sl und S2 mit Hilfe von (nicht gezeigten) Getrieben verbunden. Die Eingangswellen Sl und S2 erstrecken sich durch den Ventilblock VB, in dem sie mit koaxial hierzu angeordneten Drehmoment»Fühl^relementen TEl und TE2 verbunden sind. Wie vorher sind! die Eingangswellen Sl und 32 über Universalverbindungea 20 mit Zahnstangen-

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-15-getrieben RPl und RP2 verbunden, wenn dies erwünscht ist.

Diese Anordnung verringert die Anzahl der sich zur hinteren Anordnung AA2 erstreckenden Leitungen von vier auf zwei und vereinfacht die Herstellung des Systems.

Hydraulisch gesehen besteht der einzige Unterschied zwischen den ArbeitsflUssigkeitskreisen und dem dritt?ι und vierten System darin» daß die Pumpe P nunmehr ArbeitsflUssigkeit über die Leitung 50 an beide Ventile V4 und V5 liefert, deren Eingänge und Ausgänge nunmehr alle durch die Leitungen 55 bzw. 54 parallel geschaltet sind. Der Nebenschlußkreis umfaßt die Leitungen 52, 55 und 56 und die Nebenschlußdurchlässe 44a der Nebenschluß-Ventilelemente 44 und ist funktionell identisch mit dem des dritten Systems. Die Pumpe P saugt ArbeitsflUssigkeit über die Leitung 37 von dem Vorratsbehälter R an und die Arbeitsflüssigkeit wird von den Ventilen V4 und V5 über die Leitung 51 zum Vorratsbehälter R zurückgeführt. Sowohl das dritte als auch das vierte System kann insofern modifiziert werden, als jedes Ventil einer getrennten Pumpe zugeordnet werden kann, wobei die Ventile V4 und V5 in diesem Fall wieder von der Art mit offener Mittelstellung entsprechend den Ventilen Vl und V3 des zweiten Systems sein können·

Die Erfindung schließt innerhalb ihres Rahmens jedes Fahrzeug ein, das mit einer Mehrachsen-Steuerung und einem erfindungsgemäßen Steuerungssystem versehen ist.

Die vorstehend erläuterten Beschreibungen beziehen sich selbstverständlich auf Beispiele und es können beträchtliche Abänderungen innerhalb der Erfindung vorgenommen werden. Beispielsweise können die Ventile (Vl, V2) von

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rotierender anstatt von der Schiebeart sein und die Lage der Drehmoment-Fühlervorrichtungen kann frei ausgewählt werden, wobei diese Lage von der praktischen Auslegung des Systems in dem Fahrzeug abhängt.

Anspruches

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Claims

-17-Patentansprüch es

1. Fahrzeug-Servosteuerungssystem rait einer Anzahl von Steuerungsachsen, gekennzeichnet durch einzelne Fühlervorrichtungen für jede Steuerungsachse zur Messung der Größe und der Richtung der auf jeden Steuermechanismus jeder Achse ausgeübten Steuerungskräfte und einzelne Motoreinrichtungen zur Aufbringung einer Gegenkraft an den Steuerungsmeohanismus jeder der jeweiligen Achsen, die den auf den Steuerungsmechanismus ausgeübten Steuerungskräften entspricht und zu diesen direkt proportional ist.

2. Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerungsmechanismus jeder Steuerungsachse zur Steuerung von einer Eingangswelle angetrieben wird, die mit dein Steuerrad gekoppelt 1st, so daß sie sich damit dreht.

3. Steuerungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlervorrichtungen betriebsmäßig einer Eingangswelle zur Messung der Größe und der Richtung des durch die Eingangswelle übertragenen Drehmomentes zugeordnet sind.

4. Steuerungssystem nach Anspruch 3# dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlervorrichtungen eine Energieverteilung von einer Energiequelle an die Motoreinrichtungen entsprechend des von den FUhlervorrichtungen gemessenen Drehmomentes und proportional hierzu bewirken, wodurch jede Motoreinrichtung veranlaßt wird, auf den Mechanismus

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ihrer zugeordneten Steuerungsaohse so einzuwirken« daß dem von der Eingangswelle auf den Mechanismus übertragenen Drehmoment entgegengewirkt wird und dieses dadurch verringert wird.

5· Steuerungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Fühlervorrichtungen drehmomentbetätigte Ventile sind, daß die Energiequelle eine Quelle für ein unter Druck stehendes Strömungsmittel ist und daß die Motoreinrichtungen strömungsmittel-betrlebene ) Motoren sind.

6. Steuerungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Druck stehende Strömungsmittel eine Hydraulikflüssigkeit ist und daß die Motoren hydraulische Druckkolben sind.

7« Steuerungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet« daß eine Eingangswelle mit dem Steuerrad verbunden ist und daß die anderen Eingangswellen in Reihe mit dieser einen Eingangswelle verbunden sind.

8. Steuerungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswellen parallel angeordnet sind und daß Jede Welle direkt mit dem Steuerrad gekoppelt ist.

9. Steuerungssystem nach Anspruch.4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswellen in Serien/Parallel-Anordnung verbunden sind.

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10. Fahrzeug-Steuerungssystem mit einer Anzahl von Steuerungsaohsen, die jeweils einen von einer einzelnen mit dem Steuerrad gekoppelten Eingangewelle zur Steuerung angetriebenen Steuerungsmechanismus aufweisen» gekennzeichnet durch eine Quelle für eine hydraulische Druckflüssigkeit, drehoonientbetätigte, bewegliche Ventilelemente aufweisende Ventile, die die Größe und Richtung des von jeder Eingangswelle übertragenen Drehmomentes messen, und be« triebsmäßig mit jeder Steuerungsachse verbundene Hydraulikmotoren, wobei die drehmomentbetätigten Ventile die hydraulische Druckflüssigkeit an die Motoren entsprechend dem von den jeweiligen Eingangswellen übertragenen Drehmoment derart verteilen, daß die Motoren auf den Mechanismus jeder Steuerungsachse so einwirken, daß dem von der einzelnen, zugeordneten Eingangswelle übertragenen Drehmoment entgegengewirkt wird und dieses dadurch verringert wird.

11. Steuerungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Vent11elemente von der Art mit offener Mittelstellung sind.

12. Steuerungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Ventilelemente von der Art mit geschlossener Mittelstellung mit zugeordneten Nebenschlußkreisen sind.

IJ. Mit einer Anzahl von Steuerungsachsen versehenes Fahrzeug, gekennzeichnet durch ein Steuerungesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

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