DE2228531C2

DE2228531C2 - Hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung

Info

Publication number: DE2228531C2
Application number: DE19722228531
Authority: DE
Inventors: Heinz Barrakewitsch; Helmut DDR 2850 Parchim Bauers; Manfred DDR 9000 Karl-Marx-Stadt Freist; Friedrich Seidel; Jürgen Trommler
Original assignee: VEB HYDRAULIK NORD PAUL SASNOWSKI BETRIEB DES VEB KOMBINAT ORSTA-HYDRAULIK DDR 2850 PARCHIM DD
Current assignee: VEB HYDRAULIK NORD PAUL SASNOWSKI BETRIEB DES VEB KOMBINAT ORSTA-HYDRAULIK DDR 2850 PARCHIM DD
Priority date: 1971-07-22
Filing date: 1972-06-12
Publication date: 1982-07-01
Also published as: DK142536C; BG31066A1; FR2146494A1; SE400241B; SU725937A1; DK142536B; CS180689B1; DE2228531A1; HU164949B; DD99758A1; FR2146494B1

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung, insbesondere für Fahrzeuge, mit einem mechanisch von einem Lenkhandrad aus betätigten Lenkventil, das durch Kammerleitungen mit Förderkammern einer vom Lenkhandrad aus mechanisch angetriebenen Dosierpumpe verbunden ist, durch die die beiden Arbeitsräume eines Lenkmotors mit von einer Servopumpe gefördertem Druckmittel beaufschlagbar sind und mit einer zweiten, ebenfalls vom Lenkhandrad aus antreibbaren Dosierpumpe, deren Förderstrom neben demjenigen der ersten Dosierpumpe gleichfalls den Arbeitsräumen des Lenkmotors zuführbar ist

Es ist bekam?*., in einer druckgesteuerten hydrostatischen Lenkanlage zwei Handpumpen zu verwenden, die von einem Lenkrad angesteuert werden und durch Zahnräder miteinander gekuppelt sind. Eine der Handpumpen ist durch hydraulische Leitungen mit einem Umschaltventil verbunden, welches bei Ausfall der Druckölversorgung die betreffende Handpumpe von der Druckölförderung zum Steuerventil bzw. zum Stellmotor ausschließt Der Nachteil dieser hydrostatischen Lenkanlage besteht darin, daß zwei komplette Handpumpen mit je einem Verdränger- und Kommutatorsystem verwendet werden müssen, weiterhin ein Zahnradgetriebe zwischen diesen beiden Handpumpen sowie ein Umschaltventil mit Rohrverschraubungen, Rohrleitungen und Zubehör erforderlich ist Diese Zusatzeinrichtungen sind teuer und entsprechend platzaufwendig. Da die Handpumpen in den meisten Anwendungsfällen unmittelbar am Lenkrad eingebaut werden, ist die Freizügigkeit der Anordnung in diesem Betrieb durch Einbau von zwei Handpumpen und einer Zahnradübersetzung besonders eingeschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weg-

bzw. druckgesteuerte hydrostatische Lenkeinrichtung zu schaffen, die eine Möglichkeit zum Verändern des Verdrängervolumen pro Lenkradumdrehung besitzt ohne die Nachteile der vorgenannten Einrichtung zu haben. Dabei wird besonderer Wert auf die Sicherheit der Umschaltung von Servolenkbetrieb auf Notlenkbetrieb sowie auf eine einfache, billige und raumsparende Ausführung der Gesamtanlage gelegt

Erfindungsegemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die beiden Dosierpumpen zu einer Tandemanordnung aneinandergeflanscht und die Verdrängerelemente der ersten und der zweiten Dosierpumpe durch eine Zähnwelle miteinander verbunden sind. Dabei geht von jeder der vom Lenkventil zu den Saug- bzw. Druckräumen der ersten Dosierpumpe führenden Kammerleitungen eine Zweigleitung zu den Saug- bzw. Druckräumen der zweiten Dosierpumpe ab. In jede Zweigleitung ist ein Umschaltventil eingesetzt, dessen Schließkörper in der einen Richtung federbelastet und

in der anderen Richtung durch den Druckmitteldruck der Servopumpe beaufschlagt ist Das Umschaltventil sperrt in seiner unter Federkraft eingenommenen Stellung die Zweigleitung ab und schließt die Saug- bzw. Druckräume der zweiten Dosierpumpe an einen Rücklauf an. Dagegen verbindet das Umschaltventil in der unter Beaufschlagung mit Servodruck eingenommenen Stellung die Zweigleitung mit dem zugehörigen Saug- bzw. Druckraum der zweiten Dosierpumpe.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung besteht das Umschaltventil aus zwei koaxial zueinander liegenden Sitzventilen. Der Schließkörper des ersten Sitzventils schließt in Richtung zu den Saug- bzw. Druckräumen der zweiten Dosierpumpe, iit in dieser Richtung federbelastet und ist über einen geführten Distanzstift durch den Schließkörper des zweiten Sitzventils in die offene Stellung bewegbar.

In dieser Richtung bewegt sich der Schließkörper des zweiten Sitzventils in seine geschlossene Stellung, in der es einen von dem zugehörigen Saug- bzw. Druckraum der zweiten Dosierpumpe zur Rücklaufleitung führenden Kanal absperrt Die Betätigung des Schließkörpers des zweiten Sitzventils erfolgt über einen, itirnseitig mit dem Lieferdruck der Servopumpe beaufschlagten Kolben.

In einer weiteren Ausgestaltung ist an Stelle der einzelnen Umschaltventile ein Axialkolbenventil angeordnet dessen Kolben in seiner Mantelfläche axiale und an den beiden Enden verschlossene Nuten aufweist und durch eine Verdrehsicherung gegen Drehen gesichert ist Dabei mündet jeweils eine der Zweigleitungen gegenüber einer zugehörigen Nut in der den Kolben aufnehmenden Bohrungswand. In einem geringeren Axialabstand von diesen Mündungen als die Länge der Nuten gehen aus der Bohrungswand Leitungen zu den Saug- bzw. Druckräumen der zweiten Dosierpumpe ab. Außerdem besteht Verbindung zur Rücklaufleitung.

Zweckmäßig ist wenn die den einzelnen Zweigleitungen zugeordneten Umschaltventile durch Federn mit unterschiedlicher Vorspannung belastet sind. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht jedes Fahrzeug mit weg- oder druckgesteuerter hydrostatischer Lenkanlage, insbesondere große schwere fahrzeuge, im Notlenkbetrieb leicht ohne physische Belastung des Fahrzeugführers zu lenken. Es wird zwischen den Betriebszuständen Servolenkbe'rieb und Notlenkbetrieb automatisch eine Änderung der Übersetzung von Lenkhandradumdrehung zu Lenkradausschlag vorgenommen. Das heißt wenn z. B. im Servolenkbetrieb fünf Lenkradumdrehungen, für den Radausschlag von Anschlag zu Anschlag benötigt werden, können im Notlenkbetrieb z. B. zehn oder mehr Lenkradumdrehungen ausgeführt werden. Mit dieser Übersetzungsänderung ergibt sich im Notlenkbetrieb ein wesentlich geringeres von Hand aufzubringendes Lenkmoment gegenüber bisherigen Lenkeinrichtungen. Gleichzeitig ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung, daß das automatische Umschalten von Servolenkbetrieb auf Notlenkbetrieb absolut sicher ohne 3törende Einflüsse vonstatten geht

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen naher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 Schemadarstellung eines Lenkkreislaufes mit hydrostatischer Lenkeinrichtung,

F i g. 2 Schaltbild einer hydrostatischen Lenkeinrichtung,

F i g, 3 ein AusfQhrungsbeispiel der Erfindung,
Fig.4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ein hydrostatischer Lenkkreislauf besteht im allgemeinen, wie in F i g. 1 gezeigt aus einem Behälter 1, einer Servopumpe 2, einem Druckbegrenzungsventil 3, einer hydrostatischen Hilfskraftlenkeinrichtung 4 mit

Lenkhandrad 5 und einem Lenkmotor 6. Die hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung 4 nach

F i g. 2 besitzt einen Druckzulauf 7, einen Rücklauf 8 und zwei Steuerräume 9 und 10 und besteht im wesentlichen aus einem Lenkventil 11 und einer Dosierpumpeneinheit IZ
Das Lenkventil 11 weist eine Ventilhülse 13 und einen

is Ventilkolben 14 auf, die von Federn 15 in Neutrallage gehalten werden. Die Dosierpumpeneinheit 12 weist zwei über eine Zahnwelle 16 miteinander verbundene Dosierpumpen 17; 17' auf. Zwischen dem Lenkhandrad 5 und dem Ventilkolben 14 und zwischen der Ventilhülse 13 und der Dosierpumpeneinheit 12 besteht über Kupplungsteile 18 und 19 eine mechanische Verbindung; während zwischen dem Lenkventil 11 und jeder Dosierpumpe 17; 17' über Kammu-ieitungen 20 bzw. Zweigleitungen 21 eine hydraulische Verbindung besteht In den Zweigleitungen 21 befinden sich Umschaltventile 22, die über Kolben 23 hydraulisch be'.itigbar sind. Wie in F i g. 3 dargestellt besteht die Dosierpumpeneinheit 12 aus zwei Dosierpumpen 17; 17', die durch eine Zwischenscheibe 24 voneinander getrennt sind. Jede Dosierpumpe 17; 17' besitzt ein bewegliches Verdrängerelement 25; 25', die beide durch die Zahnwelle 16 mechanisch miteinander verbunden sind. Damit ergeben sich jeweils parallel geschaltete Saug- bzw. Druckräume 26, 26', die im gleichen Takt arbeiten. Die Saug- bzw. Druckräume 26 der Dosierpumpe 17 sind über Kammerleitungen 20 mit dem Lenkventil 11 verbunden, während die Saug- bzw. Druckräume 27' der Dosierpumpe 17' über Zweigleitungen 21; 21' unter Zwischenschaltung je eines gegebenenfalls durch eine Druckfeder 27 vorgespannten Umschaltventil 22 mit den Kammerleitungen 20 und damit gleichphasig mit dem Lenkventil 11 verbunden sind. Die Saug- bzw. Druckräume 26' der Dosierpumpe 17' sind wiederum über Kanäle 28 mit den Umschaltventilen 22 verbunden.

Die Umschaltventile 22 bestehen aus zwei koaxial zueinander liegenden Sitzventilen 29, 30. Der Schließkörper des ersten Sitzventils 29 ist federbelastet und schließt in Richtung zu den Saug- bzw. Druckräumen 26'

so der zweiten Dosierpumpe 17' und ist über einen im Dosierpumpengehäuse geführten Distanzstift 31 vom Schließkörper .des zweiten Sitzventiles 30 betätigbar. Beide Sitzventile 29; 30 sind derart angeordnet daß die Schließrichtung beider Schließkörper gegenläufig ist

j5 bei Schließkörper des zweiten Sitzventiles 30 trennt in geschlossener Stellung die Saug- bzw. Dnickrfiume 26; 26' beider Dosierpumpen 17; 17' von einem an den Rücklauf 8 angeschlossenen Ringkanal 32. Der Schließkörper des zweiten Sitzventiles 30 stützt sich gegen eine

eo Stirnfläche des Kolbens 23, dessen gegenüberliegende Stirnfläche einen Raum 33 begrenzt, der über einen Ringkänal 34 Verbindung zum Druekzulauf 7 hat

in dem in Fig.4 dargestellten AusfQhrungsbeispiel sind die Umschaltventile 22 durch ein Axialkolbenventil 35 gebildet das in einem Gehäuseteil 36 angeordnet iit Der Kolben dr* Axialkolbenventils 35 ist einseitig federbelastet und besitzt eine Verdrehsicherung 37. Die federbelastete Stirnfläche des Axisdkolbenventiles 35

bildet einen Raum 38, der über eine Leitung 39 Verbindung zum Rücklauf 8 hat, während die gegenüberliegende Stirnfläche über Leitungen 40; 41 mit dem Druckzulauf 7 verbunden ist. Das Axialkolbenventil 35 besitzt in seiner Mantelfläche axiale, an beiden Enden verschlossene Nuten 42. In die Bohrungswand der das Axialkolbenventil 35 aufnehmenden Bohrung münden Zweigleitungen 43 und 44, die eine geringeren axialen Abstand voneinander aufweisen als die Länge der Nut beträgt Die Zweigleitung 43 hat Verbindung zum Lenkventil 11 und die Zweigleitung 44 zum Saug- bzw. Druckraum 26' der zweiten Dosierpumpe 17'. In der federbelasteten Endstellung des Axialkolbenventiles 35 besteht eine hydraulische Verbindung von den Saugbzw. Druckräumen 26' über die Zweigleitungen 44 dem Raum 38, die Leitung 39, zum Rücklauf 8.

Die Wirkungsweise der hydrostatischen Hilfskraftlenkeinrichtung 4 gemäß Fig.3 ist wie folgt: Bei Vorhandensein von Drucköl im Druckzulauf 7 und damit in den Räumen 33 schließen die Sitzventile 30 die Kanäle 28 von dem Ringkanal 32 ab. Gleichzeitig werden dabei die Sitzventile 29 der Umschaltventile 22 über die Distanzstifte 31 offen gehalten, so daß das Drucköl im Servolenkbetrieb über die Kammerleitungen 20 bzw. Zweigleitungen 21 in die Saug- bzw. Druckräume 26 bzw. 26' zurückfließen kann.

Damit ist die Funktion der hydrostatischen Hilfskraftlenkeinrichtung 4 im Servolenkbetrieb gewährleistet. Bei Ausfall des Öldruckes im Druckzulauf 7 und damit in den Räumen 33 werden durch Druckaufbau in den Saug- bzw. Druckräumen 26; 26' und durch die Druckfeder 27 die Schließkörper der Sitzventile 29 der Umschaltventile 22 gegen die Dichtsitze gedruckt. Dadurch werden die Saug- bzw. Druckräume 26 von den Saug- bzw. Druckräumen 26' hydraulisch getrennt. Gleichzeitig werden durch die Distanzstifte 31 die Schließkörper der Sitzventile 30 von den Dichtstellen abgehoben und die Saug- bzw. Druckräume 26' dadurch untereinander und mit dem Rücklaufraum 8 verbunden. Es sind somit die Saug- bzw. Druckräume 26 an der ölstromferderung beteiligt, während die Saug- bzw. Druckräume 26' ihr Kammervolumen lediglich drucklos umfördern.

Die Wirkungsweise der hydrostatischen Hilfskraftlenkeinrichtung 4 gemäß Fig.4 ist wie folgt: Bei Vorhandensein von Öldruck im Druckzulauf 7 wird das Axialkolbenventil 35 gegen die Kraft der Druckfeder verschoben und es entstehen über die axialen Nuten 42 Verbindungen der Zweigleitungen 43 mit den Leitungen 44. Dadurch gelangt das Drucköl von den Kammerleitungen 20 in die Saug- bzw. Druckräume 26 sowie über Zweigleitungen 43, axiale Nuten 42 und Leitungen 44 in die Saug- bzw. Druckräume 26' und umgekehrt. Somit nehmen beide Dosierpumpen 17; 17' im Servolenkbetrieb an der Druckölförderung teiL Bei Ausfall der Dnickölversorgung vom Druckzulauf 7 drückt die Druckfeder den Kolben des Axialkolbenventils 35 bis einem Anschlag am Ventilbohningsende. Dadurch wird die Verbindung von den Zweigleitungen 43 zu den Zweigleitungen 44 unterbrochen und die Saug- bzw. Druckräume 26' werden über die Zweigleitungen 44, Raum 38 und Leitung 39 mit dem Rücklauf 8 verbunden. Die Saug- bzw. Druckräume 26 nehmen über die Kammerleitungen 20 weiter an der ölstromförderung teil.

Es können auch mehr als zwei Dosierpumpen 17 bzw. 17' aneinandergeflanscht verwendet werden.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

t	Behälter
2	Servopumpe
3	Druckbegrenzungsventil
4	hydrostatische Hilfskraft
	lenkeinrichtung
5	Lenkhandrad
6	Lenkmotor
7	Druckzulauf
8	Rücklauf
9	Steuerraum
10	Steuerraum
11	Lenkventil
12	Dosierpumpeneinheit
13	Ventilhülse
14	Ventilkolben
15	Federn
16	Zahnwelle
ϊ»';17'	Dosierpumpen
18	Kupplungsteile
19	Kupplungsteile
20	Kavnmerleitungen
21,2Γ	Zweigleitungen
22	Umschaltventile
23	Kolben
24	Zwischenscheibe
25; 25'	Verdrängerelement
2oj 26	Saug- bzw. Druckräume
27	Druckfeder
28	Kanäle
29	Sitzventil
30	Sitzventil
31	Distanzstift
32	Ringkanal
33	Raum
34	Ringkanal
35	Axialkolbenventil
36	Gehäuseteil
37	Verdrehsicherung
38	Raum
39	Leitung
40	Leitung
41	Leitung
42	Nut
43	Zweigleitung
44	Zweigleitung

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung, insbesondere für Fahrzeuge, mit einem mechanisch von einem Lenkhandrad aus betätigten Lenkventil, das durch Kammerleitungen mit Förderkammern einer vom Lenkhandrad aus mechanisch angetriebenen Dosierpumpe verbunden ist, durch die die beiden Arbeitsräume eines Lenkmotors mit von einer Servopumpe gefördertem Druckmittel beaufschlagbar sind und mit einer zweiten, ebenfalls vom Lenkhandrad aus antreibbaren Dosierpumpe, deren Förderstrom neben demjenigen der ersten Dosierpumpe gleichfalls den Arbeitsräumen des Lenkmotors zufuhrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dosierpumpen (17; 17') zu einer Tandemanordnung aneinandergeflanscht und die Verdrängerelemente (25; 25') der ersten (17) und der zweiten Dosierpumpe (17') durch eine Zahnwelle (16) miteinander verbunden sind, und daß von jeder d^r vom Lenkventil (11) zu den Saug- bzw. Druckräamen (26) der ersten Dosierpumpe (17) führenden Kammerleitungen (20) eine zu den Saugbzw. Druckräumen (26') der zweiten Dosierpumpe (17') führende Zweigleitung (21, 21'; 43,44) abgeht, in die jeweils ein Umschaltventil (22) eingesetzt ist, dessen Schließkörper in der einen Richtung federbelastet und in der anderen Richtung durch den Druckmitteldruck der Servopumpe (2) beaufschlagt ist und das in seiner unter Federkraft eingenommenen Stellung die Zweigleitung (21, 21'; 43, 44) absperrt und die Saug- bzw. Druckräume (27') der zweiten iJosierpumpe (17') an einen Rücklauf (8) anschließt, dagegen in der jnter Beaufschlagung mit Servodruck eingenommenen Stellung jede der Zweigleitungen (21,21'; 43, ·* 4) mit dem zugehörigen Saug- bzw. Druckraum (26') der zweiten Dosierpumpe (17') verbindet

2. Hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (22) aus zwei koaxial zueinander liegenden Sitzventilen (29; 30) besteht, von denen der Schließkörper des ersten (29) in Richtung zu den Saug- bzw. Druckräumen (26') der zweiten Dosierpumpe (17) schließt und in dieser Richtung federbelastet ist und über einen im Dosierpumpengehäuse geführten Distanzstift (31) in die offene Stellung durch den Schließkörper des zweiten Sitzventils (30) gedrückt wird, wenn dieses entgegen der Schließrichtung des ersten Sitzventils (29) in seine geschlossene Stellung bewegt wird, in der es einen von dem zugehörigen Saug- bzw.- Druckraum (26') der zweiten Dosierpumpe (17') zum Rücklauf (8) führenden Ringkanal (32) absperrt, wobei der Schließkörper des zweiten Sitzventils (30) durch einen Kolben (23) in Schließstellung bewegt wird, auf dessen abgelegener Stirnseite der Lieferdruck der Servopumpe (2) wirkt

3. Hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltventile (22) durch ein Axialkolbenventil (35) gebildet sind, dessen Kolben in seiner Mantelfläche axiale und an den beiden Enden verschlossene Nuten (42) aufweist und durch eine Verdrehsicherung (37) gegen Drehen gesichert ist, wobei jeweils eine der Zweigleitungen (43) gegenüber einer zugehörigen Nut (42) in der den Kolben aufnehmenden Bohrungswand mündet und in einem geringeren

Axialabstand von diesen Mündungen als die Länge der Nuten (42) beträgt aus der Bohrungswand Zweigleitungen (44) zu den Saug- bzw. Druckräumen (27') der zweiten Dosierpumpe (17') sowie die Leitung (39) zum Rücklauf (8) abgehen.

4. Hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den einzelnen Zweigleitungen (21) zugeordneten Umschaltventile (22) durch Federn mit unterschiedlicher Vorspannung belastet sind.