DE2240012B2 - Steuereinrichtung für hydrostatische Lenkungen u.dgl - Google Patents
Steuereinrichtung für hydrostatische Lenkungen u.dglInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für hydrostatische Hilfskraftlenkungen u. dgl.,
bei der ein Lenkorgan und ein Meßmotor, der mit einem Arbeitsmotor in Reihe schaltbar ist, über eine
Nachlaufvorrichtung verbunden sind, die bei einer Relativverstellung aus der Neutralstellung zunächst
r> ein Umsteuerventil verstellt und nach einem vorgegebenen
Verstellweg eine kraftschlüssige Kupplung zwischen Lenkorgan und Meßmotor bewirkt, wobei das
zwischen einem Pumpenanschluß und einem Rücklaufanschluß geschaltete Umsteuerventil Neutralstellungslöcher,
über die in der Neutralstellung ein Kurzschlußpfad führt, sowie davon getrennte Umsteueröffnungen
aufweist, über die bei einer Relatiwerstellung unter Verschließen der Neutralstellungslöcher
ein Arbeitspfad zur Ienkrichtungsabhängigen Verstellung des Arbeits- und des Meßmotors errichtet wird,
wobei ein Rückschlagventil in einem Kanal angeordnet ist, der von dem den Pumpenanschluiß mit den
Neutralstellungslöchern verbindenden Kurzschlußpfad abzweigt und zu den druckseitigen Umsteueröffnungen
führt, und wobei ein Notsteuerventil, das bei einem Handbetrieb des Meßmotors als Notpumpe
öffnet, in einer Leitung angeordnet ist, die den Rücklaufanschluß mit dem Pumpenanschluß verbindet.
Eine Steuereinrichtung dieser Art ist aus GB-PS
Eine Steuereinrichtung dieser Art ist aus GB-PS
ir> 1200131 bekannt. Das Rückschlagventil ermöglicht
es, in einer Schaltstellung des Umsteuerventils, in der die Umsteueröffnungen bereits zum Teil freigegeben,
die Neutralstellungsöffnungen aber noch nicht vollständig abgedeckt sind, im Umsteuerventil auftre-
JO tende Klemmerscheinungen durch Aufbringen eines
hydraulischen Drucks zu beseitigen. Das Rückschlagventil liegt dabei in einem durch eine Bohrung gebildeten
Kanal, der sich zwischen einem dem Pumpenanschluß und den Neutralstellungsöffnungen
J5 zugeordneten Verteilerraum und einem den Umsteueröffnungen zugeordneten weiteren Verteilerraum
erstreckt. Das Notsteuerventil liegt in einer anderen durch eine Bohrung gebildeten Leitung, die sich zwischen
einem dem Rücklaufanschluß zugeordneten Verteilerraum und dem dem Pumpenanschluß zugeordneten
Verteilerraum erstreckt.
Im bekannten Fall wird das Umsteuerventil durch einen Drehschieber gebildet, der über ein Lenkrad
unter Zwischenschaltung eines ein Innenzahnrad und ein auf einem Exzenter drehbares Außenzahnrad aufweisenden
Getriebes und einer Gelenkwelle um einen kleinen Winkel in einer festen Hülse gedreht werden
kann und mittels des vom Meßmotor angetriebenen Exzenters in Gegenrichtung antreibbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art
den konstruktiven Aufwand hinsichtlich der erforderlichen Gehäusebohrungen zu verringern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leitung pumpenseitig durch das Rückschlagventil
abgeschlossen ist und zwischen beiden Ventilen ein zu den druckseitigen Umsteueröffnungen
führender Kanalabschnitt abgeht.
Bei dieser Konstruktion wird für das Rückschlagventil und das Notsteuerventil nur eine Leitung benötigt,
so daß man sie in einer gestuften Bohrung unterbringen kann. Die Verwendung einer statt zweier
Bohrungen erleichtert nicht nur die Herstellung und verringert den Platzbedarf, sondern vereinfacht auch
die Kanalführung, was für eine solche Steuereinrichtung, bei der zahlreiche Verbindungskanäle, teilweise
auch mit Ventilen, vorhanden sind, von erheblicher Bedeutung ist. Die Leitung ist an beiden Seiten durch
je ein Ventil abgeschlossen, das immer dann, wenn das andere öffnet, geschlossen sein kann, so daß ein
direkter Kurzschluß zwischen Pumpenanschluß und Rücklaufanschluß verhindert ist. Im Notsteuerbetrieb
steht der zu den Umsteueröffnungen führende Kanalabschnitt über das Notsteuerventil unmittelbar mit
dem Rücklaufanschluß in Verbindung; die Rückstellkraft des Rückschlagventils braucht dabei nicht überwunden
zu werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist in die Leitung ein Einsatz eingefügt, der das Rückschlagventil
führt, eine Rückschlagventilfeder abstützt und den Sitz für das Notsteuerventil bildet. Dies ergibt einen
sehr einfachen Aufbau der Ventileinrichtung.
Des weiteren kann das Nolsteuerventil mit einem Überdruckventil kombiniert werden. Bisher war für
ein Überdruckventil immer ein gesonderter Pfad außerhalb der Steuereinrichtung vorgesehen. Hierdurch
ergeben sich weitere Einsparungen.
Besonders günstig ist es, wenn das Verschlußstück des Notsteuerventils ein Hohlkolben ist, der einen
Schaft des Verschlußstücks de» Rückschlagventils unter Bildung einer Drosselstslle umgibt und mit einer
inmitten seiner Stirnfläche liegenden Linie an seinem Sitz anliegt, und wenn der Imnenraum des Hohlkolbens
über das Überdruckventil mit dem Rücklaufanschluß verbunden ist. Da der Hohlkolben auf seiner
dem Sitz abgewandten Seite eine größere, dem Pumpendruck ausgesetzte Fläche hat als auf der dem Sitz
zugewandten Seite, ist das Notsteuerventil normalerweise sicher geschlossen. Es öffnet: nur, wenn der
Meßmotor als Notpumpe betrieben und an Stelle anstehenden Pumpendrucks ein Unterdruck erzeugt
wird, oder wenn bei Überdruck das Überdruckventil öffnet und an der Drosselstelle ein Druckabfall auftritt,
der das Notsteuerventil ebenfalls öffnet. Da in diesem Falle das Überdruckventil und das Notsteuerventil
geöffnet sind, ergibt sich ein großer Querschnitt zum Abbau de? Überdrucks.
Sodann kann der Schaft des Rückschlagventils als Schieber ausgebildet sein, der den Eingang des Überdruckventils
bei geschlossenem. Rückschlagventil mit dem Innenraum des Hohlkolbens verbindet. Auf diese
Weise ist sichergestellt, daß das Überdruckventil nur anspricht, wenn das Rückschlagventil geöffnet ist, also
im Normalbetrieb der Steuereinrichtung.
Die Erfindung wird nachstellend an Hand in der Zeichnung veranschaulichter Ausfiihrungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Schaltung für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung,
Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch eine andere Ausführungsform.
In Fig. 1 fördert eine Pumpe 1 öl aus einem Tank 2 über eine Steuereinrichtung 3 zu einem Arbeitsmotor
4, über dessen Kolbenstange S ein Lenkgestänge betätigt wird. Das Rücklauföl fließt über eine Leitung
6 in den Tank zurück. Die Steuereinrichtung hat einen Pumpenanschluß 7, einen Rücklaufanschluß 8
und zwei Arbeitsmotoranscrulüsse 9 und 10. Sie wird
mit Hilfe eines Lenkrades 11 verstellt.
Die Steuereinrichtung weist eine Nachlaufvorrichtung 12 auf. Diese wird einerseits von dem Lenkrad
11 und andererseits von einem Meßmotor 13 verstellt. Dieser ist so in die Schaltung einbezogen, daß er bei
einer Betätigung des Arbeitsmotors 4 immer mit diesem auf der Zulaufseitc in Reihe liegt. Durch Ansprechen
der Nachlaufvorrichtung 12 wird ein Umsteuerventil 14 betätigt, das aus zwei Drehschiebern 15, 16
gebildet ist.
Das Umsieuerventil 14 weist Neutralstellungslöchei
17 mit drei unterschiedlichen Lochdurchmessern auf, die in der Neutralstellung die veranschaulichte
Mittellage einnehmen. Sie bilden zusammen eine verstellbare Drossel 18, über die in der Neutralstellung
ic des Umsteuerventils ein Kurzschlußpfad 19 führt.
Ferner enthält das Umsteuerventil 14 Umsteueröffnungen 20, die schematisch in dem Kasten 21 veranschaulicht
sind und bei einer Relativverstellung einen Arbeitspfad 22 errichten, der über den Meßmotor 13
und den Arbeitsmotor 4 führt. Eine der möglichen Verbindungen ist gestrichelt in Kasten 21 dargestellt.
Wie aus der Darstellung in Fig. 1 entnommen werden kann, sind die Neutralstellungslöcher 17 noch nicht
vollständig geschlossen, wenn die Umsteueröffnungen 20 bereits freigegeben sind.
Ein Rückschlagventil 23 ist im Arbeitspfad 22 angeordnet, und zwar in einem einsinnig durchflossenen
Abschnitt dieses Arbeitspfades nach dessen Abzweigung vom Kurzschlußpfad 19. Dies ergibt folgende
Funktion:
Es sei angenommen, daß das Lenkrad 11 so weit verdreht ist, daß die in Kasten 21 veranschaulichte
Arbeitspfadverbindung hergestellt ist, dann wird die Kolbenstange 5 des Arbeitsmotors 4 in der Zeichnung
jo nach rechts verschoben. Wirkt nun eine Kraft P entgegen
dieser Verstellung auf die Kolbenstange S, so versucht der Kolben Druckflüssigkeit aus dem linken
Kolbenraum entgegen der bisherigen Förderrichtung herauszudrücken. Wäre das Rückschlagventil 23 nicht
J5 vorhanden und die Drossel 18 noch etwas geöffnet,
so könnte diese Druckflüssigkeit über den Kurzschlußpfad 19 und die Drossel 18 ungehindert in den
Rücklauf strömen. Der Meßmotor 13 würde entgegen der bisherigen Drehrichtung gedreht und nähme nach
einem kurzen Drehwinkel das Lenkrad 11 mit. Dieser Rückfluß und damit der Schlag auf das Lenkrad 11
wird durch das Rückschlagventil 23 unterbunden. Bei alledem stört das Rückschlagventil 23 den normalen
Betrieb nicht. Denn der zugehörige Leitungsweg des Arbeitspfades wird im Normalbetrieb niemals im Gegensinn
durchströmt.
Beider Ausführungsform nach der Fig. 2 geht vom Pumpenanschluß 7 eine Bohrung 24 und vom Rücklaufanschluß
8 eine Bohrung 25 aus. Beide Bohrurigen sind über eine gestufte Querbohrung 26 miteinander
verbunden, das Rückschlagventil 23 weist ein Verschlußstück 27, einen Schaft 28, einen Sitz 29 und
eine Rückschlagventilfeder 3iD auf. In die Querbohrung
26 ist ein mehrteiliger Einsatz eingefügt, der aus einem Ring 31, einer Hülse 32 und einem die Querbohrung
26 verschließenden Stopfen 33 besteht. Innerhalb dieses Einsatzes ist ein Notsteuerventil 34 und
ein Überdruckventil 35 ausgebildet, die beide zur Rücklaufseite hin öffnen können. Infolgedessen ergibt
sich eine Leitung 36, von deren Umfang ein Kanalabschnitt 37 zu den Umsteueröffnungen 20 führt und
die zur Pumpenseite hin durch das Rückschlagventil 23 und zur Rücklaufseite hin durch das Notsteuerventil
34 und das Überdruckventil 35 abgeschlossen
Das Notsteuerventil weist als Verschlußstück einen Hohlkolben 38 auf, der inmitten seiner Stirnfläche 39
an einem Sitz 40 des Ringes 31 anlieot Fin Tnnenranm
41 des Hohlkolbens steht über eine Drosselstelle 42 mit der Querbohrung 26 in Verbindung und nimmt
eine Feder 43 auf. Eine rückseitige Stirnfläche 44 des Hohlkolbens ist größer als der dem gleichen Drucx
ausgesetj'.te Teil der vorderen Stirnfläche 39. Wenn
sich das Notsteuerventil 34 öffnet, steht die Leitung 36 über Bohrungen 45 und einen Ringraum 46 mrt
der Rücklaufseite in Verbindung.
Das Überdruckventil 35 weist ein Verschlußstück 47 auf, das unter der Belastung einer Feder 48 steht
und eine Bohrung 49 abschließt, die in einer in den Stopfen 213 eingefügten Scheibe 50' ausgebildet ist. De r
Bohrung 49 ist ein Raum 51 vorgeschaltet, der über eine weitere Bohrung 52 mit der Bohrung 25 in Veibindungsteht.
Das Ende des Schaftes 28 ist als Schieber 53 ausgebildet, der beim Öffnen des Rückschlagventils
2;\ die weitere Bohrung 52 absperrt und dafür
über Bohrungen 54, 55 eine Verbindung zwischen dem Innenraum 41 des Hohlkolbens 38 und dein
Raum 51 vor dem Überdruckventil 35 herstellt.
Bei dieser Steuereinrichtung können die folgenden
Betriebsiiustände unterschieden werden:
1. Veranschaulicht ist der Ruhestand der Ventile.
2. Wenn das Umsteuervenül von der Nachlaufvorrichtung
verstellt wird und die Neutralstellungilöcher 17 sich zu schließen beginnen, entsteht
vor der Drossel 18 ein Druck, der zum öffnen des Rückschlagventils 23 ausreicht. Das NoI-steuerventil
34 bleibt hierbei geschlossen, weil die unter dem Pumpendruck stehende rückseitige
Stirnfläche 44 größer als der entsprechende Teil der vorderen Stirnfläche 39 ist.
3. Wenn auf den Arbeitsmotor eine Kraft entgegen der Längsverstellung auftritt, ergibt sich in der
Leitung 36 ein höherer Druck als der Pumpendruck in der Bohrung 24. Infolgedessen schließt
das Rückschlagventil 23. Auch bei diesem Zustand bleibt das Notsteuerventil 34 geschlossen,
weil es von der Rückseite her stärker belastet wird als von der Vorderseite. Auch das Überdruckventil
35 bleibt geschlossen, weil bei geschlossenem Rückschlagventil 23 die Bohrungen 54,55 des Schiebers 53 nicht miteinander fluchten.
4. Wenn beim normalen L«nkbetrieb, also geöffnetem Rückschlagventil 23, der Pumpendruck zu
hoch werden würde, so pflanzt sich dieser Druck über den Innenraum 41 des Hohlkolbens 26, die
Bohrungen 54 und 55 und den Raum 51 bis zum 1(1 Überdruckventil 35 fort. Dieses öffnet, wodurch
der Überdruck im Innenraum 41 abgebaut wird. Nunmehr steht die rückseitige Stirnfläche 44 des
Hohlkolbens 38 unter einem geringeren Druck als die vordere Stirnfläche, und das Notsteuerventil
34 öffnet ebenfalls. Es steht dann ein großer Querschnitt zum Abbau des Pumpenüberdrucks
zur Verfugung.
5. Wenn die Pumpe versagt und der Meßmotor vom Lenkrad 11 her als Handpumpe betätigt wird,
2» entsteht in der Leitung 36 ein unter dem Druck in der Bohrung 25 liegender Druck. Infolgedessen
öffnet das Notsteuerventil 34. Es wird eine unmittelbare Verbindung zwischen der Rücklaufseite
und der Leitung 36 hergestellt, über die Druckflüssigkeit umgewälzt werden kann.
Bei der Ausführung nach Fig. 3 werden für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 verwendet.
Bei dieser Ausführt!ngsform ist in der Querbohrung 26 lediglich ein Rückschlagventil und ein
Notsteuerventil vorgesehen, wobei ein einziger Einsatz 56 in der Querbohrunj» 2<» angeordnet ist. Er führt
das Verschlußstück 27 des Rückschlagventils 23, das zu diesem Zweck als HohlzyMnder 57 ausgebildet und
mit Querlöchern 58 versehen ist. Die Rückschlagventilfeder 30 stützt sich auf einer durchbrochener
Scheibe 59 ab, so daß ein Innenraum 60 des Hohlkolbens 57 und ein Raum 61 im Einsatz 56 der Leitung
entsprechen. Das Notsteuerventil 34 weist eine Kugel 62 auf, die mit dem Sitz 63 im Einsatz 34 zusammenwirkt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Steuereinrichtung für hydrostatische Hilfskraftlenkungen u. dgl., bei der ein Lenkorgan und
ein Meßmotor, der mit einem Arbeitsmotor in Reihe schaltbar ist, über eine Nachlaufvorrichtung
verbunden sind, die bei einer Relativverstellung aus der Neutralstellung zunächst ein Umsteuerventil
verstellt und nach einem vorgegebenen Verstellweg eine kraftschlüssige Kupplung zwischen
Lenkorgan und Meßmotor bewirkt, wobei das zwischen einem Pumpenanschluß und einem
Rücklaufanschluß geschaltete Umsteuerventil Neutralstellungslöcher, über die in der Neutralstellung
ein Kurzschlußpfad führt, sowie davon getrennte Umsteueröffnungen aufweist, über die
bei einer Relativverstellung unter Verschließen der Neutralstellungslöcher ein Arbeitspfad zur
Ienkrichtungsabhängigen Verstellung des Arbeitsund des Meßmotors errichtet wird, wobei ein
Rückschlagventil in einem Kanal angeordnet ist, der von dem den Pumpenanschluß mit den Neutralstellungslöchern
verbindenden Kurzschlußpfad abzweigt und zu den druckseitigen Umsteueröffnungen führt, und wobei ein Notsteuerventil,
das bei einem Handbetrieb des Meßmotors als Notpumpe öffnet, in einer Leitung angeordnet ist,
die den Rücklaufanschluß mit dem Pumpenanschluß verbindet, dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitung (36; 60, 61) pumpenseitig durch das Rückschlagventil (23) und rücklaufseitig
durch das Notsteuerventil (34) abgeschlossen ist und zwischen beiden Ventilen ein zu den druckseitigen
Umsteueröffnungen führender Kanalabschnitt (37) abgeht.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung ein Einsatz
(31, 32, 33; 56) eingefügt ist, der das Rückschlagventil (23) führt, eine Rückschlagventilfeder (30)
abstützt und den Sitz (40; 63) für das Notsteuerventil (34) bildet.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Notsteuerventil
(34) mit einem Überdruckventil (35) kombiniert ist.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück des Notsteuerventils
(34) ein Hohlkolben (38) ist, der einen Schaft (28) des Verschlußstücks (27) des
Rückschlagventils (23) unter Bildung einer Drosselstelle (42) umgibt und mit einer inmitten seiner
Stirnfläche (39) liegenden Linie an seinem Sitz (40) anliegt, und daß der Innenraum (41) des
Hohlkolbens über das Überdruckventil (35) mit dem Rücklaufanschluß (8) verbunden ist.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (28) des Rückschlagventils
(23) als Schieber (53) ausgebildet ist, der den Eingang des Überdruckventils (35) bei
geschlossenem Rückschlagventil mit dem Rücklaufanschluß (8) und bei geöffnetem Rückschlagventil
mit dem Innenraum (41) des Hohlkolbens (38) verbindet.
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