DE2319135A1

DE2319135A1 - Lenkungsanlage fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2319135A1
Application number: DE19732319135
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Roth
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1973-04-16
Filing date: 1973-04-16
Publication date: 1974-10-24
Also published as: DK142353B; FR2225326A1; GB1422485A; DK142353C; DE2319135C3; FR2225326B1; DE2319135B2

Description

(Case No. 8054) DEERE & COMPANY

Lenkungsanlage für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkungsaniage für Kraftfahrzeuge mit einer hydrostatischen Lenkung, die einerseits an einen Primärlcreis mit Hydraulikpumpe und Sammelbehälter, andererseits an einen Sekundärkreis mit mindestens einem Lenkzylinder angeschlossen ist, wobei ein Ventilblock zwischen hydrostatischer Lenkung und Hydraulikpumpe im Primärkreis angeordnet ist.

Es ist eine hydrostatische Lenkung für Kraftfahrzeuge obiger Gattung bekannt, bei der die Rücklaufleitung zum Sammelbehälter nicht abschließbar ist. Das hat den Nachteil, daß beim Ausfall der Ladepumpe und beim Verstellen des Lenkzylinders die Differenz-Druckölmenge in den Sammelbehälter abfließen kann, so daß bei wiederholter Lenkung die hydraulische Anlage bzw. Lenkung funktionsunfähig wird. Treten bei diesen Anlagen Ölverluste auf und wird von der Saugleitung der Pumpe Luft angesaugt, so kann diese Luft in die Lenkung gelangen, was zur Instabilität der Lenkung führt. -..-■■■-""..-.

Die mit dem Erfindungsgegenstand zu lösende Aufgäbe wird darin gesehen, durch Verwendung eines Ventilblockes mit speziell ausgebildeten Ventilkolben im Primärkreis der Lenkungsanlage den Abfluß der Differenz-Druckölmenge des Lenkzylinders bei Ausfall

der Hydraulikpumpe aus dem Lenksystem und die Beaufschlagung des Lenksystems mit Öl-Luft-Gemisch zu verhindern. Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ventilblock in einer Hydraulikleitung einen als Rückschlagventil ausgebildeten Ventilkolben aufweist, der eine die Hydraulikleitung mit - einem Abflußkanal bzw. einer Steuerleitung verbindende Drosselbohrung und ein erstes die Hydraulikleitung der Hydraulikpumpe von einer Druckleitung.der Lenkung absperrendes Dichtelement sowie ein zweites eine Hydraulikleitung der Lenkung von einer Hydraulikleitung bzw." von einem Rücklaufkanal zum Sammelbehäl-."· ter absperrendes Dichtelement in einer ersten Stellung des Ventilkolbens aufweist. Auf diese Weise wird einerseits verhindert, daß beim Ausfall der Ladepumpe die Diffeienz-Druckölmenge in den Sammelbehälter abfließt, so daß die hydraulische Anlage auch nach mehreren Lenkvorgängen funktionsfähig bleibt. Gleichzeitig gewährleistet der Ventilkolben, daß bei Ansaugen von Luft diese nicht in die Lenkanlage gelangt. Somit ist die Stabilität der Lenkanlage auch beim Ansaugen von Luft-Öl-Gemisch gewährleistet. Durch die vorteilhafte Ausbildung des Ventil-

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kolbens werden somit zwei Funktionen erfüllt, und zwar wird verhindert, daß erstens Druckölmenge beim Ausfall der Ladepumpe aus der Lenkanlage abfließen kann und zweitens, daß bei Ölverlust Öl-Luft-Gemisch in die Lenkanlage eintreten kann.

Vorteilhaft ist es ferner, daß in Strömungsrichtung hinter der Drosselbohrung eine weitere Drossel vorgesehen ist, deren Strömungsquerschnitt in Abhängigkeit des Druckes in der Hydraulik-

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leitung der Hydraulikpumpe veränderbar ist. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß der aus der Drosselbohrung! austretende Steuerstrom unabhängig vom Druck in der Druckleitung der Pumpe konstant gehalten wird, so daß die Lenkanlage mit einer gleichbleibenden Druckmittelmenge versorgt wird. Das wird dadurch gewährleistet, daß die Drossel durch eine Steuerkante des Ventilkolbens und durch eine steuerkante im Bereich des Abflußkanals gebildet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, daß der Ventilkolben zwischen der'Hydraulikleitung der Hydraulikpumpe und der Hydraulikleitung zum Sammelbehälter angeordnet ist, und daß in der Hydraulikleitung oder im Abflußkanal eine einstellbare Drossel angeordnet ist, und daß der Ventilkolben gegen die Wirkung einer Feder verstellbar im Ventilblock gelagert ist. Durch die Verwendung einer einstellbaren Drossel in der Hydraulikleitung zum Sammelbehälter kann der Druckspeicher optimal an die Hydraulikanlage angepaßt werden. Außerdem werden durch den dabei eingestellten Druckanstieg in der Hydraulikleitung die Leckverluste am ersten Dichtelement zwischen der Hy-• draulikleitung der Lenkung und dem Abflußkanal der Lenkung verringert.

Vorteilhaft ist es ferner, daß der Ventilkolben eine durchgehende Axialbohrung aufweist, die auf einen Teil ihrer Länge als Drosselbohrung ausgebildet ist und an einem Ende über eine eine Drosselbohrung aufweisende Dämpfungsplatte mit einem die Feder

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aufnehmenden Druckraum verbunden ist. Durch die Verwendung einer Dämpfungsplatte im Zusammenhang mit einem Druekraum wird das Oszillieren des Ventilkolbens während des Arbeitseinsatzes klein gehalten.

•In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die beiden Dichtelemente in ihrer, ersten Stellung gegen elastische Dichtelemente anliegen. Durch die Verwendung elastischer Dichtelemente an den beiden Dichtelementen wird die Lenkanlage gegenüber der Rücklaufleitung zum Sammelbehälter und der Druckleitung der Pumpe leckölfrei abgedichtet. Vorteilhaft ist es ferner, daß zwischen der Druckleitung der Lenkung und der Hydraulikleitung ein Druckbegrenzungsventil geschaltet ist. Durch die Verwendung des Druckbegrenzungsventils wird gewährleistet, daß Druckstöße in der Lenkanlage bei der ersten Stellung des Ventilkolbens über die Abflußleitung zum Sammelbehälter abgebaut werden können. Vorteilhaft ist es ferner, daß die Hydraulikleitung der Hydraulikpumpe über die von dem Abflußkanal ge-' trennte Axialbohrung des Ventilkolbens mit der Steuerleitung verbunden ist, die. über ein Druckbegrenzungsventil mit der Hydraulikleitung zum Sammelbehälter oder mit einem Verbraucher verbindbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, den Steuerstrom aus der Drosselbohrung für weitere Verbraucher zu nutzen. Dabei kann überschüssiges Druckmittel über das Drudkbegrenzungsventil zum Sammelbehälter abfließen. Vorteilhaft ist es ferner, daß an den Abflußkanal der Lenkung in Strömungsrichtung vor dem zweiten Dichtelement ein die Differenz-Druckölmenge aufnehmender Druckspeicher angeschlossen ist.

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In der nachfolgenden Beschreibung sind zwei AusfUhrungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes beschrieben und in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Lenkungsanlage,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel des in der Lenkungsanlage vorgesehenen Ventilblockes,

Fig. 3 den Ventilblock mit an- ' gebautem Druckspeicher,

Fig. 4 das Schaltschema eines

zweiten Ausführungsbei- - . Spieles der Lenkungsanlage,

Fig. 5 den Ventilblock der Lenkungsanlage gemäß Fig. 4.

In der Zeichnung ist mit 10 eine Hydraulikpumpe gekennzeichnet, die über eine Saugleitung 12 an einen Sammelbehälter

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angeschlossen Ist. Der Ausgang der Hydrauiikpumpe 10 ist über eine Hydraulikleitung 16 an einen in einem Ventilblock 18 vorgesehenen Druckkanal 20 angeschlossen, der mit einer einen Ventilkolben 22 aufnehmenden Axialbohrung 24 verbunden ist. Die Axialbohrung 24 steht über einen Druckkanal 26 und über .eine Druckleitung 28 mit einer hydrostatischen Lenkung 30 in Verbindung, die über eine Hydraulikleitung 32 mit einem im Ventilblock 18 vorgesehenen Abflußkänal 34 in Verbindung steht. Der Abflußkanal 34 ist über die Axialbohrung 24 mit einem weiteren im Ventilblock 18 vorgesehenen Abflußkanal 36 verbunden, der über eine weitere Hydraulikleitung 38 an den Sammelbehälter 14 angeschlossen ist. Parallel zur Axialbohrung 24 ist im Ventilblock 18 ein Rücklaufkanal 40 vorgesehen, der mit dem Abflußkanal 36 verbunden ist und über ein-Druckbegrenzungsventil 42 mit dem Druckkanal 26 in Verbindung steht.

Der Ventilkolben 22 weist eine Axial bohrung 44 auf, die mit. einer im mittleren Bereich der Axialbohrung vorgesehenen Drosselbohrung 46 ausgerüstet ist. In Strömungsrichtung am unteren Ende des Ventilkolbens 22 befindet sich eine Dämpfungsplatte 48, die ebenfalls eine bzw. mehrere Drosselbohrungen 50 aufweist, so daß Druckmittel aus der Axialbohrung 44 des Ventilkolbens 22 zu einem der Dämpfungsplatte 48 nachgeschalteten Druckraum 52 fließen kann, der auch zur Aufnahme einer Feder 54 dient, die zwischen dem einen Ende des Druckraumes 52 und dem unteren Ende des Ventilkolbens 22 wirkt, so daß der Ventilkolben 22 gegen

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eine im Ventilblock 18 vorgesehene Verschlußschraube 56 gedrückt wird, wenn von der Hydraulikpumpe 10 kein Druckmittel gefördert wird.

Der Ventilkolben 22 weist drei Dichtelemente 58, 62 und 66 auf, wobei das erste Dichtelement 58 zwischen dem Abflußkanal 34 und der Hydraulikleitung 16 angeordnet ist und somit in einer ersten Stellung des Ventilkolbens 22 den Druckkanal 20 von dem Druckkanal 26 der Lenkung 30 abtrennt, während bei einer zwei ten Stellung des Ventilkolbens 22 eine Steuerkante 60 des ersten Dichtelementes 58 den Druckkanal 20 zum Druckkanal 26 freigibt, so daß die hydrostatische Lenkung 30 mit Druckmittel beaufschlagt werden kann. Das zweite Dichtelement 62 liegt zwi- · sehen dem Abflußkanal 34 und dem Abflußkanal 36. In der ersten Stellung des Ventilkolbens 22 ist der Abflußkanal 34 durch das zweite Dichtelement 62 von dem Abflußkanal 36 abgetrennt, während in der zweiten Stellung des Ventilkolbens 22 eine untere Steuerkante 64 des Dichtelementes 62 den Abflußkanal 34 zu dem Abflußkanal 36 freigibt. Das dritte am oberen Ende des Ventilkolbens 22 vorgesehene Dichtelement 66 dichtet den Abflußkanal 36 zu dem Druckraum 52 ab. Lediglich die in der Dämpfungsplatte 48 vorgesehenen Drosselbohrungen 50 ermöglichen es, daß Druckmittel von der Axialbohrung 44 in den Druckraum 52 gelangt. In der ersten Stellung liegt das erste Dichtelement 58 gegen ein elastisches Dichtelement 68 an, während das zweite Dichtelement 62 gegen ein elastisches. Dichtelement 70 anliegt. Im

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Bereich des Abflußkanals 36 weist der Ventilkolben 22 eine Steuerkante 72 auf, die mit einer zweiten steuerkante 74 eine Drossel bildet, die in ihrem wirksamen Strömungsquerschnitt durch Verstellen des Ventilkolbens 22 veränderbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, daß die aus der Axialbohrung 44 austretende Druckmittelmenge konstant gehalten wird, so daß der Lenkungsanlage immer eine konstante Druckmittelmenge zur Verfügung steht. Im Abflußkanal 36 ist außerdem eine einstellbare Drossel 76 vorgesehen, durch die der Ventilblock 18 an die Lenkung 30 angepaßt werden kann.

An den Abflußkanal 34 ist eine weitere Hydraulikleitung 78 angeschlossen, die mit einem Druckspeicher 80 verbunden ist. Der Druckspeicher 80 nimmt die Differenz-Druckölmenge eines an die hydrostatische Lenkung 3Ö angeschlossenen Lenkzylinders 82 auf, der über Hydraulikleitungen 84 und 86 mit der Lenkung 30 verbunden ist. Zwischen den beiden Hydraulikleitungen 84 und 86 sind zwei Drückbegrenzungsventile 88 und 90 vorgesehen, die über eine Hydraulikleitung 92 mit dem Druckspeicher 80 verbunden sind. Die Seite der hydrostatischen Lenkung 30, die mit der Hydraulikpumpe 10 Verbunden ist, bildet den Primärkreis, während die Seite der Lenkung 30, die mit dem Lenkzylinder 82 verbunden ist, den Sekundärkreis bildet*

Der Ventilkolben 22 ist ferner mit mit Abstand zueinander angeordneten Entlastungsnuten 94 ausgerüstet, die ein einwand-

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freies Abdichten der Ventildichtflächen gewährleisten und zum anderen verhindern, daß der Ventilkolben 22 in der Axialbohrung 24 klemmt.

Wird die Hydraulikpumpe. 10 eingeschaltet, so fließt Druckmittel über die Hydraulikleitung 16 und den Druckkanal 20 zur Axialbohrung 44 und durch die Drosselbohrung 46 zum Abflußkanal 36. Dabei baut sich vor der Drosselbohrung 46 ein Druck auf, der eine Verstellung des Ventilkolbens 22 entgegen der Wirkung der Feder 54 bewirkt. Saugt die Hydraulikpumpe 10 ein Öl-Luft-Gemisch an, so fällt der Druck vor der Drosselbohrung 46 ab, wodurch der Ventilkolben 22 durch die Feder 54 wieder in seine erste Stellung verstellt wird, somit kann fast vollständig ausgeschlossen werden, daß Öl-Luft-Gemisch zur Lenkung gelangt. Der Ventilkolben 22 läßt sich erst dann wieder verstellen, wenn die Hydraulikpumpe 10 kein Öl-Luft-Gemisch mehr ansaugt. - _

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, das nur geringfügig von dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel abweicht. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist der Abflußkanal 36, der bei Einnahme des Ventilkolbens 22 in seine zweite Stellung mit dem Abflußkanal 34 verbunden ist, von einer

zweiten Steuerleitung 96 getrennt, die mit der Axialbohrung 44 des Ventilkolbens 22 verbunden ist. Die Steuerleitung 96 ist "; über eine Hydraulikleitung 98 und ein Steuerventil 100 entveder

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":. ■ ', -ΙΌ-an einen zusätzlichen Verbraucher 102 oder den Sammelbehälter 14 angeschlossen. Auf diese Weise kann der Steuerstrom aus der Drosselbohrung 46 zusätzlich zur Betätigung des Verbrauchers 102 ausgenutzt werden. Damit der zulässige Druck am Verbraucher 102 nicht überschritten wird, ist es"vorteilhaft, daß die Steuerleitung 96 ein Druckbegrenzungsventil 104 aufweist, über das'Druckspitzen zum Abflußkanal 36 abgebaut werden können.

Ansprüche

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Claims

(Case No. 8054) DEEES & COMPANY Ansprüche

1. Lenkungsaniage für Kraftfahrzeuge mit einer hydrostatischen Lenkung, die einerseits an einen Primärkreis mit Hydraulikpumpe und Sammelbehälter, andererseits an einen Sekundärkreis mit mindestens einem Lenkzylinder angeschlossen ist, wobei ein Ventilblock zwischen hydrostatischer Lenkung und Hydraulikpumpe im Primärkreis angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilblock (18) in einer Hydraulikleitung (16) einen als Rückschlagventil ausgebildeten Ventilkolben (22) aufweist, der eine die Hydraulikleitung (16) mit einem Abflußkanal (36) bzw. einer Steuerleitung (96) verbindende Drosselbohrung (46) und ein erstes die Hydraulikleitung (16) der Hydraulikpumpe (10) von einer Druckleitung (28) der Lenkung (30) absperrendes Dichtelement "(5.8) sowie ein zweites eine Hydraulikleitung (32) der Lenkung (30) von einer Hydraulikleitung (38) bzw. von einem Rücklaufkanal zum Sammelbehälter (14) absperrendes Dichtelement (62) in einer ersten Stellung des Ventilkolbens aufweist.

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2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung hinter der Drosselbohrung (46) eine weitere Drossel vorgesehen ist, deren Strömungsquerschnitt in Abhängigkeit des Druckes in der Hydraulikleitung (16) der Hydraulikpumpe (10) veränderbar ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel durch eine Steuerkante (72) des Ventilkolbens (22) und durch eine Steuerkante (74) im Bereich des Abflußkanals gebildet ist.

4. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (22) zwischen der Hydraulikleitung (16) der Hydraulikpumpe (10) und der Hydraulikleitung (38) zum Sammelbehälter (14) angeordnet ist. · · ■"

5. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hydraulikleitung (38) oder im Abflußkanal (36) eine einstellbare Drossel (76) angeordnet ist.

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6. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (22) gegen die Wirkung einer Feder (54) verstellbar im Ventilblock (18) gelagert ist.

7. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (22) eine durchgehende Axialboh— rung (44)' aufweist, die auf einen Teil ihrer Länge als Drosselbohrung (46) ausgebildet ist und an einem Ende über eine eine Drosselbohrung (50) aufweisende Dämpfungsplatte (48) mit einem die Feder (54) aufnehmenden Druckraum (52) verbunden ist.

8. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dichtelemente (58, 62) in ihrer ersten Stellung gegen elastische Dichtelemente (68, 70) anliegen. .

9. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckleitung (28) der Lenkung (30) und der Hydraulikleitung (38) ein Druckbegrenzungsventil (42) geschaltet ist.

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10. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikleitung (16) der Hydraulikpümpe (10) über die von dem Abflüßkanal (36) getrennte Axialbohrung (44) des Ventilkolbens (22) mit der Steuerleituhg (96) verbunden ist, die über ein Druckbegrenzungsventil (104) mit der Hydraulikleitung (98) zum Sammelbehälter (14) oder mit einem Verbraucher. (1.02) verbindbar ist.

11. Anlage nach .einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abflußkanal (34) der Lenkung (30) in Strömungsrichtung vor dem zweiten Dichtelement (62) ein die, Differenz-Druckölmenge aufnehmender Druckspeicher (.80) angeschlossen ist.

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