DE2319135B2

DE2319135B2 - Umschaltventil einer Druckmittelversorgungseinrichtung für eine hydrostatische Hilfskraftlenkung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2319135B2
Application number: DE19732319135
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 6660 Zweibruecken Roth
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1973-04-16
Filing date: 1973-04-16
Publication date: 1980-01-10
Also published as: DK142353C; FR2225326A1; DE2319135C3; GB1422485A; DE2319135A1; DK142353B; FR2225326B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenes Umschaltventil einer Druckmittelversorgungseinrichtung für eine hydrostatische Hilfskraftlenkung für Fahrzeuge.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art (US-PS 36 960) ist die Hilfskraftlenkung mit einem Umschaltventil ausgerüstet, das eine Unterbrechung des Druckmittelstroms von der Servopumpe zum Lenkventil der Hilfskraftlenkung sowie des von diesem zurück zum Druckmittelbehälter fließenden bewirkt, wenn der Förderdruck der Servopumpe zusammengebrochen ist. Da jedoch die Servopumpe üblicherweise fortlaufend über den Antriebsmotor angetrieben wird, produziert sie beispielsweise auch, wenn sie teilweise Luft ansaugt, einen bestimmten Druck, der auf das Absperrelement wirkt und genügt, um das Umschaltventil geöffnet zu halten. Das Druckmedium kann somit einerseits zum Druckmittelbehälter abfließen und andererseits gelangt ein Gemisch von Druckmittel und Luft in die Lenkeinrichtung, mit dem diese jedoch nicht ordnungsgemäß betätigbar ist. Würde dagegen das Umschaltventil der bekannten Vorrichtungen bereits bei einem Dnick ansprechen, der über dem mit einem Öl-Luft-Gemisch erzielten liegt, so würde die Druckmittelversorgungseinrichtung im normalen Betrieb sehr unwirtschaftlich arbeiten, da eine übliche Pumpe bei Druckmittel-Luftgemisch noch Drücke von ca. 40 bar erzielen kann und somit die Einrichtung im Normalbetrieb ständig auf einem hohen Dnjckniveau betrieben werden müßig-.

Die mit dem Erfindungsgegenstand zu lösende Aufgabe wird darin gesehen, den Abfluß der Differenz- Driicküimenge des Lenkzylinders aus dem Lenksystem und die Beaufschlagung des Lenksystems mit öl-Luft-Gemisch auch bei Schadensfällen zu verhindern, bei denen kein vollständiger Druckausfall in der Druckmittelversorgung auf'ritt, wobei vom Umschaltventil aus

so mit geringen konstruktiven Änderungen unter Aufrechterhalten der Wirkungsweise hinsichtlich der Druckmittelvcrsorgung der hydrostatischen Lenkeinrichtung die Druckmittelversorgung eines weiteren Verbrauchers möglich sein soll.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches aufgeführten Merkmale gelöst. Es wird so verhindert, daß beim Ausfall der Servopumpe die Differenz-Druckölmenge in den Sammelbehälter abfließt, so daß die hydraulische Anlage auch nach mehreren Lenkvorgängen funktionsfähig bleibt. Gleichzeitig verhindert der Yeniilschieber, daß beim Ansaugen von Luft öl-Luft-Gemisch zur Lenkeinrichtung gelangt, da das Öl-Luft-Gemisch über die Axialbohrung abfließen kann. Der Druck des Öl-Luft-Gemisches reicht nämlich nicht aus, eine Verstellung de» Ventilschiebers durch den in dessen Drosselabschnitt erzeugten Druckabfalles herbeizuführen. Bei normal arbeitender Pumpe reicht der Druck des

Druckmittels in der Hydraulikleitung dagegen ohne weiteres aus, den Ventilschieber zu verstellen und in einer geöffneten Stellung zu halten. Da durch die Verwendung des Drosselabschnittes der Ventilschieber in besonderem Maße auf Zähigkeitsänderungen des s Druckmittels anspricht, ist es möglich, den Abschaltdruck sehr klein zu wählen, so daß die Erwärmung des Druckmittels klein gehalten werden kann.

Durch die Verwendung eines Druckbegrenzungsventils gemäß Anspruch 4 wird gewährleistet, daß iö Druckstöße in der Lenkanlage bei der ersten Stellung des Ventilschiebers über die Rücklaufleitung zum Sammelbehälter abgebaut werden können.

Durch die Verwendung einer Dämpfungsplatte gemäß Anspruch 6 wird in vorteilhafter Weise eine is Dämpfung des Ventilschiebers gewährleistet, so daß ein Oszillieren des Ventilschiebers während des Arbeitseinsatzes ausgeschaltet werden kann.

In der nachfolgenden Beschreibung sind zwei Ausführungsbeispiele nach der Erfindung beschrieben und in der Zeichnung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Lenkeinrichtung,

Fig.2 ein erstes Ausführungsbeispiel ein^s in der Lenkeinrichtung vorgesehenen Umschaltventils,

Fig.3 das Umschaltventil mit angebautem Druckspeicher,

F i g. 4 das Schaltschema eines zweiten Ausführungsbeispieles einer Lenkeinrichtung und

Fig. 5 ein Umschaltventil der Lenkeinrichtung jo gemäß F i g. 4.

In der Zeichnung ist mit 10 eine Servopumpe bezeichnet, die über eine Saugleitung 12 an einen Druckmittelbehälter 14 angeschlossen ist Der Ausgang der Servopumpe 10 ist über eine Hydraulikleitung 16 an einen in einem Ventilblock 18 vorgesehenen Druckkanal 20 angeschlossen, der mit einer einen Ventilschieber 22 aufnehmenden Gehäusebohrung 24 verbunden ist. Die Gehäusebohrung 24 steht über einen Druckkanal 26 und über eine Zuführleitung 28 mit einer hydrostat!- sehen Lenkeinrichtung 30 in Verbindung, die über eine Rücklaufleitung 32 mit einem im Ventübiock 18 vorgesehenen Abflußkanal 34 in Verbindung steht. Der Abflußkanai 34 ist über die Gehäusebohrung 24 mit einem weiteren im Ventilblock 18 vorgesehenen Abflußkanal 36 verbunden, der über eine weitere Rücklaufleitung 38 an den Druckmittelbehälter 14 angeschlossen ist Parallel zur Gehäusebohrung 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 Ventilschieber 22 weist eine Axialbohrung 44 auf, die mit einem im mittleren Bereich Her Axialbohrung vorgesehenen Drosselabschnitt 46 ausgerüstet ist. In Strömungsrichtüng gesehen befindet sich am unteren Ende des Ventilschiebers 22 eine Dämpfungsplatte 48, die ebenfalls eine bzw. mehrere Drosselöffnungen 50 aufweist, so daß Druckmittel aus der Axialbohrung 44 des Ventilschiebers 22 zu einer der Dämpfungsplatte 48 nachgeschalteten Gehäusekammer 52 fließen kann, die auch zur Aufnahme einer Feder 54 dient, die zwischen dem einen Ende der Gehäusekammer 52 und dem unteren Ende des Ventilschiebers 22 wirkt, so daß der Ventilschieber 22 gegen eine im Ventilblock 18 vorgesehene Verschlußschraube 56 gedrückt wird, wenn von der Servopumpe 10 kein Druckmittel gefördert wird.

Der Ventilschieber 22 weist drei Steuerbünde 58, 62 und. 66 auf, wobei der erste Steuerhund 58 zwischen dem Abflußkar.al 34 und der Hydraulikleitung 16 angeordnet ist und somit in einer ersten Stellung des Ventilschiebers 22 den Druckkanal 20 von dem Druckkanal 26 der Lenkeinrichtung 30 abtrennt, während bei einer zweiten Stellung des Ventilschiebers 22 eine Steuerkante 60 des ersten Steuerbundes 58 den Druckkanal 20 zum Druckkanal 26 freigibt, so daß die hydrostatische Lenkeinrichtung 30 mit Druckmittel beaufschlagt werden kann. Der zweite Steuerbund 62 liegt zwischen dem Abflußkanai 34 und dem Abflußkanal 36. In der ersten Stellung des Ventilschiebers 22 ist der Abflußkanal 34 durch den zweiten Steuerbund 62 von dem Abflußkanal 36 abgetrennt, während in der zweiten Stellung des Ventilschiebers 22 eine untere Steuerkante 64 des Steuerbundes 62 den Abflußkanal 34 zu dem Abflußkanai 36 freigibt Der dritte, am oberen Ende des Ventilschiebers 22 vorgesehene Steuerbund 66 dichtet den Abfbßkanal 36 zu der Gehäusekammer 52 ab. Lediglich die in der Dämpfungspl?. _:; 48 vorgesehenen Drosselöffnungen 50 ermöglichen es, <iaß Druckmittel von der Axiaibohrang 44 in die Gehäusekammer 52 gelangt In der ersten Stellung liegt der erste Steuerbund 58 gegen einen elastischen Dichtring 68 an, während der zweite Steuerbund 62 gegen einen elastischen Dichtring 70 anliegt Im Bereich des Abflußkanals 36 weist der Ventilschieber 22 eine Steuerkante 72 auf, die mit einer zweiten Steuerkante 74 eine Drossel bildet die in ihrem wirksamen Strömungsquerschnitt durch Verstellen des Ventilschiebers 22 veränderbar ist Auf diese Weise ist es möglich, daß die aus der Axialbohrung 44 austretende Druckmittelmenge konstant gehalten wird, so daß für die Lenkeinrichtung 30 immer eine konstante Druckmittelmenge zur Verfügung steht Im Abflußkanal 36 ist außerdem eine einstellbare Drossel 76 vorgesehen, durch die der Ventilblock 18 an die Lenkeinrichtung 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 DiffercRZ-Druckölmenge eines Lenkzylinder 82 auf, der über Hydraulikieitungen 84 und 86 mit der Lenkeinrichtung 30 verbunden ist. Zwischen den beiden Hydraulikieitungen 84 und 86 sind zwei Druckbegrenzungsventile 88 und 90 vorgesehen, die über eine Hydraulikleitung 92 mii dem Druckspeicher 80 verbunden sind. Die Seite der hydrostatischen Lenkeinrichtung 30, die mit der Servopumpe 10 verbunden ist, bildet den Primärkreis, während die Seite der Lenkeinrichtung 30, die mit dem Lenkzylinder 82 verbunden ist, den Sekundärkreis bildet.

D :r Ventilschieber 22 ist ferner mit Abstand zueinander angeordneten Entlastungsnuten 94 ausgerüstet, die ein einwandfreies Abdichten der Vontildichtflächen gewährleisten und zum anderen verhindern, da3 der Ventilschicber 22 in der Gehäusebohrung 24 klemmt.

Wird die Servopumpe 10 eingeschaltet, so fließt Druckmittel über die Hydraulikleitung 16 und den Druckkanal 20 zur Axialbohrung 44 und durch den Drosselabschnitt 46 zum Abflußkanal J6. Dabei baut sich vor dem Drosselabschnitt 46 ein Druck auf, der eine Verstellung des Ventilschiebers 22 entgegen der Wirkung der Feder 54 bewirkt. Saugt die Servopumpe 10 ein Öl-Luft-Gemisch an, so fällt der Druck vor dem Drosselabschnitt 46 ab, wodurch der Ventilschieber 22

durch die Feder 54 wieder in seine erste Stellung versteiii wird .Somit kann fast vollständig ausgeschlossen werden, daß öl-Luft-Gemisch zur Lenkeinrichtung 30 gelangt

In Fig.5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, das nur geringfügig von dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel abweicht. Im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 ist der AbfluOkanal 36, der bei Verstellung des Ventilschiebers 22 in seine zweite Stellung mit dem Abfliißkanal 34 verbunden ist. von einer zweiten SicuerleiUmg 96 getrennt, die mit der Axialbohrung 44 des Ventilschiebers 22 verbunden ist.

Die Steuerleitung 96 ist über eine Rücklaufieitung 98 an ein Ventil 100 angeschlossen und versorgt so entweder einen zusätzlichen Verbraucher 102 oder sie führt zum Druckmittelbehälter 14. Auf diese Weise kann der Steuerstrom aus dem Drosselabschnitt 46 zusäulich zur Betätigung des Verbrauchers 102 genutzt werden. Damit der zulässige Druck am Verbraucher 102 nicht überschritten wird, ist an die Steuerleitung % ein Druckbegrenzungsventil 104 angeschlossen, über das Druckspitzen zum Abflußkanal 36 hin abgebaut werden können.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Umschaltventil einer Druckmitteiversorgungseinrichtung für eine hydrostatische Hilfskraftlen- kung für Fahrzeuge, bei der in eine von einer Servopumpe zur Lenkeinrichtung führende Zuführleitung ein durch den Förderstrom der Servopumpe geöffnetes Absperrventil eingesetzt ist, dessen Schließkörper mechanisch auf den Schließkörper ι ο eines in eine von der Lenkeinrichtung zu einem Druckmittelbehälter führende Rücklaufleitung eingesetzten zweiten Absperrventils einwirkt, wobei beide Absperrventile durch eine am Schließkörper des zweiten Absperrventils angreifende SchlieBfeder in die Sperrstellung vorgespannt werden, dadurch gekennzeichnet, daS der Schließkörper beider Absperrventile durch je einen -.uf einem gemeinsamen Ventilschieber (22) eines Axialschieberventils angeordneten Steuerbund (58, 62) gebildet wird, der druckmitteldicht in Bohrungsabschnitten einer Gehäusebohrung (24) aufgenommen ist und mit einer Gehäusenut zusammenwirkt, von der der zur Lenkeinrichtung (30) führende Abschnitt der Zuführleitung (28) bzw. der zum Druckmittelbehälter führende Abschnitt der Rücklaufleitung (32) abgeht, daß der Ventilschieber (22) eine Axialbohrung (44) enthält, die auf einem Teil ihrer Längserstreckung zu einem Drosselabschr.itt (46) verengt ist, dessen Längenausdehnung ein Mehrfaches seines Durchmessers beträgt, daß das eine Ende der Axialbohrung (44) ständig in Verbindung mit den von Jer Servopumpe (10) kommenden Abschnitt der Zuführleitung steht und daß der Ventilschieber mindei ins eine die Durchgangsbohrung nach dem Drosselabschnitt (46) schneidende Querbohrung aufweist, die in der geschlossenen Schaltstellung der Absperrventile in derjenigen Gehäusenut endet, von der der zum Druckmittelbehälter (14) führende Abschnitt der Rücklaufleitung (38) abgeht.

2. Umschaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Gehäusen M, in der die Querbohrung endet, abgehende Abschnitt der Rücklaufleitung (98) über ein Ventil (100) geführt ist, durch das einem weiteren Verbraucher Druckmittel zugeführt werden kann.

3. Umschaltventü nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die die Steuerbünde (58, 62) druckmitteldicht führenden Bohrungsabschnitte der Gehäusebohrung elastische Dichtringe (68,70) eingesetzt sind

4. Umschaltventil nach einem der Ansprüche i bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß an den zur Lenkeinrichtung (30) führenden Abschnitt der Zuführleitung (28) und den unmittelbar zum Druckmittelbehälter (14) führenden Abschnitt der Rücklaufleitung (32) die beiden Anschlüsse eines Druckbegrenzungsventils (42) angeschlossen sind.

5. Umschaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß an den von der Lenkeinrichtung (30) zum zweiten Absperrventil führenden Abschnitt der Rücklaufleitung (32) ein Druckspeicher (80) angeschlossen ist.

6. Umschaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende der Axialbohrung (44) über eine eine Drosselöffnung (50) aufweisende, zwischen Ventilschieber (22) und Schließfeder (54) gehaltene Dämpfungsplatte (48) in eine geschlossene Gehäusekammer (52) mündet.