DE2553748A1 - Hydraulische steuereinrichtung, insbesondere fuer fahrzeuglenkungen - Google Patents

Hydraulische steuereinrichtung, insbesondere fuer fahrzeuglenkungen

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DE2553748A1 DE19752553748 DE2553748A DE2553748A1 DE 2553748 A1 DE2553748 A1 DE 2553748A1 DE 19752553748 DE19752553748 DE 19752553748 DE 2553748 A DE2553748 A DE 2553748A DE 2553748 A1 DE2553748 A1 DE 2553748A1
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Description

DANFOSS A/S , Nordborg (Dänemark)
" Hydraulische Steuereinrichtung, insbesondere für Fahrzeuglenkungen"
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuereinrichtung für einen Servomotor mit einem Steuerkreis und ei iem Arbeitskreis, deren Druckflüssigkeiten vor dem Servomotor zusammengeführt werden, wobei der Steuerkreis ei ie Steuerkreispumpe, eine Mengeneinstellvorrichtung und ein von der an ihm anliegenden Druckdifferenz querschnittgesteuertes Ste-?erkreis-Drosselventil aufweist, der Arbeitskreis eine Arbeitskreispumpe, eine von einem Kraftvergleicher· gesteuerte Drossel- und Ableitvorrichtung und ebenfalls ein von der an ihm anliegenden Druckdifferenz querschnittsgesteuertes Arbeitskreis-Drosselventil aufweist und das Stellglied des Kraftvergleichers in einander entgegengesetzten Richtungen vom Druck stromauf des Steuerkreis-Drosselventils bzw. des Arbeitskreis-Drosselventils beaufschlagt ist, insbesondere für Fahrzeuglenkungen.
Bei einer bekannten Steuereinrichtung dieser Art siid Arbeitskreis und Steuerkreis zwischen den jeweilige! Drosselventilen
und dem Servomotor miteinander verbunden. Fällt die Arbeite kreispumpe aus, kann der Motor noch von der Steuerkreispumpe
über die Mengeneinstellvorrichtung, aber entsprechend lang sam, betätigt werden. Fällt die Steuerkreispumpe aus, so kann
bei einer Mengeneinstellvorrichtung, deren Meßmotor auch als
handbetätigte Pumpe antreibbar ist, eia Notbetrieb aufrecht
erhalten werden, bei dem allerdiugs recht erhebliche Kräfte
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fr
auf das Handlenkrad übertragen werden müssen.
Bei einer anderen bekannten Lenkeinrichtung mit zwei hydraulischen Systemen, die je eine Pumpe aufweisen, wirkt normalerweise nur die erste Pumpe über eine Mengeneinsteil vorrichtung auf den Servomotor, während die zweite Pumpe lediglich einen Motor für diese Mengeneinstellvorrichtung antreibt. Fällt jedoch die erste Pumpe aus, kann die zweite Pumpe Druckflüssigkeit übei- Rückschlagventile in die Motoranschlußleitungen des ersten Systems einspeisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer hydraulischen Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art den Notsteuerbetrieb zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckseiten der beiden Pumpen über ein Ableitventil verbunden sind, dessen Stellglied in einer ersten Richtung vom Druck der Steuerkreispumpe und in einer entgegengesetzten zweiten Richtung vom Druck der Arbeitskreispumpe sowie einer Differenzdruckfeder belastet ist und das sich bei einer Bewegung des Stellglieds in der ersten Richtung, ausgehend von einer Schließstellung, zunehmend öffnet.
Bei diesem Aufbau der Steuereinrichtung geht bei einem Ausfall der Arbeitskreispumpe das Ableitventil in die volle Offenstellung. Ein Teiler von der Steuerkreispumpe geförderten Druckflüssigkeitsmenge wird daher in den Arbeitskreis übergeleitet. Dem Servomotor wird somit nicht nur die über die Mengeneinstellvorrichtung und den Steuerkreis laufende Druckflüssigkeitsmenge,sondern auch die über den Arbeitskreis laufende Druckflüssigkeitsmenge der Steuerkreispumpe zugeführt.Trotzdem bleibt, solange die Steuerkreispumpe die benötigte Gesamtmenge noch zu liefern vermag, die gewünschte proportionale Steuerung erhalten.
Auch wenn die Arbeitskreispumpe nicht völlig versagt, aber aus irgendeinem Grund eine zu geringe Fördermenge liefert, kann eine entsprechende Nachlieferung der Steuerkreispumpe über das Ableitventil erfolgen. Das Ableitventil hat ferner die besondere Eigenschaft, daß im Normalbetrieb fortwährend eine kleine Menge der SteuerkreispumpenflUssigkeit unter Erzeugung eines der Differenzdruckfeder entsprechenden Druckabfalls in den Arbeitskreis übertritt. Dadurch ergeben sich eindeutige Verhältnisse, die den Betrieb eines solchen Ableitventils im Notfall möglich machen. Dies steht im Gegensatz zu der bekannten Steuereinrichtung, bei der sich die Drücke der Steuerkreispumpe und der Arbeitskreispumpe mit Rücksicht auf den jeweiligen Betriebszustand völlig unabhängig voneinander einstellen, so daß ein übliches Rückschlagventil für die Notsteuerung nicht eingesetzt werden kann. Ein weiterer Vorteil des Ableitventils ergibt sich in Verbindung mit der Mengeneinstellvorrichtung, worauf später näher eingegangen wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform öffnet sich das Ableitventil bei einer Bewegung des Stellgliedes in der zweiten Richtung, ausgehend von der Schließstellung, ebenfalls zunehmend. Dies führt dazu, daß beim Ausfall der Steuerkreispumpe das Ableitventil ebenfalls in eine öffnungsstellung geht und dann die Arbeitskreispumpe einen Teil der geförderten Flüssigkeitsmenge in den Steuerkreis leiten kann, so daß eine weitgehend normale Betätigung der Mengeneinstellvorrichtung möglich ist, solange die Kapazität der Arbeitskreispumpe noch ausreicht. Auch wenn die Steuerkreispumpe nicht vollständig versagt, sondern aus irgendeinem Grund eine zu geringe Menge fördert, vermag die Arbeitskreispumpe eine entsprechende Zusatzmenge in den Steuerkreis einzuspeisen.
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In diesem Zusammenhang kann das Ableitventil in der der zweiten Richtung zugeordneten Endlage eine Stellung einnehmen, in der der von der Arbeitskreispumpe gespeiste Steuerkreis von der Steuerkreispumpe abgetrennt ist. Damit ist sichergestellt, daß die vom Arbeitskreis abgezweigte Druckflüssigkeitsmenge auch vollständig dem Steuerkreis zugute kommt.
In konstruktiver Hinsicht empfiehlt es sich, daß das Ableitventil als Stellglied und Ventilschieber einen in einer mit mindestens einer Ventilöffnung versehenen Bohrung angeordneten Kolben aufweist, dessen eine Stirnfläche dem Steuerkreispumpendruck und dessen andere Stirnfläche dem Arbeitskreispumpendruck und der Differenzdruckfeder ausgesetzt ist. Der Kolben wirkt dabei als Stellglied und Ventilschieber.
Hierbei kann dafür gesorgt sein, daß die Bohrung eine mit der einen Pumpe verbundene Ventilöffnung aufweist, die in der Schließstellung von einem Bund des Kolbens abgedeckt ist, und daß an beide Seiten des Bundes Ventilräume anschließen, die mit der anderen Pumpe verbunden sind.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Kolben zwischen zwei Bunden einen mit der einen Pumpe verbundenen Ventilraum aufweist und daß die Bunde in der Schließstellung zwei mit der anderen Pumpe verbundene axial versetzte Ventilöffnungen in der Bohrung abdecken. In beiden Fällen ist dafür gesorgt, daß sich das Ableitventil, ausgehend von der Schließstellung, in beiden Richtungen zunehmend öffnet.
Ein Abtrennen der Steuerkreispumpe vom Steuerkreis erhält man auf einfache Weise dadurch, daß die Bohrung, axial gegenüber der oder den Ventilöffnungen versetzt, eine zwischen Steuerkreispumpe und zugehöriger Druckleitung gelegte Steueröffnung aufweist, die vom Kolben bei dessen Bewegung in der zweiten Richtung zunehmend überdeckt wird.
Eine gedrungene Bauform ergibt sich, wenn der Kolben ein einseitig geschlossener Hohlkolben ist, dessen Hohlraum die Differenzdruckfeder aufnimmt, mit seinem offenen Ende an die Arbeitskreispumpe angeschlossen ist und über Bohrungen mit wenigstens einem "Ventilraum des Kolbens verbunden isto
Wenn der Kolben beidseitig Vorsprünge kleinen Durchmessers hat, die mit gehäusefesten Anschlagflächen zusammenwirken, können die Bereiche außerhalb dieser Vorsprünge bereits als Ventilräume genutzt werden.
Günstig ist es ferner, wenn die Bohrung in einer Hülse ausgebildet ist, die eine aus mehreren Durchbrüchen bestehende Ventilöffnung und eine aus mehreren Durchbrüchen bestehende Steueröffnung, sowie eine beide verbindende äußere, mit dem Steuerkreis verbundene Ringnut aufweist, und daß die Hülse in einem Gehäuseraum aufgenommen ist, dessen Stirnseiten Endanschläge für den Kolben bilden und Anschlußkanäle für je eine der beiden Pumpen aufweisen.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Steuer einrichtung ist es möglich, die Höchstgeschwindigkeiten von mit derartigen Lenkungen ausgestatteten Fahrzeugen heraufzusetzen, weil beim Ausfall einer der beiden Pumpen Steuerkreis und Arbeitskreis zumindest teilweise in Betrieb bleiben, so daß die Lenkung einerseits nicht ausschließlich mit Handkraft und andererseits verhältnismäßig schnell verstellt werden kann. Dies setzt voraus, daß im Notsteuerungsfall wenigstens eine Pumpe in Betrieb geblieben ist,
Dies lässt sich mit großer Sicherheit erreichen, wenn die Steuerkreispumpe von einem, von einem Akkumulator gespeisten Elektromotor angetrieben ist. Der Lauf der Steuerkreispumpe beweist,daß der Akkumulator in Ordnung ist. Sie wird daher auch im Notfall weiterlaufen. Da die Steuerkreispumpe die kleinere der beiden Pumpen ist, genügt auch ein entsprechend kleiner Akkumulator.
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Sine andere Möglichkeit besteht darin, die Steuerkreispumpe
von den Rädern des zu lenkenden Fahrzeugs antreiben zu lassen, ζοB.über ein Getriebe. Solange sich das Fahrzeug bewegt, steht daher die Steuerkreispumpe in Betriebo Je schneller sich das Fahrzeug bewegt, umso mehr Druckflüssigkeit wird gefördert. Kommt das B'ahrzeug zum Stillstand, ist die Notsteuerung in der Regel nicht mehr erforderlich.
Steuereinrichtungen der hier betrachteten Art haben normalerweise im Steuerkreis eine Mengeneinstellvorrichtung mit einem Meßmotor, der ein Folgeglied derart verstellt, daß dem Drehwinkel des Lenkhandrades eine proportionale Druckflüssigkeitsmenge im Steuerkreis und daher auch eine proportionale Druckflüssigkeitsmenge im Arbeitskreis entspricht. Wendet man dagegen ale Mengeneinstellvürrichtung ein kontinuierlich verstellbares Einstellventil an, so ist keinerlei Proportionalität mehr vorhanden. Bei einer Steuereinrichtung mit dem erfindungsgeraäßen Ableitventil jedoch wird über die Mengeneinstellvorrichtung annähernd ein konstanter Druckabfall aufrecht erhaltene Dies führt dazu, daß jeder Stellung des Einstellventils eine annähernd genau definierte Steuerkreismenge entspricht, so daß man statt oder zusätzlich zu den erstgenannten Mengeneinstellvorrichtungen derartige kontinuierlich verstellbare Einstellventile verwenden kann.
Als Einstellventil .kommt beispielsweise ein in der Neutral stellung den Rückfluß zum Tank, .sperrendes 3/4—Wege-Ventil in Betracht.
Man kann auch mehrere Einstellventile parallel zueinander schalten oder mindestens ein Einstellventil und mindestens ein in der Neutralstellung den Rückfluß zum Tank sperrendes Steuergerät mit Mengenmeßvorrichtung und Nachlaufeinrichtung parallel zueinander schalten.
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Ein solches Einstellventil erlaubt es beispielsweise, bei sMir langsamen Fahrten, bei denen es nicht auf eine Feindosierung ankommt, eine schnelle "Verstellung der zu lenkenden Räder zu bewirken. Man kann auch zusätzlich zum normalen Führerstand weitere Stände vorsehen, von denen aus eine Lenkung mittels der Einstellventile vorgenommen werden kann. Beispielsweise werden diese Anordnungen bei Waldarbeitsmaschinen zum Abtransport von Stämmen usw. benutzt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläuterte Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Ableitventil gemäß der Erfindung,
Fig. 3 schematisch das Ableitventil in verschiedenen Arbeitsstellungen a-d,
Fig. 4 die Arbeitscharakteristik des als Mengeneinstellvorrichtung dienenden Steuergeräts in den verschiedenen Arbeitsstellungen,
Fig. 5 die Arbeitscharakteristik des Einstellventils in den verschiedenen ArbeitsStellungen und
Fig. 6 eine andere AusfUhrungsform des Ableitventils.
Die hydraulische Steuereinrichtung nach Fig. 1 ist als Schaltbild dargestellt. Einzelheiten sind in DT-PS 2 305 798 beschrieben.
Ein Servomotor 1, der beispielsweise zu lenkende Räder verstellt, weist zwei Anschlußleitungen 2 und 3 auf, die in üblicher Weise über Nachfüllventile 4,5 und Überdruck-Sicherheitsventile 6,7 mit dem Tank 8 verbunden sind. Beide Anschlußleitungen 2 und
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sind sowohl mit einem Steuerkreis 4 als auch mit einem Arbeitskreis B verbunden.
Der Steuerkreis A weist eine Steuerkreispumpe 9 auf, deren Druckleitung 10 über ein Überdruckventil 11 mit dem Tank 8 verbunden ist. Über die Druckleitung 10 wird ein Steuer gerät 12 gespeist, das beispielsweise gemäß DT-PS 1 293 aufgebaut ist, ein durch ein Lenkhandrad 13 betätigbares Ventilglied, einen Meßmotor und ein von diesen betätigtes Folgeventilglied aufweist. Je nach Drehrichtung des Lenkhandrades 12 gelangt eine abgemessene DruckflUssigkextsmenge in eine rechte Steuerkreisleitung 14 oder in eine linke Steuerkreisleitung 15. Die Steuerkreisleitungen sind über je ein von der an ihm anliegenden Druckdifferenzquerschnitt gesteuertes Drosselventil 16 bezw. 17 mit der zugehörigen Motoranschlußleitung 2 bezw» 3 verbundene Jedes Drosselventil steht in der einen Richtung unter dem Druck der Anschluß Ieitung33 und einer Feder. In der anderen Richtung wirkt der Druck der eigenen Steuerkreisleitung oder der Druck der anderen Steuerkreisleitung, je nachdem,welcher der Drücke größer ist. Infolgedessen wird das eine Drosselventil in Abhängigkeit von der hindurchfließenden Menge so geöffnet, daß sich ein bestimmter Druckabfall an ihm einstellt, während das andere Drosselventil, das rückströmende Druckflüssigkeit aufnehmen muß, in die volle Öffnungsstellung gesteuert wird.
Der Arbeitskreis B weist eine Arbeitskreispumpe 18 auf, deren Druckleitung 19 über ein Überdruckventil 20 mit dem Tank verbunden ist. Die Druckleitung setzt sich über einen Kraftvergleicher 21 fort in einer rechten Arbeitskreisleitung 22 oder einer linken Arbeitskreisleitung 23. Diese Arbeitskreis-
über
leitungen sind/von den an ihnen anliegenden Druckdifferenzen
querschnittsgesteuerte Drosselventile 24 bezw. 25 mit den Anschlußleitungen 2 und 3 verbunden» Die Drosselventile 24 und 25 wirken in derselben Weise wie die Drosselventile 16 undfL7. Der Kraftvergleicher 21 hat einen Kolben 26, dessen
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Stirnflächen in der einen Richtung über ein Rückschlagventil vom Druck in der rechten Steuerkreisleitung 14 oder über eine Drossel 28 vom Druck in der linken Arbeitskreisleitung 23 und in der anderen Richtung über ein Rückschlagventil 29 vom Druck in der linken Steuerkreisleitung 15 oder über eine Drossel 30 vom Druck in der rechten Arbeitskreisleitung 22 beaufschlagt sind, je nachdem welcher Druck jeweils der höhere ist. In der veranschaulichten Ruhestellung sind die Druckleitung 19 und die beiden Arbeitskreisleitungen 22 und 23 mit dem Tank 8 verbunden. Wenn der Kolben 26 nach links verschoben wird, tritt die Druckleitung 19 mit der rechten Arbeitskreisleitung 22 und die linke Arbeitskreisleitung 23 mit der Tankrückleitung 31 in Verbindung ; gleichzeitig wird,je nach der Öffnungsstellung , ein Teil der zuströmenden Druckflüssigkeit über eine Drossel 32 direkt zur Tankrückleitung 31 geführt. Die "Verschiebung nach links erfolgt unter dem Einfluß des Drucks in der rechten Steuerkreisleitung 14. Die Verschiebung geht soweit, bis in der rechten Arbeitskreisleitung 22 derselbe Druck herrscht. Infolgedessen fließt über den Arbeitskreis B eine Druckflüssigkeitsmenge zum Servomotor 1, die der abgemessenen Druckflüssigkeitsmenge im Steuerkreis A proportional ist.
Zwischen die Druckleitungen 10 und 19 dor beiden Pumpen 9 und 18 ist ein Ableitventil 33 geschaltet,das in der einen Richtung vom Druck der Leitung 10 und in der anderen Richtung vom Druck der Leitung 19 und einer Differenzdruckfeder 34 abhängig ist. Das Ableitventil sorgt im Normalbetrieb dafür, daß der Druck in der LeitunglO um einen annähernd konstanten Betrag, z.B. 5 bar , über dam Druck in der Leitung 19 liegt. Da der Druckabfall in dem Kraftvergleicher 21 verhältnismäßig gering ist und der Druck in einer Steuerkreisleitung 14, 15 gleich, demjenigen in der entsprechenden 4rbeitsireisleitung 22, 23 ist, herrscht zwischen der Druckleitung 10 und den Steuerkreis leitungen 14 bezw. 15 ein annähernd konstanter Druckunterschied.
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Parallel zum Steuergerät 12 ist als zweite Mengeneinstellvorrichtung ein Einstellventil 35 geschaltet, das mittels eines Handhebels 36 kontinuierlich verstellbar ist. Wegen des etwa gleichbleibenden Druckunterschiedes zu beiden Seiten dieses Einstellventils ist die durchfließende Druckflüssigkeitsmenge in grober Annäherung proportional dem Offiiungsquerschnitt bezw. dem Verstellweg des Ventils 35. Auch der so bemessenen Steuermenge ist dann die im Arbeitskreis fließende Arbeitsmenge proportional. Sowohl das Einstellventil 35» als auch das Steuergerät 12 sperrt die DruckleitunglO in der Neutralstellung von der Tankrückleitung ab, damit sich eindeutige Verhältnisse ergebeno
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel des Ableitventils 33 veranschaulicht. In einem Gehäuseraum 37 ist eine Hülse 38 mit einer Bohrung 39 angeordnet, in der ein Kolben 40 verschiebbar ist. Der Gfehäuseraum besitzt an der linken Stirnseite einen ersten Anschluß 41 für die Steuerkreispumpe 9» an der rechten Stirnseite einen zweiten Anschluß 42 für dieArbeitskreispumpe 18 und am Umfang einen dritten Anschluß 43 für die Steuerkreis-Druckleitung 10. Die Hülse 38 weist eine Ventilöffnung 44 in der Form einer Gruppe von Löchern und mit axialem Abstand eine Steueröffnung 45 ebenfalls in der Form eines Satzes von Löchern auf. Die Ventil- und Steueröffnungen sind durch eine Ringnut 46 am Umfang miteinander und mit dem Anschluß 43 verbunden. Der Kolben 40 besitzt einen Hohlraum 47, in welchen die Druckdifferenzfeder 34, die sich an der Stirnwand des Gehäuseraums 37 abstützt, eingreift. Ein erster Bund 48 trennt zwei ringförmige Ventilräume 49 und 50 voneinander. Der Ventilraum 50 steht über Löcher 51 mit dem Ittnenraum 47 in Verbindung. Der Bund 48 ist so bemessen, daß er die Ventilöffnung 44 abzudecken vermag. Ein zweiter Bund 52 trennt den Ventilraum 50 von^einem weiteren ringförmigen Ventilraum 53. An beiden Stirnseiten sitzt der Kolben Vorsprünge 54 bezw. 55 kleineren Durchmessers, die
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an den Stirnflächen des Gehäuseraums 37 anschlagen können.
Anhand der Fig. 3, 4 und 5 wird nun die Betriebsweise des Ableitventils erläutert. In Fig. 3 ist das Ableitventil in verschiedenen Stellungen veranschaulicht. Die Fig. 4 zeigt die zugehörige Kennlinie des Steuergeräts 12, wobei die Steuermenge Q in der einen Steuerleitung über der Drehzeit η des H°ndlenkrades 13 veranschaulicht isto Fig. 5 zeigt die Kennlinie des Einstellventils 35,wobei die Steuermenge Q über der Verschiebung χ aus der Neutralstellung aufgetragen ist.
a) Im Normalbetrieb nimmt der Kolben 40 eine Gleichgewichtsstellung ein, bei der die vom Steuerpumpendruck hervorgerufene Kraft gleich der vom Arbeitspumpendruck hervorgerufenen Kraft plus der Kraft der Feder 34 ist. Dies resultiert von dem in Fig. 3 a) gestrichelt eingezeichneten Strömungsverlauf, bei dem ein Teil der von der Steuerkreispumpe 9 geförderten Druckflüssigkeit in den Arbeitskreis B übergeleitet wird. Die übergeleitete Menge ergibt bei der Stellung des Kolbens 40 einen von der Differenzdruckfeder 34 bestimmten Druckabfall. Typische Werte sind beispielsweise ?, bar zwischen den Anschlüssen 41 und 43» sowie 5 bar zwischen den Anschlüssen 43 und 42. Diese Zustände bleiben weitgehend unverändert, auch wenn die Arbeitsdrücke der Pumpen 9 und 18 sich erheblich ändern.
Das Steuergerät 12 arbeitet in üblicher Weise. Je rascher das Handlenkrad 13 gedreht wird, umso größer ist die Steuermenge Q und damit die proportionale Druckflüssigkeitsmenge im Arbeitskreis B .
Bei Betätigung des Einstelltrentils 35 ist die Stauermenge Q annähernd proportional dem Verschiebeweg x. Dies beruht darauf", daß die Durchflußöffnung im Einstellventil 35 proportional mit dem Verschiebeweg χ anwächst und der Druck zwischen den Leitungen 10 und 14 annähernd gleich dem konstanten Druck-
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abfall zwischen den Anschlüssen 43 und 42 ist.
t») Wenn die Arbeitskreispumpe 18 gar keine oder zu wenig Druckflüssigkeit abgibt, sinkt der Druck in der Druckleitung 19. In dem Bestreben, den Druckabfall konstant zu halten, wandert der Kolben 40 nach rechts bis zum Anschlag. Nunmehr gelangt ein größerer Teil der von der Steuerkreispumpe 9 geförderten Menge in den Arbeitskreis B, wobei wiederum ein annähernd konstanter Druckabfall am Ableitventil auftritt.
Das Steuergerät 12 arbeitet in der üblichen Weise. Bei der Drehzahl n^ wird aber die gesamte noch für den Steuerkreis A zur Verfügung stehende Druckflüssigkeitsmenge aufgebraucht. Eine höhere Drehzahl ist daher nicht möglich,Daaber eine Verstärkung durch eine proportionale Menge im Arbeitskreis erfolgt, ergibt sich bis zur Drehzahl n^ nicht nur die normale Steuerung, sondern auch eine für Notfälle ausreichende rasche Verstellung des Servomotors 1.
Auch bei einer Betätigung des Einstellventils 35 ist bis zu einem Verschiebeweg x^ die übliche Proportionalregelung gegeben, da die Aufteilung der von der Steuerkreispumpe 9 geförderten Druckflüssigkeitsmenge in der Weise erfolgt, daß der gewünschte Druckabfall im Ableitventil 33 annähernd erhalten bleibt.
Zu bemerken ist noch, daß die Werte n^ und X1 davon abhängen, welche Förderleistung die Arbeitskreispumpe 18 noch hat. Die eingetragenen Kleinstwerte ergeben sich, wenn nur noch die Steuerkreispumpe 9 in Betrieb ist und deren Fördermenge auf beide Kreise A und B aufgeteilt wird.
c)Wenn die Steuerkreispunpe 9 zu klein ausgelegt ist oder aus irgendeinem Grunde zu wenig fördert, wandert der Kolben 40 nach links. Hierbei wird zunächst die Ventilöffnung 44 durch den Bund 48 verschlossen und anschließend ein neuer Pfad zwischen den Anschlüssen 42 und 43 dadurch eröffnet,daß die
Ventilöffmung
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44 durch den Ventilraum 49 übersteuert wird. Gleichzeitig wird die Steueröffnung 45 stärker vom Bund 52 überdeckt. Bei diesem Zustand strömt ein Teil der von der Arbeitskreispumpe 18 geförderten Druckflüssigkeitsmenge über das Ableitventil 33 in den Steuerkreis A.
Drs Steuergerät 12 arbeitet, solange die Steuerpumpenme.nge ausreicht, also bis zur Drehzahl n^ , völlig normal. Bei höherer Drehzahl muß über das Handlenkrad ein zusätzliches Drehmoment aufgebracht werden, durch welches der Meßmotor als Zusatzpumpe wirkt. Infolge der dadurch entstehenden Druckverhältnisse nimmt der Kolben 40 die Stellung der Figo3c ein. Es wird daher die fehlende Steuermenge vom Arbeitskreis nachliefert. Das zusätzlich am Lenkhandrad 13 aufzubringende
die Drehmoment ist verhältnismäßig gering, da/Steuermenge unter Druck zugeführt wird.
Bei Betätigung des Einstellventils 35 ergeben sich bis zum Verschiebeweg X£ ebenfalls keine Änderungen gegenüber dem Normalbetrieb. Bei einem größeren Verschiebeweg sinkt der Druckunterschied zwischen den Leitungen 10 und 14 bezw. erheblich, da sich der Druckabfall am Ableitventil 33 umkehrt, obwohl es angestrebt wird, durch Wahl entsprechend großer Durchtrittsquerschnitte den entgegengesetzt gerichteten Druckabfall möglichst klein zu halten. Der Druckunterschied zwischen den Leitungen 10 und 14 bezw. 15 wird daher im wesentlichen vom Druckabfall im Kraftvergleicher 21 hervorgerufen. Infolgedessen ergibt sich in der Kennlinie bei Xg ein Knick: Bei weiterer Verstellung nimmt die Steuermenge Q langsamer zu.
d) Wenn die Steuerkreispumpe 9 überhaupt ausfällt, geht der Kolben 40 von vornherein in die linke Endlage. Die Arbeitskreispumpe 18 versorgt dann beide Kreise A und B.
Beim Steuergerät 12 muß daher von vornherein ein den Meßmotor
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als Pumpe betätigendes Drehmoment auf das Handlenkrad 13 ausgeübt werden. Im übrigen führt aber jede Drehzahl η zu der normalen Steuermenge Q.
Für das Einstellventil 35 ergibt sich der erwähnte kleine Druckunterschied zwischen den Leitungen 10 und 14 bezw. 15, von Beginn an. Infolgedessen ergibt sich in diesem Fall über den gesamten Verschiebeweg eine verhältnismäßig kleine Steuermenge Q, die jedoch annähernd proportional mit der Verstellung anwächst.
Man ersieht daraus, daß beim Ausfall der Arbeitskreispumpe 18 bis zu einer bestimmten Drehzahl n^ bezw. bis zu einem bestimmten Verschiebeweg x^ dieselben Verhältnisse herrschen wie im Normalbetrieb. Dies ist für eine zuverlässige Notsteuerung von großer Wichtigkeit. Wenn man duxh weitere Maßnahmen dafür sorgt, daß die Steuerkreispumpe 9 während der Fahrt in Betrieb bleibt, zB. durch Antrieb über einei^ikkumulator gespeisten Elektromotor oder durch Antrieb von den Rädern des Fahrzeuges her, ist allen Eventualitäten vorgebeugt. Aber auch beim Ausfall der Steuerkreispumpe ist noch ein wesentlich besserer Notsteuerungsbetrieb als in bekannten Fällen möglich.
Fig. 6 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Ableitventils. Ein Kolben 56 ist in einer Bohrung 57 verschiebbar. Die Bohrung weist zwei Ventilöffnungen 58 und 59 auf , die mit der Druckleitung 19 in Verbindung stehen. Der Kolben 56 weist einen Ventilraum 60 zwischen zwei Bunden 61 und 62 auf ,Der Ventilraum 60 steht über eine Bohrung 63 mit der Druckleitung 10 in Verbindung. Ein Stirnraum 64 ist mit dem Druck der Druckleitung 10 versorgt. Ein Stirnraum 65 enthält die Differenzdruckfeder 34 und ist mit dem Druck der Druckleitung 19 versorgt. Bei einer Verschiebung des Kolbens 56 nach rechts ergeben Rieh die oben beschriebenen Betriebszustände a und b, bei einer Verschiebung nach links die Betriebszustände c und d»
Das Ableitventil kann auch anders konstruiert werden. Beispielsweise
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können die Anschlüsse der Leitungen 10 und 19 in Fig. 6 vertauscht werden. Man kann auch einen Kolben mit zwei Ventilräumen verwenden, die mit einer einzigen mit der Druckleitung 19 verbundenen Ventilöffnung in der Bohrung zusammenwirken.
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Claims (16)

Patentansprüche
1. Hydraulische Steuereinrichtung für einen Servomotor mit einem Steuerkreis und einem Arbeitskreis, deren Druckflüssigkeiten vor dem Servomotor zusammengeführt werden, wobei der Steuerkreis eine Steuerkreispumpe, eine Mengeneinstellvorrichtung und ein vonder an ihm anliegenden Druckdifferenz querschnittsgesteuertes Steuerkreis-Drosselventil aufweist, der Arbeitskreis eine Arbeitskreispumpe, eine von einem Kraftvergleicher gesteuerte Drossel- und Ableitvorrichtung und ebenfalls ein von der an ihm anliegenden Druckdifferenz querschnittsgesteuertes Arbeitskreis-Drosselventil aufweist und das Stellglied des Kraftvergleichers in einander entgegengesetzten Richtungen vom Druck stromauf des Steuerkreis-Drosselventils bzw. des Arbeitskreis-Drosselventils beaufschlagt ist, insbesondere für Fahrzeuglenkungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseiten der beiden Pumpen (9,18) über ein Ableitventil (33) verbunden sind, deseen Stellglied (40,56) in einer ersten Richtung vom Druck der Steuerkreispumpe (9) und in einer entgegengesetzten zweiten Richtung vom Druck der Arbeitskreispumpe (18) sowie einer Differenzdruckfeder (34) belastet ist und das sich bei einer Bewegung des Stellglieds in der ersten Richtung, ausgehend von einer Schließstellung, zunehmend öffnet.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Ableitventil (33) bei einer Bewegung des Stellgliedes (40,56) in der zweiten Richtung, ausgehend von der Schließstellung, ebenfalls zunehmend öffnet.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ableitventil (33) in der der zweiten Richtung zugeordneten Endlage eine Stellung einnimmt, in der der von der Arbeitskreispumpe (18) gespeiste Steuerkreis (A) von der Steuerkreispumpe (9) abgetrennt ist.
ORIGINAL INSPECTED
4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ableitventil (33) als Stellglied und Ventilschieber einen in einer mit mindestens einer Ventilöffnung (44; 58, 59) versehenen Bohrung (39, 57) angeordneten Kolben (40,56) aufweist, dessen eine Stirnfläche dem Steuerkreispumpendruck und dessen andere Stirnfläche dem Arbeitskreispumpendruck und der Differenzdruckfeder (34) ausgesetzt sind.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (39) eine mit der einen Pumpe (9) verbundene Ventilöffnung (44) aufweist, die in der Schließstellung von einem Bund (48) des Kolbens abgedeckt ist, und daß an beide Seiten des Bundes Ventilräume (49,50) anschließen, die mit der anderen Pumpe (18) verbunden sind.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (56) zwischen zwei Bunden (61,62) einen mit der einen Pumpe (9) verbundenen Ventilraum (60) aufweist und daß die Bunde in der Schließstellung zwei mit der anderen Pumpe (18) verbundene axial versetzte Ventilöffnungen (58,59) in der Bohrung (57) abdecken.
7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (39), axial gegenüber der oder den Ventilöffnungen (44) versetzt, eine zwischen Steuerkreispumpe (9) und zugehöriger Druckleitung (10) gelegte Steueröffnung (45) aufweist, die vom Kolben (40) bei dessen Bewegung in der zweiten Richtung zunehmend überdeckt wird.
8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (40) ein einseitig geschlossener Hohlkolben ist, dessen Hohlraum (47) die Differenzdruckfeder (34) aufnimmt, mit seinem offenen Ende an die Arbeitskreispumpe (18) angeschlossen ist und über Bohrungen (51) mit wenigstens einem Ventilraum (50) des Kolbens
verbunden ist.
9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (40) beidseitig Vorsprünge (54,55) kleineren Durchmessers hat, die mit gehäusefesten Anschlagflächen zusammenwirken.
10. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 4, 5, 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (39) in einer Hülse (38) ausgebildet ist, die eine aus mehreren Durchbrüchen bestehende Ventilöffnung (44) und eine aus mehreren Durchbrüchen bestehende Steueröffnung (45)» sowie eine beide verbindende äußere, mit dem Steuerkreis (A) ver bundene Ringnut (46) aufweist, und daß die Hülse in einem Gehäuseraum (37) aufgenommen ist, dessen Stirnseiten Endanschläge fürden Kolben (40) bilden und Anschlußkanäle (41,42) für je eine der beiden Pumpen (9,18) aufweisen.
11. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkreispumpe (9) von einem, von einem Akkumulator gespeisten Elektromotor angetrieben ist.
12. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die SteueMifÄgte (9) von den Rädern des zu lenkenden Fahrzeugs angetrieben ist.
13. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengeneinstellvorrichtung ein kontinuierlich verstellbares Einstellventil (35) ist.
14. Steuereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,, daß das Einstellventil (35) ein in der Neutralstellung den Rückfluß zum Tank sperrendes 3/4-Wege-Ventil ist.
15. Steuereinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einstellventile (35) parallel zu-
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einander geschaltet sind.
16. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Einstellventil (35) und mindestens ein in der Neutralstellung den Rückfluß zum Tank sperrendes Steuergerät (12) mit Mengenmeßvorrichtung und Nachlaufeinrichtung parallel zueinander geschaltet sind.
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