DE2733128C3 - Hydrostatische Zweikreis-Lenkanlage - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Rrfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Zweikreis-Lenkanlage der im Oberbegriff von Anspruch I genannten Art. Derartige Zweikreis-Lenkanlagen sind gemäß der Dl OS 25 06 380 bekannt.

Bei Ausfall des einen Kreises dieser Lenkanlagen soll die Lenkbarkeit des I ahr/eiiges durch den anderen Kreis erhalten bleiben

Durch die Fifirichtiing /um Ausgleich des Antriebsdrehmomentes wird eine unterschiedliche Antriebsf?cschwindipkeit beider H -+ D-Pumpen ermöglicht, und zwar entsprechend der Differenz der Fördervolumina beider Pumpen und der Differenz der Hubvolumina beider Stellmotoren. Hierdurch wird eine hydraulische Verriegelung der Lenkeinrichtung vermieden.

Wird jedoch einer der beiden Kreise z. B. durch Abreißen einer Leitung drucklos, so kann die H + D-Pumpe des anderen Kreises infolge der Wirkung der Ausgleichseinrichtung nicht mehr angetrieben werden, wodurch auch der verbleibende Kreis nicht wirksam werden könnte.

Bei der vorbekannten Zweikreis-Lenkanlage ist außer den zwei notwendigerweise erforderlichen, gelrennten hydraulischen Kreisen überdies ein dritter hydraulischer Kreis erforderlich, der zur Steuerung der beiden anderen dient Dieser Kreis bedeutet zusätzlichen Aufwand, und ist selbst nicht gegen Ausfall geschützt Bricht eine Leitung in diesem Kreis, so wird wiederum die ganze Anlage lenkunfähig.

Aufgabe und Lösung

Durch die vorliegende Erfindung soll eine hydrostatische Zweikreis-Lenkanlage der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art derart ausgestaltet werden, daß auch bei Leitungsbruch od. ähnlichen zu Druckver-Iust führenden Schäden in einem Kreis der andere noch •oll arbeitsfähig bleibt Darüberhinaus soll außer den beiden voneinander getrennten hydraulischen Kreisen kein weiterer hydraulischer Kreis zu ihrer Betätigung erforderlich sein, so daß dadurch die Betriebssicherheit erhöht wird. Dies soll aber ohne großen baulichen Aufwand möglich sein, nämlich ohne daß wesentlich mehr Bauteile erforderlich sind, als ohnehin für die Betätigung zweier H + D-Pumpen vorhanden sein müssen.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 bei Einrichtungen nach dessen Oberbegriff gelöst.

Die Steuerbüchser. der beiden Pumpen, die normalerweise nur eine Steuerfunktion für eine Pumpe haben, werden nach einer Weiterbildung gemeinsam als einteilige Welle, also als ein gemeinsam drehmomentübertragender Bauteil ausgestaltet.

Eine Vorrichtung, die beim Druckverlust des einen Kreises für einen ausreichenden Antrieb der H + D Pumpe des anderen Kreises zum Umschalten des Steuerventils sorgt, könnte eine Rutschkupplung sein, die in jedem Falle für die Übertragung eines ausreichenden Drehmomentes zwischen beiden HfD-Pumpen sorgt. GemaU der Erfindung wird das gleiche jedoch durch hydraulische Mittel , ι eleganterer und weniger energieverzehrender Weise erreicht, nämlich durch Anordnung spezieller Rückschlagventile an den Steueröffnungen der beiden Verdrängerzellenpumpen. Sinkt in dem einen Kreis durch Bruch einer Leitung der Druck auf Null ab. so kann an keinem der Steuerausgänge der zugehörige Pumpe Flüssigkeit austreten, bevor von der anderen Pumpe der erforderliche Druck zum Verschieben des Steuerventils aus seiner Zentralstel lung heraus aufgebracht worden ist. Die Anlage bleibt also auch mit einem Kreis trotz des Ausgleichsgetriebes voll funktionsfähig.

Erläuterung der Erfindung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im « folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer hydrostatischen Zweikreis-Lenkanlage.

Fig. 2 eine Prin/ipdarstellung eines hydraulisch wirkenden Ausgleichsgetriebes mit zwei Kolbenpumpe pen.

F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine l.enkanlage mit zwei Verdrängerzelienpumpen und

F i g. 4 und 5 Querschnitte nach den Linien IV-IV und V-Vin Fig. 3.

^ Fig. I zeigt eine Lenkachse 1 eines Fahrzeugs mit zwei Spurstangenhebeln 2, die durch eine Spurstange 3 miteinander verbunden sind, sowie zwei Stellmotoren 4, die auf die Spurstangenhebel 2 einwirken und sich an

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der Lenkachse 1 abstützen. Nur in den einen hydrostatischen Kreis der Anlage eingezeichnete Bezugszeichen gelten auch für den anderen Kreis.

In jedem Kreis sind ein Ausgleichsbehälter 6 für die Flüssigkeit, eine Hochdruckpumpe 8, ein Oberdruckventil 10 und ein Rückschlagventil 12 vorgesehen. Die hier als Verdrängerzellenpumper. ausgestalteten H + D-Pumpen sind als Ganzes mit 14 und 15 bezeichnet. Sie haben Steueröffnungen 16 und 16a, die in der dargestellten Mittelstellung von Steuerventilen 18 mit den beiden Arbeitsräumen der Stellmotoren 4 verbunden sind, während der Ausgang der Hochdruckpumpe 8 auf eine Ablaufleitung 20 zum Ausgleichsbehälter 6 geschaltet ist.

Durch Betätigung der Verdrängerzellenpumpen 14, 15 werden die Steuerventile 18 gegen die Kraft von Rückstellfedern 22 bzw. 22a verstellt.

Beide Verdrängerzellenpumpen 14, 15 sind über ein Ausgleichsgetriebe miteinander verbunden, so daß bei Betätigung des Lenkhandrades des Fahrzeugs die eine Pumpe gegenüber der anderen entsprechend den unterschiedlichen Fördervolurriir.a etwas voreiler· kann.

Um zu verhindern, daß beim Bruch einer Leitung des einen Kreises die Pumpe des anderen Kreise* infolge Durchdrehens des Ausgleichsgetriebes nicht mehr angetrieben werden kann, sind Rückschlagventile 24 und 24a an den Steueröffnungen der Verdrängerzellenpumpen vorgesehen. Die Rückschlagventile enthalten jeweils eine Ventilkugel 25, die bei einer Strömung in Richtung der Pfeile 26 schließt. Der zugehörige Ventilsitz ist in einer Hülse 28 vorgesehen, die gegen eine Druckfeder 30 in Richtung des Pfeils 26 verschiebbar ist. Innerhalb der Druckfedern ist ein Öffnungsstift 32 fest angebracht. Infolgedessen öffnen die Rückschlagventile, sobald ein Druckgefälle in Richtung des Pfeiles 26 eine bestimmte Große überschreitet. Die Druckfedern 30 der Rückschlagvenn Ie und die Rückstellfedern 22 und 22a der Steuerventile sind so aufeinander abgestimmt, daß beim vollständigen Druckabfall im einen Kreis das Rückschlagventil 24 oder 24a dei Förderseite der zugehörigen Verdrängerzellenpumpe in Richtung des Pfeils 26 erst bei einem Förderdruck öffnen kann, der größer is' als der Stützdruck in der anderen Verdrängerzellenpumpe. der zum Verstellen des Steuerventils gegen eine seiner Rückstellfedern erforderlich ist. Infolgedessen wird das Steuerventil des intakten Kreises mit Jicherheit von der zugehörigen Verdrängerzellenpumpe aus seiner Mittelstellung in Arbeitsstellung gebracht

Ausgler- hsgetnebe

Zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen der Verdrängerzelknpumpen und der unterschiedlichen KoI-benflächcn der beiden Stellmotoren 4 werden die beiden Verdrängerzellenpumpen 14, 15 über ein Ausgleichsge v> triebe miteinander verbunden.

Das dabei angewendete Prinzip wird zunächst an einer linearen Darstellung in I ι g. 2 erläutert. Dort sind zwei Kolbenpumpen 44 und 46 dargestellt, deren Kolben 47 durch eine gemeinsame Kolbenstange 48 < >o miteinander verbunden sind. Der Zylinder 50 der Kolbenpumpe 44 isl ortsfest angebracht. Dagegen läßt sich der Zylinder 52 der Kolbenpumpe 46 nach rechts oder links verschieben. Wird auf den rechten Zylinder (z. B. vom Lenkrad her) eine Kraft in Richtung des ·" Pfeils 54 ausgeübt, so wird Druckmittel in Richtung des Pfeiles 56 ausgetrieben, das zur Verstellung des einen Arbeitszylinders 4 dient. Als Folge des Widerstandes,

50 der sich dem Austreiben entgegenstellt, werden dit beiden Kolben 47 nach links bewegt, und es wird aus dem linken Zylinder Druckmittel in Richtung des Pfeils 58 zum anderen Arbeitszylinder gegen dessen Stützdruck gefördert. Unterschiedliche Fördermengen in Richtung der Pfeile 56 und 58 werden durch diese Anordnung offenbar von selbst ausgeglichen, indem die Kolben 47 sich mehr oder weniger weit gegenüber dem Zylinder 50 nach links bzw. gegenüber dem Zylinder 52 bewegen können. Nach dem gleichen Prinzip, jedoch angewandt auf Rotations-Verdrängerzellenpumpen, ist die kombinierte Konstruktion eines Ausgleichsgetriebes und zweier Verdrängerzellenpumpen nach F i g. 3 bis 5 aufgebaut.

Ein Gehäuse 60 (F i g. 3), das fahrzeugfest angeordnet ist, enthält links die Verdrängerzellenpumpe 14 und rechts die Verdrängerzellenpumpe 15. Die Verdrängerzellenpumpe 14 enthält einen .nner verzahnten Außenzahnring 62 und ein außen verzahntes Innenzahnrad 64 nvt einer um eins geringeren Zahnanzahl. Zwischen beiden werden in bek- lter Weise Verdrängerzellen 66 gebildet (Vg!. Γ i g. 4).

Die rechte Verdrängerzellenpumpe 15 enthält einen innen verzahnten Außenzahnring 68 und ein außen verzahntes Innenzahnrad 70 (Vgl. Fig. 5). Der Außen zahnrin? 68 ist drehfest mit einer l.cnkspindel 72 verbunden. Den beiden Kolben 47 der Darstellung nach F · g. 2 entsprechen hier die innenzahnräder 64 und 70. Der Kolbenstange 48 nach F ι g. 2 entspricht hier eine drehmoinentübertragende Verbindung zwischen den beiden Innenzahnrädern. Hierzu dient eine Welle 74 mn zwei voneinander getrennten Axialbohrungen 75. in die je eine Gelenkwelle 77 eingreift. Üb τ Querstifte 76 und zugehörige Querschlitze sind dit Gelenkwellen 77 drehfest mit den beiden Innen/ ihnrädern 64, 70 verbunden Die Gelenkwellen sind in ihren Axialbohrungen ausreichend schwenkbar, um die radialen Verschiebungen der Innenzahnräder zur Ausführung ihrer Lxzenterbewegungen zuzulassen.

Die Welle 74 übernimmt zugleich die Funktion zweier Steuerbuchsen. Ihr rechter Teil dient als Steuerbuchs«.· für Jie Verdrängerzellenpumpe 15. ihr linker Teil als Steuerbüchse für die Verdrängerzelienpumpe 14. Beide Systeme sind hydraulisch \<>HstänJig voneinander getrennt. Die Verbindung zwischen beiden erfolgt lediglich mechanisch.

Die beiden Steuerbuchsen arbeiten in an s,«.h bekannter Weise mn Hilfe von Steuerschlitzen. Verbindungsbohrungen Ringnuten und dergleichen mi' dem Gehäuse 60 derart zusammen, daß jeweils die sich verkleinernden V^rdrängerzellen ieder Pumpe bspw. mit ihrer Steueröffnung 16a. dagegen die sich vergrößernden Verdränpfrzellen mit ihrer Steueroff nung «6 verbunden sind. Die Steueröffnungen 16 und 16a sind bei der Darstellung nach F ι g. 3 nicht zu erkennen, jedoch die sich daran anschießenden Steuerleitungen 17 und 17a. Für die linke Pumpe 14 sind im Gehäuse Überströmkanäle 78 und für die rechte Pumpe Überströmkanäle 79 in einem Lagerring 80 vorgesehen. Der Lagerring 80 ist mit dem Außenzahn ring 68 drehfest verbunden. Zwischen beiden liegt die übliche, mit Löchern 82 versehene Abschlußscheibe 84. die mit beiden drchfest verbunden ist.

Wird die Lenkspindel 72 so gedreht, daß die rechte Pumpe 15 gegen einen äußeren Stützdruck Druckflüssigkeit in ihre Steueiltitung 17 fördert, so wird hierbei über die beiden Gelenkwellen 77 und die Welle 74 die linke Pumpe 14 in dem Sinne angetrieben, daß sie

ebenfalls Druckmittel gegen einen äußeren Stützdruck in ihre Steuerleitung 17 fördert. Die Fördergeschwindigkeit durch beide Steueröffnungen kann unterschiedlich sein. Der Ausgleich erfolgt über die genannte Wellenverbindung.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydrostatische Zweikreis-Lenkanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit zwei hydraulischen Druckmittelquellen, zwei die Lenkorgane des Fahrzeuges verschwenkenden Stellmotoren, zwei gemeinsam durch eine Betätigungseinrichtung antreibbaren Hand- und Dosierpumpen (H + D-Pumpen) und zwei mit Rückstellfedern versehenen Steuerventilen, die je nach Lenkrichtung die Förderrichtung der H + D-Pumpen steuern und den einen oder anderen Anschluß der Stellmotoren mit der zugehörigen Druckmittelquelle und den anderen mit einem Flüssigkeitsablauf verbinden, wobei die H + D-Pumpen als Verdrängerzellenpumpen mit jeweils einem innen- und einem mit der Steuerbüchse des Steuerventils durch eine Gelenkwelle verbundenen außenverzahnten Zahnrad ausgebildet sind und zwischen den beiden H + D-Pumpen eine Einrichtung zum Ausgleich des Antriebsdrehmomcves vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden H + D-Pumpen sowie die ihnen zugeordneten Steuerventile koaxial zueinander in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, wobei die beiden H 4 D-Pumpen jeweils an der Stirnseite liegen und zwischen sich die Steuerventile einschließen, daß zur Erzielung eines Ausgleichs des Antriebsdrehmomentes der Außenzahnring (68) mit der Betätigungseinrichtung (72) in Antriebsverbindung steht, und daß in beide Steueröffnungen jeder H + D-Pumpe jeweils ein Rückschlagventil f24, 24a) eingesetzt ist. das in Förderrichtung zu den Steuerventilen (18) schließt, jedoch in dieser Förderrichtung bei ei.iem Druck öffnet, der größer ist als der zur Verstellung der Steuerventile erforderliche Druck.

2. Zweikreis-Lenkanlage nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß beide Steuerbüchsen zusammen als einteilige Welle (74) ausgebildet sind, in die von beiden Enden her voneinander getrennte Axialbohrungen hineinführen, in denen jeweils die zugehörige Gelenkwelle aufgcnoiiimen ist.