DE2750291A1

DE2750291A1 - Hydraulische lenkeinrichtung

Info

Publication number: DE2750291A1
Application number: DE19772750291
Authority: DE
Inventors: George Michael Daresh; Richard Roland Hushower
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Doosan Bobcat North America Inc
Priority date: 1976-11-24
Filing date: 1977-11-10
Publication date: 1978-06-01
Also published as: JPS5369335A; CA1064403A; US4076096A; FR2372064A1; GB1591206A

Description

Hydraulische Lenkeinrichtung.

Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Lenksysteme, die besonders für große Fahrzeuge wie geländegängige Baufahrzeuge und Erdbewegungsgeräte geeignet ist, obwohl sie auch bei Fahrzeugen geringerer Größe angewendet werden kann.

Es ist bekannt, zwei Pumpen zur Bereitstellung der Hydraulikflüssigkeit für die Betätigung des hydraulischen Lenksystems an das Fahrzeug vorzusehen und in den Hydraulikkreis einen Speicher einzuschalten um einen relativ konstanten hydraulischen Druck aufrechterhalten zu können. Der Einsatz zweier Pumpen verringert die Gefahr erheblich, daß das hydraulische Lenksystem ausfällt oder schlecht funktioniert, wenn eine der Pumpen ausfällt oder aus irgendeinem Grunde den Betrieb einstellt. Eine der Pumpen kann das hydraulische System im Normalzustand versorgen, während die andere erst dann aktiv in das System eingeschaltet wird, wenn die erste Pumpe ausfällt. Es ist auch möglich, beide Pumpen unter Normalbedingungen das hydraulische System gemeinsam versorgen zu lassen, wobei dann jede von ihnen als Notpumpe dient, wenn die andere ausfällt. Es ist üblich, daß

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eine der Pumpen vom Antriebsmotor des Fahrzeugs angetrieben wird, während die andere in Abhängigkeit von der Bewegung des Fahrzeugs betrieben wird, beispielsweise über eine Zapfstelle am Getriebe.

Es gehört zum Stand der Technik, ein solches Lenksystem außer Betrieb zu setzen, indem der Speicher abgelassen bzw. entladen wird, wenn die Antriebsmaschine des Fahrzeugs abgestellt wird, und auf diese Weise den Druck aus dem Lenksystem abzulassen. Es ist jedoch bei einer solchen Anordnung möglich, das Lenksystem zu inaktivieren und eine Lenkung somit unmöglich zu machen, wenn sich das Fahrzeug noch bewegt. Darüber hinaus kann in einem hydraulischen System mit einem Druckspeicher der zur Betätigung der Lenkvorrichtung nötige Druck für eine beträchtliche Zeit nach dem Abschalten der Pumpe oder der Pumpen halten. Dies ist unerwünscht, da die Lenkvorrichtung noch bewegt werden könnte, nachdem das Fahrzeug außer Betrieb gesetzt ist und Wartungsarbeiten oder andere Maßnahmen stattfinden. Hieraus können Verletzungen von Personen oder Schäden entstehen, weil sich Teile des Fahrzeuges bewegen.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, diesen Mißstand zu überwinden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug mit einer hydraulischen Lenkvorrichtung vorgesehen, die einen Speicher umfaßt, der die Beschickung des Lenksystems mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit aufrechterhält. Es sind zwei Pumpen vorgesehen, von denen die eine vom Antriebsmotor angetrieben wird und die andere für die Notfall vorgesehen ist und nur arbeitet, wenn sich das Fahrzeug bewegt. Es sind

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zwei Ventile in Reihe geschaltet und so angeordnet, daß sie den Speicher entladen, wenn beide Ventile offen sind. Eines der Ventile wird beim Abschalten der von der Antriebsmaschine betriebenen Pumpe geöffnet. Das andere Ventil wird geöffnet, wenn die andere Pumpe aufhört.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des hydraulischen Systems der Erfindung mit allen Teilen im Betriebszustand;

Fig. 2 ist eine Teilansicht von Fig. 1, aus der die Stellungsänderung einiger Elemente hervorgeht,

wenn das Lenksystem aufler Betrieb gesetzt wird.

Das hydraulische Lenksystem der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 als Ganzes mit Io bezeichnet und kann für verschiedenartige Fahrzeuge Anwendung finden. Die Erfindung wird jedoch hier in einer AusfOhrungsform beschrieben und dargestellt, die bei einen Gelenkfahrzeug einsetzbar ist, welches in der US-PS 3 889 976 beschrieben ist.

Das Gelenkfahrzeug dieser Patentschrift umfaßt zwei doppelt wirkende lineare, hydraulische Betätiger oder Zylinder, die hydraulisch auf Zug bzw. Druck betätigt werden, um das Gelenkfahrzeug zu lenken. Ähnliche Betätiger sind bei 12 und 14 in Fig. 1 der vorliegenden Anmeldung wiedergegeben.

Bei der vorliegenden Erfindung sind zwei hydraulisch Pumpen vorgesehen, die die Bezugszahlen l6 bzw. l8 tragen. Beide ziehen über die Leitung 19 Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 44. Wie durch die gestrichelte Linie 2o angedeutet ist, wird die Pumpe l6 von einer Antriebsmaschine 22 angetrieben,

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die auch das Fahrzeug treibt, an der die vorliegende Erfindung Verwendung findet.

Die Pumpe 18 ist eine sogenannte radgetriebene oder bodengetriebene Pumpe, was bedeuten soll, daß sie nur arbeitet, wenn sich das Fahrzeug in Bewegung befindet. Sie kann beispielsweise durch eine Zapfstelle am Getriebe des Fahrzeugs angetrieben werden. Sie kann aber auch durch irgend einen anderen Teil der Kraftübertragung des Fahrzeugs angetrieben sein, der sich in Bewegung befindet, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist und anhält. Die Pumpe 18 ist voll drehrichtungsumkehrbar, so daß die Pumpe dem Lenksystem zur Verfügung stehende Druckflüssigkeit ungeachtet von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs liefert.

Die Pumpe 16 in dem dargestellten System besitzt ein veränderliches Schluckvermögen und ist druckausgeglichen. Sie liefert Druckflüssigkeit bei ungefähr konstantem Druck an einen Druckspeicher 26, der wiederum eine als Ganzes mit 15 bezeichnete Lenkvorrichtung versorgt. Die Lenkvorrichtung 15 umfaßt die Betätiger 12 und 14, ein Lenkventil 24 bekannter Konstruktion und die über Kreuz angeschlossenen Überdruckventile J52 und J)J).

Das Ventil 24 ist in der neutralen Stellung dargestellt. Wenn es in eine Richtung verschoben wird, fährt einer der Lenkungsbetätiger aus und zieht der andere ein, so daß das Fahrzeug entsprechend gelenkt wird. Eine Bewegung des Lenkventils in die andere Richtung kehrt die Betätigungsrichtung der Betätiger um, so daß der erstere eingezogen und der letztere ausgefahren wird, um das Fahrzeug in die entgegengesetzte Richtung zu lenken.

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Der Druckspeicher 26 ist die primäre Druckflüsslgkeitsquelle für das Lenksystem, wobei die Pumpe l6 in diesem System dazu dient, Hydraulikflüssigkeit bedarfsv/eise an den Druckspeicher nachzuliefern. Außerdem bildet der Druckspeicher 26 natürlich eine Druckflüssigkeitsquelle für den Notbetrieb des Lenksystems im Falle eines Versagens beider Pumpen oder eines anderen Fehlers oder eines Lecks.

Die Überdruckventile 52 und 33 sind so eingestellt, daß die hydraulische Lenkvorrichtung vor ungewöhnlich hohen hydraulischen Drücken geschützt bleibt, die durch stoßartige Belastungen der Lenkungsbetätiger 12 und 14 verursacht werden können.

Die Pumpen l6 und l8 sind über Rückschlagventile 28 bzw. 50 mit den Druckspeicher 26 und der hydraulischen Lenkvorrichtung 15 verbunden. Diese sind so angeordnet, daß sie die eine Pumpe daran hindern, die andere Pumpe anzutreiben. Die vom Antriebsmotor getriebene Pumpe 16 liefert normalerweise die vom hydraulischen Lenksystem Io benötigte hydraulische Druckflüssigkeit, während die bodengetriebene Pumpe 18 zur Verfügung steht, um die Belieferung mit Druckflüssigkeit im Falle eines Versagens oder Anhaltens der Pumpe l6 automatisch zu übernehmen, wobei zu beachten 1st, daß die Pumpe l8 nur arbeitet, wenn sich das Fahrzeug in Bewegung befindet. Ein Entladeventil J>k leitet den Flüssigkeitsausstoß der Pumpe 18 in den Vorratsbehälter 44 zurück, bis die Pumpe l8 für den Notbetrieb des Lenksystems benötigt wird. Das hydraulische Lenksystem umfaßt zwei Ventile 36 und 38, die zwischen der Leitung 4o zum Druckspeicher 26 und der Leitung 42 eingeschaltet sind, die in den Vorrats-

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behälter 44 führt. Während des Normalbetriebs des Fahrzeuges und seines Lenksystems Io sind beide Ventile J>6 und 38 wie in Fig. 2 dargestellt geschlossen. Diese Betriebsweise wird nachstehend erläutert.

Wie in Fig. 1 dargestellt, kann die Antriebs-

maschine 22 ein Dieselmotor mit einem Elektormagnetventil 46 für den Brennstoff sein, welches in geeigneter Weise wie beispielsweise durch die Spule 48 geöffnet werden muß, um den Betrieb der Antriebsmaschine 22 und den Antrieb des Fahrzeugs zu ermöglichen und auch die Pumpe l6 zu betreiben. Die Spule 48 wird in der dargestellten Weise durch einen Schalter 50 gesteuert, der beispielsweise ein üblicher schlüsselbetätigter Schalter sein kann. Wenn der Schalter 50 in der in Fig. 1 dargestellten geschlossenen Stellung sich befindet, betätigt die Batterie 52 die Spule 48 und öffnet das Brennstoffventil 46 um den Betrieb der Antriebsmaschine 22 zu ermöglichen.

Das Schließen des Schlüsselschalters 5o betätigt auch die Spule 54, die das Ventil 58 in die in Fig. dargestellte geschlossene Position bringt. Wenn der Schalter 50 in die in Fig. 2 dargestellte offene Stellung gebracht wird, wird die Spule 5^ abgeschaltet, so daß sich das Ventil 38 in die in Fig. dargestellte offene Stellung bewegt. Dies allein jedoch bringt noch keine Änderung der Druckversorgung des Lenksystems mit sich, weil das Ventil 36 immer noch in der in Fig. 1 gzeigten Weise geschlossen ist.

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Das Ventil J>6 wird durch den Sensor 56 betätigt, wie durch die gestrichelte Linie 58 angedeutet ist. Der Sensor 56 reagiert auf den am Auslaß der Pumpe 18 im Normalbetrieb bei in Bewegung befindlichem Fahrzeug vorhandenen Restdruck. Die Pumpe l8 arbeitet solange, wie das Fahrzeug sich in Bewegung befindet, und der Sensor 56 ist somit so angeordnet, daß er feststellt, wann die

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Pumpe Io aufgehört habr~wöTHiir angezeigt ist, daß das Fahrzeug angehalten hat. Wenn dies eintritt, öffnet der Sensor 56 das Ventil 36, wie es in Fig. der Zeichnung dargestellt ist. Wenn in diesem Fall auch das Ventil 38 geöffnet ist, wird Hydraulikflüssigkeit aus dem Speicher 26 über die Leitung und die Ventile 36 und 80 und die Leitung 42 in den Vorratsbehälter 44 geleitet. Das Lenksystem wird auf diese Weise außer Druck gesetzt und inaktiviert.

Die Erfindung bietet ersichtlich Sicherheitseigenschaften ,insofern bei in Bewegung befindlichem Fahrzeug das Lenksystem unter Druck bleibt und der Fahrer das Fahrzeug normal lenken kann, auch wenn der Antriebsmotor abstirbt oder der Fahrer den Antrieb des Motors versehentlich durch Betätigung des Schalters 5o abschaltet, bevor das Fahrzeug vollständig zum Stehen gekommen ist. Wenn jedoch das Fahrzeug stillsteht und der Antriebsmotor abgeschaltet worden ist, wird das Lenksystem außer Druck gesetzt und 1st nicht länger betätigbar, so daß eine Bewegung der Lenkvorrichtung verhindert wird, die am oder in der Nähe des Fahrzeugs arbeitende Personen verletzen oder Schaden verursachen könnte

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Während die Erfindung anhand einer Ausführungsform beschrieben worden 1st, die für die beste gehalten wird, können ersichtlich Änderungen vorgenommen werden. So ist die Erfindung nicht auf die Verwendung mit einem Dieselmotor beschränkt, sondern kann gleichermaßen bei anderen Antriebsmaschinen angewendet werden. Auch ist es nicht wesentlich, daß die Pumpe 16 vom Antriebsmotor angetrieben wird; sie kann auch auf andere Weise angetrieben werden, beispielsweise durch einen separaten Antriebsmotor oder einen elektrischen Motor oder einen elektrischen Motor, der vom elektrischen System des Fahrzeugs betrieben wird. Auch kann ersichtlich die Erfindung an die Verwendung bei zwei Pumpen angepaßt werden, die gemeinsam während des Normalbetriebs dem Lenksystem Flüssigkeit zuleiten.

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Claims

Patentansprüche.

Ii Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug mit einem Antriebsmotor und einer hydraulischen Lenkvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine bodengetriebene hydraulische Pumpe (18) vorgesehen ist, die nur arbeitet, wenn das Fahrzeug sich bewegt, daß ein Speicher (26) vorgesehen ist, der die Versorgung der Lenkvorrichtung (15) mit hydraulischer Druckflüssigkeit aufrechterhält, und daß zwei in Reihe liegende Ventile (36, 38) vorgesehen sind, Über die, wenn sie beide offen sind, der Speicher (26) entladbar und der Druck aus der Lenkvorrichtung (15) ablassbar ist und von denen eines (38) beim Anhalten des Antriebsmotors (22) und das andere (36) beim Anhalten der bodengetriebenen hydraulischen Pumpe (18) öffnet.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zweite, von dem Antriebsmotor (22) getriebene hydraulische Pumpe (16) umfaßt, die im normalen Betrieb unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit in den Speicher (26) und die Lenkvorrichtung (I5) leitet, während die bodengetriebene Pumpe (18) unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit in den Speicher (26) und die Lenkvorrichtung (15) leitet, wenn die zweite Pumpe (16) nicht arbeitet.

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5. Lenkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bodengetriebene hydraulische Pumpe (18) in beiden Drehrichtungen arbeitet und Hydraulikflüssigkeit während beider Fahrtrichtungen des Fahrzeuges liefert.

4. Lenkeinrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ventil (^>8) ein elektromagnetisches Ventil und beim Abschalten des Antriebsmotors (22) zu öffnen ist.

5. Lenkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite hydraulische Pumpe (16) von veränderlichem Schluckvolumen und druckausgeglichen ist.

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