DE29619432U1

DE29619432U1 - Lenkanlage für motorgetriebene Landfahrzeuge

Info

Publication number: DE29619432U1
Application number: DE29619432U
Authority: DE
Original assignee: BAISCH LANDTECHNIK GmbH
Current assignee: BAISCH LANDTECHNIK GmbH
Priority date: 1996-11-08
Filing date: 1996-11-08
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2006-11-09

Description

Sf/Ru-B 9099

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkanlage für motorgetriebene Landfahrzeuge, insbesondere für allradgetriebene Fahrzeuge mit zwischen Antriebsrädern und Getriebe einschließlich Achsen geschlossenem Antriebsstrang, mit einem die Lenkbewegungen zumindest unterstützenden Hydraulikkreislauf, in welchem ein Druckfluid von einer Pumpe umgewälzt wird, die mechanisch, insbesondere mittels eines Keilriemens von dem Fahrzeugmotor angetrieben wird.

Derartige hydraulisch unterstützte Lenkanlagen werden insbesondere bei schweren Fahrzeugen, also Lastkraftwagen, Traktoren und Unimogs eingesetzt. Eine rein mechanische Lenkung wäre aufgrund des auf die Lenkachse wirkenden Gewichtes nahezu unmöglich. Insbesondere bei Traktoren und Unimogs wird das Lenken noch zusätzlich erschwert, wenn die gelenkte Achse mit überbreiten Reifen versehen ist.

Fällt nun die hydraulische Unterstützung der Lenkung aus, beispielsweise aufgrund einer Leckage im Hydraulikkreislauf oder eines Bruches des die Hydraulikpumpe antreibenden Keilriemens, so muß das Fahrzeug zumindest bis zum Stillstand mechanisch gelenkt werden. Aus Sicherheitsgründen und wegen der Vorschrift nach § 38 StVZO ist es daher bei Lastkraftwagen bekannt, einen zweiten Hydraulikkreislauf mit einer zweiten Umwälzpumpe vorzusehen, die nicht über den Keilriemen, sondern ein anderes, zumindest beim rollenden Fahrzeug bewegtes Teil angetrieben wird. Dies ist jedoch bei manchen Fahrzeugen verhältnismäßig umständlich, bei Fahrzeugen mit geschlossenem Antriebsstrang überhaupt nicht möglich.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkanlage der eingangs genannten Art anzugeben, die bei Ausfall des die Lenkbewegungen unterstützenden Hydraulikkreislaufes weiterhin eine leichte Lenkbarkeit des bewegten Fahrzeuges gewährleistet und insbesondere auch bei Fahrzeugen mit geschlossenem Antriebsstrang einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein zweiter, von dem ersten Hydraulikkreislauf bevorzugt unabhängiger Hydraulikkreislauf vorgesehen ist, in welchem eine elektrisch antreibbare Pumpe zur Umwälzung des Druckfluids vorhanden ist.

Durch den zweiten Hydraulikkreislauf wird auch bei Ausfall des ersten Hydraulikkreislaufes, beispielsweise aufgrund einer Leckage oder eines Bruches des die Pumpe des ersten Hydraulikkreislaufes antreibenden Keilriemens eine leichte Lenkbarkeit des Fahrzeuges gewährleistet. Dieser redundante Hydraulikkreislauf ist auch bei Fahrzeugen mit geschlossenem Antriebsstrang einsetzbar, da die in dem zweiten Hydraulikkreislauf vorgesehene Umwälzpumpe elektrisch antreibbar ist. Darüber hinaus ist bei allen Fahrzeugen die Anordnung der Pumpe im Fahrzeug weitgehend frei wählbar, was sich sowohl auf die Ausgestaltung der Pumpe als auch auf die Montage günstig auswirkt.

Bevorzugt ist der zweite Hydraulikkreislauf automatisch bei Ausfall des ersten Hydraulikkreislaufs aktivierbar. Die Lenkbar bleibt dadurch stets leichtgängig, ohne daß der Fahrer eine spezielle Maßnahme ergreifen müßte. Über eine bevorzugt vorgesehene Anzeigevorrichtung, insbesondere eine Warnlampe, wird der Fahrer aber über den Ausfall des ersten Hydraulikkreislaufs informiert, so daß dies nicht unbemerkt bleibt und die notwendigen Reparaturmaßnahmen ergriffen werden können.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Druckseiten der beiden Pumpen über ein bevorzugt druckgesteuertes Umschaltventil mit der Lenkung verbunden. Die Umschaltung auf den zweiten Hydraulikkreislauf ist dadurch einfach und erfolgt automatisch bei Druckabfall im ersten Hydraulikkreislauf, unabhängig davon, ob dieser durch eine Leckage oder einen Stillstand der Umwälzpumpe auftritt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen beide Hydraulikkreisläufe jeweils einen eigenen Vorratsbehälter für Druckfluid auf, die über ein bevorzugt elektrisch gesteuertes Umschaltventil mit dem Hydraulikauslaß der Lenkung verbunden sind. Die Hydraulikkreisläufe sind hierdurch vollständig getrennt, so daß auch bei einer Leckage im ersten Hydraulikkreislauf eine Hydraulikunterstützung der Lenkung gewährleistet bleibt. Das Umschaltventil kann gemeinsam mit der Umwälzpumpe im zweiten Hydraulikkreislauf geschaltet werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die elektrisch antreibbare Pumpe nur bei gelöster Feststellbremse des Fahrzeugs einschaltbar. Dadurch wird sichergestellt, daß der zweite Hydraulikkreislauf nur dann aktiviert wird, wenn sich das Fahrzeug bewegt. Bei stillstehendem Fahrzeug ist ein Ausfall der Hydraulikunterstützung der Lenkung unproblematisch, so daß durch einen Verzicht auf die Aktivierung des zweiten Hydraulikkreises eine unnötige Belastung, insbesondere der Fahrzeugbatterie, vermieden werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,

Fig. 1 einen Schaltplan der beiden Hydraulikkreisläufe einer erfindungsgemäßen Lenkanlage und

Fig. 2 den zugehörigen Stromlauf&rgr;lan der erfindungsgemäßen Lenkanlage von Fig. 1.

Die erfindungsgemäße Lenkanlage umfaßt ein von einem Lenkrad 1 betätigbares Lenkgetriebe 2, welches über Hebelelemente 3 auf das Fahrzeugrad 4 wirkt. Zur Unterstützung der Lenkbewegung ist ein allgemein mit 5 bezeichneter erster Hydraulikkreislauf vorgesehen.

Der Hydraulikkreislauf 5 umfaßt einen Vorratsbehälter 6 für Druckfluid, eine mechanisch vom Fahrzeugmotor, insbesondere über den Keilriemen angetriebene erste Umwälzpumpe 7, einen Durchflußschalter 8 und entsprechende Verbindungsleitungen 9. Auf der Druckseite der Umwälzpumpe 7 und stromab des Durchflußschalters 8 ist der erste Hydraulikkreislauf 5 über ein doppelseitiges Rückschlagventil 10 geführt, dessen Auslaßseite mit dem Hydraulikeinlaß des Lenkgetriebes 2 verbunden ist.

An die andere Seite des doppelseitigen Rückschlagventiles 10 ist ein allgemein mit 11 bezeichneter zweiter Hydraulikkreislauf angeschlossen. Der zweite Hydraulikkreislauf 11 umfaßt einen Vorratsbehälter 12 für Druckfluid, eine elektrisch antreibbare zweite Umwälzpumpe 13, einen Durchflußschalter 14 und entsprechende Hydraulikleitungen 15. Der zweite Hydraulikkreislauf 11 ist auf der Druckseite der Umwälzpumpe 13 und stromab des Durchflußschalters 14 an die zweite Seite des doppelseitigen Rückschlagventils 10 angeschlossen.

Der Hydraulikauslaß des Lenkgetriebes 2 ist über eine Leitung 16 mit einem 3/2-Wegeventil 17 verbunden, welches die

Leitung 16 wahlweise mit einer Rückführleitung 18 zum Vorratsbehälter 6 des ersten Hydraulikkreislaufes 5 oder mit einer Rückführleitung 19 zum Vorratsbehälter 12 des zweiten Hydraulikkreislaufes 11 verbindet. Das 3/2-Wegeventil 17 ist als elektrisch steuerbares Magnetventil ausgebildet. Schließlich ist zwischen der Rückführleitung 19 und der Druckleitung 11 des zweiten Hydraulikkreislaufes ein Überdruckventil 20 für die zweite Umwälzpumpe 13 eingeschaltet.

Beide Hydraulikkreisläufe funktionieren grundsätzlich in derselben Weise. Über die jeweilige Umwälzpumpe 7 bzw. 13 wird Druckfluid in das Lenkgetriebe 2 gefördert, wo es die durch das Lenkrad 1 vorgegebenen Lenkbewegungen unterstützt. Nach Verlassen des Lenkgetriebes gelangt das Druckfluid zurück in den jeweiligen Vorratsbehälter 6 bzw. 12. Bei einem Druckabfall im ersten Hydraulikkreislauf 5, beispielsweise aufgrund eines Stillstandes der Umwälzpumpe 7 oder einer Leckage schließt die entsprechende Seite des doppelseitigen Rückschlagventils 10. Gleichzeitig wird von dem Durchflußschalter 8 ein Steuersignal ausgegeben, welches die Umwälzpumpe 13 des zweiten Hydraulikkreislaufes 11 einschaltet. Die Umwälzpumpe 13 fördert nun Druckfluid aus dem Vorratsbehälter 12 über den Durchflußschalter 14 zu dem doppelseitigen Rückschlagventil 10, welches durch den aufgebauten Druck auf der entsprechenden Seite öffnet, so daß das von der Umwälzpumpe 13 geförderte Druckfluid zum Lenkgetriebe 2 gelangt.

Der Durchflußschalter 14 gibt ein Steuersignal aus, welches das 3/2-Wegeventil 17 umschaltet, so daß nun das aus dem Lenkgetriebe 2 über die Leitung 16 rückfließende Druckfluid über die Leitung 19 in den Vorratsbehälter 12 des zweiten Hydraulikkreislaufes 11 gelangt. Damit ist der zweite Hydraulikkreislauf 11 anstelle des ersten Hydraulikkreislaufes 5 geschlossen und mit dem Lenkgetriebe 2 verbunden.

Das Steuersignal des Durchflußschalters 14 wird zudem zum Einschalten einer Anzeigevorrichtung 3 0 verwendet, mit der auf den Ausfall des ersten Hydraulikkreislaufes 5 hingewiesen wird.

Aus dem in Fig. 2 gezeigten Stromlaufplan ist die elektrische Steuerung der erfindungsgemäßen Lenkanlage ersichtlich. Zwischen einer an den einen Pol einer Fahrzeugbatterie angeschlossenen ersten Leitung 21 und einer an den anderen Batteriepol angeschlossenen zweiten Leitung 22 ist ein erstes Steuerrelais 23 mit einem Druckschalter 24 und dem Durchflußschalter 8 des ersten Hydraulikkreislaufes 5 in Reihe geschaltet. Der Durchflußschalter 8 ist bei Durchfluß von Druckfluid geöffnet und schließt, sobald der Durchfluß unterbrochen ist. Der Druckschalter 24 ist bei betätigter Feststellbremse geöffnet und bei gelöster Feststellbremse geschlossen. Das Steuerrelais 23 wird also bei unterbrochenem Durchfluß im ersten Hydraulikkreis 5 und gelöster Feststellbremse aktiviert.

Von dem Steuerrelais 23 werden gleichzeitig zwei Schalter und 26 betätigt, die zum einen einen Starterschalter 27 für die Umwälzpumpe 13 des zweiten Hydraulikkreislaufes 11 und zum anderen das als Magnetventil ausgebildete 3/2-Wegeventil 17 in den Stromkreislauf schalten. Bei Umschalten des Steuerrelais 23 wird also gleichzeitig die Pumpe 13 des zweiten Hydraulikkreislaufes 11 eingeschaltet und das 3/2-Wegeventil 17 so umgeschaltet, daß die Auslaßleitung 16 des Lenkgetriebes 2 mit der Rücklaufleitung 19 des zweiten Hydraulikkreislaufes 11 verbunden ist.

Weiterhin ist zwischen die beiden Leitung 21 und 22 ein zweites Steuerrelais 28 in Serie mit dem Durchflußschalter 14 des zweiten Hydraulikkreislaufes 11 geschaltet. Der Durchflußschalter 14 öffnet bei vorhandener Hydraulikströmung im

zweiten Hydraulikkreislauf 11, so daß das Steuerrelais 28 desaktiviert wird. Das Steuerrelais 2 8 schließt dadurch einen Schalter 29, welcher eine Warnlampe 3 0 in den Stromkreis schaltet, so daß die Warnlampe 3 0 bei Aktivierung des zweiten Hydraulikkreislaufes 11 leuchtet.

Schließlich ist noch eine Kontrolleuchte 31 für die Stromversorgung der Umwälzpumpe 13 des zweiten Hydraulikkreislaufes 11 vorgesehen, die einerseits an den dritten Pol des Schalters 2 6 und andererseits an die mit der Leitung 21 verbundene Seite des Durchflußschalters 8 angeschlossen ist. Bei Betätigung des Fahrtschalters vor Anlassen des Fahrzeugmotors leuchtet die Kontrollampe 31 auf, da sich das Steuerrelais 23 in Offenstellung befindet und der Durchflußschalter 8 aufgrund des noch nicht vorhandenen Hydraulikflusses im ersten Hydraulikkreis 5 geschlossen ist.

Zusammenfassend liegt im Normalfall folgende Situation vor: Druckfluid wird aus dem Vorratsbehälter 6 des ersten Hydraulikkreislaufes 5 von der Umwälzpumpe 7 über den Durchflußschalter 8 und das Rückschlagventil 10 zum Lenkgetriebe 2 gefördert. Das aus dem Lenkgetriebe 2 abfließende Druckfluid strömt über das 3/2-Wegeventil 17 und die Rücklaufleitung 18 zum Vorratsbehälter 6 des ersten Hydraulikkreislaufes 5 zurück. Aufgrund des Hydraulikflusses im ersten Hydraulikkreislauf 5 ist der Durchflußschalter 8 geöffnet, so daß auch das Steuerrelais 23 geöffnet ist. Damit steht die Umwälzpumpe 13 des zweiten Hydraulikkreislaufes 11 still.

Bei Ausfall des ersten Hydraulikkreislaufes 5 liegt folgende Situation vor: Aufgrund des fehlenden Hydraulikflusses schließt der Durchflußschalter 8. Bewegt sich das Fahrzeug, so ist auch der Druckschalter 24 geschlossen, so daß das Steuerrelais 23 schließt. Dadurch wird der Starterschalter 27 für die Umwälzpumpe 13 des zweiten Hydraulikkreislaufes

11 geschlossen und das 3/2-Wegeventil 17 umgeschaltet. Nun fließt Druckfluid aus dem Vorratsbehälter 12 des zweiten Hydraulikkreislaufes 11 durch Förderung der Umwälzpumpe 13 über den Durchflußschalter 14 und das Rückschlagventil 10 zum Lenkgetriebe 2. Das aus dem Lenkgetriebe 2 abfließende Druckfluid strömt über das 3/2-Wegeventil 17 und die Rücklaufleitung 19 zum Vorratsbehälter 12 des zweiten Hydraulikkreislaufes 11 zurück. Aufgrund des Hydraulikflusses im zweiten Hydraulikkreislauf 11 öffnet der Durchflußschalter 14, so daß das Steuerrelais 28 den Schalter 29 schließt. Daraufhin leuchtet die Warnlampe 30.

Die erfindungsgemäße Lenkanlage mit dem redundanten Hydraulikkreislauf 11 stellt auf vorteilhafte Weise eine Hydraulikunterstützung der Lenkung auch dann sicher, wenn der erste Hydraulikkreislauf 5 aufgrund einer Leckage oder eines Stillstandes der Umwälzpumpe 7 ausfällt. Die Anlage kann bei allen Fahrzeugen vorteilhaft eingesetzt werden, wobei sie insbesondere auch bei Fahrzeugen mit geschlossenem Antriebsstrang verwendbar ist.

Sf/Ru-B 9099 Bezugszeichenliste

1 Lenkrad

2 Lenkgetriebe

3 Hebelelemente

4 Rad

5 erster Hydraulikkreislauf

6 Vorratsbehälter

7 Umwälzpumpe

8 Durchflußschalter

9 Druckleitung

10 Rückschlagventil

11 zweiter Hydraulikkreislauf

12 Vorratsbehälter

13 Umwälzpumpe

14 Durchflußschalter

15 Druckleitung

16 Rücklaufleitung

17 3/2-Wegeventil

18 Rücklaufleitung

19 Rücklaufleitung 2 0 Überdruckventil

21 erste Leitung

22 zweite Leitung

23 Steuerrelais

24 Druckschalter

25 erster Schalter

26 zweiter Schalter

27 Starterschalter

28 zweites Steuerrelais

2 9 Schalter

3 0 Warnlampe

31 Kontrollampe

Claims

Sf/Ru-B 9099 Schutzansprüche

1. Lenkanlage für motorgetriebene Landfahrzeuge, insbesondere für allradgetriebene Fahrzeuge mit geschlossenem Antriebsstrang, mit einem die Lenkbewegungen zumindest unterstützenden Hydraulikkreislauf (5), in welchem ein Druckfluid von einer Umwälzpumpe (7) umgewälzt wird, die mechanisch, insbesondere mittels eines Keilriemens von dem Fahrzeugmotor angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet,

daß ein zweiter, von dem ersten Hydraulikkreislauf (5) bevorzugt unabhängiger Hydraulikkreislauf (11) vorgesehen ist, in welchem eine elektrisch antreibbare Umwälzpumpe (13) zur Umwälzung des Druckfluids vorhanden ist.

2. Lenkanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der zweite Hydraulikkreislauf (11) automatisch bei Ausfall des ersten Hydraulikkreislaufs (5) aktivierbar ist.

3. Lenkanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Druckseiten der beiden Umwälzpumpen (7, 13) über ein bevorzugt druckgesteuertes Umschaltventil (10) mit der Lenkung (2) verbunden sind.

4. Lenkanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Hydraulikkreisläufe (5, 11) jeweils einen eigenen Vorratsbehälter (6, 12) für Druckfluid

aufweisen, die über ein bevorzugt elektrisch gesteuertes Umschaltventil (17) wahlweise mit dem Hydraulikauslaß der Lenkung (2) verbunden sind.

5. Lenkanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die elektrisch antreibbare Umwälzpumpe (13) nur bei gelöster Feststellbremse des Fahrzeugs einschaltbar ist.

6. Lenkanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß eine beim Umschalten auf den zweiten Hydraulikkreislauf (11) automatisch aktivierte Warneinrichtung, insbesondere Warnlampe (30) vorgesehen ist.

7. Lenkanlage nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Warneinrichtung (3 0) mittels eines im zweiten Hydraulikkreislauf (11) vorgesehenen Durchflußschalters (14) aktivierbar ist.