DE3432159C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsanordnung für Servolenkungen mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmalen.

Es ist bekannt (GB-PS 20 03 101, in solchen Sicherheitsanordnungen bei Absinken des Flüssigkeitsstandes im Vorratsbehälter ein magnetbetätig­ tes Schaltventil anzusteuern, das in den zum Lenkventil und dem hydraulischen System führenden Druckleitungen vor­ gesehen ist und das beim Ansprechen des Flüssigkeitsstand­ messers in die den Zustrom zum zusätzlichen hydraulischen System ab­ sperrende Lage umschaltet. Dabei muß das dem Prioritäts­ ventil nachgeschaltete Schaltventil für die För­ derströme zu beiden Verbrauchern ausgelegt sein und muß zum Absperren erregt werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demgegenüber darin, bei der Versorgung einer Servorlenkung und eines zusätzlichen hydraulischen Systems über eine Pumpe eine Sicherheitsanordnung zu schaffen, die es ermöglicht, ein Schaltventil zu verwenden, das nur mit kleinen hydraulischen Steuerströmen durchflossen ist und von der elektrischen Seite her sicher anspricht.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß bei der Sicher­ heitsanordnung der eingangs geschilderten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das Schaltventil ist aus Sicherheitsgründen im erregten Zustand, solange der Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter ausreichend hoch ist, wobei vom Schaltventil die Steuer­ druckdifferenz am Lenkventil in der ge­ schilderten Weise auf das Prioritätsventil geschaltet wird. Sinkt dagegen der Ölstand ab, so wird das Schaltventil stromlos geschaltet, wodurch das Prioritätsventil umge­ schaltet wird, so daß das zusätzliche hydraulische System abgesperrt wird und die gesamte von der Pumpe geförderte Druckmittel­ menge zur Servolenkung gelangen kann. Es ist somit die Ver­ sorgung verschiedener Verbraucher durch eine Pumpe möglich, ohne daß ein Ölverlust in den Verbrauchern zum Ausfall der Servolenkung führen kann. Ferner dient erfindungsgemäß das Prioritätsventil selbst zum Absperren und wird von dem mit sehr geringen Steuerflüssigkeitsmengen betätigten Schalt­ ventil gesteuert.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung gekennzeichnet. So kann das Schaltventil in der zum Servolenkventil führenden Steuerleitung angeordnet sein und beim Ansprechen des Flüssigkeitssensors den Pum­ pendruck auf das Prioritätsventil schalten, so daß dieses durch Federkraft in die Absperrstellung gelangt. Das Schalt­ ventil kann ferner auch eine Verbindung der Steuerleitung zum Vorratsbehälter öffnen, wodurch der Regelkolben des Prioritätsventils druckentlastet wird und das Prioritäts­ ventil durch Federkraft und dem Druck im Servolenkkreis in die Absperrstellung verschoben wird.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein hydraulisches Schaubild mit einem in der Leitung zum zusätzlichen hydraulischen System angeordneten Prioritätsventil einer ersten Ausführungsform und einem Schaltventil in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 ein hydraulisches Schaltbild mit einem Prioritätsven­ til zu einer zweiten Ausführungsform und einem Schaltventil in der ersten Ausfüh­ rungsform,

Fig. 3 ein hydraulisches Schaltbild mit einem in der Leitung zu einem zusätzlichen hydraulischen System vorgesehe­ nen Prioritätsventil erster Ausführung und einem Schaltven­ til in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 4 ein hydraulisches Schaltbild mit einem Prioritätsventil der zweiten Ausführungs­ form und dem Schaltventil in der zweiten Aus­ führungsform.

In Fig. 1 fördert eine Verstellpumpe 10 Druckmittel aus einem Vorratsbehälter 11 unmittelbar in eine zu einer Servolenkung führenden Leitung 12 und über ein Prioritätsventil 15 in eine zu einem zusätzlichen hydraulischen Verbraucher führenden Leitung 16. Zur Betätigung der nicht dargestellten Servolenkung dient ein Lenkventil 17 und zur Betätigung des ebenfalls nicht dargestellten zusätzlichen hydraulischen Verbrauchers ein Ventil 18. Von der Leitung 16 können noch weitere Leitungen zur Versorgung zusätzlicher Systeme abzweigen.

Das Prioritätsventil 15 ist in bekannter Weise eine Druckwaage, deren Regelkolben über eine Steuerdruckleitung 19 vom Druck der Pumpe 10 bzw. dem Druck in der Leitung 12 stromauf des Lenkventils 17 und gegensinnig von einer Feder 20 sowie dem Druck in einer Steuerleitung 21 be­ aufschlagt ist.

Der Stand der Technik im Vorratsbehälter 11 wird von einem Sensor 22 gemessen. In einer Auswerteschaltung 23 wird ein Signal auf einer Leitung 24 erzeugt, wenn der Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter 11 ausreichend ist, um außer der Servolenkung auch das zusätzliche hydrau­ lische System mit Druckmittel zu versorgen. In diesem Fall wird von dem Signal auf der Leitung 24 ein Schalt­ ventil 25 erregt und in eine Schaltstellung verbracht, in der die Steuerleitung 21 mit dem Druck stromab des Lenkventils 17 in einer Leitung 26 beaufschlagt wird. Somit wirkt auf den Regelkolben des Prioritätsventils 15 außer der Feder 20 der Druck stromab des Lenkventils 17 und gegensinnig über die Steuerleitung 19 der Druck stromauf des Lenkventils 17, durch den das Prioritäts­ ventil 15 geöffnet wird, so daß Druckmittel in die Leitung 16 strömen kann. Wird das Lenkventil 17 be­ tätigt, so steigt der Druck in der Leitung 26 und das Prioritätsventil 15 wird im Schließsinn beauf­ schlagt, um bei wachsendem Leistungsbedarf der Servo­ lenkung den Zustrom von Druckmittel in die Leitung 16 zu dem zusätzlichen hydraulischen System zu drosseln.

Die Verstellpumpe 10 ist mit einem Pumpenregler 28 ver­ sehen, der an ein Wechselventil 29 angeschlossen ist, so daß der Pumpenregler 28 mit dem jeweils größeren Druck in der Steuerleitung 26 oder in einer stromab des Ventils 18 angeschlossenen Steuerleitung 30 beauf­ schlagt wird und entsprechend den Anforderungen der Servolenkung bzw. des hydraulischen Verbrauchers das Verdrängungsvolumen und damit den Druck der Pumpe 10 einstellt.

Sollte beispielsweise durch ein in der Leitung 16 auf­ tretendes Leck Strömungsmittel entweichen, so wird der Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter 11 absinken, bis der Sensor 22 anspricht, der in einer Mindesthöhe angeordnet ist, die für die sichere Funktion der Len­ kung unbedingt erforderlich ist. Beim Ansprechen des Sensors 22 wird von der Auswerteschaltung 23 der Strom auf der Leitung 24 abgeschaltet und damit der Schalt­ magnet des Schaltventils 25 stromlos geschaltet, das in die dargestellte Lage umschaltet, in der die Steuerleitung 21 mit der Leitung 12 verbunden wird, so daß der Regelkolben des Prioritätsventils 15 auf beiden Seiten mit gleichem Druck beaufschlagt ist. Das Prioritätsventil 15 wird dann durch die Feder 20 geschlossen, so daß die Leitung 16 vollständig abgetrennt ist und die Pumpe 10 nurmehr in die Leitung 12 für die Servolenkung speist.

In Fig. 2 ist eine geänderte Ausführungsform dargestellt, in der ein Prioritätsventil 15′ Verwendung findet, das in der Regelstellung a die von der Verstellpumpe 10 geförderte Druckmittelmenge in die Leitung 12 und in die Leitung 16 aufteilt, während in der Schaltstellung b der gesamte Druckmittelstrom in die Leitung 12 gelangt, während die Leitung 16 abgesperrt ist. Das Prioritäts­ ventil 15′ weist außerdem insofern eine Besonderheit auf, als es in der Regelstellung a eine Lastdruckkompensa­ tion aufweist. Wechselt der Lastdruck der Servolenkung, so wird das Prioritätsventil 15′ so verstellt, daß das Volumen des zur Servolenkung strömenden Druckmittels konstant bleibt. Die Lastdruckkompensation ist durch eine eine Feinsteuerkarte darstellende Drossel 31 symbolisiert.

Solange das Schaltventil 25 in Fig. 2 erregt ist, wirkt auf das Prioritätsventil 15′ die Kraft der Feder 20′ und der Druck stromab des Lenkventils 17 in der Steuer­ leitung 21 und gegensinnig der Druck stromauf des Lenk­ ventils 17 aus der Leitung 12 in der Steuerleitung 19.

Wird das Schaltventil 20 beim Absinken des Flüssigkeits­ standes im Vorratsbehälter 11 durch Ansprechen des Sensors 22 stromlos geschaltet, so gelangt es in die dargestellte Lage, in der wie schon in Fig. 1 der Druck in der Leitung 12 beidseitig auf den Kolben des Prioritätsventil wirkt, so daß dieses durch die Feder 20 in die dargestellte Lage verschoben wird, in der die Leitung 16 abgesperrt ist und der gesamte Druckmittel­ strom der Pumpe 10 in die Leitung 12 zur Servolenkung ge­ langt.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, in der ebenfalls für gleiche Bauteile die gleichen Be­ zugszeichen wie in Fig. 1 benutzt sind. Zum Unterschied zu Fig. 1 ist jedoch das Schaltventil 25′ in einer Verbindungsleitung 33 angeordnet, welche von der Steuer­ leitung 19 zum Vorratsbehälter führt. Auch in Fig. 3 ist der Regelkolben des Prioritätsventils 15 von der Steuerdruckdifferenz am Lenkventil 17 beaufschlagt. Spricht der Flüssigkeitssensor 22 beim Absinken des Flüssigkeitsstandes im Vorratsbehälter 11 an und wird das Schaltventil 25′ stromlos geschaltet, so wird der Druck in der Steuerleitung 19 über die zum Vorratsbehäl­ ter 11 geöffnete Verbindungsleitung 33 abgebaut und das Prioritätsventil schließt durch die Kraft der Feder 20 und zusätzlich durch den Druck in der Steuerleitung 21. Dadurch ist eine zusätzliche Sicherheit beim Ab­ sperren des zusätzlichen hydraulischen Systems gegeben.

In der Steuerleitung 19 ist außerdem eine Drossel 35 vorgesehen, welche verhindert, daß beim Stromlosschalten des Schaltventils 25′ die Leitung 12 unmittelbar mit dem Vorratsbehälter verbunden wird. Die Drossel 25 ist so bemessen, daß der Leckverlust aus der Leitung 12 gering ist.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, deren Prioritätsventil 15′ dem in Fig. 2 bereits er­ läuterten Prioritätsventil entspricht. Auch bei dieser Ausführungsform wird beim Stromlosschalten des Schalt­ ventils 25′ der Steuerdruck in der Leitung 12 stromauf des Lenkventils 17 in der Steuerleitung 19 über die Ver­ bindungsleitung 33 zum Vorratsbehälter 11 abgebaut, so daß durch den Steuerdruck in der Steuerleitung 21 strom­ ab des Lenkventils 17 und durch die Feder 20 das Priori­ tätsventil 15′ aus der Regelstellung a in die Schalt­ stellung b umgeschaltet wird, in der der zusätzliche hydraulische Verbraucher abgesperrt ist und der gesamte Druckmittelstrom der Verstellpumpe 10 zur Servolenkung gelangt.

Claims (3)

1. Sicherheitsanordnung für Servolenkungen, insbesondere für hydrostatische Lenkungen von landwirtschaftlichen Schleppern und Arbeitsmaschinen, mit einem an eine Pumpe angeschlossenen Prio­ ritätsventil zur Aufteilung der von der Pumpe gelieferten Druck­ mittelmenge zwischem dem Lenkventil der Servolenkung und einem zusätzlichen hydraulischen System, wobei der Regelkolben des Prioritätsventils vom über eine Steuerdruckleitung zugeführten Druck stromauf des Lenkventils bzw. vom Pumpendruck in eine den Zufluß zum zusätzlichen hydraulischen System freigebende Stellung und gegensinnig von einem vom eingesteuerten Lenkdruck abhängigen, über eine weitere Steuerdruckleitung zugeführten Druck sowie durch Federkraft verschiebbar ist, und mit einem magnetbetätigten Schaltventil, das von einem im Vorratsbehälter der Pumpe ange­ ordneten Flüssigkeitsstandmesser derart betätigbar ist, daß bei Absinken des Flüssigkeitspegels der Zustrom zu dem hydraulischen System abgesperrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das magnet­ betätigte Schaltventil (25, 25′) in einer der zu dem Prioritäts­ ventil (15, 15′ ) führenden Steuerdruckleitungen (19, 21) vor­ gesehen ist und das Schaltventil bei Absinken des Flüssigkeits­ pegels stromlos geschaltet und das Prioritätsventil mittels der von dem Schaltventil verursachten Druckänderung in einer der Steuerdruckleitungen in die das hydraulische System (16) ab­ sperrende Lage umgeschaltet wird.

2. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (25) in der den Lenkdruck führenden Steuer­ druckleitung (21) vorgesehen ist und im stromlos geschalteten Zu­ stand in dieser Steuerdruckleitung den Lenkdruck abschaltet und den Pumpendruck aufschaltet.

3. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schaltventil (25′) an die den Druck stromauf des Lenkventils (17) führende Steuerdruckleitung (19) angeschlossen ist, wobei zwischen dem Anschluß des Schaltventils (25′) an die Steuerdruckleitung (19) und dem Lenkventil eine Drossel (35) vorgesehen ist, und das Schaltventil im stromlos geschalteten Zustand die Steuerdruckleitung mit dem Vorratsbehälter verbindet.