DE3632959C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine hydrostatische Kraftfahrzeug-Lenkeinrichtung, mit einer durch ein Lenkhandrad betätigbaren und mit einer Lastdruckfühlerleitung versehenen Mengeneinstell­ vorrichtung, mit einem vom Lastdruck gesteuerten Ventil zur Pumpendruckregelung und einem Verstärker, der zwei Motoranschlüsse zur Verbindung mit einem Lenkmotor, einen mit geregeltem Pumpendruck versorgbaren Pumpenan­ schluß, einen Behälteranschluß und zwei Steueranschlüs­ se, die über die Mengeneinstellvorrichtung mit dem Pum­ penanschluß bzw. dem Behälteranschluß verbindbar sind, sowie ein vom Druck am druckführenden Steueranschluß betätigbares Richtungsventil, das in der Neutralstellung geschlossen ist, aufweist.

Eine solche Steuervorrichtung ist aus DE-OS 29 32 847 bekannt. Der Verstärker weist einen Steuerkreis, der über die Mengeneinstellvorrichtung versorgt wird, und einen Arbeitskreis, der direkt vom geregelten Pumpendruck versorgt wird, auf. Die abgemessene Steuermenge läuft über eine am Richtungsventil ausgebildete Umschaltvor­ richtung und über ein Steuerventil zu einem Vereinigungs­ punkt. Die Arbeitsmenge läuft über einen Druckregler und ein Arbeitsventil zu dem Vereinigungspunkt. Die Summe von Steuermenge und Arbeitsmenge gelangt dann über das Richtungsventil zum Lenkmotor. Der Druckregler sorgt dafür, daß der Druck vor dem Arbeitsventil und vor dem Steuerventil einander gleich sind. Die beiden Ventile sind an einem gemeinsamen Schieber angeordnet, so daß die Arbeitsmenge proportional der Steuermenge ist. Bei einer solchen Steuervorrichtung können Pumpe, Verstärker und Lenkmotor nahe beieinander angeordnet werden, so daß die Strömungsverluste für die Arbeits­ menge, also den größten Teil der den Lenkmotor versor­ genden Druckflüssigkeit, gering sind. Lediglich die Mengeneinstellvorrichtung muß im Bereich der Fahrerkabine eingebaut sein. Da die Steuermenge aber gering ist, sind auch die hierdurch hervorgerufenen Strömungsverluste klein.

In der Praxis hat es sich gezeigt, daß bei schnellen Lenkhandrad-Betätigungen Druckschläge im Lenkmotor auf­ treten. Besonders unangenehm ist dies bei knickgelenkten Fahrzeu­ gen mit über ein Schwenkgelenk miteinander verbundenem Vorder- und Hinterteil, bei denen sich die Fahrerkabine etwa oberhalb des Knickgelenks befindet. Hier führen die Druckstöße im Lenkmotor zu plötzlichen Querverlage­ rungen im Bereich der Fahrerkabine, was der Fahrer als äußerst unangenehm empfindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuer­ vorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der die erwähnten Druckstöße im Lenkmotor ganz oder weitgehend vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Motoranschluß mit dem ihm zugeordneten Steueran­ schluß über ein vorgespanntes, in Richtung auf den Lenk­ motor öffnendes Rückschlagventil verbunden ist.

Diese Konstruktion beruht auf folgenden Wirkzusammenhängen:
Die Ansprechgeschwindigkeit des Schiebers des Richtungs­ ventils ist begrenzt, sei es durch die eigene Masse, sei es durch Drosseln in der Verbindung zur Steuerlei­ tung. Dies ist notwendig, damit nicht infolge eines plötzlichen Abschaltens bei Beendigung eines Lenkmanö­ vers die sich in Folge ihrer trägen Masse weiterbewegen­ den Teile des Lenkmotors übermäßige Drücke erzeugen. Wenn zu Beginn eines Lenkvorganges die Drossel der Men­ geneinstellvorrichtung geöffnet wird, steigt der Pumpen­ druck rasch an, weil der hinter der genannten Drossel abgenommene Lastdruck etwa gleich dem Pumpendruck ist, das Ventil aber versucht, den Pumpendruck um einen vorbe­ stimmten Wert oberhalb des abgefühlten Lastdrucks zu halten. Wenn dann mit einer gewissen Verzögerung das Richtungsventil öffnet, wirkt dieser hohe Druck schlag­ artig im Lenkmotor, was die unangenehmen Druckstöße erklärt.

Wenn man die vorgespannten Rückschlagventile verwendet, ist der Aufbau des Lastdrucks auf den Ansprechwert des Rückschlagventils begrenzt. Denn sobald dieser Ansprech­ wert erreicht ist, kann Druckflüssigkeit am Verstärker vorbei zum Lenkmotor strömen. Hiermit wird erreicht, daß auch der Pumpendruck einen vorbestimmten Wert nicht überschreiten kann. Öffnet nun etwas später das Rich­ tungsventil, so ist überhaupt kein Druckstoß oder wenig­ stens kein störender Druckstoß zu befürchten. Denn einer­ seits ist der über das Richtungsventil zugeführte hydrau­ lische Druck begrenzt. Und zum andern war dem Lenkmotor über das Rückschlagventil bereits Flüssigkeit zugeführt worden, so daß sich im Lenkmotor bereits ein gewisser Druck aufbauen konnte. Insgesamt ergibt sich daher ein weicher Anfang der Lenkbewegung. Sobald der Verstärker wirksam geworden ist, schließt das Rückschlagventil. Im normalen Betrieb sind daher die Rückschlagventile unwirksam.

Je kleiner der Ansprechwert der Rückschlagventile ist, umso kleiner kann der Pumpendruck beim Öffnen des Rich­ tungsventils und daher die Gefahr eines Druckstoßes gehalten werden. Je kleiner der Ansprechwert, umso grö­ ßer ist aber auch die Druckflüssigkeitsmenge, die ohne Verstärkung durch die Mengeneinstellvorrichtung strömt, was zu einer Versetzung des Lenkhandrades mit Bezug auf den Lenkmotor führt. Einen guten Kompromiß stellt es dar, wenn das Rückschlagventil bei einer Druck­ differenz von 10 bis 20 bar öffnet. Auf diese Weise wird der Pumpendruck zu Beginn der Lenkbewegung aus­ reichend klein gehalten. Die Lenkradversetzung ist aus­ reichend gering. Und außerdem ist der Ansprechwert größer als der im Betrieb auftretende Druckabfall im Verstärker.

Es ist bereits eine hydrostatische Kraftfahrzeug-Lenk­ vorrichtung bekannt (DE-OS 24 09 739), bei der ein Lenk­ motor und ein Hilfslenkmotor, die je aus zwei Zylindern bestehen, miteinander gekoppelt sind. Der Lenkmotor wird von einer ersten Pumpe über ein Steuerventil ver­ sorgt. Der Hilfslenkmotor wird von einer zweiten Pumpe über eine Mengeneinstellvorrichtung, von der keine Last­ druckleitung abgeht, versorgt. Die Steueranschlüsse des Steuerventils sind mit den beiden von der Mengenein­ stellvorrichtung zum Hilfslenkmotor führenden Leitungen verbunden. Hierbei ist jeder Lenkmotoranschluß mit dem ihm zugeordneten Steueranschluß über ein vorge­ spanntes, in Richtung auf den Lenkmotor öffnendes Rück­ schlagventil verbunden. Diese bekannten Rückschlagven­ tile sollen jedoch die Notbeaufschlagung des Lenkmotors durch Antreiben des Meßmotors mittels des Lenkhandrads ermöglichen und können somit keinerlei Hinweis auf den erfindungsgemäßen Einsatz dieser Ventile geben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Kraftfahrzeuglenkein­ richtung mit der erfindungsgemäßen Steuervorrich­ tung,

Fig. 2 schematisch die Mengeneinstellvorrichtung in der Neutralstellung,

Fig. 3 schematisch den Aufbau des Verstärkers.

Gemäß Fig. 1 weist die Lenkeinrichtung eine motorgetrie­ bene Pumpe 1, einen Behälter 2 mit vorgeschaltetem Fil­ ter 3, einen Lenkmotor 4 und eine Steuervorrichtung 5 auf.

Diese umfaßt eine durch ein Lenkhandrad 6 betätigbare Mengeneinstellvorrichtung 7 mit einem Meßmotor 8, wenig­ stens einer in Abhängigkeit von der Lenkhandradbewegung und der Betätigung des Meßmotors 8 abhängigen Drossel 9 sowie einer zwischen Drossel 9 und Meßmotor 8 abgehen­ den Lastdruckfühlerleitung 10. Ferner besitzt die Mengen­ einstellvorrichtung einen Pumpenanschluß P, einen Behäl­ teranschluß T, zwei Steueranschlüsse L und R sowie einen Lastdruckanschluß LS.

In Fig. 1 ist die Mengeneinstellvorrichtung 7 während des Lenkvorgangs veranschaulicht, in Fig. 2 dagegen in ihrer Neutralstellung. Man erkennt, daß die beiden Steueranschlüsse L und R sowie der Lastsignalanschluß LS in der Neutralstellung mit dem Behälteranschluß T verbunden, also alle drei Anschlüsse drucklos gehalten sind.

Der Pumpe 1 ist ein Prioritätsventil 11 zur Pumpendruck­ regelung nachgeschaltet, das über einen Ausgang EF über­ schüssige Druckflüssigkeit an den Behälter oder einen weiteren Verbraucher abzugeben vermag und außerdem den der Steuervorrichtung 5 zuzuführenden Pumpendruck dem Lastdruck nachführt. Zu diesem Zweck ist der Schieber 12 des Prioritätsventils 11 auf der einen Seite von dem über den Anschluß LS 1 zugeführten Lastdruck und einer Feder 13 sowie auf der anderen Seite von dem ge­ regelten Pumpendruck, der über den Anschluß PP zugeführt wird, belastet. Zur Dämpfung sind Drosseln 14 und 15 vorgesehen. Damit der Lastdruck und damit der Pumpendruck keine zu hohen Werte annehmen kann, ist ein Überström­ ventil 16 vorgesehen.

Zur Steuereinrichtung gehört ferner ein Verstärker 17, der einen Pumpenanschluß P 1, einen Behälteranschluß T 1, zwei Motoranschlüsse CL und CR sowie zwei Steuer­ anschlüsse L 1 und R 1 aufweist. Der Verstärker 17 kann eine Form haben, die aus DE-OS 29 32 847 bekannt ist. In Fig. 3 ist er in seiner Neutralstellung veranschau­ licht.

Der Steueranschluß L 1 ist über eine Steuerleitung 18 und eine Drossel 19 mit dem Kopfraum 20 eines Richtungs­ ventils 21 verbunden. Der Steueranschluß R 1 ist über eine Steuerleitung 22 und eine Drossel 23 mit dem Kopf­ raum 24 dieses Richtungsventils 21 verbunden. Beide Kopfräume enthalten noch eine Neutralstellungsfeder 25 bzw. 26. Bei einer Verstellung des Schiebers 27 des Richtungsventils 21 öffnet einer von zwei Durchlässen 28 und 29 einer Umschaltvorrichtung, so daß die über die Steuerleitung 18 bzw. 22 zugeführte abgemessene Steuermenge über eine Verbindungsleitung 30 zu einem Steuerventil 31 strömen kann, das durch eine Bohrung 32 und einen Ringraum 33 gebildet wird. Die soweit be­ schriebenen Teile bilden einen Steuerkreis. Ein Arbeits­ kreis umfaßt die vom Pumpenanschluß P 1 kommende Arbeits­ leitung 34 mit einem Rückschlagventil 35, einen Druck­ regler 36 und ein Arbeitsventil 37. Der Druckregler wird durch das Zusammenwirken der Ringnut 38 mit Bohrun­ gen 39 gebildet, wobei der Druck im Kopfraum 40 vor dem Steuerventil 31 gleich dem Druck im Kopfraum 41 vor dem Arbeitsventil 37 gehalten wird. Das Arbeitsventil wird durch die Bohrungen 42 und die Ringnut 33 darge­ stellt. Letztere bildet also eine Vereinigungsstelle für Steuermenge und Arbeitsmenge. Diese wird je nach Verschieberichtung des Richtungsventils 22 über den Arbeitsanschluß CL oder den Arbeitsanschluß CR weiter­ geleitet. Die Rückleitung erfolgt über die jeweils andere Arbeitsleitung, das Richtungsventil 21 und eine Behälter­ leitung 43. Da wegen des Druckreglers 36 der Druckabfall am Steuerventil und der Druckabfall am Arbeitsventil 37 einander gleich sind und da auch die entsprechenden Steueröffnungen 32 und 42 zueinander proportional öffnen, ist die Arbeitsmenge der Steuermenge proportional.

Das Prioritätsventil 11, das Überströmventil 16 und der Verstärker 17 sind in einem Block 44 untergebracht, der außerdem eine Ventilanordnung 45 mit Saugventilen und Überdruckventilen aufnehmen kann. Dieser Block 44 besitzt einen Anschluß HP für die Pumpe, einen Anschluß HT für den Behälter, die bereits erwähnten Anschlüsse LS 1, PP und EF sowie vier Anschlüsse, die mit den Ver­ stärkeranschlüssen L 1, R 1, P 1 und T 1 verbunden sind.

Hinzu kommen zwei vorgespannte, in Richtung auf den Lenkmotor 4 öffnende Rückschlagventile 46 und 47. Das Rückschlagventil 46 ist zwischen den Steueranschluß L 1 des Verstärkers und den zugehörenden Motoranschluß CL geschaltet. Das Rückschlagventil 47 liegt zwischen dem Steueranschluß R 1 des Verstärkers und dem zugehörigen Motoranschluß CR. Die Ventile öffnen bei einer Druck­ differenz von 10 bis 20 bar.

Wenn im Betrieb die Mengeneinstellvorrichtung 7 aus der Neutralstellung der Fig. 2 in die Arbeitsstellung der Fig. 1 gedreht wird, wird die Lastdruckfühlerlei­ tung 10 vom Behälterdruck abgetrennt und mit dem Ausgang der Drossel 9 verbunden. Infolgedessen wird das Prio­ ritätsventil 11 so verstellt, daß der geregelte Pumpen­ druck rasch anwächst. Da der Schieber 27 des Richtungs­ ventils 21 erst mit einer gewissen Verzögerung die Um­ schaltvorichtung 28, 29 öffnet, könnte der Pumpendruck Werte von 100 bar und mehr erreichen und beim Öffnen des Richtungsventils 26 einen Druckstoß im Lenkmotor hervorrufen, wenn nicht die Rückschlagventile 46 und 47 vorgesehen wären. Wenn die Mengeneinstellvorrichtung 7 so betätigt wird, daß sich der Lenkmotor 4 nach links bewegen soll, also in der Steuerleitung 18 Druck aufge­ baut wird, öffnet das Rückschlagventil 46, sobald sein Ansprechwert erreicht ist, wobei Druckflüssigkeit unter Umgehung des Verstärkers 17 in den Lenkmotor 4 einge­ speist wird. Demzufolge ist der Lastdruck und daher auch der Pumpendruck begrenzt. Es tritt kein störender Druckstoß auf. Der Lenkvorgang wird weich eingeleitet. Beim Drehen des Lenkhandrades 6 in der entgegengesetzten Richtung wird das Rückschlagventil 47 in gleicher Funk­ tion wirksam.

Claims (2)

1. Steuervorrichtung für eine hydrostatische Kraftfahr­ zeug-Lenkeinrichtung, mit einer durch ein Lenkhand­ rad betätigbaren und mit einer Lastdruckfühlerleitung versehenen Mengeneinstellvorrichtung, mit einem vom Lastdruck gesteuerten Ventil zur Pumpendruckregelung und einem Verstärker, der zwei Motoranschlüsse zur Verbindung mit einem Lenkmotor, einen mit geregeltem Pumpendruck versorgbaren Pumpenanschluß, einen Behäl­ teranschluß und zwei Steueranschlüsse, die über die Mengeneinstellvorrichtung mit dem Pumpenanschluß bzw. dem Behälteranschluß verbindbar sind, sowie ein vom Druck am druckführenden Steueranschluß betä­ tigbares Richtungsventil, das in der Neutralstellung geschlossen ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise jeder Motoranschluß (CL, CR) mit dem ihm zugeord­ neten Steueranschluß (L 1, R 1) über ein vorgespanntes, in Richtung auf den Lenkmotor (4) öffnendes Rück­ schlagventil (46, 47) verbunden ist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rückschlagventile (46, 47) bei einer Druckdifferenz von 10 bis 20 bar öffnen.