DE3731261A1 - Druckmittelsteuereinrichtung eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmittelsteuereinrichtung eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine Druckmittelsteuereinrichtung dieser Art ist in der DE-PS 27 16 868 beschrieben. Bei dieser Anlage ist kein Ver­ stärkerkreis vorhanden. Dadurch ist die Anwendung der Anlage auf leichte Fahrzeuge mit geringeren Achsbelastungen be­ schränkt.

Aus der DE-PS 24 28 239 ist eine Lenkeinrichtung mit einem Servomotor und Druckspeichern bekannt, der die hydrostati­ sche Lenkung unterstützt. Bei dieser Anlage fließt unabhän­ gig von der Lenkgeschwindigkeit ein Ölstrom durch die hydro­ statische Lenkung. Das Verstärkerventil benötigt einen eige­ nen Neutralstellungsöldurchlauf, wobei entsprechend der Lenk­ geschwindigkeit ein Teilstrom der Servopumpe zum Behälter und der andere Teil zum Stellmotor fließt.

Aus der DE-PS 24 09 207 ist eine Lenkeinrichtung mit einem über eine Steuereinrichtung steuerbaren Servomotor bekannt, wobei die Servoschalteinrichtung des zuschaltbaren Servo­ motors aus zwei als Druckwagen wirkende Servoschaltventile besteht. Auf diese Weise wird eine zusätzliche Regelung des Rücklaufdruckes des zuschaltbaren Servomotors in Abhängig­ keit von dem entsprechenden Druck des steuerbaren Servomo­ tors erreicht. Weiterhin wird es ermöglicht, daß die Drücke in den Druckräumen des zuschaltbaren Servomotors unabhängig voneinander geregelt werden. Für unterschiedliche Drücke im Lenkungs- und Verstärkerkreis sind zwei Servopumpen erforder­ lich. Da die Verstärkerventile keinen Neutraldurchlauf ha­ ben, arbeitet mindestens eine Pumpe immer gegen den maxima­ len Druck. Dies ist von der Energieseite betrachtet sehr unwirtschaftlich. Außerdem wird die Pumpe verschleiß-seitig stark belastet. Werden beide Kreise von einer Pumpe ver­ sorgt, so herrscht überall gleicher Druck. Die unterschied­ liche Wirkfläche des Verstärkerkreises wirkt sich nur in der unterschiedlichen Ansteuerzeit aus.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckmittelsteuereinrichtung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß der Hydraulikkreis für den Servomotor mit einem höheren Betriebsdruck betrieben werden kann, als der für die hydrostatische Lenkeinrichtung.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnen­ den Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Das Druckänderungsventil wirkt praktisch als Steuerblende für das nachfolgende Stromteilerventil. Da die zu der Servo­ schalteinrichtung führende Druckleitung vor dem Druckände­ rungsventil abzweigt und in dem Druckänderungsventil und der Servoschalteinrichtung die gleichen Wirk- bzw. Ansprech­ flächen und Druckverhältnisse vorhanden sind, bleibt das Gleichgewicht gewahrt.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht, daß der Druck für den Servomotor praktisch beliebig erhöht wer­ den kann, ohne daß es negative Auswirkungen auf die hydrosta­ tische Lenkeinrichtung, wie z. B. Dicht- und Festigkeitsprob­ leme, hat. Die hydrostatische Lenkeinrichtung kann weiterhin mit den üblichen Betriebsdrücken beaufschlagt werden. Durch die Erhöhung des Betriebsdruckes jedoch für den Servomotor kann die Leistung der Lenkung insgesamt erhöht werden, und zwar ohne daß die Lenkzylinder vergrößert werden müssen.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfin­ dung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nach­ folgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbei­ spiel.

Die in der Figur dargestellte Druckmittelsteuereinrichtung ist grundsätzlich von bekannter Bauart, weshalb nachfolgend im wesentlichen nur die für die Erfindung maßgeblichen Teile näher beschrieben sind.

Die Druckmittelsteuereinrichtung weist einen Ölbehälter 1, eine Servopumpe 2 und ein Stromteilerventil 3 auf, von der aus ein nicht näher dargestellter zweiter Arbeitskreis 4 abzweigt. In der Figur selbst ist nur der Hydraulikkreis für die Lenkung beschrieben. Durch das Stromteilerventil 3 wird konstant ein Pilotstrom durch eine Leitung 5 einem Steuer­ bzw. Lenkventil 6 zugeführt. Das Lenkventil 6 ist von bekann­ ter Bauart und wirkt in bekannter Weise, wozu u. a. eine von einem Lenkhandrad 7 aus betätigte Steuerpumpe 8 dient. Von dem Lenkventil 6 aus führen Druckleitungen 9 und 10 zu Druck­ räumen 11 und 12 eines steuerbaren Servomotors 13. Der Servomotor 13 weist zwei Hydraulikzylinder 14 und 15 auf, die neben den Druckräumen 11 und 12 noch zwei weitere Druck­ räume 16 und 17 besitzen. Die Druckräume 16 und 17 sind mit Servoschaltventilen 18 und 19 verbunden, die die Servoschalt­ einrichtung für den Servomotor 13 darstellen.

Zwei erste Steuerflächen 20 und 21 der Servoschaltventile 18 und 19 sind über zwei Steuerleitungen 22 und 23 mit den Druckleitungen 9 und 10 verbunden. Durch eine Druckbeauf­ schlagung der Steuer- bzw. Wirkflächen 20 bzw. 21 wird das Servoschaltventil 18 bzw. 19 derart betätigt, daß die Druck­ leitung 9 bzw. 10 über ein Rückschlagventil 24 mit einer Druckzuleitung 25 verbunden wird. Die Druckzuleitung 25 zweigt nach der Servopumpe 2 vor einem Druckänderungsventil 26 ab. Eine Wirk- bzw. Steuerfläche des Druckänderungsven­ tiles 26 ist auf einer Seite mit einer Steuerleitung 27 ver­ sehen, die vor dem Druckänderungsventil 26 auch der Zulei­ tung 28 abzweigt. Die gegenüberliegende Wirkfläche wird über eine Steuerleitung 29 beaufschlagt, die von der Leitung 5 abzweigt, welche mit den Druck für die hydrostatische Lenkein­ richtung bzw. dem Lenkventil 6 beaufschlagt ist und welche das Lenkventil mit Druckmittel versorgt.

Die erfindungsgemäße Druckmittelsteuereinrichtung funktio­ niert nun auf folgende Weise:

Der Druck vor dem Druckänderungsventil 26 wird P 1 bezeich­ net, der Druck mit dem die hydrostatische Lenkeinrichtung versorgt wird mit P 2. Wie aus der Figur ersichtlich ist, besitzen die Wirkflächen 31 und 32 der beiden Servoschaltven­ tile 18 und 19, die über Steuerleitungen 33 und 34 mit der Druckzuleitung 25 verbunden sind, und die Wirkfläche 35 des Druckänderungsventiles 26, die mit dem Druck P 1 aus der Lei­ tung 25 bzw. 28 versorgt werden, eine kleinere Wirkfläche. Die Wirkflächen 20, 21 und 36, die über die Steuerleitungen 22 bzw. 23 bzw. 29 mit dem Druck P 2 versorgt werden, besit­ zen hingegen eine größere Fläche. Die Druck- und Flächenver­ hältnisse sind dabei so gewählt, daß P 1×F 1=P 2×F 2, wo­ bei F 1 und F 2 jeweils die druckbeaufschlagten Druck- bzw. Wirkflächen sind.

Wird eine Lenkbewegung eingeleitet, so gelangt über die Leitung 5 und das entsprechend verstellte Steuerventil 6 Druckmittel über die Druckleitung 9 oder 10 in den Kolben­ raum 11 bzw. 12. Gleichzeitig wird durch die Steuerleitung 22 oder 23 das entsprechende Servoschaltventil 18 bzw. 19 verstellt, wodurch der Druck P 1 aus der Druckzuleitung 25 über das Servoschaltventil 18 oder 19 und Leitungen 37 oder 38 in den Druckraum 17 bzw. 16 gelangt. Die jeweilige Druck­ versorgung erfolgt jeweils diagonal zu den Drücken in den Druckräumen 11 bzw. 12, wodurch die gewünschte Verstärkung erfolgt. Aufgrund der unterschiedlichen Wirkflächen herrscht trotz unterschiedlicher Drücke Kräftegleichgewicht, wobei die Servoschaltventile 18 und 19 nicht federzentriert sein müssen. Wenn der Lenkvorgang beendet ist, kehren die beiden Servoschaltventile 18 und 19 wieder in die in der Figur dar­ gestellte Position zurück. Der Arbeitsstrom für die hydro­ statische Lenkung wird geschlossen, lediglich ein Pilotstrom wird aufrechterhalten. Der gesamte Druck kann in diesem Falle durch das Druckänderungsventil 26 und den Stromteiler 3 mit dem vollen Druck der Servopumpe 2 auf den zweiten Ar­ beitskreis 4 gehen. In diesem Falle wirkt das Druckänderungs­ ventil 26 nicht. Die Drosselung des vollen Arbeitsdruckes kann auch an dem Drosselventil 30 erfolgen, das nach dem Stromteilerventil 3 in der Leitung 5 angeordnet ist, wenn im zweiten Arbeitskreis kein Arbeitsdruck abverlangt wird.

Im Unterschied zum Stand der Technik ist es nun auch mög­ lich, während eines Lenkvorganges den zweiten Arbeitskreis 4 mit Druckmittel zu versorgen, wobei jedoch für den Servo­ motor 13 über die Druckzuleitung 25 der volle Druck weiter zur Verfügung steht. Wenn der Druck im zweiten Arbeitsgang 4 absinkt und zwar unter den für die hydrostatische Lenkung notwendigen Druck, dann tritt bei dem Druckänderungsventil 26 eine Druckdifferenz auf, womit eine Drosselung erreicht wird und für die Druckzuleitung 25, welche vorrangig mit Druckmittel versorgt werden soll, läßt sich der gewünschte hohe Druck P 1 aufbauen bzw. aufrechterhalten.

So kann z. B. ein Lenkungsdruck von 150 bar vorgesehen sein, während der von der Servopumpe gelieferte und über die Druck­ zuleitung 25 dem Servomotor 13 und/oder dem zweiten Arbeits­ kreis 4 zugeführte Druck 250 bar betragen kann. Im Bedarfs­ falle sind jedoch auch Drücke bis zu 400 bar möglich. Be­ nötigt die Lenkung zu dessen Funktionsfähigkeit entsprechend Druckmittel, so wird die dem zweiten Arbeitskreis 4 zur Ver­ fügung stehende Druckmittelmenge entsprechend reduziert, wo­ bei gleichzeitig ein entsprechender Druckabfall auftritt. Im allgemeinen lassen sich die Druck- und Strömungsverhältnisse jedoch so wählen, daß auch mit einer reduzierten Druckmittel­ menge und einem reduzierten Druck eine Funktionsfähigkeit des zweiten Arbeitskreises 4 gegeben ist. Gleichzeitig wird durch die erfindungsgemäße Lösung eine deutliche Druckerhö­ hung für den Servomotor 13 über die Druckzuleitung 25 er­ reicht und damit eine Erhöhung der Lenkleistung.

Claims (4)

1. Druckmittelsteuereinrichtung eines Kraftfahrzeuges für eine hydrostatische Hilfskraftlenkung und für einen Arbeits­ kreis, mit einer Servopumpe, mit einem Stromteilerventil für die Aufteilung des Druckmittels für die Lenkungs- und die Arbeitshydraulik und mit einer hydrostatischen Lenkeinrich­ tung, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrostatische Lenkeinrichtung (6) in an sich bekannter Weise mit einem über eine Servoschalteinrichtung (18, 19) zu­ schaltbaren Servomotor (13) versehen ist, daß zwischen dem Stromteilerventil (3) und der Servopumpe (2) ein Druckände­ rungsventil (26) mit unterschiedlichen Wirkflächen (35, 36) angeordnet ist, wobei dessen kleinere Wirkfläche (35) mit dem Druck (P 1) der Servopumpe und dessen größere Wirkfläche (36) vom Druck (P 2) der hydrostatischen Lenkung beaufschlagt ist und daß die Servoschalteinrichtung (18, 19) im gleichen Verhältnis unterschiedliche Wirkflächen (31, 32 bzw. 20, 21) besitzt, wobei ebenfalls die kleinere Wirkfläche (31 bzw. 32) mit dem Druck (P 1) und die größere Wirkfläche (20 bzw. 21) mit dem Druck (P 2) beaufschlagt ist, und wobei die zu der Servoschalteinrichtung (18, 19) führende Druckzuleitung (25) vor dem Druckänderungsventil (26) abzweigt.

2. Druckmittelsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoschalteinrichtung für die Druckregelung in den Druckräumen (16, 17) des Servomotores (13) zwei als Druck­ waagen wirdende Servoschaltventile (18, 19) aufweist.

3. Druckmittelsteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck (P 1) für den Servoschaltkreis (25, 37, 38) zwischen 180 und 400 bar eingestellt ist.

4. Servoschalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck (P 2) der hydrostatischen Lenkeinrichtung (6) zwi­ schen 100 und 180 bar eingestellt ist.