DE3736424A1 - Hilfskraftlenkung fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Hilfskraftlenkung fuer kraftfahrzeugeInfo
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
- B62D5/30—Safety devices, e.g. alternate emergency power supply or transmission means to ensure steering upon failure of the primary steering means
Description
Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung für Kraftfahr
zeuge nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definier
ten Art.
Bei Zweikreislenkanlagen mit einer radgetriebenen und mit
einer motorgetriebenen Pumpe muß die hydraulische Unterstüt
zung des Kreises mit der motorgetriebenen Pumpe so stark
dimensioniert sein, daß Rangiervorgänge durchgeführt werden
können. Dies bedeutet, daß der zweite Kreis mit der radge
triebenen Pumpe ein zusätzliches hydraulisches Potential dar
stellt. Der zweite Kreis mit der radgetriebenen Pumpe ist
jedoch aus Sicherheitsgründen erforderlich. Nachteilig ist
jedoch, daß im Vergleich zu einer Einkreislenkung dadurch
ein höheres Gesamtpotential der Hydraulik vorliegt, das un
ter Umständen doppelt so hoch sein kann. Dies kann beim Fah
ren eine Festigkeitsgefährdung der mechanischen Übertragungs
teile wie z.B. der Kugelgelenke bedeuten, denn aufgrund des
hohen Gesamtpotentials bzw. der hohen Servoverstärkung kann
das Fahrzeug nahezu unbemerkt vom Fahrer auch in sehr unebe
nem Gelände noch sicher gelenkt werden. Insbesondere bei hö
heren Geschwindigkeiten ist dies der Fall, wenn der zweite
Kreis voll mitläuft. Es ist zwar bereits bekannt, für die Zu
schaltung des zweiten Kreises eine geringfügig höhere Kraft
am Lenkrad vorzusehen, aber diese wird häufig nicht erkannt.
Dies bedeutet, der Fahrer fährt auch in schwierigem Gelände
weiter voll durch, was zu schweren Schädigungen am Fahrzeug
führen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Hilfskraftlenkung der eingangs erwähnten Art zu schaf
fen, bei dem unter Beibehaltung des zweiten Lenkkreises, der
zur Sicherheit notwendig ist, keine Überbeanspruchung von
Teilen aufgrund eines übergroßen Gesamtpotentiales entste
hen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnen
den Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Das in erfindungsgemäßer Weise angeordnete und gesteuerte
Druckbegrenzungsventil kann das Gesamtpotential der Hydrau
lik in gewünschter Weise reduzieren. Je höher der Druck in
einem Lenkkreis ansteigt, um so mehr wird der Druck im ande
ren Lenkkreis reduziert, wobei die Verhältnisse gleich gehal
ten werden können, d.h. das Gesamtpotential konstant. Wenn
z.B. der Druck in dem zweiten radangetriebenen Lenkkreis an
steigt, wird über die Leitungsverbindung mit dem ersten, mo
torangetriebenen Lenkkreis der Druck in dem ersten Lenkkreis
entsprechend reduziert. Der umgekehrte Fall ist jedoch genau
so möglich.
In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann das Druckbe
grenzungsventil so gesteuert sein, daß das Gesamtpotential
der hydraulischen Verstärkung nicht oder wenigstens nicht
wesentlich die Größe einer Einkreislenkung übersteigt.
Eine Schließhaltefeder kann in dem Druckbegrenzungsventil
derart vorgesehen sein, daß diese gegen den Druck des ande
ren Kreises auf einen Kolben des Druckbegrenzungsventiles
dieses in Schließstellung hält bzw. daß der Kolben gegen die
Kraft der Schließhaltefeder versucht, das Druckbegrenzungs
ventil in eine Öffnungsstellung zu schieben.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das
Schließglied des Druckbegrenzungsventiles mit einer Schließ
feder versehen ist. Durch diese Maßnahme kann in dem Druck
begrenzungsventil eine kleine Vorspannung (Restkapazität)
gehalten werden. Grundsätzlich ist die Schließfeder jedoch
nicht unbedingt notwendig.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgese
hen sein, daß die wirksamen Druckflächen des Kolbens des
Druckbegrenzungsventiles und des Schließgliedes unterschied
lich sind.
Durch die unterschiedlichen Flächenverhältnisse und ggf.
auch in Verbindung mit unterschiedlichen Federstärken kann
die Wirkungsweise des Druckbegrenzungsventiles in einem wei
ten Rahmen variiert werden. Gleichzeitig kann durch diese
Maßnahme ggf. auch die Schließhaltefeder schwächer ausgebil
det werden.
Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht
darin, daß der Kolbenraum des Druckbegrenzungsventils, der
mit dem anderen Lenkkreis verbunden ist, von dem Druckmittel
abströmraum in dem Druckbegrenzungsventil für den Lenkkreis,
in den das Druckbegrenzungsventil eingebaut ist, durch eine
belüftete Zwischenkammer getrennt ist.
Die Zwischenkammer vermeidet, daß Ölverluste aus einem Kreis
in den anderen Kreis übertreten und somit nicht als Leckagen
erkennbar werden.
Nachfolgend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung prinzipmäßig beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Hydraulikschema der Zweikreislenkung
Fig. 2 ein Kurvenbild zum Verhältnis Druck zur
Handkraft
In dem Hydraulikschema nach Fig. 1 ist ein erster Lenkungs
kreis 1 dargestellt, der über eine von einem Motor 2 aus an
getriebenen Pumpe 3, aus einem Tank 4 mit Druckmittel, im
allgemeinen Öl, versorgt wird. In dem Lenkkreis 1 befindet
sich ein Lenkventil 5 üblicher Bauart, das in bekannter Wei
se über ein Lenkhandrad 6 verstellt wird, wodurch einer der
beiden Kolbenräume 7 oder 8 einer Servoeinheit 22 in Abhän
gigkeit von der Verdrehung des Lenkventiles 5 über die Druck
zuleitungen 9 bzw. 10 von der Pumpe 3 aus mit Druckmittel
versorgt wird.
Ein zweiter Lenkkreis 11 besitzt ebenfalls eine Pumpe 13,
die Druckmittel aus einem Tank 12 ansaugt. Die Pumpe 13 wird
von einem Rad 14 des Kraftfahrzeuges aus angetrieben. Über
eine Druckleitung 16 wird ein zweites Lenkventil 17 mit
Druckmittel versorgt, das in Abhängigkeit von seiner Stel
lung ebenfalls über Druckzuleitungen 18 und 19 entsprechend
einen Druckraum 20 bzw. 21 der Servoeinheit 22 mit Druckmit
tel zur Verstärkung versorgt. Das Lenkventil 5 und das Lenk
ventil 17, die beiden Kolbenräume 7 und 8 und die Kolbenräu
me 20 und 21 der Servoeinheit 22 sind voneinander getrennt.
Ebenso sind auch die übrigen Leitungen des ersten Lenkkrei
ses 1 und des zweiten Lenkkreises 11 aus Sicherheitsgründen
völlig voneinander getrennt.
In den ersten Leitungskreis 1 ist ein Druckbegrenzungsventil
23 über eine Zuleitung 24 eingebaut. Über eine Kugel als
Schließglied 25 wird ein Druckmittelabströmraum 26, von dem
aus eine Abströmleitung 27 zu dem Tank 4 zurückführt, abge
schlossen. Hierfür sorgt auch eine Schließfeder 28.
Über eine Steuerleitung 29 ist ein Kolbenraum 30 mit einem
Kolben 31 mit dem zweiten Lenkkreis 11 verbunden. Der Kolben
31 ist durch eine in Richtung auf den ersten Lenkkreis 1
gerichtete Schließhaltefeder 32 vorgespannt. Zwischen dem
Druckmittelabströmraum 26 und dem Kolbenraum 30 ist eine
Zwischenkammer 33 angeordnet, durch die ein Übertreten von
Druckmittel von einem in den anderen Kreis vermieden wird.
Die Zwischenkammer ist belüftet.
Wie weiter aus der Fig. 1 ersichtlich ist, ist die wirksame
Druckfläche des Schließgliedes 25 kleiner als die wirksame
Druckfläche des Kolbens 31. Im Normalfall wird dieses Flä
chenverhältnis gleich 1:1 gestaltet.
Ohne das Druckbegrenzungsventil 23 würde sich das hydrauli
sche Potential aus den beiden Lenkungskreisen 1 und 11 addie
ren. Das Druckbegrenzungsventil 23 hingegen führt zu einer
Beschränkung, wobei es auf folgende Weise funktioniert:
Solange in dem zweiten Lenkungskreis 11 kein Druck herrscht,
ist das Schließglied 25 des Druckbegrenzungsventiles ge
schlossen. Die Schließfeder 28 ist im Vergleich zu der
Schließhaltefeder 32 wesentlich kleiner (z.B. 20 bar). Die
Schließhaltefeder kann auf einen Druck von 150 bar vorge
spannt sein, der z.B. dem Maximaldruck in dem Lenkungskreis
1 entsprechen kann. Wird nun während der Fahrt des Kraftfahr
zeuges in dem zweiten Lenkungskreis 11 über den Radantrieb
ein Druck aufgebaut, so wirkt dieser über die Steuerleitung
29 auch in dem Kolbenraum 30 entgegen der Kraft der Schließ
haltefeder 32. Gleichzeitig wirkt über die Zuleitung 24 auf
das Schließglied 25 der volle Druck des Lenkungskreises 1.
Je nach den herrschenden Flächenverhältnissen findet damit
abhängig vom Druck in dem zweiten Lenkungskreis 11 eine
Druckabregelung in dem ersten Lenkungskreis 1 über das Druck
begrenzungsventil 23 durch das Öffnen des Schließgliedes 25
statt. Dies bedeutet, man kann das hydraulische Gesamtpoten
tial auf das Potential des Lenkungskreises 1 beschränken,
wobei in diesem Falle eine entsprechende Aufteilung des Ge
samtpotentiales auf den ersten Lenkungskreis 1 und den zwei
ten Lenkungskreis 11 erfolgt. Die Anordnung des Druckbegren
zungsventiles in dem Lenkungskreis 1 wurde nur willkürlich
vorgenommen. Selbstverständlich kann es auch in dem zweiten
Lenkungskreis 11 angeordnet sein, wobei es in diesem Falle
über eine Zuleitung durch den Druck aus dem Lenkungskreis 1
gesteuert wird und der Druck im Lenkungskreis 11 abgeregelt
wird.
Zweckmäßigerweise wird man die Ventilkennlinien der Lenkungs
ventile 5 und 17 versetzt ausführen. Hierzu wird auf Fig. 2
verwiesen, wobei auf der Abszisse die Handkraft am Lenkhand
und auf der Ordinate der Druck in den Lenkungskreisen aufge
tragen ist. Dies bedeutet, der Abregeldruck des Druckbegren
zungsventiles verringert sich proportional zum zunehmenden
Druck im zweiten Lenkungskreis 11. Dabei ist die Abregel
druckänderung vom Flächenverhältnis der druckbeaufschlagten
Flächen des Kolbens 31 und des Schließgliedes 25 im Druckbe
grenzungsventil 23 abhängig. Das Druckbegrenzungsventil 23
kann mit oder ohne die Schließfeder ausgeführt werden. Die
Federkraft der Schließfeder 28 bestimmt den Mindestabregel
druck des Druckbegrenzungsventiles.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Druckanstieg des
zweiten Lenkungskreises 11 (K2) im Vergleich zu dem des er
sten Lenkungskreises 1 (K1) bezogen auf die Handkraft am
Lenkrad langsamer. Bei einer bestimmten Handkraft H, bei der
in dem zweiten Lenkungskreis 11 ein Druck von Δ p herrscht,
erfolgt eine Reduzierung um den gleichen Betrag Δ p von
der Kennlinie des ersten Lenkungskreises 1 vom Maximaldruck
p max, wenn das Flächenverhältnis der druckbeaufschlagten
Flächen von Kolben 31 und des Schließgliedes 25 gleich 1:1
ist.
Claims (6)
1. Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit zwei hydraulisch
voneinander getrennten Lenkkreisen mit jeweils dazugehörigen
Steuereinrichtungen, welche durch die Drehbewegung eines
Lenkhandrades ausgelenkt werden, wobei der erste Lenkkreis
durch eine von einem Motor angetriebenen Pumpe und der zwei
te Lenkkreis durch eine radangetriebene Pumpe versorgt wird,
und mit einer Servoeinheit, die zwei getrennte Arbeitskolben
aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
in einem der beiden Lenkkreise (1, 11) ein Druckbegrenzungs
ventil (23) angeordnet ist, das von dem Druck des anderen
Kreises (11), derart gesteuert ist, daß das Gesamtpotential
der hydraulischen Verstärkung beschränkt wird.
2. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Druckbegrenzungsventil (23) so gesteuert ist, daß das Ge
samtpotential der hydraulischen Verstärkung die Größe einer
Einkreislenkung nicht oder wenigstens nicht wesentlich über
steigt.
3. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Druckbegrenzungsventil (23) mit einem Kolben (31) verse
hen ist, der durch den Druck des anderen Kreises (11) gegen
die Kraft einer Schließhaltefeder (32) in Öffnungsstellung
des Druckbegrenzungsventiles (23) schiebbar ist.
4. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Schließglied (25) des Druckbegrenzungsventiles (23) mit
einer Schließfeder (28) versehen ist.
5. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die wirksamen Druckflächen des Kolbens (31) und des Schließ
gliedes (25) unterschiedlich sind.
6. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Kolbenraum (30) des Druckbegrenzungsventils (23), der
mit dem anderen Lenkkreis (11) verbunden ist, von dem Druck
mittelabströmraum (26) in dem Druckbegrenzungsventil (23)
für den Lenkkreis (1), in den das Druckbegrenzungsventil
eingebaut ist, durch eine belüftete Zwischenkammer (33) ge
trennt ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP8600636 | 1986-11-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3736424A1 true DE3736424A1 (de) | 1988-05-11 |
Family
ID=8165152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873736424 Withdrawn DE3736424A1 (de) | 1986-11-05 | 1987-10-27 | Hilfskraftlenkung fuer kraftfahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3736424A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997047511A1 (en) * | 1996-06-07 | 1997-12-18 | Danfoss A/S | Hydrostatic steering device with two steering systems |
WO2013087899A1 (de) | 2011-12-15 | 2013-06-20 | Rheinmetall Man Military Vehicles Gmbh | Beidseitig aktuierende lenkanlage für nutzfahrzeuge |
-
1987
- 1987-10-27 DE DE19873736424 patent/DE3736424A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997047511A1 (en) * | 1996-06-07 | 1997-12-18 | Danfoss A/S | Hydrostatic steering device with two steering systems |
WO2013087899A1 (de) | 2011-12-15 | 2013-06-20 | Rheinmetall Man Military Vehicles Gmbh | Beidseitig aktuierende lenkanlage für nutzfahrzeuge |
US9180907B2 (en) | 2011-12-15 | 2015-11-10 | Rheinmetall Man Military Vehicles Gmbh | Steering system for utility vehicles with bilateral actuation |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ZF FRIEDRICHSHAFEN AG, 7990 FRIEDRICHSHAFEN, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |