DE4301357A1 - Hydraulische Steuereinrichtung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuereinrichtung für die Vorder- wie auch Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeugs nach der Gattung des Hauptanspruchs. Derartige bekannte hydraulische Ein­ richtungen benötigen eine große Anzahl hydraulischer Komponenten, insbesondere Steuermittel, die speziell an die Bedürfnisse derar­ tiger Lenkeinrichtungen angepaßt sein müssen. Hierdurch entsteht ein hoher Fertigungsaufwand, was sich nachteilig auf die Kosten auswirkt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße hydraulische Steuereinrichtung mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor­ teil, daß sie beispielsweise mit nur einer Pumpe für beide Lenk­ systeme auskommt und in Offenkreis- und Konstantdruckversion zu kom­ binieren ist. Dabei ist die Pumpenleistung so abgestimmt, daß das Summenlastkollektiv der beiden Systeme abgedeckt ist. Außerdem be­ zweckt die Erfindung, durch Nutzung von Druckversorgungskomponenten und Zusammenfassung mit der Serien-Vorderradlenkung Kosten, Bauraum und Energie einzusparen. Die Steuereinrichtung kann im open-cen­ ter- bzw. closed-center-System ausgeführt sein. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung.

Zeichnung

In der Zeichnung sind vier Beispiele hydraulischer Steuereinrich­ tungen bzw. Druckversorgungssysteme für hydraulische Vorder- und Hinterachslenkungen in den Fig. 1 bis 4 in schematischer Dar­ stellung wiedergegeben.

Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1 ist mit 10 eine Pumpe bezeichnet, die beispielsweise als Verstellpumpe ausgebildet ist bzw. eine integrierte Stromregelung aufweist. Sie saugt Druckmittel aus einem Behälter 11 an und fördert es in eine Leitung 12, die zu einem 3-Wege-Stromregler 13 führt. Dieser setzt sich zusammen aus einer Druckwaage 14 und einem diese aktivierenden Elektromagnetventil 15; dieses ist als 5/2-Wege-Ventil ausgebildet. Vom Eingang der Druckwaage 14 führt eine Leitung 17 zur hydraulisch betätigten Vorderachslenkung 18, die im open-cen­ ter-System arbeitet. Auf die Vorderachslenkung ist nur insoweit ein­ gegangen, daß diese in jeder Stellung der Druckwaage Druckmittel er­ hält. Entsprechend der hier benötigten Menge wird die Pumpe durch Wirkung ihres Reglers 10A verlustarm eingestellt.

Von der Druckwaage 14 führen zwei Leitungen 19, 20 zum Elektro­ magnetventil 15. Außerdem führt von dem eine Reglerfeder 21 auf­ nehmenden Raum 22 des Stromreglers eine Leitung 23 ebenfalls zum Elektromagnetventil. Von diesem führen zwei Leitungen 25, 26 zu einem elektromagnetisch betätigten Proportionalventil 27, das als 4/3-Wegeventil ausgebildet ist, und zwar als sog. open-center-Ven­ til. Vom Proportionalventil 27 führen zwei Leitungen 28, 29 zu den beiden Druckräumen 30, 31 des Stellzylinders 32 einer hydraulischen Hinterachslenkung 33. Von der Leitung 25 zweigt eine zum Behälter 11 führende Rückleitung 35 ab. Sowohl das Proportionalventil 27 als auch das Elektromagnetventil 15 werden über ein elektrisches Relais 36 aktiviert. Entgegen den auf Elektromagnetventil 15 einwirkenden Elektromagneten 15A wirkt eine Feder 38 ein.

Durch den Schieber 14A der Druckwaage 14 führt ein Kanal 14B mit Regelblende 14C für die Konstanthaltung eines zur Hinterachslenkung 33 führenden Druckmittelstroms, der durch den Stromregler 13 nach Aktivierung des Elektromagnetventils 15 bereitgestellt wird, und zwar derart, daß dieser Druckmittelstrom konstant und druckunab­ hängig ist. Dadurch, daß die Pumpe 10 ebenfalls regelbar ist - ange­ deutet durch eine Drossel 10A in der Leitung 12 und unter Mitwirkung des Stromreglers bzw. der Druckwaage 14 mit Drossel 14A - ist sichergestellt, daß das Summenlastkollektiv der beiden Lenkeinrich­ tungen abgedeckt ist und ein wirtschaftlicher Betrieb der Pumpe er­ reicht wird. In Stellung 11 des Elektromagnetventils 15 ist, der Federraum 22 zum Druckmittelbehälter 11 verbunden. In Stellung I des Magnetventils 15 fließt Druckmittel über die Leitung 26 zum Propor­ tionalventil 27 und von dort - je nach Arbeitsstellung dessel­ ben - entweder zum Druckraum 30 oder zum Druckraum 31 des Stell­ zylinders 32. Das ausströmende Druckmittel gelangt über die Lei­ tungen 25 und 35 zum Behälter 11. Die Hinterachslenkung ist also erst dann betätigbar, wenn das Relais 36 ein entsprechendes Signal an das Proportionalventil 17 und das Magnetventil 15 gegeben hat. Das Relais 36 kann beispielsweise vom Lenkrad des Fahrzeugs her an­ gesteuert werden.

Das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 unterscheidet sich gegen­ über dem oben Beschriebenen dadurch, daß hier der Stromregler - be­ zeichnet mit 40 - etwas anders ausgebildet ist. Das Elektromagnet­ ventil ist mit 41 bezeichnet und als 3/2-Ventil ausgebildet. Die Druckwaage 42 ist ebenfalls anders gestaltet, liefert jedoch wie­ derum einen konstanten, druckunabhängigen Druckmittelstrom zur Hin­ terachslenkung 33, der aus dem Lenkkreis der Vorderachslenkung 18 über den Stromregler abgezweigt wird. Von der Druckwaage 42 führt nunmehr nur eine einzige Leitung 43 zum Magnetventil 41, und von diesem nur eine Leitung 44 zum elektromagnetisch betätigbaren Pro­ portionalventil 45, das nun aber im Unterschied zum obigen Aus­ führungsbeispiel als closed-center-Ventil ausgebildet ist, während die Vorderradlenkung 18 weiterhin im open-center-System arbeitet.

An die Leitung 44 ist ein Druckspeicher 46 angeschlossen, sowie ein Drucksensor 47, welcher mit dem Relais 36 in Wirkverbindung steht, welches wiederum das Elektromagnetventil 41 ansteuert, gegebenen­ falls auch wieder das Proportionalventil 45. Der Federraum 42A der Druckwaage ist über eine Leitung 48 mit der Leitung 44 verbunden, welche über das Magnetventil 41 und eine an diese angeschlossene Leitung 49 mit der Rückleitung 35 verbindbar ist. Die Regelblende 42A der Druckwaage 42 liefert wiederum nach Aktivieren des Elektro­ magnetventils 41 einen konstanten Druckmittelstrom zur Hinterachs­ lenkung. Der Dreiwegestromregler 42 einschließlich dem Elektro­ magnetventil 41 arbeitet auch als Speicherladeventil mit Zuschalt­ signal aus dem Drucksensor 46 zum Aufladen des Druckspeichers 46. Dazu wird ein konstanter, druckunabhängiger Druckmittelstrom aus dem Lenkkreis der Vorderachslenkung über den Stromregler 40 abgezweigt. Durch Entlasten des Federraums 42A arbeitet der Stromregler in den Ladepausen verlustarm. Aktiviert wird die Hinterachslenkung wiederum dadurch, daß das Magnetventil von seiner Grundstellung II wiederum in die Arbeitsstellung I geschaltet wird.

Aus obiger Steuereinrichtung ist zu erkennen, daß die Hinterachs­ lenkung als Konstantdrucksystem ausgebildet ist, die Vorderachs­ lenkung 18 als Offenkreissystem.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 gleicht wieder weitgehend dem nach Fig. 2, jedoch im wesentlichen mit dem Unterschied, daß parallel zur Drossel 10A in der Förderleitung der Pumpe 10 eine Bypaßleitung 50 mit Regelblende 51 angeordnet ist, die hydrau­ lisch durch einen Stellzylinder 52 betätigt wird. Dieser ist über eine Leitung 53 an die Leitung 48 - siehe Fig. 2 - angeschlossen. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 wird während des Ladens des Speichers 46 die Pumpe auf eine höhere För­ derleistung geregelt. Die Höherstellung des Druckmittelstroms kann beispielsweise, wie dargestellt, durch Öffnen der Regelblende 51 er­ folgen oder einer Verstellblende für den Stromregler oder durch Ver­ stellung einer Regelpumpe. Das Signal für die Anhebung des Druck­ mittelstroms kann aus dem Zuschaltdruck am Magnetventil 41 oder über ein nicht dargestelltes Magnetventil von der Pumpe abgeleitet wer­ den. Das Relais 36 für die Betätigung des Magnetventils erhält ein Signal mit Minimaldruckerkennung. Voraussetzung für die Anhebung des Druckmittelstroms ist ein ausreichendes Fördervolumen der Pumpe 10 und eine ausreichende Drehzahl.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 arbeiten sowohl die Hinter­ achs- als auch die Vorderachslenkung im open-center-System. Dabei wird die Vorderachslenkung 18 ebenfalls über den Stromregler 40 ver­ sorgt, und zwar dadurch, daß an die Hinterachslenkung eine Signal­ leitung 60 angeschlossen ist, die an den Ausgang des Magnetventils 15 führt. An die Leitung 60 ist noch ein Druckspeicher 61 ange­ schlossen, sowie ein zugehöriger Drucksensor 62. Dieser erhält eben­ so wie der Druckspeicher 46 sein Signal vom Relais 36. Der wesent­ liche Unterschied besteht nun aber darin, daß die Pumpe - bezeichnet mit 64 - eine Konstantpumpe mit konstantem Förderstrom ist. Der zu­ schaltbare 3-Wege-Stromregler 40 arbeitet wieder als Speicherlade­ ventil für die beiden Druckspeicher 46, 61 mit gleichem Konstant­ druckniveau. Jeweils der niederste Speicherkreisdruck ist dominant für das Zuschaltsignal aus den Drucksensoren 47 und 62.

Claims (5)

1. Hydraulische Steuereinrichtung für die Vorder- wie auch die Hin­ terachslenkung (18; 33) eines Kraftfahrzeugs, die von einer gemein­ samen Pumpe (10, 64) mit Druckmittel versorgt werden unter Verwen­ dung von Steuermittel, dadurch gekennzeichnet, daß für die Druck­ mittelversorgung der Hinterachslenkung (33) ein mit einer Regel­ blende bzw. Druckwaage ausgestatteter und durch ein Elektromagnet­ ventil (15) aktivierbarer 3-Wege-Stromregler (13) vorgesehen ist, der für die Hinterachslenkung einen konstanten, druckunabhängigen Druckmittelstrom abzweigt, daß dem Stellzylinder (32) der Hinter­ achslenkung ein elektromagnetisch betätigbares Proportionalventil (27) zugeordnet ist, und daß dieses sowie das Elektromagnetventil (15) des Stromreglers (13) über ein Relais (36) aktivierbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Stellzylinder (31) der Hinterachslenkung zugeordnete Proportional­ ventil in open-center-Ausführung ausgebildet ist und auch die Vor­ derachslenkung (18) ein open-center-System bildet, und daß die Pumpe (10) als Verstellpumpe (10) mit Verstellregler (10A) ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Stellzylinder der Hinterachslenkung zugeordnete Proportionalventil als closed-center-Ventil ausgebildet ist, daß das Elektromagnetven­ til (41) ein 3/2-Ventil ist, daß an die Druckleitung (44) ein Druck­ speicher (46) und ein Drucksensor (47) angeschlossen sind, wobei letzterer ein Drucksignal an das Relais (36) zum Aufladen des Speichers sendet, und daß das Druckmittel für den Druckspeicher aus dem Lenkkreis der Vorderradlenkung (18) entnommen wird und daß die Pumpe (10) als Verstellpumpe (10) mit Verstellregler (10A) ausgebil­ det ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Federraum (42A) der Druckwaage des 3-Wege-Stromreglers (42) eine Druckleitung (53) angeschlossen ist, die eine Regelblende (51) steuert, die parallel zum Verstellregler der Pumpe (10) geschaltet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Hinterachslenkung als auch Vorderachslenkung als Konstantdruck­ systeme im closed-center-System ausgeführt sind, daß die Druck­ mittelversorgung der Vorderachslenkung über den 3-Wege-Stromregler erfolgt und an die entsprechende Versorgungsleitung ebenfalls ein von diesem Kreis druckgesteuerter Druckspeicher angeschlossen ist, und daß die Pumpe (64) als Konstantpumpe ausgebildet ist und daß auch für den zweiten Druckspeicher (61) ein Drucksensor (62) vorge­ sehen ist, der über das Relais (36) angesteuert wird.