DE4409928A1 - Hydraulischer Stellantrieb für die Achslenkung eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Stellantrieb für die Achslenkung eines Kraftfahrzeugs nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.

Es ist bereits ein derartiger hydraulischer Stellantrieb für die Achslenkung eines Kraftfahrzeugs aus der EP 0 356 408 A2 bekannt, wobei das Lenkventil über eine Pumpe mit zugeordnetem Speicher mit Druckmittel versorgt werden kann. Um Energieverluste niedrig zu halten, wird hier die Pumpe von einem Elektromotor immer dann angetrieben, wenn der Speicher aufgeladen werden muß. Der Speicher wird dabei von zwei Sitzventilen hydraulisch abgesichert, welche in der von der Pumpe zum Lenkventil führenden Arbeitsleitung liegen. Das Lenkventil ist hier als Geschlossen-Kreis-Ventil ausgebildet und erzeugt beim Lenken ein Steuerdrucksignal, das über eine Steuerleitung zu dem ansteuerbaren Rückschlagventil zwischen Speicher und Lenkventil geführt wird und letzteres öffnet, so daß erst danach ein Druckmittelstrom zum Lenkzylinder gesteuert werden kann.

Nachteilig dabei ist, daß diese Lenkbewegung erst ein Drucksignal und somit die Aufstoßkräfte für das entsperrbare Rückschlagventil erzeugen muß. Dies führt zu einer relativ geringen Dynamik der Lenkeinrichtung, so daß sich dieser Stellantrieb zum Einsatz in PKW nicht eignet. Zudem ist dieser relativ langsam ansprechende Stellantrieb nicht für den Einsatz eines Offen-Kreis-Lenkventils geeignet, das auch als Open-Center-Lenkventil bezeichnet wird.

Ferner ist aus der DE 30 06 297 A1 eine hydraulische Lenkvorrichtung bekannt, bei welcher die das Lenkventil mit Druckmittel versorgende Pumpe von einem Elektromotor immer dann angetrieben wird, wenn eine Lenkbewegung stattfindet. Mit dieser Lenkvorrichtung ist zwar eine begrenzte Energieeinsparung möglich; über das als Offen-Kreis-Ventil ausgebildete Lenkventil kann jedoch noch relativ viel Druckmittel zum Tank abströmen und zu Verlusten führen. Außerdem ist auch bei dieser Lenkvorrichtung die Zuschaltdynamik verhältnismäßig schlecht, da der Arbeitsdruck erst mit einer systemeigenen Verzögerung hochlaufen muß bis eine gewünschte Servounterstützung beim Lenken erfolgen kann. Zudem kann hier beim Einsetzen der Servounterstützung ein Momentensprung auftreten, der ein exaktes Lenken erschwert.

Vorteile der Erfindung

Der hydraulische Stellantrieb für die Achslenkung eines Kraftfahrzeugs mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß er trotz geringem Energieverbrauch im Lenkbetrieb eine wesentlich höhere Dynamik erreicht. Dabei wird nur ein sehr kleiner Steuerölstrom zum Tank abgeführt, so daß der Energieverbrauch gering bleibt. Beim Einsetzen eines Lenkvorganges wird der Arbeits-Druckmittelstrom über das Lenkventil zum Lenkzylinder sehr schnell bereitgestellt infolge der Verwendung eines Speichers, wodurch auch das Fördervolumen einer Pumpe kleiner gewählt werden kann als bei einem normalen Offenen-Kreis-System. Weiterhin ermöglicht der erfindungsgemäße Stellantrieb die Verwendung eines serienmäßigen preisgünstigen Offen-Kreis-Lenkventils; darüber hinaus können auch bereits vorhandene, kostengünstige Bauelemente in der Lenkeinrichtung verwendet werden. Bei vorliegendem Stellantrieb erfolgt die Lenkunterstützung nur bei Bedarf, so daß sich das Lenksystem auch für Fahrzeuge mit Batterieantrieb eignet. Das vorliegende Lenksystem bleibt aber auch bei einem abgeschalteten Verbrennungsmotor funktionsfähig.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Stellantriebs möglich. Besonders vorteilhaft sind Ausbildungen nach den Ansprüchen 2 und 3, wodurch sich bei einfacher Bauweise des Stellantriebs die Energieverluste besonders gering halten lassen, indem vor allem der Elektromotor auf einer niedrigen Drehzahlstufe betrieben werden kann. Dies führt auch zu einem geringen Geräuschpegel des Stellantriebs, da der Elektromotor überwiegend mit niedriger Drehzahl läuft. Günstig ist eine Ausbildung nach dem Anspruch 4, wodurch sich die elektrische Bordnetzbelastung durch kleine Antriebsleistung gering halten läßt. Zweckmäßig ist es ferner, wenn gemäß Anspruch 5 für den Elektromotor zwei unterschiedliche Motoreinheiten verwendet werden, so daß billige vorhandene Bauelemente aus Großserienfertigung verwendet werden können. Vorteilhaft ist ferner, wenn der Stellantrieb nach Anspruch 6 bzw. 7 ausgebildet wird, so daß ein wirksames Laden des Speichers erzielbar ist, wobei die Energieverluste niedrig gehalten werden können. Ferner ist es zweckmäßig, wenn gemäß Anspruch 8 der Steuerölstrom von der Hochdruckseite des Speichers abgezweigt wird, wodurch ein billiger einstufiger Elektromotor verwendbar ist, der im Betrieb zudem zeitweise vollständig abschaltbar ist. Dabei ist es zweckmäßig, gemäß Anspruch 9 den Speicher hermetisch dicht abzusperren, so daß die Funktionsfähigkeit des Lenksystems auch nach längeren Betriebspausen gewährleistet ist. Auch läßt sich dadurch eine hermetisch dichte Zentralhydraulik für weitere Verbraucher zur Verfügung stellen. Die Energieverluste lassen sich noch weiter minimieren, wenn gemäß Anspruch 11 im Lenkventil in der offenen Neutralstellung eine Drosselstelle in den Steuerölstrom geschaltet wird. Ferner ist es vorteilhaft, wenn gemäß den Ansprüchen 12 und 13 die Steuerung des Lenkzylinders in einer lastdruckunabhängigen Weise durchgeführt wird. Besonders einfach und kostengünstig ist es, wenn das den Speicher absichernde Sperrventil als hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil oder als Zuschaltventil in Sitzventilbauweise ausgebildet wird. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung sowie der Zeichnung.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 als erstes Ausführungsbeispiel einen hydraulischen Stellantrieb für die Achslenkung eines Kraftfahrzeugs in vereinfachter Darstellung, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Stellantriebs und die Fig. 3 und 4 jeweils einen Teil eines dritten bzw. vierten Ausführungsbeispiels des hydraulischen Stellantriebs.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung einen hydraulischen Stellantrieb 10 für die Achslenkung eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Lenkzylinder 11 über ein Lenkventil 12 ansteuerbar ist, so daß eine in an sich bekannter Weise servounterstützte Lenkung möglich ist, wobei zur Beaufschlagung des Lenkzylinders mit Druckmittel eine Druckmittel-Versorgungseinrichtung 13 vorgesehen ist.

Das Lenkventil 12 wird über ein Gestänge 14 von einem Lenkrad 15 betätigt und ist als Offenkreis-Ventil ausgebildet, das auch als OC-Ventil bezeichnet wird. Das Lenkventil 12 hat in an sich bekannter Weise vier Arbeitsanschlüsse A, B, P, T, die in einer Neutralstellung 16 alle miteinander Verbindung haben. Das Lenkventil 12 ist in eine Parallelstellung 17 und eine Kreuzstellung 18 auslenkbar, so daß der über zwei Arbeitsleitungen 19, 21 angeschlossene, doppelt wirkende Lenkzylinder 11 nach beiden Richtungen hin betätigbar ist.

Die Druckmittel-Versorgungseinrichtung 13 weist eine Konstantpumpe 22 auf, welche Druckmittel aus einem Tank 23 ansaugt und über eine Druckleitung 24 zum P-Anschluß des Lenkventils 12 fördern kann. In diese Druckleitung 24 sind stromabwärts von der Pumpe 22 hintereinander ein Filter 25, ein Drei-Wege-Stromregelventil 26, ein Rückschlagventil 27, ein Hydrospeicher 28, eine Blende 29 sowie ein ansteuerbares Sperrventil 31 geschaltet, das in Sitzventilbauart ausgebildet ist. Das Stromregelventil 26 ist dabei so in die Druckleitung 24 geschaltet, daß sein Einlaß 32 mit der Druckseite der Pumpe 22 Verbindung hat und von einem Reststromauslaß 33 die Druckleitung 24 weiter zum Rückschlagventil 27 führt. Von einem Konstantstromauslaß 34 geht eine Steuerleitung 35 ab, die stromabwärts vom Sperrventil 31 wieder in die Druckleitung 24 führt und somit mit dem P-Anschluß des Lenkventils 12 in Verbindung steht. Das Rückschlagventil 27 und das Sperrventil 31, die beide als Sitzventile ausgebildet sind, sind zueinander gegensinnig in die Druckleitung 24 geschaltet und begrenzen in ihr einen Abschnitt 36, an dem der Hydrospeicher 28 hängt, so daß dieser hermetisch dicht abgeschlossen werden kann. Zusätzlich ist der Hydrospeicher 28 durch ein Druckbegrenzungsventil 37 abgesichert. Das den Hydrozylinder 28 ebenfalls absichernde Sperrventil 31 ist hier als entsperrbares Rückschlagventil ausgebildet, dessen nicht näher gezeichneter Entsperrkolben mit einem entsprechenden Aufsteuerverhältnis ausgebildet ist und über einen Steueranschluß 38 vom Druck in der Steuerleitung 35 ansteuerbar ist. Die Blende 29 dient zur Begrenzung des Volumenstromes in der Druckleitung 24.

Die Pumpe 22, die hier vorzugsweise als Zahnradpumpe ausgebildet ist, wird von einem Elektromotor 39 angetrieben, der zwei Drehzahlstufen aufweist. Zu diesem Zweck ist der Elektromotor 39 über einen Anlaßschalter 41 ansteuerbar, wie er an sich bei Verbrennungsmotoren üblich ist und bei dessen Aktivierung der Elektromotor 39 auf seine niedrige Drehzahlstufe geschaltet wird. Ferner ist der Elektromotor 39 über einen Druckschalter 42 ansteuerbar, der abhängig vom hydraulischen Druck im Hydrospeicher 28 elektrische Signale liefert, um davon abhängig den Elektromotor 39 auf seine maximale, obere Drehzahlstufe zu schalten bzw. abzuschalten. Der T-Anschluß des Lenkventils 12 ist über eine Rücklaufleitung 43 zum Tank 23 entlastet.

Die Wirkungsweise des hydraulischen Stellantriebs 10 nach Fig. 1 wird wie folgt erläutert:
Beim Anlassen eines nicht näher gezeichneten Verbrennungsmotors wird der Anlaßschalter 41 betätigt und der zweistufige Elektromotor 39 auf seine niedrigste Drehzahl geschaltet, mit der er die Konstantpumpe 22 antreibt. Es wird dabei davon ausgegangen, daß der Hydrospeicher 28 ausreichend geladen ist und somit der Druckschalter 42 nicht anspricht. Der von der Pumpe 22 erzeugte Volumenstrom fließt über die Druckleitung 24 zu dem Drei-Wege-Stromregler 26. Infolge der niedrigen Drehzahl des Elektromotors 39 ist dabei der Volumenstrom der Pumpe kleiner als der Konstantstrom, der am Stromregler 26 eingestellt ist. Es fließt daher dieser Druckmittelstrom vom Stromregler 26 über die Steuerleitung 35 und vorbei am Sperrventil 31 zum P-Anschluß des Lenkventils 12, von wo er bei nicht betätigtem Lenkventil 12 durch dessen offene Neutralstellung 16 über die Rücklaufleitung 43 zum Tank 23 abströmt. Dieser umlaufende Steuerölstrom ist somit auch dann vorhanden, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, d. h. also nicht gelenkt wird, wobei jedoch durch den relativ kleinen Steuerölstrom die Energieverluste sehr niedrig gehalten werden.

Beim Lenken wird nun durch Verdrehen des Lenkrads 15 bei einem bestimmten Lenkmoment die Verbindung vom P-Anschluß zum T-Anschluß im Lenkventil 12 geschlossen und es baut sich ein Druck im P-Anschluß auf, der auch in der Steuerleitung 35 wirkt und somit auch am Steueranschluß 38 ansteht. Das Sperrventil 38 ist mit seinem Aufsteuerverhältnis so ausgelegt, daß das entsperrbare Rückschlagventil 31 öffnet und nun ein Volumenstrom von dem aufgeladenen Hydrospeicher 28 über den Abschnitt 36, das geöffnete Sperrventil 31 und die Druckleitung 24 zum Lenkventil 12 strömt. Der Lenkzylinder 11 kann nun in entsprechender Weise ausgelenkt werden.

Ist während des Lenkens oder aus anderen Gründen der Betriebsdruck in dem vom Hydrospeicher 28 gebildeten Konstantdruckkreis auf seinen untersten Einstellwert zurückgefallen, so spricht der Druckschalter 42 an und steuert den Elektromotor 39 auf seine obere, maximale Drehzahl. Damit strömt auch ein maximaler Volumenstrom von der Konstantpumpe 23 zum Drei-Wege-Stromregelventil 26. Das Stromregelventil 26 begrenzt dabei einen kleinen Steuerölstrom, der in die Steuerleitung 35 abströmt, während der größere Volumenstrom über den Reststromauslaß 33 und das Rückschlagventil 27 zum Hydrospeicher 28 strömt und diesen auflädt. Ist schließlich der maximale Betriebsdruck im Speicherkreis erreicht, so schaltet der Druckschalter 42 den Elektromotor 39 wieder auf seine niedrigste Drehzahlstufe, wobei ein Steuerölstrom über den Stromregler 26 und das Lenkventil 12 zum Tank 23 abströmen kann. Durch die Blende 29 vor dem ansteuerbaren Sperrventil 31 wird der maximale Volumenstrom aus dem Hydrospeicher 28 zum Lenkventil 12 begrenzt. Beim Abschalten des Verbrennungsmotors wird über den Anlaßschalter 41 auch der Elektromotor 39 abgeschaltet, so daß der Steuerölstrom über das Lenkventil 12 entfällt.

Bei dem hydraulischen Stellantrieb 10 wird durch den ständigen Steuerölstrom in Verbindung mit dem Offenkreis- Lenkventil 12 erreicht, daß eine hochdynamisch arbeitende Servounterstützung der Lenkeinrichtung erzielt wird. Dabei läßt sich bei diesem Stellantrieb 10 ein serienmäßiges preiswertes OC-Lenkventil 12 verwenden, wie es sich als handelsübliches Ventil bereits bewährt hat. Der Stellantrieb 10 ermöglicht auch bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor ein voll funktionsfähiges Lenksystem, wobei die Lenkunterstützung nur nach Bedarf erfolgt. Das Lenksystem eignet sich deshalb besonders für Fahrzeuge mit Batterieantrieb. Dabei läßt sich der Energieverbrauch relativ gering halten, da nur ein relativ kleiner Steuerölstrom über das Lenkventil 12 zum Tank abströmt. Zudem arbeitet der hydraulische Stellantrieb 10 mit einem relativ geringen Geräuschpegel, da der zweistufige Elektromotor 39 überwiegend mit niedriger Drehzahl läuft. Durch die Kombination mit einem Hydrospeicher 28 läßt sich die Pumpe 22 auf ein relativ kleines Fördervolumen auslegen. Insgesamt läßt sich mit dem Stellantrieb auf einem Fahrzeug eine geringe elektrische Bordnetzbelastung durch die kleine Antriebsleistung erreichen. Der durch Sitzventile abgesicherte Hydrospeicher 28 ermöglicht zudem eine hermetisch dichte Zentralhydraulik für weitere Verbraucher. Außerdem begünstigt der hydraulische Stellantrieb 10 den Einbau einer komplett geprüften Vorderradlenkung direkt ins Kraftfahrzeug.

Die Fig. 2 zeigt einen zweiten hydraulischen Stellantrieb 50, der sich von dem Stellantrieb 10 nach Fig. 1 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden.

Der zweite Stellantrieb 50 unterscheidet sich im wesentlichen in drei Punkten vom ersten Stellantrieb 10. So werden beim zweiten Stellantrieb 50 anstelle eines einzigen, zweistufigen Elektromotors 39 zwei Motoreinheiten 51, 52 verwendet, die gleichachsig zueinander angeordnet sind und gemeinsam auf die Verstellpumpe 22 arbeiten. Dabei wird der erste Motor 51 von dem Druckschalter 42 angesteuert, wodurch die Pumpe 22 mit der oberen, maximalen Drehzahl angetrieben wird und die zweite Motoreinheit 52 leer mitlaufen kann. Mit Hilfe der zweiten Motoreinheit 52 wird die Pumpe 22 mit der niedrigen Drehzahlstufe angetrieben, wobei die erste Motoreinheit 51 nicht aktiviert ist. Auf diese Weise können bereits vorhandene Bauelemente aus Großserien verwendet werden, wobei zudem im Betrieb relativ niedrige Verluste auftreten.

Ferner weist der zweite Stellantrieb 50 anstelle des Drei- Wege-Stromregelventils 26 nach Fig. 1 nunmehr ein einfacheres Zwei-Wege-Stromregelventil 53 auf, das unmittelbar in die Steuerleitung 35 geschaltet ist, welche zwischen Filter 25 und Rückschlagventil 27 von der Druckleitung 24 abzweigt. Ferner wird in dem zweiten Stellantrieb 50 der Abschnitt 36 der Druckleitung 24 durch eine Druckwaage 54 begrenzt, in die die Funktion des ansteuerbaren Sperrventils 31 nach Fig. 1 integriert ist. Zu diesem Zweck weist die Druckwaage 54 äußere Endstellungen 55, 56 auf, in denen die Druckleitung 24 durch eingebaute Sitzventile hermetisch dicht abgesperrt ist. Zwischen den Endstellungen 55, 56 kann die Druckwaage 54 Regelstellungen 57 einnehmen, um den Volumenstrom über die Druckleitung 24 zum Lenkventil 12 lastunabhängig zu steuern. Zu diesem Zweck weist die Druckwaage 54 neben dem bisherigen, ersten Steueranschluß 38, welcher mit der Steuerleitung 35 verbunden ist, einen gegenüberliegenden, zweiten Steueranschluß 58 auf, der über einen Steuerkanal 59 und ein Wechselventil 61 Verbindung zu den Arbeitsleitungen 19 bzw. 21 hat. Zusätzlich wird die Druckwaage 54 auf der Seite des zweiten Steueranschlusses 58 von einer Regelfeder 62 beaufschlagt.

Die Wirkungsweise des zweiten Stellantriebs 50 entspricht im wesentlichen derjenigen des ersten Stellantriebs 10, wobei jedoch folgende Unterschiede auftreten. Beim Anlassen des Verbrennungsmotors wird über den Anlaßschalter 41 nur die zweite Motoreinheit 52 aktiviert, so daß die Pumpe 22 auf der niederen Drehzahlstufe angetrieben wird. Der dabei erzeugte, kleine Steuerölstrom fließt über die Steuerleitung 35 und das Offenkreis-Lenkventil zum Tank 23 ab, wobei das Zwei-Wege-Stromregelventil 53 noch nicht wirksam wird, da dieser Steuerölstrom unter dem Ansprechwert des Stromregelventils liegt. Erst wenn bei zu niedrigem Betriebsdruck im Hydrospeicher 28 der Druckschalter 42 die erste Motoreinheit 51 einschaltet und die Pumpe 22 mit ihrer maximalen Drehzahl entsprechend der oberen Drehzahlstufe fördert, wird der Steuerölstrom über die Steuerleitung 35 vom Stromregelventil 53 begrenzt, während der übrige, größere Reststrom zum Aufladen des Hydrospeichers 28 dient. Im übrigen ist mit Hilfe der Druckwaage 54 und der Rückleitung des jeweiligen Lastdrucks über das Wechselventil 61 eine lastdruckunabhängige Volumenstrom-Regelung durch das Lenkventil 12 möglich, wie dies grundsätzlich an sich bekannt ist. Bei nicht betätigtem Lenkventil 12 und bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor fließt auch kein Steuerölstrom über die Leitung 35, so daß der Schieber der Druckwaage 54 von der Regelfeder 62 in der Endstellung 55 zentriert ist, wobei seine Sitzventile den Hydrospeicher 28 hermetisch abdichten. Wird jedoch bei nicht betätigtem Lenkventil 12 der Verbrennungsmotor eingeschaltet und fördert die Pumpe 22 einen kleinen Steuerölstrom über die Steuerleitung 35 und das in Neutralstellung 16 befindliche Lenkventil 12 zum Tank 23, so wird der Schieber der Druckwaage 54 von dem in der Steuerleitung 35 auftretenden Druck gegen die Kraft der Regelfeder 62 in die andere Endstellung 56 gebracht, in welcher der Abschnitt 36 und damit der Hydrospeicher 28 ebenfalls durch die Sitzventile der Druckwaage 54 hermetisch abgedichtet ist.

Erst wenn das Lenkventil 12 betätigt wird und durch Absperren der Verbindung P nach T die Entlastung zum Tank 23 entfällt, wirkt die am Lenkventil 12 auftretende Druckdifferenz auf die Druckwaage 54, die nun in ihre Regelstellung 57 geht und dabei eine an sich bekannte lastdruckkompensierte Steuerung des Volumenstroms zum Lenkzylinder 11 ermöglicht. Im übrigen lassen sich mit dem zweiten Stellantrieb 50 die gleichen Vorteile wie beim ersten Stellantrieb 10 nach Fig. 1 erreichen.

Die Fig. 3 zeigt einen Teil eines dritten hydraulischen Stellantriebs 70, der sich von dem zweiten Stellantrieb 50 nach Fig. 2 lediglich dadurch unterscheidet, daß die Funktion der Druckwaage für eine lastdruckunabhängige Steuerung und die Funktion des ansteuerbaren Sperrventils von zwei voneinander getrennten, an sich bekannten, handelsüblichen Bauelementen realisiert ist. Dabei kann als ansteuerbares Sperrventil wiederum das hydraulisch entsperrbare Rückschlagventil 31 nach Fig. 1 verwendet werden, dem eine ansich bekannte Zwei-Wege-Druckwaage 71 nachgeschaltet ist. Auf diese Weise läßt sich die lastdruckunabhängige Steuerung für das Lenkventil 12 mit einer serienmäßigen Druckwaage 71 realisieren, dem in der Druckleitung 24 nun für die Funktion des den Hydrospeicher 28 absperrenden Sperrventils ein übliches entsperrbares Rückschlagventil 31 vorgeschaltet ist. Die Funktion des dritten Stellantriebs 70 entspricht sinngemäß derjenigen des zweiten Stellantriebs 50 nach Fig. 2.

Die Fig. 4 zeigt in vereinfachter Darstellung einen Teil eines vierten hydraulischen Stellantriebs 80, der sich von dem ersten Stellantrieb 10 nach Fig. 1 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden.

Der vierte Stellantrieb 80 unterscheidet sich vor allem darin, daß bei ihm in der Druckmittel-Versorgungseinrichtung 13 die Steuerleitung 81 stromabwärts vom Rückschlagventil 27 und somit von der Druckseite des Hydrospeichers 28 abzweigt. Im übrigen ist in diese Steuerleitung 81 das Zweiwege­ Stromregelventil 53 geschaltet und stromabwärts von letzterem ein 2/2-Sitzventil 82, das elektromagnetisch betätigbar und vom Anlaßschalter 41 ansteuerbar ist. Der Elektromotor zum Antrieb der Pumpe 22 ist hier als einstufiger Elektromotor 83 ausgebildet, der für die Funktion des Speicherladens lediglich vom Druckschalter 42 ansteuerbar ist. Die Funktion des ansteuerbaren Sperrventils wird hier von einem Zuschaltventil 84 in Sitzventilbauart übernommen. Fernerhin ist das Lenkventil 12 dahingehend leicht abgewandelt, daß seinem P-Anschluß eine Drosselstelle 85 zugeordnet ist, welche in der Neutralstellung 16 in der Verbindung zum T-Anschluß liegt.

Die Wirkungsweise des vierten Stellantriebs 80 entspricht in vielen Punkten derjenigen des ersten Stellantriebs 10, wobei sich jedoch durch die Abzweigung des Steuerölstroms aus dem Speicherkreis folgende unterschiedliche Funktionen ergeben.

Beim Anlassen eines Verbrennungsmotors wird der Anlaßschalter 41 betätigt und schaltet das 2/2-Sitzventil 82 gegen die Kraft einer Feder in eine Stellung für freien Durchfluß. Nunmehr fließt ein ständiger Steuerölstrom aus dem Hydrospeicher 28 über das Stromregelventil 53, das geöffnete Sitzventil 82 und die Steuerleitung 81 zum Lenkventil 12, von wo er über die Drossel 85 und die Rücklaufleitung 43 bei nicht betätigter Lenkung zum Tank 23 abströmen kann. Der Steuerölstrom kann relativ klein eingestellt werden und zum Beispiel 0,1 bis 0,2 l/min betragen. Die Drosselstelle 85 im P-Anschluß des Lenkventils 12 kann so ausgelegt sein, daß stromaufwärts vom Lenkventil 12 zum Beispiel ein Druck von ca. 5 bar aufgebaut wird, wobei jedoch der Ansprechwert des Zuschaltventils 84 über diesem Zwischendruck liegt. Erst beim Betätigen der Lenkung wird im Lenkventil 12 bei einem bestimmten Lenkmoment die Verbindung vom P-Anschluß zum T-Anschluß geschlossen und der Druck stromaufwärts in der Steuerleitung 81 weiter erhöht, wobei dieser erhöhte Druck zugleich auch auf das Zuschaltventil 84 wirkt und es schließlich öffnet. Bei geöffnetem Zuschaltventil 84 steht ein entsprechender Druck- bzw. Volumenstrom aus dem Hydrospeicher 28 über die Druckleitung 24 am Lenkventil 12 an, so daß der Lenkzylinder 11 entsprechend ausgelenkt werden kann. Ist der Betriebsdruck im Konstantdruckkreis des Hydrospeichers 28 auf seinen untersten Betriebspunkt gefallen, so wird über den Druckschalter 42 der einstufige Elektromotor 83 eingeschaltet und somit die Pumpe 22 zugeschaltet. Die Pumpe 22 lädt nun den Hydrospeicher 28 auf, bis dort der maximale Betriebsdruck erreicht wird und anschließend der Druckschalter 42 den Elektromotor 83 wieder abschaltet. Das 2/2-Sitzventil 82 schaltet erst in seine Sperrstellung, wenn der Anlaßschalter 41 ausgeschaltet und somit der Verbrennungsmotor abgeschaltet wird, also das Fahrzeug nicht mehr fährt. Der Elektromotor 83 läuft somit nicht mehr ständig mit, sondern wird abhängig von den Signalen des Druckschalters 42 zu- bzw. abgeschaltet. Als Elektromotor 83 kann hier ein einfacherer, einstufiger Motor verwendet werden. Durch die Abzweigung des Steuerölstroms aus dem Speicherkreis wird zwar der Energieverlust gegenüber dem Stellantrieb nach Fig. 1 und 2 geringfügig erhöht; andererseits läßt sich die Dynamik beim Zuschalten der Lenkeinrichtung noch weiter steigern.

Selbstverständlich sind an den gezeigten Ausführungsformen Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So kann anstelle des zweistufigen Antriebs mittels den Elektromotoren nach Fig. 1 bzw. 2 auch ein Elektromotor verwendet werden, der stufenlos verstellbar ist. Ferner kann in die Rücklaufleitung 43 vom Lenkventil 12 zum Tank 23 ein Vorspannventil eingebaut werden, um den Druck am Ausgang des Lenkventils 12 in geeigneter Weise vorzuspannen. Auch der vierte Stellantrieb 80 nach Fig. 4 kann für eine lastdruckunabhängige Steuerung ausgerüstet werden.

Claims (17)

1. Hydraulischer Stellantrieb für die Achslenkung eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein Lenkzylinder über ein Lenkventil mit Druckmittel von einer Druckmittel-Versorgungseinrichtung beaufschlagbar ist, welche eine von einem Elektromotor angetriebene Pumpe aufweist, die über ein Rückschlagventil einen Speicher aufladen kann, der durch ein ansteuerbares Sperrventil in Sitzventilbauart vom Lenkventil hydraulisch getrennt ist und dessen Druck von einem Drucksensor überwacht wird, dessen Signale zur Steuerung des Elektromotors dienen und bei der das Ansteuersignal für das Sperrventil abhängig von einer Betätigung der Lenkeinrichtung ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkventil (12) als Offenkreis-Ventil ausgebildet ist und aus der Druckmittel-Versorgungseinrichtung (13) über ein Stromregelventil (26, 53) ein Steuerölstrom abgezweigt wird, der über eine das Sperrventil (31, 54) umgehende Steuerleitung (35, 81) zum Lenkventil (12) geführt wird.

2. Hydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Steuerölstrom abzweigende Steuerleitung (35) stromaufwärts von dem den Speicher (28) absichernden Rückschlagventil (27) an die Druckseite (24) der Pumpe (22) angeschlossen ist.

3. Hydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (39, 51, 52) für mindestens zwei unterschiedliche Drehzahlstufen ausgebildet ist, insbesondere als drehzahlgesteuerter E- Motor.

4. Hydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (39, 51, 52) zum Einschalten seiner unteren Drehzahlstufe von einem Schalter, insbesondere dem Anlaßschalter (41) einer Brennkraftmaschine, ansteuerbar ist, während er zum Einschalten seiner oberen Drehzahlstufe von dem Druckschalter (42), insbesondere bei unterem Betriebsdruck des Speichers (12), ansteuerbar ist.

5. Hydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektromotor für den Antrieb der Pumpe (22) mit zwei unterschiedlichen Drehzahlstufen zwei Motoreinheiten (51, 52) vorgesehen sind, die insbesondere gleichachsig zueinander angeordnet sind.

6. Hydraulischer Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromregelventil als 3-Wege-Ventil (26) ausgebildet ist, an dessen Reststromanschluß (33) über das Rückschlagventil (27) der Speicher (22) und an dessen Konstantstromanschluß (34) die Steuerleitung (35) angeschlossen sind.

7. Hydraulischer Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromregelventil als 2-Wege-Ventil (53) ausgebildet und in die Steuerleitung (35) geschaltet ist.

8. Hydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Steuerölstrom abzweigende Steuerleitung (81) stromabwärts von dem den Speicher (28) absichernden Rückschlagventil (27) an die Druckseite des Speichers (28) angeschlossen ist.

9. Hydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuerleitung (81) ein insbesondere magnetisch betätigbares 2/2-Sitzventil (82) geschaltet ist.

10. Hydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (83) einstufig ausgebildet und vom Druckschalter (42) ansteuerbar ist.

11. Hydraulischer Stellantrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkventil (12) in seiner offenen Neutralstellung (16) eine in den Steuerölstrom geschaltete Drosselstelle (85) aufweist.

12. Hydraulischer Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in die zum Lenkventil (12) führende Druckleitung (24) eine zugeordnete Druckwaage (54, 71) für eine lastdruckunabhängige Steuerung geschaltet ist.

13. Hydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 12, daß die Druckwaage-Funktion und die Funktion des ansteuerbaren Sperrventils (31) in einem gemeinsamen Ventil (54) kombiniert sind.

14. Hydraulischer Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil als hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil (31) ausgebildet ist.

15. Hydraulischer Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil als Zuschaltventil (84) in Sitzventilbauart ausgebildet ist.

16. Hydraulischer Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine Konstantpumpe (22) ist.

17. Hydraulischer Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch seine Verwendung für die Vorderradlenkung, inbesondere in einem PKW.