WO2022023222A1 - Hydrostatic steering device - Google Patents

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WO2022023222A1
WO2022023222A1 PCT/EP2021/070750 EP2021070750W WO2022023222A1 WO 2022023222 A1 WO2022023222 A1 WO 2022023222A1 EP 2021070750 W EP2021070750 W EP 2021070750W WO 2022023222 A1 WO2022023222 A1 WO 2022023222A1
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WO
WIPO (PCT)
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steering
valve
hydraulic
steering device
wheel
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/070750
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German (de)
French (fr)
Inventor
Robert Haid
Original Assignee
TECO GmbH transport engineering consulting
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TECO GmbH transport engineering consulting filed Critical TECO GmbH transport engineering consulting
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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
    • 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
    • B62D5/09—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by means for actuating valves

Definitions

  • the invention relates to a hydrostatic steering device according to the preamble of claim 1.
  • the hydraulic pump delivers fluid to a steering cylinder.
  • the fluid causes an off deflection of the piston of the hydraulic cylinder, which causes a Ver position of a running direction of a wheel via the piston rod.
  • An adjustment of the steering wheel causes only the change in the size of an opening of a valve for setting a volumetric flow supplied to the steering cylinder. If there is a leak in the hydraulic circuit or if the hydraulic pump fails, serious accidents can occur because steering with the steering wheel is then no longer possible.
  • the invention is based on the object of developing a generic hydrostatic steering device in such a way that safe steering is possible.
  • the hydrostatic steering device comprises a corresponding second element.
  • the steering device includes a second hydraulic steering circuit with a second fluid. Consequently, the hydrostatic steering device comprises as second elements a second position sensor for determining the position of the steering wheel, a second hydraulic pump for delivering the second fluid in the second hydraulic steering circuit, a second steering cylinder for adjusting the direction of travel of the wheel of the working machine, a second valve for setting a dem second steering cylinder supplied volume flow of the second fluid and a second control unit for controlling the second valve depending on the position of the steering wheel.
  • the second elements are part of the second hydraulic steering circuit. Because all the first elements are redundant, safe steering is possible.
  • the hydrostatic steering device can be designed in such a way that the mobile working machine can still be steered even if one hydraulic steering circuit fails. In this way, accidents due to the failure of the steering device can be avoided.
  • the first hydraulic steering circuit and the second hydraulic steering circuit are designed to be fluidically completely separate from one another. Before geous there is no pressure equalization between the first fluid and the second fluid.
  • the first steering cylinder and the second steering cylinder expediently act on the same wheel to change the running direction of the wheel.
  • the first steering cylinder and the second steering cylinder actuate a steering axis of the hydrostatic steering device simultaneously. If one of the two hydraulic steering circuits fails, the running direction of the wheel can also be adjusted by one of the two steering cylinders alone.
  • the first steering cylinder and the second steering cylinder are operatively connected via a tie rod. An adjustment of a steering cylinder causes an adjustment of the other steering cylinder.
  • the first steering cylinder and the second steering cylinder are advantageously connected in series.
  • the first steering cylinder and the second steering cylinder expediently comprise a common piston rod. Both a first piston of the first steering cylinder and a second piston of the second steering cylinder are fastened to the common piston rod. As a result, the first steering cylinder and the second steering cylinder are connected in series in a simple manner.
  • the steering device is advantageously designed in such a way that the direction of travel of the wheel can be adjusted with one of the two hydraulic steering circuits alone. This enables safe steering.
  • the steering device is designed such that when the pressure drops in one of the two hydraulic steering circuits below a specified threshold value, the associated hydraulic pump is switched off and the steering device is only operated with the other hydraulic steering circuit. As a result, an unnecessary loss of fluid can be avoided. This can protect the environment.
  • the steering device expediently has a third control unit.
  • the third control unit causes the associated hydraulic pump to be switched off when there is a drop in pressure in the first hydraulic steering circuit or in the second hydraulic steering circuit.
  • the first valve and the second valve are advantageously proportional valves.
  • the first hydraulic steering circuit also includes a steering valve that is mechanically connected to the steering wheel. Due to the mechanical connection to the steering wheel, a vehicle driver receives feedback on the steering resistance on the wheel when the steering wheel is operated. In contrast to a purely electronic transmission of the position of the steering wheel to a valve, the vehicle driver receives a steering feel when the steering wheel is mechanically connected to the steering valve . If, for example, the first position sensor for determining the position of the steering wheel fails, the first hydraulic steering circuit can continue to contribute to the steering via the steering valve mechanically controlled by the steering wheel. This further safeguards the steering function.
  • the volume flow of the first fluid supplied to the first steering cylinder is advantageously determined jointly by the first valve and the steering valve. Part of the The volume flow supplied to the first steering cylinder is contributed by the first valve and another part by the steering valve.
  • the first valve and the steering valve are expediently connected in parallel in the first hydraulic steering circuit.
  • the first hydraulic pump delivers the first fluid to the first valve in a first section of a first connecting line of the first hydraulic steering circuit, that the first hydraulic pump delivers the first fluid to the steering valve in a second section of the first connecting line and that the first Section and the second section form a bifurcation of the first connecting line.
  • the volume flow of the first fluid supplied to the first steering cylinder can easily be composed of the partial volume flow through the first valve and the further partial volume flow through the steering valve.
  • the first section and the second section open into one another in the first hydraulic steering circuit between the first valve and the first steering cylinder.
  • the partial volume flows from the first valve and from the steering valve can be brought together and form the volume flow supplied to the first steering cylinder.
  • the partial volume flow through the steering valve can be adjusted by means of the steering valve.
  • the steering valve for adjusting the volume of the partial volume flow is mechanically connected to the steering wheel.
  • the steering device is designed as a retrofit kit.
  • the hydrostatic steering device can replace an existing steering device in a vehicle.
  • the safety of a vehicle with an existing steering device can be subsequently increased.
  • Fig. 1 is a schematic perspective view of a mobile work machine
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a steering device from FIG. 1.
  • the mobile working machine 2 is a dump truck.
  • the mobile work machine is a tractor, a truck or any other heavy-duty vehicle or agricultural vehicle.
  • the working machine 2 has a wheel 4 and a steering wheel 3 .
  • the wheel 4 can be rotated about an axis of rotation 7 .
  • the wheel 4 is rotatably mounted on a non-illustrated chassis of the working machine 2.
  • the direction of travel of the work machine 2 is determined by the position of the wheel 4 in relation to the chassis.
  • the direction of travel of the working machine 2 is determined by the running direction 8 of the wheel 4 .
  • the running direction 8 of the wheel 4 is oriented perpendicular to the axis of rotation 7 of the wheel 4 .
  • the running direction 8 is adjustable in relation to the chassis.
  • the wheel 4 can be pivoted about a pivot axis 33 .
  • the pivot axis 33 is perpendicular to the axis of rotation 7 and perpendicular to the running direction 8.
  • the work machine 2 can be designed for autonomous operation and autonomous steering.
  • the work machine 2 is designed for operation by a vehicle driver who is in the machine. A remote control of the working machine 2 and its steering are possible. It can also be provided that the work machine can be operated in an autonomous mode or in a guided mode.
  • the work machine 2 has a steering device 1 shown in FIG. 2 .
  • the steering device 1 comprises several first elements.
  • the first elements are part of a first hydraulic steering circuit 12.
  • the first hydraulic steering circuit 12 has a first fluid 13 on.
  • the first fluid 13 is delivered in the first hydraulic steering circuit 12 by a first hydraulic pump 14 .
  • the first fluid 13 is hydraulic oil.
  • the fluid 13 can also be any other liquid.
  • the first elements of the first hydraulic steering circuit 12 include at least a first position sensor 11, the first hydraulic pump 14, a first steering cylinder 15, a first valve 16 and a first control unit 17.
  • the first fluid 13 is supplied in a first connecting line 34 by the first hydraulic pump 14 to the first steering cylinder 15 out.
  • the first position sensor 11 is used to determine a position of the steering wheel 3 .
  • the steering wheel 3 can be rotated about the axis of rotation 9 .
  • the steering wheel 3 has a basic position.
  • the basic position of the steering wheel 3 is connected to a straight-ahead position of the wheel 4.
  • work machine 2 travels straight ahead.
  • the steering wheel 3 can be deflected into a position other than the basic position.
  • the deflection of the steering wheel 3 from its basic position can be detected with the first position sensor 11 .
  • the first position sensor 11 is a rotation angle sensor.
  • the first position sensor 11 is electronically connected to the first control unit 17 .
  • the first position sensor 11 forwards the position of the steering wheel 3 to the first control unit 17 via an electronic signal.
  • the first control unit 17 controls the first valve 16 depending on the position of the steering wheel 3.
  • the first control unit 17 sends an electronic signal to the first valve 16, on the basis of which the first valve 16 controls the flow of a Volume flow of the first fluid 13 through the first valve 16 is a.
  • the size of a line cross-sectional area for the first fluid 13 is set by means of the first valve 16 .
  • the first valve 16 is a proportional valve.
  • the first steering cylinder 15 converts hydraulic energy into a steering movement of the wheel 4 .
  • the first steering cylinder 15 has a first pressure chamber 18.
  • the first fluid 13 is conveyed by the first hydraulic pump 14 through the first valve 16 into the first pressure chamber 18 of the first steering cylinder 15.
  • the first steering cylinder 15 has a first piston 19 .
  • the steering device 1 is designed in such a way that the deflection of the first piston 19 from a rest position is proportional to the deflection of the steering wheel 3 from its basic position.
  • the rest position of the first piston 19 is connected to a running direction 8 of the wheel 4 in the direction of a straight-ahead direction of travel of the working machine 2 .
  • the first steering cylinder 15 is used to adjust the running direction 8 of the wheel 4.
  • the first piston 19 of the first steering cylinder 15 is fixed to a first piston rod 5.
  • the first piston rod 5 steers the wheel 4.
  • the running direction 8 of the wheel 4 is changed in the process.
  • the wheel 4 is pivoted about the pivot axis 33 .
  • the first piston rod 5 is connected to the wheel 4 in a known manner.
  • the hydrostatic steering device 1 includes a corresponding second element for each first element.
  • the second elements include at least a second position sensor 21, a second hydraulic pump 24, a second steering cylinder 25, a second valve 26 and a second control unit 27.
  • the second elements are part of a second hydraulic steering circuit 22.
  • a second fluid 23 promoted by the second hydraulic pump 24 In the exemplary embodiment, the second fluid 23 is hydraulic oil.
  • the second fluid 23 can also be any other liquid.
  • the second elements are arranged in the second hydraulic steering circuit 22 .
  • the second fluid 23 is in a second connecting line 35 from the second hydraulic pump 24 to the second steering cylinder 25 out.
  • the second steering cylinder 25 has a second piston 29 and a second pressure chamber 28 .
  • the second hydraulic steering circuit 22 is routed separately from the first hydraulic steering circuit 12 .
  • the first fluid 13 is guided in a different line system than the second fluid 23 .
  • the two line systems are fluidically separated from each other. There is no pressure equalization between the two line systems.
  • the second position sensor 21 is used to determine the position of the steering wheel 3.
  • the second position sensor 21 is a rotation angle sensor.
  • the second position sensor 21 is electronically connected to the first control unit 27 .
  • the second position sensor 21 forwards the position of the steering wheel 3 to the second control unit 27 via an electronic signal.
  • the second control unit 27 controls the second valve 26 depending on the position of the steering wheel 3.
  • the second control unit 27 sends an electronic signal to the second valve 26, on the basis of which the second valve 26 controls the flow of a Volume flow of the second fluid 23 through the second valve 16 adjusts.
  • the size of a line cross-sectional area for the second fluid 23 is set by means of the second valve 26 .
  • the second valve 26 is a proportional valve.
  • the second fluid 13 is conveyed by the second hydraulic pump 24 through the second valve 26 into the second pressure chamber 28 of the second steering cylinder 25 .
  • the second piston 29 is deflected.
  • the steering device 1 is designed in such a way that the deflection of the second piston 29 from a rest position is proportional to the deflection of the steering wheel 3 from its basic position.
  • the rest position of the second piston 29 is connected to a running direction 8 of the wheel 4 in the direction of a straight-ahead direction of travel of the working machine 2 .
  • the second steering cylinder 25 is used to adjust the running direction 8 of the wheel 4.
  • the wheel 4 is pivoted about the pivot axis 33.
  • the second piston 29 of the second steering cylinder 25 is fixed to a second piston rod 37 .
  • the second piston rod 37 also moves.
  • the second piston rod 37 is connected to the wheel 4 via a tie rod 36 .
  • the second piston rod 37 is connected to the first piston rod 5 via the tie rod 36 .
  • the first steering cylinder 15 is operatively connected to the second steering cylinder 25 in such a way that an adjustment of one steering cylinder 15, 25 causes an adjustment of the other steering cylinder 25, 15.
  • An adjustment of the first steering cylinder 15 causes an adjustment of the second steering cylinder 25.
  • An adjustment of the second steering cylinder 25 causes an adjustment of the first steering cylinder 15.
  • a steering cylinder 15, 25 is adjusted, its piston 19, 29 is adjusted.
  • the piston 19, 29 is moved relative to a base body 38, 39.
  • the first steering cylinder 15 has the first base body 38 .
  • the second steering cylinder 39 has the second base body 39 .
  • the first piston 19 is attached to the first piston rod 5 .
  • the second piston 29 is fastened.
  • the work machine 2 has a further wheel 40 .
  • the tie rod 36 ver connects the wheel 4 to the other wheel 40.
  • the other wheel 40 is mounted pivotably about a further pivot axis 44. Pivoting the wheel 4 about the pivot axis 4 causes the further wheel 40 to pivot about the further pivot axis 44.
  • the pivot position of the further wheel 40 is dependent on the pivot position of the wheel 4 through the tie rod 36 and vice versa.
  • the first steering cylinder 15 and the second steering cylinder 25 act simultaneously on the wheel 4.
  • the first steering cylinder 15 and the second steering cylinder 25 act simultaneously on the tie rod 36.
  • the steering device 1 is designed in such a way that the direction of travel of the wheel 4 can be adjusted with one of the both hydraulic steering circuits 12, 22 alone is possible.
  • the elements of the first hydraulic steering circuit 12 are marked with ge dashed lines.
  • the elements of the second hydraulic steering circuit 22 are also circled with a dashed line.
  • the first hydraulic steering circuit 11 includes a first pressure gauge 10.
  • the first pressure gauge 10 is between the first valve 16 and the first steering cylinder 15 net angeord.
  • the first pressure gauge 10 measures the pressure in the first hydraulic steering circuit 11 in the first connecting line 34.
  • the first pressure gauge 10 is connected to a third control unit 6 electronically.
  • the pressure in the first hydraulic steering circuit 11 is transmitted to the third control unit 6 in the form of an electronic signal. If the pressure falls below a threshold value stored in the third control unit 6, the first hydraulic pump 14 is switched off.
  • the steering device 1 is then only operated with the second hydraulic steering circuit 22 .
  • the third control unit 6 sends an electronic signal to the first control unit 17.
  • the first control unit 17 then causes the first hydraulic pump 14 to be switched off by means of a electronic signal.
  • the first hydraulic steering circuit 12 allows the first piston 19 to be adjusted.
  • the second hydraulic steering circuit 21 includes a second pressure gauge 20.
  • the second pressure gauge 20 is arranged between the second valve 26 and the second steering cylinder 25.
  • the second pressure gauge 20 measures the pressure in the second hydraulic steering circuit 21 in the second connecting line 35.
  • the second pressure gauge 20 is electronically connected to the third control unit 6.
  • the pressure in the second hydraulic steering circuit 21 is transmitted to the third control unit 6 in the form of an electronic signal. If the pressure falls below a threshold value stored in the third control unit 27, the second hydraulic pump 24 is switched off.
  • the steering device 1 is then only operated with the first hydraulic steering circuit 11 .
  • the third control unit 6 sends an electronic signal to the second control unit 27.
  • the second control unit 27 then causes the second hydraulic pump 24 to be switched off by means of an electronic signal.
  • the second hydraulic steering circuit 22 allows the second piston 29 to be adjusted.
  • the third control unit 6 is electronically connected to the first control unit 17 and the second control unit 27 .
  • the first pressure gauge 10 is electronically connected to the third control unit 6 .
  • the second pressure gauge 20 is electronically connected to the third control unit 6 .
  • the pressure values from the first pressure gauge 10 and the second pressure gauge 20 are transmitted electronically to the third control unit 6 .
  • the first control unit 17 is electronically connected to the first hydraulic pump 14 .
  • the second control unit 27 is electronically connected to the second hydraulic pump 24 .
  • the first hydraulic steering circuit 12 also includes a steering valve 30.
  • the steering valve 30 is mechanically connected to the steering wheel 3.
  • a part of the first fluid 13 of the first hydraulic steering circuit 12 is conveyed through the steering valve 30 .
  • Another part of first fluid 13 of the first hydraulic steering circuit 12 is promoted by the first valve 16 ge.
  • the partial volume flow of the first fluid 13 conveyed through the steering valve 30 is determined by the steering valve 30 .
  • a line cross-sectional area for the ge promoted first fluid 13 can be mechanically adjusted by operating the steering wheel 3 who the.
  • a partial volume flow of the first steering cylinder 15 supplied volume flow of the first fluid 13 can be adjusted by means of the steering valve 30 .
  • the steering valve 30 is mechanically connected to the steering wheel 3 .
  • the volume flow of the first fluid 13 supplied to the first steering cylinder 15 is determined jointly by the first valve 16 and the steering valve 30 .
  • This the first steering cylinder 15 supplied volume flow is composed of a mechanical volume flow part of the first fluid 13, which passes the steering valve 30, and an electronics part volume flow of the first fluid 13, which passes the first valve 16 together.
  • the steering device 1 is designed in such a way that the mechanical partial volume flow of the first fluid 13 is sufficient in every position of the steering valve 30 to move the first piston 19 . In this case, the steering device 1 is matched to the axle load of the working machine 2 .
  • the electronics partial volume flow is typically 150% to 250%, in particular 175% to 225% of the mechanical partial volume flow.
  • the mechanical partial volume flow is advantageously 20% to 40%, in particular 30% to 35% of the volume flow that is supplied to the first steering cylinder 15 .
  • the electronics partial volume flow is 50% to 80%, advantageously 60% to 70%, preferably 65% to 70% of the volume flow that is supplied to the first steering cylinder 15 .
  • the first valve 16 and the steering valve 30 are connected in parallel in the first hydraulic steering circuit 12 .
  • the first valve 16 and the steering valve 30 are in the first connecting line 34 Ver connected in parallel.
  • the first hydraulic pump 14 delivers the first fluid 13 to the first valve 16.
  • the first hydraulic pump 14 conveys the first fluid 13 to the steering valve 30 in a second section 32 of the first connecting line 34.
  • the first section 31 and the second section 32 form a bifurcation of the first connecting line 34.
  • the first connecting line 34 fluidly connects the first hydraulic pump 14 to the first Steering cylinder 15.
  • the first fluid 13 is guided in the first connecting line 34.
  • the first section 31 and the second section 32 open into one another in the first hydraulic steering circuit 12 between the first valve 16 and the first steering cylinder 15 .
  • the first valve 16 is arranged in the first section 31 .
  • the steering valve 30 is arranged in the second section 32 .
  • the second connecting line 35 fluidly connects the second hydraulic pump 24 to the second steering cylinder 25.
  • the second fluid 23 is guided in the second connecting line 35.
  • the second valve 26 is arranged in the second connecting line 35 at.
  • first connecting line 34 between the first hydraulic pump 14 and the first steering cylinder 15 is shown as an example.
  • the first connecting line 34 leads into the first pressure chamber 18 of the first steering cylinder 15.
  • the first steering cylinder 15 has a further pressure chamber 41 which is arranged on the other side of the first piston.
  • a further connecting line leads from the first hydraulic pump 14 to this further pressure chamber 41 .
  • the further connecting line is not shown in FIG. 2 for reasons of clarity.
  • the same valves as in the first connecting line 34 are arranged in the further connecting line.
  • the first valve 16 is arranged both in the first connecting line 34 and in the further connecting line.
  • the steering valve 30 is arranged connecting line both in the first connecting line 34 and in the further Ver.
  • the first pressure chamber 18 is fluidically separated from the further pressure chamber 41 by the first piston 19 .
  • the first connecting line 34 and the other not shown Connecting lines connect the further pressure chamber 41 via the first hydraulic pump 14 to the first pressure chamber 18.
  • the first fluid 13 can be conveyed from the first pressure chamber 18 into the further pressure chamber 41 and vice versa.
  • the first piston 19 is displaced and the first piston rod 5 is displaced relative to the first base body 38 .
  • the first hydraulic pump 14 pumps the first fluid 13 from the first pressure chamber 18 of the first steering cylinder 15 into the further pressure chamber 41 of the first steering cylinder 15 or from the further pressure chamber 41 into the first pressure chamber 18.
  • a second, not shown, further connection line Ver is provided in the second hydraulic steering circuit 22 .
  • the second further connecting line connects a second further pressure chamber 42 of the second steering cylinder 25 to the second hydraulic pump 24.
  • the second valve 27 is arranged both in the second connecting line 35 and in the second further connecting line.
  • the working pressure of the first fluid 13 is greater than the working pressure of the second fluid 23.
  • the first hydraulic steering circuit 12 is the lead steering circuit, which the second hydraulic steering circuit 22 follows.
  • the pressure with which the first piston 19 is moved by the first fluid 13 is greater than the pressure with which the second piston 29 is moved by the second fluid 23 .
  • the pressure with which the first piston 19 is moved by the first fluid 13 is 100.1% to 110%, in particular 100.1% to 101% of the pressure with which the second piston 29 is moved by the second fluid 23 .
  • the second piston 29 follows the movement of the first piston 19.
  • the second piston 29 is connected to the first piston 19 via the tie rod 36.
  • the steering device 1 can be used in various mobile machines with ver different axle loads. In this case, the volume flows to the steering cylinders 15 and 25 are adapted to the respective axle load by adjusting the valves 16 and 26.
  • the steering valve 30 of the first hydraulic steering circuit 12 can be designed in the same way for different axle loads.
  • the steering device 1 is designed as a retrofit kit.

Abstract

The invention relates to a hydrostatic steering device for a mobile work machine (2) comprising a steering wheel (3) and the following first elements, which are part of a first hydraulic steering circuit (12) containing a first fluid (13): - a first position sensor (11) for determining a position of the steering wheel (3), - a first hydraulic pump (14) for conveying the first fluid (13) in the first hydraulic steering circuit (12), - a first steering cylinder (15) for adjusting a running direction (8) of a wheel (4) of the work machine (2), - a first valve (16) for setting a volumetric flow of the first fluid (13) supplied to the first steering cylinder (15), and - a first control unit (17) for controlling the first valve (16) depending on the position of the steering wheel (3). All the first elements are redundant, and thus the hydrostatic steering device (1) comprises a corresponding second element for each first element. The steering device (1) comprises a second hydraulic steering circuit (22) containing a second fluid (23), in which the second elements are arranged.

Description

Hydrostatische Lenkvorrichtung Hydrostatic steering device
Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Lenkvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a hydrostatic steering device according to the preamble of claim 1.
Bei bekannten hydrostatischen Lenkvorrichtungen werden die eigentlichen Lenkkräfte nicht von einem Fahrzeugführer, sondern von einer Hydraulikpumpe aufgebracht. Die Hydraulikpumpe fördert ein Fluid zu einem Lenkzylinder. Das Fluid bewirkt eine Aus lenkung des Kolbens des Hydraulikzylinders, der über die Kolbenstange eine Ver stellung einer Laufrichtung eines Rads bewirkt. Eine Verstellung des Lenkrads bewirkt lediglich die Änderung der Größe einer Öffnung eines Ventils zur Einstellung eines dem Lenkzylinder zugeführten Volumenstroms. Bei einem Leck im Hydraulikkreislauf oder beim Versagen der Hydraulikpumpe kann es zu schwerwiegenden Unfällen kommen, da dann eine Lenkung mit dem Lenkrad nicht mehr möglich ist. With known hydrostatic steering devices, the actual steering forces are not applied by a vehicle driver but by a hydraulic pump. The hydraulic pump delivers fluid to a steering cylinder. The fluid causes an off deflection of the piston of the hydraulic cylinder, which causes a Ver position of a running direction of a wheel via the piston rod. An adjustment of the steering wheel causes only the change in the size of an opening of a valve for setting a volumetric flow supplied to the steering cylinder. If there is a leak in the hydraulic circuit or if the hydraulic pump fails, serious accidents can occur because steering with the steering wheel is then no longer possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße hydrostatische Lenk vorrichtung derart weiterzubilden, dass ein sicheres Lenken möglich ist. The invention is based on the object of developing a generic hydrostatic steering device in such a way that safe steering is possible.
Diese Aufgabe wird durch ein Arbeitsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a working device having the features of claim 1.
Die Erfindung sieht vor, dass alle ersten Elemente redundant ausgeführt sind. Die hydrostatische Lenkvorrichtung umfasst zu jedem ersten Element ein entsprechendes zweites Element. Die Lenkvorrichtung umfasst einen zweiten Hydrauliklenkkreis mit einem zweiten Fluid. Folglich umfasst die hydrostatische Lenkvorrichtung als zweite Elemente einen zweiten Stellungssensor zur Bestimmung der Stellung des Lenkrads, eine zweite Hydraulikpumpe zur Förderung des zweiten Fluids in dem zweiten Hydrauliklenkkreis, einen zweiten Lenkzylinder zur Verstellung der Laufrichtung des Rads der Arbeitsmaschine, ein zweites Ventil zur Einstellung eines dem zweiten Lenk zylinder zugeführten Volumenstroms des zweiten Fluids und eine zweite Steuereinheit zur Steuerung des zweiten Ventils in Abhängigkeit der Stellung des Lenkrads. Die zweiten Elemente sind Teil des zweiten Hydrauliklenkreises. Dadurch, dass alle ersten Elemente redundant ausgeführt sind, ist ein sicheres Lenken möglich. Bei einem Ausfall eines der beiden Hydrauliklenkkreise ist der jeweils andere Hydrauliklenkkreis weiter funktionsfähig. Die hydrostatische Lenkvorrichtung kann so ausgelegt sein, dass auch bei Ausfall eines Hydrauliklenkkreises die Lenkung der mobilen Arbeitsmaschine weiterhin möglich ist. Auf diese Weise können Unfälle aufgrund des Ausfalls der Lenk vorrichtung vermieden werden. Insbesondere sind der erste Hydrauliklenkkreis und der zweite Hydrauliklenkkreis fluidisch vollständig getrennt voneinander ausgebildet. Vor teilhaft findet zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid kein Druckausgleich statt. The invention provides that all the first elements are redundant. For each first element, the hydrostatic steering device comprises a corresponding second element. The steering device includes a second hydraulic steering circuit with a second fluid. Consequently, the hydrostatic steering device comprises as second elements a second position sensor for determining the position of the steering wheel, a second hydraulic pump for delivering the second fluid in the second hydraulic steering circuit, a second steering cylinder for adjusting the direction of travel of the wheel of the working machine, a second valve for setting a dem second steering cylinder supplied volume flow of the second fluid and a second control unit for controlling the second valve depending on the position of the steering wheel. The second elements are part of the second hydraulic steering circuit. Because all the first elements are redundant, safe steering is possible. If one of the two hydraulic steering circuits fails, the other hydraulic steering circuit continues to function. The hydrostatic steering device can be designed in such a way that the mobile working machine can still be steered even if one hydraulic steering circuit fails. In this way, accidents due to the failure of the steering device can be avoided. In particular, the first hydraulic steering circuit and the second hydraulic steering circuit are designed to be fluidically completely separate from one another. Before geous there is no pressure equalization between the first fluid and the second fluid.
Zweckmäßig wirken der erste Lenkzylinder und der zweite Lenkzylinder zur Ver stellung der Laufrichtung des Rads auf dasselbe Rad. Dadurch betätigen der erste Lenk zylinder und der zweite Lenkzylinder eine Lenkachse der hydrostatischen Lenk vorrichtung gleichzeitig. Bei Ausfall eines der beiden Hydrauliklenkkreise kann die Laufrichtung des Rads auch durch einen der beiden Lenkzylinder alleine verstellt werden. Es kann vorgesehen sein, dass der erste Lenkzylinder und der zweite Lenk zylinder über eine Spurstange wirkverbunden sind. Eine Verstellung des einen Lenk zylinders bewirkt eine Verstellung des anderen Lenkzylinders. Vorteilhaft sind der erste Lenkzylinder und der zweite Lenkzylinder in Reihe geschaltet. The first steering cylinder and the second steering cylinder expediently act on the same wheel to change the running direction of the wheel. As a result, the first steering cylinder and the second steering cylinder actuate a steering axis of the hydrostatic steering device simultaneously. If one of the two hydraulic steering circuits fails, the running direction of the wheel can also be adjusted by one of the two steering cylinders alone. It can be provided that the first steering cylinder and the second steering cylinder are operatively connected via a tie rod. An adjustment of a steering cylinder causes an adjustment of the other steering cylinder. The first steering cylinder and the second steering cylinder are advantageously connected in series.
Zweckmäßig umfassen der erste Lenkzylinder und der zweite Lenkzylinder eine ge meinsame Kolbenstange. An der gemeinsamen Kolbenstange sind sowohl ein erster Kolben des ersten Lenkzylinders als auch ein zweiter Kolben des zweiten Lenkzylinders befestigt. Dadurch sind der erste Lenkzylinder und der zweite Lenkzylinder auf einfache Weise in Reihe geschaltet. Vorteilhaft ist die Lenkvorrichtung so ausgelegt, dass eine Verstellung der Laufrichtung des Rads mit einem der beiden Hydrauliklenkkreise alleine möglich ist. Dadurch ist ein sicheres Lenken möglich. The first steering cylinder and the second steering cylinder expediently comprise a common piston rod. Both a first piston of the first steering cylinder and a second piston of the second steering cylinder are fastened to the common piston rod. As a result, the first steering cylinder and the second steering cylinder are connected in series in a simple manner. The steering device is advantageously designed in such a way that the direction of travel of the wheel can be adjusted with one of the two hydraulic steering circuits alone. This enables safe steering.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Lenkvorrichtung derart ausgelegt, dass bei einem Druckabfall in einem der beiden Hydrauliklenkkreise unter einen vorge gebenen Schwellwert die zugeordnete Hydraulikpumpe abgeschaltet wird und die Lenk vorrichtung lediglich mit dem anderen Hydrauliklenkkreis betrieben wird. Dadurch kann ein unnötiger Verlust von Fluid vermieden werden. Dadurch kann die Umwelt ge schont werden. In an advantageous embodiment of the invention, the steering device is designed such that when the pressure drops in one of the two hydraulic steering circuits below a specified threshold value, the associated hydraulic pump is switched off and the steering device is only operated with the other hydraulic steering circuit. As a result, an unnecessary loss of fluid can be avoided. This can protect the environment.
Zweckmäßig weist die Lenkvorrichtung eine dritte Steuereinheit auf. Insbesondere be wirkt die dritte Steuereinheit bei einem Druckabfall im ersten Hydrauliklenkkreis oder im zweiten Hydrauliklenkkreis eine Abschaltung der zugeordneten Hydraulikpumpe. The steering device expediently has a third control unit. In particular, the third control unit causes the associated hydraulic pump to be switched off when there is a drop in pressure in the first hydraulic steering circuit or in the second hydraulic steering circuit.
Vorteilhaft sind das erste Ventil und das zweite Ventil Proportionalventile. The first valve and the second valve are advantageously proportional valves.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung umfasst der erste Hydrauliklenkkreis zu sätzlich ein Lenkventil, das mechanisch mit dem Lenkrad verbunden ist. Durch die mechanische Verbindung mit dem Lenkrad erhält ein Fahrzeugführer bei Betätigung des Lenkrads eine Rückmeldung über den Lenkwiderstand am Rad. Im Gegensatz zu einer rein elektronischen Übertragung der Stellung des Lenkrads an ein Ventil erhält der Fahrzeugführer bei einer mechanischen Verbindung des Lenkrads mit dem Lenkventil ein Lenkgefühl. Bei Ausfall beispielsweise des ersten Stellungssensors zur Bestimmung der Stellung des Lenkrads kann der erste Hydrauliklenkkreis über das mechanisch vom Lenkrad angesteuerte Lenkventil weiterhin zur Lenkung beitragen. Dadurch ist eine weitere Absicherung der Lenkfunktion gegeben. In an advantageous development of the invention, the first hydraulic steering circuit also includes a steering valve that is mechanically connected to the steering wheel. Due to the mechanical connection to the steering wheel, a vehicle driver receives feedback on the steering resistance on the wheel when the steering wheel is operated. In contrast to a purely electronic transmission of the position of the steering wheel to a valve, the vehicle driver receives a steering feel when the steering wheel is mechanically connected to the steering valve . If, for example, the first position sensor for determining the position of the steering wheel fails, the first hydraulic steering circuit can continue to contribute to the steering via the steering valve mechanically controlled by the steering wheel. This further safeguards the steering function.
Vorteilhaft ist der dem ersten Lenkzylinder zugeführte Volumenstrom des ersten Fluids gemeinsam von dem ersten Ventil und dem Lenkventil bestimmt. Ein Teil des dem ersten Lenkzylinder zugeführten Volumenstroms wird von dem ersten Ventil und ein weiterer Teil von dem Lenkventil beigesteuert. The volume flow of the first fluid supplied to the first steering cylinder is advantageously determined jointly by the first valve and the steering valve. Part of the The volume flow supplied to the first steering cylinder is contributed by the first valve and another part by the steering valve.
Zweckmäßig sind das erste Ventil und das Lenkventil in dem ersten Hydrauliklenkkreis parallel geschaltet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die erste Hydraulikpumpe in einem ersten Teilabschnitt einer ersten Verbindungsleitung des ersten Hydrauliklenk kreises das erste Fluid zu dem ersten Ventil fördert, dass die erste Hydraulikpumpe in einem zweiten Teilabschnitt der ersten Verbindungsleitung das erste Fluid zu dem Lenkventil fördert und dass der erste Teilabschnitt und der zweite Teilabschnitt eine Gabelung der ersten Verbindungsleitung bilden. Dadurch kann der dem ersten Lenk zylinder zugeführte Volumenstrom des ersten Fluids auf einfache Weise aus dem Teil volumenstrom durch das erste Ventil und dem weiteren Teilvolumenstrom durch das Lenkventil zusammengesetzt werden. The first valve and the steering valve are expediently connected in parallel in the first hydraulic steering circuit. In particular, it is provided that the first hydraulic pump delivers the first fluid to the first valve in a first section of a first connecting line of the first hydraulic steering circuit, that the first hydraulic pump delivers the first fluid to the steering valve in a second section of the first connecting line and that the first Section and the second section form a bifurcation of the first connecting line. As a result, the volume flow of the first fluid supplied to the first steering cylinder can easily be composed of the partial volume flow through the first valve and the further partial volume flow through the steering valve.
Zweckmäßig münden der erste Teilabschnitt und der zweite Teilabschnitt im ersten Hydrauliklenkkreis zwischen dem ersten Ventil und dem ersten Lenkzylinder ineinan der. Dadurch können die Teilvolumenströme vom ersten Ventil und vom Lenkventil zu sammengeführt werden und den dem ersten Lenkzylinder zugeführten Volumenstrom bilden. Appropriately, the first section and the second section open into one another in the first hydraulic steering circuit between the first valve and the first steering cylinder. As a result, the partial volume flows from the first valve and from the steering valve can be brought together and form the volume flow supplied to the first steering cylinder.
Vorteilhaft ist der Teilvolumenstrom durch das Lenkventil mittels des Lenkventils ein stellbar. Insbesondere ist das Lenkventil zur Einstellung des Volumens des Teil volumenstroms mechanisch mit dem Lenkrad verbunden. Advantageously, the partial volume flow through the steering valve can be adjusted by means of the steering valve. In particular, the steering valve for adjusting the volume of the partial volume flow is mechanically connected to the steering wheel.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Lenkvorrichtung als Nachrüstbau satz ausgebildet. Die hydrostatische Lenkvorrichtung kann eine in einem Fahrzeug be stehende Lenkvorrichtung ersetzen. Durch Nachrüstung der hydrostatischen Lenk vorrichtung lässt sich so die Sicherheit eines Fahrzeugs mit einer bereits vorhandenen Lenkvorrichtung nachträglich erhöhen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung er läutert. Es zeigen: In an advantageous embodiment of the invention, the steering device is designed as a retrofit kit. The hydrostatic steering device can replace an existing steering device in a vehicle. By retrofitting the hydrostatic steering device, the safety of a vehicle with an existing steering device can be subsequently increased. An embodiment of the invention will be explained below with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer mobilen Arbeits maschine und Fig. 1 is a schematic perspective view of a mobile work machine and
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Lenkvorrichtung aus Fig. 1. FIG. 2 shows a schematic representation of a steering device from FIG. 1.
Fig. 1 zeigt eine mobile Arbeitsmaschine 2. Im Ausführungsbeispiel ist die mobile Arbeitsmaschine 2 ein Muldenkipper. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die mobile Arbeitsmaschine ein Traktor, ein Lastwagen oder ein beliebiges anderes Schwerlastfahrzeug oder landwirtschaftliches Fahrzeug ist. 1 shows a mobile working machine 2. In the exemplary embodiment, the mobile working machine 2 is a dump truck. However, it can also be provided that the mobile work machine is a tractor, a truck or any other heavy-duty vehicle or agricultural vehicle.
Die Arbeitsmaschine 2 weist ein Rad 4 und ein Lenkrad 3 auf. Das Rad 4 ist um eine Drehachse 7 drehbar. Das Rad 4 ist drehbar an einem nicht näher dargestellten Fahr gestell der Arbeitsmaschine 2 gelagert. Die Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine 2 ist durch die Stellung des Rads 4 in Relation zu dem Fahrgestell bestimmt. Die Fahrt richtung der Arbeitsmaschine 2 ist durch die Laufrichtung 8 des Rads 4 bestimmt. Die Laufrichtung 8 des Rads 4 ist senkrecht zu der Drehachse 7 des Rads 4 orientiert. Die Laufrichtung 8 ist in Relation zu dem Fahrgestell verstellbar. Hierzu ist das Rad 4 um eine Schwenkachse 33 schwenkbar. Die Schwenkachse 33 steht senkrecht auf die Dreh achse 7 und senkrecht auf die Laufrichtung 8. The working machine 2 has a wheel 4 and a steering wheel 3 . The wheel 4 can be rotated about an axis of rotation 7 . The wheel 4 is rotatably mounted on a non-illustrated chassis of the working machine 2. The direction of travel of the work machine 2 is determined by the position of the wheel 4 in relation to the chassis. The direction of travel of the working machine 2 is determined by the running direction 8 of the wheel 4 . The running direction 8 of the wheel 4 is oriented perpendicular to the axis of rotation 7 of the wheel 4 . The running direction 8 is adjustable in relation to the chassis. For this purpose, the wheel 4 can be pivoted about a pivot axis 33 . The pivot axis 33 is perpendicular to the axis of rotation 7 and perpendicular to the running direction 8.
Die Arbeitsmaschine 2 kann für einen autonomen Betrieb und eine autonome Lenkung ausgelegt sein. Im Ausführungsbeispiel ist die Arbeitsmaschine 2 für den Betrieb durch einen in der Maschine befindlichen Fahrzeugführer ausgelegt. Eine Fernsteuerung der Arbeitsmaschine 2 und deren Lenkung sind möglich. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Arbeitsmaschine in einem autonomen Modus oder in einem geführten Modus betrieben werden kann. Die Arbeitsmaschine 2 weist eine in Fig. 2 dargestellte Lenkvorrichtung 1 auf. Die Lenkvorrichtung 1 umfasst mehrere erste Elemente. Die ersten Elemente sind Teil eines ersten Hydrauliklenkkreises 12. Der erste Hydrauliklenkkreis 12 weist ein erstes Fluid 13 auf. Das erste Fluid 13 wird in dem ersten Hydrauliklenkkreis 12 von einer ersten Hydraulikpumpe 14 gefördert. Im Ausführungsbeispiel ist das erste Fluid 13 ein Hydrauliköl. Bei dem Fluid 13 kann es sich aber auch um jede andere Flüssigkeit handeln. Zu den ersten Elementen des ersten Hydrauliklenkkreises 12 zählen zumindest ein erster Stellungssensor 11, die erste Hydraulikpumpe 14, ein erster Lenkzylinder 15, ein erstes Ventil 16 und eine erste Steuereinheit 17. Das erste Fluid 13 wird in einer ersten Verbindungsleitung 34 von der ersten Hydraulikpumpe 14 zu dem ersten Lenk zylinder 15 geführt. The work machine 2 can be designed for autonomous operation and autonomous steering. In the exemplary embodiment, the work machine 2 is designed for operation by a vehicle driver who is in the machine. A remote control of the working machine 2 and its steering are possible. It can also be provided that the work machine can be operated in an autonomous mode or in a guided mode. The work machine 2 has a steering device 1 shown in FIG. 2 . The steering device 1 comprises several first elements. The first elements are part of a first hydraulic steering circuit 12. The first hydraulic steering circuit 12 has a first fluid 13 on. The first fluid 13 is delivered in the first hydraulic steering circuit 12 by a first hydraulic pump 14 . In the exemplary embodiment, the first fluid 13 is hydraulic oil. However, the fluid 13 can also be any other liquid. The first elements of the first hydraulic steering circuit 12 include at least a first position sensor 11, the first hydraulic pump 14, a first steering cylinder 15, a first valve 16 and a first control unit 17. The first fluid 13 is supplied in a first connecting line 34 by the first hydraulic pump 14 to the first steering cylinder 15 out.
Der erste Stellungssensor 11 dient zur Bestimmung einer Stellung des Lenkrads 3. Das Lenkrad 3 ist um die Drehachse 9 drehbar. Das Lenkrad 3 weist eine Grundstellung auf. Die Grundstellung des Lenkrads 3 ist mit einer Geradeausstellung des Rads 4 verbun den. In der Geradeausstellung des Rads 4 fährt die Arbeitsmaschine 2 geradeaus. Durch Drehen des Lenkrads 3 um die Drehachse 9 kann das Lenkrad 3 in eine andere Stellung als die Grundstellung ausgelenkt werden. Die Auslenkung des Lenkrads 3 aus seiner Grundstellung kann mit dem ersten Stellungsensor 11 detektiert werden. Der erste Stellungssensor 11 ist ein Drehwinkel sensor. The first position sensor 11 is used to determine a position of the steering wheel 3 . The steering wheel 3 can be rotated about the axis of rotation 9 . The steering wheel 3 has a basic position. The basic position of the steering wheel 3 is connected to a straight-ahead position of the wheel 4. When wheel 4 is in the straight-ahead position, work machine 2 travels straight ahead. By rotating the steering wheel 3 about the axis of rotation 9, the steering wheel 3 can be deflected into a position other than the basic position. The deflection of the steering wheel 3 from its basic position can be detected with the first position sensor 11 . The first position sensor 11 is a rotation angle sensor.
Der erste Stellungssensor 11 ist mit der ersten Steuereinheit 17 elektronisch verbunden. Der erste Stellungssensor 11 leitet über ein elektronisches Signal die Stellung des Lenk rads 3 an die erste Steuereinheit 17 weiter. Die erste Steuereinheit 17 steuert das erste Ventil 16 in Abhängigkeit der Stellung des Lenkrads 3. Basierend auf dem von dem ersten Stellungssensor 11 erhaltenen Signal sendet die erste Steuereinheit 17 an das erste Ventil 16 ein elektronisches Signal, aufgrund dessen das erste Ventil 16 den Durchfluss eines Volumenstroms des ersten Fluids 13 durch das erste Ventil 16 ein stellt. Hierzu wird mittels des ersten Ventils 16 die Größe einer Leitungsquerschnitts- fläche für das erste Fluid 13 eingestellt. Bei einer kleinen Leitungsquerschnittsfläche wird ein kleiner Volumenstrom des ersten Fluids 13 zu dem ersten Lenkzylinder 15 ge fördert, und bei einer großen Leitungsquerschnittsfläche wird ein großer Volumenstrom des ersten Fluids 13 zu dem ersten Lenkzylinder 15 gefördert. Das erste Ventil 16 ist ein Proportionalventil . The first position sensor 11 is electronically connected to the first control unit 17 . The first position sensor 11 forwards the position of the steering wheel 3 to the first control unit 17 via an electronic signal. The first control unit 17 controls the first valve 16 depending on the position of the steering wheel 3. Based on the signal received from the first position sensor 11, the first control unit 17 sends an electronic signal to the first valve 16, on the basis of which the first valve 16 controls the flow of a Volume flow of the first fluid 13 through the first valve 16 is a. For this purpose, the size of a line cross-sectional area for the first fluid 13 is set by means of the first valve 16 . With a small cable cross-sectional area a small volume flow of the first fluid 13 is conveyed to the first steering cylinder 15 ge, and with a large line cross-sectional area, a large volume flow of the first fluid 13 is conveyed to the first steering cylinder 15. The first valve 16 is a proportional valve.
Der erste Lenkzylinder 15 wandelt hydraulische Energie in eine Lenkbewegung des Rads 4 um. Der erste Lenkzylinder 15 besitzt einen ersten Druckraum 18. Das erste Fluid 13 wird von der ersten Hydraulikpumpe 14 durch das erste Ventil 16 in den ersten Druckraum 18 des ersten Lenkzylinders 15 gefördert. Der erste Lenkzylinder 15 weist einen ersten Kolben 19 auf. Bei Erhöhung des Drucks im ersten Druckraum 18 auf grund der Förderung von erstem Fluid 13 in den ersten Druckraum 18 wird der erste Kolben 19 ausgelenkt. Die Lenkvorrichtung 1 ist so ausgelegt, dass die Auslenkung des ersten Kolbens 19 aus einer Ruhestellung proportional zur Auslenkung des Lenkrads 3 aus seiner Grundstellung ist. Die Ruhestellung des ersten Kolbens 19 ist mit einer Lauf richtung 8 des Rads 4 in Richtung einer Geradeaus-Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine 2 verbunden. The first steering cylinder 15 converts hydraulic energy into a steering movement of the wheel 4 . The first steering cylinder 15 has a first pressure chamber 18. The first fluid 13 is conveyed by the first hydraulic pump 14 through the first valve 16 into the first pressure chamber 18 of the first steering cylinder 15. The first steering cylinder 15 has a first piston 19 . When the pressure in the first pressure chamber 18 increases due to the delivery of the first fluid 13 into the first pressure chamber 18, the first piston 19 is deflected. The steering device 1 is designed in such a way that the deflection of the first piston 19 from a rest position is proportional to the deflection of the steering wheel 3 from its basic position. The rest position of the first piston 19 is connected to a running direction 8 of the wheel 4 in the direction of a straight-ahead direction of travel of the working machine 2 .
Der erste Lenkzylinder 15 dient zur Verstellung der Laufrichtung 8 des Rads 4. Der erste Kolben 19 des ersten Lenkzylinders 15 ist an einer ersten Kolbenstange 5 fest gelegt. Bei Bewegung des ersten Kolbens 19 bewegt sich auch die erste Kolbenstange 5. Die erste Kolbenstange 5 lenkt das Rad 4. Hierbei wird die Laufrichtung 8 des Rads 4 verändert. Das Rad 4 wird um die Schwenkachse 33 verschwenkt. Die erste Kolben stange 5 ist in bekannter Weise mit dem Rad 4 verbunden. The first steering cylinder 15 is used to adjust the running direction 8 of the wheel 4. The first piston 19 of the first steering cylinder 15 is fixed to a first piston rod 5. When the first piston 19 moves, the first piston rod 5 also moves. The first piston rod 5 steers the wheel 4. The running direction 8 of the wheel 4 is changed in the process. The wheel 4 is pivoted about the pivot axis 33 . The first piston rod 5 is connected to the wheel 4 in a known manner.
Alle ersten Elemente sind redundant ausgeführt, so dass die hydrostatische Lenk vorrichtung 1 zu jedem ersten Element ein entsprechendes zweites Element umfasst. Dementsprechend zählen zu den zweiten Elementen zumindest ein zweiter Stellungs sensor 21, eine zweite Hydraulikpumpe 24, ein zweiter Lenkzylinder 25, ein zweites Ventil 26 und eine zweite Steuereinheit 27. Die zweiten Elemente sind Teil eines zweiten Hydrauliklenkkreises 22. In dem zweiten Hydrauliklenkkreis 22 wird ein zweites Fluid 23 von der zweiten Hydraulikpumpe 24 gefördert. Im Ausführungs beispiel ist das zweite Fluid 23 ein Hydrauliköl. Bei dem zweiten Fluid 23 kann es sich aber auch um jede andere Flüssigkeit handeln. Die zweiten Elemente sind in dem zweiten Hydrauliklenkkreis 22 angeordnet. Das zweite Fluid 23 wird in einer zweiten Verbindungsleitung 35 von der zweiten Hydraulikpumpe 24 zu dem zweiten Lenk zylinder 25 geführt. All of the first elements are redundant, so that the hydrostatic steering device 1 includes a corresponding second element for each first element. Accordingly, the second elements include at least a second position sensor 21, a second hydraulic pump 24, a second steering cylinder 25, a second valve 26 and a second control unit 27. The second elements are part of a second hydraulic steering circuit 22. In the second hydraulic steering circuit 22, a second fluid 23 promoted by the second hydraulic pump 24. In the exemplary embodiment, the second fluid 23 is hydraulic oil. However, the second fluid 23 can also be any other liquid. The second elements are arranged in the second hydraulic steering circuit 22 . The second fluid 23 is in a second connecting line 35 from the second hydraulic pump 24 to the second steering cylinder 25 out.
Der zweite Lenkzylinder 25 weist einen zweiten Kolben 29 und einen zweiten Druck raum 28 auf. The second steering cylinder 25 has a second piston 29 and a second pressure chamber 28 .
Der zweite Hydrauliklenkkreis 22 ist separat von dem ersten Hydrauliklenkkreis 12 aus geführt. Das erste Fluid 13 wird in einem anderen Leitungssystem als das zweite Fluid 23 geführt. Die beiden Leitungssysteme sind fluidisch voneinander getrennt. Es erfolgt kein Druckausgleich zwischen den beiden Leitungssystemen. The second hydraulic steering circuit 22 is routed separately from the first hydraulic steering circuit 12 . The first fluid 13 is guided in a different line system than the second fluid 23 . The two line systems are fluidically separated from each other. There is no pressure equalization between the two line systems.
Der zweite Stellungssensor 21 dient zur Bestimmung der Stellung des Lenkrads 3. Der zweite Stellungssensor 21 ist ein Drehwinkel sensor. The second position sensor 21 is used to determine the position of the steering wheel 3. The second position sensor 21 is a rotation angle sensor.
Der zweite Stellungssensor 21 ist mit der ersten Steuereinheit 27 elektronisch verbun den. Der zweite Stellungssensor 21 leitet über ein elektronisches Signal die Stellung des Lenkrads 3 an die zweite Steuereinheit 27 weiter. Die zweite Steuereinheit 27 steuert das zweite Ventil 26 in Abhängigkeit der Stellung des Lenkrads 3. Basierend auf dem von dem zweiten Stellungssensor 21 erhaltenen Signal sendet die zweite Steuereinheit 27 an das zweite Ventil 26 ein elektronisches Signal, aufgrund dessen das zweite Ventil 26 den Durchfluss eines Volumenstroms des zweiten Fluids 23 durch das zweite Ventil 16 einstellt. Hierzu wird mittels des zweiten Ventils 26 die Größe einer Leitungsquer- schnittsfläche für das zweite Fluid 23 eingestellt. Bei einer kleinen Leitungsquer- schnittsfläche wird ein kleiner Volumenstrom des zweiten Fluids 23 zu dem zweiten Lenkzylinder 25 gefördert und bei einer großen Leitungsquerschnittsfläche wird ein großer Volumenstrom des zweiten Fluids 23 zu dem zweiten Lenkzylinder 25 gefördert. Das zweite Ventil 26 ist ein Proportionalventil. The second position sensor 21 is electronically connected to the first control unit 27 . The second position sensor 21 forwards the position of the steering wheel 3 to the second control unit 27 via an electronic signal. The second control unit 27 controls the second valve 26 depending on the position of the steering wheel 3. Based on the signal received from the second position sensor 21, the second control unit 27 sends an electronic signal to the second valve 26, on the basis of which the second valve 26 controls the flow of a Volume flow of the second fluid 23 through the second valve 16 adjusts. For this purpose, the size of a line cross-sectional area for the second fluid 23 is set by means of the second valve 26 . With a small cross-sectional area of the line, a small volume flow of the second fluid 23 is conveyed to the second steering cylinder 25 and with a large cross-sectional area of the line large volume flow of the second fluid 23 to the second steering cylinder 25 promoted. The second valve 26 is a proportional valve.
Das zweite Fluid 13 wird von der zweiten Hydraulikpumpe 24 durch das zweite Ventil 26 in den zweiten Druckraum 28 des zweiten Lenkzylinders 25 gefördert. Bei Erhöhung des Drucks im zweiten Druckraum 28 aufgrund der Förderung von zweitem Fluid 23 in den zweiten Druckraum 28 wird der zweite Kolben 29 ausgelenkt. Die Lenkvorrichtung 1 ist so ausgelegt, dass die Auslenkung des zweiten Kolbens 29 aus einer Ruhestellung proportional zur Auslenkung des Lenkrads 3 aus seiner Grundstellung ist. Die Ruhe stellung des zweiten Kolbens 29 ist mit einer Laufrichtung 8 des Rads 4 in Richtung einer Geradeaus-Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine 2 verbunden. The second fluid 13 is conveyed by the second hydraulic pump 24 through the second valve 26 into the second pressure chamber 28 of the second steering cylinder 25 . When the pressure in the second pressure chamber 28 increases due to the delivery of the second fluid 23 into the second pressure chamber 28, the second piston 29 is deflected. The steering device 1 is designed in such a way that the deflection of the second piston 29 from a rest position is proportional to the deflection of the steering wheel 3 from its basic position. The rest position of the second piston 29 is connected to a running direction 8 of the wheel 4 in the direction of a straight-ahead direction of travel of the working machine 2 .
Der zweite Lenkzylinder 25 dient zur Verstellung der Laufrichtung 8 des Rads 4. Hier bei wird das Rad 4 um die Schwenkachse 33 verschwenkt. Der zweite Kolben 29 des zweiten Lenkzylinders 25 ist an einer zweiten Kolbenstange 37 festgelegt. Bei Bewegung des zweiten Kolbens 29 bewegt sich auch die zweite Kolbenstange 37. Es kann vorgesehen sein, dass die erste Kolbenstange 5 und die zweite Kolbenstange 37 ein einziges Bauteil in Form einer einzigen Stange sind. Es kann vorgesehen sein, dass der erste Lenkzylinder 15 und der zweite Lenkzylinder 25 in Reihe geschaltet sind. The second steering cylinder 25 is used to adjust the running direction 8 of the wheel 4. Here, the wheel 4 is pivoted about the pivot axis 33. The second piston 29 of the second steering cylinder 25 is fixed to a second piston rod 37 . When the second piston 29 moves, the second piston rod 37 also moves. Provision can be made for the first piston rod 5 and the second piston rod 37 to be a single component in the form of a single rod. It can be provided that the first steering cylinder 15 and the second steering cylinder 25 are connected in series.
Im Ausführungsbeispiel ist die zweite Kolbenstange 37 über eine Spurstange 36 mit dem Rad 4 verbunden. Die zweite Kolbenstange 37 ist über die Spurstange 36 mit der ersten Kolbenstange 5 verbunden. Der erste Lenkzylinder 15 ist mit dem zweiten Lenk zylinder 25 derart wirkverbunden, dass eine Verstellung des einen Lenkzylinders 15, 25 eine Verstellung des anderen Lenkzylinders 25, 15 bewirkt. Eine Verstellung des ersten Lenkzylinders 15 bewirkt eine Verstellung des zweiten Lenkzylinders 25. Eine Ver stellung des zweiten Lenkzylinders 25 bewirkt eine Verstellung des ersten Lenk zylinders 15. Bei der Verstellung eines Lenkzylinders 15, 25 wird sein Kolben 19, 29 verstellt. Hierbei wird der Kolben 19, 29 relativ zu einem Grundkörper 38, 39 bewegt. Der erste Lenkzylinder 15 weist den ersten Grundkörper 38 auf. Der zweite Lenk zylinder 39 weist den zweiten Grundkörper 39 auf. An der ersten Kolbenstange 5 ist der erste Kolben 19 befestigt. An der zweiten Kolbenstange 37 ist der zweite Kolben 29 be festigt. Die Arbeitsmaschine 2 weist ein weiteres Rad 40 auf. Die Spurstange 36 ver bindet das Rad 4 mit dem weiteren Rad 40. Das weitere Rad 40 ist um eine weitere Schwenkachse 44 schwenkbar gelagert. Eine Verschwenkung des Rads 4 um die Schwenkachse 4 bewirkt eine Verschwenkung des weiteren Rads 40 um die weitere Schwenkachse 44. Die Schwenkstellung des weiteren Rads 40 ist durch die Spurstange 36 von der Schwenkstellung des Rads 4 abhängig und umgekehrt. In the exemplary embodiment, the second piston rod 37 is connected to the wheel 4 via a tie rod 36 . The second piston rod 37 is connected to the first piston rod 5 via the tie rod 36 . The first steering cylinder 15 is operatively connected to the second steering cylinder 25 in such a way that an adjustment of one steering cylinder 15, 25 causes an adjustment of the other steering cylinder 25, 15. An adjustment of the first steering cylinder 15 causes an adjustment of the second steering cylinder 25. An adjustment of the second steering cylinder 25 causes an adjustment of the first steering cylinder 15. When a steering cylinder 15, 25 is adjusted, its piston 19, 29 is adjusted. Here, the piston 19, 29 is moved relative to a base body 38, 39. The first steering cylinder 15 has the first base body 38 . The second steering cylinder 39 has the second base body 39 . The first piston 19 is attached to the first piston rod 5 . On the second piston rod 37, the second piston 29 is fastened. The work machine 2 has a further wheel 40 . The tie rod 36 ver connects the wheel 4 to the other wheel 40. The other wheel 40 is mounted pivotably about a further pivot axis 44. Pivoting the wheel 4 about the pivot axis 4 causes the further wheel 40 to pivot about the further pivot axis 44. The pivot position of the further wheel 40 is dependent on the pivot position of the wheel 4 through the tie rod 36 and vice versa.
Der erste Lenkzylinder 15 und der zweite Lenkzylinder 25 wirken gleichzeitig auf das Rad 4. Der erste Lenkzylinder 15 und der zweite Lenkzylinder 25 wirken gleichzeitig auf die Spurstange 36. Die Lenkvorrichtung 1 ist so ausgelegt, dass eine Verstellung der Laufrichtung des Rads 4 mit einem der beiden Hydrauliklenkkreise 12, 22 alleine möglich ist. In Fig. 2 sind die Elemente des ersten Hydrauliklenkkreises 12 mit ge strichelten Linien markiert. Die Elemente des zweiten Hydrauliklenkkreises 22 sind ebenfalls mit einer gestrichelten Linie eingekreist. The first steering cylinder 15 and the second steering cylinder 25 act simultaneously on the wheel 4. The first steering cylinder 15 and the second steering cylinder 25 act simultaneously on the tie rod 36. The steering device 1 is designed in such a way that the direction of travel of the wheel 4 can be adjusted with one of the both hydraulic steering circuits 12, 22 alone is possible. In Fig. 2, the elements of the first hydraulic steering circuit 12 are marked with ge dashed lines. The elements of the second hydraulic steering circuit 22 are also circled with a dashed line.
Der erste Hydrauliklenkkreis 11 umfasst einen ersten Druckmesser 10. Der erste Druck messer 10 ist zwischen dem ersten Ventil 16 und dem ersten Lenkzylinder 15 angeord net. Der erste Druckmesser 10 misst den Druck in dem ersten Hydrauliklenkkreis 11 in der ersten Verbindungsleitung 34. Der erste Druckmesser 10 ist mit einer dritten Steuer einheit 6 elektronisch verbunden. Der Druck in dem ersten Hydrauliklenkkreis 11 wird an die dritte Steuereinheit 6 in Form eines elektronischen Signals übermittelt. Wenn der Druck unter einen in der dritten Steuereinheit 6 hinterlegten Schwellwert sinkt, wird die erste Hydraulikpumpe 14 abgeschaltet. Die Lenkvorrichtung 1 wird dann lediglich mit dem zweiten Hydrauliklenkkreis 22 betrieben. Zur Abschaltung schickt die dritte Steuereinheit 6 ein elektronisches Signal an die erste Steuereinheit 17. Die erste Steuer einheit 17 bewirkt dann die Abschaltung der ersten Hydraulikpumpe 14 mittels eines elektronischen Signals. Der erste Hydrauliklenkkreis 12 erlaubt in seinem abge schalteten Zustand eine Verstellung des ersten Kolbens 19. The first hydraulic steering circuit 11 includes a first pressure gauge 10. The first pressure gauge 10 is between the first valve 16 and the first steering cylinder 15 net angeord. The first pressure gauge 10 measures the pressure in the first hydraulic steering circuit 11 in the first connecting line 34. The first pressure gauge 10 is connected to a third control unit 6 electronically. The pressure in the first hydraulic steering circuit 11 is transmitted to the third control unit 6 in the form of an electronic signal. If the pressure falls below a threshold value stored in the third control unit 6, the first hydraulic pump 14 is switched off. The steering device 1 is then only operated with the second hydraulic steering circuit 22 . To switch off, the third control unit 6 sends an electronic signal to the first control unit 17. The first control unit 17 then causes the first hydraulic pump 14 to be switched off by means of a electronic signal. When switched off, the first hydraulic steering circuit 12 allows the first piston 19 to be adjusted.
In analoger Weise umfasst der zweite Hydrauliklenkkreis 21 einen zweiten Druck messer 20. Der zweite Druckmesser 20 ist zwischen dem zweiten Ventil 26 und dem zweiten Lenkzylinder 25 angeordnet. Der zweite Druckmesser 20 misst den Druck in dem zweiten Hydrauliklenkkreis 21 in der zweiten Verbindungsleitung 35. Der zweite Druckmesser 20 ist mit der dritten Steuereinheit 6 elektronisch verbunden. Der Druck in dem zweiten Hydrauliklenkkreis 21 wird an die dritte Steuereinheit 6 in Form eines elektronischen Signals übermittelt. Wenn der Druck unter einen in der dritten Steuer einheit 27 hinterlegten Schwellwert sinkt, wird die zweite Hydraulikpumpe 24 abge schaltet. Die Lenkvorrichtung 1 wird dann lediglich mit dem ersten Hydrauliklenkkreis 11 betrieben. Zur Abschaltung schickt die dritte Steuereinheit 6 ein elektronisches Signal an die zweite Steuereinheit 27. Die zweite Steuereinheit 27 bewirkt dann die Ab schaltung der zweiten Hydraulikpumpe 24 mittels eines elektronischen Signals. Der zweite Hydrauliklenkkreis 22 erlaubt in seinem abgeschalteten Zustand eine Verstellung des zweiten Kolbens 29. In an analogous manner, the second hydraulic steering circuit 21 includes a second pressure gauge 20. The second pressure gauge 20 is arranged between the second valve 26 and the second steering cylinder 25. The second pressure gauge 20 measures the pressure in the second hydraulic steering circuit 21 in the second connecting line 35. The second pressure gauge 20 is electronically connected to the third control unit 6. The pressure in the second hydraulic steering circuit 21 is transmitted to the third control unit 6 in the form of an electronic signal. If the pressure falls below a threshold value stored in the third control unit 27, the second hydraulic pump 24 is switched off. The steering device 1 is then only operated with the first hydraulic steering circuit 11 . To switch off, the third control unit 6 sends an electronic signal to the second control unit 27. The second control unit 27 then causes the second hydraulic pump 24 to be switched off by means of an electronic signal. When switched off, the second hydraulic steering circuit 22 allows the second piston 29 to be adjusted.
Die dritte Steuereinheit 6 ist elektronisch mit der ersten Steuereinheit 17 und der zweiten Steuereinheit 27 verbunden. Der erste Druckmesser 10 ist elektronisch mit der dritten Steuereinheit 6 verbunden. Der zweite Druckmesser 20 ist elektronisch mit der dritten Steuereinheit 6 verbunden. Die Druckwerte des ersten Druckmessers 10 und des zweiten Druckmessers 20 werden elektronisch an die dritte Steuereinheit 6 übermittelt. Die erste Steuereinheit 17 ist elektronisch mit der ersten Hydraulikpumpe 14 ver bunden. Die zweite Steuereinheit 27 ist elektronisch mit der zweiten Hydraulikpumpe 24 verbunden. The third control unit 6 is electronically connected to the first control unit 17 and the second control unit 27 . The first pressure gauge 10 is electronically connected to the third control unit 6 . The second pressure gauge 20 is electronically connected to the third control unit 6 . The pressure values from the first pressure gauge 10 and the second pressure gauge 20 are transmitted electronically to the third control unit 6 . The first control unit 17 is electronically connected to the first hydraulic pump 14 . The second control unit 27 is electronically connected to the second hydraulic pump 24 .
Der erste Hydrauliklenkkreis 12 umfasst zusätzlich ein Lenkventil 30. Das Lenkventil 30 ist mechanisch mit dem Lenkrad 3 verbunden. Ein Teil des ersten Fluid 13 des ersten Hydrauliklenkkreises 12 wird durch das Lenkventil 30 gefördert. Ein anderer Teil des ersten Fluids 13 des ersten Hydrauliklenkkreises 12 wird durch das erste Ventil 16 ge fördert. Der Teilvolumenstrom des durch das Lenkventil 30 geförderten ersten Fluids 13 wird durch das Lenkventil 30 bestimmt. Eine Leitungsquerschnittsfläche für das ge förderte erste Fluid 13 kann durch Betätigung des Lenkrads 3 mechanisch verstellt wer den. Ein Teilvolumenstrom des dem ersten Lenkzylinder 15 zugeführten Volumen stroms des ersten Fluids 13 ist mittels des Lenkventils 30 einstellbar. Zur Einstellung des Volumens des Teilvolumenstroms ist das Lenkventil 30 mechanisch mit dem Lenk rad 3 verbunden. The first hydraulic steering circuit 12 also includes a steering valve 30. The steering valve 30 is mechanically connected to the steering wheel 3. A part of the first fluid 13 of the first hydraulic steering circuit 12 is conveyed through the steering valve 30 . Another part of first fluid 13 of the first hydraulic steering circuit 12 is promoted by the first valve 16 ge. The partial volume flow of the first fluid 13 conveyed through the steering valve 30 is determined by the steering valve 30 . A line cross-sectional area for the ge promoted first fluid 13 can be mechanically adjusted by operating the steering wheel 3 who the. A partial volume flow of the first steering cylinder 15 supplied volume flow of the first fluid 13 can be adjusted by means of the steering valve 30 . To adjust the volume of the partial flow, the steering valve 30 is mechanically connected to the steering wheel 3 .
Der dem ersten Lenkzylinder 15 zugeführte Volumenstrom des ersten Fluids 13 ist ge meinsam von dem ersten Ventil 16 und dem Lenkventil 30 bestimmt. Dieser dem ersten Lenkzylinder 15 zugeführte Volumenstrom setzt sich aus einem Mechanik-Teil volumenstrom des ersten Fluids 13, der das Lenkventil 30 passiert, und einem Elektronik-Teil volumenstrom des ersten Fluids 13, der das erste Ventil 16 passiert, zusammen. Die Lenkvorrichtung 1 ist so ausgelegt, dass der Mechanik-Teilvolumen- strom des ersten Fluids 13 in jeder Stellung des Lenkventils 30 ausreicht, um den ersten Kolben 19 zu verschieben. Hierbei ist die Lenkvorrichtung 1 auf die Achslast der Arbeitsmaschine 2 abgestimmt. Typischerweise beträgt der Elektronik-Teilvolumen- strom 150% bis 250%, insbesondere 175% bis 225% des Mechanik-Teilvolumenstroms. Vorteilhaft beträgt der Mechanik-Teilvolumenstrom 20% bis 40%, insbesondere 30% bis 35% des Volumenstroms, der dem ersten Lenkzylinder 15 zugeführt wird. Insbeson dere beträgt der Elektronik-Teilvolumenstrom 50% bis 80%, vorteilhaft 60% bis 70%, bevorzugt 65% bis 70% des Volumenstroms, der dem ersten Lenkzylinder 15 zugeführt wird. The volume flow of the first fluid 13 supplied to the first steering cylinder 15 is determined jointly by the first valve 16 and the steering valve 30 . This the first steering cylinder 15 supplied volume flow is composed of a mechanical volume flow part of the first fluid 13, which passes the steering valve 30, and an electronics part volume flow of the first fluid 13, which passes the first valve 16 together. The steering device 1 is designed in such a way that the mechanical partial volume flow of the first fluid 13 is sufficient in every position of the steering valve 30 to move the first piston 19 . In this case, the steering device 1 is matched to the axle load of the working machine 2 . The electronics partial volume flow is typically 150% to 250%, in particular 175% to 225% of the mechanical partial volume flow. The mechanical partial volume flow is advantageously 20% to 40%, in particular 30% to 35% of the volume flow that is supplied to the first steering cylinder 15 . In particular, the electronics partial volume flow is 50% to 80%, advantageously 60% to 70%, preferably 65% to 70% of the volume flow that is supplied to the first steering cylinder 15 .
Das erste Ventil 16 und das Lenkventil 30 sind in dem ersten Hydrauliklenkkreis 12 parallel geschaltet. Das erste Ventil 16 und das Lenkventil 30 sind in der ersten Ver bindungsleitung 34 parallel geschaltet. Die erste Hydraulikpumpe 14 fördert in einem ersten Teilabschnitt 31 der ersten Verbindungsleitung 34 des ersten Hydrauliklenk kreises 12 das erste Fluid 13 zu dem ersten Ventil 16. Die erste Hydraulikpumpe 14 fördert in einem zweiten Teilabschnitt 32 der ersten Verbindungsleitung 34 das erste Fluid 13 zu dem Lenkventil 30. Der erste Teilabschnitt 31 und der zweite Teilabschnitt 32 bilden eine Gabelung der ersten Verbindungsleitung 34. Die erste Verbindungs leitung 34 verbindet die erste Hydraulikpumpe 14 fluidisch mit dem ersten Lenk zylinder 15. Das erste Fluid 13 ist in der ersten Verbindungsleitung 34 geführt. Der erste Teilabschnitt 31 und der zweite Teilabschnitt 32 münden im ersten Hydraulik lenkkreis 12 zwischen dem ersten Ventil 16 und dem ersten Lenkzylinder 15 ineinander. Das erste Ventil 16 ist in dem ersten Teilabschnitt 31 angeordnet. Das Lenkventil 30 ist in dem zweiten Teilabschnitt 32 angeordnet. The first valve 16 and the steering valve 30 are connected in parallel in the first hydraulic steering circuit 12 . The first valve 16 and the steering valve 30 are in the first connecting line 34 Ver connected in parallel. In a first section 31 of the first connecting line 34 of the first hydraulic steering circuit 12, the first hydraulic pump 14 delivers the first fluid 13 to the first valve 16. The first hydraulic pump 14 conveys the first fluid 13 to the steering valve 30 in a second section 32 of the first connecting line 34. The first section 31 and the second section 32 form a bifurcation of the first connecting line 34. The first connecting line 34 fluidly connects the first hydraulic pump 14 to the first Steering cylinder 15. The first fluid 13 is guided in the first connecting line 34. The first section 31 and the second section 32 open into one another in the first hydraulic steering circuit 12 between the first valve 16 and the first steering cylinder 15 . The first valve 16 is arranged in the first section 31 . The steering valve 30 is arranged in the second section 32 .
Die zweite Verbindungsleitung 35 verbindet die zweite Hydraulikpumpe 24 fluidisch mit dem zweiten Lenkzylinder 25. In der zweiten Verbindungsleitung 35 ist das zweite Fluid 23 geführt. Das zweite Ventil 26 ist in der zweiten Verbindungsleitung 35 an geordnet. The second connecting line 35 fluidly connects the second hydraulic pump 24 to the second steering cylinder 25. The second fluid 23 is guided in the second connecting line 35. The second valve 26 is arranged in the second connecting line 35 at.
In der Fig. 2 ist beispielhaft lediglich die erste Verbindungsleitung 34 zwischen der ersten Hydraulikpumpe 14 und dem ersten Lenkzylinder 15 eingezeichnet. Die erste Verbindungsleitung 34 führt in den ersten Druckraum 18 des ersten Lenkzylinders 15. Der erste Lenkzylinder 15 weist einen weiteren Druckraum 41 auf, der auf der anderen Seite des ersten Kolbens angeordnet ist. Zu diesem weiteren Druckraum 41 führt aus gehend von der ersten Hydraulikpumpe 14 eine weitere Verbindungsleitung. Die weitere Verbindungsleitung ist aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 2 nicht dar gestellt. In der weiteren Verbindungsleitung sind dieselben Ventile wie in der ersten Verbindungsleitung 34 angeordnet. Das erste Ventil 16 ist sowohl in der ersten Ver bindungsleitung 34 als auch in der weiteren Verbindungsleitung angeordnet. Das Lenk ventil 30 ist sowohl in der ersten Verbindungsleitung 34 als auch in der weiteren Ver bindungsleitung angeordnet. In FIG. 2 only the first connecting line 34 between the first hydraulic pump 14 and the first steering cylinder 15 is shown as an example. The first connecting line 34 leads into the first pressure chamber 18 of the first steering cylinder 15. The first steering cylinder 15 has a further pressure chamber 41 which is arranged on the other side of the first piston. A further connecting line leads from the first hydraulic pump 14 to this further pressure chamber 41 . The further connecting line is not shown in FIG. 2 for reasons of clarity. The same valves as in the first connecting line 34 are arranged in the further connecting line. The first valve 16 is arranged both in the first connecting line 34 and in the further connecting line. The steering valve 30 is arranged connecting line both in the first connecting line 34 and in the further Ver.
Der erste Druckraum 18 ist durch den ersten Kolben 19 von dem weiteren Druckraum 41 fluidisch getrennt. Die erste Verbindungsleitung 34 und die nicht dargestellte weitere Verbindungsleitung verbinden den weiteren Druckraum 41 über die erste Hydraulik pumpe 14 mit dem ersten Druckraum 18. Dadurch kann das erste Fluid 13 von dem ersten Druckraum 18 in den weiteren Druckraum 41 gefördert werden und umgekehrt. Hierbei wird der erste Kolben 19 verschoben und die erste Kolbenstange 5 relativ zu dem ersten Grundkörper 38 verschoben. The first pressure chamber 18 is fluidically separated from the further pressure chamber 41 by the first piston 19 . The first connecting line 34 and the other not shown Connecting lines connect the further pressure chamber 41 via the first hydraulic pump 14 to the first pressure chamber 18. As a result, the first fluid 13 can be conveyed from the first pressure chamber 18 into the further pressure chamber 41 and vice versa. Here, the first piston 19 is displaced and the first piston rod 5 is displaced relative to the first base body 38 .
Je nach Stellung des ersten Ventils 16 und des Lenkventils 30 fördert die erste Hydraulikpumpe 14 bei einer Bewegung des Lenkrads 3 das erste Fluid 13 von dem ersten Druckraum 18 des ersten Lenkzylinders 15 in den weiteren Druckraum 41 des ersten Lenkzylinders 15 oder von dem weiteren Druckraum 41 in den ersten Druckraum 18. Depending on the position of the first valve 16 and the steering valve 30, when the steering wheel 3 moves, the first hydraulic pump 14 pumps the first fluid 13 from the first pressure chamber 18 of the first steering cylinder 15 into the further pressure chamber 41 of the first steering cylinder 15 or from the further pressure chamber 41 into the first pressure chamber 18.
Im zweiten Hydrauliklenkkreis 22 ist eine nicht dargestellte zweite weitere Ver bindungsleitung vorgesehen. Die zweite weitere Verbindungsleitung verbindet einen zweiten weiteren Druckraum 42 des zweiten Lenkzylinders 25 mit der zweiten Hydraulikpumpe 24. Das zweite Ventil 27 ist sowohl in der zweiten Verbindungsleitung 35 als auch in der zweiten weiteren Verbindungsleitung angeordnet. In the second hydraulic steering circuit 22, a second, not shown, further connection line Ver is provided. The second further connecting line connects a second further pressure chamber 42 of the second steering cylinder 25 to the second hydraulic pump 24. The second valve 27 is arranged both in the second connecting line 35 and in the second further connecting line.
Der Arbeitsdruck des ersten Fluids 13 ist größer als der Arbeitsdruck des zweiten Fluids 23. Der erste Hydrauliklenkkreis 12 ist der Führungslenkkreis, dem der zweite Hydrauliklenkkreis 22 folgt. Der Druck, mit dem der erste Kolben 19 von dem ersten Fluid 13 bewegt wird, ist größer als der Druck, mit dem der zweite Kolben 29 von dem zweiten Fluid 23 bewegt wird. Der Druck, mit dem der erste Kolben 19 von dem ersten Fluid 13 bewegt wird, beträgt 100,1% bis 110%, insbesondere 100,1% bis 101% des Drucks, mit dem der zweite Kolben 29 von dem zweiten Fluid 23 bewegt wird. Der zweite Kolben 29 folgt der Bewegung des ersten Kolbens 19. Der zweite Kolben 29 ist über die Spurstange 36 mit dem ersten Kolben 19 verbunden. Die Lenkvorrichtung 1 kann in verschiedenen mobilen Arbeitsmaschinen mit ver schiedenen Achslasten eingesetzt werden. Hierbei erfolgt die Anpassung der Volumen ströme zu den Lenkzylindern 15 und 25 an die jeweilige Achslast durch Anpassung der Ventile 16 und 26. Das Lenkventil 30 des ersten Hydrauliklenkkreises 12 kann für ver- schiedenen Achslasten gleich ausgebildet sein. The working pressure of the first fluid 13 is greater than the working pressure of the second fluid 23. The first hydraulic steering circuit 12 is the lead steering circuit, which the second hydraulic steering circuit 22 follows. The pressure with which the first piston 19 is moved by the first fluid 13 is greater than the pressure with which the second piston 29 is moved by the second fluid 23 . The pressure with which the first piston 19 is moved by the first fluid 13 is 100.1% to 110%, in particular 100.1% to 101% of the pressure with which the second piston 29 is moved by the second fluid 23 . The second piston 29 follows the movement of the first piston 19. The second piston 29 is connected to the first piston 19 via the tie rod 36. The steering device 1 can be used in various mobile machines with ver different axle loads. In this case, the volume flows to the steering cylinders 15 and 25 are adapted to the respective axle load by adjusting the valves 16 and 26. The steering valve 30 of the first hydraulic steering circuit 12 can be designed in the same way for different axle loads.
Die Lenkvorrichtung 1 ist als Nachrüstbausatz ausgebildet. The steering device 1 is designed as a retrofit kit.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Hydrostatische Lenkvorrichtung für eine mobile Arbeitsmaschine (2) umfassend ein Lenkrad (3) und folgende erste Elemente, die Teil eines ersten Hydraulik lenkkreises (12) mit einem ersten Fluid (13) sind: einen ersten Stellungssensor (11) zur Bestimmung einer Stellung des Lenkrads (3), eine erste Hydraulikpumpe (14) zur Förderung des ersten Fluids (13) in dem ersten Hydrauliklenkkreis (12), einen ersten Lenkzylinder (15) zur Verstellung einer Laufrichtung (8) eines Rads (4) der Arbeitsmaschine (2), ein erstes Ventil (16) zur Einstellung eines dem ersten Lenkzylinder (15) zugeführten Volumenstroms des ersten Fluids (13) und eine erste Steuereinheit (17) zur Steuerung des ersten Ventils (16) in Ab hängigkeit der Stellung des Lenkrads (3), dadurch gekennzeichnet, dass alle ersten Elemente redundant ausgeführt sind, so dass die hydrostatische Lenkvorrichtung (1) zu jedem ersten Element ein ent sprechendes zweites Element umfasst, und dass die Lenkvorrichtung (1) einen zweiten Hydrauliklenkkreis (22) mit einem zweiten Fluid (23) umfasst, in dem die zweiten Elemente angeordnet sind. 1. Hydrostatic steering device for a mobile machine (2) comprising a steering wheel (3) and the following first elements that are part of a first hydraulic steering circuit (12) with a first fluid (13): a first position sensor (11) for determining a position of the steering wheel (3), a first hydraulic pump (14) for delivering the first fluid (13) in the first hydraulic steering circuit (12), a first steering cylinder (15) for adjusting a running direction (8) of a wheel (4) of the working machine (2 ), a first valve (16) for adjusting a volume flow of the first fluid (13) supplied to the first steering cylinder (15) and a first control unit (17) for controlling the first valve (16) depending on the position of the steering wheel (3) , characterized in that all the first elements are redundant, so that the hydrostatic steering device (1) comprises a corresponding second element for each first element, and that the steering device (1) has a second hydraulic oil enkkreis (22) with a second fluid (23), in which the second elements are arranged.
2. Hydrostatische Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hydrauliklenkkreis (12) fluidisch voll ständig getrennt von dem zweiten Hydrauliklenkkreis (22) ausgebildet ist. 2. Hydrostatic steering device according to claim 1, characterized in that the first hydraulic steering circuit (12) is fluidly completely separate from the second hydraulic steering circuit (22).
3. Hydrostatische Lenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lenkzylinder (15) und der zweite Lenk zylinder (25) zur Verstellung der Laufrichtung des Rads (4) gemeinsam auf das Rad (4) wirken. 3. Hydrostatic steering device according to claim 1 or 2, characterized in that the first steering cylinder (15) and the second steering cylinder (25) for adjusting the running direction of the wheel (4) act together on the wheel (4).
4. Hydrostatische Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrostatische Lenkvorrichtung (1) eine Spur stange (36) umfasst, und dass der erste Lenkzylinder (15) und der zweite Lenk zylinder (25) über die Spurstange (36) wirkverbunden sind, so dass eine Ver stellung des einen Lenkzylinders (15, 25) eine Verstellung des anderen Lenk zylinders (25, 15) bewirkt. 4. Hydrostatic steering device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the hydrostatic steering device (1) comprises a tie rod (36), and that the first steering cylinder (15) and the second steering cylinder (25) via the tie rod ( 36) are operatively connected, so that an adjustment of the one steering cylinder (15, 25) causes an adjustment of the other steering cylinder (25, 15).
5. Hydrostatische Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkvorrichtung (1) so ausgelegt ist, dass eine Verstellung der Laufrichtung (8) des Rads (4) mit einem der beiden Hydraulik lenkkreise (12, 22) alleine möglich ist. 5. Hydrostatic steering device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the steering device (1) is designed so that an adjustment of the running direction (8) of the wheel (4) with one of the two hydraulic steering circuits (12, 22) alone is possible.
6. Hydrostatische Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkvorrichtung (1) derart ausgelegt ist, dass bei einem Druckabfall in einem der beiden Hydrauliklenkkreise (12, 22) unter einen vorgegebenen Schwellwert die zugeordneten Hydraulikpumpen (14, 24) abgeschaltet und die Lenkvorrichtung (1) lediglich mit dem anderen Hydraulik lenkkreis (12, 22) betrieben wird. 6. Hydrostatic steering device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the steering device (1) is designed in such a way that if the pressure in one of the two hydraulic steering circuits (12, 22) drops below a predetermined threshold value, the associated hydraulic pumps (14, 24 ) switched off and the steering device (1) is operated only with the other hydraulic steering circuit (12, 22).
7. Hydrostatische Lenkvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkvorrichtung (1) eine dritte Steuereinheit (6) aufweist, die bei einem Druckabfall im ersten Hydrauliklenkkreis (12) oder im zweiten Hydrauliklenkkreis (22) eine Abschaltung der zugeordneten Hydraulikpumpe (14, 24) bewirkt. 7. Hydrostatic steering device according to claim 6, characterized in that the steering device (1) has a third control unit (6) which switches off the associated hydraulic pump (14, 24) causes.
8. Hydrostatische Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (16) und das zweite Ventil (26) Proportionalventile sind. 8. Hydrostatic steering device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the first valve (16) and the second valve (26) are proportional valves.
9. Hydrostatische Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hydrauliklenkkreis (12) zusätzlich ein Lenkventil (30) umfasst, das mechanisch mit dem Lenkrad (3) verbunden ist. 9. Hydrostatic steering device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first hydraulic steering circuit (12) additionally comprises a steering valve (30) which is mechanically connected to the steering wheel (3).
10. Hydrostatische Lenkvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der dem ersten Lenkzylinder (15) zugeführte Volumenstrom des ersten Fluids (13) gemeinsam von dem ersten Ventil (16) und dem Lenkventil (30) bestimmt ist. 10. Hydrostatic steering device according to claim 9, characterized in that the first steering cylinder (15) supplied volume flow of the first fluid (13) is determined jointly by the first valve (16) and the steering valve (30).
11. Hydrostatische Lenkvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (16) und das Lenkventil (30) in dem ersten Hydrauliklenkkreis (12) parallel geschaltet sind. 11. Hydrostatic steering device according to claim 9 or 10, characterized in that the first valve (16) and the steering valve (30) in the first hydraulic steering circuit (12) are connected in parallel.
12. Hydrostatische Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hydraulikpumpe (14) in einem ersten Teilabschnitt (31) einer ersten Verbindungsleitung (34) des ersten Hydraulik lenkkreises (12) das erste Fluid (13) zu dem ersten Ventil (16) fördert, dass die erste Hydraulikpumpe (14) in einem zweiten Teilabschnitt (32) der ersten Ver bindungsleitung (34) das erste Fluid (13) zu dem Lenkventil (30) fördert, und dass der erste Teilabschnitt (31) und der zweite Teilabschnitt (32) eine Gabelung der ersten Verbindungsleitung (34) bilden. 12. Hydrostatic steering device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the first hydraulic pump (14) in a first section (31) of a first connecting line (34) of the first hydraulic steering circuit (12) supplies the first fluid (13) to the first valve (16), that the first hydraulic pump (14) in a second section (32) of the first connecting line (34) conveys the first fluid (13) to the steering valve (30), and that the first section (31) and the second section (32) form a bifurcation of the first connecting line (34).
13. Hydrostatische Lenkvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilabschnitt (31) und der zweite Teilab schnitt (32) im ersten Hydrauliklenkkreis (12) zwischen dem ersten Ventil (16) und dem ersten Lenkzylinder (15) ineinander münden. 13. Hydrostatic steering device according to claim 12, characterized in that the first section (31) and the second section (32) in the first hydraulic steering circuit (12) between the first valve (16) and the first steering cylinder (15) open into one another.
14. Hydrostatische Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilvolumenstrom des dem ersten Lenk zylinder (15) zugeführten Volumenstroms des ersten Fluids (13) mittels des Lenkventils (30) einstellbar ist. 14. Hydrostatic steering device according to one of claims 9 to 13, characterized in that a partial volume flow of the first steering cylinder (15) supplied volume flow of the first fluid (13) by means of the steering valve (30) is adjustable.
15. Hydrostatische Lenkvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkventil (30) zur Einstellung des Volumens des Teil volumenstroms mechanisch mit dem Lenkrad (3) verbunden ist. 15. Hydrostatic steering device according to claim 14, characterized in that the steering valve (30) for adjusting the volume of the volume flow part is mechanically connected to the steering wheel (3).
16. Hydrostatische Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkvorrichtung (1) als Nachrüstbausatz aus gebildet ist. 16. Hydrostatic steering device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the steering device (1) is formed as a retrofit kit.
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