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Die Erfindung betrifft ein Ventil für eine hydraulische Fahrzeugknicklenkeinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
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Ein derartiges Ventil für eine hydraulische Fahrzeugknicklenkeinrichtung ist aus der DE-OS 21 10 725 bekannt, wobei dort die von der motorgetriebenen Druckmittelpumpe kommende Leitung beim Versagen dieser Pumpe durch einen federbelasteten Kolbenschieber abgeschlossen ist. Dabei gelangt dann keine Druckflüssigkeit mehr in den Verteilerraum, vielmehr gelangt die von der durch das Lenkhandrad antreibbaren Dosierpumpe kommende Druckflüssigkeit unter Umgehung des Verteilerraumes sowohl zu dem Stangenraum eines der beiden Lenkzylinder als auch zu dem stangenfreien Arbeitsraum des jeweils anderen Lenkzylinders, wozu der die Leitung von der Motorpumpe abschließende, federbelastete Kolbenschieber in seiner Schließstellung die Verbindung zu dem Stangenraum des zuerst genannten Lenkzylinders freigibt. Analog steuert dieser Kolbenschieber den Ablauf der Druckflüssigkeit aus dem stangenfreien Arbeitsraum des zuerst genannten Lenkzylinders und dem Stangenraum des anderen Lenkzylinders. Dieses bekannte Ventil besitzt den Nachteil, daß das Schließen des federbelasteten Kolbenschiebers von der Kraft seiner Feder abhängt, die verhältnismäßig gering sein muß, um Drosselverluste zu vermeiden und ein schnelles Ansprechen der Lenkung zu gewährleisten. Infolgedessen ist bei dem bekannten Ventil keine Gewähr dafür gegeben, daß bei nur verringertem Druck in der von der motorgetriebenen Druckmittelpumpe kommenden Leitung diese durch den federbelasteten Kolbenschieber abgeschlossen wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Ventil für eine hydraulische Fahrzeugknicklenkeinrichtung zu schaffen, bei dem der Zufluß von Druckmittel aus der mit der motorgetriebenen Druckmittelpumpe verbundenen Leitung unterbrochen wird, sobald der Druck in dieser Leitung unter den Druck sinkt, der von der durch das Lenkhandrad angetriebenen Dosierpumpe geliefert wird. Diese Aufgabe wird ausgehend von dem vorgenannten bekannten Ventil erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Mittel gelöst.
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Das erfindungsgemäß ausgebildete Ventil bietet die Gewähr dafür, daß die von der motorgetriebenen Druckmittelpumpe kommende Leitung auch dann vollkommen geschlossen wird, wenn der Druck in dieser Leitung nicht vollständig zurückgegangen ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.
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Die Zeichnung zeigt in einer teilweise als waagrechter Schnitt gezeichneten Draufsicht einen Teil einer mit einer Knicklenkeinrichtung ausgerüsteten Zugmaschine und die zugehörige hydraulische Einrichtung.
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Zu dem in der Zeichnung dargestellten Fahrzeug 10 gehören ein Vorderwagen 12 und ein nur teilweise dargestellter Hinterwagen 14 mit rechten Rädern 16 und linken Rädern 18, die auf Achsen 20 gelagert sind. Damit das Fahrzeug gelenkt werden kann, sind der Vorderwagen 12 und der Hinterwagen 14 durch ein Fahrzeugknickgelenk 22 miteinander verbunden.
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Wie bei Fahrzeugen dieser Art üblich, dienen zum Lenken des Fahrzeugs ein doppeltwirkender Lenkzylinder 24 auf der rechten Seite und ein doppeltwirkender Lenkzylinder 26 auf der linken Seite. Gemäß der Zeichnung weist jeder der Lenkzylinder 24 und 26 ein kolbenseitiges Verankerungsende 28 auf, das mit dem vorderen Fahrgestell 12 durch einen Gelenkbolzen 30 verbunden ist, sowie ein kolbenstangenseitiges Ende 32. In jedem der Lenkzylinder 24 und 26 arbeitet ein Kolben 34, der mit einer Kolbenstange 36 verbunden ist, deren hinteres Ende am Hinterwagen 14 mit Hilfe eines Gelenkbolzens 38 angelenkt ist.
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Zu der insgesamt mit 40 bezeichneten Fahrzeugknicklenkeinrichtung gehören neben den beiden doppeltwirkenden Lenkzylindern 24 und 26 ein drehbares Lenkhandrad 42, eine Servolenkeinrichtung 44 und eine Steuereinrichtung 46, welch letztere zwischen der Servolenkeinrichtung 44 einerseits und den beiden doppeltwirkenden Lenkzylindern angeordnet ist. Zu der Servolenkeinrichtung 44 gehören eine durch eine motorgetriebene Pumpe 48 und eine hydrostatische Lenkeinheit 50, welch letztere von bekannter Art ist und ein Lenkventil sowie eine Dosierpumpe aufweist, mit welcher das Lenkhandrad 42 verbunden ist. Von der motorgetriebenen Pumpe 48 aus führt eine Leitung 52 zu der hydrostatischen Lenkeinheit 50, und in die Leitung 52 sind ein Strömungsteiler und ein Überdruckventil 54 eingeschaltet. Von dem Strömungsteiler und Überdruckventil 54 aus führt eine weitere Leitung 56, in die ein Filter 60 eingeschaltet ist, zu einem Behälter 58. Die motorgetriebene Pumpe 48 ist mit dem Behälter 58 durch eine Ansaugleitung 62 verbunden. Die hydrostatische Lenkeinheit 50 stellt eine Konstruktion dar, die in ihrer Mittelstellung geöffnet ist.
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Zu der Steuereinrichtung 46 gehören eine Ventilanordnung 64 und Arbeitsleitungen 72, 74 sowie 78, 82 und Zweigleitungen 76, 80 zum Herstellen von Verbindungen zwischen der Lenkeinrichtung 44, den Lenkzylindern 24, 26 und der Ventilanordnung 64.
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Die hydrostatische Lenkeinheit 50 ist mit Anschlüssen 66 und 68 für die Arbeitsleitungen 72 bzw. 74 versehen und über eine Leitung 70 mit dem Behälter 58 verbunden.
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Zu der Ventilanordnung 64 gehören ein erster Kolbenschieber 84 und ein zweiter Kolbenschieber 86; der erste Kolbenschieber ist dem ersten Lenkzylinder 24 über die Arbeitsleitung 82 zugeordnet, während der zweite Kolbenschieber 86 dem zweiten Lenkzylinder 26 über die Arbeitsleitung 80 zugeordnet ist. Bei jedem der beiden Kolbenschieberventile 84, 86 handelt es sich um ein vorsteuerbares Zweigwegeventil mit zwei Steuerstellungen, das normalerweise durch eine Feder 88 in seiner Schließstellung gehalten wird; in der Zeichnung nimmt das erste Kolbenschieberventil 84 seine Schließstellung ein. Ferner gehören zu der Ventilanordnung 64 mehrere Rückschlagventile 90, 92, 94, 96 und 98, deren Wirkungsweise im folgenden erläutert wird. Zu der Steuereinrichtung gehört außerdem eine Rohrleitung 100, die von der Leitung 52 aus zu der Ventilanordnung 64 führt.
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Die Zeichnung zeigt die Stellung der verschiedenen Teile für den Fall, daß das Durchfahren einer Rechtskurve durch entsprechendes Drehen des Lenkhandrades 42 eingeleitet wird, während sich die motorgetriebene Pumpe 48 in Betrieb befindet. Hierbei wird das Druckmittel von der hydrostatischen Lenkeinheit 50 aus über den Anschluß 66 und die Leitung 72 dem Stangenraum 32 des ersten Lenkzylinders 24 zugeführt, um die Kolbenstange 36 zurückzuziehen. Aus dem stangenfreien Arbeitsraum 28 des Lenkzylinders 24 wird das Druckmittel über die Arbeitsleitung 82 und das sich öffnende Rückschlagventil 90 und die Zweigleitung 80 abgeführt. Nach dem Verlassen der Zweigleitung 80 strömt das Druckmittel über die zweite Leitung 74, den Anschluß 68, die hydrostatische Lenkeinheit 50 und die Rückleitung 70 wieder zu dem Behälter 58. In der Zwischenzeit kommt die Zweigleitung 76 als Vorsteuerleitung zur Wirkung, so daß der zweite Kolbenschieber 86 gemäß der Zeichnung aus seiner Schließstellung in seine Öffnungsstellung gebracht wird. Hierbei kann kein Druckmittel durch das Rückschlagventil 96 strömen, da die Flüssigkeit in der Leitung 100 unter Druck steht, so daß das Rückschlagventil 94 geöffnet ist, um die Kammer 102, die den Rückschlagventilen 92 und 96 zugeordnet ist, mit Druck zu beaufschlagen. Wird der Kolbenschieber 86 in seine Öffnungsstellung gebracht, strömt das Druckmittel von der motorgetriebenen Pumpe 48 aus über die Leitung 100, die Kammer 102, das Kolbenschieberventil 86 und die Leitung 78 zum stangenfreien Arbeitsraum 28 des zweiten Lenkzylinders 26. Das Druckmittel erfährt auf seinem Weg von der Kammer 102 an dem Kolbenschieber 86 vorbei einen solchen Druckabfall, daß es das Rückschlagventil 98 nicht öffnen kann. Wird das Druckmittel dem stangenfreien Arbeitsraum 28 des Lenkzylinders 26 zugeführt, wird die zugehörige Kolbenstange 36 ausgefahren, so daß das hydraulische Druckmittel aus dem Stangenraum 32 über die Leitung 74, den Anschluß 68, die hydrostatische Lenkeinheit 50 und die Rückleitung 70 abgeführt wird.
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Es sei bemerkt, daß die Verwendung der hydrostatischen Lenkeinheit 50 für die Betätigung nur eines Lenkzylinders und die Verwendung der motorgetriebenen Pumpe 48 zur Betätigung des anderen Lenkzylinders beim Durchfahren einer Kurve dazu führt, daß es möglich ist, eine kleinere hydrostatische Lenkeinheit zu benutzen, als wenn die hydrostatische Lenkeinheit beim Gebrauch der Fahrzeugknicklenkeinrichtung das durch die motorgetriebene Pumpe 48 geförderte Druckmittel beiden Lenkzylindern 24 und 26 zumessen müßte. Außerdem wird die Phasenbeziehung zwischen den Lenkzylindern 24 und 26 dadurch aufrechterhalten, daß die Lenkzylinder über den Vorder- und Hinterwagen 12, 14 und das Fahrzeugknickgelenk 22 mechanisch miteinander gekuppelt sind. Würde das Durchfahren einer Linkskurve mit Hilfe der hydraulischen Fahrzeugknicklenkeinrichtung eingeleitet, würde das Kolbenschieberventil 86 geschlossen, das Kolbenschieberventil 84 würde geöffnet, die Rückschlagventile 92, 94 und 96 würden die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung einnehmen, das Rückschlagventil 98 würde geöffnet, und das Rückschlagventil 90 würde sich schließen. Von der hydrostatischen Lenkeinheit 50 aus würde das Druckmittel durch die Leitung 74 strömen, um danach über die Leitung 72 zu dem Behälter 58 zurückgeführt zu werden. Natürlich würden hierbei der stangenfreie Arbeitsraum 28 des Lenkzylinders 24 und der Stangenraum 32 des Lenkzylinders 26 mit Druck beaufschlagt.
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Bei der Geradeausfahrt sind sämtliche Rückschlag- und Kolbenschieberventile geschlossen, und das in den Lenkzylindern 24, 26 und der Steuereinrichtung 46 vorhandene Druckmittel wird durch die hydrostatische Lenkeinheit 50 eingeschlossen gehalten.
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Würde die motorgetriebene Pumpe 48 ausfallen, und zwar entweder infolge einer Beschädigung der Pumpe oder wegen des Ausfalls der zugehörigen Antriebseinrichtung, würde der Druck in der Leitung 100 bis unterhalb des Drucks in der Kammer 102 zurückgehen, so daß sich das Rückschlagventil 94 schließen würde. Würde das Lenkhandrad 42 nach rechts gedreht, würde die Dosierpumpe der hydrostatischen Lenkeinrichtung 50 der Leitung 72 unter Druck stehende Druckflüssigkeit zuführen. Weitere Druckflüssigkeit würde auch der Zweigleitung 76 zugeführt, so daß das Kolbenschieberventil 86 geöffnet würde. Da der Kammer 102 über die Leitung 100 kein Druckmittel zugeführt würde, würde das Rückschlagventil 96 geöffnet, so daß Druckflüssigkeit von der Dosierpumpe der hydrostatischen Lenkeinrichtung 50 aus zu der Kammer 102 und von dort aus über das Kolbenschieberventil 86 und die Leitung 78 zum stangenfreien Arbeitsraum 28 des Lenkzylinders 26 strömen würde. Das aus den Lenkzylindern 24 und 26 entweichende hydraulische Druckmittel strömt hierbei in der gleichen Weise zu dem Behälter 58 zurück, wie es bei der Benutzung der motorgetriebenen Pumpe im Servobetrieb der hydrostatischen Lenkeinrichtung geschehen würde. Da die mit Hilfe der mittels des Lenkhandrades betätigten Dosierpumpe der hydrostatischen Lenkeinrichtung 50 verdrängte Flüssigkeit jetzt sowohl den Stangenraum des Lenkzylinders 24 als auch den Stangenraum des Lenkzylinders 26 füllen muß, ergibt sich jetzt ein höheres Lenkungsübersetzungsverhältnis. Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Leitungen 72, 74, 78 und 82 mit den Lenkzylindern 24 und 26 in der beschriebenen Weise so verbunden sind, daß sich ein maximaler Unterschied bezüglich des Lenkungsübersetzungsverhältnisses zwischen Servobetrieb und Handbetrieb ergibt. Da das Volumen des Stangenraumes eines Lenkzylinders kleiner ist als das Volumen des stangenfreien Arbeitsraumes des Lenkzylinders, wird das Lenkungsübersetzungsverhältnis um einen Faktor vergrößert, der den Wert 2 überschreitet.
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Die Wirkungsweise der Fahrzeugknicklenkeinrichtung beim Durchfahren einer Linkskurve mit Handbetätigung dürfte aus der vorstehenden Beschreibung ebenfalls ersichtlich sein.