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Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Lenkeinheit, die eine Versorgungsanschlussanordnung mit einem Druckanschluss, der mit einem Hauptstrompfad verbunden ist, und einem Tankanschluss, der mit einem Tankanschluss verbunden ist, eine Arbeitsanschlussanordnung mit einem linken Arbeitsanschluss, der mit einem linken Arbeitsstrompfad verbunden ist, und einem rechten Arbeitsanschluss, der mit einem rechten Arbeitsstrompfad verbunden ist, eine Brückenanordnung mit variablen Blenden aufweist, die eine erste linke Blende, die mit dem Hauptstrompfad und einem linken Verbindungspunkt an dem linken Arbeitsstrompfad verbunden ist, eine erste rechte Blende, die mit dem Hauptstrompfad und mit einem rechten Verbindungspunkt am rechten Arbeitsstrompfad verbunden ist, eine zweite linke Blende, die mit dem linken Verbindungpunkt an dem linken Arbeitsstrompfad und dem Tankstrompfad verbunden ist, und eine zweite rechte Blende aufweist, die mit dem rechten Verbindungspunkt an dem rechten Arbeitsstrompfad und mit dem Tankstrompfad verbunden ist.
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Eine derartige Lenkeinheit ist beispielsweise aus
US 4 676 334 bekannt.
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Eine derartige Lenkeinheit kann verwendet werden, um ein Fahrzeug zu lenken, d.h. die Laufrichtung der gesteuerten Räder des Fahrzeugs zu ändern. Zu diesem Zweck ist ein Lenkmotor mit der Arbeitsanschlussanordnung verbunden. Wenn ein Lenkhandrad oder eine andere befehlsgebende Einrichtung betätigt wird, wird Hydraulikflüssigkeit durch die Brückenanordnung von dem Druckanschluss zu den Arbeitsanschlüssen geleitet. Wenn beispielsweise das Fahrzeug nach links gesteuert werden sollte, werden die erste linke Blende und die zweite rechte Blende geöffnet, so dass Hydraulikflüssigkeit auf einer Seite in den Lenkmotor eintritt und Hydraulikflüssigkeit, die von dem Lenkmotor verdrängt wird, durch den rechten Arbeitsanschluss und durch die zweite rechte Blende zu dem Tankanschluss zurückfließt.
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In einigen Fällen ist eine sekundäre Stromeinheit mit der Arbeitsanschlussanordnung verbunden. Die sekundäre Stromeinheit kann Hydraulikflüssigkeit zur Arbeitsanschlussanordnung zuführen, wobei die Hydraulikflüssigkeit nicht durch die Lenkeinheit gesteuert wird, sondern durch eine andere Einheit, die beispielsweise GPS-gesteuert ist.
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Wenn die sekundäre Stromeinheit Öl zu der Arbeitsanschlussanordnung liefert, können Situationen auftreten, in denen sich der Fahrer unkomfortabel fühlt.
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Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein komfortables Lenkgefühl zu geben.
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Diese Aufgabe wird mit einer hydraulischen Lenkeinheit der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass Rückflussverhinderungsmittel in mindestens einem der linken Arbeitsstrompfade und der rechten Arbeitsstrompfade angeordnet sind.
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Die Rückstromverhinderungsmittel erlauben nicht einen Rückwärtsstrom durch die Lenkeinheit, d.h. sie erlauben nicht einen Strom vom Arbeitsanschluss zu der Brückenanordnung. Auf diese Weise wird das Lenkhandrad (oder irgendeine andere Lenkbefehleinheit) nicht durch einen Rückfluss beeinflusst und das Lenkgefühl wird für den Fahrer komfortabel gemacht.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Messmotor in einem der Arbeitsstrompfade angeordnet. Auf diese Weise kann ein Totband der Lenkeinheit minimiert werden.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Brücke eine erste Brücke, wobei die Blenden der ersten Brücke in Neutralposition offen sind, und eine zweite Brücke ist parallel zu der ersten Brücke angeordnet, wobei die zweite Brücke vier variable sekundäre Blenden aufweist, die in Neutralposition geschlossen sind, wobei ein sekundärer linker Verbindungspunkt zwischen sekundärer ersten linken Blende und sekundärer zweiten linken Blende verbunden ist mit dem linken Arbeitsstrompfad und ein sekundärer rechter Verbindungspunkt zwischen sekundärer ersten rechten Blende und sekundärer rechten Blende mit dem rechten Arbeitsstrompfad verbunden ist. Wie in den vorherigen Ausführungsformen ist die erste Brücke in Form einer Wheatstone Brücke, wobei eine Diagonale zwischen dem Hauptstrompfad und dem Tankstrompfad angeordnet ist und die andere Diagonale zwischen den beiden Arbeitsstrompfaden angeordnet ist. Die zweite Brücke ist ebenfalls eine Wheatstone Brücke mit im Wesentlichen denselben Verbindungspunkten. Die Verwendung einer ersten Brücke mit neutral offenen Blenden erlaubt Lenken mit höherer Genauigkeit.
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In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Rückflussverhinderungsmittel angeordnet, um einen Rückfluss nur durch die erste Brücke zu verhindern. Wenn das Fahrzeug durch die sekundäre Stromeinheit gesteuert wird, besteht normalerweise keine Notwendigkeit für den Fahrer, das Fahrzeug auch durch die Lenkeinheit zu steuern. Deswegen kann die erste Brücke durch die Rückflussverhinderungsmittel inaktiviert werden. Wenn Lenken plötzlich notwendig ist, kann Lenken durch die zweite Brücke mit neutral geschlossenen Blenden durchgeführt werden. Diese neutral geschlossenen Blenden erlauben Lenken durch den Fahrer, jedoch mit geringerer Genauigkeit.
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In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Rückflussverhinderungsmittel zwischen dem linken Verbindungspunkt und dem sekundären linken Verbindungspunkt und/oder zwischen dem rechten Verbindungspunkt und dem sekundären rechten Verbindungspunkt angeordnet. Dies bedeutet, dass die Rückflussverhinderungsmittel einen Rückfluss nur zu der ersten Brücke blockieren, aber einen Rückfluss zu der zweiten Brücke erlauben. Da die zweite Brücke neutral geschlossene Blenden hat, wird der Rückfluss durch die zweite Brücke selbst gestoppt.
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In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Rückflussverhinderungsmittel in Form eines Rückschlagventils, das in eine Richtung auf die Arbeitsanschlussanordnung hin öffnet. Dies ist eine relativ einfache Lösung. Die Rückschlagventile blockieren automatisch einen Rückfluss, ohne dass eine weitere Aktion notwendig ist.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Rückschlagventil in dem linken Arbeitsstrompfad durch einen Druck in dem rechten Arbeitsstrompfad geöffnet und ein Rückschlagventil in dem rechten Arbeitsstrompfad wird durch einen Druck in dem linken Arbeitsstrompfad geöffnet. Auf diese Weise öffnen die Rückschlagventile automatisch, wenn die Lenkeinheit durch den Fahrer aktiviert wird.
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In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Rückflussverhinderungsmittel in Form eines gesteuerten Schaltventils. Das gesteuerte Schaltventil kann beispielsweise zwischen zwei Betriebszuständen geschaltet werden. In einem Betriebszustand ist das Schaltventil geöffnet und in dem anderen Betriebszustand ist das Schaltventil geschlossen. In diesem Fall sind Steuersignale notwendig. Diese Steuersignale können jedoch durch die sekundäre Stromeinheit geliefert werden.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nun genauer unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, worin:
- 1 eine erste Ausführungsform einer hydraulischen Lenkeinheit zeigt,
- 2 eine zweite Ausführungsform einer Lenkeinheit zeigt und
- 3 eine dritte Ausführungsform einer Lenkeinheit zeigt.
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In allen Figuren sind dieselben Elemente mit denselben Bezugsnummern versehen.
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1 zeigt schematisch eine Lenkeinheit 1, die eine Versorgungsanschlussanordnung mit einem Druckanschluss P und einem Tankanschluss T aufweist. Der Druckanschluss P ist mit einem Hauptstrompfad 2 verbunden. Der Tankanschluss T ist mit einem Tankstrompfad 3 verbunden.
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Der Druckanschluss P ist mit einer Druckquelle 4 verbunden, die im vorliegenden Fall eine Pumpe 5 und ein Prioritätsventil 6 aufweist. Grundsätzlich kann jedoch jede andere Druckquelle verwendet werden.
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Die Lenkeinheit 1 weist weiterhin eine Arbeitsanschlussanordnung mit einem linken Arbeitsanschluss L und einem rechten Arbeitsanschluss R auf. Ein Lenkmotor 7 ist mit den Arbeitsanschlüssen L, R verbunden.
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Im vorliegenden Fall ist eine sekundäre Stromeinheit 8 mit der Arbeitsanschlussanordnung L, R verbunden. Die sekundäre Stromeinheit 8 kann beispielsweise elektrohydraulische Ventile oder eine andere hydrostatische Lenkkomponente verwenden. Die sekundäre Lenkeinheit 8 kann beispielsweise verwendet werden zum ferngesteuerten Lenken des Fahrzeugs.
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Der linke Arbeitsanschluss L ist mit einem linken Arbeitsstrompfad 9 verbunden und der rechte Arbeitsanschluss R ist mit einem rechten Arbeitsstrompfad 10 verbunden. Der linke Arbeitsstrompfad 9 ist durch ein Rückschlagventil 11 mit dem Tankstrompfad 3 verbunden. Weiterhin ist der linke Arbeitsstrompfad 9 mit dem Tankstrompfad 3 durch ein Druckentlastungsventil 12 verbunden. Der rechte Arbeitsstrompfad 10 ist mit dem Tankstrompfad 3 durch ein Rückschlagventil 13 verbunden. Weiterhin ist der rechte Arbeitsstrompfad 10 mit einem Tankstrompfad 3 mit Hilfe eines Druckentlastungsventils 14 verbunden.
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Eine Brückenanordnung 15 mit variablen Blenden (die später genauer erläutert werden) ist mit einem Hauptstrompfad 2 und dem Tankstrompfad 3 verbunden. Weiterhin ist die Brückenanordnung 15 mit dem linken Arbeitsstrompfad 9 und dem rechten Arbeitsstrompfad 10 verbunden.
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Die Brückenanordnung 15 weist eine erste linke Blende A2L auf, die mit dem Hauptstrompfad 2 und dem linken Arbeitsstrompfad 9 verbunden ist, auf. Die Verbindung zu dem linken Arbeitsstrompfad 9 ist an einem linken Verbindungspunkt 16 hergestellt. Weiterhin weist die Brückenanordnung 15 eine erste rechte Blende A2R auf, die mit dem Hauptstrompfad 2 und dem rechten Arbeitsstrompfad 10 an einem Verbindungspunkt 17 verbunden ist. Die Brückenanordnung 15 weist weiterhin eine zweite rechte Blende A3L auf, die mit dem linken Verbindungspunkt 16 und dem Tankstrompfad 3 verbunden ist. Weiterhin weist die Brückenanordnung 15 eine zweite rechte Blende A3R auf, die mit dem rechten Verbindungspunkt 17 und dem Tankstrompfad 3 verbunden ist.
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Eine Hauptblende A1 ist in dem Hauptstrompfad 2 zwischen dem Druckanschluss P und der Brückenanordnung 15 angeordnet. Ein Rückschlagventil 18, das in eine Richtung zur Brückenanordnung 15 hin öffnet, ist zwischen dem Druckanschluss P und der Hauptblende A1 angeordnet. Die Hauptblende A1, die erste linke Blende A2L, die zweite linke Blende A3L, die erste rechte Blende A2R und die zweite rechte Blende A3R sind neutral offene Blenden, d.h. sie erlauben einen kleinen Strom von Hydraulikflüssigkeit in Neutralposition der Lenkeinheit 1.
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Ein Messmotor 19 ist in dem linken Arbeitsstrompfad 9 angeordnet. Alternativ kann der Messmotor in dem rechten Arbeitsstrompfad 10 angeordnet sein.
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Die Blenden A1, A2L, A3L, A2R, A3R können beispielsweise in einer Schieber-Hülsen-Anordnung realisiert sein. Die Schieber-Hülsen-Anordnung weist einen Schieber auf, der drehbar in einer Hülse angeordnet ist. Der Satz aus Schieber und Hülse ist drehbar in einem Gehäuse angeordnet. Ein Lenkhandrad oder dergleichen ist mit einem der Schieber und Hülse verbunden. Der Messmotor 19 ist mit dem anderen der Schieber und Hülse verbunden. Wenn das Lenkhandrad betätigt wird, wird der Schieber relativ zu der Hülse gedreht und öffnet einige Blenden und schließt einige andere Blenden. Der Strom, der durch die Brückenanordnung 15 fließt, treibt den Messmotor 19 an. Der Messmotor stellt den Schieber-Hülsen-Satz zu seiner Neutralposition zurück, sobald der Arbeitsanschlussanordnung L, R die notwendige Menge der Flüssigkeit zugeführt worden ist.
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Wenn beispielsweise der Lenkmotor 7 nach links gelenkt werden sollte, werden die erste linke Blende A2L und die zweite rechte Blende A3R geöffnet und die zweite linke Blende A3L und die erste rechte Blende A2R werden geschlossen. Hydraulikflüssigkeit von dem Druckanschluss P fließt durch die erste linke Blende A2L, den Messmotor 19 und den linken Arbeitsstrompfad 9 zu dem linken Arbeitsanschluss L. Hydraulikflüssigkeit, die von dem Lenkmotor 2 verdrängt wird, tritt in die Lenkeinheit 1 am rechten Arbeitsanschluss R ein und fließt durch den rechten Arbeitsstrompfad 10 und die zweite rechte Blende A3R zu dem Tankstrompfad 3 zurück und von dort zu einem Tankanschluss T.
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Wenn jedoch während des Lenkens oder während einer Neutralposition der Lenkeinheit 1 Hydraulikflüssigkeit von der sekundären Stromeinheit 8 zugeführt wird, kann eine Situation auftreten, in der das Lenkhandrad unter dem Einfluss der Hydraulikflüssigkeit, die von der sekundären Stromeinheit geliefert wird, gedreht wird.
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Um zu verhindern, dass das Lenkhandrad als Folge von Druckänderungen in dem Lenkmotor 7 gedreht wird, sind Rückflussverhinderungsmittel in mindestens einem des linken Arbeitsstrompfads 9 und des rechten Arbeitsstrompfads 10 angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Rückflussverhinderungsmittel in beiden Arbeitsstrompfaden 9, 10 angeordnet.
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In der in 1 gezeigten Ausführungsform weisen die Rückflussverhinderungsmittel ein gesteuertes Rückschlagventil 20 in dem linken Arbeitsstrompfad und ein gesteuertes Rückschlagventil 21 in dem rechten Arbeitsstrompfad 10 auf. Das Rückschlagventil 20 in dem linken Arbeitsstrompfad 9 öffnet in zwei Fällen. Der erste Fall ist, dass Hydraulikflüssigkeit von dem Druckanschluss P zu dem linken Arbeitsanschluss L zugeführt wird. Der zweite Fall ist, wenn Hydraulikflüssigkeit unter Druck von dem Druckanschluss P zu dem rechten Arbeitsanschluss L durch den rechten Arbeitsstrompfad 10 zugeführt wird. Dasselbe gilt für das Rückschlagventil 21, das durch Druck an dem rechten Verbindungspunkt 17 oder durch einen Druck in dem linken Arbeitsstrompfad 9 stromauf des Rückschlagventils 21 geöffnet wird.
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Die Rückschlagventile 20, 21 öffnen jedoch nicht, wenn nur ein Druck an den Arbeitsanschlüssen L, R auftritt. Auf diese Weise verhindern die Rückschlagventile 20, 21 einen Rückfluss zurück zu der Brückenanordnung 15.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Lenkeinheit 1.
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Dieselben Bezugszeichen werden für dieselben Elemente verwendet.
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Die in 2 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass die Brückenanordnung 15 eine erste Brücke ist, die dieselbe Funktion und Verhalten wie in der in 1 gezeigten Ausführungsform hat. Die Brückenanordnung 15 weist die oben beschriebenen vier neutral offenen Blenden A2L, A3L, A2R, A3R auf.
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Eine zweite Brücke 22a, 22b ist parallel zu der ersten Brücke angeordnet, d.h. zu der Brückenanordnung. Die zweite Brücke ist mit einer ersten Hälfte 22a und einer zweiten Hälfte 22b gezeigt. Die zweite Brücke 22a, 22b weist vier variable sekundäre Blenden A2L', A3L', A2R', A3R' auf, die in Neutralposition geschlossen sind.
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Die sekundäre erste linke Blende A2L' ist mit dem Hauptstrompfad 2 und dem linken Arbeitsstrompfad 9 verbunden. Die sekundäre zweite linke Blende A3L' ist mit dem linken Arbeitsstrompfad 9 und dem Tankstrompfad 3 verbunden. Die sekundäre erste rechte Blende A2R' ist mit dem Hauptstrompfad 2 und mit dem rechten Arbeitsstrompfad 10 verbunden. Die sekundäre zweite rechte Blende A3R' ist mit dem rechten Arbeitsstrompfad 10 und dem Tankstrompfad 3 verbunden. Dementsprechend weist die erste Hälfte 22a der zweiten Brücke einen sekundären linken Verbindungspunkt 23 auf und die zweite Hälfte 22b der zweiten Brücke weist einen sekundären rechten Verbindungpunkt 24 auf.
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In dieser Ausführungsform weisen die Rückflussverhinderungsmittel ein erstes Rückschlagventil 25 im linken Arbeitsstrompfad 9 und ein zweites Rückschlagventil 2 in dem rechten Arbeitsstrompfad 10 auf. Die Rückschlagventile 25, 26 blockieren lediglich einen Rückfluss in die Brückenanordnung 15 hinein, d.h. in die erste Brücke hinein. Ein Rückfluss in die zweite Brücke 22a, 22b ist nicht möglich in der Neutralposition, weil die Blenden A2L', A3L', A2R', A3R' der zweiten Brücke 22a, 22b in Neutralposition geschlossen sind.
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Deswegen wird jeglicher Rückfluss durch den Messmotor 19 verhindert.
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3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Lenkeinheit 1. In dieser Ausführungsform sind die Rückflussverhinderungsmittel in Form eines gesteuerten Schaltventils 27 in dem linken Arbeitsstrompfad 9 und eines gesteuerten Schaltventils 28 in dem rechten Arbeitsstrompfad 10. Die beiden Schaltventile 27, 28 sind angeordnet, um lediglich einen Strom in die Brückenanordnung 15 hinein zu blockieren. Ein Strom in die zweite Brücke 22a, 22b ist nicht möglich, da die Blenden A2L', A3L', A2R', A3R' in Neutralposition geschlossen sind.
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Das Öffnungs-/Schließverhalten von allen Blenden ist durch Symbole nahe der Blenden gezeigt. Eine vertikale Achse definiert die Neutralposition. Eine geneigte Linie zeigt einen Öffnungsgrad der jeweiligen Blende.
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Die Verwendung der Brückenanordnung 15 mit neutral offenen Blenden hat den Vorteil, dass Lenken aus der Neutralposition heraus sehr leichtgängig gemacht werden kann. Die Brückenanordnung 15 verhindert jedoch selbst nicht einen Rückfluss. Die zweite Brücke 22a, 22b erlaubt Lenken. Das Lenken mit neutral geschlossenen Blenden ist jedoch zumindest am Anfang nicht so komfortabel.
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Eine Hauptblende A1 ist in dem Hauptstrompfad 2 angeordnet. Die Hauptblende A1 ist eine neutral offene Blende. Sie begrenzt in der Neutralstellung die Lenkeinheit 1 dem Strom von Flüssigkeit in die Brückenanordnung 15 hinein und in die zweite Brücke 22a, 22b hinein.
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In nicht dargestellter Weise kann eine Tankblende in dem Tankstrompfad 3 angeordnet sein. Weiterhin ist es möglich, dritte variable Blenden in dem linken Arbeitsstrompfad 9 und in dem rechten Arbeitsstrompfad 10 anzuordnen.
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Die Tankblende in dem Tankstrompfad 3 und die dritten Blenden in den Arbeitsstrompfaden 9, 10 können in Neutralposition geschlossen sein. Sie öffnen jedoch relativ schnell, wenn die Lenkeinheit betätigt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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