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Title:
DEVICE AND METHOD FOR MAINTAINING A PRODUCED HYDRAULIC PRESSURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/148779
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (100) for maintaining a hydraulic pressure (p), which can be set by a pressure generator (50). Said device comprises an inlet (110) for coupling to the pressure generator (50); an outlet (120) for providing the hydraulic pressure (p); at least one first check valve (131) and a switching apparatus (140) between the inlet (110) and the outlet (120). The first check valve (131) is designed to open a flow path from the inlet (110) to the outlet (120) when a first opening pressure (p1) is exceeded and to prevent flow in the opposite direction. The switching apparatus (140) is designed to hold the hydraulic pressure (p) at the outlet (120) if a pressure (p0) produced by the pressure generator (50) is greater than a switching pressure (pS) and to reduce the hydraulic pressure (p) at the outlet (120) if a pressure (p0) produced by the pressure generator (50) is less than the switching pressure (pS), wherein the switching pressure (pS) is less than the first opening pressure (p1).

Inventors:
MILLER, Bernhard (Schwalbenstr. 32, Weil der Stadt, 71263, DE)
HECKER, Falk (Im Bäumle 33, Markgröningen, 71706, DE)
PETERREINS, Klaus (Adlerstr. 32, Filderstadt, 70794, DE)
Application Number:
EP2017/054116
Publication Date:
September 08, 2017
Filing Date:
February 23, 2017
Export Citation:
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Assignee:
KNORR-BREMSE SYSTEME FÜR NUTZFAHRZEUGE GMBH (Moosacher Str. 80, München, 80809, DE)
International Classes:
B62D5/065; B62D5/08; B62D5/30; E02F9/22; F15B7/00; F15B13/02; F15B19/00
Foreign References:
US20020060104A12002-05-23
DE102006036081A12007-02-08
DE102005042771A12006-03-30
GB2118499A1983-11-02
US4364302A1982-12-21
US20060248884A12006-11-09
GB2000090A1979-01-04
DE102011121840A12013-06-27
GB1464782A1977-02-16
GB1464781A1977-02-16
US20030178241A12003-09-25
DE10320097A12004-12-16
Other References:
None
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Claims:
ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung (100) zum Aufrechterhalten eines hydraulischen Drucks (p), der durch einen Druckerzeuger (50) einstellbar ist,

gekennzeichnet durch

- einen Einlass (1 10) zum Koppeln an den Druckerzeuger (50);

- einen Auslass (120) zum Bereitstellen des hydraulischen Druckes (p);

- zumindest ein erstes Rückschlagventil (131 ), das ausgebildet ist, einen

Flusspfad von dem Einlass (1 10) zu dem Auslass (120) bei Überschreiten eines ersten Öffnungsdruckes (p1 ) zu öffnen und einen Fluss in entgegengesetzter

Richtung zu verhindern; und

- eine Schalteinrichtung (140) zwischen dem Einlass (1 10) und dem Auslass (120), wobei die Schalteinrichtung (140) ausgebildet ist, um den hydraulischen Druck (p) am Auslass (120) zu halten, wenn ein durch den Druckerzeuger (50) erzeugte Druck (pO) größer ist als ein Schaltdruck (pS), und den hydraulischen

Druck (p) am Auslass (120) zu verringern, wenn ein durch den Druckerzeuger (50) erzeugte Druck (pO) kleiner ist als der Schaltdruck (pS), wobei der

Schaltdruck (pS) kleiner ist als der erste Öffnungsdruck (p1 ). 2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Schalteinrichtung (140) ein Steuerventil mit einem verschiebbaren Kolben (142) umfasst,

wobei der Kolben (142) in einer ersten Stellung einen Flusspfad zwischen dem Auslass (120) und dem Einlass (1 10) öffnet und in einer zweiten Stellung den Flusspfad zwischen dem Auslass (120) und dem Einlass (1 10) schließt und

das Steuerventil ausgebildet ist, um den Kolben (142) in die erste Stellung zu verschieben, wenn der erzeugte Druck (pO) kleiner als der Schaltdruck (pS) ist, und in zweite Stellung zu verschieben, wenn der erzeugte Druckes (pO) größer als der Schaltdruck (pS) ist.

3. Vorrichtung (100) nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (140) zumindest eine erste Kammer (141 ) und eine Feder (144) aufweist und die Vorrichtung (100) weiter eine erste Steuerleitung (158) aufweist, die die erste Kammer (141 ) mit dem Einlass (110) fluid verbindet, wobei die erste

Steuerleitung (158) einen Druckausgleich zwischen der ersten Kammer (141 ) und dem Einlass (1 10) bewirkt und die Feder (144) eine Vorspannung des Kolbens (142) in Richtung zur ersten Stellung bewirkt, so dass der Schaltdruck (pS) durch die Feder definiert ist.

4. Vorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei der Druckerzeuger (50) einen ersten Druckanschluss und einen zweiten Druckanschluss aufweist, und wobei der Einlass

(1 10) an dem ersten Druckanschluss koppelt,

gekennzeichnet durch

- einen weiteren Einlass (1 12) zum Koppeln an den zweiten Druckanschluss des Druckerzeugers (50);

- einen weiteren Auslass (122) zum Bereitstellen eines weiteren hydraulischen

Druckes (pW); und

- ein drittes Rückschlagventil (133), das ausgebildet ist, einen Flusspfad von dem weiteren Einlass (1 12) zu dem weiteren Auslass (122) bei Überschreiten eines dritten Öffnungsdruckes (p3) zu öffnen und einen Fluss in

entgegengesetzter Richtung zu verhindern,

wobei die Schalteinrichtung (140) den weiteren Auslass (122) und den weiteren Einlass (1 12) verbindet und ausgebildet ist, um den weiteren hydraulischen Druck (pW) am weiteren Auslass (122) zu verringern, wenn ein durch den Druckerzeuger (50) erzeugte Druck (pO) am weiteren Einlass (1 12) kleiner ist als der Schaltdruck (pS), wobei der Schaltdruck (pS) kleiner ist als der dritte Öffnungsdruck (p3).

5. Vorrichtung (100) nach einem der Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Schalteinrichtung (140) eine zweite Kammer (145) und eine weitere Feder (143) aufweist und die Vorrichtung (100) weiter eine zweite Steuerleitung (159) umfasst, die die zweite Kammer (145) mit dem weiteren Einlass (112) fluid verbindet, wobei die zweite Steuerleitung (159) einen weiteren Druckausgleich zwischen der zweiten Kammer (145) und dem weiteren Einlass (1 12) bewirkt und die weitere Feder (143) eine Vorspannung des Kolbens (142) in Richtung zur zweiten Stellung bewirkt, so dass der Schaltdruck (pS) durch die Feder bestimmt ist.

6. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 5,

gekennzeichnet durch

- eine erste Drosseleinrichtung (151 ) entlang der ersten Steuerleitung (158), um eine Drosselung des Druckausgleichs zu bewirken und/oder

- eine zweite Drosseleinrichtung (152) entlang der zweiten Steuerleitung (159), um eine Drosselung des weiteren Druckausgleichs zu bewirken.

7. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

gekennzeichnet durch

- ein zweites Rückschlagventil (132), das zwischen der Schalteinrichtung (140) und dem Einlass (1 10) ausgebildet ist, um einen Fluss von der

Schalteinrichtung (140) bei Überschreiten eines zweiten Öffnungsdruckes (p2) zu ermöglichen und einen Fluss in entgegengesetzter Richtung zu verhindern, wobei der zweite Öffnungsdruck (p2) größer ist als der Schaltdruck (pS), und/oder

- ein viertes Rückschlagventil (134), das zwischen der Schalteinrichtung (140) und dem weiteren Einlass (1 12) ausgebildet ist, um einen Fluss von der Schalteinrichtung (140) bei Überschreiten eines vierten Öffnungsdruckes (p4) zu ermöglichen und einen Fluss in entgegengesetzter Richtung zu verhindern, wobei der vierte Öffnungsdruck (p4) größer ist als der Schaltdruck (pS).

8. Vorrichtung (100) nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

- der zweite Öffnungsdruck (p2) des zweiten Rückschlagventils (132) gleich ist dem ersten Öffnungsdruck (p1 ) des ersten Rückschlagventils (131 ) und/oder

- der vierte Öffnungsdruck (p4) des vierten Rückschlagventils (134) gleich ist dem dritten Öffnungsdruck (p3) des dritten Rückschlagventils (133).

9. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei der Druckerzeuger (50) zumindest einen Druckanschluss zum Koppeln mit dem Einlass oder dem weiteren Einlass der Vorrichtung (100) aufweist und der Druckerzeuger (50) weiter ausgebildet ist, um bei Überschreiten eines Leerlaufdruckes (pL) an dem zumindest einen

Druckanschluss einen Rückfluss durch den Druckerzeuger (50) von dem zumindest einen Druckanschluss zu ermöglichen,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Schaltdruck (pS) größer ist als der Leerlaufdruck (pL). 10. Hydrauliksystem mit einem Druckerzeuger (50) zum Erzeugen eines

hydraulischen Druckes (p) an einem Druckanschluss,

gekennzeichnet durch

eine Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 1 1. Hydrauliksystem nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Druckerzeuger (50) eine hydraulische Zahnradpumpe umfasst und der Auslass (120) und weitere Auslass (122) der Vorrichtung (100) an ein Lenkgetriebe (90) koppelbar sind.

12. Servolenkung mit einem Lenkgetriebe (90) und einem Hydrauliksystem nach Anspruch 10 oder Anspruch 1 1.

13. Fahrzeug mit einer Servolenkung nach Anspruch 12.

14. Verfahren zum Aufrechterhalten eines hydraulischen Druckes (p), der durch einen Druckerzeuger (50) einstellbar ist,

gekennzeichnet durch

- Öffnen (S1 10) eines Flusspfades von dem Druckerzeuger (50) zu einem

Auslass (120), wenn ein erster Öffnungsdruck (p1 ) überschritten wird, um dadurch den hydraulischen Druck (p) an dem Auslass (120) aufzubauen;

- Verhindern (S120) eines Flusses in eine entgegengesetzte Richtung; - Halten (S130) des hydraulischen Druckes (p), solange ein durch den Druckerzeuger (50) erzeugte Druck (pO) größer ist als ein Schaltdruck (pS); und

- Verringern (S140) des hydraulischen Druckes (p), wenn ein durch den

Druckerzeuger (50) erzeugte Druck (pO) kleiner ist als der Schaltdruck (pS), wobei der Schaltdruck (pS) kleiner ist als der erste Öffnungsdruck (p1 ).

Description:
BESCHREIBUNG

Vorrichtung und Verfahren zum Aufrechterhalten

eines erzeugten hydraulischen Druckes

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zum Aufrechterhalten eines erzeugten hydraulischen Druckes und insbesondere auf ein hydraulisches Proportionalventil für eine Lenksteuerung und eine elektrisch

angetriebene hydraulische Servolenkung.

In konventionellen hydrostatischen Servoantrieben für Lenkgetriebesteuerungen gibt es zwei Probleme, die bisher nur unzureichend gelöst wurden. Das eine betrifft das Aufrechthalten von hohen Druckbelastungen wie sie beispielsweise bei einer Dauerlast auftreten. Ein zweites Problem betrifft den erheblichen Lenkwiderstand bei einem Systemausfall, den Fahrer bei konventionellen Systemen aufbringen müssen, um das Fahrzeug zu lenken.

Fig. 8 zeigt beispielhaft ein konventionelles System, bei welchem ein Lenkgetriebe 90 hydraulisch betrieben wird. Der hydraulische Druck wird durch einen Druckerzeuger 50 mit einem Motor 51 (z.B. eine Pumpe) erzeugt. Das Lenkgetriebe 90 weist zwei

Arbeitszylinder 91 , 92 auf, die durch einen Kolben 93 getrennt sind. Wenn einer der beiden Arbeitszylinder mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt wird, führt dies zu einer Bewegung des Kolbens 93 und dadurch zu einer Lenkung des Fahrzeuges in eine Richtung. Wird der andere Arbeitszylinder mit Druck beaufschlagt, bewegt sich der Kolben in die entgegengesetzte Richtung, was seinerseits zu einer Lenkung in die entgegengesetzte Richtung führt. Somit wird bei einer Kurvenfahrt in dem einen Arbeitszylinder ein erhöhter Druck aufgebaut, während bei einer Durchfahrt einer entgegengesetzten Kurve ein erhöhter Druck in dem gegenüberliegenden

Arbeitszylinder aufgebaut wird. Außerdem sind in dem konventionellen System ein erstes Rückschlagventil 70 und ein zweites Rückschlagventil 80 ausgebildet, die mit einem Druckausgleichbehälter 60 verbunden sind. Zu dem ersten oben genannten Problem kommt es, wenn während einer Lenkanforderung ein Rad des Fahrzeuges blockiert ist (beispielsweise gegen eine Bordsteinkante drückt) und der Motor 51 den hohen Druck aufrechterhalten muss.

Gleiches trifft zu, wenn das Fahrzeug eine lange Kurve durchfährt, wo der dazu notwendige Druck permanent durch den Motor 51 aufzubringen ist. Dies stellt eine unerwünschte Dauerbelastung für die entsprechende Pumpe bzw. den Motor dar.

Selbst wenn der Lenkdruck nachlässt, muss der Motor für dieses System den abnehmenden Druck umsetzen. Die entsprechende Verlustleistung während des Entspannungsvorganges wird somit durch die Pumpe/den Motor aufgebracht bzw. dort in Wärme umgewandelt. Das führt zu langanhaltenden Dauerbelastungen für den Motor bzw. der Pumpe, was die Zuverlässigkeit beeinträchtigt und den Verschleiß erhöht.

Das zweite oben genannte Problem stellt sich bei einem Systemausfall, z.B. wenn die Pumpe infolge eines Stromausfalls keine Lenkunterstützung liefert. In diesem Fall muss der Fahrer neben der Lenkkraft noch zusätzlich die Kraft aufbringen, die zur Bewegung der Pumpe 50 erforderlich ist, um so trotzdem das Fahrzeug lenken zu können.

Daher besteht ein Bedarf nach alternativen Lösungen, um einen hydraulischen Druck aufrechtzuerhalten, ohne dass dadurch der Motor oder der Druckerzeuger belastet wird.

Die obengenannte technische Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 14 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung nach Anspruch 1. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die geeignet ist zum

Aufrechterhalten eines hydraulischen Druckes, der durch einen Druckerzeuger einstellbar ist. Die Vorrichtung umfasst einen Einlass zum Koppeln an den

Druckerzeuger, einen Auslass zum Bereitstellen des hydraulischen Druckes, zumindest ein erstes Rückschlagventil, das ausgebildet ist, einen Flusspfad von dem Einlass zu dem Auslass bei Überschreiten eines ersten Öffnungsdruckes zu öffnen und einen

Fluss in entgegengesetzter Richtung zu verhindern. Außerdem umfasst die Vorrichtung eine Schalteinrichtung zwischen dem Einlass und dem Auslass, wobei die

Schalteinrichtung ausgebildet ist, um den hydraulischen Druck am Auslass zu halten, wenn ein durch den Druckerzeuger erzeugte Druck größer ist als ein Schaltdruck, und den hydraulischen Druck am Auslass zu verringern, wenn ein durch den Druckerzeuger erzeugte Druck kleiner ist als der Schaltdruck, wobei der Schaltdruck kleiner ist als der erste Öffnungsdruck.

Der Einlass bzw. der Auslass der Vorrichtung muss nicht notwendigerweise ein eigenständiges Bauteil sein, sondern kann vielmehr auch ein Anschluss an eine Pumpe darstellen oder ein beliebiger Verzweigungspunkt entlang des (hydraulischen) Flusses. Das Rückschlagventil soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung breit ausgelegt werden und jede Einrichtung umfassen, die die definierte Funktion bereitstellt, d.h. ein Öffnen des Flusspfades bei Überschreiten eines Mindestdruckes erlaubt und einen entgegengesetzten Fluss verhindert. Daher kann das Rückschlagventil allgemein auch als eine Rückschlagarmatur (z.B. eine Rückschlagklappe) ausgebildet sein. Der definierte, vorbestimmte Schaltdruck stellt lediglich einen Parameter dar, der das Schaltverhalten der Schalteinrichtung auslöst. Wenn der erzeugte Druck größer ist als der Schaltdruck wird die Schalteinrichtung geschlossen und im umgekehrten Fall geöffnet. Das Schalten der Schalteinrichtung kann unabhängig vom hydraulischen Druck am Ausgang erfolgen (der Schaltdruck hängt nicht direkt vom Druck am Auslass ab).

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll der Begriff„koppeln" breit ausgelegt werden und jede Verbindung umfassen, über die ein Energiefluss übertragen werden kann (z.B. ein Fluidfluss einer hydraulischen Flüssigkeit). Außerdem versteht es sich, dass eine Anordnung von einem Element A zwischen zwei anderen Elementen B, C, nicht notwendigerweise bedeutet, dass das Element A räumlich zischen den Elementen B und C angeordnet ist. Stattdessen sollen auch solche Anordnungen umfasst sein, wo ein hydraulischer Fluss zwischen den Elementen B und C über das Element A möglich ist. Bei den Verbindungen/Kopplungen kann es sich um direkte (ohne

Zwischenelemente) oder um indirekte Verbindungen/Kopplungen handeln. Im letzteren Fall können eine oder mehre Elemente/Bauteile zwischen den verbundenen

Komponenten vorhanden sein. Bei weiteren Ausführungsbeispielen umfasst die Schalteinrichtung ein Steuerventil mit einem verschiebbaren Kolben. Der Kolben kann in einer ersten Stellung einen

Flusspfad zwischen dem Auslass und dem Einlass öffnen und in einer zweiten Stellung den Flusspfad zwischen dem Auslass und dem Einlass schließen. Das Steuerventil kann ausgebildet sein, um den Kolben in die erste Stellung zu verschieben, wenn der erzeugte Druck (am Einlass) kleiner als der Schaltdruck ist, und in die zweite Stellung zu verschieben, wenn der erzeugte Druck (am Einlass) größer als der Schaltdruck ist. Sofern der erzeugte Druck gleich dem Schaltdruck ist, kann entweder die erste Stellung oder die zweite Stellung eingenommen werden.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen umfasst das Steuerventil zumindest eine erste Kammer und eine Feder. Die Vorrichtung kann weiter eine erste Steuerleitung aufweisen, die die erste Kammer mit dem Einlass fluid verbindet, wobei die erste Steuerleitung einen Druckausgleich zwischen der ersten Kammer und dem Einlass bewirkt und die Feder eine Vorspannung des Kolbens in Richtung zur ersten Stellung bewirkt, so dass der Schaltdruck durch die Feder definiert ist.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen umfasst der Druckerzeuger einen ersten

Druckanschluss und einen zweiten Druckanschluss, wobei der Einlass an dem ersten Druckanschluss koppelt. Die Vorrichtung kann außerdem einen weiteren Einlass zum Koppeln an den zweiten Druckanschluss, einen weiteren Auslass zum Bereitstellen eines weiteren hydraulischen Druckes und ein drittes Rückschlagventil umfassen. Das dritte Rückschlagventil ist ausgebildet, um einen Flusspfad von dem weiteren Einlass zu dem weiteren Auslass bei Überschreiten eines dritten Öffnungsdruckes zu öffnen und einen Fluss in entgegengesetzter Richtung zu verhindern. Die Schalteinrichtung kann auch den weiteren Auslass und den weiteren Einlass verbinden und ausgebildet sein, um den weiteren hydraulischen Druck am weiteren Auslass zu verringern, wenn ein durch den Druckerzeuger erzeugte Druck am weiteren Einlass kleiner ist als der Schaltdruck, wobei der Schaltdruck kleiner ist als der dritte Öffnungsdruck.

Der hier definierte Schaltdruck kann auch unterschiedlich zu dem zuvor definierten Schaltdruck gewählt werden, sodass sich die Schalteinrichtung asymmetrisch verhält, d.h. bei einer Bewegung in die erste Stellung einen höheren (oder niedrigen) Schaltdruck erfordern als bei einer entgegengesetzten Bewegung. Jedoch ist es bei der Anwendung für eine Lenkanlage sinnvoll, die beiden Schaltdrücke gleich zu wählen.

Aufgrund der definierten Funktionen kann die Vorrichtung dazu genutzt werden, dass der Druckerzeuger entlastet wird und trotzdem der hydraulische Druck am Auslass aufrechterhalten wird. Der Druckerzeuger braucht nur den Schaltdruck aufrechterhalten, der jedoch in der Regel deutlich kleiner ist als ein typischer Druck, der durch den Druckerzeuger erzeugt wird, was zu der genannten Entlastung führt. Bei weiteren Ausführungsbeispielen umfasst die Schalteinrichtung eine zweite Kammer und eine weitere Feder. Die Vorrichtung umfasst außerdem eine zweite Steuerleitung, die die zweite Kammer mit dem weiteren Einlass fluid verbindet. Die zweite

Steuerleitung bewirkt einen weiteren Druckausgleich zwischen der zweiten Kammer und dem weiteren Einlass. Die weitere Feder bewirkt eine Vorspannung des Kolbens in Richtung zur zweiten Stellung, so dass der Schaltdruck von der Federkraft abhängt. Der Kolben kann sich somit zwischen einer ersten Öffnungsposition (erste Stellung) und einer zweiten Öffnungsposition (zweite Stellung) hin und her bewegen. Außerdem kann der Kolben Passagen aufweisen, die die Verbindung zwischen dem Auslass und dem Einlass bzw. zwischen dem weiteren Auslass und dem weiteren Einlass beim

Verschieben herstellen.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen umfasst die Vorrichtung eine optionale erste Drosseleinrichtung entlang der ersten Steuerleitung, um eine Drosselung des

Druckausgleichs zu bewirken. Außerdem kann die Vorrichtung eine zweite

Drosseleinrichtung entlang der zweiten Steuerleitung umfassen, um eine Drosselung des weiteren Druckausgleichs zu bewirken. Diese Drosselungen bewirken eine

Dämpfung, um ein unerwünschtes Überschwingen bei der Bewegung des Kolbens zu vermeiden. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung ein optionales zweites Rückschlagventil umfassen, das zwischen der Schalteinrichtung und dem Einlass ausgebildet ist, um einen Fluss von der Schalteinrichtung bei Überschreiten eines zweiten Öffnungsdruckes zu ermöglichen und einen Fluss in entgegengesetzter Richtung zu verhindern, wobei der zweite Öffnungsdruck größer ist als der Schaltdruck. Daher öffnen das erste Rückschlagventil und das zweite Rückschlagventil erst oberhalb des Drucks, bei dem der Kolben bereits bewegt wird, um den Rückfluss von dem Auslass oder von dem weiteren Auslass zu unterbinden.

Außerdem kann die Vorrichtung ein viertes Rückschlagventil umfassen, das zwischen der Schalteinrichtung und dem weiteren Einlass ausgebildet ist, um einen Fluss von der Schalteinrichtung bei Überschreiten eines vierten Öffnungsdruckes zu ermöglichen und einen Fluss in entgegengesetzter Richtung zu verhindern. Der vierte Öffnungsdruck kann größer sein als der Schaltdruck.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist der zweite Öffnungsdruck des zweiten

Rückschlagventils gleich dem ersten Öffnungsdruck des ersten Rückschlagventils. Außerdem kann der vierte Öffnungsdruck des vierten Rückschlagventils gleich dem dritten Öffnungsdruck des dritten Rückschlagventils sein.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist der Druckerzeuger weiter ausgebildet, um bei Überschreiten eines Leerlaufdruckes an einem seiner Druckanschlüsse einen Rückfluss durch den Druckerzeuger von dem einen Druckanschluss zu ermöglichen, wobei der Schaltdruck größer gewählt ist als der Leerlaufdruck. Der Leerlaufdruck ist

beispielsweise jener Druck, der bei einem stromlosen Zustand erforderlich ist, um den Druckerzeuger passiv so zu bewegen, dass höhere Drücke abgebaut werden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Hydrauliksystem mit einem

Druckerzeuger zum Erzeugen eines hydraulischen Druckes an einem Druckanschluss und mit einer der zuvor beschriebenen Vorrichtungen. Der Druckerzeuger kann eine hydraulische Zahnradpumpe umfassen und der Auslass und weitere Auslass der Vorrichtung können beispielsweise an ein Lenkgetriebe koppelbar sein. Die

hydraulische Zahnradpumpe kann auch in umgekehrter Laufrichtungen betrieben werden.

Das Hydrauliksystem mit der Vorrichtung kann sowohl ein offenes hydraulisches System als auch für ein geschlossenes hydraulisches System sein. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Servolenkung mit einem

Lenkgetriebe und mit dem Hydrauliksystem. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Fahrzeug mit der Servolenkung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum

Aufrechterhalten eines hydraulischen Druckes, der durch einen Druckerzeuger einstellbar ist. Das Verfahren umfasst die Schritte: Öffnen eines Flusspfades von dem Druckerzeuger zu einem Auslass, wenn ein erster Öffnungsdruck überschritten wird, um dadurch den hydraulischen Druck an dem Auslass aufzubauen; Verhindern eines Flusses in eine entgegengesetzte Richtung; Halten des hydraulischen Druckes, solange ein durch den Druckerzeuger erzeugte Druck größer ist als ein Schaltdruck; und Verringern des hydraulischen Druckes, wenn ein durch den Druckerzeuger erzeugte Druck kleiner ist als der Schaltdruck, wobei der Schaltdruck kleiner ist als der erste Öffnungsdruck.

Die vorliegende Erfindung löst die obengenannte technische Aufgabe somit durch eine Schalteinrichtung (z.B. Steuerventil) für ein offenes oder geschlossenes

Hydrauliksystem, wobei die Arbeitsräume von einer beispielhaften Zahnradpumpe angesteuert werden. Nach Erreichen eines Solldruckes - bei dauerhaft hohem

Systemdruck - kann die Zahnradpumpe weitgehend druckentlastet werden. Außerdem ermöglicht diese Lösung, dass in einem Backup-Mode eine Umgehung der

Zahnradpumpe hergestellt wird, so dass der Fahrer bei einem Systemausfall nicht die Zahnradpumpe mit dem Motor zusammen mitdrehen muss. Der dauerhaft hohe Systemdruck kann daher einer Dauerlast (z.B. während einer Blockierung durch eine Bordsteinkante) standhalten, ohne dass eine erhöhte

Verlustleistung in dem Motor oder an der Pumpe abgefangen werden muss.

Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden von der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele, die jedoch nicht so verstanden werden sollten, dass sie die Offenbarung auf die spezifischen Ausführungsformen einschränkt, sondern lediglich der Erklärung und dem Verständnis dienen. Fig 1 zeigt eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig 2 zeigt weitere Details eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, welches in ein beispielhaftes Lenksystem integriert ist.

Fig. 3 veranschaulicht eine erste Phase eines beispielhaften Druckaufbaus infolge einer Lenkanforderung.

Fig. 4 veranschaulicht eine zweite Phase des Druckaufbaus infolge einer

Lenkanforderung.

Fig. 5 veranschaulicht eine nachfolgende Druckreduzierung in dem beispielhaften

Lenkgetriebe.

Fig. 6 veranschaulicht die Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung bei einer Lenkbewegung in eine entgegengesetzte Lenkrichtung.

Fig. 7 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8 zeigt ein konventionelles Lenksystem.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 100, die geeignet ist zum Aufrechterhalten eines hydraulischen Druckes p, der durch einen Druckerzeuger 50 einstellbar ist. Die

Vorrichtung umfasst einen Einlass 1 10 zum Koppeln an den Druckerzeuger 50, einen Auslass 120 zum Bereitstellen des hydraulischen Druckes p, zumindest ein erstes Rückschlagventil 131 , das ausgebildet ist, einen Flusspfad von dem Einlass 1 10 zu dem Auslass 120 bei Überschreiten eines ersten Öffnungsdruckes p1 zu öffnen und einen Fluss in entgegengesetzter Richtung zu verhindern. Außerdem umfasst die Vorrichtung 100 eine Schalteinrichtung 140 zwischen dem Einlass 1 10 und dem

Auslass 120. Die Schalteinrichtung 140 ist ausgebildet ist, um den hydraulischen Druck p am Auslass 120 zu halten, wenn oder solange ein durch den Druckerzeuger 50 erzeugte Druck pO größer ist als ein Schaltdruck pS. Dies umfasst beispielsweise den gesamten Bereich p0>pS und nicht nur einen oder ein paar Werte. Außerdem kann die Schalteinrichtung 110 den hydraulischen Druck p am Auslass 120 verringern, wenn ein durch den Druckerzeuger 50 erzeugte Druck pO kleiner ist als der Schaltdruck pS. Der Schaltdruck pS ist kleiner als der erste Öffnungsdruck p1. Das in der Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel kann in ein offenes hydraulisches System oder in ein geschlossenes System (siehe der Fig. 2 bis 6) integriert werden. Die Erfindung soll nicht auf eines der beiden Systeme eingeschränkt werden. Vielmehr können die im Folgenden beschriebenen Aspekte ebenso in einem offenen

Hydrauliksystem ausgebildet sein. Um die Beschreibung kompakt zu halten, soll beispielhaft nur das geschlossen Hydrauliksystem genauer beschrieben werden.

Fig. 2 zeigt weitere Details eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei die Vorrichtung 100 in eine beispielhafte hydraulische Lenkung mit dem

Druckerzeuger 50, einem Lenkgetriebe 90, einem Druckausgleichbehälter 60 und zwei Rückschlagventilen 70, 80 integriert ist. Das Lenkgetriebe 90 umfasst einen erste Arbeitszylinder 91 und einen zweiten Arbeitszylinder 92, die durch einen Arbeitskolben 93 voneinander getrennt sind. Von dem konventionellen System aus der Fig. 8 unterscheidet sich das gezeigte Hydrauliksystem durch die zusätzlichen Komponenten, die in der Vorrichtung 100 (siehe gestrichelten Kasten) ausgebildet sind, wobei die Vorrichtung in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zusätzlich zu dem Einlass 1 10 und dem Auslass 120 einen weiteren Einlass 112 und einen weiteren Auslass 122 aufweist. Der erste

Arbeitszylinder 91 ist beispielsweise mit dem Auslass 120 und der zweite

Arbeitszylinder 92 mit dem weiteren Auslass 122 verbunden, so dass der Arbeitskolben 93 durch einen hydraulischen Druck am Auslass 120 in die eine Richtung bewegbar ist und durch einen hydraulischen Druck am weiteren Auslass 122 in die entgegengesetzte Richtung bewegbar ist, um so das Fahrzeug zu lenken.

Der Druckerzeuger 50 kann wiederum eine Zahnradpumpe sein und beispielsweise einen ersten und einen zweiten Druckanschluss aufweisen, an die die Vorrichtung 100 mit ihrem Einlass 1 10 und weiteren Einlass 112 gekoppelt ist. Bei dem Gesamtsystem kann es sich um ein vollständig verkapseltes Hydrauliksystem handeln, so dass die Einlässe 110, 1 12 und Auslässe 120, 122 beispielsweise als bestimmte Punkte entlang des hydraulischen Flusses definiert werden können. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 100 ein erstes

Rückschlagventil 131 , ein zweites Rückschlagventil 132, ein drittes Rückschlagventil 133, ein viertes Rückschlagventil 134, die Schalteinrichtung 140 und zwei

Drosseleinrichtungen 151 , 152. Diese Komponenten sind fluid zwischen dem Einlass 1 10, dem Auslass 120, dem weiteren Einlass 112 und dem weiteren Auslass 122 angeordnet. Der Einlass 1 10 der Vorrichtung 100 koppelt an den ersten Druckanschluss und der weitere Einlass 1 12 an den zweiten Druckanschluss des Druckerzeugers 50, so dass der Druckerzeuger 50 einen steuerbaren Druck pO an dem Einlass 1 10 und/oder dem weiteren Einlass 1 12 bereitstellt.

Zwischen dem Einlass 110 und dem Auslass 120 ist das erste Rückschlagventil 131 angeordnet. Zwischen dem weiteren Einlass 1 12 und dem weiteren Auslass 122 ist das dritte Rückschlagventil 133 angeordnet. Außerdem verbindet die Schalteinrichtung 140 den Auslass 120 mit dem Einlass 1 10 als auch den weiteren Auslass 122 mit dem weiteren Einlass 1 12, wobei zwischen der Schalteinrichtung 140 und dem Einlass 1 10 das zweite Rückschlagventil 132 und zwischen der Schalteinrichtung 140 und dem weiteren Einlass 112 das vierte Rückschlagventil 134 ausgebildet ist.

Das erste Rückschlagventil 131 stellt einen Flusspfad von dem Einlass 110 zu dem Auslass 120 bereit, wenn an dem Einlass 1 10 ein Druck oberhalb eines ersten

Öffnungsdruckes p1 anliegt (und verhindert einen gegenläufigen Fluss). In gleicher Weise stellt das dritte Rückschlagventil 133 einen Flusspfad von dem weiteren Einlass 1 12 zu dem weiteren Auslass 122 bereit, wenn an dem weiteren Einlass 1 12 ein Druck oberhalb des dritten Öffnungsdruckes p3 anliegt (und verhindert einen gegenläufigen Fluss). Das zweite Rückschlagventil 132 stellt einen Flusspfad von der

Schalteinrichtung 140 zu dem Einlass 1 10 bereit, wenn von der Schalteinrichtung 140 ein Druck oberhalb eines zweiten Öffnungsdruckes p2 anliegt (und verhindert einen gegenläufigen Fluss). Das vierte Rückschlagventil 134 stellt einen Flusspfad von der Schalteinrichtung 140 zu dem weiteren Einlass 1 12 bereit, wenn von der

Schalteinrichtung 140 ein Druck oberhalb eines vierten Öffnungsdruckes p4 anliegt (und verhindert einen gegenläufigen Fluss). Der zweite Öffnungsdruck p2 kann

beispielsweise gleich dem ersten Öffnungsdruck p1 sein (z.B. ca. 8 bar). Außerdem kann der dritte Öffnungsdruck p3 beispielsweise gleich dem vierten Öffnungsdruck p4 sein (z.B. ca. 8 bar).

Die Schalteinrichtung 140 umfasst einen bewegbaren Kolben 142, eine erste Kammer 141 und eine zweite Kammer 145, wobei in der Bewegungsrichtung des bewegbaren Kolbens 142 die erste Kammer 141 gegenüberliegend zu der zweiten Kammer 145 angeordnet ist. Der Kolben 142 ändert durch das Verschieben die verfügbaren

Volumina in den Kammern 141 , 145. Außerdem umfasst die Schalteinrichtung 140 eine Feder 144 in der zweiten Kammer 145 und eine weitere Feder 143 in der ersten Kammer 141. Die Feder 144 übt eine Vorspannung auf den verschiebbaren Kolben 142 aus, die den Kolben 142 in die erste Kammer 141 hineindrückt. Ebenso übt die weitere Feder 143 eine Vorspannung auf den Kolben 142 aus, die den Kolben 142 in die zweite Kammer 145 hineindrückt. Der Kolben 142 in der Schalteinrichtung 140 kann insbesondere zwischen den folgenden Positionen verschoben werden: eine erste Öffnungsposition, eine zweite Öffnungsposition und eine Mittenposition. In der ersten Öffnungsposition öffnet die Schalteinrichtung 140 nur den Flusspfad von dem Auslass 120 zu dem Einlass 1 10. In der zweiten Öffnungsposition öffnet die Schalteinrichtung 140 nur den Flusspfad von dem weiteren Auslass 122 zu dem weiteren Einlass 112 und in der Mittenposition sind beide genannten Flusspfade geöffnet. Die erste Öffnungsposition stellt eine erste Anschlagposition dar, in der der Kolben 142 sich am weitesten links befindet, während die zweite Öffnungsposition eine zweite Anschlagposition darstellt, in der der Kolben 142 sich am weitesten rechts befindet. Außerdem kann in der Mittenposition der Auslass 120 mit dem weiteren Auslass 122 über einen Kanal 148 in der

Schalteinrichtung 140 verbunden sein. Bei einer weiteren Mittenposition sind zwar die beiden genannten Flusspfade geöffnet, der Auslass 120 ist jedoch noch nicht mit dem weiteren Auslass 122 verbunden (diese Situation wird beispielsweise in der Fig. 5 unten dargestellt).

Um die Flusspfade durch die Schalteinrichtung 140 bereitzustellen kann der

verschiebbare Kolben 142 entlang seines Umfanges beispielsweise zwei

Vertiefungen/Ausbuchtungen aufweisen, die zwei Passagen bilden. So ist in der zweiten Öffnungsposition (Verschiebung nach rechts in Fig. 2) eine Passage fluid in Verbindung mit dem weitere Auslass 122 und dem weiteren Einlass 1 12. Nach einer Verschiebung des Kolbens nach links in die erste Kammer 141 (erste Öffnungsposition) befindet sich die andere Passage fluid in Verbindung mit dem Auslass 122 und dem Einlass 1 12.

Zur Verschiebung des Kolbens 142 ist wie in Figur 3 gezeigt, ein Schaltdruck pS in der ersten Kammer 141 oder in der zweiten Kammer 145 erforderlich, der beispielsweise für beide Richtungen gleich groß sein kann. Dies ist jedoch nicht zwingend der Fall. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann ein erster Schaltdruck pS1 erforderlich sein, um die Schalteinrichtung 140 in die erste Öffnungsposition zu schalten, und ein zweiter Schaltdruck pS2 (der ungleich dem ersten Schaltdruck pS1 ist) erforderlich sein, um die Schalteinrichtung in die zweite Öffnungsposition zu schalten. Ohne die Erfindung darauf einzuschränken wird im Folgenden angenommen, dass der erste Schaltdruck pS1 gleich dem zweiten Schaltdruck pS2 ist (pS1 =pS2=pS; z.B. ca. 7 bar). Für Lenksysteme ist dies von Vorteil (um eine symmetrische Handhabung der Lenkung zu erreichen). Für andere Anwendungen (z.B. für Hebe- und Senkvorgängen wie sie beispielsweise in Krananlagen genutzt werden) kann eine asymmetrische Ausgestaltung durchaus sinnvoll sein (da die Schwerkraft noch unterstützen kann).

Außerdem umfasst die Vorrichtung 100 wie in Figur 2 gezeigt, eine erste Steuerleitung 158 von dem Einlass 1 10 zu der ersten Kammer 141 und eine zweite Steuerleitung 159 von dem weiteren Einlass 1 12 zu der zweiten Kammer 145. Wenn sich entlang der ersten Steuerleitung 158 der Druck erhöht und oberhalb des Schaltdruckes pS der Schalteinrichtung 140 liegt, führt dies dazu, dass der Kolben 142 die Ruhelage verlässt und sich in die zweite Öffnungsposition bewegt (in der Fig. 2 nach rechts). Wenn andererseits der Druck in der zweiten Steuerleitung 159 soweit erhöht, dass der Druck in der zweiten Kammer 145 oberhalb des Schaltdruckes pS liegt, bewegt sich der Kolben 142 in die erste Öffnungsposition (in der Fig. 2 nach links).

Auf diese Weise kann der bewegbare Kolben 142 einen Fluidfluss von dem Auslass 120 zu dem Einlass 1 10 und/oder von dem weiteren Auslass 122 zu dem weiteren Einlass 1 12 in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen in der ersten Steuerleitung 158 und/oder in der zweiten Steuerleitung 159 ermöglichen. Diese Fluidflüsse sind allerdings nur dann möglich, wenn entlang dieser Flusspfade ein Druck oberhalb des zweiten Öffnungsdruckes p2 für das zweite Rückschlagventil 132 bzw. oberhalb des vierten Öffnungsdruckes p4 des vierten Rückschlagventils 134 herrscht. In der

Ruhephase (Mittenposition) ist somit die Schalteinrichtung 140 sowohl von dem Auslass 120 als auch von dem weiteren Auslass 122 geöffnet, wobei die beiden Auslässe gleichzeitig über den Kanal 148 miteinander verbunden sind.

Die erste Öffnungsposition kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der verschiebbare Kolben 142 in die erste Kammer 141 entgegen der Federkraft der weiteren Feder 143 hineingedrückt wird. Die zweite Öffnungsposition kann

beispielsweise dadurch eingenommen werden, dass der verschiebbare Kolben 142 entgegen der Federkraft der Feder 144 in die zweite Kammer 145 hineinbewegt wird. Um eine sichere Mittenposition zu erlauben, kann beispielsweise eine der beiden Feder stärker ausgebildet sein, jedoch nur bis zu einem Anschlag wirken, so dass die gegenüberliegende, schwächer ausgebildete Feder den Kolben 142 von der

gegenüberliegenden Seite gegen diesen Anschlag drückt und so die Mittenposition für den verschiebbaren Kolben 142 sicherstellt. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird dies beispielsweise dadurch erreicht, dass die weitere Feder 143 eine beispielhaft doppelte Federkraft aufweist, als die Feder 144. Jedoch wirkt die weitere Feder 143 nicht zwischen einem Gehäuseteil der

Schalteinrichtung 140 (oder einem anderen Anschlagpunkt) und dem verschiebbaren Kolben 142 selbst, sondern wirkt stattdessen beispielsweise auf eine Lochscheibe 146, durch deren Öffnung sich ein Teil des verschiebbaren Kolbens 142 erstreckt. Da die Lochscheibe 146 einen größeren äußeren Durchmesser aufweist als der verschiebbare Kolben 142 und die erste Kammer 141 ebenfalls einen größeren Durchmesser aufweist als der verschiebbare Kolben 142 bzw. dessen Führung, kann die Lochscheibe 146 nur innerhalb der ersten Kammer 141 verschoben werden. Die stärker ausgebildete weitere Feder 143 drückt daher die Lochscheibe 146 und somit ebenfalls den verschiebbaren Kolben 142 bis maximal zu dem Ende der ersten Kammer 141. Der verschiebbare Kolben 142 kann dazu eine stufenförmige Verbreiterung aufweisen, an die die

Lochscheibe 146 anstößt, um sie bis zu diesem Punkt zu verschieben. Eine weitergehende Verschiebung des verschiebbaren Kolbens 142 kann somit durch die weitere Feder 143 nicht bewirkt werden. Stattdessen wirkt auf den Kolben 142, wenn er sich weiter in die gegenüberliegende zweite Kammer 145 hinein bewegt hat, lediglich die Federkraft der Feder 144, die somit den verschiebbaren Kolben 142 gegen die Lochscheibe 146 zurückdrückt.

Entlang der ersten Steuerleitung 158 ist optional eine erste Drosseleinrichtung 151 ausgebildet. Ebenso kann entlang der zweiten Steuerleitung 159 optional eine zweite Drosseleinrichtung 152 ausgebildet sein. Diese Drosseleinrichtungen 151 , 152 drosseln den Druckausgleich und stellen eine Dämpfung dar. Sie verhindern damit ein störendes Schwingen des verschiebbaren Kolbens 142, beispielsweise während eines

Druckablassens. Ohne diese Drosseleinrichtungen 151 , 152 könnte sich der Druck plötzlich ändern und dadurch ein„Überschwingen" des Kolbens 142 bewirken.

Insbesondere bei warmem Öl mit geringer Viskosität, könnte ohne Drosselung diese Schwingungen des Kolbens 142 (Ventilkolben) entstehen. Um ein solches

Schwingverhalten effektiv zu unterdrücken, sind Drosseleinrichtungen 151 , 152 entsprechend auf den Schaltdruck pS angepasst.

Das Ausdehnungsgefäß 60 ist in seiner Größe so ausgelegt, dass es bei Erwärmung überschüssiges Öl (Hydraulikflüssigkeit) über die Leck- oder Abflussleitung 62 aus dem Druckerzeuger aufnehmen kann. Dort kann im Ruhezustand beispielsweise ein Druck von 5 bar herrschen. Die beiden weiteren Rückschlagventile 70, 80 weisen

beispielsweise einen Öffnungsdruck von 6 bar auf und dienen bei einem aktiven Pumpenbetrieb dem Abfluss der durch die Zahnradpumpe erzeugten Leckraten an die jeweilige drucklose Arbeitszylinderseite. Dadurch wird außerdem ein Druckaufbau in dem Ausdehnungsgefäß 60 verhindert und die Ölversorgung des Systems

sichergestellt.

Die Funktionsweise des in der Fig. 2 beispielhaft gezeigten Systems wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert.

Fig. 3 zeigt einen Druckaufbau infolge einer Lenkanforderung. Der interne Systemdruck des beispielhaften geschlossenen Hydrauliksystems beträgt beispielsweise 5 bar. Wenn der Druckerzeuger 50 für die Lenkanforderung an dem Einlass 1 10 der Vorrichtung einen Druck bereitstellt, der größer ist als der Schaltdruck pS (z.B. 7 bar), erhöht sich der Druck in der ersten Steuerleitung 158 und somit in der ersten Kammer 141 ebenfalls über den Schaltdruck pS. Infolge der Druckbeaufschlagung von der linken Stirnseite her, kommt es zu einer Verschiebung des verschiebbaren Kolbens 142 gegen die Kraft der Feder 144 nach rechts, so dass die zweite Öffnungsposition eingenommen wird. In dieser zweiten Öffnungsposition ist zwar der weitere Einlass 1 12 mit dem weiteren Auslass 122 verbunden, nicht aber der Einlass 110 mit dem Auslass 120. Solange der durch die Pumpe 50 aufgebaute Druck an dem Einlass 1 10 noch nicht den ersten Öffnungsdruck p1 (z.B. 8 bar) des ersten Rückschlagventils 131 übersteigt, wird das Lenkgetriebe noch nicht druckbeaufschlagt. Daher wird der Druck, wenn der Druckerzeuger 50 weiter den Druck erhöht, zunächst lediglich intern erhöht, jedoch noch nicht an das Lenkgetriebe 90 weitergeleitet. Die Fig. 4 zeigt die Situation, wenn der Druck von dem Druckerzeuger 50 soweit ansteigt, dass die hydraulische Flüssigkeit über das erste Rückschlagventil 131 in den ersten Arbeitszylinder 91 des Lenkgetriebes 90 gelangt. Beispielweise kann der Druckerzeuger 50 am Einlass 1 10 einen Druck von 108 bar aufbauen. Dieser Druck von 108 bar führt dazu, dass sich ein Druck von ca. 100 bar in dem ersten Arbeitszylinder 91 des Lenkgetriebes 90 aufbaut, wenn der ersten Öffnungsdruck p1 vom ersten

Rückschlagventil 131 beispielsweise 8 bar beträgt. Außerdem bleibt der verschiebbare Kolben 42 in der zweiten Öffnungsposition, so dass ebenfalls kein Rückfluss von dem Auslass 120 durch die Schalteinrichtung 140 zurück zu dem Druckerzeuger 50 möglich ist. Der erhöhte Druck (beispielsweise 100 bar) in dem ersten Arbeitszylinder 91 des Lenkgetriebes 90 übt einen Druck auf den Arbeitskolben 93 aus, der sich

gegebenenfalls nach rechts bewegt, so dass sich das Volumen des ersten

Arbeitszylinders 91 entsprechend vergrößert.

Gemäß Ausführungsbeispielen kann während des Haltens eines solchen Solldruckes der Druckerzeuger 50 entlastet werden. Dazu kann der Druckerzeuger 50

beispielsweise solange abgeschaltet werden, bis sich ein geringerer Druck als der erste Öffnungsdruck p1 des ersten Rückschlagventils 131 einstellt. Solange der Druck am Einlass 1 10 jedoch stets größer ist als der Schaltdruck pS, bleibt der Kolben 142 am rechten Anschlag (zweite Öffnungsposition) und verhindert somit einen Druckabbau im Arbeitszylinder 91 des beispielhaften Lenkgetriebes 90, da der Flusspfad zwischen dem Auslass 120 und dem Einlass 110 (noch) verschlossen bleibt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Druck im ersten Arbeitszylinder 91 für längere Zeit aufrechterhalten werden soll (beispielsweise wenn das eingeschlagene Rad gegen eine Bordsteinkante stößt oder auch bei längeren Kurvenfahrten), so dass die Lenkwirkung weiterhin gewährleistet wird, jedoch der Druckerzeuger 50 nicht belastet wird.

Der Druckabbau am Einlass 1 10 kann beispielsweise über Leckraten des

Druckerzeugers 50 erfolgen, wobei dieser Druckabfall an den Druckanschlüssen häufig langsam erfolgt. Um den Druckabbau zu beschleunigen, kann beispielsweise der Schaltdruck pS derart gewählt werden, dass er in der Lage ist, den Motor bzw. die Pumpe 50 allein durch den vorhandenen Druck am Druckanschluss zurückzudrehen und so einen Druckausgleich auf beiden Seiten des Druckerzeugers 50 herzustellen.

Fig. 5 zeigt eine Vorgehensweise zur aktiven Druckreduzierung in dem Arbeitszylinder 91 (beispielsweise auf 80 bar). Um dies zu erreichen, kann der Druck am Ausgang des Druckerzeugers 50 dadurch weiter abgesenkt werden, dass der Druckerzeuger 50 kurzzeitig in eine entgegengesetzte Richtung betrieben wird und somit der Druck in der ersten Kammer 141 abfällt. Sobald der Druck unterhalb des Schaltdruckes pS fällt, bewegt sich der Kolben 142 in Richtung hin zur Mittenposition und öffnet somit den Flusspfad von dem Auslass 120 hin zu dem Einlass 110. Dies führt wiederum zu einer Druckerhöhung an dem Einlass 1 10, die ihrerseits über die erste Steuerleitung 158 den Druck in der ersten Kammer 141 erhöht und den verschiebbaren Kolben 142 wiederum in die zweite Öffnungsposition verschiebt. Somit bleibt der Druck am Einlass 110 während der gesamten Druckabbauphase nahezu konstant auf den Wert des

Schaltdruckes pS.

Dieser Prozess kann kontinuierlich fortgesetzt werden, um so die beispielhafte

Hydraulikflüssigkeit durch den Druckerzeuger 50 abzulassen. Dabei wird die abgebaute Energie des Systemdrucks in Form von Wärme in der Schalteinrichtung 140 freigesetzt. An dem Druckerzeuger 50 selbst und, insbesondere an einem beispielhaften

Elektromotor (nicht gezeigt), fällt in dieser Phase nur eine minimale Verlustleistung an.

Fig. 6 zeigt die Funktionsweise der Vorrichtung 100 bei einer Lenkbewegung in die entgegengesetzte Lenkrichtung, bei der der Druckerzeuger 50 einen erhöhten Druck am weiteren Einlass 1 12 erzeugt. In diesem Fall wird bei Überschreiten des

Schaltdruckes pS am weiteren Einlass 112 der verschiebbare Kolben 142 in die erste Öffnungsposition verschoben. In der ersten Öffnungsposition ist der Fluidfluss von dem weiteren Auslass 122 zu dem weiteren Einlass 1 12 unterbrochen. Außerdem wird bei Überschreiten des dritten Öffnungsdruckes p3 an dem weiteren Einlass 1 12 das dritte Rückschlagventil 133 geöffnet und Hydraulikflüssigkeit gelangt durch das dritte

Rückschlagventil 133 in den zweiten Arbeitszylinder 92 des Lenkgetriebes 90 und erhöht dort sukzessive den Druck. Dadurch entsteht die Lenkwirkung in die

entgegengesetzte Richtung.

Die Vorrichtung 100 kann spiegelsymmetrisch ausgebildet sein, so dass auch für eine Lenkung in die entgegensetzte Richtung die zuvor beschriebenen Funktionen

(Druckabbau, Entlastung) ausgeführt werden. Somit wird ebenfalls bei Erreichen eines Solldruckes der Solldruck in dem zweiten Arbeitszylinder 92 aufrechterhalten, und zwar auch dann, wenn der Druckerzeuger 50 abgeschaltet wird und der Druck an dem weiteren Einlass 1 12 abfällt. Fällt der Druck an dem weiteren Einlass 1 12 jedoch unterhalb des Schaltdruckes pS, führt dies dazu, dass die weitere Feder 143 den verschiebbaren Kolben 142 hin zur zweiten Öffnungsposition verschiebt und somit einen Flusspfad von dem weiteren Auslass 122 zu dem Einlass 1 12 öffnet. Dies führt wiederum zu einem Druckabbau an dem weiteren Auslass 122. Da sich hierbei jedoch der Druck am weiteren Einlass 1 12 erhöht, steigt ebenfalls der Druck in der zweiten Kammer 145 an und, wenn der Schaltdruck pS erreicht ist, kehrt der Kolben 142 in die erste Öffnungsposition zurück. Daher bleibt der Druck an dem weiteren Einlass 1 12 während dieser Druckabbauphase konstant.

Fig. 7 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Aufrechterhalten eines hydraulischen Druckes p, der durch einen Druckerzeuger einstellbar ist. Das Verfahren umfasst die Schritte: Öffnen S1 10 eines Flusspfades von dem Druckerzeuger 50 zu einem Auslass 120, wenn ein erster Öffnungsdruck p1 überschritten wird, um dadurch den hydraulischen Druck p an dem Auslass 120 aufzubauen; Verhindern S120 eines Flusses in eine entgegengesetzte Richtung; Halten S130 des hydraulischen Druckes p, solange ein durch den Druckerzeuger 50 erzeugte Druck pO größer ist als ein

Schaltdruck pS; und Verringern S140 des hydraulischen Druckes p, wenn ein durch den Druckerzeuger 50 erzeugte Druck pO kleiner ist als der Schaltdruck pS, wobei der Schaltdruck pS kleiner ist als der erste Öffnungsdruck p1.

Alle zuvor beschriebenen Funktionen der Vorrichtungen können als weitere optionale Verfahrensschritte in dem Verfahren umgesetzt sein.

Wesentliche Aspekte von Ausführungsbeispielen können wie folgt zusammengefasst werden. Die beispielhafte hydraulische Zahnradpumpe 50 erzeugt den hydraulischen Druck für das Lenkgetriebe 90. Gleichzeitig wird über den Systemdruck die Position des Kolbens 142 gesteuert, wobei entsprechende Kammern 141 , 145 von beiden Stirnseiten des Kolbens 142 von der Zahnradpumpe 50 angesteuert bzw. bewegt werden können. Nach Erreichen eines Solldruckes kann der Pumpendruck abgebaut werden, wobei der Druck an dem Auslass 120 (oder dem weiteren Auslass 122) aufrechterhalten bleibt. Bei einem Abschalten des Motors geht der Kolben 142 infolge der Federkräfte der Federn 143, 144 in seine Mittenstellung zurück und die Zahnradpumpe 50 wird freigeschaltet (Backup-Mode). Der Kanal 148 verbindet dann den Auslass 120 mit dem weiteren Auslass 122, so dass ebenfalls die Arbeitszylinder 91 , 92 des Lenkgetriebes 90 miteinander verbunden werden. Dies hat zur Folge, dass Lenkbewegungen nur noch zu einem Verschieben des Arbeitskolbens 93 innerhalb des Lenkgetriebes 90 führen, nicht jedoch den Druckerzeuger 50 mitbewegen müssen. Vielmehr kann der

Druckerzeuger 50 in der Ruhelage verbleiben. Der sich einstellende Druck am Einlass 1 10 oder am weiteren Einlass 1 12 während der Druckabbauphase (z.B. 7 bar) sollte in jedem Fall höher sein als der Druck zum Antreiben der beispielhaften Zahnradpumpe 50 im stromlosen Zustand, so dass der Schaltdruck pS automatisch bewirkt, dass die Pumpe 50 sich von alleine zurückbewegt. Bei Ausführungsbeispielen weist die Feder 144 beispielsweise eine Federkraft von 10 N auf und die weitere Feder 143 eine Kraft von 20 N auf, wobei dies lediglich Beispiele sind. Bei weiteren Ausführungsbeispielen liefern die Federn andere Kräfte. Es ist jedoch sinnvoll, die Federkraft der weiteren Feder 143 doppelt oder halb so stark auszubilden, wie die Federkraft der Feder 144, so dass der entsprechende Schaltdruck pS für Bewegungen des verschiebbaren Kolbens 142 in beiden Richtungen gleich groß ist (dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich).

Das vorhandene Steuerventil (Schalteinrichtung 140) dient somit gleichzeitig als ein Backupventil, das ein Freischalten der Pumpeneinrichtung 50 in dem Backup-Modus (beispielsweise bei einem Stromausfall) ermöglicht. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung zusammen mit dem hydraulischen Lenksystem ein vollständig gekapseltes Hydrauliksystem mit integriertem Steuerventil 140 darstellen, welches für geschlossene als auch für offene Hydrauliksysteme verwendbar ist.

Somit ermöglichen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sowohl für geschlossene als auch für offene Hydrauliksysteme eine vollständige Entlastung der Pumpe/Motor-Einheit nach Erreichen eines Solldruckes. Zum Erhalten und Abbau des Druckes ist gemäß Ausführungsbeispielen kein Pumpendruck nötig.

Da der Pumpendruck nicht permanent aufrechterhalten werden muss, ergibt sich daraus der Vorteil, dass die Motorverlustleistung der Pumpe 50 verringert werden kann (beispielsweise halbiert). Außerdem müssen nahezu keine Verlustleistungen während des Druckhaltens bzw. während eines langsamen Druckabbaus durch den Motor bereitgestellt oder abgefangen werden. Der Druckerzeuger 50 dient nur zur

Systemdruckerzeugung (so lange bis der Druckaufbau abgeschlossen ist) und zum Ansteuern der Schalteinrichtung 140 über die Steuerleitungen 158, 159, wobei hier nur ein vergleichsweise geringer Druck nötig ist (z.B. der Schaltdruck pS). Die Entlastung des Druckerzeugers 50 verringert den Verschleiß und erhöht dadurch die Lebensdauer des Druckerzeugers 50. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird die Energie beim Druckhalten bzw. beim Druckabbau durch die Ventile freigesetzt, so dass der Motor nicht belastet wird. Eine Energiefreisetzung durch die Schalteinrichtung 140 oder der Ventile ist jedoch unkritisch im Vergleich zum Motor, der unter der hohen Belastung einem stärkeren Verschleiß ausgesetzt wäre. Da die Verlustleistung durch die

Schalteinrichtung bzw. die Ventile aufgenommen wird, kommt es zu einer geringeren thermischen Belastung der Pumpe oder des Motors, so dass keine separate Kühlung nötig ist. Schließlich wird ebenfalls das Hydrauliköl geschont.

Für die Schalteinrichtung 140 kann beispielsweise ein Schiebeventil oder auch

Proportionalventil genutzt werden, aber nicht ein Magnetventil. Ein Magnetventil kann im Allgemeinen die definierten Funktionen nicht bereitstellen. Ausführungsbeispiele können für offene Hydrauliksysteme genutzt werden und bieten insbesondere dann Vorteile, wenn ein hoher hydraulischer Druck über längere Zeit konstant gehalten werden soll (beispielsweise in Krananlagen, Hebeanlagen,

Greifanlagen etc.). Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Ansteuerung des Systems vollkommen hydraulisch erfolgt und keine elektrische Ansteuerung erforderlich ist. Die Pumpe kann beispielsweise in einem geschlossenen System derart ausgebildet sein, dass sie in beiden Richtungen arbeitet und je nachdem auf welcher Seite Druck erforderlich ist wird der Druck auf der einen Seite aufgebaut und auf oder anderen Seite abgebaut. In einem offenen System (siehe Fig. 1 ) wird das Öl beispielsweise von einem Tank lediglich weggepumpt und nicht zwischen zwei Abschnitten des Systems hin und her gepumpt.

Die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die

Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

BEZUGSZEICHENLISTE

50 Druckerzeuger

51 Motor

60 Druckausgleichbehälter

70,80 Rückschlagventile

90 Lenkgetriebe

91 erster Arbeitszylinder

92 zweiter Arbeitszylinder

93 Arbeitskolben

100 Vorrichtung

1 10 Einlass

1 12 weiterer Einlass

120 Auslass

122 weiterer Auslass

131 , 132, .. Rückschlagventile

140 Schalteinrichtung

141 erste Kammer

142 verschiebbarer Kolben

143 weiterer Feder

144 Feder

145 zweite Kammer

148 Kanal

158, 159 Steuerleitungen

151 , 152 Drosseleinrichtungen

p hydraulischer Druck

pO erzeugter Druck durch Druckerzeuger pW weiterer hydraulischer Druck pS Schaltdruck

pL Leerlaufdruck

p1 erster Öffnungsdruck

p2 zweiter Öffnungsdruck

p3 dritter Öffnungsdruck vierter Öffnungsdruck