DE2253575C3

DE2253575C3 - Hydraulische Steuereinrichtung für Lenkungen, insbesondere für Fahrzeuglenkungen

Info

Publication number: DE2253575C3
Application number: DE2253575A
Authority: DE
Inventors: Johannes Vagn Baatrup; Poul Erik Termansen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1972-11-02
Filing date: 1972-11-02
Publication date: 1975-04-24
Also published as: CH561853A5; GB1446880A; FR2205877A5; DK133199B; NL7315018A; DD112500A5; US3880554A; BE805774A; DE2253575A1; JPS4976236A; JPS5245575B2; DK133199C; DE2253575B2; IT996865B

Description

Diese ist von einer äußeren Drehschieberhülse 18 umgeben, die ihrerseits in einer Gehäusebohrung 19 untergebracht ist.

Die äußere Drehschieberhülse 18 ist mittels einer Ausgleichskupplung 20 mit dem Kreiskolben 21 eines Meßmotors verbunden, welcher Kolben in der Form eines außen verzahnten Zahnrades ausgebildet ist. Zwischen diesem und dem Zahnring 10 werden Verdrängerkammern gebildet. Der Kolben 21 weist einen Hohlraum 22 auf, der zusammen mit dem Kolben eine kreidende und rotierende Bewegung vollführen kann. Die Ausgleichskupplung ist als Kreuzscheibenkupplung ausgeführt. Sie besteht aus einem ersten Teil 23, das koaxial .'ti den Drehschieberhülsen 17 und 18 angeordnet ist u. d mit einem Steg 24 in eine entsprechende Nut eines Zwischenstücks 25 eingreift, das seinerseits mit einem senkrecht zum Steg 24 verlaufenden Steg 26 in einer im Kolben 21 ausgebildeten Nut verschiebbar ist

Vom pumpenseitigen Anschluß 2 führt ein Kanal 28 ao zu einem Druckraum 29, der zwischen den Stirnseiten de* Drehschieberhüisen 17 und 18 und einem Flansch 30 am Kupplungsteil 23 vorgesehen ist und mit dem Innenraum 31 der inneren Drehschieberhülse 17 in Verbindung steht. Der Innenraum 31 ist seinerseits über den für den Kupplungsteil 23 vorgesehenen Durchbruch in der Seitenscheibe 9 mit dem inneren Hohlraum 22 des Kolbens 21 verbunden. Durch den im Druckraum 29 herrschenden Pumpendruck werden die Drehschieberhülsen 17 und 18 gegen zu_feehörige Anschlage 32, 33 am gegenüberliegenden Ende gedrückt. Der Innenraum 31 kann nur über in den Drehschieberhüisen vorgesehene Neutralstellungslöcher 34, die bei einer Drehung der Lenkwelle 14 allmählich geschlossen werden, und über eine an dem dem Meßmotor abgewandten Ende der Gehäusebohrung 19 angebrachte Ringnut 35 mit dem abflußseitigen Anschluß 4 in Verbindung gebracht werden.

Das "Kupplungsteil 23 weist ferner einen Radialstcg 36 auf, der in passende Ausschnitte 37 an der freien Stirnseite der äußeren Drehschieberhülse 18 und in größer bemessene Ausschnitte 38 an der freien Stirnseite der inneren Drehschieberhülse 17 greift. Infolgedessen ist die äußere Drehschieberhülse 18 mit dem Kupplungsteil 23 drehfest gekuppelt. Außerdem ist zwischen der inneren Drehschieberhülse 17 und der au ßeren Drehschieberhülse 18 eine durch die Ausschnitte 38 begrenzte Relativdrehung möglich. Eine Rückstellfeder 39 ist als Ring ausgebildet, der mit nach innen abgebogenen Enden 40 in einander entsprechende Aussparungen 41 und 42 an den freien Stirnseiten der beiden Drehschieberhülsen 17 und 18 greift Diese Feder stellt die beiden Drehschieberhülsen jeweils am Ende der Lenkbewegung in ihre Neutralstellung zurück (F i g. 9).

Im Gehäuse ist ferner ein Kombinationsventil 43 vorgesehen, von dem hier nur die Tatsache interessiert, daß sein Verschlußstück 44 als Rückschlagventil arbeitet und öffnet, wenn die Neutralstellungslöcher 34 drosseln. Dann wird ein Kanal zu einer Ringnut 45 im Gehäuse geöffnet, der über Radialbohrungen 46 in der außeren Drehschieberhülse 18 (F i g. 4) und Axiulnuten *7 in der inneren Drehschieberhülse 17 mit jeder zweiten Steueröffnung 49a in der äußeren Drehschieberhülse 18 verbunden ist, die zusammen mit den dazwischenliegenden Steueröffnungen 49b und den Steueröffnungen 50 in der Gehäusebohrung 19 ein Verteilerventil bilden, das über Kanäle 51 die Verdrängerkammern in der für den Betrieb des Meßmotors richtigen Weise an den

Meßmotorzulauf und -:;blauf legL Die Steueröffnungen 49/j sind über 3ohrungen 52a im Ventilrohr 15, Axialnuten 53a im Verschlußrohr 16 (F i g. 3). Bohrungen 54a im Ventilrohr 15 und Bohrungen 55 in der äußeren Drehschieberhülse 18 (F i g. 5) mit einer Ringnut 56 in der Gehäusebohrung 19 verbunden. Bohrungen 52b und Axialnuten 536 dienen dem Betrieb bei der jeweils anderen Betätigungsrichtung des Steuergeräts, bei der statt der Ringnut 56 die daneben befindliche Ringnut 57 in der Gehäusebohrung 19 mit der Ablaufseile des Meßmotors verbunden wird. Die Ringnuten 56 und 57 sind je mit einer Seite des doppeltwirkenden Servomotors 8 verbunden. Zwischen ihnen erstreckt sich noch ein beiderseitig wirkendes Überdruckventil, das ebenfalls im Gehäuse 1 untergebracht ist.

Von der jetzt als Rücklaufnut dienenden Ringnut 57 führen Bohrungen 59 in der äußeren Drehschieberhülse 18, Sleueröffnungen 60a im Ventilrohr 15, Axialnuten 61 im Verschlußrohr 16 (Fig.6), Steueröffnungen 62 im Ventilrohr 15 und Bohrungen 63 in der äußeren Drehschieberhüise 18 (F i g. 7) zur abflußseitigen Ringnut 35 in der Gehäusebohrung 19. Die F i g. 5 und b zeigen einen ähnlichen Aufbau mit Bohrungen 546 und 606. Die entsprechenden Kanäle vertauschen bei Drehrichtungswechsel ihre Funktion.

Wie die F i g. 3 bis 8 erkennen lassen, ist in der veranschaulichten Stellung die innere Drehschieberhülse 17 gegenüber der äußeren Drehschieberhüise 18 so weil verdreht, daß sich der Meßmotor in der einen Drehrichtung, welche der Drehung der Lenkwelle 14 entspricht, bewegt und dabei die äußere Drehschieberhüise der inneren Drehschieberhüise nachfolgen läßt. Sobald die Neutralstellung erreicht ist, fluchten einerseits die Neutralstellungslöcher 34 wieder miteinander, während andererseits die Axialnuten 47 (F i g. 3) in der inneren Drehschieberhüise 17 von den Sleueröffnungen 49a in der äußeren Drehschieberhüise 18 getrennt werden. Damit ist der Zufluß zum Meümolor und zum Arbeitsmolor unterbrochen. Bei einer Relalivdrehung der beiden Drehschieberhülsen in entgegengesetzter Richtung tritt die Axialnut 47. die den Pumpendruck führt, mit der Steueröffnung 496 in Verbindung, so daß sicn der Meßmotor in der entgegengesetzten Richtung dreht. Bei einer solchen Drehung durch die Neutralstellung wechseln auch die Bohrungen 55 und 59 (Fig. 5 und 6) in der äußeren Drehschieberhüise 18 von den Bohrungen 54 bzw. 60 in der inneren Drehschieberhüise 17 zu den benachbarten Bohrungen in der inneren Drehschieberhüise 17 über, so daß auch der Servomotor 8 eine Bewegungsrichlungsumkehr erfährt. Daher dienen die beiden Drehschieberhülsen als Umschaltventil.

Im Ruhezustand der Steuereinrichtung, wenn also die Neutralstellungslöcher 34 geöffnet sind, herrscht im Innenraum 31 der inneren Drehschieberhüise 17 ein dem Drosselwiderstand der Löcher 34 entsprechender Druck. Wenn die Lenkwelle 14 gedreht wird und dadurch die Neutralstellungslöcher 34 mehr oder weniger geschlossen werden, öffnet das Verschlußstück 44 des Rückschlagventils, und der Meßmolor erhält Druckflüssigkeit zugeführt. Wegen der beiderseitigen Verbindung folgt der Druck im inneren Hohlraum 22 des Kolbens 21 dem Druck im Innenraum 31 der inneren Drehschieberhüise 17. so daß kein Lecköl aus den Verdrängerkammern des Meßmolors in den inneren Hohlraum 22 zu gelangen vermag. Dadurch ergibt sich die gewünschte genaue Funktion der Steuereinrichtung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Hydraulische Steuereinrichtung für Lenkungen, insbesondere für Fahrzeuglenkungen, die ein Ge- £ häuse mit einem pumpenseitigen und einem ablaufseitigen Anschluß aufweist, bei der das einen doppeltwirkenden Servomotor beaufschlagende Druckmittel auf der Zulaufseite über einen Kreiskolben-Meßmotor geleitet wird, dessen rotierender und kreisender Kolben mit seinem Außenumfang Verdrängerkammern begrenzt und über eine in einem inneren Hohlraum des Kolbens angreifende Ausgleichskupplung mit einer äußeren Drehschieberhülse verbanden ist, die zusammen mit einer Gehäusebohrung ein Verteilerventil für den Meßmotor bildet, und bei der ferner eine Lenkwelle mit einer inneren Drehschieberhülse verbunden ist, die relativ zur äußeren Drehschieberhülse gegen die Kraft einer Rückstellfeder um einen durch Anschläge be- ao grenzten Winkel verdrehbar ist und zusammen mit dieser Hülse ein die Beaufschlagungsrichtung des Servomotors bestimmendes Umschaltventil, gegebenenfalls mit Neutralsteilungslöchern, bildet, d a durch gekennzeichnet, daß der innere Hohlraum (22) des Kolbens (21) des Meßmotors mit dem pumpenseitigen Anschluß (2) verbunden ist, wobei der Innenraum (31) der inneren Drehschieberhülse (17) in Arbeitsstellung der Steuereinrichtung vom Pumpendruck beaufschlagt ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuereinrichtung für Lenkungen, insbesondere für Fahrzeuglenkungen, die ein Gehäuse mit einem pumpenseitigen und einem ablaufseitigen Anschluß aufweist, bei der das einen doppeltwirkenden Servomotor beaufschlagende Druckmittel auf der Zuiaufseite über einen Kreiskolben-Meßmotor geleitet wird, dessen rotierender und kreisender Kolben mit seinem Außenumfang Verdrängerkammern begrenzt und über eine in einem inneren Hohlraum des Kolbens angreifende Ausgleichskupplung mit einer äußeren Drehschieberhülse verbunden ist, die zusammen mit einer Gehäusebohrung ein Verteilerventil für den Meßmotor bildet, und bei der ferner eine Lenkwelle mit einer inneren Drehschieberhülse verbunden ist, die relativ /ur äußeren Drehschieberhülse gegen die Kraft einer Rückstell- _5Q feder um einen durch Anschläge begrenzten Winkel verdrehbar ist und zusammen mit dieser Hülse ein die Beaufschlagungsrichtung des Servomotors bestimmendes Umschaltventil, gegebenenfalls mit Neutralsteilungslöchern, bildet.

Bei einer bekannten Steuereinrichtung dieser Art (GB-PS 897 768) ist der als außen verzahntes Zahnrad ausgebildete Kreiskolben über eine Gelenkwelle und einen die innere Drehschieberhülse mit Spiel durchsetzenden Zapfen mit der äußeren Drehschieberhülse verbunden. Die Rückstellfeder besteht aus zwei sich etwa in Durchmesserrichtung erstreckenden, gebogenen Bändern, die entsprechende Aussparungen in beiden Drehschieberhülsen durchsetzen. Der pumpenscitige Anschluß ist mit einer Außennui der äußeren Drehschieberhülse verbunden, von der einerseits die Neutralstellungslöcher und andererseits weitere druckseitige Verteileröffnungen abgehen. Der Hohlraum des Kolbens und der Innenraum der inneren Drehschieberhülse sird über beide Hülsen durchsetzende Öffnungen und Ringnuten mit dem abflußseitigen Stutzen verbunden.

Des weiteren ist ein Drehschieber bekannt (DT-AS 1 037 793), der nur eine mit eine; Gehäusebohrung bzw. einem festen Gehäuseeinsatz zusammenwirkende Drehschieberhülse aufweist. Der Innenraum dieser Drehschieberhülse dient als Verteilerkanal für das unter Druck stehende Medium. Da es sich um ein einfaches Verteilerventil handelt, ist dieser Drehschieberhülse weder ein Meßmotor zu deren Antrieb noch eine innere Drehschieberhülse zugeordnet, die zusammen mit der äußeren Drehschieberhülse ein Umschaltventil bildet.

Es liegt die Aufgabe vor, die Arbeitsgenauigkeii einer Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der innere Hohlraum des Kolbens des Meßmotors mil dem pumpenseitigen Anschluß verbunden ist, wobei der Innenraum der inneren Drehschieberhülse in Arbeitsstellung der Steuereinrichtung vom Pumpendruch beaufschlagt ist.

Da der Meßmotor auf der Zulaufseite angeordnet ist. herrscht in seinen Verdrängerkammern ein hoher Druck, beispielsweise in der Größenordnung von 70 bis 140 at. Der Druckabfall im Meßmotor ist gering. Ein Druck in der gleichen Größenordnung wird durch die Verbindung des inneren Hohlraums des Kolbens mit dem pumpenseiligen Anschluß aufrechterhalten. Infolgedessen sind die Leckverluste des Meßmotors äußerst gering und die Drehung des Meßmotors ist eine genaues Abbild der Verstellung des Servomotors. Da die Verbindung mit dem pumpenseitigen Anschluß einhergeht mit der Unterdrucksetzung des Innenraums der inneren Drehschieberhülse, dient diese als Dichtelement, welches es zumindest während des Betriebs des Meßmotors erlaubt, den Druck im inneren Hohlraum des Kolbens und in dem mit ihm in Verbindung stehenden Innenraum der inneren Drehschieberhülse au^rrechtzuerhalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Steuereinrichtung längs der Linie HH in F ι g. 2,

F i g. 2 eine Seitenansicht von links in F i g. 1,
F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A in F i g. 1,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie ß-ßin Fi g. 1.
F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie C-Cin F i g. 1,
F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie D-D in F i g. 1,
F i g. 7 einen Schnitt längs der linie E-E in F i g. 1,
F i g. 8 einen Schnitt längs der Linie F-Fin Fi g. 1,
F i g. 9 einen Schnitt längs der Linie /-/ in F i g. 1,
F i g. 10 einen Schnitt längs der Linie GG in F i g. 2.
Die Steuereinrichtung besitzt ein Gehäuse 1, das einen Anschluß 2 für eine Pumpe 3, einen Anschluß 4 für den Ablauf in einen Tank 5 sowie Anschlüsse 6 und 7 zum Anschluß an einen doppeltwirkenden Servomotor 8 aufweist. An der einen Seite des Gehäuses 1 ist unter Zwischenfügung einer Seitenscheibe 9 ein innen verzahnter Zahnring 10 mit einer Stirnscheibe 11 angeschraubt. An der gegenüberliegenden Stirnseite ist ein Deckel 12 befestigt. Der Zusammenhalt geschieht mittels Schrauben 13.

Eine Lenkwelle 14 isi einstückig mit einem Ventilrohr 15 ausgebildet, das zusammen mit einem Verschlußrohr 16 eine innere Drehschieberhülse 17 bildet.