DD233531A1 - Hydrostatische lenkeinrichtung mit lastsignal - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf hydrostatische Lenkeinrichtungen. Derartige Geraete werden in vollhydraulischen Lenksystemen eingesetzt und dienen vorzugsweise zum Lenken von schweren, langsamfahrenden Fahrzeugen. Dabei wird das von der Pumpe bereitgestellte und von der Lenkeinrichtung nicht benoetigte Oel einem zweiten Verbraucher zur Verfuegung gestellt. Es ist das Ziel der Erfindung, den Aufbau derartiger Geraete zu vereinfachen und die Herstellungskosten zu verringern. Gleichzeitig soll der volumentrische Wirkungsgrad erhoeht werden. Die Aufgabe besteht darin, den Druck des Lastsignals hinter der ersten verstellbaren Drossel ohne zusaetzliche Einrichtungen abzunehmen. Dies wird dadurch erreicht, dass der Innenraum des Steuersystems als Druckraum ausgebildet ist und dabei Oeffnungen besitzt, die bei Lenkbetaetigung den Zulauf mit dem Innenraum und den Innenraum mit dem Verdraengersystem, in Neutralstellung den Innenraum mit dem Ruecklauf und staendig den Innenraum mit dem Lastsignalanschluss verbinden. Fig. 2

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf hydrostatische Lenkeinrichtungen. Derartige Geräte werden in vollhydraulischen Lenksystemen eingesetzt und dienen vorzugsweise zum Lenken von schweren, langsamfahrenden Fahrzeugen. Durch das Lastsignal wird ein Stromteilventil und/oder eine Verstellpumpe so gesteuert, daß die Lenkeinrichtung den jeweils erforderlichen Druckölstrom erhält.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Mobile Hydraulikanlagen mit einem Lenkkreislauf, bestehend aus den Hauptelementen Pumpe, hydrostatische Lenkeinrichtung und Lenkzylinder sind seit langem bekannt und in einer Vielzahl von Patenten beschrieben.

Ein wesentlicher Nachteil besteht darin, daß der hydrostatischen Lenkeinrichtung ein größerer Ölstrom angeboten wird, als sie in der Regel benötigt. Das überschüssige Öl wird als Verluststrom drucklos zum Öltank zurückgeführt. Zur Vermeidung dieses Nachteils sind hydrostatische Lenkeinrichtungen und entsprechende Zusatzeinrichtungen entwickelt worden, die die Nutzung des überschüssigen Ölstromes in einem zweiten Verbraucherkreislauf ermöglichen.

Eine derartige Anlage mit den entsprechenden Einrichtungen ist zum Beispiel in der DE-OS 2723490 beschrieben.

Danach versorgt z. B. eine Konstantpumpe gleichzeitig einen Lenkkreislauf und eine Arbeitshydraulik.

Ein vor der Lenkeinheit angeordnetes Stromteilventil teilt den Konstantstrom entsprechend der gewählten Lenkraddrehzahl auf.

Das vom Lenkkreislauf nicht benötigte Öl wird der Arbeitshydraulik zugeführt.

Das Stromteilventil erhält dabei sein Steuersignal als sogenanntes Lastsignal aus der Lenkeinheit.

Die Lenkeinheit ist dementsprechend mit einer geschlossenen Neutralstellung und einer eingangsseitig angeordneten, verstellbaren Drossel, hinter der das Lastsignal abgegriffen wird, ausgerüstet.

Zur Abnahme des Lastsignals hinter der verstellbaren Drossel sind im Steuerkolben axialverlaufende Nuten und in der Steuerhülse radiale Bohrungen erforderlich, die das Drucksignal in einem gesonderten Ringkanal der Steuerhülse führen. Von dort wird es über eine Gehäusebohrung dem entsprechenden Lastsignalanschluß zugeführt.

Daraus ergibt sich als Nachteil ein hoher Herstellungsaufwand zur Realisierung der Lastsignalfunktion.

Daraus ergibt sich als Nachteil ein hoher Herstellungsaufwand zur Realisierung der Lastsignalfunktion. Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der vermehrten Anzahl von Dichtstegen bei gleichzeitiger Verkürzung der Dichtlänge, wodurch ein verstärkter Leckölfluß verursacht wird.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, eine hydrostatische Lenkeinrichtung mit -astsignal zur Ansteuerung e.nes Stromteilventiles und/oder einer Verstellpumpe zu schaffen, die einfach im Aufbau und billig in der Herstellung ist und dabei einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad besitzt. ._ _

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei hydrostatischen Lenkeinrichtungen der vorliegenden Gattung den Druck hinter der ersten verstellbaren Drossel ohne zusätzliche Einrichtungen am Steuersystem abzunehmen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Innenraurr. des Steuersystems als Druckraum ausgebildet ist, der eingangseitig eine veränderliche Drossel besitzt, die in der Neutralstellung geschlossen ist und aus Öffnungen in der Steuerhülse und im Steuerkolben gebildet wird. Ausgangseitig besitzt der Innenraum radiale Öffnungen zur geregelten Verbindung zum Verdrängersystem. Der Innenraum besitzt weiterhin Öffnungen zurständ'gen Verbindung zu einem Lastsignalanschluß und Öffnungen in der Steuerhülse und im Steuerkolben, die sich in der Neutralstellung überdecken und bei Lenkbetätigung schließen.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung befindet sich der Lastsignalanschluß im Deckel der Lenkeinrichtung.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung wird zur bbertragung~des Lastsignals die Antriebswelle im Bereich des Zahnprofils mit einer Schräglochbohrung versehen.

Veiterhin ist zweckmäßig, die Öffnungen zur Entlastung des Innenraumes in der Neutralstellung als sich überdeckende Sohrungen mit gleichem Durchmesser auszubilden.

η einer vorteilhaften Ausgestaltung, besteht die veränderliche Drossel am Eingang zum Innen raum aus je einer Reihe iohrungen in der Steuerhülse und im Steuerkolben mit einer gleichmäßigen Teilung.

nfolge des druckbelasteten Innenraumes arbeitet insbesondere das Verdrängersystem druckausgeglichen, wodurch ein hoher 'olumetrischer Wirkungsgrad der Lenkeinrichtung erreicht wird.

Veiterhin wirkt sich die Gestaltung der Eingangsdrossel und die Art und Weise der Lastsignalabnahme günstig auf den vol.

Wirkungsgrad aus.

:in weiterer Vorteil sind die geringen Herstellungskosten.

5ie ergeben sich einerseits aus der einfachen Form der Eingangsdrossel (2 Bohrungsreihen) und zum anderen aus dem geringen

Aufwand zur Lastsignalabnahme, da das Drucksignal über im wesentlichen vorhandene Öffnungen zum Lastsignalanschluß jeführt wird. Zusätzliche Elemente der Ölführung sind nicht nötig.

/Veiterhin ist die Unterbringung des Lastsignalanschlusses im Deckel günstiger als z. B. im Gehäuse. Es ist gegenüber andere Beräteausführungen kein gesonderter Guß notwendig.

Vusführungsbeispiel

Die Zeichnungen zeigen:

^:ig. 1: Schemadarstellung eines hydrostatischen Lenkkreislaufs

^:ig.2: Schnittdarstellung der hydrostatischen Lenkeinrichtung

^:ig.3: Steuerhülse der hydrostatischen Lenkeinrichtung

^:ig.4: Steuerhülse der hydrostatischen Lenkeinrichtung in einer weiteren Ansicht ^:ig.5: Steuerkolben der hydrostatischen Lenkeinrichtung

Ein hydrostatischer Lenkkreislauf gemäß der Fig. 1 besteht aus einem Behälter 1, einer Druckölpumpe 2, einem Druckbegrenzungsventil 3, einem steuerbaren Vorzugsstromteiler 4, einer Lenkeinrichtung 5 mit Lastsignalanschluß 6, dem .enkmotor 7 und einem weiteren Verbraucher 8.

Die Lenkeinrichtung 5 mit Lastsignalanschluß 6 nach Fig. 2 besteht im wesentlichen aus einem Steuersystem 9 und einem /erdrängersystem 10. Das Verdrängersystem 10 ist eine Zahnringpumpe, bestehend aus einem Außenring 11 und einem äxentrisch umlaufenden Läuferzahnrad 12.

Es wird axial begrenzt durch eine Anlaufscheibe 13 und einen Deckel 14 der Lenkeinrichtung 5. Das Verdrängersystem 10 ist mit lylinderschrauben 15 am Steuersystem 9 befestigt.

Die Übertragung der Drehbewegung vom Steuersystem 9 auf das Verdrängersystem 10 erfolgt durch die Antriebswelle 16.

Das Steuersystem 9 besteht aus einem Gehäuse 17, in dessen zentrischer Hauptbohrung eine Steuerhülse 18 mit geringem Spiel 3ingepaßt ist. In der Steuerhülse 18 befindet sich ebenfalls mit geringem Spiel ein Steuerkolben 19, der über eine Zahnkupplung 20 betätigbar ist.

Die radiale Zentrierung des Steuerkolbens 19 gegenüber der Steuerhülse 18 erfolgt durch ein Federelement 21.

Ein Stift 22 begrenzt im Zusammenwirken mit der kegeligen Bohrung 23 im Steuerkolben 19 die Drehbewegung des Steuerkolbens 19 gegenüber der Steuerhülse 18 auf einen Betrag von ca. 10°.

Ein Axiallager 24 stützt den Steuerkolben 19 gegen auftretende Druckkräfte ab.

Die Steuerhülse 18 ist druckausgeglichen gelagert, da der Ringkanal 25 des Gehäuses 17 über den Schlitz 26 des Steuerkolbens 19 mit einem Innenraum 27 verbunden ist.

Das Gehäuse 17 besitzt weiterhin einen Ablauf 28, der mit einem Ringkanal 29 in Verbindung steht, sowie einen Zylinderanschluß 30 für das Steueröl bei der Linksdrehung mit Verbindung zum Ringkanal 31, einen Zylinderanschluß 32 für das Steueröl bei Rechtsdrehung mit Verbindung zum Ringkanal 33 und einen Zulaufanschluß 34 mit Verbindung zum Ringkanal 35.

Außerdem befinden sich im Gehäuse 17 Radialkanäle 36, die auch als Kommutatorbohrungen bezeichnet werden und über Kanäle 37 sowie Kanäle 38 in der Anlaufscheibe 13 die Verbindung zu den Kammern 39 des Verdrängersystems 19 herstellen.

Der Lastsignalanschluß 6 befindet sich vorzugsweise zentrisch im Deckel 14 und ist vorzugsweise über Öffnungen 40 im Füllstück 41, Öffnungen 42 im Läuferzahnrad 12 und Öffnungen 43 in der Antriebswelle 16 mit dem Innenraum 27 verbunden.

Die Steuerhülse 18 der Lenkeinrichtung 5 nach Fig. 3 und 4 besitzt eine erste Reihe von Öffnungen 44, die in Verbindung mit dem Ringkanal 35 des Gehäuses 17 stehen und eine zweite Reihe von Öffnungen 45, die im Zusammenwirken mit den Radialkanälen 36 im Gehäuse 17 das Kommutatorsystem bilden.

Eine Reihe von Löcherpaaren 46 stellt die Verbindung zum Ringkanal 33 des Gehäuses 17 und eine Reihe von Löcherpaaren 47 die Verbindung zum Ringkanal 31 des Gehäuses 17 her. Zwei Bohrungen 48 dienen zur Aufnahme des Stiftes 22.

In einer gemeinsamen letzten Ebene der Steuerhülse 18 sind Ablauföffnungen 49 und Öffnungen 50 angeordnet.

Axial verlaufende Ausnehmungen 51 dienen der Aufnahme des Federelementes 21.

Im Steuerkolben 19 nach Fig. 5, befindet sich eine erste Reihe von Öffnungen 52, die zusammen mit den Öffnungen 44 der Steuerhülse 18 eine verstellbare Drossel bilden. Eine zweite Reihe von Öffnungen 53 verbindet den Innenraum 27 des Steuerkolbens 19 mit den Öffnungen 45 der Steuerhülse 18.

Axial verlaufende Kanäle 54 dienen zur Führung des dosierten Fluids und axial verlaufende Kanäle 55 zur Führung des Rücklauffluids.

Die keglige Bohrung 23 steht in Wirkverbindung mit dem Stift 22 und der Schlitz 26 dient zur Aufnahme des Federelementes 21.

Nicht dargestellt sind die mit den Öffnungen 50 der Steuerhülse 18 zusammenwirkenden Öffnungen 56. Die Wirkungsweise der Lenkeinrichtung ist wie folgt:

Bei nichtbetätigter Lenkung ist der Steuerkolben 19 gegenüber der Steuerhülse 18 in Mittelstellung Lentriert. In dieser Stellung

sind die Öffnungen 44 der Steuerhülse 18 und Öffnungen 52 des Steuerkolbens 19 geschlossen und der Ölfluß in die Lenkeinrichtung 5 ist unterbrochen. Gleichzeitig sind die Öffnungen 50 in der Steuerhülse 18 und die Öffnungen 56 im Steuerkolben 19 geöffnet, wodurch die Druckentlastung des Innenraumes 27 zum Ringkanal 29 des Gehäuses 17 erfolgt.

Damit wird über die Öffnungen 43 in der Antriebswelle 16, die Öffnungen 42 im Läuferzahnrad 12, die Öffnungen 40 im Füllstück 41 und dem Lastsignalanschluß 6 die Steuerleitung zum Vorzugsstromteiler 4 drucklos gemacht.

Durch Betätigen der Lenkung, d.h. Drehung des Steuerkolbens 19 über die Zahnkupplung 20z.B. nach rechts werden die Öffnungen 44 in der Steuerhülse 18 und Öffnungen 52 im Steuerkolben 19 so gegeneinander verdreht, daß über diese Öffnungen

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Gleichzeitig wird die Verbindung des Innenraumes 27 zum Ringkanal 29 unterbrochen.

Das Druckfluid fließt jetzt über Öffnungen 53 im Steuerkolben 19 und Öffnungen 45 in der Steuerhülse 18 zu den Radialkanälen 36 im Gehäuse 17.

Von dort gelangt es über Kanäle 37 und 38 in die Kammern 39 des Verdrängersystems 10.

Infolge der Drehung des Läuferzahnrades 12 über die Antriebswelle 16 und der Wirkung des in der einschlägigen Technik bekannten Kommutatorsystems wird das somit entsprechend der Drehzahl dosierte Fluid über die bereits beschriebenen Kanäle 38,37, Radialkanäle 36 und Öffnungen 45 in Kanäle 54 des Steuerkolbens 19 geführt.

Von dort gelangt es bei der genannten Rechtsdrehung über Löcherpaare 46 in der Steuerhülse 18 zum Ringkanal 33 des Gehäuses

17. Vom Zylinderanschluß 32 wird es nunmehr zum Druckraum des Lenkmotors 7 geführt und bewirkt über bekannte zwischengeschaltete Elemente die Betätigung der Fahrzeugräder.

Das drucklose Rücklauföl der gegenüberliegenden Lenkzylinderseite gelangt zum Zylinderanschluß 30 und in den Ringkanal 31 des Gehäuses 17.

Von dort wird es über Löcherpaare 47 der Steuerhülse 18 zu Kanälen 55 des Steuerkolbens 19 zu den radialen Ablauföffnungen 49 der Steuerhülse 18 geführt und verläßt das Gerät über den Ringkanal 29 und Ablauf 28 des Gehäuses 17.

Dabei wird der im Innenraum 27 herrschende Druck über Öffnungen 43 in der Antriebswelle 16, Öffnungen 42 im Läuferzahnrad 12 und Öffnungen 40 im Füllstück 41 zum Lastsignalanschluß 6 im Deckel 14 übertragen und gelangt von dort als Steuerdruck zum Vorzugsstromverteiler 4.

Der Vorzugsstromverteiler 4 regelt den von der Druckölpumpe 2 kommenden Ölstrom auf der Basis des Steuerdruckes in bekannter Weise derart, daß der jeweils für den Lenkvorgang notwendige Strom der Lenkeinrichtung 5 zugeführt wird und der Reststrom der Betätigung des weiteren Verbrauchers 8 dient.

Claims (5)

1. -1- 722 98

   Patentansprüche:

   1. Hydrostatische Lenkreinrichtung mit Lastsignal, die im wesentlichen ein Steuer- und Verdrängersystem besitzt, wobei das Steuersystem einen inneren, vom Lenkrad ansteuerbaren Steuerkolben und eine äußere mit einem Rotor des ί Verdrängersystems mechanisch verbundene Steuerhülse besitzt und beide konzentrisch zueinander angeordnet sind, in einem begrenzten Umfang zueinander drehbar sind, ein Federelement zur Realisierung einer geschlossenen Neutralstellung vorhanden ist und miteinander korrespondierende radiale und axiale Kanäle besitzen, die bei Lenkbetätigung das Verdrängersystems mit einem Zylinderanschluß verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innenraum (27) des Steuersystems (9) als Druckraum ausgebildet ist, der eingangseitig eine durch Öffnungen (44; 52) in der Steuerhülse (18) und im Steuerkolben (19) gebildete, in der Neutralstellung geschlossene, veränderliche Drossel besitzt, ausgangseitig radiale Öffnungen (45; 53) in der Steuerhülse (18) und im Steuerkolben (19) zur geregelten Verbindung zum Verdrängersystem (10) angeordnet sind. Öffnungen (43; 42; 40) zur ständigen Verbindung des Innenraumes (27) zu einem Lastsignalanschluß (6) vorhanden sind und sich in der Neutralstellung überdeckende Öffnungen (50; 56) in der Steuerhülse (18) und im Steuerkolben (19) zur Verbindung mit dem Ablauf (28) vorgesehen sind.
2. 2. Hydrostatische Lenkeinrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastsignalanschluß (6) vorzugsweise im Deckel (14) angeordnet ist.
3. 3. Hydrostatische Lenkeinrichtung nach den Punkten 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung des Innenraumes (27) mit dem Lastsignalanschluß (6) die Öffnung (43) in der Antriebswelle (16) vorzugsweise als Schräglochbohrung ausgebildet ist.
4. 4. Hydrostatische Lenkeinrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in der Neutralstellung überdeckenden Öffnungen (50; 56) in der Steuerhülse (18) und im Steuerkolben (19) vorzugsweise aus Bohrungen mit gleichem Durchmesser gebildet sind.
5. 5. Hydrostatische Lenkeinrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (44; 52) in der Steuerhülse (18) und im Steuerkolben (19) vorzugsweise aus je einer Reihe gleichmäßig am Umfang verteilter Bohrungen besteht.