DE1297991B - Hydraulische Servoeinrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Servo- sein kann, kann es notwendig werden, die Steuereinrichtung mit einem umsteuerbaren Servomotor, pumpe sehr rasch zu drehen, um den erforderlichen einer kraftbetriebenen Arbeitspumpe, einer in der Druckunterschied aufrechtzuerhalten, durch den der Drehrichtung umkehrbaren Steuerpumpe und einem Steuerschieber in einer seiner Arbeitsstellungen gedie Zu- und Abführung der Druckflüssigkeit zwi- 5 halten wird.

sehen den Pumpen und dem Servomotor regelnden Wenn ferner bei einer Servoeinrichtung dieser Art Steuerventil, dessen bewegliches Ventilorgan zwi- die Möglichkeit bestehen soll, einen unter relativ sehen zwei, jeweils durch eine Leitung mit der hoher Belastung arbeitenden Servomotor für den Fall, Steuerpumpe verbundenen Steuerkammern des Ven- daß die kraftbetriebene Arbeitspumpe versagen sollte, tilgehäuses angeordnet ist und aus einer Mittelstel- io mit Hilfe der Steuerpumpe allein zu betätigen, so ist lung, in der es durch eine nachgiebige Kraft gehalten ein relativ hohes Übersetzungsverhältnis zwischen der ist und eine in der Gehäusewandung angeordnete Steuerpumpe und dem Servomotor notwendig. Für Einlaßöffnung für die von der Arbeitspumpe geför- die Betätigung der Servoeinrichtung unter Zuhilfederte Druckflüssigkeit verschließt, durch den bei der nähme der kraftbetriebenen Arbeitspumpe kann aber Betätigung der Steuerpumpe entwickelten Druckun- 15 eine so hohe Übersetzung unerwünscht sein, weil terschied in eine von zwei einander entgegengesetzten hierbei die Steuerpumpe wegen der bei Kraftbetäti-Arbeitsstellungen verstellbar ist und in dessen gung möglichen großen Geschwindigkeit der VerGehäuse außer der Einlaßöffnung und einer Rück- stellung des Servomotors ebenfalls sehr schnell gelauföffnung für die Druckflüssigkeit zwei jeweils mit dreht werden muß.

einer Arbeitsleitung verbundene Motoröffnungen so- 20 Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe

wie zwei Steueröffnungen mit anschließenden, die zugrunde, eine Servoeinrichtung dieser Art so auszu-

Steueröffnungen mit der Steuerpumpe verbindenden bilden, daß bei ihrer Betätigung unter Zuhilfenahme

Steuerleitungen angeordnet sind, von denen die die der kraftbetriebenen Arbeitspumpe keine merklich

Steuerpumpe mit den Steuerkammern des Venfilge- schnellere Drehung der Steuerpumpe erforderlich ist

häuses verbindenden Leitungen abzweigen. 25 als bei der Betätigung des Servomotors durch Dre-

Durch die USA.-Patentschrift 2 020 951 ist eine hung der Steuerpumpe allein.

als Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug verwen- Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung dete hydraulische Servoeinrichtung dieser Art be- darin, daß zwischen den im Gehäuse des Steuervenkannt, die jedoch derart ausgebildet ist, daß bei der tils angeordneten Steueröffnungen und den Verbin-Mittelstellung des Steuerschiebers, die dieser ein- 30 dungssteilen der Steuerleitungen mit den zu den nimmt, wenn die mittels des Lenkrades drehbare Steuerkammern des Steuerventils führenden Leitun-Steuerpumpe nicht gedreht wird, der Servomotor mit gen eine die Steuerleitungen vor bzw. hinter der der Steuerpumpe keinerlei Verbindung hat, da in Steuerpumpe unmittelbar miteinander verbindende dieser Stellung sowohl die das Steuerventil mit dem Umgehungsleitung mit einer Ventilvorrichtung ange-Servomotor verbindenden Leitungen als auch die die 35 ordnet ist, durch die bei aus der Mittelstellung ver-Steuerpumpe mit dem Steuerventil verbindenden Lei- stelltem Steuerventil ein Teil der von der Arbeitstungen durch den Mittelteil des Ventilschiebers von- pumpe geförderten Druckflüssigkeit unter Umgehung einander getrennt sind. Bei der bekannten Servoein- der Steuerpumpe über jeweils eine der Motoröffnunrichtung besteht daher keine Möglichkeit, den Servo- gen des Steuerventils und die anschließende Motormotor durch die Steuerpumpe allein zu betätigen, 40 leitung unmittelbar dem Servomotor zuführbar ist. ohne das Steuerventil aus seiner Mittelstellung zu Bei einer in dieser Weise gemäß der Erfindung verstellen. Wenn weiterhin bei der bekannten Servo- ausgebildeten Servoeinrichtung wird beim Betrieb einrichtung die Steuerpumpe nach der einen oder der Arbeitspumpe die durch die Steuerpumpe hinanderen Richtung gedreht wird, so wird in den die durchgehende Flüssigkeitsmenge durch Umgehung Federn zur Erzeugung der nachgiebigen Kraft enthal- 45 der Steuerpumpe in erheblichem Ausmaß verringert tenden Steuerkammern an beiden Enden des Steuer- und hierdurch vermieden, daß die Steuerpumpe bei Schiebers ein Druckunterschied erzeugt, durch den der Betätigung der Servoeinrichtung durch die der Steuerschieber aus der Mittelstellung in eine der Arbeitspumpe erheblich schneller gedreht werden beiden Arbeitsstellungen verschoben wird. Hierbei muß als bei ihrer Betätigung durch die Steuerpumpe wird eine von der Arbeitspumpe zum Steuerventil 50 allein. Hierzu genügt aber nicht, eine Umgehungsführende Förderleitung über eine Ringnut des Ventil- leitung für die Steuerpumpe an beliebiger Stelle anschiebers und eine der Steuerleitung mit der Saug- zuordnen, da hierbei die Steuerpumpe möglicherseite der Steuerpumpe und die Druckseite der Steuer- weise den Druckunterschied, der zur Beibehaltung pumpe über die andere Steuerleitung sowie ebenfalls der jeweiligen Arbeitsstellung des Ventilschiebers noteine Ringnut des Ventilschiebers und eine der Motor- 55 wendig ist, nicht aufrechterhalten kann. Wenn z. B. leitungen mit der einen Seite des Servomotors ver- bei der Einrichtung nach der USA.-Patentschrift bunden. Dabei strömt Druckflüssigkeit in den Servo- 2 020 951 eine die Steuerpumpe umgehende Leitung motor ein und verstellt dessen Kolben, während angeordnet würde, die einfach die Steuerleitungen gleichzeitig Flüssigkeit aus dem Servomotor über die verbindet, so könnte der Druck in der die eine Feandere Motorleitung und Durchlässe des Steuerventils 60 der enthaltenden Steuerkammer niemals den Druck zur Rücklaufleitung verdrängt wird und zum in der die andere Feder enthaltenden Steuerkammer Flüssigkeitsbehälter zurückströmt. überschreiten, es sei denn, daß die Steuerpumpe einen Bei der bekannten Einrichtung wird somit bei der größeren Druck liefert als die Arbeitspumpe; d. h., Verstellung des Steuerventils aus seiner Mittelstellung wenn die Steuerpumpe durch eine Umgehungsleitung in der einen oder anderen Richtung das gesamte 65 einfach kurzgeschlossen würde, so würde die Servo-Volumen der von der Arbeitspumpe geförderten einrichtung praktisch unwirksam werden. Demgegen-Flüssigkeit durch die Steuerpumpe hindurchbewegt. über zeigt die Erfindung einen in keiner Weise nahe-Da dieses Flüssigkeitsvolumen verhältnismäßig groß gelegenen, einfachen Weg zur Bildung der zur Um-

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gehung der Steuerpumpe notwendigen Verbindungen. Flüssigkeit und einer Rücklauföffnung 41 versehen, Hierbei ergibt sich eine besonders zweckmäßige Aus- die mit einer zu einem Flüssigkeitsbehälter 43 fühbildung, wenn die Ventilvorrichtung aus zwei in der renden Rückleitung 42 verbunden ist. In Verlängerung Umgehungsleitung im Abstand nebeneinander ange- der Anschlußstutzen 30 α und 31 α enthält das ordneten Ventilen besteht, die jeweils in den Strö- 5 Gehäuse 20 des Steuerventils zwei innere, zu der mungsweg zwischen jeder Steueröffnung und einem Bohrung 21 radial verlaufende Kanäle 45 und 46 von dieser zugeordneten Anschlußstutzen für den An- geringerem Durchmesser, deren innere Enden die beschluß der jeweiligen Steuerleitung angeordnet sind reits erwähnten Steueröffnungen 30 und 31 bilden, und jeweils durch die von der Arbeitspumpe geför- die beiderseits der mittleren Ringnut 23 im Abstand derte, in diesem Strömungsweg von der jeweiligen io von dieser an der Bohrung 21 angeordnet sind. Die Steueröffnung über den zugeordneten Anschlußstutzen radialen Kanäle 45 und 46 sind an ihren den Steuer- und die zugehörige Steuerleitung zu der Steuerpumpe öffnungen abgewendeten Enden von Ventilsitzen einer strömende Druckflüssigkeit unter Freigabe der Um- Ventilvorrichtung 47, 48 umgeben. Diese weist zwei gehungsleitung zu öffnen sind. Ventile 47 und 48 mit je einem in den Anschluß-Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeich- 15 stutzen 30 α und 31 α axial verschiebbaren und durch nung beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung eine Feder 47' bzw. 48' in Richtung auf die Ventilzeigt als Beispiel eine bevorzugte Ausführungsform sitze belasteten Ventilorgan auf. Durch jedes dieser der Servoeinrichtung nach der Erfindung, teilweise Ventilorgane erstreckt sich ein axialer Kanal, der in schematischer Ansicht und teilweise mit Einzel- über eine Drosselöffnung 50 mit dem Innern des jeheiten des Servomotors und des Steuerventils in ver- 20 weiligen Anschlußstutzens 30 a, 31 α verbunden ist. größerten Schnitten. Die Ventile der Ventilvorrichtung 47,48 sind durch Die dargestellte Servoeinrichtung weist einen um- einen Querkanal 52 miteinander verbunden, der eine steuerbaren Servomotor 10 , eine in der Drehrichtung Umgehungsleitung bildet und sich beiderseits der beiumkehrbare Steuerpumpe 11, eine kraftbetriebene den Ventile nach außen über sie hinaus erstreckt. Arbeitspumpe 12 und ein die Zu- und Abführung der 25 Das eine Ende der Umgehungsleitung 52 ist mit dem Druckflüssigkeit zwischen die Pumpen und dem in die Bohrung 21 des Ventilgehäuses 20 mündenden Servomotor regelndes Steuerventil 13 auf. Die Servo- inneren Kanal 45 über ein Rückschlagventil 53 vereinrichtung bildet bei der gezeigten Ausführungsform bunden, das von seinem Sitz 54 nach innen auf den den wesentlichen Teil einer Fahrzeuglenkung, sie Kanal 45 zu abhebbar ist. Ein gleichartiges Rückkann aber auch in anderer Weise verwendet werden. 30 schlagventil 55 mit dem Sitz 56 verbindet das ent-Der Servomotor 10 besteht aus einem Zylinder 15 gegengesetzte Ende der Umgehungsleitung 52 mit dem mit verschiebbarem Kolben 16, der z. B. durch eine ebenfalls in die Bohrung 21 mündenden inneren Zahnstange und ein Ritzel mit einer Schwenkwelle 17 Kanal 46. Die beiden Ventilorgane der Ventilvorrichverbunden ist, die ihrerseits mit dem Lenkgestänge tung 47, 48 besitzen im Bereich der Umgehungslei- oder den zu lenkenden Organen verbunden ist. Bei 35 tung 52 einen solchen Durchmesser, daß sie das Hin-Verwendung der Servoeinrichtung zur Fahrzeuglen- durchströmen der Flüssigkeit durch die Umgehungskung ist die Steuerpumpe 11 mit Hilfe des Fahr- leitung nicht behindern.

zeuglenkrades von Hand in der einen oder anderen Die Einlaßöffnung 40 für die Druckflüssigkeit ist Drehrichtung drehbar. durch einen in dem Ventilgehäuse 20 ausgebildeten Das Steuerventil 13 weist ein Gehäuse 20 mit einer 4° Kanal 60 mit der mittleren Ringnut 23 des Ventil-Bohrung 21 auf, in dem ein als Kolbenschieber aus- gehäuses verbunden. Ein zweiter Kanal 61 verläuft in gebildetes Ventilorgan 22 verschiebbar ist. In der dem Ventilgehäuse von der Rücklauföffnung 41 zu Bohrung 21 sind eine mittlere Ringnut 23 und bei- der Bohrung 21 und steht mit dieser an einer zwiderseits derselben im axialen Abstand von ihr zwei sehen den Ringbunden 27 und 29 des Ventilschieäußere Ringnuten 24 und 25 angeordnet. Der Kolben- 45 bers liegenden Stelle in Verbindung. Der Raum zwischieber22 ist mit einem mittleren Ringbund 26, sehen diesen Ringbunden ist mit dem Gehäuseraum zwei Zwischenbunden 27 und 28 und zwei Endbun- zwischen den Ringbunden 28 und 29' über einen den 29 und 29' versehen. In der Zeichnung ist der axialen Kanal 62 des Ventilschiebers 22 verbunden. Kolbenschieber 22 in seiner Mittelstellung dargestellt, Bei der Mittelstellung des Ventilschiebers steht der in der der mittlere Ringbund 26 die mittlere Ringnut 50 Kanal 62 mit der mittleren Ringnut 23 über einen 23 verschließt und die Zwischenbunde 27 und 28, oder mehrere radiale Kanäle 62' in Verbindung, die die im wesentlichen die gleiche Breite besitzen wie im Bereich des mittleren Ringbundes 26 des Ventildie Ringnuten 24 und 25, nur die äußeren Kanten Schiebers angeordnet sind.

dieser Ringnuten etwas übergreifen. Hierbei sind die Der Kanal 61 enthält vorzugsweise ein sich nach

Ringnut 24 mit dem Raum zwischen den Ringbun- 55 außen auf die Rücklauföffnung 41 zu öffnendes

den 26 und 27 und die Ringnut 25 mit dem Raum Rückschlagventil 63. Dieses kann einen axialen Kanal

zwischen den Ringbunden 26 und 28 in Verbindung. aufweisen, in dem ein sich nach innen auf die Boh-

Das Ventilgehäuse 20 besitzt zwei radial zu der rung 21 zu öffnendes Rückschlagventil 64 angeordnet

Bohrung 21 angeordnete Anschlußstutzen 30 α und sein kann. Auf der Innenseite des Ventils 63 steht der

31 α für zwei Steuerleitungen 32 und 33, die zwei an 60 Kanal 61 mit dem Kanal 60 über einen Querkanal in

der Innenfläche der Bohrung 21 angeordnete Steuer- Verbindung, der ein nach dem Kanal 60 zu öffnendes

öffnungen 30, 31 mit den entgegengesetzten Seiten Rückschlagventil 65 enthält.

der Steuerpumpe 11 verbinden. Ferner ist das Die Enden der Bohrung 21 des Ventilgehäuses 20

Gehäuse 20 mit zwei durch Motorleitungen 37 und sind durch Verschlußorgane 66 bzw. 67 abgeschlos-

38 mit den entgegengesetzten Enden des Zylinders 65 sen, die an den beiden Enden des Ventilgehäuses je

15 des Servomotors 10 verbundenen Motoröffnungen eine Steuerkammer 68 bzw. 69 bilden. Die Steuer-

35 und 36 sowie mit einer Einlaßöffnung 40 für die kammern sind jeweils durch eine Leitung 70 bzw. 71

durch die kraftbetriebene Arbeitspumpe 12 geförderte mit den von der Steuerpumpe 11 ausgehenden Steuer-

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leitungen 32 und 33 an den Verbindungsstellen 32 α durch die Leitungen 70 und 71 auf die Steuerkam-

und 33 α verbunden, so daß Änderungen im Flüssig- mern 68 und 69 übertragen. Wenn die Belastung des

keitsdruck, die beim Drehen der Steuerpumpe in den Servomotors 10 genügend niedrig ist, kann die

Steuerleitungen entstehen, auf die Steuerkammern 68 Steuerpumpe 11 betätigt werden, ohne einen Druck-

und 69 übertragen werden können und der Ventil- 5 unterschied zu erzeugen, der ausreicht, um die Kraft

schieber 22 in der Bohrung 21 durch diese Druck- der Feder 77 oder 78 zu überwinden, so daß der

änderungen aus seiner Mittelstellung in eine von Ventilschieber in seiner Mittelstellung verbleibt,

zwei einander entgegengesetzten Arbeitsstellungen Wenn die Belastung des Servomotors 10 jedoch so

verstellt werden kann. hoch ist, daß der durch die Drehung der Steuer-

Das Steuerventil 13 wird in seiner Mittelstellung io pumpe 11 erzeugte Druckunterschied ausreicht, um

durch eine nachgiebige Kraft gehalten, die auch die Kraft der Feder 77 oder 78 zu überwinden, so

bestrebt ist, den Ventilschieber 22 in seine Mittel- wird der Ventilschieber 22 entsprechend nach rechts

stellung zurückzuführen, wenn er verstellt worden ist. oder links verschoben. Bei der als Beispiel angege-

Hierbei ist bei der dargestellten Ausführungsform benen Drehrichtung der Steuerpumpe erfolgt die Ver-

der Ventilschieber 22 an seinem einen Ende mit einem 15 Schiebung in die in der Zeichnung linke Arbeitsstel-

axialen Bolzen 75 versehen, der in die Steuerkammer lung des Ventilschiebers, so daß eine Verbindung

69 hineinragt und auf den eine verschiebbare Scheibe zwischen der mittleren Ringnut 23 und der Steuer-

76 aufgesetzt ist, die durch eine innere Druckfeder öffnung 31 hergestellt und die Verbindung zwischen

77 und eine äußere Druckfeder 78 gegen das Ende der Steueröffnung 31 und der Ringnut 25 unterbrodes Ventilschiebers und die benachbarte Stirnfläche ao chen wird. Bei dieser Verschiebung des Ventilschiedes Gehäuses 20 gedrückt wird. Die Feder 77 stützt bers bleibt jedoch die Steueröffnung 30 in Verbinsich am Kopf des Bolzens 75 ab, während sich die dung mit der Motoröffnung 35. Auch bleibt die RückFeder 78 an dem Verschlußorgan 67 abstützt. Bei der lauföffnung 41 über den Kanal 61 in Verbindung mit Mittelstellung des .Ventilschiebers liegt die Scheibe der Bohrung 21 zwischen den Ringbunden 27 und 29. 76 sowohl an dem ihr benachbarten Ende des Ventil- 25 Die durch die Arbeitspumpe 12 geförderte Druckschiebers als auch an der Stirnfläche des Gehäuses 20 flüssigkeit strömt daher über die Einlaßöffnung 40 an, so daß der Ventilschieber aus seiner Mittelstel- und den Kanal 60 in die Ringnut 23 und von dieser lung nur durch eine Kraft verschoben werden kann, über die Steueröffnung 31 in den Kanal 46 ein, aus die groß genug ist, um die Kraft der einen oder an- dem sie nur über den axialen Kanal des Ventils 48 deren der beiden Federn 77 und 78 zu überwinden. 30 entweichen kann, dessen Ventilorgan zunächst auf Vorzugsweise sind beide Federn bei der Mittelstel- seinem Sitz aufsitzt. Das Rückschlagventil 55 verhinlung des Ventilschiebers gespannt, so daß der Ventil- dert dabei, daß Druckflüssigkeit unter Umgehung des schieber in seiner Mittelstellung verbleibt, bis beim axialen Kanales des Ventils 48 in den Kanal 52 ein-Drehen der Steuerpumpe 11 der von dieser in den strömen kann. Die Druckflüssigkeit tritt über die Steuerkammern 68 und 69 erzeugten Druckunterschied 35 Drosselöffnung 50 des Ventils 48 aus dieser aus und ausreicht, um die auf die Spannung der Feder 77 gelangt über die Steuerleitung 33, die Steuerpumpe oder 78 zurückzuführende Vorspannung, die diesem 11 und die Steuerleitung 32 in den Anschlußstutzen Druckunterschied entgegenwirkt, zu überwinden. 30 a, aus dem sie durch den axialen Kanal des auf

Wenn die kraftbetriebene Arbeitspumpe 12 in seinem Sitz aufsitzenden Ventils 47 hindurch in den Betrieb ist und der Ventilschieber 22, wie in der 40 Kanal 45 und über die Steueröffnung 30 zu der Zeichnung dargestellt, seine Mittelstellung einnimmt, Motoröffnung 35 sowie von dieser über die Motorso strömt die durch die Arbeitspumpe 12 geförderte leitung 37 zum linken Ende des Zylinders 15 strömt. Druckflüssigkeit über die Einlaßöffnung 40 in die Hierbei entsteht jedoch stromauf der Drosselöffnung Kanäle 60, 62', 62 und 61 und über diese zu der 50 des Ventils 48 ein bestimmter Staudruck, der be-Rücklauföffnung 41, aus der sie durch die Leitung 45 wirkt, daß das Ventilorgan des Ventils 48 von seinem 42 zum Flüssigkeitsbehälter 43 zurückströmt. Wenn Sitz abgehoben wird, wodurch eine Verbindung zwidie Steuerpumpe 11 gedreht wird, z. B. derart, daß sehen dem inneren Kanal 46 und der Umgehungs-Flüssigkeit aus der Steuerleitung 33 angesaugt und in leitung 52 hergestellt wird. Ein Teil der dem Kanal die Steuerleitung 32 gefördert wird, so strömt die in 46 über die Steueröffnung 31 zugeführten Druckflüsdie Steuerleitung 32 geförderte Flüssigkeit durch den 50 sigkeit strömt daher aus dem Kanal 46 in die Um-Anschlußstutzen 30 α zu der Drosselöffnung 50 und gehungsleitung 52 und von dieser weiter über das durch diese und das Ventilorgan des Ventils 47 sowie Rückschlagventil 53 zu dem inneren Kanal 45, in dem durch den Kanal 45 hindurch und über die Steuer- sie sich mit der durch die Steuerpumpe 11 in die öffnung 30 zu der Bohrung 21 zwischen den Ring- Steuerleitung 32 geförderten Flüssigkeit vereinigt, um bunden 26 und 27. Von dort aus strömt sie über die 55 dann über die Motoröffnung 35 und die Motorleitung Motoröffnung 35 und die Motorleitung 37 zum linken 37 zum linken Ende des Zylinders 15 des Servomo-Ende des Zylinders 15 des Servomotors 10, so daß tors 10 zu strömen. Gemäß der Erfindung wird somit der Kolben 16 desselben nach rechts verschoben wird. bei der Verstellung des Steuerventils aus seiner Mit-Die hierbei in dem Zylinderraum rechts des Kolbens telstellung in die eine oder andere Arbeitsstellung ein verdrängte Flüssigkeit strömt über die Motorlei- 60 Teil der durch die Arbeitspumpe 12 geförderten tung 38 und die Motoröffnung 36 zu der Bohrung 21 Druckflüssigkeit über die Steuerpumpe 11 zu dem zwischen den Ringbunden 26 und 28 und gelangt entsprechenden Ende des Zylinders 15 geleitet, wähvon dort über die Steueröffnung 31 in den Kanal 46, rend der andere Teil der Druckflüssigkeit diesem dann durch das Ventilorgan des Ventils 48 hindurch Ende des Zylinders zugeführt wird, ohne durch die und über die Drosselöffnung 50 in den Anschluß- 65 Steuerpumpe 11 hindurchzugehen, stutzen 31 α und von diesem über die Steuerleitung Die Belastungsfedern 47' und 48' für die beweg-

zu der Steuerpumpe 11. Der durch die Betätigung liehen Ventilorgane der Ventile 47 und 48 sind verder Steuerpumpe erzeugte Druckunterschied wird hältnismäßig schwach, so daß sich das jeweils in

Betracht kommende Ventil 47 oder 48 schnell öffnet, damit die Druckflüssigkeit ohne größeren Druckabfall stromab der Drosselöffnung 50 in die Umgehungsleitung 52 eintreten kann. Das Verhältnis der jeweils über die beiden Strömungswege geführten Druckflüssigkeitsmengen ist von dem Verhältnis der Größe der Drosselöffnungen 50 des Ventils 48 und der öffnung in dem Ventilsitz 54 des Rückschlagventils 53 abhängig·

Die aus dem rechten Ende des Servomotorzylinders 15 verdrängte Flüssigkeit strömt über die Motorleitung 38, die Motoröffnung 36 und die Kanäle 62 und 61 zur Rücklauföffnung 41 und von dort aus über die Rücklaufleitung 42 zum Flüssigkeitsbehälter 43. Das Rückschlagventil 63 in dem Kanal 61 steht unter Federspannung, um einen Mindestüberdruck in der Rückleitung zu gewährleisten und um Unterdruck in dieser, der auftreten könnte, wenn die Steuerpumpe zu schnell gedreht würde, zu vermeiden.

Wenn die Steuerpumpe 11 in der entgegengesetzten Richtung betätigt wird, um Flüssigkeit über die Steuerleitung 32 anzusaugen und sie zu der Steuerleitung 33 zu fördern, so kann die so geförderte Flüssigkeit über die Drosselöffnung 50 des Ventils 48 zu der Bohrung 21 zwischen den Ringbunden 26 und 28 und von dort aus über die Motoröffnung 36 und die Motorleitung 38 zum rechten Ende des Servomotorzylinders 15 strömen, während die aus dem linken Ende dieses Zylinders verdrängte Flüssigkeit über die Motorleitung 37, die Motoröffnung 35, die Steueröffnung 30 und die Steuerleitung 32 zur Steuerpumpe strömt. Der durch die Drehung der Steuerpumpe erzeugte Druckunterschied wird über die Leitungen 70 und 71 zu den Steuerkammern 68 bzw. 69 übertragen und kann dazu dienen, den Ventilschieber 22 in diesem Fall entgegen der Kraft der Feder 77 nach rechts zu verschieben, wenn der erzeugte Druckunterschied groß genug ist, um die Kraft der Feder 77 zu überwinden. Bei einer solchen Verschiebung des Ventilschiebers 22 nach rechts wird die Verbindung zwisehen dem Druckkanal 60 und dem Kanal 62 sowie zwischen der Steueröffnung 30 und der Motoröffnung 35 unterbrochen und eine Verbindung zwischen dem Druckkanal 60 und der Steueröffnung 30 an dem inneren Kanal 45 hergestellt. Da das Ventilorgan 47 anfangs auf seinem Sitz aufsitzt und das Rückschlagventil 53 verhindert, daß Druckflüssigkeit aus dem Kanal 45 in die Umgehungsleitung 52 einströmt, wird die Druckflüssigkeit gezwungen, durch den axialen Kanal des Ventils 47 hindurch in den Anschlußstutzen 30 α einzuströmen und aus diesem über die Steuerleitung 32, die Steuerpumpe 11 und die Steuerleitung 33 in den Anschlußstutzen 31 α einzuströmen, aus dem sie durch den axialen Kanal des Ventils 48 hindurch über die Steueröffnung 31 zur Motoröffnung 36 und von dort über die Motorleitung 38 zum rechten Ende des Zylinders 15 gelangt. Durch den hierbei an der Drosselstelle 50 des Ventils 47 entstehenden Staudruck wird das bewegliche Ventilorgan dieses Ventils von seinem Sitz am Kanal 45 abgehoben, so daß ein Teil der dem inneren Kanal 45 über die Steueröffnung 30 zugeführten Druckflüssigkeit in die Umgehungsleitung 52 und über das Rückschlagventil 55 zu der Bohrung 21 zwischen den Ringbunden 26 und 28 strömen kann. Hier vereinigt sich dieser Teil der Druckflüssigkeit mit der durch die Steuerpumpe zu der Steueröffnung 31 geförderten Druckflüssigkeit und strömt nunmehr zusammen mit dieser über die Motoröffnung 36 und die Motorleitung 38 zum rechten Ende des Zylinders 15 des Servomotors 10. Wie zuvor richtet sich die Menge der durch die Steuerpumpe hindurchgehenden Druckflüssigkeit nach dem Querschnittsverhältnis zwischen der Drosselöffnung 50 und der öffnung 56 des Rückschlagventils 55. Die aus dem linken Ende des Zylinders 15 verdrängte Flüssigkeit strömt über die Motorleitung 37 und die Motoröffnung 35 zu der Bohrung 21 zwischen den Ringbunden 27 und 29 und von dort aus über den Kanal 61 und die Rücklauföffnung 41 zum Flüssigkeitsbehälter 43 zurück.

Wenn die kraftbetriebene Arbeitspumpe 12 aus irgendeinem Grund versagen sollte, kann die beschriebene Servoeinrichtung ausschließlich mit Hilfe der Steuerpumpe 11 betätigt werden. Solange die Belastung des Servomotors 10 niedrig genug ist, um es dem Servomotor zu ermöglichen, auf einen Druckunterschied anzusprechen, der nicht ausreicht, um den Ventilschieber 22 aus seiner Mittelstellung in eine der beiden äußeren Arbeitsstellungen zu bewegen, sind die Steueröffnungen 30 und 31 mit den Motoröffnungen 35 und 36 verbunden, so daß Flüssigkeit unmittelbar zwischen der Steuerpumpe 11 und dem Servomotor gefördert werden kann. Bei höherer Belastung des Servomotors 10 kann der durch die Steuerpumpe 11 erzeugte Druckunterschied so groß werden, daß er ausreicht, um den Ventilschieber 22 aus seiner Mittelstellung zu verschieben. Wenn diese Verschiebung nach rechts erfolgt, bleibt die Steueröffnung 31 in Verbindung mit der Motoröffnung 36, so daß die durch die Steuerpumpe 11 geförderte und in die Steuerleitung 33 gelangende Flüssigkeit über den Anschlußstutzen 31 α und das Ventil 48 zu der Steueröffnung 31 und von dieser über die Motoröffnung 36 und die Motorleitung 38 zum rechten Ende des Zylinders 15 des Servomotors strömt. Die aus dem linken Ende dieses Zylinders verdrängte Flüssigkeit strömt über die Motorleitung 37 und die Motoröffnung 35 zu der Ringnut 24. Da die Verschiebung des Ventilschiebers nach rechts jedoch die direkte Verbindung zwischen der Ringnut 24 und der Steueröffnung 30 unterbrochen hat, gelangt die zurückströmende Flüssigkeit aus der Ringnut 24 in den Raum zwischen den Ringbunden 27 und 29 des Ventilschiebers und strömt über den Kanal 61, das Rückschlagventil 65, den Kanal 60 und die Ringnut 23 zu der Steueröffnung 30. Wenn die Steuerpumpe in der entgegengesetzten Richtung betätigt wird und ein Druckunterschied erzeugt wird, der ausreicht, um den Ventilschieber nach links zu verstellen, strömt die durch die Steuerpumpe geförderte Flüssigkeit über die Steuerleitung 32, den Anschlußstutzen 30 a des Ventils 47 und den Kanal 45 zu der Steueröffnung 30 und von dieser über die Motoröffnung 35 und die Motorleitung 37 zum linken Ende des Zylinders 15, während die aus dem rechten Ende des Zylinders verdrängte Flüssigkeit über die Motorleitung 38 und die Motoröffnung 36 zu der Bohrung 21 zwischen den Ringbunden 28 und 29' gelangt, von wo aus sie über die Kanäle 62 und 61, das Rückschlagventil 65 und den Kanal 60 zu der Steueröffnung 30 und von dieser durch das Ventil 48 hindurch und über die Steuerleitung 32 zu der Steuerpumpe zurückströmt.

Der Kanal 61 ist bei der dargestellten Ausführungsform bei beiden Arbeitsrichtungen der Servoeinrichtung der Saugwirkung der Arbeitspumpe 12 ausgesetzt. Das sich von der Rückleitung 42 aus zu dem

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Kanal 61 öffnende Rückschlagventil 63 dient hierbei dazu, die Bildung eines Unterdrucks in der Einrichtung und das Ansaugen von Flüssigkeit über dieses Rückschlagventil zu verhindern. Um die Rückleitung 42 mit Flüssigkeit gefüllt zu halten, kann diese Leirung an einer Stelle unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Flüssigkeitsbehälter 43 münden.

Wenn bei der Drehung der Steuerpumpe 11 in der einen oder anderen Arbeitsrichtung die kraftbetriebene Arbeitspumpe 12 nicht arbeitet, strömt die zurücklaufende Flüssigkeit durch das eine oder andere der Ventile 47 und 48 nach außen und erzeugt an der Drosselöffnung 50 des betreffenden Ventils einen Staudruck, der bestrebt ist, das Ventilorgan von seinem Sitz abzuheben. Doch hat ein solches Abheben des Ventilorgans keine besonderen Folgen. Wenn beispielsweise die zurückströmende Flüssigkeit durch das Ventil 47 strömt und an der Drosselöffnung 50 einen Staudruck erzeugt, der ausreicht, um das Ventilorgan von seinem Sitz abzuheben, würde die einzige Folge ao darin bestehen, daß sich die Saugwirkung der Steuerpumpe in der Umgehungsleitung 53 auswirken würde. Da jedoch die Rückschlagventile 53 und 55 in Richtung auf die Umgehungsleitung 52 schließen und das Ventil 48 auf seinem Sitz aufsitzt, kann durch den Unterdruck keine Flüssigkeit in die Umgehungsleitung 52 eintreten.

Wenn der Servomotor ausschließlich mit Hilfe der Steuerpumpe 11 betätigt wird, so geht gemäß der vorstehenden Beschreibung die gesamte Flüssigkeitsmenge durch die Steuerpumpe hindurch, wobei sich die Geschwindigkeit, mit welcher der Servomotor auf die Drehung der Steuerpumpe anspricht, nach dem wirksamen Übersetzungsverhältnis zwischen der Steuerpumpe und dem Servomotor richtet. Durch Abstimmen der Verdrängung der Steuerpumpe und der Querschnittsfläche des Zylinders des Servomotors kann das Übersetzungsverhältnis so groß gemacht werden, wie es zur Betätigung des Servomotors durch die Steuerpumpe notwendig ist. Wenn die Servoeinrichtung als Kraftlenkvorrichtung benutzt wird, würde eine Vergrößerung des Übersetzungsverhältnisses unvermeidlich eine entsprechende Vergrößerung der zur Bewegung der Lenkorgane erforderlichen Drehbewegung des Lenkrades bedingen. Beim Kraftbetrieb, d. h. wenn keine hohe Übersetzung benötigt wird, könnte sich jedoch ein hohes Verhältnis zwischen der Lenkraddrehung und der Bewegung der zu lenkenden Organe als nachteilig erweisen. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Ausbildung vermieden. Wenn beispielsweise die Größe jeder Drosselöffnung 50 so gewählt wird, daß sie nur ein Viertel der Größe der öffnungen der Rückschlagventile 53 und 55 an deren Sitzen 54 und 56 beträgt, so beträgt das Verhältnis zwischen der Lenkraddrehung und der Bewegung der zu lenkenden Organe beim Kraftbetrieb ein Fünftel des beim Handbetrieb gegebenen Übersetzungsverhältnisses, weil bei letzterem nur ein Fünftel der bei der Betätigung des Servomotors verdrängten Flüssigkeit durch die Steuerpumpe hindurchgeht.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Servoeinrichtung mit einem umsteuerbaren Servomotor, einer kraftbetriebenen Arbeitspumpe, einer in der Drehrichtung umkehrbaren Steuerpumpe und einem die Zu- und Abführung der Druckflüssigkeit zwischen den Pumpen und dem Servomotor regelnden Steuerventil, dessen bewegliches Ventilorgan zwischen zwei, jeweils durch eine Leitung mit der Steuerpumpe verbundenen Steuerkammern des Ventilgehäuses angeordnet ist und aus einer Mittelstellung, in der es durch eine nachgiebige Kraft gehalten ist und eine in der Gehäusewandung angeordnete Einlaßöffnung für die von der Arbeitspumpe geförderte Druckflüssigkeit verschließt, durch den bei der Betätigung der Steuerpumpe entwickelten Druckunterschied in eine von zwei einander entgegengesetzten Arbeitsstellungen verstellbar ist und in dessen Gehäuse außer der Einlaßöffnung und einer Rücklauföffnung für die Druckflüssigkeit zwei jeweils mit einer Arbeitsleitung verbundene Motoröffnungen sowie zwei Steueröffnungen mit anschließenden, die Steueröffnungen mit der Steuerpumpe verbindenden Steuerleitungen angeordnet sind, von denen die die Steuerpumpe mit den Steuerkammern des Ventilgehäuses verbindenden Leitungen abzweigen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den im Gehäuse (20) des Steuerventils (13) angeordneten Steueröffnungen (30, 31) und den Verbindungsstellen (32 a, 33 c) der Steuerleitungen (32, 33) mit den zu den Steuerkammern (68, 69) des Steuerventils (13) führenden Leitungen (70,71) eine die Steuerleitungen vor bzw. hinter der Steuerpumpe (11) unmittelbar miteinander verbindende Umgehungsleitung (52) mit einer Ventilvorrichtung (47, 48) angeordnet ist, durch die bei aus der Mittelstellung verstelltem Steuerventil ein Teil der von der Arbeitspumpe (12) geförderten Druckflüssigkeit unter Umgehung der Steuerpumpe (11) über jeweils eine der Motoröffnungen (35, 36) des Steuerventils und die anschließende Motorleitung (37, 38) unmittelbar dem Servomotor (10) zuführbar ist.

2. Servoeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtung (47, 48) aus zwei in der Umgehungsleitung (52) im Abstand nebeneinander angeordneten Ventilen (47 und 48) besteht, die jeweils in den Strömungsweg zwischen jeder Steueröffnung (30, 31) und einem dieser zugeordneten Anschlußstutzen (30 a, 31a) für den Anschluß der jeweiligen Steuerleitung (32, 33) angeordnet sind und jeweils durch die von der Arbeitspumpe (12) geförderte, in diesem Strömungsweg von der jeweiligen Steueröffnung über den zugeordneten Anschlußstutzen und die zugehörige Steuerleitung zu der Steuerpumpe (11) strömende Druckflüssigkeit unter Freigabe der Umgehungsleitung zu öffnen sind.

3. Servoeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ventil (47,48) mit einer Drosselöffnung (50) für den Durchlaß der Flüssigkeit versehen ist und durch den stromab der Drosselöffnung entstehenden Druckabfall bzw. durch den stromauf der Drosselöffnung entstehenden Staudruck in die Offenstellung bewegbar ist, wenn der Druckabfall bzw. der Staudruck einen bestimmten Wert übersteigt.

4. Servoeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtung (47, 48) durch Federn (47', 48') im Sinne des Schließens belastet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen