DE1755460A1

DE1755460A1 - Hydrostatische Steuereinrichtung,insbesondere fuer Lenkungen

Info

Publication number: DE1755460A1
Application number: DE19681755460
Authority: DE
Inventors: Johs Vagn Baatrup
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1968-05-11
Filing date: 1968-05-11
Publication date: 1972-02-10
Also published as: DE1755460C2; CH485126A; FR2008324A1; CA920877A; SE343253B; NL6906915A; BE732812A; US3584985A; ES367062A1; GB1264873A

Description

Hydrostatische Steuereinrichtung, insbesondere für Lenkungen'

Die Erfindung Bezieht sich auf eine hydrostatische Steuereinrichtung, insbesondere für Lenkungen, mit einem Meßmotor, der aus einem äußeren Zahnring und einem inneren, einen Zahn weniger aufweisenden Zahnrad besteht, wobei der Mittelpunkt des einen Zahnelements auf einer Kreisbahn umläuft, mit einem Kommutatorventil, dessen erster Teil mit der Drehzahl des Zahnringes und dessen zweiter Teil mit der Drehzahl des Zahnrades umläuft, und mit einem Umschaltventil, das eine neutrale und beidseitig davon zwei aktive, je einer Drehrichtung zugeordnete Stellungen hat, dessen erster Teil mit einem drehbaren Betätigungen schaft und dessen zweiter Teil drehbar mit dem zweiten Teil des Kommutatorventils verbunden ist, wobei die Ventile unter Verwendung eines die Anschlußstutzen aufweisenden Gehäuses und zweier konzentrisch darin und zueinander angeordneter Drehsohieberhülaen gebildet sind.

Au· der US Patentschrift 2.9ö4.215, auf deren Inhalt hinsichtlich der Funktionsweise einer solohen hydrostatischen Steuereinrichtung Bezug

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genommen wird, iet eine Einrichtung bekannt, bei der die aneinanderliegenden Zylinderflächen der beiden Hülsen und der sie aufnehmenden Qehäueebohrung mm verschiedenen Durchbrüchen, Aussparungen und Nuten in einer solchen Weise versehen sind, dall das Umschaltventil durch die aneinanderliegenden Uofangsflächen der inneren und der äußeren Hülse und das Kommutatorventil durch die aneinanderliegenden Umfangeflächen der äußeren Hülse und des Gehäuses gebildet wird. Der innen versahnte Zahnring steht feet. Der außen verzahnte Zahnrad ist über eine Gelenkwelle mit der äußeren Hülse verbunden·

Diese bekannte Konstruktion arbeitet sehr zufriedenstellend, hat aber wie alle derartigen Einrichtungen Leakverluste, da wegen der Drehbeweglichkeit der aufeinander gleitenden Teile keine vollständige Abdichtung zwischen benachbarten Öffnungen, die Flüssigkeit unterschiedlichen Drucks führen, möglich ist· Die Leckverluste bewirken hierbei zwar keinen Leistungsverlust, stören aber die Proportionalität zwisehen der Bewegung des Arbeitemotors und der Abbild-Bewegung des Meßmotors, so daß man versucht, sie möglichst klein zu halten· Dies kann durch eine sehr sorgfältige Bearbeitung der aufeinandergleitenden Flächen geschehen, was allerdings erhöhte Kosten mit sich bringt« Fer-' ner kann man den in einer dichtenden Umfangefläche benachbarten Öffnungen unterschiedlichen Drucks einen größeren Abstand in axialer Richtung bzw* in Umfangerichtung geben* Hierdurch werden aber die Abmessungen der Steuereinrichtung zu groß| die Vergrößerung der Hülsendurohmesser führt außerdem zu einer erhöhten Reibung. Besonders schwierig werden diese Problem·« wenn die Ventilöffnungen relativ, groß sein müssen, weil der Druckabfall trots hoher Durchflußaengen nicht zu groA sein soll· ·. ' . .. ■ ' . .

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Leckverluste einer solchen hydrostatischen Steuereinrichtung Möglichst klein zu halten, ohne die geschilderten Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.

Diese. Aufgabe wird erfindungsgeraäß dadurch gelöst, daß Umschaltventil ,und Kommutatorventil derart voneinander*getrennt sind, daß die beiden Teile des Umschaltventile durch die Hülsen, die beiden Teile des Kommutatorventils dagegen durch eine Scheibe größeren Durchmessers als die Hülsen und eine ringförmige Qehäusestirnflache gebildet werden.

Durch diese Trennung der Ventile wird folgendes erreicht. Es steht die gesamte Länge und der gesamte Umfang der Hülsen zur Verfügung, um die Umschaltventilöffnungen und ggf. die Neutralstellungsöffnungen so zu verteilen, daß jeweils ein ausreichender Abstand in axialer Richtung und den Umfangsriohtung zwischen benachbarten Öffnungen' unterschiedlichen Druckes verbleibt· Beim Kommutatorventil müssen auf einer Umfangelinie Öffnungen abwechselnden Drucks untergebracht werden, deren Zahl dem doppelten der Zähnezahl des einen Zahnelements entspricht. Durch die Verwendung der Scheibe größeren Durchmessers in Verbindung mit der Qehäusestimfläche lassen sich diese Kommutatorvcntilöffnimgen mit größere« Abstand in Uafattgsriohtung anordnen, so daß die Leokverluste verringert werden.urotsde* werden die Ab-Messungen der Einrichtung und die Beibuagsverluste nioht merklieh geändert·

Umgekehrt kann man alt Hilfe der Erfindung, wenn die bisherigen Leckverluste beibehalten werden dürfen, die Steuereinrichtung mit kleinere» Aa»#eeufi$®ffl oder Infolge der Zulassung grädes-ex Toleranzen billiger bauen« '

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Zahnring drehbar gelagert und die Scheibe ist sowohl mit dem Zahnring als auch mit der äußeren Hülse drehfest gekoppelt. Die Scheibe dient hierbei nicht nur als Teil des Kommutatorventile, sondern gleichzeitig als Kupplungeglied zwischen zwei Bauteilen unterschiedlichen Durchmessers, die in Axialrichtung mit kleinem Abstand nebeneinander angeordnet sind.

■ ,· ρ ' : ■ In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Scheibe am Zahnring

und Zahnrad anliegen und eine Trennwand gegenüber dem Hülsenraum ψ bilden und das Zahnrad kann auf der der Scheibe abgewandten Seite eine Führung aufweisen, die das Zahnrad gegen Drehung sichert, aber . seinen Mittelpunkt auf einer Kreisbahn umlaufen läßt. Hier übernimmt die Soheibe noch eine Trennfunktion zwischen der Meßpumpe und dem Hülsenraum, wobei alle drehbaren Teile der Anordnung bis auf das Zahnrad eine reine Rotationsbewegung durchführen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeiepiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung,

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch den Meßmotor längs der Linie A - a in Fig. 1,

Fig. 3 die Drehschieberhiilsen schematisch in Abwicklung und

Fig. k eUnen Sennitt durch die Führungsanordnung gemäß der,Linie 'B - b in Fig. 1.

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Ein Gehäuse 1 besitzt einen Stutzen 2 zum Anschluß der Pumpe 3» einen Stutzen *f zum Anschluß an einen Tank 5 und zwei Stutzen 6 und 7 zum Anschluß an einen Arbeitszylinder δ. In einer Bohrung des Gehäuses sind eine äußere Drehschieberhülee 9 und eine innere Drehschieberhülse 1o angeordnet. Die Hülse 1o geht in einen Schaft über, an welchem ein Betätigungsorgan, z.B. ein Lenkrad, angebracht w'erden kann. Eine Scheibe 12 liegt an der Stirnfläche 13 des Gehäuses 1 an und ist über Zapfen I** mit der äußeren Hülse 9 drehfest gekoppelt·- Neben der Scheibe 12 befindet sich ein Meßmotor, der aus einem innenverzahnten Zahnring 15 und einem außen- ä verzahnten Zahnrad 16 besteht. Der Zahnring 15 ist über Zapfen 17 mit der Scheibe 12 drehfest gekoppelt und läuft unter Zwischenlage einer rexbungsvermindernden Einlage.-.18 in einem ringförmigen Motorgehäuse 19. Letzteres ist durch einen Deckel 2o stirnseitig abgeschlossen, der eine Führungsvorrichtung 21· für das Zahnrad 16 aufweist.. Das Gehäuse 1, der Ring 19 und der Deckel 2o sind durch; nicht veranschaulichte Schrauben miteinander verbunden.

Zur Führung gehört ein Längeschlitz 22 im Zahnrad 16, ein darin gleitender Block 23 mit einer Gabel 2k. Diese umfaßt einen zweiten Block 25t der in einer Querführung 26 im Deckel 2o verschiebbar ist. Die Führung bewirkt, daß das Zahnrad 16 drehfest gehalten ist, sein Mittelpunkt aber eine Kreisbahnbewegung vollführen kann· i

In der äußeren Hülse 9 ist ein Queretift 27 befestigt, der mit Spiel durch eine Öffnung 28 in der inneren Hülse 1o greift. Eine Federanordnung 29 sorgt dafür,daß eich die beiden Hülsen normalerweise in ■einer'neutralen Mitteleteilung befinden· Duron Drehung dee Schaftes 11 ' kann jedoon die innere Hüls« 1o relativ *ur äußeren Hülse 9 in beiden

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Drehrichtungen gegen die Kraft der Feder 29 verdreht wird, wodurch sich noch zu beschreibende Leitungsverbindungen ergeben. Im Extremfall kann beim Drehen des Schaftes 11 der Stift 27 und damit die äußere Hülse 9 sowie weiter die Scheibe 12 und der Zahnring 15 mitgenommen werden, so daß im Notfall der Meßmotor ale Pumpe arbeitet.

Im Qehäuse 1 befindet sich links ein Ringraum JJo der mit dem Ablaufstutzen 4 in Verbindung steht. Rechts davon folgen zwei Ringräume und 32, die mit den Arbeitemotor-Stutzen 6 und 7 in Verbindung stehen. Dann folgen zwei Ringräume 33 und 34, die über Bohrungen 35 bzw. 36 zu Kommutatorventilöffnungen37t 38 *n der Stirnseite 13 des Gehäuses führen. Diese Öffnungen sind abwechselnd mit dem Druckstutzen und dem Ablaufstutzen verbunden. Ee eind insgesamt zwölf derartige Öffnungen 37t 38» also das Doppelte der Zähnezahl dee Zahnrades 16.

Die äußere Hülse besitzt von linke nach rechte Durchbrüohe 39 t **©■■# 41, 42 und 431 welche eich in Höhe der Ringräume 3o - 34 befinden und die aus Fig. 3 ersichtliche Umfangeverteilung haben. In Fig. 3 entsprechen die voll ausgezogenen Linien der äußeren Hülee 9 und die gestrichelten Linien der inneren Hülse 1o. Schließlich folgt in der äußeren Hülse 9 ein Ringraum 44 mit Durchbrüchen 45 und Neutral-Stellungsöffnungen 46, die alle mit dem Pumpenanschlußstutzen 2 in Verbindung stehen. In der inneren Hülse 1o gibt es erste Längsnuten 47_t die sich zwischen den Durchbrüchen 39 und 41 erstrecken! zweite Längenuten 48, die eich zwischen den Durchbrüchen 4o und 43 erstrecken, und dritte Längenuten 49t die eich zwischen den Durchbrüchen 42 und 45 eratrecken. Die letztgenannten Längenuten 49 sind duroh eine Umfangenut 5o miteinander verbunden. Auegeriohtet mit den Neutraletellungedurchbrüchen 46, gibt es auch in dieeer Hülse Neutraletellungedurohbrüohe 51ί ■ *

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In der Scheibe 12 sind jeweils im Bereich der Zahnlücken des Zahnringes 15 Durchbrüche 52 vorgesehen, die mit den Öffnungen 37, 3ß zusammenwirken. In der in der Zeichnung veranschaulichten Neutralstellung strömt die Druckflüssigkeit von Stutzen 2 über die Neutralst ellungsdurchbruche kS und 51 in das Innere 53 der Hülse 1o und von dort über die Durchbrüche 28 und 39. zur Abflußöffnung b, '

Wird die innere Hülse 1o mit Hilfe des Schaftes 11 beispielsweise nach rechts gedreht, kommen die Neutralstellungsdurchbrüche h6 und 51 außer Kontakt. Druckflüssigkeit strömt dann vom Stutzen 2 über ä

die Durchbrüche ^5 in die Längsnuten ^9, von dort über die Durchbrüche k<l und die Kanäle 35 zum Kommutatorventil und zum Meßmotor.-Von dort gelangt di,e Druckflüssigkeit über das Kommutatorventil und die Kanäle 36, die Durchbrüche ^3i die Längsmiten kö und die Durchbrüche ko zum Arbeitsmotor und von dort zurück über die Durchbrüche 41, die Langenuten k7 und die Durchbrüche 39 zum Ablauf. Wird die innere Hülse 1o in der entgegengesetzten Sichtung gedreht, wird der Meß-00tor und der Arbeitsmotor in entgegengesetzter Sichtung durchströmt* üelbetverständlich läßt eich dae Grundprinzip der Erfindung auch auf solche Steuereinrichtungen anwenden, bei denen das Zahnrad sowohl

du* ri

die Kreisbahn - al· auch die Drehbewegung oder Zähnung die Kreisbahnbewegung und das Zahnrad die Drehbewegung vollführt·

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Claims

Patentansprüche csssaasnssssssssssssssssESEes

1. Hydrostatische Steuereinrichtung insbesondere für Lenkungen, mit einem Meßmotor, der aus einem äußeren Zahnring und einem inneren, einem Zahn weniger aufweisenden Zahnrad besteht, wobei der Mittelpunkt des einen Zahnelements auf einer Kreisbahn umläuft, mit einem Kommutatorventil, dessen erster Teil mit der Drehzahl des Zahnringes und dessen zweiter Teil mit ™ der Drehzahl des Zahnrades umläuft, und' mit einem Umschaltventil, das eine neutrale und beidseitig davon zwei aktive, je einer Drehrichtung zugeordnete Stellungen hat, dessen erster Teil mit einem drehbaren Betätigungsschaft und dessen zweiter Teil drehbar mit dem zweiten Teil des Kommutatorventile verbunden ist, wobei die Ventile unter Verwendung eines die Anschlußstutzen aufweisenden Gehäuses und zweier konzentrisch darin und zueinander angeordneter Drehschieberhülsen gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil und das Kommutatorventil derart voneinander getrennt sind, daß die beiden Teile dee Umschaltventile durch die Hülsen (9i 1o), die beider^ Teile des Kommutatorventils dagegen durch eine Scheibe ' ι (12) größeren Durchmessers als die Hülsen und eine ringförmig· Gehäusestirnflache (13) gebildet werden.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der ^zahnring (15) drehbar gelagert und die Seheibe (12) sowohl mit dem Zahnring als auch alt der äußeren Hülse (9) drehfest gekoppelt ist.

uö Unterlage

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Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (12) an Zahnring (15) und Zahnrad (16) anliegt und* eine Trennwand gegenüber dem Hülsenraum (53) bildet und daß das Zahnrad auf der der Scheibe abgewandten Seite eine Führung (21) aufweist, die das Zahnrad gegen Drehung sichert, aber seinen Mittelpunkt auf einer Kreisbahn umlaufen läßt*

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