DE2511308A1

DE2511308A1 - Hydrostatische steuerung

Info

Publication number: DE2511308A1
Application number: DE19752511308
Authority: DE
Inventors: Laurence Lockhart Miller
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1974-03-22
Filing date: 1975-03-14
Publication date: 1975-09-25
Also published as: JPS5430570B2; BE826780A; FR2264701A1; BR7501664A; SE7503237L; DK142678B; CH590409A5; CA1030425A; DK142678C; AU7911075A; DE2511308C2; IE40807B1; NL180646B; LU72105A1; IT1037139B; FR2264701B1; SU1041044A3; ES435892A1; IE40807L; NL180646C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte hydrostatische Steuerung zum Steuern einer Strömung zu einer Vorrichtung, wie beispielsweise einem Lenkzylinder eines Fahrzeuges, wobei dieser Lenkzylinder betätigt wird, um eine Servolenkung des Fahrzeuges durchzuführen. Hydrostatische Steuerungen zur Steuerung der Strömung eines Druckmittels zu einem Lenkzylinder eines Fahrzeuges zur Durchführung einer richtigen Lenkung gemäß einer Drehung des Lenkrades eines Fahrzeuges sind bekannt. Es ist ebenfalls bekannt, daß diese Steuerungen eine als Gerotor bezeichnete innenachsige Drehkolbenmaschine mit festpunktlos gelagerten Rotor aufweisen, mit der die Strömung des Druckmittels zum Lenkzylinder derart zugemessen wird, daß die Lenkung des Fahrzeuges der Drehung des Lenkrades nachläuft.

Gei.

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Diese bekannten hydrostatischen Steuerungen weisen einen Schieber auf, der beim Drehen des Lenkrades Druckmittel dem Gerotor zuführt und dann zugemessenes Druckmittel vom Gerotor aufnimmt und dieses zugemessene Druckmittel dem .Lenkzylinder zuführt. Ein derartiger Schieber weist einen Schieberkolben auf, der bei einer Drehung des Lenkrades bewegt wird, damit die Zuführung oder Steuerung des Druckmittels durchgeführt werden kann. Zusätzlich weisen diese Einrichtungen bekanntlich einen Kommutatorschieber auf, der dem Gerotor zugeordnet ist und der die Strömung des Druckmittels in die sich ausdehnenden Arbeitskammern des Gerotors hinein und aus den sich zusammenziehenden Kammern des Gerotors heraus steuert. Der Kommutatorschieber kann bei derartigen Vorrichtungen unterschiedliche Formen haben und im allgemeinen weist dieser mehrere Schieberteile auf, die eine relativ komplexe Gestaltung haben und die funktional zwischen dem Schieberkolben und dem Gerotor angeordnet sind.

Da ein Schieberkolben verwendet wird, mit dem die Druckmittelströmung gesteuert wird,und ferner ein getrennter Kommutatorschieber, benötigen die bekannten Steuerungen eine große Anzahl von Bauteilen und viele derartige Steuerungen weisen eine erhebliche Baulänge auf. Da die Bauteile der bekannten Steuerungen relativ komplex sind, ist es etwas schwierig, die Steuerung zusammenzubauen. Zusätzlich kann bei einer Inspektion das Verhältnis von einwandfreien zu nicht einwandfreien Steuerungen verhältnismäßig hoch sein. Weiterhin sind bei den bekannten Steuerungen geringe Toleranzen erforderlich, damit sichergestellt werden kann, daß ein stabiler Betrieb der Steuerungen am Fahrzeug durchgeführt werden kann. In den bekannten hydrostatischen Steuerungen ist die Dichtung zwischen der Welle, die mit dem Lenkrad verbunden ist,und dem Steuerschieber den höchsten Drucken in der Steuerung ausgesetzt und dies führt zu Problemen hinsichtlich einer zweckmäßigen und wirksamen Konstruktion einer guten Wellendichtung.

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Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Steuerung der obengenannten Art, bei der die im Vorstehenden aufgeführten Probleme ausgeschaltet oder auf ein Minimum herabgesetzt sind. Der Aufbau der erfindungsgemäßen Steuerung führt zu einer wesentlichen Vereinfachung sowohl hinsichtlich der Anzahl als auch der Komplexität der Bauteile, wodurch die Herstellung und der Zusammenbau zu einem wesentlich höheren Verhältnis von einwandfreien Einheiten führt. Zusätzlich wird die Bearbeitung des Schieberkolbens, der bei der erfindungsgemäßen Steuerung vorgesehen ist, vereinfacht, da spezielle kleine Toleranzbereiche nicht erforderlich sind. Weiterhin ist die Wellendichtung, di.e in der Steuerung vorhanden ist, nicht dem höchsten Druck innerhalb der Steuerung ausgesetzt, und deshalb kann die Wellendichtung einen vereinfachten und billigeren Aufbau haben. Weiterhin kann die Gesamtbaulänge der Steuerung wesentlich herabgesetzt werden, und zwar verglichen mit der Länge bestimmter bekannter Steuerungen.

Die im Vorstehenden aufgeführten Vorteile werden durch die Erfindung dadurch erzielt, daß der Schiebermechanismus, der die Steuerfunktion der Zuleitung zur Vorrichtung, die durch die hydrostatische Steuerung betätigt wird, und der Aufnahme von Druckmittel von dieser Vorrichtung durchführt, nicht lediglich diese Steuerfunktion ausübt, sondern auch eine Kommutatorfunktion. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Schiebermechanismus, der diese beiden Punktionen durchführt, weist dieser einen Schieberkolben auf, der mechanisch mit dem Lenkrad des Fahrzeuges verbunden ist und der bei einer Drehung des Lenkrades des Fahrzeuges gedreht wird. Bei einer anfänglichen Drehung des Lenkrades wird der Schieberkolben in eine Stellung verschoben, in der Druckmittel durch den Schieberkolben der Vorrichtung zugeführt wird, die von der hydrostatischen Steuerung betätigt wird

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und in der der Schieberkolben rückströmendes Druckmittel von dieser Vorrichtung einem Vorratsbehälter zuführt. Zusätzlich arbeitet gemäß der Erfindung der Schieberkolben mit dessen Gehäuse zusammen, um eine Kommutatorschieberfunktion durchzuführen, wie es bei Gerotoren bekannt ist. Die Kommutatorschieberfunktion erzeugt eine Druckmittel-Strömung in die sich ausdehnenden Arbeitskammerη des Gerotors, wenn eine Dreh- und Umlaufbewegung zwischen Stator und Rotor des Gerotors auftreten. Ferner wird durch die Kommutatorschieberfunktion rückströmendes Druckmittel aus den sich zusammenziehenden Kammern des Gerotors aufgenommen, wenn die relative Dreh- und Umlaufbewegung zwischen dem Rotor und dem Stator stattfinden.

Die Kombination dieser Punktionen in einem Schiebermechanismus ermöglicht es, einen besonderen Kommutatorschiebermechanismus auszuschalten, der normalerweise dem Gerotor zugeordnet und in den bekannten Steuerungen eingebaut ist. Die Ausschaltung dieses besonderen Kommutatorschiebers und die Ausbildung des einzelnen Schieberkolbens und Gehäuses zur Durchführung der beiden Funktionen verringert ganz erheblich die Anzahl und die Komplexität der Bauteile der hydrostatischen Steuerung. Zusätzlich wird die Gesamtlänge der hydrostatischen Steuerung auf ein Minimum herabgesetzt. Ferner ist der Aufbau derart, daß die Wellendichtung zwischen dem Gehäuse und der Eingangswelle der Steuerung nicht dem höchsten Druck in der Steuerung ausgesetzt ist, und dadurch kann eine vereinfachte und billigere Dichtung verwendet werden.

Bei dem speziell beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Funktionen der Steuerung einer Druckmittelströmung zum Lenkzylinder und der Umschaltung einer Druckmittelströmung zu den sich ausdehnenden Arbeitskammern und aus den sich zusammenziehenden Arbeitskammern des Gerotors dadurch er-

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w C _

zielt, daß am Schieberkolben axial sich erstreckende Schlitze vorgesehen sind₃ die an im axialen Abstand voneinander angeordneten Stellen am Schieber sich befinden. Die Schlitze arbeiten mit Kanälen im Gehäuse des Schieberkolbens zusammen. Der Schieberkolben dreht sich mit der Eingangslenkwelle j und wenn er sich dreht, arbeiten die Schlitze mit Kanälen im Gehäuse zusammen, um die Umschaltung durchzuführen. Gleichzeitig ermöglichen diese Schlitze, Druckmittel dem Lenkzylinder zuzuführen, der von der Steuerung betätigt wird.

Die Erfindung betrifft somit eine hydrostatische Steuerung, mit der die Druckmittelströmung zu einer Vorrichtung _s wie beispielsweise einem Lenkzylinder eines Fahrzeuges, gesteuert wird. Die Steuerung weist eine als Gerotor bekannte innenachsige Drehkolbenmaschine mit festpunktlos gelagertem Rotor auf. Dieser Gerotor umfaßt einen Rotor und einen Stator, die zwischen sich sich ausdehnende und sich zusammenziehende Arbeitskammern bei einer relativen Dreh- und Umlaufbewegung zwischen diesen ausbilden. Ein Steuerschieber bildet einen Teil der hydrostatischen Steuerung, und der Steuerschieber weist einen Schieberkolben auf, der durch ein diesem zugeführtes Eingangssignal beweglich ist, um Druckmittel der Vorrichtung zuzuführen, die durch die hydrostatische Steuerung gesteuert wird, und um rückströmendes Druckmittel aus dieser Vorrichtung aufzunehmen. Zusätzlich arbeitet der Steuerschieberkolben mit dessen Gehäuse zusammen und funktioniert dabei als Kommutatorschieber des Gerotors, um Druckmittel den sich ausdehnenden Kammern des Gerotors zuzuleiten und um Druckmittel aus den sich zusammenziehenden Kammern herauszuleiten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen in der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungs bei^ spiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

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Fig.. 1 eine schematische Ansicht eines er.findungsgemäßen hydrostatischen Lenksystems,

Fig. 2 eine Ansicht eines Gerotors, der in dem in Fig. dargestellten System verwendet wird,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer hydrostatischen Steuerung, die in dem in Fig. 1 dargestellten System verwendet wird und die den in Fig. 2 dargestellten G^erotor aufweist,

Fig. k eine Schnittansicht, genommen längs der Linie 4-J» der Fig. 3_S

Fig. 5 eine schematische Ansicht in vergrößertem Maßstab eines Teiles der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung,

Fig» 6 eine Ansicht, gesehen von der Linie 6-6 der Fig. 3 aus, wobei Teile fortgelassen sind, und

Fig. 7 eine Abwicklungsdarstellimg des im System der Fig. 1 verwendeten Schiebers.

Wie bereits dargelegt, betrifft die Erfindung eine hydrostatische Steuerung zur Steuerung der Druckmittelströmung zu einer Vorrichtung. Die erfindungsgemäße hydrostatische Steuerung kann auf mehreren verschiedenen Gebieten verwendet werden, jedoch werden vorzugsweise hydrostatische Steuerungen, die gemäß der Erfindung aufgebaut sind, im allgemeinen in hydrostatischen Lenksystemen verwendet, wie es beispielsweise mit 10 in Fig. 1 gekennzeichnet ist.

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Das in Fig. 1 dargestellte Lenksystem 10 v/eist eine hydrostatische Steuerung 11 auf_s einen Druckmittelvorratsbehälter und eine Pumpe 12 und einen Lenkzylinder 13, der die Lenkung eines Fahrzeuges durchführt. Das Lenkrad 14 des Fahrzeuges ist über eine Eingangswelle 15 oder eine Lenksäule 15 mit der hydrostatischen Steuerung 11 verbunden. Die hydrostatische Steuerung 11 weist eine Schiebereinrichtung, auf, die im einzelnen noch beschrieben werden soll, und diese Schiebereinrichtung führt dem Lenkzylinder IJ Druckmittel zu, um diesen zu betätigen. Leitungen zur Führung von unter hohem Druck stehenden Druckmittel von der Pumpe und dem Vorratsbehälter 12 zur hydrostatischen Steuerung 11 und zur Rückleitung der Strömung von der hydrostatischen Steuerung 11 zur Pumpe und zum Vorratsbehälter 12 sind vorgesehen» Ferner sind Leitungen vorgesehen_s mit denen Druckmittel den entgegengesetzten Enden des Lenkzylinders 13 zugeführt wird und mit denen eine Rückströmung aus dem Lenkzylinder 13 zur Steuerung 11 ermöglicht wird.

Die hydrostatische Steuerung H₃ die erfindungsgemäß ausgebildet ist, ^ΐeist einen Zumeßmeehanismus 20 (Fig, 2) auf und dieser Zumeßmechanismus bewirkt₉ einen Druckmittelstrom dem Lenkzylinder 13 zuzumessen und zwar gemäß der Drehung des Lenkrades 14 des Fahrzeuges» Der Zumeßmechanismus ist derart aufgebaut, daß die richtige Druckmittelmenge dem Lenkzylinder 13 zugeführt wird und zwar in Abhängigkeit von der Größe der Drehung des Lenkrades lH derart, daß die Räder des Fahrzeuges in richtiger Weise der Lenkbewegung des Lenkrades lh folgen. Der Zumeßmechanismus 20 ist eine als Gerotor bekannte innenachsige Drehkolbenmaschine mit festpunktlos gelagertem Innenrotor, und es ist ein Stator 21 vorgesehen, der eine Innenverzahnung aufweist, und ein Rotor 22, der eine Außenverzahnung hat. Die Außenverzahnung am Rotor 22 kämmt mit den inneren Zähnen des

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Stators 21»Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Rotor 22 des Gerotors mit einem Ende einer Taumelwelle 23 verkeilt, und die Taumelwelle 23 ist mit ihrem anderen Ende mit einer Antriebskupplung 24 verkeilt (s. Fig. 3).

Das bei der Betrachtung der Fig. 3 rechte Ende der Antriebskupplung 24, die eine rohrförmige Hülse ist, nimmt einen vorspringenden Abschnitt 15a der Lenksäule 15 auf. Der Abschnitt 15a wird vom Inneren der Hülse 24 aufgenommen. Eine Vorspannungseinrichtung erstreckt sich zwischen dem Abschnitt 15a der Welle 15 und dem benachbarten oder rechten Ende der Taumelwelle 23. Diese Vorspannungseinrichtung hat die Form von Torsionsblättern 27, die von einem Schlitz im inneren Ende der Welle 15 und ferner in einem entsprechenden Schlitz im benachbarten Ende der Taumelwelle 23 aufgenommen werden oder in einem entsprechend ausgearbeiteten Schlitz in der Antriebshülse 24.

Bei einer Drehung der Welle 15 dreht sie sich relativ zur Taumelwelle 23 und die Torsionsblätter 27 werden durch die Torsion verdrillt. Diese relative Drehung findet statt, bis die Seitenoberflächenabschnitte 30 oder 31 der Welle 15 in Abhängigkeit der Drehrichtung sich gegen Oberflächen 32, 33 anlegen, die im Inneren der Antriebshülse 24 ausgebildet sind. Nach der Anlage dieser Oberflächen wird die Drehung der Welle 15 durch die Antriebshülse 24 auf die Taumelwelle 23 übertragen, und dadurch erfolgt eine entsprechende Drehung des Rotors 22 des Gerotors. Wie dargestellt, erstreckt sich die Taumelwelle 23 unter einem Winkel zur Drehachse der Welle 15 und führt eine Taumelbewegung bei einer Drehung aus, wenn der Rotor sich dreht und umläuft. Der Stator des Gerotors 20 ist am Gehäuse der Steuerung 11 derart befestigt, daß dieser in diesem Gehäuse stationär ist. Wie bekannt,

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dreht sich der Rotor 22 bei einer Drehung des Rotors 22 mit der Taumelwelle 23 nicht nur relativ zum Stator 21 sondern läuft auch relativ zum Stator 21 um. Wie bekannt, ergibt eine Umdrehung des Rotors 22 sechs Umläufe des Rotors 22 und bei einer Sechsteldrehung des Rotors 22 läuft der Rotor einmal um.

Der Stator 21 und der Rotor 22 begrenzen infolge ihrer gezahnten Ausbildung mehrere Arbeitskammern, und beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind sechs Arbeitskammern A bis P vorhanden.Während der relativen Dreh- und Umlaufbewegung zwischen dem Rotor 22 und dem Stator 21 dehnen sich die Kammern A bis F aus und ziehen sich zusammen, so daß durch diese Kammern ein Zumessen des Druckmittels erfolgt. Die wesentlichen Vorteile eines Gerotors über andere Zumeß- und Pumpeinrichtungen sind bekannt und sollen hier nicht mehr beschrieben werden.

Die hydrostatische Steuerung 11 weist auch einen Schiebermechanismus auf, mit dem Druckmittel von der Pumpe 12 zum Gerotor 20 geführt wird und vom Gerotor zum Lenkzylinder 13. Der Steuerschieber weist einen Schieberkolben 50 auf. Dieser Schieberkolben 50 ist aus drei gesinterten Metallhülsen, die aneinander befestigt sind, hergestellt. Der Schieberkolben 50 umgibt die Antriebshülse 24 sowie die Taumelwelle 23. Diese?Schieberkolben 50 steht in Antriebsverbindung mit der Antriebshülse 24 über eine Feder- und Nutenkupplung, die zwei Federn 52 und 53 aufweist, die sich vom äußeren Umfang der Antriebshülse 24 aus erstrecken und zwar in Schlitze im inneren Umfang des Schieberkolbens 50 hinein. Es ist klar, daß durch diese Verbindung bei einer Drehung der Antriebshülse 24 der Schieberkolben 50 ebenfalls gedreht wird. Der Schieberkolben 50 dreht sich demzufolge bei einer Drehung der Lenkwelle 15, nachdem

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sich die Oberflächen 30, 31 gegen die Oberflächen 32 oder 33 angelegt haben.

Die Oberflächen 30, 31 an der Lenkwelle 15 legen sich nicht gegen die entsprechenden Oberflächen an der Antriebshülse 2¹J an, bis eine bestimmte relative Drehung zwischen diesen Teilen stattgefunden hat. Diese relative Drehung bewirkt, wie oben dargelegt, eine Verdrillung der Torsionsblätter 27· Weiterhin bewirkt diese relative Drehung eine Drehung eines Zapfens 55» der sich senkrecht in einen Schlitz 56 hineinerstreckt, der im Schieberkolben 50 ausgebildet ist. Der Zapfen 55 übt eine Nockenwirkung auf die Oberflächen aus, die den Schlitz 56 begrenzen und bewirkt, daß der Schieberkolben 50 aus der neutralen Stellung entweder nach links oder nach rechts verschoben wird und zwar in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Welle 15. Diese Antriebsverbindung mit Zapfen ist von üblicher Bauart und soll nicht im einzelnen beschrieben werden. Diese Zapfenverbindung ist vergrößert in Fig. 5 dargestellt.

Der Schieberkolben 50 ist innerhalb einer Bohrung in einem Gehäus.e 60 angeordnet. Wenn der Schieberkolben 50 gedreht wird, dreht er sich in dieser Bohrung relativ zum Gehäuse 60. Die Bohrung, in der sich der Schieber 50 dreht, weist mehrere Ringnuten auf, die mit verschiedenen Drucken innerhalb des Systems verbunden sind. Die Nuten Rl, R2 und R3 sind mit dem Vorratsbehälter verbunden. Die Nute Cl ist mit einer Seite des Zylinders 13 verbunden und die Nute C2 mit der anderen Seite dieses Zylinders. Die Nuten Pl und P2 sind mit der Pumpe verbunden.

Wenn sich, wie in Fig. 3 gezeigt, der Schieb'erkolben in der neutralen Stellung befindet, strömt Druckmittel in die Drucknuten Pl und P2, die mit der Behälternute R2 verbunden sind und deshalb strömt das Druckmittel von der Pumpe

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direkt in den Vorratsbehälter zurück. Demzufolge ist der Schieber, der bei diesem Ausführungsbeispiel dargestellt ist, ein Schieber, der in der zentrierten oder neutralen Stellung geöffnet ist.

Der äußere Umfang des Schiebers 50 weist, wie Fig. 7 zeigt, mehrere in Umfangsrichtung im gleichen Abstand voneinander angeordnete Schlitze 70a, 70b, 70c, 70d, 70e und 70f auf. Diese Schlitze haben die gleiche axiale Erstreckung und ebenfalls gleiche Umfangsabmessungen. Die Schlitze 70a bis 7Of sind im gleichen Umfangsabstand um den äußeren Umfang des Schieberkolbens herum angeordnet und sind in der gleichen axialen Ebene im Schieberkolben ausgebildet. Eine Reihe von Schieberkanten zum Blockieren einer Strömung ist zwischen die Reihe der Schlitze 70a bis 70f eingesetzt. Ein ähnlicher Satz von Schlitzen 71a bis 71f ist ebenso am Schieberkolben 50 ausgebildet, jedoch im axialen Abstand am äußeren Umfang des Schieberkolbens von den Schlitzen 70a bis 7Of. Die Schlitze 71a bis 71f des zweiten Satzes sind im gleichen Abstand voneinander angeordnet und liegen in Umfangsrichtung in den Zwischenräumen zwischen den Schlitzen 70a bis 7Of. Mit anderen Worten sind diese Schlitze von den Schlitzen 70a bis 7Of im Abstand angeordnet, jedoch im Raum zwischen den entsprechenden Schlitzen 70a bis 7Of zentriert. Eine Reihe von Schieberkanten zum Blockieren des Druckmittels ist in die Reihe der Schlitze 71a bis 71f eingesetzt.

Das Gehäuse 60, in dem der Schieberkolben 50 angeordnet ist, weist eine Reihe von sieben Kanälen auf, die im gleichen Winkelabstand voneinander angeordnet sind und die mit 80a bis 80g bezeichnet sind. Diese Kanäle erstrecken sich im Gehäuse radial und sind an ihren äußeren Enden, an denen sie den äußeren Umfang des Gehäuses schneiden, verschlossen. Diese Kanäle 80a bis 80g sind so ausge-

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bildet und angeordnet, daß sie über den Schlitzen 70a bis 70 f im Schieberkolben 50 liegen. Ein ähnlicher Satz von sieben radial sich erstreckenden, im gleichen Winkelabstand voneinander angeordneten Kanälen 8la bis 8lg (s. Fig. 3 und 7) ist vorgesehen und liegt in der gleichen Ebene wie die Schlitze 71a bis 71f im äußeren Umfang des Schieberkolbens über diesen. Die Kanäle 8la bis 8lg sind direkt unter den Kanälen 80a bis 80g (Fig. 6) angeordnet. Die Kanäle 8la bis 8lg und 80a bis 80g sind an ihren äußeren Enden verschlossen.

Alle Schlitze 70a bis 70f weisen eine derartige axiale Abmessung auf, daß ein Teil eines jeden der Schlitze 70a bis 7Of radial mit der Ebene der Mittelachse der Kanäle 80a bis 80g fluchtet, wenn der Schieberkolben 50 entweder nach rechts oder nach links durch die Zwischenwirkung zwischen dem Zapfen 55 und dem Schlitz 56 verschoben wird (s. Fig. 1 und 5). In gleicher Weise haben alle Schlitze 71a bis 71f eine axiale Abmessung, die derart ist, daß ein Teil eines jeden der Schlitze 71a bis 71f in radialer Flucht mit der Ebene der Mittelachse der Kanäle 8la bis 8lg verbleibt, wenn der Schieberkolben 50 entweder nach rechts oder nach links verschoben wird und zwar durch die Zwischenwirkung zwischen dem Zapfen 55 und dem Schlitz

Zusätzlich zu den radial sich erstreckenden Kanälen 80a bis 80g, sowie den Kanälen 8la bis 8lg sind sieben axial sich erstreckende und im gleichen Winkelabstand voneinander angeordnete Kanäle 82a bis 82g vorgesehen, die sich axial im Gehäuse 60 erstrecken und die die Stirnfläche des Gehäuses 85 schneiden und mit den sich ausdehnenden Kammern A bis F des Gerotors in Verbindung stehen, wenn Rotor und Stator sich relativ zueinander drehen und relativ zueinander umlaufen. Diese geradlinigen Kanäle 82a bis 82g schneiden die Kanäle 80a bis 80g und die Kanäle 8la bis 8lg.

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Wegen des im Vorstehenden beschriebenen Aufbaus wirken der Schieberkolben 50 und das mit diesem zusammenarbeitende Gehäuse 60 als Steuerschieber, mit dem das Druckmittel zur Zumeßvorrichtung 20 und aus dieser heraus geleitet wird, und von der Pumpe 12 und zum Vorratsbehälter 12 und zum Lenkzylinder 13 und aus diesem heraus. Zusätzlich arbeiten der Steuerschieber und das Gehäuse 60 zusammen und arbeiten dann als Kommutatorschieber, mit dem Druckmittel in die sich ausdehnenden Kammern des Gerotors 20 hinein und aus den sich zusammenziehenden Kammern heraus geführt wird j und zwar in der gleichen Weise, wie ein an sich bekannter getrennter Kommutatorschieber.

Die Betriebsweise des Schiebers 50 und des Gehäuses 60 zur Durchführung der Doppelfunktion, und zwar der Steuerung der Druckmittelströmung, sowie der Kommutatorfunktion, dürfte aus dem Vorstehenden klar sein. Jedoch soll in der folgenden Beschreibung der Betriebsweise die Funktion weiter erläutert werden.

Wenn sich der Schieber 50 in der in Fig. 3 gezeigten Stellung befindet, ist die Vorratsbehälteröffnung R2 zu den Drucknuten Pl und P2 hin offen und von der Pumpe 13 kommendes Druckmittel, das in die Drucknuten Pl und P2 strömt, wird deshalb zurück zum Behälter durch die Behälteröffnung R2 geführt.

Nach einer Drehung des Lenkrades 15, die ausreicht, um eine Lenkwirkung durchzuführen und zwar in einer Richtung, durch die der Schieberkolben nach rechts geschoben wird, wird Druckmittel aus der Drueköffnung Pl zu dem Satz von axial sich erstreckenden Schlitzen 70a bis 70f am äußeren Umfang des Schieberkolbens 50 geführt. Das Druckmittel strömt aus diesen Schlitzen 70a bis 70f radial nach außen durch die radialen Kanäle 80a bis 80g, wenn sich die Schlitze 70a bis 70f drehen und mit den Kanälen 80a bis 80g verbunden sind.

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Einige der Kanäle 80a bis 80g stehen selbstverständlich durch die axial sich erstreckenden Kanäle 82a bis 82g mit den sich ausdehnenden Arbeitskammern des Gerotors 20 in Verbindung. Die Strömung aus den sich zusammenziehenden Kammern des Gerotors erfolgt durch die entsprechenden Kanäle 82a bis 82g und durch die zugeordneten radial nach innen sich erstreckenden Kanäle 8la bis 8lg zum äußeren Umfang des Schieberkolbens 50 im Bereich benachbart zu den Schlitzen 71 a bis 71f. Die Schlitze 71a bis 71f sind dadurch mit dem zugemessenen Druckmittel vom Gerotor verbunden, und das zugemessene Druckmittel wird durch die Schlitze 71a bis 71f zur Zylinderöffnung C2 geführt, weil in diesem Fall angenommen wurde, daß sich der Schieber nach rechts bewegt hat.

Die Zylinderöffnung C2 steht mit einem Ende des Lenkzylinders 13 in Verbindung. Das andere Ende des Lenkzylinders steht mit der Zylinderöffnung Cl in Verbindung, und da der Schieberkolben 50 nach rechts bewegt wurde, steht die Zylindernute Cl mit der Behälternute Rl über eine Nute X am äußeren Umfang des Schieberkolbens in Verbindung. Die Rückströmung aus dem Lenkzylinder 13 wird deshalb in den Vorratsbehälter zurückgeführt.

Aus dem Vorstehenden ist zu erkennen, daß, wenn der Schieberkolben nach rechts bewegt wird, der Schieberkolben 50 und die zusammenarbeitenden Kanäle im Gehäuse 60 nicht nur dazu dienen, die Strömungsrichtung des Druckmittels zu steuern sondern auch als üblicher Kommutatorschieber arbeitet, der bekannterweise bei Gerotoren vorgesehen ist, um Druckmittel in die sich ausdehnenden Arbeitskammern hineinzulenken und um Druckmittel aus den sich ,zusammenziehenden Arbeitskammern aufzunehmen. Der Schieberkolben 50 und das Gehäuse ermöglichen die Kombination dieser beiden Funktionen, nämlich die Steuerfunktion und die Kommutatorfunktion in einem Schiebermechanismus, und dadurch wird ganz

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erheblich der Aufbau vereinfacht, und es werden alle die Vorteile erreicht, die im Vorstehenden aufgeführt wurden.

Der vorstehenden Beschreibung ist zu entnehmen, daß der Schieberkolben 50 und das Gehäuse 60 ebenfalls die Doppelfunktion ausüben, wenn der Schieberkolben 50 aus der neutralen Stellung nach links bewegt wird. Wenn der Schieberkolben 50 nach links bewegt wurde, ist die Druckmittelströmung entgegengesetzt zu der, die auftritt, wenn der Schieberkolben 50 nach rechts bewegt wurde. Wenn der Schieberkolben 50 nach links bewegt wurde, steht die Drucköffnung P2 mit den Schlitzen 71a bis 71f in Verbindung und führt diesen Druck zu. Wenn sich die Schlitze 71a bis 71f an den sich radial erstreckenden Kanälen 8la bis 8lg vorbeibewegen, wird Druckmittel diesen Kanälen zugeführt. Diese Kanäle stehen in Verbindung mit den sich ausdehnenden Arbeitskammern des Gerotors durch die axial sich erstreckenden Kanäle 82a bis 82g im Gehäuse 60. Die sich zusammenziehenden Arbeitskammern des Gerotors stehen ebenfalls mit bestimmten der Kanäle 82a bis 82g in Verbindung, und diese Kanäle stehen mit den radialen Kanälen 80a bis 80g in Verbindung, welche Druckmittel aus den sich zusammenziehenden Arbeitskammern des Gerotors zu dem Nutensatz 70a bis 70f am äußeren Umfang des Schieberkolbens 50 leiten. Da der Schieberkolben sich nach links bewegt hat, leiten die Schlitze 70a bis 70f Druckmittel vom Gerotor zur'Zylindernute Cl und demgemäß wird eine zugemessene Druckmittelströmung einem Ende des Lenkzylinders 13 zugeführt. Das andere Ende des Lenkzylinders 13, welches mit der Nute C2 in Verbindung steht, ist mit dem Vorratsbehälter verbunden und zwar deshalb, weil sich die Nute C2 in Verbindung mit der Vorratsbehälternute R3 befindet. Es ist klar, daß bei einer Drehung des Schieberkolbens 50 relativ zum Gehäuse 60 der Schieberkolben 50 und das Gehäuse 60 zusammenarbeiten, um eine Steuerung des Druckmittels durch den Schiebermechanismus zu bewirken und um ebenfalls eine Kommutation dieser Strömung durchzuführen.

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Durch die Erfindung wird ein wesentlich vereinfachter Aufbau dadurch geschaffen, daß die Schieberwirkung der Kommutation und der Steuerung in einem einzelnen Schieber kombiniert erfolgt, wodurch die Anzahl der Öffnungen in der Steuerung vermindert wird. Zusätzlich sei bemerkt, daß die Dichtung und das Wellenlager 90 für die Welle 15 nicht dem höchsten Druck innerhalb des Systems ausgesetzt sind sondern lediglich dem Rückfluß- oder Behälterdruck, und dadurch kann eine vereinfachte Wellendichtung verwendet werden. Die Länge der Lenkeinheit wird auf ein Minimum herabgesetzt, da der separate Kommutatorschieber, der zwischen dem Steuerschieber und der Zumeßeinrichtung angeordnet ist, nicht erforderlich ist. Es wird durch die Erfindung eine wesentlich verbesserte hydrostatische Steuerung geschaffen, die Vorteile gegenüber dem Stand der Technik aufweist.

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Claims

- 17 Patentansprüche

Hydrostatische Steuerung zur Steuerung einer Druckmittelströmung zu einer Vorrichtung, wobei die Steuerung ein Gehäuse aufweist, ein in dem Gehäuse angeordneten Zahnradsatz, der relativ zueinander sich drehende und umlaufende, innere und äußere miteinander kämmende Zahnräder aufweist, wobei die Zähne dieser Zahnräder Arbeitskammern begrenzen, die sich bei einer relativen Umlauf- und Drehbewegung zwischen den Zahnrädern ausdehnen und zusammenziehen, wobei das Gehäuse eine Einlaßöffnung und zwei Auslaßöffnungen zur Verbindung mit der Vorrichtung aufweist, ferner einen Schieberkolben, der in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei der Schieberkolben und das Gehäuse Leitungskanäle aufweisen, die sowohl einem Kommutatorschieber zugeordnet sind, der Druckmittel in die sich ausdehnenden Arbeitskammern führt und Druckmittel- aus den sich zusammenziehenden Arbeitskammern aufnimmt, als auch einen Richtungssteuerschieber, mit dem Druckmittel aus den sich zusammenziehenden Arbeitskammern einem ausgewählten Auslaß zugeführt wird, und wobei der Schieberkolben in dem Gehäuse derart montiert ist, daß er eine axiale Drehbewegung relativ zum Gehäuse durchführen kann, wobei ein Signaleingang vorgesehen ist, der mit dem Schieberkolben verbunden ist, um eine axiale Bewegung des Schieberkolbens in-entgegengesetzten Richtungen aus einer neutralen Stellung heraus gemäß einer Drehbewegung des Signaleingangs in einer gegebenen Richtung durchzuführen und um danach eine Drehbewegung des Schieberkolbens mit dem Signaleingang durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutatorschieber und der Richtungssteuerschieber erste (70a bis 7Of) und zweite (71a bis 7If) Sätze von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten Schlitzen am äußeren Umfang des Schieberkolbens aufweist, daß der erste und der zweite Satz dieser in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten Schlitze einen axialen Abstand voneinander haben, daß das Gehäuse zwei im axialen

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Abstand voneinander angeordnete Sätze von Kanälen (80a bis 8Og und 8la bis 8lg) aufweist, die mit den entsprechenden Sätzen der Schlitze in dem Schieberkolben und mit den Arbeitskammern in Verbindung stehen, daß ein Satz der Schlitze Druckmittel dem einen Satz der Kanäle im Gehäuse zuführt und dadurch Druckmittel den sich ausdehnenden Kammern und zwar'bei einer Richtung der axialen Bewegung des Schieberkolbens und einer anschließenden Drehung desselben, und daß ein Satz der Schlitze Druckmittel aus dem einen Satz der Kanäle im Gehäuse aufnimmt, wobei Oberflächen vorgesehen sind, die wirksam sind, um Druckmittel aus den sich zusammenziehenden Kammern des Zahnradsatses bei einer Bewegung der Schieberhülse in der entgegengesetzten Richtung aufzunehmen und um dieses Druckmittel einem der Auslässe zuzuführen.
2. Hydrostatische Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, v/enn der eine Satz von Schlitzen Druckmittel den sich ausdehnenden Kammern bei einer Richtung der axialen Bewegung des Schieberkolbens zuführt, der andere Satz von Schlitzen Druckmittel aus den sich zusammenziehenden Arbeitskammern aufnimmt und Druckmittel dem anderen der Auslässe zuführt.
3. Hydrostatische Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Kanäle in jedem Satz von Kanälen in dem Gehäuse um eins größer ist als die Anzahl der Schlitze in jedem Satz und daß die Anzahl der Schlitze im ersten und zweiten Satz gleich der Anzahl der Arbeitskammern im Zahnradsatz ist.
4. Hydrostatische Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schlitze im ersten Satz durch zwei axial sich erstreckende Oberflächen und durch zwei Oberflächen, die die axialen Enden der Schlitze bilden, begrenzt

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ist und daß die axialen Enden eines jeden Schiitzes des ersten Satzes in einer gemeinsamen Ebene quer zur Achse des Schieberkolbens liegen.
5. Hydrostatische Steuerung nach Anspruch H₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze im zweiten Satz (71a bis 7If) in Umfangsrichtung in fluchtender Lage zu den Zwischenräumen zwischen den Schlitzen des ersten Satzes angeordnet sind.

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