DE3050823C2 - - Google Patents
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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- Y10T137/00—Fluid handling
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Description
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Ein aus der DE-OS 16 30 003 bekanntes Steuergerät dieser Art
dient zum Steuern der Druckmittelströmung zum Servomotor der
Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeugs. Die relativ zuein
ander verdrehbaren Ventilglieder sind die Schieberhülsen
eines Zylinderschiebers, und die Vorspanneinrichtung enthält
Schraubenfedern, die mit einem Ende auf eines der beiden
Ventilglieder einwirken und mit den anderen Enden an Reak
tionskolben abgestützt sind, auf die der Systemdruck ein
wirkt. Somit wirkt im normalen Lenkbereich die von den Reak
tionskolben erzeugte und über die Schraubenfedern übertra
gene Zentrierungskraft auf das Ventilglied ein. Beim Über
schreiten einer bestimmten Relativdrehung zwischen den Ven
tilgliedern, die dem Sollwert des Systemdrucks entspricht,
kommen die Reaktionskolben an Anschlägen zur Anlage, so daß
sie dann feststehende Sitze für die zugeordneten Schrauben
federn bilden. Bei einer weiteren Drehbewegung des Ventil
glieds, die den Systemdruck über den Sollwert erhöht, wirkt
dann nur noch die von den Schraubenfedern erzeugte Zentrie
rungskraft mit geringerem Anstieg auf das Ventilglied ein.
aDadurch wird erreicht, daß die Lenkreaktion im normalen
Lenkbereich während der Fahrt mit verhältnismäßig großem An
stieg und im Lenkbereich zum Manövrieren oder dergleichen
mit verhältnismäßig geringem Anstieg erfolgt. Diese Wirkung
wird mit einer technisch komplizlerten Konstruktion von be
trächtlichem Raumbedarf erzielt, was allerdings bei dem ver
hältnismäßig komplizierten Aufbau und großen Raumbedarf
eines Zylinderschiebers in Kauf genommen werden kann.
Aus der US-PS 38 95 888 (Fig. 14 bis 16) ist ein Steuergerät
zum Steuern der Druckmittelströmung zum Servomotor der
Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welchem
die relativ zueinander verdrehbaren Ventilglieder die Schie
berplatten eines Plattenschiebers sind, was zur Folge hat,
daß das Steuergerät im Vergleich zu Steuergeräten mit Zylin
derschiebern einen wesentlich einfacheren Aufbau mit gerin
gerem Raumbedarf hat. Die Vorspanneinrichtung, die auf die
drehbare Schieberplatte in deren Neutralstellung eine Zen
trierungskraft ausübt, enthält bei diesem bekannten Steuer
gerät eine Sperrkugel, die durch eine Feder in eine V-förmi
ge Nut der drehbaren Schieberplatte gedrückt wird. Diese
einfache Lösung beeinträchtigt zwar nicht den einfachen und
raumsparenden Aufbau des Plattenschiebers, doch geht die
Zentrierungskraft verloren, sobald die gegenseitige Verdre
hung der Schieberplatten so groß ist, daß die Sperrkugel aus
der V-förmigen Nut ausgetreten ist.
Insbesondere bei Eilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen ist
es erwünscht, daß die auf die Ventilglieder einwirkende Zen
trierungskraft nicht über den ganzen im normalen Lenkbereich
ausgenutzten Verstellbereich linear ansteigt, sondern von
einer vorbestimmten gegenseitigen Verdrehung an eine Zunahme
mit entsprechend steilerem Anstieg aufweist. Diese Wirkung
kann mit den zuvor geschilderten bekannten Steuergeräten
nicht erzielt werden.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Steuer
geräts der eingangs angegebenen Art, das unter Beibehaltung
des einfachen und raumsparenden Aufbaus eines Plattenschie
bers eine in Abhängigkeit von der gegenseitigen Verdrehung
der Ventilglieder aus der Normalstellung heraus überpropor
tional zunehmende Zentrierungskraft ergibt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1
gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Steuergerät nimmt die von jeder
ersten Vorspannfeder ausgeübte Zentrierungskraft über den
ganzen Verstellbereich der Schieberplatten linear zu. Bei
einer vorbestimmten gegenseitigen Verdrehung der Schieber
platten addiert sich zu dieser Zentrierungskraft die von
einer oder mehreren zweiten Vorspannfedern ausgeübte Zentrie
rungskraft, was einerseits eine plötzliche Zunahme der Zen
trierungskraft und andererseits einen steileren Anstieg der
Zentrierungskraft im weiteren Verstellbereich zur Folge hat.
Da die Zentrierungskräfte ausschließlich von Federn ausgeübt
werden, hat die Vorspanneinrichtung einen sehr einfachen
Aufbau von so geringem Platzbedarf, daß sie ohne weiteres
innerhalb des für den Plattenschieber benötigten Raumes un
tergebracht werden kann. Ferner ist ihr Betrieb völlig war
tungsfrei.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Steuergeräts
besteht darin, daß bei Verwendung mehrerer zweiter Vorspann
federn die Drehwinkel, bei denen diese zweiten Vorspannfe
dern wirksam werden, unterschiedlich gewählt werden können,
wodurch die Zunahme der Zentrierungskraft und ihres Anstiegs
über den ganzen Verstellbereich mehrfach abgestuft werden
kann. Dadurch läßt sich mit geringem Aufwand jeder gewünsch
te Verlauf der Zentrierungkraft in Abhängigkeit von der ge
genseitigen Verstellung der Schieberplatten erzielen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin
dung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in der Zeich
nung dargestellt ist, wird nachfolgend beschrieben. In der
Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer hydrostati
schen Servolenkung, bei der das erfindungsgemäß
ausgebildete Steuergerät zur Steuerung der Druck
mittelströmung zu einem Lenkmotor und einem Hilfs
motor verwendet wird,
Fig. 2 einen Längsschnitt des in Fig. 1 dargestellten
Steuergerätes,
Fig. 3 eine Ansicht der einen Stirnfläche der Vertei
lerplatte des Richtungssteuerschiebers in dem
Steuergerät entsprechend der Linie 3-3 in Fig. 2,
Fig. 4 eine Ansicht der anderen Stirnfläche der Vertei
lerplatte entsprechend der Linie 4-4 in Fig. 2,
Fig. 5 eine Ansicht der einen Stirnfläche der Trenn
platte des Richtungssteuerschiebers in dem
Steuergerät entsprechend der Linie 5-5 in Fig. 2,
Fig. 6 eine Ansicht der anderen Stirnfläche der Trenn
platte entsprechend der Linie 6-6 in Fig. 2,
Fig. 7 einen Schnitt durch die Trennplatte entsprechend
der Linie 7-7 in Fig. 2,
Fig. 8 eine Ansicht einer Stirnfläche der drehbaren
Schieberplatte des Richtungssteuerschiebers in
dem Steuergerät von Fig. 2,
Fig. 9 eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches der
drehbaren Schieberplatte von Fig. 8,
Fig. 10 eine Schnittdarstellung des in Fig. 9 dargestellten
Bereichs der drehbaren Schieberplatte entsprechend
der Linie 10-10 in Fig. 9,
Fig. 11 eine Ansicht einer Seite des einen Teil der Zumeßein
richtung des Steuergerätes von Fig. 2 bildenden
Zahnradsatzes entsprechend der Linie 11-11 in
Fig. 2, wobei einige Teile entfernt sind,
Fig. 12 eine Ansicht einer Seite des Steuerdrehschiebers
der Zumeßeinrichtung des Steuergeräts entsprechend
der Linie 12-12 in Fig. 2,
Fig. 13 eine vergrößerte schaubildliche Darstellung
einer Vorspanneinrichtung, wie sie bei dem
Steuergerät von Fig. 2 verwendet wird,
Fig. 14 eine vergrößerte Ansicht einer Eingangswellen
dichtung bei dem in Fig. 2 dargestellten Steuer
gerät,
Fig. 15 eine Ansicht der drehbaren Schieberplatte der
Richtungssteuerschiebers von der einen Stirnfläche
her entsprechend der Linie 15-15 in Fig. 2,
Fig. 16 eine entsprechende Ansicht der drehbaren Schie
berplatte von der anderen Stirnfläche her ent
sprechend der Linie 16-16 in Fig. 2,
Fig. 17 eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 15 ge
zeigten Seite der drehbaren Schieberplatte,
wobei die Strömungskanäle in der Stirnfläche der
benachbarten feststehenden Schieberplatte über
lagert dargestellt sind und die Schieberplatten
eine Arbeitsstellung einnehmen, in der sie die
gesamte Druckmittelströmung zu dem Hilfsmotor
unterbrechen,
Fig. 18 eine entsprechende Darstellung der in Fig. 16 ge
zeigten Seite der drehbaren Schieberplatte und
Fig. 19 eine vergrößerte Teilansicht eines Flächenbe
reichs der drehbaren Schieberplatte, die zeigt,
wie die Druckmittelströmung zu dem Hilfsmotor
allmählich beschränkt wird, bevor die drehbare
Schieberplatte eine Stellung erreicht, in der die
Druckmittelströmung zu dem Hilfsmotor unterbro
chen wird.
Fig. 1 zeigt ein hydraulisches System mit einem Steuer
gerät 10, einem Lenkmotor 12 und einem Hilfsmotor 13. Das
Steuergerät 10 wird von einem Lenkrad 14 betätigt
und steuert eine Druckmittelströmung von einer Pumpe 15
zu dem Lenkmotor 12 und zu dem Hilfsmotor 13.
Es ist bekannt, daß die für die Lenkung benötigte Druck
mittelmenge von verschiedenen Faktoren abhängt, wie vom
Ausmaß der Bewegung des Lenkrades 14, von dem gewünschten
Ausmaß der Schwenkung der Fahrzeugräder usw. Das Steuer
gerät 10 stellt sicher, daß von der Fördermenge der Pumpe
15 soviel dem Lenkmotor 12 zugemessen und zugeführt wird,
wie für die Lenkung erforderlich ist. Die überschüssige
Druckmittelströmung von der Pumpe, d. h. die Druckmittel
menge, die über die für die Lenkung benötigte Menge
hinausgeht, wird dem Hilfsmotor 13 zugeleitet (unter wei
terer Steuerung durch einen manuell betätigten Steuer
schieber 16). Wenn keine Lenkung erfolgt, befindet sich
das Steuergerät in einer Neutralstellung, in der es die
gesamte Druckmittelströmung von der Pumpe 15 dem Hilfs
motor 13 zuleitet.
Wie Fig. 2 zeigt, enthält das Steuergerät 10 einen Rich
tungssteuerschieber 17 und eine Zumeßeinrichtung 18, die
zwischen einem Paar Endplatten 19, 20 liegen. Der Rich
tungssteuerschieber 17 besteht aus einem Stapel von Plat
ten, der sich an die Endplatte 19 anschließt. Die Zu
meßeinrichtung 18 ist eine unter der Bezeichnung Gerotor
bekannte Innenzahnradpumpe, die in einem dünnen zylin
drischen rohrförmigen Mantel 21 angeordnet ist. Der Plat
tenstapel des Richtungssteuerschiebers und der zylindri
sche rohrförmige Mantel 21 sind zwischen den Endplatten 19,
20 durch eine Reihe von Bolzen 22 eingespannt, welche
durch die Schieberplatten und die Endplatten 19, 20 gehen
und durch Muttern 23 festgelegt sind.
Eine Eingangswelle 24, die mit dem Lenkrad 14 verbunden
ist, geht durch die Endplatte 20. Die Eingangswelle 24
ist mit einer Treibplatte 25 gekuppelt, die in dem
rohrförmigen Mantel 21 angeordnet ist. Die Treibplatte 25
hat eine zylindrische Umfangsfläche 25a, die drehbar auf
der zylindrischen Innenfläche 27 des rohrförmigen Man
tels 21 gelagert ist. Eine Drehung der Eingangswelle 24
und der Treibplatte 25 überträgt das Eingangssignal von
dem Lenkrad 14 und führt zu einer Betätigung der Bestand
teile des Steuergerätes in der nachfolgend im einzelnen
noch zu beschreibenden Weise.
Die Endplatte 19 hat einen Einlaßanschluß 26, der mit der
Pumpe 15 verbunden ist, einen Rücklaufanschluß 28, der
mit einem Reservoir 30 verbunden ist, zwei Arbeitsan
schlüsse 32, 34, die mit entgegengesetzten Kammern des
Lenkmotors 12 verbunden sind, und einen Hilfsanschluß 36,
der mit dem Hilfsmotor 13 verbunden ist.
Der Richtungssteuerschieber 17 steuert die Druckmittel
strömung zwischen den verschiedenen Anschlüssen und der
Zumeßeinrichtung 18. Wenn keine Lenkung erfolgt, wird der
Richtungssteuerschieber 17 in einer Neutralstellung ge
halten, in der er die Druckmittelströmung vom Einlaß
anschluß 26 zu dem Hilfsanschluß 36 leitet und die Ver
bindung vom Einlaßanschluß 26 zu der Zumeßeinrichtung 18
blockiert. Eine Drehung des Lenkrades 14 bewegt den Rich
tungssteuerschieber 17 aus der Neutralstellung heraus
und bringt ihn in eine Arbeitsstellung. Wenn der Rich
tungssteuerschieber 17 sich in einer Arbeitsstellung be
findet, wird Druckmittel vom Einlaßanschluß 26 zugemessen
und einem der beiden Arbeitsanschlüsse 32, 34 zugeleitet,
um die zugeordnete Kammer des Lenkmotors 12 mit Druck zu
beaufschlagen. Der Rücklauf des Druckmittels aus der
sich verkleinernden Kammer des Lenkmotors wird durch den
anderen Arbeitsanschluß zum Rücklaufanschluß 28 geleitet,
der mit dem Reservoir 30 verbunden ist.
Mit zunehmender Verstellung des Richtungssteuerschiebers
17 aus der Neutralstellung heraus wächst der Anteil der
Pumpenfördermenge, der dem Lenkmotor zuzuführen ist. Wenn
während eines Lenkmanövers das Lenkrad 14 den Richtungs
steuerschieber 17 aus der Neutralstellung herausdreht,
um eine zugemessene Druckmittelmenge einem Arbeitsan
schluß zuzuleiten, wird die Druckmittelströmung zum Hilfs
anschluß 36 abhängig von dem Ausmaß der Verstellung des
Richtungssteuerschiebers aus der Neutralstellung zunehmend
verringert. Lediglich eine überschüssige Druckmittelmenge,
d. h., die Druckmittelmenge, die die für die Lenkung be
nötigte Menge übersteigt, wird dem Hilfsmotor zugeleitet.
Wenn das Lenkrad den Richtungssteurschieber weit genug
aus der Neutralstellung herausdreht, wie dies bei extrem
schnellen Lenkmanövern der Fall ist, wird die gesamte
von der Pumpe 15 kommende Druckmittelströmung dem Lenk
motor 12 für dessen Betrieb zugeleitet, während die Druck
mittelströmung zu dem Hilfsmotor 13 unterbrochen wird.
Wie die Fig. 2 und 11 zeigen, enthält die Zumeßein
richtung 18 einen Gerotor-Zahnradsatz mit einem innen
verzahnten Außenzahnrad 44 und einem außenverzahnten
Innenzahnrad 46. Das Innenzahnrad 46 besitzt einen Zahn
weniger als das Außenzahnrad 44. Das Außenzahnrad 44 ist
an der Treibplatte 25 befestigt und dreht sich gemeinsam
mit der Treibplatte 25 und der Eingangswelle 24 um eine
gemeinsame Mittelachse 48. Das Innenzahnrad 46 besitzt
eine Mittelachse 50, die exzentrisch zu der Mittelachse
48 liegt. Durch diesen Aufbau sind die Zahnräder 44, 46
für eine Relativdrehung und eine Umlaufbewegung ausge
bildet.
Die kämmenden Zähne der Gerotor-Zahnräder 44, 46 bilden
sich vergrößernde und verkleinernde Arbeitskammern 52
(Fig. 11). Wenn die Zahnräder relativ zueinander rotieren
und umlaufen, vergrößern sich einige der Arbeitskammern,
während sich andere Arbeitskammern verkleinern. Ein nach
folgend noch näher beschriebener Steuerdrehschieber
steuert die Druckmittelströmung zu den sich vergrößernden
Arbeitskammern 52 hin bzw. von den sich verkleinernden
Arbeitskammern weg in zeitlich abgestimmter Beziehung zu
der Bewegung der Zahnräder des Gerotor-Zahnradsatzes.
Der Richtungssteuerschieber 17 enthält eine drehbare Schieberplatte 56 und
zwei feststehende Schieberplatten 58, 70. Die feststehende Schieberplatte 58
wird nachfolgend auch als "Verteilerplatte" und die feststehende Schieber
platte 70 wird nachfolgend auch als "Trennplatte" bezeichnet. Ein Ring 55 ist
zwischen der Verteilerplatte 58 und der Trennplatte 70 angeordnet. Zwei
statische Dichtungen 57 verhindern Leckverluste zwischen
dem Ring 55, der Verteilerplatte 58 und der Trennplatte
70. Der Ring 55 weist eine Mittelöffnung 59 auf, die den
Umfang einer Kammer begrenzt, in der die drehbare Schie
berplatte 56 um die Mittelachse 48 drehbar gelagert ist.
Die Verteilerplatte 58 ist aus drei Einzelplatten 60, 62
und 64 gebildet, die durch Kupferlötung miteinander ver
bunden sind, und weist eine Stirnfläche 66 auf, an der
eine Stirnfläche 68 der drehbaren Schieberplatte 56 gleit
bar anliegt. Die Trennplatte 70 ist aus vier Einzelplat
ten 72, 74, 76 und 78 gebildet, die durch Kupferlötung
miteinander verbunden sind, und weist eine Stirnfläche 80
auf, an der die andere Stirnfläche 82 der drehbaren Schie
berplatte 56 gleitbar anliegt.
Eine Taumelwelle 84, deren Mittelachse 86 in einem Winkel
zur Mittelachse 48 angeordnet ist, verbindet die dreh
bare Schieberplatte 56 drehfest mit dem Innenzahn
rad 46. Die Taumelwelle 84 ist dabei auch so gehalten, daß
sie gegenüber dem Innenzahnrad 46 und der drehbaren Schieberplatte
56 schwenkbar ist, damit das Innenzahnrad 46
gegenüber dem Außenzahnrad 44 eine Umlaufbewegung
ausführen kann.
Die drehbare Schieberplatte 56 ist gegenüber den fest
stehenden Schieberplatten 58 und 70 in eine Neutralstel
lung federbelastet. In der Neutralstellung leiten die
Schieberplatten die Druckmittelströmung vom Einlaßan
schluß 26 zum Hilfsanschluß 36. Die Schieberplatten iso
lieren auch den Eingangsanschluß 26 von der Zumeßeinrich
tung 18, so daß keinerlei Druckmittelströmung von der
Pumpe 15 zu der Zumeßeinrichtung 18 geführt wird. Wenn
das Lenkrad 14 die Eingangswelle 24 dreht, wird über die
Gerotor-Zahnräder 44, 46 ein Drehmoment auf die drehbare Schieber
platte 56 ausgeübt, wodurch diese gegenüber den feststehenden
Schieberplatten 58, 70 aus der Neutralstellung heraus
verdreht wird, so daß der Richtungssteuerschieber 17 in
eine Arbeitsstellung gebracht wird.
Zwischen der Zumeßeinrichtung 18 und dem Richtungssteuer
schieber 17 sind zwei Kammern 88, 90 angeordnet, die
durch ein Dichtungsteil 91 voneinander getrennt sind. Wenn
der Richtungssteuerschieber 17 in eine Arbeitsstellung
gebracht wird, stellen die Schieberplatten 56, 58 und 70
eine Strömungsverbindung zwischen dem Einlaßanschluß 26
und einer der Kammern 88, 90 her. Die Schieberplatten
stellen ferner eine Strömungsverbindung zwischen der an
deren der Kammern 88, 90 und einem der Arbeitsanschlüsse
32, 34 her. Der Steuerdrehschieber 54 verbindet die Kam
mern 88, 90 mit den von den Zahnrädern 44, 46 ge
bildeten Arbeitskammern, so daß eine Druckmittelströmung
von der mit dem Einlaßanschluß 26 verbundenen Kammer 88
oder 90 zu den sich vergrößernden Arbeitskammern gelei
tet wird, während eine Druckmittelströmung von den sich
verkleinernden Arbeitskammern zu der anderen der Kammern
88, 90 und dadurch zu demjenigen Arbeitsanschluß geleitet
wird, der mit Druck beaufschlagt werden soll.
Die Druckmittelströmung zum Hilfsanschluß 36 wird abhängig
von dem Grad der Bewegung der drehbaren Schieberplatte 56 aus ihrer
Neutralstellung heraus zunehmend verringert. Wenn die
Schieberplatte 56 weit genug aus der Neutralstellung heraus
bewegt ist (wie dies bei einem äußerst schnellen Lenkmanö
ver der Fall ist), wird die Druckmittelströmung zum Hilfs
anschluß 36 ganz unterbrochen und das gesamte Druckmittel
über einen der Arbeitsanschlüsse 32, 34 dem Lenkmotor 12
zugemessen und zugeleitet.
Die verschiedenen Anschlüsse sind entsprechend dem Hilfs
anschluß 36 ausgebildet, der in Fig. 2 im Schnitt darge
stellt ist. Der Hilfsanschluß 36 besteht aus einem Rohrstutzen
92, der sich durch eine Öffnung in der Endplatte 19 er
streckt. Der Rohrstutzen 92 weist eine Mittelöffnung 96
auf, die einen Druckmittelkanal bildet, welcher mit einer
Seite der Verteilerplatte 58 in Verbindung steht. Ein
statischer Dichtring 98 umgibt den Druckmittelkanal 96.
Entsprechend weist auch jeder andere Anschluß einen Rohr
stutzen auf, der sich durch die Endplatte 19 erstreckt
und einen Druckmittelkanal bildet, der von einem stati
schen Dichtring umgeben ist.
Wie zuvor schon erörtert wurde, ist die Verteilerplatte 58
aus drei Einzelplatten 60, 62, 64 gebildet, die durch
Kupferlötung miteinander verbunden sind. Wie die Fig. 2
erkennen läßt, hat die Verteilerplatte 58 eine Stirnflä
che 100, die der Endplatte 19 benachbart ist, sowie eine
Stirnfläche 66, die der Stirnfläche 68 der drehbaren
Schieberplatte 56 benachbart ist. Ein feststehender Dicht
ring 99 ist zwischen der Endplatte 19 und der Verteiler
platte 58 angeordnet. Die Fig. 3 und 4 zeigen die bei
den Stirnflächen der Verteilerplatte 58. In die Stirn
fläche 100 sind eine Einlaßöffnung 102, eine Hilfsöffnung 104,
eine Rücklauföffnung 106 und zwei Arbeitsöffnungen 108, 110 eingeformt,
die alle mit dem jeweils zugeordneten Anschluß
in Verbindung stehen. Die Einlaßöffnung 102 und die Hilfsöffnung
104 sind jeweils kreisförmig und erstrecken sich
axial durch die Einzelplatten 60, 62, 64. Jede der Arbeitsöffnungen
108, 110
ist in den Einzelplatten 60, 62 kreisrund und steht mit einer
abgeflachten Öffnung 114 bzw. 112 in Verbindung,
welche durch die Platte 64 geht und
an der Stirnfläche 66 mündet. Weiterhin sind in der
Einzelplatte 64 Zumeßöffnungen 116,
118 gebildet, die an der Stirnfläche 66 der Verteilerplatte
58 münden. Zusätzlich ist ein weiteres Paar von Öffnungen 120, 122
in der Einzelplatte 64 auf entgegengesetzten
Seiten der Hilfsöffnung 104 gebildet.
Eine in der Einzelplatte 64
an der Stirnfläche 66 gebildete Rücklauföffnung
124 steht mit der Rücklauföffnung 106 in der
Einzelplatte 60 durch einen Kanal 126 in Verbindung, der in der
Einzelplatte 62 ausgebildet ist. Ein in der Einzelplatte
62 ausgebildeter, tropfenförmiger Kanal 128 verbindet
die Einlaßöffnung 102 mit einer weiteren Öffnung 130 in
der Einzelplatte 60. Der Kanal 128 leitet den Einlaßdruck
in einen ausgesparten Hohlraum 131 (Fig. 2), der
in der Stirnfläche der Endplatte 19 neben der Verteilerplatte
58 ausgebildet ist, um den auf den Plattenstapel
des Richtungssteuerschiebers 17 wirkenden Druck auszugleichen.
Wie Fig. 4 zeigt, weist die Einzelplatte 64 drei im Umfang be
abstandete bogenförmige Schlitze 132 auf, die radiale
Stirnwände 132a haben. Diese Schlitze befinden sich in
der Stirnfläche 66 der Verteilerplatte 58, die neben der
drehbaren Schieberplatte 56 liegt. Die bogenförmigen
Schlitze 132 bilden einen Teil eines Federzentrierungs
mechanismus, der nachfolgend noch beschrieben wird.
Wie die Fig. 2, 5, 6 und 7 zeigen, besteht die Trennplatte
70 aus vier Einzelplatten 72, 74, 76, 78, die
ebenfalls durch Kupferlötung zusammengefügt sind. Die
Einzelplatte 72 hat eine Stirnfläche 80, die neben der drehbaren
Schieberplatte 56 liegt. In der Stirnfläche 80 sind
eine Hilfsöffnung 134, zwei Öffnungen 136, 138 auf entgegengesetzten
Seiten der Hilfsöffnung 134, eine Rücklauföffnung
143, zwei Einlaßöffnungen 140, 142 und zwei Arbeitsöffnungen
144, 146 gebildet. Ferner ist in der Einzelplatte 72
eine Zumeßöffnung 148 an der
Stirnfläche 80 gebildet. Eine Reihe von Löchern in den Einzelplatten 74,
76 und 80 bilden einen Kanal 150, der sich durch die
Trennplatte 70 bis zu deren Rückseite (s. Fig. 6) erstreckt
und die Zumeßöffnung 148 mit der Kammer 90 verbindet.
In der Einzelplatte 72 ist eine weitere
Zumeßöffnung 154 an der Stirnfläche 80 gebildet. Die Zumeßöffnung 154
umfaßt eine zentrale Öffnung in der Einzelplatte 72, die
mit einer Reihe zentraler Öffnungen in den Einzelplatten 74, 76,
78 (von denen eine bei 156 in Fig. 6 und eine
andere bei 205 in Fig. 7 dargestellt ist) in Verbindung steht. Diese zentralen
Öffnungen verbinden die Zumeßöffnungen 154 mit der Kammer
88.
Die Einzelplatte 72 enthält außerdem drei im Umfang beabstande
te bogenförmige Schlitze 158 mit radialen Stirnwänden 158a.
Die Schlitze 158 sind in der Stirnfläche 80 der Trennplat
te 70 ausgebildet, die der drehbaren Schieberplatte 56
zugewandt ist. Die Schlitze 158 bilden einen Teil des
Federzentrierungsmechanismus, der nachfolgend noch näher
beschrieben wird.
Die Fig. 5 und 7 lassen erkennen, daß sich die Ein
laßöffnungen 140, 142 in der Trennplatte 70 durch die Einzelplatten
72, 74 erstrecken und mit einem Schlitz 160 in der Einzel
platte 76 in Verbindung stehen. Dadurch werden die Einlaß
öffnungen 140 und 142 miteinander verbunden.
Der in den Fig. 2 und 12 dargestellte Steuerdrehschie
ber 54 ist ebenfalls als Plattenschieber aufgebaut und
enthält zwei Platten 162, 164, die durch Kupferlötung mit
einander verbunden und innerhalb eines Schieberringes 165
angeordnet sind. Die Platten 162, 164 sind zur Mitnahme
mit dem Innenzahnrad 46 durch eine Reihe von Bol
zen 166 gekuppelt, die in Schlitzen 163, 167 des Steuer
drehschiebers und des Innenzahnrads sitzen.
Die Treibplatte 25, die an der Eingangswelle befestigt ist,
liegt an der einen Seite der von dem Gerotor-Zahnradsatz
gebildeten Arbeitskammern an, um diese gegen Leckverluste
abzudichten. Eine Stirnfläche 177 des Steuerdrehschiebers
54 liegt an der anderen Seite des Gerotor-Zahnradsatzes
an, um auf dieser Seite Druckmittel den Arbeitskammern zu
zuführen bzw. von den Arbeitskammern wegzuführen. Eine
Druckplatte 178 neben der anderen Stirnfläche 179 des
Steuerdrehschiebers 54 ist an dem Gerotor-Außenzahnrad 44
und der Treibplatte 25 durch eine Reihe von Bolzen 180
befestigt. Dieser Aufbau hält ein gleichmäßiges und ver
hältnismäßig kleines Spiel zwischen der Treibplatte 25
und dem Steuerdrehschieber unabhängig von den in den Ar
beitskammern herrschenden Drücken aufrecht.
Der Steuerdrehschieber 54 enthält zwei Sätze von Öffnungen
168, 170 (Fig. 12), die neben den von dem Zahnradsatz
gebildeten Arbeitskammern liegen. Kanäle 172
verbinden die Öffnungen 168 mit einer zentralen
Öffnung, die einen Teil der Kammer 88 bildet. Die Öffnun
gen 170 stehen direkt mit dem Außenumfang des Steuer
drehschiebers in Verbindung, der einen Teil der Kammer 90
bildet.
Während eines Lenkmanövers wird durch die Drehung des
Lenkrades 14 die Treibplatte 25 und das Außenzahn
rad 44 gedreht. Das zwischen den Zähnen des Gerotor-
Zahnradsatzes übertragene Drehmoment bewirkt, daß sich
das Gerotor-Innenzahnrad 46 etwas dreht und dadurch die drehbare
Schieberplatte 56 aus der Neutralstellung in eine Arbeits
stellung bewegt. Wenn sich die drehbare Schieberplatte 56 in einer
Arbeitsstellung befindet, wird eine der Kammern 88, 90 mit
dem Einlaßanschluß 26 und die andere Kammer mit einem der
Arbeitsanschlüsse 32, 34 verbunden. Die relative Umlauf
und Rotationsbewegung der Zahnräder 44, 46 stellt die
Öffnungen 168, 170 in dem Steuerdrehschieber 54 so ein, daß
diejenige der Kammern 88, 90, die mit dem Einlaßanschluß
26 verbunden ist, Druckmittel zu den sich vergrößernden
Arbeitskammern der Zumeßeinrichtung leitet, während die
andere Kammer, die mit einem Arbeitsanschluß verbunden
ist, zugemessenes Druckmittel aus den sich verkleinernden
Arbeitskammern aufnimmt.
Die drehbare Schieberplatte 56 hat eine Reihe axial hin
durchgehender, bogenförmiger Öffnungen, die an den beiden
Stirnflächen 68, 82 münden. Wie
Fig. 8 zeigt, gehören zu den bogenförmigen Öffnungen eine
Hilfsöffnung 182 und zwei Einlaßöffnungen 184, 185 zu bei
den Seiten der Hilfsöffnung 182. Zu den bogenförmigen Öffnungen gehören
weiterhin eine Rücklauföffnung 186, zwei Arbeitsöffnungen
188, 189 und zwei Zumeßöffnungen 190, 191.
Die Schieberplatte 56 weist außerdem eine hexagonal ge
formte Mittelöffnung 192 auf. Ein hexagonaler Block 194
ist so geformt, daß er eng in die hexagonale zentrale Öffnung 192
(Fig. 2, 15, 16) eingreifen kann, so daß er mit der Schie
berplatte 56 drehfest verbunden ist. Ein Stift 196 ist
drehbar in dem hexagonalen Block 194 sowie in der fest
stehenden Verteilerplatte 58 gelagert.
Der hexagonale Block 194 hat einen Schlitz 198 mit im
wesentlichen rechteckigen Querschnitt (Fig. 7). Die
Taumelwelle 84 hat einen Endabschnitt 199, der in den
Schlitz 198 eingreift und den Block 194 mit dem
Innenzahnrad 46 drehfest verbindet, wobei die Taumelwelle
sich verschwenken und in dem Schlitz 198 gleiten kann,
um der Umlaufbewegung des Gerotor-Innenzahnrades folgen
zu können. Der Endabschnitt 199 der Taumelwelle weist
Seitenflächen 201 (Fig. 7) auf, die Segmente eines kugel
förmig erzeugten Profiles sind, sowie obere und untere
Flächen, die jeweils zwei konvergierende ebene Flächen 203
aufweisen, die mit einer schwach gekrümmten Fläche 203a
(Fig. 2) zusammentreffen. Durch diese Gestaltung kann der
Endabschnitt 199 hin- und herschwingen und axial in dem
Schlitz 198 gleiten, so daß die Taumelwelle der Umlaufbe
wegung des Innenzahnrads 46 folgen kann. Der End
abschnitt 199 wirkt jedoch auf die obere und untere Fläche
198a, 198b des Schlitzes 198, um den hexagonalen Block 194
und dadurch die Schieberplatte 56 zusammen mit der Taumel
welle 84 zu drehen (s. Fig. 7).
Das Innenzahnrad 46 weist auch einen Schlitz 200 auf. Ein
Endabschnitt 204 am anderen Ende der Taumelwelle 84 ist
entsprechend dem Endabschnitt 199 ausgebildet und greift
in den Schlitz 200. Das Zusammenwirken des Endabschnitts
204 mit dem Schlitz 200 erlaubt es der Taumelwelle, zu
schwingen und axial in dem Schlitz 200 zu gleiten, wenn
das Innenzahnrad 46 umläuft, kuppelt jedoch dabei die
Taumelwelle drehfest mit dem Innenzahnrad 46. Auf diese
Weise werden durch das Zusammenwirken der Endabschnitte
199, 204 der Taumelwelle 84 mit den Schlitzen 198, 200
das Innenzahnrad 46 und der hexagonale Block 194 drehfest
miteinander verbunden, während die Taumelwelle 84 gegen
über dem hexagonalen Block 194 und dem Innenzahnrad 46
bei dessen Rotations- und Umlaufbewegung schwenkbar ist.
Der Drehwinkel des Innenzahnrades 46 und der Schieberplatte
56 ist begrenzt. Wie Fig. 7 zeigt, bildet die zentrale Öff
nung 205 in der Trennplatte 70 eine Reihe von Anschlägen
205a. Die Anschläge 205a wirken mit den Ecken 206 des
hexagonalen Blocks 194 zusammen und begrenzen den Dreh
winkel des hexagonalen Blocks sowie der Schieberplatte 56.
Dadurch begrenzen sie auch den Drehwinkel des
Innenzahnrads 46.
Wenn die Eingangswelle 24 zur Ausführung eines Lenkmanö
vers gedreht wird, dreht sie das Außenzahnrad 44 mit. Die
Drehung des Außenzahnrads 44 bewirkt, daß sich
auch das Innenzahnrad 46 zu drehen beginnt.
Die Schieberplatte 56 dreht sich mit dem Innen
zahnrad 46 mit und wird dadurch in eine Arbeitsstellung
gebracht. Wenn das Innenzahnrad 46 und die Schie
berplatte 56 in ihre Extremstellung gedreht worden sind, be
wirkt eine weitere Drehung des Außenzahnrads 44
mit der Eingangswelle danach nur noch eine Umlaufbewe
gung des Innenzahnrads 46.
Der bereits mehrfach erwähnte Federzentrierungsmechanismus übt eine Zentrierungs
kraft auf die Schieberplatte 56 aus, um diese in der
Neutralstellung zu halten. Während eines Lenkmanövers
muß die Zentrierungskraft überwunden werden, um die
Schieberplatte 56 aus der Neutralstellung in eine Ar
beitsstellung zu drehen. Der Federzentrierungsmechanismus
führt die Schieberplatte 56 in die Neutralstellung zu
rück, wenn die Lenkkraft aufhört.
Die Schieberplatte 56 hat drei bogenförmige Schlitze 208,
die mit den bogenförmigen Schlitzen 132, 158 in der Ver
teilerplatte 58 und in der Trennplatte 70 fluchten, wenn
sich die Schieberplatte 56 in der Neutralstellung befin
det. Jeder der bogenförmigen Schlitze 208 weist radiale
Stirnwände 208a auf. Wie schon zuvor ausgeführt worden
ist, haben die bogenförmigen Schlitze 132, 158 der fest
stehenden Schieberplatten 58, 70 Stirnwände 132a bzw.
158a.
Ein Paar Federn 207, 209 sind teilweise in jedem
der Schlitze 208 der drehbaren Schieberplatte 56 ange
ordnet (Fig. 13). Die Feder 207 liegt auch in
dem Schlitz 132 der Verteilerplatte 58. Die
Feder 209 liegt auch in dem damit fluchtenden Schlitz 158
in der Trennplatte 70. Die beiden Federn 207, 209
sind an den jeweiligen radialen Stirnwänden 132a, 158a
der Schlitze 132, 158 in den feststehenden Schieberplatten
abgestützt. Die Federn 207, 209 sind Schraubenfedern entgegengesetzt
gerichteten Windungen, die in Anlage aneinander bleiben
und verhindern, daß ihre Wendeln ineinandergreifen.
Die Feder 209 ist zwischen den radialen Stirnwänden 208a
der beweglichen Schieberplatte 56 und den Stirnwänden
158a der Trennplatte 70 zusammengedrückt. Der bogenförmi
ge Schlitz 208 in der Schieberplatte 56 und der bogen
förmige Schlitz 158 in der Trennplatte 70 haben die glei
che Länge. Die radialen Stirnwände 158a, 208a der Schlitze
fluchten ebenfalls miteinander, so daß die Feder 209 zu
gleich zwischen den radialen Wänden 208a des Schlitzes
208 der Schieberplatte 56 und den radialen Wänden 158a
des Schlitzes 158 in der Trennplatte 70 zusammengedrückt
ist. Die Feder 209 übt auf diese Weise eine Zentrierungs
kraft auf die Schieberplatte 56 aus, wobei sie diese in
die Neutralstellung belastet. Diese Zentrierungskraft muß
überwunden werden, um die Schieberplatte 56 aus der Neu
tralstellung herauszubewegen. Die Zentrierungsfederkraft
belastet die Schieberplatte in die Neutralstellung vor
und sorgt dafür, daß der Fahrzeuglenker ein Gefühl für
die neutrale Schieberstellung erfährt, da die Vorbelastungs
kraft überwunden werden muß, bevor eine Verstellung des
Richtungssteuerschiebers und damit ein Lenkmanöver be
ginnt.
Der bogenförmige Schlitz 132 in der Verteilerplatte 58
ist kürzer als die Schlitze 158, 208. Seine radialen Stirn
wände 182a liegen in gleichen Abständen von den Stirnwän
den 158a, 208a der Schlitze 158, 208. Die Feder 207, die
zwischen den Stirnwänden 132a des Schlitzes 132 zusammen
gedrückt ist, übt keine Zentrierungskraft auf die Schie
berplatte 56 aus, wenn diese sich in der Neutralstellung
befindet.
Wenn die Schieberplatte 56 aus der Neutralstellung heraus
gedreht wird, wird die Feder 209 zwischen einer der Stirn
wände 208 in der beweglichen Schieberplatte 56 und der
entgegengesetzten Stirnwand 158a in der feststehenden
Trennplatte 70 zusammengedrückt. Dies erhöht die Kraft
der Feder 209, die die Schieberplatte 56 in die Neutral
stellung zurückzudrücken sucht. Wenn die Schieberplatte
56 sich aus der Neutralstellung um ein bestimmtes Maß
herausgedreht hat, drückt sie auch die Feder 207 zwischen
einer radialen Stirnwand 208a und der gegenüberliegenden
Stirnwand 132a des Schlitzes 132 in der feststehenden Ver
teilerplatte 58 zusammen. Dies erhöht die Kraft, die die
Schieberplatte 56 zurück in die Neutralstellung zu drücken
sucht, erheblich.
Für die bevorzugte Ausführungsform wurde es als wünschens
wert ermittelt, daß die Federzentrierungskraft der Bewe
gung der Schieberplatte 56 aus der Neutralstellung über
etwa die Hälfte ihres potentiellen Weges einen geringeren
Widerstand entgegensetzt und daß die Federzentrierungs
kraft sich beträchtlich erhöht, wenn etwa der halbe Weg
der beweglichen Schieberplatte aus der Neutralstellung
zurückgelegt ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die Größe
der Schlitze 132, 158 und 208 so bemessen wird, daß die
Feder 207 solange nicht zusammengedrückt wird, bis die
Schieberplatte 56 sich aus der Neutralstellung um etwa die
Hälfte des möglichen Gesamtweges herausgedreht hat. Dies
führt zu einer guten Wechselbeziehung zwischen der für
die Drehung der Schieberplatte 56 notwendigen Lenkan
strengung und dem am Lenkmotor erforderlichen Druckmittel
druck.
Wie aus den vorangehenden Ausführungen klar hervorgeht,
wirkt jede der Federn 207, 209 einzeln, um der Drehung der
Schieberplatte 56 aus der Neutralstellung heraus Wider
stand entgegenzusetzen. Der Punkt, an dem die Feder 207
durch die Drehung der Schieberplatte 56 aus der Neutral
stellung weiter zusammengedrückt wird, und die Kraft, mit
der sie wirksam ist, hängt hauptsächlich von der jeweili
gen Länge der fluchtenden Schlitze 132, 158, 208 und auch
von der Federkonstante der Federn 207, 209 ab. Durch die
Veränderung der Schlitzgrößen oder der Federkonstanten
kann der Punkt, an dem die Feder 207 zur Wirkung kommt,
und die Kraft, mit der sie wirkt, verändert werden.
Das zuvor geschilderte Prinzip kann auch dazu verwendet
werden, zusätzliche Federkräfte an weiteren Stufen der
Bewegung der Schieberplatte 56 aus der Neutralstellung
wirksam werden zu lassen. Bei der beschriebenen Ausfüh
rungsform sind beispielsweise drei Sätze von fluchtenden
Schlitzen 132, 158, 208 und zusammenwirkenden Federn 207,
209 vorgesehen. Nur ein Satz bräuchte nach Art der Schlitze
158, 208 und der Feder 209 ausgebildet zu sein, um die
Federzentrierungskraft auf die Schieberplatte 56 in die
Neutralstellung auszuüben. Die verbleibenden fünf Federn
und ihre entsprechenden Schlitze könnten ähnlich wie die
Feder 207 und die Schlitze 132, 208 ausgebildet sein, so
daß die Federn erst bei einem vorgegebenen Maß der Drehung
der Schieberplatte 56 aus der Neutralstellung wirksam
werden.
Bei dem beschriebenen Steuergerät wird in der Neutral
stellung die gesamte Druckmittelströmung dem Hilfsan
schluß 36 zugeleitet und gegenüber der Zumeßeinrichtung
18 isoliert. In der Neutralstellung steht der Einlaßan
schluß mit den bogenförmigen Einlaßöffnungen 184, 185 (s. Fig. 15,
16) in der beweglichen Schieberplatte 56 in Verbindung.
Die bogenförmigen Einlaßöffnungen 184, 185 werden von den Öffnungen 136,
138 in der Trennplatte 70 und von den Öffnungen 120, 122 in
der Verteilerplatte 58 überlappt. Die Öffnungen 120, 122,
136, 138 überlappen auch die Hilfsöffnung 182 in der
drehbaren Schieberplatte 56. Die Hilfsöffnung 182 steht mit
der Hilfsöffnung 104 in der Verteilerplatte 58 in Verbindung.
Auf diese Weise wird eine Druckmittelströmung zu der
Hilfsöffnung 104 geleitet. Diese Druckmittelströmung wird
dem Hilfsanschluß 36 zugeführt. Die drehbare Schieberplatte 56
blockiert die Zumeßöffnungen 148, 154 in der Trennplatte 70
von einer Verbindung mit den Kammern 88, 90. In der Neutralstellung
wird somit die gesamte Druckmittelströmung
vom Einlaßanschluß 26 dem Hilfsanschluß 36 zugeleitet und gegenüber
der Zumeßeinrichtung 18 abgesperrt.
Bei einem vorgegebenen Ausmaß der Verstellung der Schieberplatte
56 in eine Richtung aus der Neutralstellung
heraus wird die Druckmittelströmung über die Einlaßöffnungen 184,
185 zu der Hilfsöffnung 182 blockiert (Fig. 17, 18). Der
Einlaßanschluß 26 wird über die Einlaßöffnung 185 mit der Zumeßöffnung
148 in der Trennplatte 70 in Verbindung gebracht.
Das vom Einlaßanschluß kommende Druckmittel wird dadurch
der Kammer 90 zugeleitet. Der Steuerdrehschieber 54 leitet
Druckmittel von der Kammer 90 zu den sich vergrößernden
Arbeitskammern der Zumeßeinrichtung und Druckmittel
aus den sich verkleinernden Arbeitskammern der Zumeßeinrichtung
in die andere Kammer 88 ab. Die Kammer 88
steht mit der Zumeßöffnung 154 in der Trennplatte 70 über
die zentralen Öffnungen (z. B. 156, 205) in der Trennplatte
70 in Verbindung.
Das der Zumeßöffnung 154 zugeführte zugemessene Druckmittel
wird über die Öffnung 188 in der Schieberplatte 56
zu der Arbeitsöffnung 144 in der Verteilerplatte 58 geleitet.
Von der Arbeitsöffnung 144 wird es einem der
Arbeitsanschlüsse 32, 34 zugeführt. Die vom anderen Arbeitsanschluß
zurückkommende Druckmittelströmung gelangt
über die Öffnungen 146, 143 in der Verteilerplatte 70 zu
den Öffnungen 186, 189 in der beweglichen Schieberplatte
56. Diese Druckmittelströmung gelangt dann zu der Rücklauföffnung
124 in der Verteilerplatte 58 und zum Rücklaufanschluß
28.
Wenn sich die Schieberplatte 56 aus der Neutralstellung
herausbewegt, jedoch die in den Fig. 17 und 18 darge
stellte Position noch nicht erreicht hat, ergibt sich
eine allmählich zunehmende Verringerung der Druckmittel
strömung vom Einlaßanschluß zum Hilfsanschluß. Dies ergibt
sich durch die U-förmigen Nuten 210 in den Einlaßöffnungen 184,
185 der beweglichen Schieberplatte 56 und die damit zu
sammenwirkenden, entgegengesetzt gerichteten U-förmigen
Nuten 212 in den Öffnungen 120, 122 bzw. 136, 138 der
feststehenden Schieberplatten 58 und 70 (s. Fig. 17 bis 19).
Einige der U-förmigen Nuten bewegen sich aufeinander zu,
wenn sich die Schieberplatte 56 anfangs aus der Neutral
stellung (Fig. 19) herausbewegt, und werden schließlich
für eine verstärkte Verringerung der Druckmittelströmung
vom Einlaßanschluß zum Hilfsanschluß mit zunehmender Be
wegung der Schieberplatte aus der Neutralstellung heraus
überlappt. Eine Drehung der Schieberplatte 56 in eine
Extremlage (Fig. 17, 18) bewegt diese U-förmigen Nuten
über die Überlappungsstellung hinaus, wodurch die gesamte
Druckmittelströmung vom Einlaßanschluß zum Hilfsanschluß
unterbrochen wird.
Die Drehung der Schieberplatte 56 in die Richtung, die
der in den Fig. 16 und 17 dargestellten Richtung ent
gegengesetzt ist, führt zu einem Strömungsschema mit
entsprechenden Eigenschaften, jedoch anderen Richtungen.
Das heißt, daß die Druckmittelströmung durch die Zumeß
öffnung 154 in der Trennplatte 70 zu der Kammer 88 und
die zugemessene Druckmittelströmung durch die Kammer 90
über die Zumeßöffnung 148 in der Trennplatte 70 und durch
die Arbeitsöffnung 146 in der Verteilerplatte 58 zu dem anderen
Arbeitsanschluß geführt wird. Der Rücklaufstrom wird vom
entgegengesetzten Arbeitsanschluß zu der Rücklauföffnung
124 in der Verteilerplatte 58 und von da zum Rücklaufan
schluß 28 geleitet.
Eine besondere Eigenschaft des beschriebenen Steuergerätes
besteht in der Ausbildung von Drucksperren, die eine
Leckage von zugemessenem Druckmittel zum Rücklauf blockie
ren, wenn sich das Steuergerät in einer Arbeitsstellung
befindet.
Zu diesem Zweck ist die drehbare Schieberplatte 56 so
gestaltet, daß bei der Einstellung des Steuergerätes
in eine Arbeitsstellung eine Drucksperre hergestellt wird,
die Leckagen von zugemessenem Druckmittel zu dem Rücklauf
blockiert. Die Drucksperre wird in einer Drucksperrnut
eines Paares von Drucksperrnuten 216, 218 hergestellt,
die in jeder Stirnfläche 68, 82 der drehbaren Schieber
platte 56 und zu beiden Seiten der Rücklauföffnung 186
ausgebildet sind. In der Neutralstellung ist an den Druck
sperrnuten 216, 218 der Rücklaufdruck wirksam, da sie
den Rücklauföffnungen 124, 143 in der Verteilerplatte 58
bzw. der Trennplatte 70 zugewandt sind. Die Platten des
Richtungssteuerschiebers blockieren jedoch die Druckmit
telströmung vom Einlaßanschluß zum Rücklaufanschluß, so
daß keine Druckmittelströmung vom Einlaßanschluß durch
die Drucksperrnuten geht, wenn sich die Schieberplatte
56 in der Neutralstellung befindet.
Jede Fläche der Schieberplatte 56 ist mit einem Paar
innerer und äußerer bogenförmiger Druckausgleichsnuten
220 bzw. 222 versehen. Diese Druckausgleichsnuten stehen
in ständiger Verbindung mit den Einlaßöffnungen 184, 185
in der drehbaren Schieberplatte 56. Dadurch stehen sie ständig unter
Einlaßdruck.
Wenn die Schieberplatte 56 in eine Arbeitsstellung gedreht
wird, liegen entweder die Drucksperrnuten 216 oder die
Drucksperrnuten 218 in den beiden Stirnflächen der Schie
berplatte 56 zwischen der Arbeitsöffnung 188 und der Rücklauföffnung 186 der Schie
berplatte 56, von denen die eine Öffnung unter dem Zumeß
druck und die andere Öffnung unter dem Rücklaufdruck steht.
In der in den Fig. 17 und 18 dargestellten Lage be
finden sich die Drucksperrnuten 218 in dieser Position.
Wenn sich die Schieberplatte 56 in die Arbeitsstellung
zu bewegen beginnt, bewegen sich diese Drucksperrnuten
218 jeweils in eine Stellung, in der sie der Stirnfläche
der Verteilerplatte bzw. der Trennplatte gegenüberliegen,
um eine statische Druckmittelkammer zu bilden. Eine Nut
221 in der benachbarten Stirnfläche der Verteilerplatte
58 bzw. der Trennplatte 70 verbindet die innere Druck
ausgleichsnut 220 mit jeder der Drucksperrnuten 218. Dies
bringt den Druckmitteldruck in den Drucksperrnuten 218
im wesentlichen auf den hohen Einlaßdruck. Dadurch ergibt
sich zwischen diesen Drucksperrnuten und dem Zumeßdruck
des Druckmittels in der benachbarten Arbeitsöffnung 188 nur
eine sehr geringe Druckdifferenz, wodurch eine Leckage
des Druckmittels aus der Arbeitsöffnung 188 zu der Rück
lauföffnung 186 blockiert wird.
Bei einer Drehung der Schieberplatte 56 aus der Neutral
stellung heraus in die entgegengesetzte Richtung werden
die Drucksperren, die eine Leckage an zugemessenem Druck
mittel zu dem Rücklauf blockieren, in den anderen Druck
sperrnuten 216 an jeder Stirnfläche der Schieberplatte 56
gebildet. In diesem Fall werden die äußeren Druckaus
gleichsnuten 222 mit den Drucksperrnuten 216 durch Nuten
223 in den benachbarten Stirnflächen der Verteilerplatte
58 und der Trennplatte 70 verbunden, wodurch die Druck
sperrnuten 216 unter den Einlaßdruck gesetzt werden.
Die Drucksperrnuten 216, 218 und die bogenförmigen Druck
ausgleichsnuten 220, 222 bilden einen Teil einer Reihe
von Nuten, die auch einen Druckausgleich an den entgegen
gesetzten Stirnflächen 68, 82 der drehbaren Schieberplatte
56 bewirken. Eine Reihe langer radialer Druckausgleichs
nuten 224 und kurzer radialer Druckausgleichsnuten 226
minimieren das Auftreten eines Druckungleichgewichts an
der Schieberplatte 56.
Eine weitere Besonderheit des dargestellten und beschrie
benen Steuergeräts besteht in der Abdichtung der Eingangs
welle 24 gegen Leckagen. Wie die Fig. 2 und 14 zeigen,
liegt eine Fläche 229 der Treibplatte 25 einer Innenwand
230 der Endplatte 20 gegenüber, welche die Eingangswelle
24 umgibt. Ein Nadellager 234 stellt einen vorgegebenen
Mindestabstand zwischen der Fläche 229 und der Innenwand
230 her (Fig. 14). Das Nadellager 234 nimmt auch Axial
kräfte zwischen den einander zugewandten Flächen auf.
Ein Dichtring 232 aus elastischem, kompressiblem Material
umgibt die Eingangswelle 24 innerhalb des Nadellagers
234. Der Dichtring 232 hat im nicht zusammengedrückten
Zustand eine Dicke, die größer ist als der Mindestabstand
D, der durch das Nadellager 234 bestimmt ist, und ist zwi
schen der Fläche 229 und der Innenwand 230 der Endplatte
20 zusammengedrückt. Ein metallener Distanzring 228 zwi
schen dem Dichtring 232 und der Eingangswelle 24 ist so
dimensioniert, daß seine axialen Stirnflächen 240, 242
in engem Abstand von den zugewandten Flächen 229, 230
liegen, um ein radiales Herauspressen des Dichtringes 232
durch den Flüssigkeitsdruck zu verhindern. Unter hohem
Druck stehendes Druckmittel (entweder zugemessenes Druck
mittel oder Einlaßdruckmittel), das in die Kammer 90 ein
gebracht wird, welche den Steuerdrehschieber 54 umgibt,
wird auf diese Weise gegen Leckage um die Eingangswelle
abgedichtet. Die Dichtungsanordnung ist einfach herzu
stellen und zusammenzubauen und ergibt trotzdem eine sehr
wirksame Abdichtung des Steuergerätes gegen Leckverluste
um die Eingangswelle.
Wie Fig. 2 erkennen läßt, bilden die Endplatten 19, 20,
der Außenumfang der Bestandteile 55, 56 und 70 des Rich
tungssteuerschiebers und der rohrförmige Mantel 21 den
Außenumfang des Steuergerätes. Die neuartige, zuvor er
läuterte Dichtungsanordnung dichtet die Eingangswelle 24
gegen ein Aussickern von Druckmittel ab. Das Steuergerät
ist außerdem gegen Leckverluste durch statische Dichtungen
57 zwischen dem Ring 55 und den benachbarten feststehenden
Schieberplatten 58, 70 und durch eine statische Dichtung 99 zwi
schen der Verteilerplatte 58 und der Endplatte 19 abge
dichtet. Wie Fig. 2 zeigt, wird eine zusätzliche Abdich
tung durch eine statische Dichtung 244 an den Enden des
rohrförmigen Mantels 21 zwischen der Trennplatte 70 und
der Endplatte 20 erzielt.
Die Tatsache, daß der Richtungssteuerschieber 17 und der
rohrförmige Mantel 21 zwischen den Endplatten 19, 20
durch Bolzen eingespannt sind, trägt auch dazu bei, die
Wahrscheinlichkeit von Leckagen auf ein Mindestmaß zu be
schränken, da diese Bestandteile fest zusammengedrückt
werden. Das in die Kammer 131 unter hohem Druck eingelei
tete Druckmittel minimiert innere Leckverluste, weil da
durch auf beiden Seiten der Verteilerplatte 58 gleiche
Flächen dem Hochdruck ausgesetzt sind, so daß die Ver
teilerplatte eben bleibt.
Bei der Herstellung der verschiedenen Bestandteile des
Steuergerätes werden die Zahnräder 44, 46 vorzugsweise
durch bekannte pulvermetallurgische Techniken hergestellt.
Die verschiedenen plattenförmigen Bestandteile des
Steuergerätes werden vorzugsweise aus Stahlblech ausge
stanzt. Der rohrförmige Mantel 21 ist das einzige Ge
häuseelement, das vorzugsweise aus Gußeisen hergestellt
wird. Wie aus Fig. 2 jedoch klar hervorgeht, ist dieses
Bauteil ziemlich dünn und hat eine verhältnismäßig ein
fache Form verglichen mit den sperrigeren, schwereren
und komplizierteren Gehäuseteilen von herkömmlichen Steu
ergeräten dieser Art. Außerdem ist es möglich, auch dieses
Bauteil aus Pulvermetall herzustellen.
Claims (5)
1. Steuergerät zum Steuern einer Druckmittelströmung von
einer Druckmittelquelle zu einem Druckmittelmotor, mit aus
einer Neutralstellung in eine Arbeitsstellung relativ zuein
ander verdrehbaren Ventilgliedern und mit einer Vorspannein
richtung, die auf die Ventilglieder in deren Neutralstellung
eine Zentrierungskraft ausübt, die für eine Verdrehung der
Ventilglieder aus der Neutralstellung in die Arbeitsstellung
überwunden werden muß, dadurch gekennzeichnet, daß die Ven
tilglieder relativ zueinander verdrehbare Schieberplatten
(56, 58, 70) sind, daß wenigstens eine erste Vorspannfeder
(209) vorgesehen ist, die eine über den ganzen Verstellbe
reich der Schieberplatten wirksame Zentrierungskraft ausübt,
und daß wenigstens eine zweite Vorspannfeder (207) vorgese
hen ist, die nach einer vorbestimmten gegenseitigen Verdre
hung der Schieberplatten aus der Netralstellung heraus eine
über den restlichen Verstellbereich wirksame zusätzliche
Zentrierungskraft auf die Schieberplatten ausübt.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, mit einer zwischen zwei
feststehenden Schieberplatten angeordneten drehbaren Schie
berplatte, die aus der Neutralstellung nach entgegengesetz
ten Richtungen in Arbeitsstellungen drehbar ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß die feststehenden Schieberplatten (58, 70)
und die drehbare Schieberplatte (56) bogenförmige Schlitze
(132, 158, 208) aufweisen, die in der Neutralstellung der
drehbaren Schieberplatte (56) miteinander fluchten und je
weils durch zwei radiale Stirnwände (132a, 158a, 208a) be
grenzt sind, und daß jede Vorspannfeder durch eine Schrau
benfeder (207, 209) gebildet ist, die teilweise in einem
bogenförmigen Schlitz (208) der drehbaren Schieberplatte
(56) und teilweise in einem damit fluchtenden bogenförmigen
Schlitz (132, 158) einer der beiden feststehenden Schieber
platten (58, 70) liegt.
3. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der bogenförmige Schlitz (158) in einer feststehenden
Schieberplatte (70) die gleiche Länge wie der damit fluch
tende bogenförmige Schlitz (208) in der drehbaren Schieber
platte (56) hat, und daß der bogenförmige Schlitz (132) in
der anderen feststehenden Schieberplatte (58) eine kleinere
Länge als der damit fluchtende bogenförmige Schlitz (208) in
der drehbaren Schieberplatte (56) hat.
4. Steuergerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich
net, daß jeweils ein einziger bogenförmiger Schlitz (208)
in der drehbaren Schieberplatte (56) mit zwei bogenförmigen
Schlitzen (132, 158) in den beiden feststehenden Schieber
platten (58, 70) fluchtet, und daß zwei entgegengesetzt ge
wendelte Schraubenfedern (207, 209) jeweils teilweise in dem
einzigen bogenförmigen Schlitz (208) der drehbaren Schieber
platte (56) und teilweise in dem damit fluchtenden bogen
förmigen Schlitz (132, 158) einer der beiden feststehenden
Schieberplatten (58, 70) liegen.
5. Steuergerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere in der Umfangsrichtung verteilte
und in zugeordneten Schlitzen (132, 158, 208) der Schieber
platten (56, 58, 70) liegende Schraubenfedern (207, 208)
vorgesehen sind.
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