DE3243400A1

DE3243400A1 - Hydrostatische steuereinrichtung, insbesondere lenkeinrichtung

Info

Publication number: DE3243400A1
Application number: DE19823243400
Authority: DE
Inventors: Eric 6440 Augustenborg Kyster; Hans Christian 6430 Nordborg Petersen; Svend Erik Thomsen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1982-11-24
Filing date: 1982-11-24
Publication date: 1984-05-24
Also published as: US4533303A; IT8353977V0; DK155849B; JPH0344949B2; DK155849C; FR2536475A1; GB2132948A; GB2132948B; DE3243400C2; IT1159650B; DK530583D0; FR2536475B1; CA1209441A; GB8331207D0; IT8368239A0; JPS59140171A; DD212775A5; DK530583A

Description

DANFOSS A/S, DK-6430 Nordborg, Dänemark

Hydrostatische Steuereinrichtung, insbesondere Lenkeinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Steuereinrichtung, insbesondere Lenkeinrichtung, mit einem eine Stirnwand aufweisenden Außengehäuse, mit einem darin angeordneten, Verdrängerkammern aufweisenden Meßmotor, der,einen um einen durch Drehbegrenzungsmittel festgelegten Drehwinkel gegen die Kraft einer Neutralstellungsfeder relativ zum Außengehäuse drehbaren ersten Motorteil und einen mit einer Steuerwelle verbundenen, als Rotor ausgebildeten zweiten Motorteil aufweist, mit einem Richtungsventil, das mit dem Außengehäuse verbundene erste Steueröffnungen und mit dem ersten Motorteil verbundene zweite Stueröffnungen aufweist, und mit einem Verteilerventil, das mit dem ersten Motorteil verbundene erste Steuerbffnungen und mit dem Rotor verbundene zweite Steueröffnungen aufweist.

Bei einer bekannten hydrostatischen Steuereinrichtung dieser Art (DE-PS 30 36 797) zur Betätigung eines Lenk-Arbeitsmotors ist der Meßmotor durch eine Radialkolbenmaschine gebildet, deren Kolben längs einer Umfangsbahn in Radialrichung verstellt werden. Die

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Bahn ist arn Innena:.-ifang des Motorgehäuses vorgesehen, j das eine Durchgctri^sbohrung aufweist. Diese ist über I ihre gesamte Länge vom als Kolbenträger ausgebildeten j Rotor durchsetzt. Eine äußere Stirnwand des Außengehäu-I ⁵ ses ist mit Anschlüssen und Zu- und Abflußkanälen verse-

j hen. Das Richtungsventil wird durch Steueröffnungen j in den zylindrischen Umfangsflachen von Außengehäuse j und Motorgehäuse gebildet, das Verteilerventil durch

zylindrische Umfangsflachen von Motorgehäuse und Kolben-10 träger.

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I.

! Diese Konstruktion erfordert einen erheblichen Bearbei-' tungsaufwand, weil zwei konzentrisch zueinander liegende

Zylinderflächenpaare mit sehr engen Toleranzen herge-15 stellt werden müssen. Außerdem treten wegen verhältnis- : mäßig langer Kanäle erhöhte Strömungswiderstände auf,

weil die über Ringkanäle verteilte zuströmende Flüssig- ! keit zunächst über Radialkanäle nach außen führt und j dann wieder radial nach innen geleitet werden muß. j20 Für die abströmende Flüssigkeit gilt das entsprechende.

j Bei einer anderen hydrostatischen Steuereinrichtung

j (DE-OS 30 23 775) ist der Meßmotor durch eine innen-

1 achsige Kreiskolbenmaschine gebildet, bei der als Rotor

j25 ein innen verzahnter Zahnring dient, der fest mit dem

j Motorgehäuse und der Steuerwelle verbunden ist. Ein

j außen verzahntes Zahnrad, das mit dem Zahnring Ver~

j drängerkammern bildet, ist über eine Gelenkwelle mit

j einer um einen begrenzten Drehwinkel bewegbaren Scheibe

j30 verbunden, die zusammen mit beidseitig anliegenden

j Gehäuseplatten das Richtungsventil ergeben. Zur Bildung

des Verteilerventils ist mit dem außen verzahnten Zahn-

j rad eine Ringscheibe verbunden, welche die Verdränger-

i kammern sinnrichtig mit einem radial äußeren oder einem

;35 radial inneren Abflußraum verbinden. Diese Konstruktion

ist bezüglich der Teilezahl aufwendig. Die Lagerung

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! des rotierenden Motorgehäuses im Innengehäuse bereitet

i Schwierigkeiten. Da sich die Gelenkwelle nicht spielfrei

• mit dem außen verzahnten Zahnrad und der Scheibe des

Richtungüventils koppeln läßt, ergeben sich Ungenauig-

; 5 keiten bei der Betätigung des Richtungsventils. Insbe-

! sondere ist in der Neutralstellung die Ruhelage des

j genannten Zahnrades relativ zur Ventilscheibe von der

[ letzten Drehrichtung abhängig.

j 10 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrosta-

tische Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen ι Art anzugeben, die sich wesentlich einfacher fertigen ^! läßt und mit kürzeren Kanälen auskommt.

j¹^ Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

! daß das Motorgehäuse, das in fester Verbindung mit

¹ dem ersten Motorteil an einem Ende eine Kanalplatte

i aufweist, deren eine Stirnseite zusammen mit der benach-

j barten Stirnseite der Außengehäuse-Stirnwand das Rich-

i 20 tungsventil und deren andere Stirnseite zusammen mit

j der benachbarten Stirnseite des Rotors das Verteilerven-

^; til bildet.

; Bei dieser Ausgestaltung werden das Richtungsventil 2§ und das VeiHeilerventil durch axial benachbarte Flachschieber gebildet. Die wirksamen Schieberflächen sind planparallel und daher einfach zu bearbeiten. Die Ver- ^: bindungen in der Stirnwand des Außengehäuses zwischen . den Anschlüssen und Richtungsventil sowie die Verbin-³⁰ düngen innerhalb der Kanalplatte zwischen dem Riöhtungs- ! ventil und dem Verteilerventil können kurz gehalten ι werden. Entsprechend gering sind die Strömungsverluste. , Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß sowohl der Durchmesser als auch die axiale Länge der Steuereinrichtung 35 klein gehalten werden kann. Günstig ist es auch, daß für das Motorgehäuse keine Rotations-Lagerung im Außen-

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gehäuse vorgesehen sein muß. Das Motorgehäuse kann zwischen den beiden Stirnwänden des Außengehäuses und der Rotor kann zwischen der Kanalplatte und der gegenüberliegenden Stirnwand des Motorgehäuses axial sehr genau gelagert werden.

Besonders günstig ist es, wenn die Kanalplatte an dem der Steuerwelle abgewandten Ende des Motorgehäuses angebracht ist. Auf diese Weise steht im Vergleich zu der von der Steuerwelle durchsetzten Stirnseite des Motorgehäuses eine verhältnismäßig große Fläche zur Verfugung. Der Konstrukteur hat daher eine große Freiheit bei der Auslegung der Steueröffnungen des Richtungsventils. Der Abstand zwischen den Steueröffnungen kann groß gehalten werden, so daß auch die Leckverluste klein sind.

Das Verteilerventil richtet sich nach der Art des verwendeten Meßmotors. Beispielsweise kann man bei Flügelradmaschinen und ähnlichen Maschinen als Steueröffnungen

in der Kanalplatte halbmondförmige Nuten vorsehen, j während die Steueröffnungen am Rotor unmittelbar durch j die Seiten der Verdrängerkammern gebildet werden. Bei j Kreiskolbenmaschinen kann man die hierfür bekannten ί25 Verteilerventil-Konfigurationen anwenden. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn der Meßmotor eine innenachsige Zahnradmaschine ist und wenn die Stirnseite des den Rotor bildenden außen verzahnten Zahnrades zusammen mit der benachbarten Stirnseite der Kanalplatte das Verteilerventil bildet. Dies ergibt den geringsten Aufwand an Bauteilen und die kleinste axiale Er

streckung.

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-ΙΟΙ Von Vorteil ist es auch, wenn die Drehbegrenzungsmittel ; und/oder die Neutralstellungsfedern in der Mitte der ; das RichLungsventil bildenden Stirnseite angeordnet

sind. An dieser Stelle lassen sich die Dreh- ', 5 begrenzungsinittel bzw. die Neutralstellungsfedern ohne ! Schwierigkeiten und insbesondere auch ohne Vergrößerung des äußeren Durchmessers anbringen. Sie kollidieren

auch nicht mit den Steueröffnungen des Richtungsventils. Konstruktiv empfiehlt es sich, daß die Stirnwand des Außengehäuses und die Kanalplatte an den einander zugewandten Stirnseiten je eine Vertiefung aufweisen, die zumindest die Ecken eines Rechtecks bildet, und daß ; zwischen zwei in beide Vertiefungen ragende, steife

Stützleisten ein zusammendrückbares Federelement ange-ί 15 ordnet ist. Auf diese Weise sind Neutralstellungsfedern ; und Begrensäungsrnifctel miteinander kombiniert.

: Wenn das Federelement aus zwei gegeneinander gewölbten

Blattfedern besteht, ergibt sich eine einfache platzspa-'20 rende Konstruktion.

Günstig ist es ferner, wenn die Kanalplatte mittels achsparalleler Schrauben am übrigen Motorgehäuse befestigt ist, die Schraubenlöcher aber vor der das Richtungsventil bildenden Stirnseite enden. Auf diese Weise steht eine verhältnismäßig große Stirnfläche zur Verfügung» so daß ausreichend Platz vorhanden ist, um Steueröffnungen und sonstige funktionswesentliche Kanäle, Vertiefungen u. dgl. anzubringen.

In manchen Fällen ist es günstig, wenn die einen Teil des Richtungsventils bildende Stirnwand als Einsatz in ein topfförmiges Außengehäuse eingepaßt ist, dessen Boden von dem Betätigungsorgan durchsetzt ist. Dies ergibt einen sehr kleinen Durchmesser der Steuereinrichtung, weil auf Spannschrauben im Außengehäuse verzichtet

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werden kann. Die geringe Länge und der kleine Durchmesser führen zu einer sehr geringen Gesamtgröße.

Mit Vorteil besteht mindestens die Stirnwand des Außengehäuses und/oder die Kanalplatte aus aufeinanderliegenden Kanal- oder Lochscheiben, die permanent miteinander verbunden sind. Auf diese Weise lassen sich die erforderlichen Steueröffnungen und die zugehörigen Verbindungskanäle in einer als Ganzes handhabbaren Platte unterbringen. Die einzelnen Scheiben können beispielsweise gestanzt und dann durch Verkleben, Verlöten oder Verschweißen miteinander verbunden werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dafür gesorgt, daß das Motorgehäuse über ein axiales Wälzlager an einer die Steuerwelle umschließenden, axial einstellbaren Buchse abgestützt ist. Das Motorgehäuse kann von außen durch axiale Kräfte belastet werden, die vom Druckmittel erzeugt werden, welches zumindest stel-J20 lenweise zwischen den Stirnflächen des Richtungsventils wirksam ist. Diese Axialkraft wird durch das Wälzlager aufgenommen, wobei das Spiel zwischen den beiden Stirnflächen des Richtungsventils mittels der Buchse genau eingestellt werden kann.

j Wenn auf der dem Meßmotor abgewandten Seite der Außengehäuse-Stirnwand eine Anschlüsse aufweisende Anschlußplatte vorgesehen ist, empfiehlt es sich, daß zwischen Stirnwand und Anschlußplatte mindestens eine weitere Zwischenplatte, die mindestens ein Ventil und Verbindungskanäle aufweist, vorgesehen ist. Dies führt zu einem Modulaufbau, bei dem lediglich eine oder mehrere Zwischenplatten dem Anwendungszweck entsprechend gewählt werden müssen, während das Motorgehäuse und das übrige Außengehäuse unverändert beibehalten bleiben. Auf diese

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Weise ergibt sich auch eine rationelle Fertigung. Das Ventil in der Zwischenplatte kann beispielsweise ein

{ Prioritätsventil, ein Überdruckventil, ein Strömungsteilerventil o. dgl. sein.
5

■ Günstig ist es auch, daß ein Leckölkanal vom Innenraum des außenverzahnten Innenzahnrades über Vertiefungen

: in der Kanalplatte und der Stirnwand zu einem Anschluß an der Stirnwand führt. Durch Ausnutzung der Vertie-

;10 fungen ergibt sich ein Leckölkanal mit sehr geringem Strömungswiderstand und vergleichsweise kurzer Verbin-

; dung zum Anschluß. Für die Ausbildung des Richtungsventils ist es empfehlenswert, daß die Steueröffnungen

^: in der Kanalplatte in Umfangsrichtung einen Satz mit

;i5 folgenden Verbindungen umfassen: eine Behälter-Steueröffnung, eine zu einem Satz der Zu- bzw. Abflußöffnungen führende Meßmotor-Steueröffnung, eine Pumpen-SteuerÖff-

! nung, mindestens eine Neutralstellungs-Steueröffnung, eine weitere Pumpen-Steueröffnung, eine zum anderen

j20 Satz führende Meßmotor-Steueröffnung sowie eine zweite Behälter-Steueröffnung, wobei die beiden Pumpen-Steuer-

'. öffnungen und die Neutralstellungs-Steueröffnung über einen Kanal in der Kanalplatte miteinander verbunden sind, und daß die Außengehäuse-Stirnwand zur Anpassung

^;25 an verschiedene Betriebsarten auswechselbar ist. Bei der geschilderten Verteilung der Steueröffnungen eines Satzes kann man durch geringfügig abgewandelte Stirnwände Lenkeinrichtungen erzielen, die sehr unterschiedliche Eigenschaften haben, beispielsweise vom Typ "power beyond" (Überschußöl geht in der Neutralstellung zu einem weiteren Arbeitskreis), "open center, reaction", "closed center, non reaction" oder "load sensing".

Es können auch mehrere Sätze in Umfangsrichtung aneinander anschließen, wobei die benachbarten Sätze je eine gemeinsame Behälter-Steueröffnung haben. In diesem

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j Fall können für eine bestimmte Durchflußmenge die Steu-

j eröffnungen kleiner gehalten werden.

: Hierbei empfiehlt es sich, daß die Zahl der in Umfangs-

I 5 richtung vorgesehenen Sätze kleiner ist als die Zahl

; der Steueröffnungen des Verteilerventils und daß die

j Kanalplatte ein Kanalsystem aufweist, das jeweils eine

'' Steueröffnung des Richtungsventils mit mindestens zwei

Steueröffnungen des Verteilerventils verbindet. Man

10 kann dann die Steueröffnungen beim Richtungsveritil

ϊ mit ausreichend großem Abstand voneinander anordnen

! und trotzdem eine höhere Zahl von Steueröffnungen des

I Verteilerventils versorgen.

15 Mit Vorteil hat die mindestens eine Neutralstellungs-

; Steueröffnung die Form eines Radialschlitzes, der mit

ί einem Radialschlitz in der Außengehäuse-Stirnwand

i zusammenwirkt. In der Neutralstellung ist daher ein

j verhältnismäßig großer Querschnitt wirksam, so daß

[20 Druckflüssigkeit mit wenig Widerstand zum Behälter

j abfließen kann. Es genügen aber kleine Winkeldrehungen,

j um diesen Querschnitt stark zu verkleinern oder zu

• Mull zu machen,
I

|25 nie Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung

■ dargestellter, bevorzugter AusfUhrungsbeispiele näher

j erläutert. Es zeigen:

i Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine

'30 erfindungsgemäße Steuereinrichtung,

I Fig. 2 eine Ansicht des Außengehäuses entsprechend

Ϊ der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht des Motorgehäuses entsprechend der Linie III-III der Fig. 1,

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Fig. 4 einen Schnitt durch die Lenkeinrichtung gemäß der Linie IV-IV der Fig. 1,

' Fig. 5 einen Schnitt durch das Motorgehäuse gemäß der Linie V-V der Fig. 1,

Fig. 6 einen Schnitt durch das Motorgehäuse entsprechend der Linie VI-VI der Fig. 1,

Fig. 7 einen Schnitt durch das Motorgehäuse gemäß der Linie VII-VII der Fig. 1,

Fig. 8 einen Schnitt durch das Außengehäuse gemäß

der Linie VIII-VIII der Fig. 1, 15

Fig. 9 einen Schnitt durch das Außengehäuse gemäß der Linie IX-IX der Fig. 1,

; Fig. 10 einen Schnitt durch das Außengehäuse gemäß der Linie X-X der Fig. 1,

Fig. 11 eine Ansicht dee Außengehäuses gemäß der Linie XI-XI der Fig. 1,

Fig. 12 einen schematischen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung,

Fig. 13 eine Abwandlung der in Fig. 1 rechts vom Motorgehäuse befindlichen Stirnwand des Außengehäu

ses im Schnitt,

Fig. 14 eine Abwicklung beider Teile des Richtungsventils für die Betriebsart "power beyond", 35

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I Fig. 15 eine Abwicklung beider Teile des Richtungsven-
! tils für die Betriebsart "open center,

; reaction",

! ⁵ Fig. 16 eine Abwicklung beider Teile des Richtungsven-[ tils für die Betriebsart "closed center, non-

' reaction" und

j Fig. 17 eine Abwicklung beider Teile des Richtungsven-I ¹⁰ tils für die Betriebsart "load sensing".

j Bei dem Ausfuhrungsbeispiel der Fig. 1 bis 11 ist ein

I Außengehäuse 1 vorgesehen, das eine Endwand 2, eine

j Hülse 3, eine Stirnwand 4, die aus einer.Lochscheibe

j 5 und einer damit durch Verlöten verbundenen Kanalschei-

. be 6 sowie einer Anschlußplatte 7 besteht. Diese Teile

; werden sämtlich durch Spannschrauben 8, welche durch

; entsprechende Löcher 9 greifen, zusammengehalten.

] Eine als Lenkwelle mit Lenkhandrad ausgebildete Steuer- ι

; welle L, ist über eine Gelenkwelle 10 mit einem Rotor j

^! 11 in der Form eines außenverzahnten Innenzahnrades |

; l

- verbunden und über ein Axiallager 12 an der Endplatte |

'. 2 abgestützt. Ein zweiter Motorteil 13 wird durch einen j

innenverzahnten Zahnring gebildet, der Teil eines Motor-

i gehäuses 14 eines innenachslgen Zahnrad-Meßmotors M

j ist. Das Motorgehäuse weist außerdem eine·Stirnplatte

; 15 und eine aus drei miteinander verlöteten Loch- und

Kanalscheiben 16, 17 und 18 bestehende Kanalplatte

\ 19 auf. Diese Teile sind durch Spannschrauben 20 mitein-

I ander verbunden. Diese greifen durch in der Stirnplatte
15, dem Motorteil 13 und den Scheiben 16 und 17 vorge-

I ι

^; sehene Löcher 21, die von der Scheibe 18 überdeckt j

: ί

; sind. Die Stirnseiten der Stirnwand 4 und der Kanal- i

;³⁵ platte 19 bilden ein Richtungsventil 22. Die gegenüber- '

liegende Stirnseite der Kanalplatte 19 bildet zusammen

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mit der Stirnseite des Rotors 11 ein Verteilerventil

23.

In der Mitte der Stirnwand 4 und der Kanalplatte 19
befinden sich Vertiefungen 24 und 25, welche die Ecken

26 eines Rechtecks bilden. In beide Vertiefungen sind ! Drehbegrenzungsmittel 27 in der Form zweier Stützleisten | 28 und 29 eingesetzt, zwischen denen sich zwei gegeneinander gewölbte Neutralstelluhgs-Blattfedern 30 und |

31 erstrecken, wie es in Fig. 8 eingezeichnet ist. , Diese Anordnung stellt die einzige mechanische Verbin- | dung zwischen Motorgehäuse 14 und Außengehäuse Λ dar.
Sie erlaubt eine Relativdrehung des Motorgehäuses um j wenige Grad mit Bezug auf das Außengehäuse.

Die Anschlußplatte 7 trägt fünf Anschlüsse 32 bis 36 j (Fig. 11). Der Anschluß 32 führt zur Pumpe P, der Anschluß 33 zum Behälter T oder zu einem zweiten Arbeits- j kreis PB, der Anschluß 34 zum einen Anschluß S₁ eines J Lenk-Arbeitsrnotors, der Anschluß 35 zum anderen Anschluß
S_p des Lenk-Arbeitsrnotors und der Anschluß 36 zum Behälter T.

Eine Ringnut 37 in der Anschlußplatte 7 verbindet eine j zum Anschluß 34 führende Bohrung 38 mit drei gleichmäs- J sig über den Umfang verteilten Stichkanälen 39. Ein ! Ringkanal 40 verbindet eine zum Anschluß 35 führende
Bohrung 41 mit drei gleichmäßig über den Umfang verteilten Stichkanälen 42. Eine Durchgangsbohrung 43 befindet
sich in Höhe des Anschlusses 32, eine Durchgangsbohrung
44 in Höhe des Anschlusses 33 (Fig. 10).

In der Scheibe 6 (Fig. 9) gibt es eine Ringnut 45,
die eine mit der Durchgangsbohrung 43 fluchtende Durchgangsbohrung 46 mit sechs über den Umfang verteilten
Stichkanälen 47 verbindet. Eine weitere Ringnut 48

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verbindet eine mit der Durchgangsbohrung 44 fluchtende Durchgangsbohrung 49 mit drei gleichmäßig über den Umfang verteilten Stichkanälen 50. Durchgangsbohrungen 51 fluchten mit den Stichkanälen 39, Durchgangsbohrungen 52 mit den Stichkanälen 42 der Anschlußplatte 7.

Die Scheibe 5 der Stirnwand 4 weist bei dieser Ausführungsform zur Bildung des Richtungsventils 22 drei Sätze von Steueröffnungen auf, die je in Umfangsrichtung nacheinander aufweisen: Eine Arbeitsmotor-Steueröffnung 53, eine Pumpen-Steueröffnung 54, eine Neutralstellungs-Steueröffnung 55, eine Pumpen-Steueröffnung 56 und eine zweite Arbeitsrnotor-Steueröffnung 57 (Fig. 8). Die Arbeitsmotor-Steueröffnung 53 steht über den Strömungspfad 51-39-37-38-34 mit dem einen Anschluß S₁ des Lenk-Arbeitsmotors in Verbindung. Die beiden Pumpen-Steueröffnungen 54 und 56 stehen über den Strömungspfad 47-45-46-43-32 mit der Pumpe P in Verbindung. Die Arbeitsmotor-Steueröffnung 57 steht über den Strö-' ²⁰ mungspfad 52-42-40-41-35 mit dem anderen Anschluß S₂ des Lenk-Arbeitsmotors in Verbindung. Die Neutralstellungs-Steueröffnung 55, die durch einen Radialschlitz gebildet ist, steht über den Strömungspfad 50-48-49-44-33 mit der nachgeschalteten Anlage PB bzw. dem Behälter T in Verbindung. Die Vertiefung 24 steht über eine zentrische Bohrung 58 in der Scheibe 6 und eine Bohrung 59 in der Scheibe 7 mit dem Anschluß und daher mit dem Behälter T in Verbindung.

° In der Scheibe 18 der Kanalplatte 19 sind wiederum drei Sätze von Steueröffnungen vorgesehen, nämlich eine Behälter-Steueröffnung 60, eine erste zum Anschluß j K. führende Meßmotor-Steueröffnung 61, eine Pumpen— ! Steueröffnung 62, eine Neutralstellungs-Steueröffnung

r 63, eine weitere Pumpen-Steueröffnung 64, eine zum ; Anschluß K führende zweite Meßmotor-Steueröffnung

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ι 65 und eine Behälter-Steueröffnung 66, die gleichzeitig

die erste Behälter-Steueröffnung des nächsten Satzes j ist (Fig. 7).

j 5 Die benachbarte Scheibe 17 (Fig. 6) der Kanalplatte

[ 19 zeigt drei Radialnuten 67, die die Behälter-Steuer-

I öffnungen 60 und 66 über den Strömungspfad 25-24-58—

^! 59-36 mit dem Behälter 36 verbinden. Vertiefungen 68

I dienen dazu, die Pumpen-Steueröffnungen 62 und 64 und

10 die Neutralstellungs-Steueröffnung 63 miteinander zu

verbinden. Durchgangslöcher 69 und 70 fluchten mit

j den Meßmotor-Steueröffnungen 61 und 65.

Die in Fig. 5 veranschaulichte Scheibe 16 weist drei !15 Nuten 71 auf, die je über eine Durchgangsbohrung 69

mit einer Meßmotor-Steueröffnung 61 in Verbindung stehen ; und zu zwei zum Rotor 11 hin offenen Steueröffnungen ; 72 und 73 des Verteilerventils 23 führen. Drei weitere ! Nuten 74, die je über eine Durchtrittsbohrung 70 mit j 20 einer zweiten Meßmotor-Steueröffnung 65 verbunden sind,

speisen je zwei Steueröffnungen 75 und 76, die mit '.. den Steueröffnungen 72 und 73 alternieren und auf dem~ [ selben Kreis liegen, Diese Steueröffnungen 72, 73,

75 und 76 sind in Fig. 5 eingezeichnet, obwohl sie 25 nicht in der Zeichenebene liegen,

Fig. 4 zeigt, daß der Rotor 11 eine Mittelbohrung 77 aufweist, die über eine Mittelbohrung 77a in der Scheibe ; 16 mit dem Behälter-Anschluß 36 verbunden ist, so daß i30 Lecköl abfließen kann. Außerdem sind in der der Kanal- ^: platte 19 zugewandten Stirnfläche zur Bildung des Ver- ; teilerventils 23 erste Steueröffnungen 78 vorgesehen, ' die jeweils in eine Verdrängungskammer 79 münden, und

zweite Steueröffnungen 80, die im Inneren des Motorteils ,35 11 über lediglich angedeutete Kanäle 81 mit der gegenüberliegenden Steueröffnung 78 verbunden sind. Bei

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der Trochoiden-Bewegung, der das als außenverzahntes Innenzahnrad ausgebildete Rotor 11 im Betrieb durchführt, kommen die Steueröffnungen 78 und 80 derart mit den Steueröffnungen 72, 73, 75 und 76 in Verbindung 5 daß die Verdrängerkammern 79 sinnvoll gefüllt und entleert werden.

In der Ruhe- oder Neutralstellung des Richtungsventils 22, die durch die Neutralstellungsfedern 30, 31 erzwun-10 gen wird, steht der Pumpenanschluß 32 über die Neutral--I stellungs-Steueröffnungen 55 und 63 mit dem Anschluß

33 in Verbindung, so daß die Druckflüssigkeit in einem ¹ zweiten, nachgeordneten Arbeitskreis genutzt werden j kann. Wird die Steuerwelle L mit Bezug auf die Fig. '· 15 7 und 8 gegen den Uhrzeigersinn gedreht, so wird nicht ; nur der Rotor 11, sondern, weil die Flüssigkeit in ¹ den Verdrängerkammern 79 eingeschlossen ist, auch das gesamte Motorgehäuse 14 gegen die Kraft der Neutralstellungsfedern mitgenommen. Der Pfad über die Neutral-J20 stellungs-Steueröffnungen 55, 63 wird geschlossen. ¹ Stattdessen fließt Druckflüssigkeit von der Pumpen-Steu eröffnung 56 über die Meßmotor-SteuerÖffnung 65 zum Anschluß Kp des Meßmotors M und von dessen zweitem Anschluß K₁ über die Meßmotor-Steueröffnung 61 zur ; 25 Arbeitsmotor-Steueröffnung 53 und weiter zum Arbeits-

I motoranschluß S₁. Vom anderen Arbeitsmotoranschluß

¹ Sp gelangt die Flüssigkeit über die Arbeitsmotor-.Steuer

I öffnung 57 zur Behälter-Steueröffnung 66 und damit

; zum Behälter. Die den Meßmotor M durchsetzende Druck-

¹ 30 flüssigkeitsrnenge entspricht dem Drehwinkel der Steuer-

I welle L, so daß Proportionalität zwischen diesem Dreh-

! winkel und der Verstellung des Lenk-Arbeitsrnotors be-

I steht. Wird die Drehung beendet, kehrt das Richtungsven-

■ til 22 unter dem Einfluß der Neutralstellungsfedern

I 35 30, 31 in die Ruhestellung zurück. Bei einer Drehung

; der Steuerwelle L in entgegengesetzter Richtung ergeben

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- 20 sich Durchflußverhältnisse in umgekehrter Richtung,

Die beiden Stützleisten 28 und 29 begrenzen die mögliche Relativdrehung im Richtungsventil 22. Wenn die . 5 Pumpe ausfällt, ergibt sich eine Abstützung des Motor- ; gehäuses 14 am Außengehäuse 1, so daß mit Hilfe der , Steuerwelle L der Rotor 11 gedreht und der Meßmotor M als Hilfspurnpe benutzt werden kann.

Alle in den Verdrängerkammern 79 auftretenden Kräfte werden vollständig im Motorgehäuse 14 aufgenommen.

Im Außengehäuse 1 brauchen daher lediglich diejenigen Kräfte abgefangen zu werden, die von der Steuerwelle L aufgebracht werden, und gegebenenfalls diejenigen Kräfte, die vom Flüssigkeitsdruck zwischen der Stirnwand 4 und der Kanalplatte 19 auftreten. Da die Kanalplatte 19 eine Stirnseite des Motorgehäuses 14 bildet, entfällt jegliches Spiel zwischen Meßmotor und Rieh- ■ tungsventil 22, so daß sich eine hohe Genauigkeit ergibt. Die Steuereinrichtung ist axial kurz und kann mit kleinen Außenabmessungen gefertigt werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 12 werden für entspre- ; chende Teile urn 100 erhöhte Bezugszeichen verwendet, Viele Teile sind stark schematisiert. Endwand 102 und

Hülse 103 des Außengehäuses 101 sind topfförmig.ausge-' bildet. Die Stirnwand 104 am Richtungsventil 122 ist als Einsatz in den Topf eingefügt und dort mittels eines Sprengringes 182 festgehalten. Das Axiallager 112 der Steuerwelle L ist zwischen die Stirnplatte 115 und eine Zwischenplatte 183 des Motorgehäuses gelegt. Ein weiteres Axiallager 184 ist zwischen der dem Richtungsventil 122 abgewandten Stirnseite des Motorgehäuses 114 und eine Buchse 185 geschaltet. Diese Buchse ist durch Gewinde 186 im Außengehäuse 101 verstellbar, so daß die Kanalplatte 119 praktisch ohne

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ι Spiel an der Stirnwand 104 gehalten werden kann.

I Bei der Ausführungsform der Fig. 13 entsprechen die

i Scheiben 205 und 206 den Scheiben 5 und 6 der Fig.

I 5 1 und die Scheibe 286 dem linken Teil der Anschlußplat-

I te 7 der Fig. 1. Die genannten Teile sind durch Verlö-

i ten ο. dgl. zu einer Stirnwand 204 vereinigt. Eine

J Anschlußplatte 207 weist fünf Anschlüsse auf, von denen

ι die Anschlüsse 232, 234 und 236 sichtbar sind. Zwischen

j 10 der Stirnwand 204 und der Anschlußplatte 207 ist eine

! Zwischenplatte 287 angeordnet, die mindestens ein Ven-

i til 288 und Verbxndungskanäle 289 aufweist. Beim Zusam-

■ menspannen des Außengehäuses mittels der Spannschrauben

! 8 können ein oder mehrere auswechselbare Zwischenplat-

j15 ten eingespannt werden, um den jeweiligen Anforderungen

I Genüge zu tun.

! In Fig. 14 ist eine Abwicklung des Richtungsventils

I 22 im Schnict dargestellt, wobei lediglich ein Satz

J 20 der Steueröffnungen veranschaulicht ist. Es handelt

! sich um eine Stirnwand 4 und eine Kanalplatte 19, welche

; den "power beyond"~Betrieb ermöglichen. Die Bezugszei-

j chen der Steueröffnungen entsprechen daher denjenigen

: der Fig. 7 und 8. Die Neutralstellungs-Steueröffnung

I 25 55 ist mit dem Anschluß 33 und daher mit einer nachge-

! schalteten Anlage verbunden,

i Fig. 15 befaßt sich mit dem Betrieb "open center, reaction". Hier ist dieselbe Kanalplatte 19 benutzt,

ι 30 aber in Verbindung mit einer abgewandelten Stirnwand

I 4a. Man erkennt, daß die Arbeitsmotor-Steueröffnungen

! 53a und 57a in der Neutralstellung mit den zugehörigen

\ Meßmotor-Steueröffnungen 61 bzw. 65 in Verbindung stehen

j (reaction), und daß die Pumpen-Steueröffnungen 54a

I 35 und 56a mit der Neutralstellungs-Steueröffnung 55a

; in Verbindung stehen, die ihrerseits zum Behälter führt

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(open center).

! In Fig. 16 ist dieselbe Kanalplatte 19 mit einer anderen Stirnwand 4b kombiniert, die einen "closed center, 5 non reaction"-Betrieb ermöglicht. Zu diesem Zweck sind die Arbeitsmotor-Steueröffnungen 53b und 57.b in der

: Neutralstellung gesperrt (non reaction) und die Pumpen-Steueröffnungen 54b und 56b sind ebenfalls gesperrt

j (closed center).

In Fig. 17 ist dieselbe Kanalplatte 19 mit einer abge- ; wandelten Stirnwand 4c kombiniert, die einen "load sensing"-Betrieb ermöglicht» Zu diesem Zweck sind die

Pumpen-Steueröffnungen 54c und 56c näher an die Neutral-': 15 stellungs-Steueröffnung 55c gerückt und können bei , einer Verstellung des Richtungsventils mit der Neutral- ': stellungs-Steueröffnung 63 zusammenwirken. Mit den

Steueröffnungen 62 und 64 arbeiten zwei Druckfühl-Steueröffnungen 90 und 91 zusammen, die auf eine Steuerein- : 20 richtung zur Änderung der Pumpenleistung einwirken und eine Verbindung zu den Meßmotor-Steueröffnungen · 61 und 65 herzustellen vermögen.

In den Ausführungsbeispielen ist eine Kreiskolbenmaschine als Meßmotor vorgesehen. Dies ergibt den Vorteil, daß einem vorgegebenen Drehwinkel eine verhältnismäßig große Verdrängungsmenge entspricht. Stattdessen kann aber auch jeder beliebige andere innenachsige Rotationsmotor verwendet werden, z.B. eine FlÜgelradmaschine, eine Radial- oder Axialkolbenmaschine, eine Zahnradmaschine mit festen, aber exzentrischen Achsen u. dgl. In allen Fällen wird das Motorgehäuse lediglich über einen kleinen Winkel mitgenommen und verstellt dabei den an ihm ausgebildeten beweglichen Teil des Richtungsventils. Das hier als Meßmotor bezeichnete Gerät kann bei manchen Anwendungsfällen auch als Pumpe

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betrieben werden.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

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Hydrostatische Steuereinrichtung, insbesondere Lenkeinrichtung, mit einem eine Stirnwand aufweisenden Außengehäuse, mit einem darin angeordneten, Verdrängerkammern aufweisenden Meßmotor, der einen um einen durch Drehbegrenzungsmittel festgelegten Drehwinkel gegen die Kraft einer Neutralstellungsfeder relativ zum Außengehäuse drehbaren ersten Motorteil und einen mit einer Steuerwelle verbundenen als Rotor ausgebildeten zweiten Motorteil aufweist, mit einem Richtungsventil, das mit dem Außengehäuse verbundene erste Steueröffnungen und mit dem ersten Motorteil verbundene zweite Steueröffnungen aufweist, und mit einem Verteilerventil, das mit dem ersten Motorteil verbundene erste Steueröffnungen und mit dem Rotor verbundene zweite Steueröffnungen aufweist, gekennzeichnet durch ein Motorgehäuse (14; 114), das in fester Verbindung mit dem ersten Motorteil (13; 113) an einem Ende eine Kanalplatte (19; 119) aufweist, deren eine Stirnseite zusammen mit der benachbarten Stirnseite der Außengehäuse-Stirnwand (4; 104) das Richtungsventil (22; 122) und deren andere Stirnseite zusammen mit der benachbarten Stirnseite des Rotors (11; 111) das Verteilerventil (23; 123) bildet.

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2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalplatte (19; 119) an dem der Steuerwelle (L) abgewandten Ende des Motorgehäuses (14; 114) angebracht ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßmotor (M) eine innenachsige Zahnradmaschine ist und das die Stirnseite des den Rotor (11; 111) bildenden außen verzahnten Zahnrades zusammen mit der benachbarten Stirnseite der Kanalplatte (19; 119) das Verteilerventil (23; 123) bildet.
4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbegrenzungsmittel (28, 29) und/oder die Neutralstellungsfedern (30, 31) in der Mitte der das Richtungsventil (22) bildenden Stirnseite angeordnet sind.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (4) des Außengehäuses (l) und die Kanalplatte (19) an den einander zugewandten Stirnseiten je eine Vertiefung (24, 25) aufweisen, die zumindest die Ecken eines Rechtecks (26) bildet, und daß zwischen zwei in beide Vertiefungen ragende, steife Stützleisten (28,

29) ein züsammendrUckbares Federelement (30, 31) angeordnet ist,

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5., dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement aus zwei gegeneinander gewölbten Blattfedern (30, 31) besteht.

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7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalplatte (19) mittels achsparalleler Schrauben (20) am übrigen Motorgehäuse (14) befestigt ist, die Schraubenlöcher (21) aber vor der das Richtungsventil (22) bildenden Stirnseite enden.

8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Teil des Richtungsventils (122) bildende Stirnwand (104) als Einsatz in ein topfförmiges Außengehäuse (101) eingepaßt ist, dessen Boden von dem Betätigungsorgan (L) durchsetzt ist.

9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (4) des Außengehäuses (l) und/oder die Kanalplatte (19) aus aufeinanderliegenden Kanal- oder Lochscheiben (5, 6; 16, 17, 18) besteht, die permanent miteinander verbunden sind.

10. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis Ö, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorgehäuse (114) über ein axiales Wälzlager (184) an einer die Steuerwelle (L) umschließenden, axial einstellbaren Buchse (185) abgestützt ist.

Hi Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, b.ei der auf der dem Meßmotor abgewandten Seite der Außengehäuse-Stirnwand eine Anschlüsse aufweisende Anschlußplatte vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stirnwand (204) und erster Anschlußplatte (207) mindestens eine weitere Zwischenplatte (287), die mindestens ein Ventil (288) und Verbindungskanäle (289) aufweist, vorgesehen ist.

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12. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leckölkanal (77) vom Innenraum des außen verzahnten Innenzahnrades (11) über Vertiefungen (24, 25) in der Kanalplatte (19) und der Stirnwand (4) zu einem Anschluß (36) an der Stirnwand führt.

13. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueröff- - nungen in der Kanalplatte (19) in Umfangsrichtung einen Satz mit folgenden Verbindungen umfassen: eine Behälter-Steueröffnung (60), eine zu einem Satz der Zu- bzw., Abflußöffnungen (72, 73, 75, 76) führende Meßmotor-Steueröffnung (61), eine Pumpen-Steueröffnung (62), mindestens eine Neutralstellungs-Steueröffnung (63), eine weitere Pumpen-Steueröffnung (64), eine zum anderen Satz führende Meßmotor-Steueröffnung (65) sowie eine zweite Behälter-Steueröffnung (66), wobei die beiden Pumpen-Steueröffnungen und die Neutralstellungs-Steueröffnung über einen Kanal (68) in der Kanalplatte miteinander verbunden sind, und daß die Außengehäuse-Stirnwand (4} 4a j 4b; 4c) zur Anpassung an verschiedene Betriebsarten auswechselbar ist.

14. Steuereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sätze in Umfangsrichtung aneinander anschließen, wobei die benachbarten Sätze je eine gemeinsame Behälter-Steueröffnung (60, 66) haben.

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i Λ 5. Steuereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn-

j zeichnet, daß die Zahl der in Umfangsrichtung

j vorgesehenen Sätze kleiner ist als die Zahl der

; Steueröffnungen (72, 73, 75, 76) des Verteilerven-

! 5 tils (23) und daß die Kanalplatte (19) ein Kanal- |

! system (71, 74) aufweist, das jeweils eine Steuer- j i ι

; Öffnung (61, 65) des Richtungsventils. (22) mit j

^: mindestens zwei Steueröffnungen des Verteilerven-

j tils verbindet,
i 10

i j

; ζ/⁶· Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 13 :

; bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens ! ^: ' eine Neutraistellun^s-Steueröffnung (63) die Form !

; eines Radialschlitzes hat, der mit einem Radial-

: 15 schlitz (55) in der Außengehäuse-Stirnwand (4) j

• zusammenwirkt.

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