DE944702C - Hydraulic steering for road vehicles with a rotating superstructure, especially for cranes or the like. - Google Patents

Description

Hydraulische Lenkung für Straßenfahrzeuge mit drehbarem Oberwagen, insbesondere für Krane od. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Lenkung für Straßenfahrzeuge mit drehbarem Oberwagen, insbesondere für Krane od. dgl., und hat eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung dieser Lenkung mit mechanischer Rückmeldung zum Gegenstand, wobei sowohl die Hydraulik als auch die mechanische Rückmeldung durch die Drehdurchführung zwischen Ober- und Unterwagen gelegt sind.Hydraulic steering for road vehicles with rotating superstructure, in particular for cranes or the like. The invention relates to a hydraulic Steering for road vehicles with rotatable superstructure, especially for cranes od. Like., And has a particularly useful design of this steering with mechanical Feedback on the object, with both the hydraulic and the mechanical Feedback through the rotary feedthrough between the upper and lower carriages.

Es sind hydraulische Lenkeinrichtungen für schwere Straßenfahrzeuge bekannt, bei denen der vom Lenkrad über ein hydraulisches Steuergerät ausgehende Impuls zur Verstellung der Fahrzeugräder über mechanische Mittel zum Steuergerät zurückgeleitet wird und dieses nach erfolgter Lenkbewegung in jeder Lage in die neutrale Stellung bringt. Entsprechend der drehenden Bewegung des Lenkrades werden für das Steuergerät Drehschieber verwendet, wobei eine diese umgebende Drehhülse an die mechanische Rückstelleinrichtung angeschlossen ist. Unter Zwischenschaltung mechanischer Glieder werden auch Längsschieber benutzt, die entweder an die drehende Lenksäule oder an beliebiger Stelle des hin- und hergehenden Lenkgestänges angeschlossen sind. Auch wird das Steuergerät und der hydraulische Arbeitszylinder sowie die mechanische Rückmeldung zu einer Einheit mit dem Lenkuntersetzungsgetriebe zusämmengebaut.They are hydraulic steering devices for heavy road vehicles known, where the starting from the steering wheel via a hydraulic control unit Impulse for adjusting the vehicle wheels via mechanical means to the control unit is returned and this after the steering movement in every position in the brings neutral position. According to the turning movement of the steering wheel used for the rotary valve control device, with a rotary sleeve surrounding it is connected to the mechanical reset device. With interposition mechanical links are also used longitudinal slide, which is either attached to the rotating Connected to the steering column or at any point on the reciprocating steering linkage are. Also the control unit and the hydraulic working cylinder as well as the mechanical one Feedback assembled into a unit with the steering reduction gear.

Diese bekannten Lenkeinrichtungen sind jedoch nicht ohne weiteres zu verwenden für Fahrzeuge, z. B. Krane, bei denen sich das Lenkrad in einem drehbaren Oberteil befindet. Hierbei muß sowohl das Druckmittel als auch die mechanische Rückmeldung der erfolgten Lenkbewegung auf das Steuerorgan durch die Zentralwelle für das drehbare Kranöberteil geführt werden, wenn sich die Pumpe für die Druckflüssigkeit im Oberwagen befindet.- Die Zu- und Ableitung des Druckmittels zum Arbeitszylinder erfolgt in bekannter Weise durch eine Drehdurchführung, die in jeder Drehstellung den Durchfluß, des Druckmittels vom und zum Arbeitszylinder gewährleistet.However, these known steering devices are not straightforward to be used for vehicles, e.g. B. cranes in which the steering wheel is rotatable Upper part is located. Both the pressure medium as well as the mechanical feedback of the steering movement to the control unit by the Central shaft for the rotatable crane top part are performed when the pump is for the hydraulic fluid is located in the superstructure - the supply and discharge of the hydraulic fluid to the working cylinder takes place in a known manner through a rotary leadthrough, the in each rotary position the flow, the pressure medium from and to the working cylinder guaranteed.

Mit Hilfe einer bekannten Drehdurchführung allein können nur Steuerimpulse übertragen werden; die Rückmeldung des Lenkausschlages auf das Steuerorgan, um dieses nach erfolgtem Lenkausschlag in die neutrale Lage zu bringen, erfordert dagegen besondere Mittel.With the help of a known rotary feedthrough, only control pulses can be used be transmitted; the feedback of the steering angle to the control unit to this On the other hand, bringing it into the neutral position after the steering wheel has been turned requires special means.

Es ist zwar bekannt, ein -axial verschiebbares Gestänge in der hohlgebohrten Königswelle zwischen Oberwagen und Unterwagen anzuordnen, um einen von der Drehbewegung des Oberwagens unabhängigen Steuerimpuls in den Unterwagen zu übertragen. Dabei wird ein das Druckmittel förderndes Rohr axial verschoben. In der Erfindung müssen jedoch die Zu- und Rückführung des Druckmittels durch das Drehgeenk zwischen Ober-und Unterwagen geführt werden, wozu die an-sich bekannte Drehdurchführung das geeignetere Mittel ist. Diese hat noch den Vorteil, daß sie ohne großen Mehraufwand . mit einer weiteren Durchführungsleitung für andere Funktionen, z. B. für die Betätigung einer hydraulischen Bremse; ausgestattet werden kann.It is known to have an axially displaceable linkage in the hollow bored To arrange vertical shaft between the upper structure and the undercarriage to avoid one of the rotary movement to transmit independent control impulses from the superstructure to the undercarriage. Included a pipe conveying the pressure medium is displaced axially. In the invention must however, the supply and return of the pressure medium through the rotary joint between upper and lower Undercarriage are performed, for which the known rotary feedthrough is more suitable Means is. This still has the advantage that it can be done without much additional effort. with a further lead-through for other functions, e.g. B. for the operation of a hydraulic brake; can be equipped.

Für die Übertragung der Rückmeldung des Lenkausschlages wird in Verbindung mit der an sich bekannten Drehdurchführung mit besonderem Vorteil ein biegsames, Zug- und Druckkräfte übertragendes Gestänge, in festen Rohrleitungen verlegt, angewendet. Solche biegsamen Gestänge an sich bekannter Bauweise können bequem am Fahrzeug verlegt werden, können jedoch nur verhältnismäßig kleine Zug- und Druckkräfte übertragen, weswegen sie zur Rückmeldung des Lenkausschlages große Wege ausführen müssen. Aus diesem Grunde ist für die Durchführung des biegsamen Gestänges durch die Drehdurchführung erfindungsgemäß ein axial verschiebbarer Kolben eingebaut, der beispielsweise undrehbar zum Unterwagen festliegt. An diesem Kolben. greift das von der Lenkachse herkommende biegsame Gestänge außermittig an, während wegen der Relativbewegung des Oberwagens zu diesem Kolben die Weiterleitung der Rückmeldebewegung zum Steuerschalter über ein im Zentrum dieses Kolbens angreifendes biegsames Gestänge erfolgt, so daß eine besonders raumsparende Anordnung möglich ist. Dieser axial verschiebbare Kolben ist gegen den mit dem Unterwagen verbundenen Durchführungsteil undrehbar, wodurch der außermittige Angriff des von der Lenkachse herkommenden biegsamen Gestänges möglich ist. Selbstverständlich wäre auch eine Umkehr dieser Verhältnisse in dem Sinn denkbar, daß der Kolben gegen-. über dem Oberwagen undrehbar ist. In diesem Fall kann dann das biegsame Gestänge zwischen dem Lenkgestänge und dem Kolben in der Drehdurchführung zentral angreifen, während die Weiterführung vom Kolben zur Steuerung außermittig liegt. Die Umwandlung der geradlinigen Bewegung des biegsamen Gestänges auf die Drehhülse des Drehschiebers erfolgt über ein Zahnradgetriebe mit Übersetzung ins Schnelle, so daß die Rückmeldung des Steuerimpulses rasch und mit entsprechend vergrößertem Ausschlag geschieht.For the transmission of the feedback of the steering angle, in connection with the known rotary feedthrough with particular advantage a flexible, Rods transferring tensile and compressive forces, laid in fixed pipelines, are used. Such flexible rods, known per se, can be conveniently installed on the vehicle but can only transmit relatively small tensile and compressive forces, which is why they have to walk a long way to get feedback on the steering angle. the end this is the reason why the flexible linkage is carried out through the rotating union according to the invention an axially displaceable piston installed, for example, non-rotatable to the undercarriage. On this piston. takes the coming from the steering axle flexible rods off-center, while because of the relative movement of the superstructure the forwarding of the feedback movement to the control switch via this piston a flexible linkage acting in the center of this piston takes place, so that a particularly space-saving arrangement is possible. This axially displaceable piston is not rotatable against the lead-through part connected to the undercarriage, whereby the off-center attack of the flexible linkage coming from the steering axis is possible. It goes without saying that this would also be a reversal of these relationships Sense conceivable that the piston against. is not rotatable above the upper structure. In this Case can then the flexible linkage between the steering linkage and the piston in attack the rotating union centrally, while the continuation of the piston to Control is off-center. Transforming the rectilinear movement of the pliable Linkage to the rotary sleeve of the rotary valve takes place via a gear transmission with Translation into high speed, so that the feedback of the control pulse quickly and with correspondingly enlarged rash happens.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar. zeigt Abb. I das Schaltbild der hydraulischen Lenkung für Fahrzeuge mit gegenüber dem Unterwagen drehbarem Oberteil und Abb.2 einen Schnitt durch die Steuerung mit dem zugehörigen Rückmeldegetriebe.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown, namely. Fig. I shows the circuit diagram of the hydraulic steering for Vehicles with an upper part that can be rotated in relation to the undercarriage and Fig. 2 shows a section through the control with the associated feedback gear.

Das Lenkrad r ist über die Steuersäule 2 mit dem beispielsweise als Drehschieber ausgebildeten Steuergerät 3 verbunden. Mit dem Steuergerät 3 zusammengebaut ist das Getriebe 6 mit dem Zahnradpaar 7 und dem Schneckenrad 8, an welchem das in der festen Tülle 9 laufende biegsame Gestänge 30 mit der gewindeartigen Drahtwicklung angreift. Dieses Gestänge 30 geht zu einem Kolben 28, der in einer Durchführung zwischen dem drehbaren Oberwagen 32 und dem Unterwagen 31 angeordnet ist. Diese Durchführung besteht z. B. aus dem mit dem Oberwagen 32 fest verbundenen Teil Io und dem im Unterwagen befestigten Tei1 27, wobei diese beiden Teile gegeneinander drehbar sind. In den Durchführungsteil Io münden die vom Steuergerät 3 herkommenden Leitungen I5, I6, während vom Durchführungsteil 27 die Leitungen 25, 26 nach den Räumen des Zylinders 21 führen. Der Durchführungsteil Io ist mit ringsum laufenden Ausnehmungen versehen, welche die Druckflüssigkeit in jeder Lage von dem Steuergerät 3 nach dem Zylinder 2I leiten. Die Druckflüssigkeit für die Steuerung wird von der Pumpe II gefördert und gelangt über die Leitung I3 nach dem Steuergerät 3, während die Leitung I4 als Rücklauf in den Flüssigkeitsbehälter I2 geht. In dem Teil 27, der mit dem Unterwagen 3I fest verbunden ist, gleitet der axial verschiebbare Kolben 28, und zwar derart, da.ß er sich z. B. durch eine Nut mit Keil oder Stellschraube gegenüber dem Teil 27 nicht drehen kann. Das von einer Lasche 2o der Spurstange 2a abgehende biegsame Gestänge 29, dessen Tülle i8 an dem Punkt 18, in geeigneter Weise festgehalten i&t, führt außermit@J@g an: diesen angreifend zudem axial verschiebbaren Kolben 28 und ist dort befestigt: Mit der Achse des kleinen Rades 7 im Getriebe 6 ist der Drehschieberkolben 33 verbunden, während die diesen Kolbeiz 33 umschließende Drehschieberhülse 34 in der Lenksäule 2 ihre Fortsetzung findet. Die Bewegung zwischen den beiden Elementen 33 und 34 erfolgt durch einen Mitnehmerbolzen 36.The steering wheel r is connected via the control column 2 to the control unit 3, which is designed, for example, as a rotary slide valve. Assembled with the control unit 3 is the transmission 6 with the gear pair 7 and the worm wheel 8, on which the flexible rod 30 running in the fixed sleeve 9 engages with the thread-like wire winding. This linkage 30 goes to a piston 28 which is arranged in a passage between the rotatable upper carriage 32 and the lower carriage 31. This implementation consists z. B. from the part Io fixedly connected to the upper carriage 32 and the part 27 fixed in the undercarriage, these two parts being rotatable relative to one another. The lines I5, I6 coming from the control unit 3 open into the feed-through part Io, while the lines 25, 26 lead from the feed-through part 27 to the spaces of the cylinder 21. The feed-through part Io is provided with recesses running all around, which guide the pressure fluid in every position from the control unit 3 to the cylinder 2I. The hydraulic fluid for the control is conveyed by the pump II and reaches the control unit 3 via the line I3, while the line I4 goes as a return into the fluid container I2. In the part 27, which is firmly connected to the undercarriage 3I, the axially displaceable piston 28 slides in such a way that it is z. B. by a groove with a wedge or screw relative to the part 27 cannot rotate. The flexible linkage 29 extending from a bracket 2o of the tie rod 2a, the spout i8 of which is held in a suitable manner at the point 18, also mentions with @ J @ g: this engaging also axially displaceable piston 28 and is fastened there: with the axis The rotary valve piston 33 is connected to the small wheel 7 in the transmission 6, while the rotary valve sleeve 34 surrounding this piston rod 33 is continued in the steering column 2. The movement between the two elements 33 and 34 takes place by means of a driving pin 36.

In dem Zylinder 21 bewegt sich ein Kolben 21a, dessen Kolbenstange an der Lasche 2o der Spurstange 22 angreift. Diese Spurstange verbindet die Achsschenkel 23 miteinander, in welchen die Fahrzeugräder 24 gelagert sind.A piston 21a, the piston rod thereof, moves in the cylinder 21 engages on the tab 2o of the tie rod 22. This tie rod connects the Steering knuckle 23 with each other, in which the vehicle wheels 24 are mounted.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen hydraulischen Lenkung ist folgende: Beim Drehen des Lenkrades I nach der einen oder andern Richtung wird über die Lenksäule 2 zunächst die Drehschieberhülse 34 gedreht, während der Drehschieberkolben 33 durch den Mitnehmerbolzen 36 bewegt wird. Jetzt kann das von der Pumpe I I durch die Leitung 13 geförderte Drucköl je nach der Drehrichtung des Lenkrades I in die Leitung I5 bzw. I6 gelangen und über die Bohrungen der Durchführung Io, 27 sowie die Leitungen 25, 26 zum Zylinder 21 geleitet werden, in welchem der Kolben 2I6 entweder nach vorwärts oder rückwärts bewegt wird. Die nicht unter Druck stehende Leitung 15 bzw. I6 wird solange mit der Rücklaufleitung 14 verbunden, so daß das Öl aus dem nicht unter Druck stehenden Zylinderraum in den Behälter zurückfließen kann. Die Bewegung des Kolbens 2Ia wird über die Lasche 2o auf die Spurstange 22 und von hier über die Lenkschenkel 23 auf die Fahrzeugräder 24 übertragen, deren Lenkausschlag dem Weg des Kolbens 2Ia entspricht. Von dem an der Lasche 2o angreifenden biegsamen Gestänge 29 wird die Bewegung der Laufräder zunächst auf den axial verschiebbaren Kolben 28 in der Drehdurchführung übertragen und von dort über das biegsame Gestänge 30 zum Getriebe 6 zurückgeleitet. Die auf dem biegsamen Gestänge 3o aufgebrachten Drahtwindungen bewegen das Schneckenrad 8, wodurch unter Zwischenschaltung der ins Schnelle übersetzenden Stirnräder 7 eine entsprechende Drehung des Schieberkolbens 33 und über den Mitnehmerbolzen 36 auch der Drehschieberhülse 34 erfolgt. Durch die Rückmeldung hört dann die Druckförderung nach dem Zylinder 2 I auf, und die Pumpe I I fördert drucklos von der Leitung 13 über die Leitung 14 nach dem Behälter I2. In dem Augenblick, in dem das Lenkrad I nach der einen oder andern Richtung weiter-bzw. zurückgedreht wird, geben die Schieber 33 und 34 im Steuergerät 3 wiederum eine der Leitungen 15 bzw. 16 für das Drucköl frei, so daß erneut der Lenkradeinschlag beeinflußt wird. Durch die Übersetzung ins Schnelle über die Stirnräder 7 folgt das Steuergerät 3 sehr rasch und feinfühlig der Rückmeldung von den Fahrzeugrädern 24 her.The hydraulic steering according to the invention works as follows: When the steering wheel I is turned in one direction or the other, the rotary valve sleeve 34 is first rotated via the steering column 2, while the rotary valve piston 33 is moved by the driver pin 36. Now, depending on the direction of rotation of the steering wheel I, the pressure oil conveyed by the pump II through the line 13 can reach the line I5 or I6 and be passed through the bores of the feedthrough Io, 27 and the lines 25, 26 to the cylinder 21, in which piston 2I6 is moved either forward or backward. The line 15 or 16 that is not under pressure is connected to the return line 14 so that the oil can flow back into the container from the cylinder space that is not under pressure. The movement of the piston 2Ia is transmitted via the bracket 2o to the tie rod 22 and from here via the steering arms 23 to the vehicle wheels 24, the steering deflection of which corresponds to the path of the piston 2Ia. From the flexible linkage 29 engaging on the bracket 2o, the movement of the running wheels is first transmitted to the axially displaceable piston 28 in the rotary leadthrough and from there returned via the flexible linkage 30 to the gearbox 6. The wire windings applied to the flexible rod 3o move the worm wheel 8, whereby a corresponding rotation of the slide piston 33 and, via the driver pin 36, also of the rotary slide sleeve 34 takes place with the interposition of the high-speed spur gears 7. As a result of the feedback, the pressure delivery to the cylinder 2 I then ceases, and the pump II delivers unpressurized from the line 13 via the line 14 to the container I2. At the moment in which the steering wheel I continues or in one direction or the other. is turned back, the slides 33 and 34 in the control unit 3 in turn release one of the lines 15 or 16 for the pressure oil, so that the steering wheel angle is again influenced. As a result of the translation into high speed via the spur gears 7, the control device 3 follows the feedback from the vehicle wheels 24 very quickly and sensitively.

Das von der Lasche 2o herkommende biegsame Gestänge 29 greift außermittig an dem Kolben 28 in der Drehdurchführung an, denn dieser Kolben 28 ist gegenüber dem Unterwagen 31 undrehbar in der Hülse 27 gelagert. Die Weiterführung der Axialbewegung des Kolbens 28 erfolgt dann über das zentrisch im Kolben 28 angeordnete biegsame Gestänge 30 weiter, so daß eine Drehung des Oberwagens 32 gegenüber dem Unterwagen 31 diese Axialbewegung ungehindert weiterleiten kann.The flexible rod 29 coming from the tab 2o engages off-center on the piston 28 in the rotating union, because this piston 28 is opposite the undercarriage 31 is mounted in the sleeve 27 in such a way that it cannot rotate. The continuation of the axial movement of the piston 28 then takes place via the flexible one arranged centrally in the piston 28 Linkage 30 continues, so that a rotation of the upper carriage 32 relative to the undercarriage 31 can pass on this axial movement unhindered.

Selbstverständlich kann im Rahmen der Erfindung das Steuergerät 3 auch anders als gezeichnet ausgeführt sein. So können an die Stelle der Drehschieberelemente 33, 34 auch Ventile treten, die z. B. durch eine Steuerwalze betätigt werden. Außerdem kann bei einem undrehbar gegenüber dem Oberwagen 32 gelagerten Kolben 28 ein Vertauschen der zentral bzw. außermittig angreifenden biegsamen Gestänge 29, 30 vorgenommen sein.Of course, within the scope of the invention, the control device 3 can also be designed differently than shown. So can take the place of the rotary slide elements 33, 34 and valves that z. B. can be operated by a control roller. In addition, in the case of a piston 28 that is non-rotatably mounted with respect to the upper carriage 32, the flexible rods 29, 30 acting centrally or off-center can be interchanged.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: I. Hydraulische Lenkung für Straßenfahrzeuge mit drehbarem Oberwagen, insbesondere für Krane od. dgl., von dem aus die Lenkung über eine Steuereinrichtung erfolgt und der Impuls von der Verstellung der Fahrzeugräder über mechanische Mittel zum Steuergerät zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hin- und Rückleitung des Druckmittels vom Oberwagen (32) zum Unterwagen (3I) und zu den gelenkten Fahrzeugrädern (24) in an sich bekannter Weise über eine Drehdurchführung (Io, 27) erfolgt und daß die mechanische Rückmeldung über an sich bekannte Mittel, wie z. B. ein Zug- und Druckkräfte übertragendes biegsames Gestänge (29, 30), geschieht, wobei die Bewegung dieses Gestänges (29, 30) in der Drehdurchführung (Io, 27) durch einen axial beweglichen Kolben (28) übertragen wird. PATENT CLAIMS: I. Hydraulic steering for road vehicles with a rotating superstructure, in particular for cranes or the like, from which the steering takes place via a control device and the pulse from the adjustment of the vehicle wheels is fed back to the control device via mechanical means, characterized in that the The pressure medium is routed there and back from the superstructure (32) to the undercarriage (3I) and to the steered vehicle wheels (24) in a manner known per se via a rotary feedthrough (Io, 27) and the mechanical feedback is effected by means known per se, such as z. B. a flexible rod (29, 30) which transmits tensile and compressive forces, the movement of this rod (29, 30) in the rotary feedthrough (Io, 27) being transmitted by an axially movable piston (28). 2. Hydraulische Lenkung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Steuergerät (3) ein Zahnradgetriebe (6) gekuppelt ist, das über den zum Oberwagen (32) gehörenden Teil (3o) des biegsamen Gestänges unter einer Übersetzung ins Schnelle beeinflußt wird und so nach erfolgter Lenkbewegung die Drehung des im Steuergerät (3) eingebauten Steuerelements aus der Mittellage rasch und feinfühlig wieder rückgäng macht. 2. Hydraulic Steering according to Claim I, characterized in that the control unit (3) is a Gear transmission (6) is coupled, the part belonging to the upper carriage (32) (3o) the flexible linkage is influenced by a translation into high speed and so after the steering movement, the rotation of the built-in control unit (3) Control element quickly and sensitively reverses from the central position. 3. Hydraulische Lenkung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Drehdurchführung (1o, 27) eingebaute, axial verschiebbare Kolben (28) sich gegenüber dem Unterwagen (3i) und dem damit in Verbindung stehenden Teil (27) der Durchführung nicht drehen kann. 3. Hydraulic steering according to claims i and 2, characterized in that the axially displaceable pistons (28) built into the rotary feedthrough (1o, 27) compared to the undercarriage (3i) and the associated part (27) of the Execution cannot rotate. 4. Hydraulische Lenkung nach den - Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Enden der biegsamen Gestängeteile (29, 30) in dem Kolben (28) nebeneinanderliegen, wobei das von der Spurstange (22) herkommende biegsame Gestänge (29) außermittig, das zum Steuergerät (3) führende Gestänge (30) dagegen in der Mittelachse des Kolbens (28) gelagert ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 92o 832, 9i2 662; französische Paterntschriften Nr. 6oi 382, 6296q.9, 1 049 803, 1 o64 737; britische Patentschrift Nr. 713 786.4. Hydraulic steering according to - Claims i to 3, characterized in that the one ends of the flexible rod parts (29, 30) in the piston (28) lie side by side, the flexible rod (29) coming from the tie rod (22) being off-center , on the other hand, the linkage (30) leading to the control unit (3) is mounted in the central axis of the piston (28). Cited publications: German patent specifications No. 920 832, 912 662; French patents No. 6oi 382, 6296q.9, 1 049 8 0 3, 1 o64 737; British Patent No. 713,786.