DK142763B - Styreanlæg til et køretøj. - Google Patents

Description

\aa/ (11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 142763 DANMARK <»’> int.α» b 62 o ε/06 §(21) Ansøgning nr. ^93^/75 (22) Indleveret den 3« HOV. 1975 (24) Løbedag 3. nOV. 1975 (44) Ansøgningen fremlagt og „ fremlæggeisesskriftet offentligejort den 1 -? * J 1 ' DIREKTORATET FOR . . .

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Pantet begæret fraiden

6. nov. 1974, 521256, US

(71) TRW INC., 25555 Euclid Avenue, Cleveland, Ohio 44117, US.

(72) Opfinder; Jim Lee Rau, 25 N. 29th Street, Lafayette, Indiana 47904, US.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Firmaet Chas. Hude.______ (54) Styreanlæg til et køretøj.

Opfindelsen angår et styreanlæg til et køretøj og indbefattende en trykfluidumskilde, en hydraulisk styremotor, som er indrettet til at blive aktiveret til udførelse af styring af køretøjet, en styrereguleringsventil i fluidforbindelse med fluidumskilden,· måleorganer i fluidumsforbindeIse med styrereguleringsventilen og styremotoren og indrettet til at virke ved variabel hastighed i henhold til førerens behov for styrefluidum og styrebelastningen for målefluidumsstrøm til styremotoren ved en hastighed, der varierer som en funktion af dennes hastighed.

Fra U.S.A. patentskrift nr. 3.915.253 kendes et anlæg af denne art, 2 142763 hvor målestrøm anvendes til at regulere en pumpes fortrængning, men herved mistes der målefluidum, f.eks. ved lækage. Mængden af målefluidum, der går tabt, er en funktion af anlægsbetingelserne, såsom tryk, styrebelastning etc.. Da variable mængder af fluidum kan gå tabt i sådanne anlæg vil styresvaret variere. F.eks. kan en drejning af rathjulet på tre omgange frembringe forskellige størrelser af drejning af køretøjets hjul afhængig af fluidumstabet. Således vil styresvaret ikke være konsekvent, og hjulene vil ikke altid opføre sig på samme måde ved en given størrelse af rattets drejning. Dette inkonsekvente svar er blevet betegnet som "opfølgefejl", hvilket vil sige, at kørehjulene ikke svarer på samme måde til rattets drejning.

Styreanlægget ifølge nærværende opfindelse er ejendommeligt ved første ledningsorganer til at føre al målestrøm til styremotoren, og organer, der er påvirkelige af afføling af strømmen og trykbehovet for styrefluidum ved de nævnte måleorganer til at variere udgangsstrømmen af fluidum fra fluidumskilden til styremotoren indbefattende åbningsorganer, som kan variere i størrelse til variation af trykforskellen derover i henhold til førerens krav og styrebelastningen i det mindste under operationen af nævnte måleorganer, sekundære ledningsorganer til føring af strøm af fluidum tværs over de nævnte åbningsorganer med variabel størrelse i det mindste under operationen af måleorganerne, og tredie ledningsorganer, der er forbundet med den ene side af åbningsorganer med variabel størrelse for føring af et tryksignal som svar på trykforskellen over de nævnte åbninger med variabel størrelse til organer til regulering af strømmen af fluidum fra fluidumskilden, hvilke variable åbninger tilvejebringer en forudbestemt trykforskel derover, når hastigheden af strømmen af fluidum fra fluidumskilden til motoren svarer til behovet for fluidum ved de nævnte måleorganer.

Dette anlæg medfører en betydningsfuld teknisk fordel. Anlægget er karakteristisk ved en åbning, der varierer i størrelse som en funktion af førerens behov og styrebelastning. Tryksignalet, som frembringes af en strøm over åbningen, bruges til at forøge strømmen fra fluidumskilden, når det er påkrævet og ellers vedligeholde strømmen ved et minimalt standby-niveau. Da al målestrøm føres til styremotoren, undgås "opfølgefejl", og styringen bliver konsekvent.

3 1427 63

Ifølge opfindelsen kan de variable åbningsorganer findes i en ledning, som er tilsluttet parallelt med strømbanen til det nævnte måleorgan, og den parallelle ledning have organer til begrænsning af en pilotstrøm af fluidum tværs over åbningsorganerne med variabel størrelse. Tilvejebringelsen af en parallel pilotstrøm af fluidum tværs over de variable åbningsorganer åbner mulighed for nøjagtig regulering af fortrængningen i fluidumkilden, allerede før måleorganet begynder at virke. Begrænsningen af pilotstrømmen tværs over de variable åbningsorganer muliggør, at kun en lille del af fluidumstrømmen fra kilden anvendes til at regulere strømmen af fluidum fra kilden.

I det følgende forklares opfindelsen under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et styreanlæg ifølge opfindelsen i skematisk fremstilling, fig. 2 en skematisk fremstilling af en styreventil, fig. 2A et kontrolorgan set fra siden i snit, fig. 3 det samme som fig. 1 for en ændret udførelsesform, fig. 4 det samme som fig. 2 for anlægget ifølge fig. 3, fig. 5 det samme som fig. 1 for endnu en ændret udførelsesform, og fig. 6 det samme som fig. 2 for udførelsesformen ifølge fig. 5.

Nærværende opfindelse angår et styreanlæg til et køretøj indbefattende en opfølgemekanisme, som tjener til at frembringe køretøjshjulsdrejning i overensstemmelse med rattets drejning. Opfindelsen kan anvendes til mange forskellige styreanlæg. Ved hjælp af et eksempel er opfindelsen illustreret i fig. 1, der viser et styreanlæg 10.

Styreanlægget 10 indbefatter en styrepumpe 12 med variabel fortrængning, og pumpen er i fluidumforbindelse med en styreventil 14. Pumpen 12 drives ved hjælp af en motor 26. Når styreanlægget 10 er 4 142763 i den i fig. 1 viste virksomme tilstand, ledes der væske fra pumpen 12 gennem en måleenhed 18 til en styremotor 20 via ventilen 14 og derfra til et reservoir 86. Denne afmålte strøm af væske påvirker styremotoren 20 til at dreje køretøjets hjul 22, 24 på kendt måde.

Et organ 28 til at regulere pumpens fortrængning er anbragt i anlægget og kan have forskellige former. Ved den på fig. 1 viste udførelsesform indbefatter apparatet 28 en første strømningskompen-satorventil 30, som bliver påvirket af et fluidumtryksignal, der afgives gennem en ledning 32. Påvirkning af strømkompensatorventilen 30 frembringer virksomhed af en tumleplademotor 34 til variering af styrepumpen 12's fortrængning.

For at formindske belastningen af motoren 26 og forøge pumpen 12's levetid udfører strømkompensatorventilen 30 påvirkning af tumle-plademotoren 34 til bevægelse af tumlepladen 40 i styrepumpen 12 til en stilling for minimal fortrængning ved påvirkning af styreventilen 14 til en stilling for neutral eller lukket tilstand, hvori væskesfrømmen til og fra styremotoren 20 er blokeret, idet der dog opretholdes et forudbestemt formindsket standby-tryk, der svarer til en fjeder 104. Formindskelse af fortrængningen af styrepumpen 12 til et minimum og regulering af standby-trykket formindsker drifts-påvirkningen på styrepumpen, når styresystemet befinder sig i u-virksom tilstand, og derved vil styrepumpens levetid blive forlænget. Ved at formindske både trykket og hastigheden af fluidumstrømmen fra styrepumpen 12, formindskes belastningen på motoren 26, når styreanlægget 10 er uvirksom og forøger derved køretøjets manøvredygtighed.

Styrepumpen 12 er af velkendt type, dvs. med aksialt stempel og indbefatter en drejelig tromle 44, der har et antal cylindre, hvori stempler 46 er glidende lejret. Tromlen 44 er forbundet med en indgangsaksel 48, som roteres kontinuerligt af motoren 26 ved en hastighed, som varierer som en direkte funktion af variationerne i motorens operationshastighed. Når styrepumpen 12 befinder sig i tilstanden for minimal fortrængning, indgriber en overflade 52 af tumlepladen 40 med en stopflade 54, således at en stationær virkeflade 56, som indgriber med stemplerne 46, befinder sig i hovedsagen vinkelret på akselen 48's akse. Når vippepladen 40 befinder sig 142763 5 i stillingen for minimal fortrængning, vil rotation af tromlen 44 ved hjælp af akselen 48 ikke bevirke, at stemplerne 46 bevæger sig frem og tilbage i cylindrene. Styrepumpen 12 vil derfor være ude af stand til at levere fluidum under tryk, der ligger over stand-by-trykkets niveau.

Ved bevægelse til venstre i fig. 1 af vippeplademotorens stempel 58 vil en forholdsvis stærk fjeder 60 dreje vippepladen 40 fra stillingen for minimal fortrængning til en virkestilling som den, der er vist på fig. 1. Dette fører til, at den virksomme overflade 56 af vippepladen 40 vil blive anbragt under en spids vinkel i forhold til den centrale akse for tromlen 44 og akselen 48. Derfor vil rotation af tromlen 44 ved den kontinuerlige rotation af akselen 48 forårsage, at stemplerne 46 bevæger sig frem og tilbage og afgiver fluidum fra pumpen gennem en ledning 60. Jo længere vippepladen 40 bevæges fra stillingen for minimal fortrængning, jo længere bliver hvert stempel bevæget under et arbejdsslag ved hver rotation af tromlen 44, og jo større er hastigheden af det fluidum, der strømmer fra pumpen 12.

Ved drejning af styrehjulet eller rattet 64 påvirkes styreventilen 14 til at lade fluidum strømme fra pumpen 12 til måleenheden 18 og derfra til et trykkammer 68 i styremotoren ved en hastighed, som varierer som en direkte funktion af hastigheden, hvormed rattet 64 drejes.

Måleenheden 18 og styreventilen 14 er sædvanligvis samlet og danner en reguleringsenhed som den, der er vist i fig, 2A. Måleenheden 18 består fortrinsvis af en rotor 19, som roterer og kredser i forhold til en stator 21 med en hastighed, som varierer som en funktion af den hastighed, hvormed rattet 64 drejes. Når denne bevægelse finder sted, afmåles fluidum til styremotoren 20. Rattet 64 er forbundet med rotoren gennem styreventilen 14, som indbefatter en ventilglider 152, som er i aksialt indgreb med en indgangsaksel 70, der er forbundet med rattet 64. Ventilglideren 152 er forbundet med rotoren 19 ved hjælp af en tumleaksel 25. I neutral stilling er rotoren forhindret i rotation. Ventilglideren 152 vil be- . væge sig til en stilling afhængig af den kraft, der udøves på ventilglideren 152 fra styreakselen 70, og samvirkningen mellem glideren 152 og måleenheden 18 således som kendt. Ved afbrydelse af 6 142763 drejningen af rattet 64 vil forøget bevægelse af rotoren 19 virke til at frembringe aksial bevægelse af ventilglideren 152 henimod den neutrale stilling.

Ved påvirkning af styreventilen 14 til operativ stilling, som er vist skematisk i fig. 1, vil styrepumpefluidum fra en ledning 72 føres til måleenheden 18 og derfra gennem en ledning 74 til trykkammeret 68. Højtryksfluidumet vil bevæge stemplet 76 til venstre i fig. 1 og dreje kørehjulene 22 og 24 og dermed frembringe drejning af køretøjet på velkendt måde.

Når stemplet 76 bevæges til venstre i fig. 1, afgives der fluidum fra det venstre kammer 78 til styreventilen 14 gennem en ledning 80. Denne ledning er forbundet med en belastningsfølings- og anti-kavitationsåbning 82 med variabel størrelse i den nu påvirkede styreventil 14. Fortrinsvis er åbningen 82 dannet imellem ventilglideren 152 og huset 27 som vist i fig. 2A. Derfor kan fluidum strømme gennem åbningen 82 til en ledning 84, der er forbundet med et reservoir 86. Desuden bliver fluidum, som afgives fra styremotorcylinderen 78, ledt via ventilen 14 til ledningen 32, som er i væskeforbindelse med et trykkammer 88 i en strømningskompensatorventil 30.

Størrelsen af åbningen 82 varierer som en direkte funktion af variationer i den hastighed, hvormed rattet 64 drejes og styre-belastningerne. Hvis rattet 64 drejes hurtigt, påvirkes ventilen 14 i en forholdsvis stor grad, og åbningen 82 vil have et forholdsvis stort tværsnitsareal. Hvis rattet 64 drejes langsomt, vil ventilen 14 blive påvirket i forholdsvis lille grad, og åbningen 82 vil have et forholdsvis lille tværsnitsareal. Variation af tværsnitsarealet af åbningen 82 regulerer tryktabet gennem åbningen ved en given strømningshastighed igennem åbningen.

Trykvæskesignalet, som ledes gennem ledningen 32 til kammeret 88, varierer som en funktion af variationer i størrelsen af åbningen 82.

Strømningskompensatorventilen 30 påvirkes af variationer i fluidumtrykket, som ledes gennem ledningen 32 til kammeret 88, for at tilvejebringe variationer i fortrængningen af styrepumpen 12 med 7 142763 variationer i rotationshastigheden for rattet 64 og/eller varierende styrebelastning. Hvis fluidumtrykket i kammeret 88 forøges, bevæges en ventilspole 92 mod højre i fig. 1 under overvindelse af fjederen 104's modstand. Denne bevægelse resulterer i, at der føres fluidum med forholdsvis højt tryk fra kammeret 88 gennem en afgangsåbning 96 til en ledning 98, der fører til vippeplademotoren 34. Væsketrykket i ledningen 98 ledes til et motorkammer 100 og tilvejebringer bevægelse af stemplet 58 og dermed en drejning af vippepladen 40 i urviserens retning under overvindelse af fjederen 60's modstand. Herved formindskes styrepumpen 12's fortrængning. Formindskelse i fortrængningen formindsker den hastighed, ved hvilken væske føres fra pumpen gennem styreventilen 14 og måleenheden 18 til styremotoren 20 og formindsker derved den hastighed, ved hvilken motoren 20 arbejder. Når motoren 20's hastighed formindskes, formindskes også den hastighed, med hvilken fluidum afgives fra motorkammeret 78 med en resulterende formindskelse i fluidumtrykket i strømningskompensatorventilkammeret 88. Denne formindskelse i fluidumtrykket muliggør, at ventilspolen 92 bevæges til venstre i fig. 1 under påvirkning af fjederen 104. Når spolen 92 er blevet ført tilbage til den lukkede stilling, der er vist i fig. 1, blokeres der for fluidumstrømmen fra kammeret 88 til kammeret 100 af en cylinderflade 106 på ventilspolen 92, og den rette fluidumstrømshastighed og det rette tryk leveres som påkrævet med standby-trykket genoprettet.

Hvis hastigheden for styremotoren 20 skulle have en tendens til at falde på grund af en forøget styrebelastning, medens hastigheden for rattets drejning forbliver konstant, forøges åbningen 82's størrelse på grund af samvirken imellem måleenheden 18 og ventilglideren 152, hvilket forårsager aksial bevægelse af glideren i forhold til huset 27. Dette fremkalder en reduktion af fluidumtrykket i ledningen 32 og væskekompensatorventilkammeret 88. Dette trykfald muliggør, at fjederen 104 kan bevæge spolen 92 mod venstre fra den i fig. 1 viste lukkede stilling. Denne bevægelse af spolen 92 tjener til at forbinde vippeplademotoren 34 med en drænledning 110, således at fjederen 60 kan bevæge vippepladen 40 i en retning mod urviseren i fig. 1 og derved let forøge hastigheden af væskestrøm fra pumpen 12 til frembringelse af forøget tryk til overvindelse af styrebelastningen.

8 142763 Når ventilspolen 92 bevæges til venstre i fig. 1 under påvirkning af fjederen 104, forbindes en afgangsåbning 112 fra drænledningen 110 med en port 114, der fører til en ledning 116 og en højtryksaflastningsventil 118 og en ledning 122, der fører til strømnings-kompensatorventilen 30. En ringformet fordybning 124 i ventilen 30 forbinder ledningen 122 direkte med ledningen 98, selv om ventilspolen 106 blokerer for fluidumstrøm fra trykkammeret 88 til ledningen 98. Da ledningen 98 er direkte forbundet med vippeplademo-toren 100, vil en bevægelse af ventilspolen 92 imod venstre i fig.

1 under påvirkning af fjederen 104 sætte motorens kammer 100 i forbindelse med afløb. Dette muliggør, at fjederen 60 kan bevæge vippepladen 40 til forøgelse af pumpen 12's fortrængning.

Forøgelse af pumpens fortrængning forøger den hastighed, ved hvilken fluidum ledes fra styrepumpen gennem styreventilen 14 til styremotoren 20. Dette resulterer i en forøgelse af den hastighed, med hvilken fluidum afgives fra styremotorkammeret 78 med en resulterende forøgelse af trykket i kammeret 88 i kompensatorventilen 30.

Det stærkt forøgede tryk i kammeret 88 bevæger ventilspolen 92 til højre i fig. 1 imod fjederen 104. Når styremotoren 20 har en forudbestemt ønsket hastighed svarende til den hastighed, med hvilken rattet 64 drejes, påvirkes måleenheden 18, og standby-trykket bliver genoprettet, medens den cylindriske ventilflade 106 igen blokerer for fluidumstrømmen mellem ledningen 110 og ledningen 116 til hydraulisk låsning af vippeplademotoren 34.

Under drejning af rattet med konstant hastighed kan hastigheden af motoren 26 enten forøges eller formindskes. Da styrepumpen 12 er en positiv fortrængningspumpe, vil en variation af den hastighed, med hvilken pumpen 12 drives, variere hastigheden af fluidumstrømmen fra pumpen gennem styreventilen 14 til styremotoren 20. Variation af den hastighed, med hvilken fluidum føres til styremotoren 20, resulterer i en variation af den hastighed, med hvilken stemplet 76 bevæges, med en resulterende variation i tilbagemeldingstrykket, som føres gennem ledningen 32 til kompensatorventilen 30. Denne variation i tryk forårsager, at ventilspolen 92 bevæges under påvirkning enten af fluidumtrykket i kammeret 88 eller fjederen 104 til frembringelse af drift af vippeplademotoren 34 til bevægelse af vippepladen 40, så at fortrængningen af styrepumpen 12 varieres på en sådan måde, at hastigheden af styremotoren 20 opretholdes i 9 142763 hovedsagen konstant ved en ønsket hastighed, selv om hastigheden af motoren 26 varieres.

Virkemåden for anlægget ifølge fig. 1 skulle fremgå af det foregående, men alligevel vil virkemåden blive beskrevet. Før styrepåvirkning befinder styreventilen 14 sig i en neutral stilling, i hvilken den blokerer for fluidumstrøm derigennem til måleenheden 18. Flui= dumstrøm til ledningen 32 gennem ventilen 14 er også blokeret, ligesom åbningen 82 og drænledningen 84 er blokeret. Styrepumpen 12 befinder sig i stilling for minimal fortrængning, da afgangstrykket fra pumpen, da motoren 26 blev startet, kommunicerede med åbningen 130, ledningen 32, kammeret 88 og ledningen 98 til motoren 34. Før påvirkning af rattet 64 kommunicerer afgangen fra pumpen 12 gennem ledningen 60 med ledningen 72 og ventilen 14, som er lukket. Der findes imidlertid et minimalt standby-tryk og minimale strømninger, fordi pumpen befinder sig i stilling for minimal fortrængning.

Ved påvirkning af rattet 64 til drejning af køretøjet forbindes ledningen 32 med afløb gennem åbningen 82 med variabel størrelse, som åbner ved aktivering af ventilen 14 ved hjælp af rattet 64. Den udstrækning, i hvilken åbningen 82 åbnes, varierer som en direkte funktion af variationer i drejningshastigheden for rattet 64 og/ eller styremotorens 20 belastningskrav. Efter en første drejning af rattet med en given hastighed og en første påvirkning af styreventilen 14 fra den lukkede stilling til den åbne stilling frembringer den forholdsvis hurtige forøgelse af åbningen 82's størrelse en hurtig formindskelse i standby-trykket i ledningen 32. Dette resulterer i en formindskelse af fluidumtrykket i strømningskompensator-ventilkammeret 88, således at vippeplademotoren 84 forbindes med afløb gennem trykaflastningsventilen 118 og ledningen 110. Forbindelse af vippeplademotoren 34 med afløb muliggør, at fjederen 60 kan bevæge vippepladen 40 til forøgelse af styrepumpens fortrængning for tilvejebringelse af tilstrækkeligt tryk til at udføre styrepåvirkning.

Når fortrængningen af styrepumpen 12 forøges fra den minimale fortrængning, forøges den hastighed, med hvilken væske ledes fra ledningen 72 til styreventilen 14. En første drejning af rattet 64 påvirker imidlertid ventilen 14 på grund af den kendte samvirken imellem måleenheden 18 og motoren 20. Måleenheden 18 er noget U2753 10 forsinket, indtil trykket, der virker deri, forøges tilstrækkeligt til at forårsage, at stemplet 76 bevæger sig imod styrebelastningen. Dette tryk begynder at stige, når ventilen 14 åbnes. Den manuelle kraft til drejning af rattet leveres til måleenheden 18, og når trykket, der virker derpå, forøges tilstrækkeligt, virker det til at afmåle et volumen af væske i henhold til drejningen af rattet 64 ved en strømningshastighed, som er en funktion af den frembragte drejehastighed af rattet 64. Denne afmålte fluidumstrøm føres til styremotoren 20 for at frembringe bevægelse af stemplet 76 til drejning af hjulene 22 og 24. Disse hjul drejer derefter i henhold til drejning af rattet, således at køretøjets kørehjul følger bevægelsen af rattet både med hensyn til bevægelsens hastighed og dens udstrækning. Dette er en opfølgevirkning, og mekanismen, der tilvejebringer en sådan, kaldes heri en opfølgemekanisme .

Under bevægelse af rattet 64 leverer måleenheden 18 styrevæske i henhold til drejningshastigheden af rattet 64. Pumpen 12 varieres for at levere det pågældende væskekvantum. Dette skyldes, at størrelsen af åbningen 82 og trykket i ledningen 32 vil variere i henhold til hastigheden af rattets drejning og væskeleveringen fra måleenheden. Hvis leveringen ikke er tilfredsstillende, vil trykket i ledningen 32 falde som beskrevet i det foregående og derved forårsage en forøgelse i pumpen 12's fortrængning. Hvis leveringen er større end nødvendigt, vil trykket i ledningen 32 forøges, og pumpen 12's fortrængning formindskes. Følgelig giver anlægget en væskestrøm til styreventilen 14 og måleenheden 18 i henhold til drejningshastigheden af rattet 64 og behovet for styrevæske på grund af, at der opretholdes en standby-trykforskel over åbningen 82.

Hvis hastigheden for drejning af rattet 64 forøges, formindskes pumpen 12's fortrængning og hastigheden af motoren 20. Umiddelbart før formindskelsen af hastigheden af rattet 64's drejning bliver motoren 20 drevet med en forholdsvis høj hastighed, og fluidum afgives fra motorkammeret 78 ved en forholdsvis høj hastighed. Når hastigheden af styrehjulet 64's drejning formindskes, formindskes størrelsen af åbningen 82 på grund af måleenheden i styreventilen. Dette resulterer i en øjeblikkelig forøgelse i standby-trykfaldet over åbningen 82 med en resulterende forøgelse i trykket, der føres 142763 11 gennem ledningen 32 til ventilkammeret 88. Forøgelse af trykket i kammeret 88 forårsager, at ventilspolen 92 bevæges til højre til føring af væsketryk til vippepiademotorkammeret 100 og formindskelse af pumpen 12's fortrængning. Formindskelsen af pumpen 12's fortrængning formindsker den hastighed, med hvilken fluidum afgives til ledningen 72 og hastigheden for motoren 20. Dette formindsker den hastighed, med hvilken fluidum afgives fra motorkammeret 78 og trykfaldet over åbningen 82. Når styremotoren 20 arbejder ved en hastighed, der svarer til hastigheden, hvormed styrehjulet drejes, formindskes trykket i ledningen 32 til standby-tryksniveau mulig-gørende, at ventilspolen 92 bevæges tilbage til stillingen vist i fig. 1.

Hvis drejningshastigheden forøges, forøges pumpen 12's fortrængning og motoren 20's hastighed. Umiddelbart før den forøgede drejningshastighed af rattet 64 er motoren 20 blevet drevet ved en forholdsvis lav hastighed, og fluidum er afgivet fra motorkammeret 78 ved en forholdsvis lav hastighed. Når hastigheden for rattet 64's drejning forøges, forøges størrelsen af åbningen 82. Dette resulterer i en formindskelse i trykfaldet over åbningen 82 med en resulterende formindskelse i det krævede standby-tryk, som føres gennem ledningen 32 til ventilkammeret 88. Formindskelse af trykket i kammeret 88 forårsager, at ventilspolen 92 under påvirkning af fjederen 104 bevæger sig til venstre i fig. 1 og forbinder vippeplade-moforkammeret 100 med afløb og muliggør, at fjederen 60 kan forøge pumpen 12's fortrængning. Forøgelse af pumpen 12's fortrængning forøger den hastighed, med hvilken fluidum afgives til ledningen 72 og hastigheden af motoren 20. Dette forøger den hastighed,med hvilken fluidum afgives fra motorkammeret 78 og trykfaldet over åbningen 82. Når styremotoren 20 bliver drevet ved en hastighed svarende til hastigheden af rattets drejning, forøges trykket i ledningen 32 til standby-tryksniveau og muliggør, at ventilspolen 92 bevæger sig tilbage til den stilling, der er vist i fig. 1.

Den foregående beskrivelse har forudsat bevægelse af styremotorstemplet 76 til venstre, men styreventilen 14 kan også frembringe bevægelse af stemplet 76 til højre til drejning af køretøjet i modsat retning. Når køretøjet skal drejes i den modsatte retning, leveres højtryksfluidum fra pumpen 12 til motorkammeret 78, medens kammeret 68 forbindes med drænledningen 84 igennem en åbning 82 12 142763 med variabel størrelse, fig. 2.

Selv om konstruktionen af styreventilen 14 ikke danner nogen del af nærværende opfindelse skal det dog forklares, at en foretruk-ken udførelsesform for ventilen indbefatter en central sektion 148, som blokerer fluidumstrømmen til og fra den tilhørende måleenhed 18, når styreventilen 14 befinder sig i neutral stilling som vist på fig. 2. Ved rotation af rattet 64 i den ene retning bevæges ventilglideren 152 imod venstre og forbinder en sektion 154 af ventilglideren 152 med måleenheden 18 og med de forskellige ledninger forbundet med styremotoren 20, strømkompensatorventilen 30, afløbet og styrepumpen 12. Når styreventilen 14 befinder sig i en sådan aktiveret stilling, fører en indre kanal 158 fluidum fra leveringsledningen 72 til måleenheden 18, medens en indre kanal 160 fører fluidum fra måleenheden 18 til ledningen 74 førende til styremotoren 20. En indre kanal 164 forbinder styremotorkanalen 80 med åbningen 82 med variabel størrelse. En indre kanal 170 forbinder tilbageføringskanalen 72 med kanalen 164 og motorledningen 80.

På lignende måde bliver ved bevægelse af styreventilen i modsat retning fluidum fra leveringsledningen 72 ført gennem en indre kanal 174 til måleenheden 18 og fra måleenheden 18 gennem en indre kanal 176 til motorledningen 80. Den modsatte motorledning 74 er forbundet med en variabel åbning svarende til den variable åbning 82 ved hjælp af en indre kanal 184. En indre kanal 188 forbinder tilbagegangsledningen 72 med åbningen 82.

Fig. 3 og 4 viser en anden udførelsesform for anlægget ifølge opfindelsen. Da visse dele af denne udførelsesform er de samme som ved den tidligere beskrevne udførelsesform i forbindelse med fig.

1 og 2 vil tilsvarende referencetal blive anvendt med tilføjelse af et "a".

Styreanlægget 10a (fig. 3) indbefatter en styrepumpe 12a med variabel fortrængning, som leverer fluidum til en styreventil 14a.

Når styreventilen 14a påvirkes, føres fluidum fra styrepumpen 12a gennem en måleenhed 18a til en styremotor 20a, som er indrettet til at dreje køretøjets to styrbare hjul 22a og 24a. Under drift af styreanlægget 10a regulerer en reguleringsmekanisme 28a pumpen 12a's fortrængning for at tilvejebringe fluidumstrøm og be- 142763 13 lastningskompenseret tryk, som foranlediget ved drejning af rattet 64a og drift af måleenheden 18a.

Ved drejning af rattet 64a til påvirkning af styreventilen 14a til virkestilling, der er vist skematisk i fig. 3, føres højtryksflui= dum fra styrepumpen 12a fra afgangsåbningen 60a og en ledning 72a til styreventilen 14a og måleenheden 18a. Fluidumet strømmer fra måleenheden 18a til en ledning 74a, som er forbundet med et motorkammer 68a. Højtryksfluidum i motorkammeret 68a forårsager, at et stempel 76a bevæger sig til venstre i fig. 3 til drejning af hjulene 22a og 24a. Når stemplet 76a er bevæget under påvirkning af højtryksvæske i motorens kammer 68a, afgives fluidum fra motorkammeret 78a til en ledning 80a, som er forbundet med styreventilen 14a. Fluidumet fra ledningen 80a strømmer gennem en hastigheds- eller ud-målingsantikavitationsåbning 194 til en ledning 84a, der er forbundet med et reservoir 86a.

Før ventilen 14a bliver påvirket, er åbningen 200 åben, idet den er en fast åbning, som altid er åben, ligesom åbningen 202, som er en variabel åbning, er åben. Åbningen 200 er dimensioneret til at hol- 2 de en lav pilotstrøm derigennem på ca. 2,3 1 strøm ved 14 kg/cm fald gennem åbningen. Åbningen 202 er større end åbningen 200, når den er i neutral stilling, og har heri den virkning at holde flui= dumtrykket i ledningen 196 ved i hovedsagen dræntryk.

Når ventilen 14a fra først af påvirkes, bliver størrelsen af den variable åbning 202 således, at den formindsker eller hæmmer pilotstrømmen af væske derigennem. Åbningen 202 er udformet på ventilglideren og huset til en enhed, såsom den, der er vist i fig. 2A. Følgelig varierer størrelsen af tværsnitsarealet af åbningen 202 som en direkte funktion af variationer i drejningshastigheden af rattet 64a og styretrykkravene. Den faste, belastningsaffølende åbning 200 sender tryk gennem ledningen 196 til kammeret 208 i flui= dumkompensatorventilenheden 30a. Lukning eller en forøget indsnævring af åbningen 202 resulterer i et forøget tryk i ledningen 196, som herefter betegnes som et tryksignal. Dette tryksignal i ledningen 196 forårsager, at spolen 92a bliver bevæget til venstre i fig. 3, idet trykket ved 88a og 208 har en tendens til at balancere, og fjederen 104a modvirker spolens bevægelse. Dette resulterer i, at kammeret 100a bliver ventileret igennem ledningen 98a og høj- 14 142763 tryksaflastningsventilen 118a til drænledningen 110a. Dette resulterer i, at fjederen 60a bevæger vippepladen 40a til venstre forårsagende en forøgelse af pumpen 12a's fortrængning. Som et resultat heraf forøger pumpen 12a afgangsstrømmen, som går til styreventilen 14 a.

Umiddelbart derefter begrænser åbningen 202 pilotstrømmen, men en smule forsinket, og åbningen 194 åbner som en udmålingsantikavita-tionsåbning. Når den forøgede fluidumstrøm fra pumpen 12a leveres til styreventilen 14a, bliver forøgelsen i fluidumstrømmen ført gennem styreventilen til måleenheden 18a, som på samme måde som tidligere beskrevet afmåler en fluidummængde til styremotoren 20a ved en hastighed, som varierer i henhold til variationer i hastigheden, hvormed rattet 64a drejes. Når differenstrykket over stemplet 76a svarer til belastningstrykket, vil hjulene 22a og 24a dreje, og stemplet 76a blive bevæget. Afgangsstrømmen fra kammeret 78a vil strømme til reservoiret 86a gennem åbningen 194.

Når styrepåvirkningen sker ved en konstant hastighed, vil trykket fra punktet 204 i fig. 3 til reservoiret gennem åbningerne 200 og 202 svare til trykfaldet gennem måleenheden 18a, styremotoren 20a, gennem 194 til reservoiret 86a. Under normal drift vil åbningerne 200 og 202 virke på en meget lille pilotfluidumstrøm, idet hovedstrømmen vil blive ført til styremotoren 20a. Hastigheden af pilotstrømmen er dikteret af den faste størrelse af åbningen 200 for at opnå standby-trykfald tilstrækkeligt til at bevæge strømningsreguleringsspolen 92a til højre imod fjederen 104a.

142763 15 af åbningen 202 på tilsvarende måde forøges. Når dette sker, vil fluidumtrykket i ledningen 196 falde i forhold til fluidumtrykket i ledningen 88a. Dette resulterer i en trykforskel imellem fluidum= trykket i kammeret 88a og 208 i kompensatorventilenheden 38a med resulterende bevægelse af ventilspolen 42a til højre for at tilvejebringe belastningskompenseret standby-tryk og derved udføre bevægelse af vippeplademotoren 34a til formindskelse af styrepumpen 12a's fortrængning.

Udformningen af styreventilen 14a er vist i fig, 4. Når styrøventi-len befinder sig i neutral stilling, som vist i fig. 4, er tilbageføringsledningen 196 forbundet med en drænledning 84a gennem en indvendig ventilkanal 220 og åbningen 202. En pilotstrøm føres kontinuerligt fra ledningen 72a til kanalen 220 gennem en anden indre ventilkanal 224, fig. 4, og en normalt fast belastningsaffølende åbning 200 tilvejebringer det lave standby-tryk svarende til fjederen 104a.

Ved bevægelse af ventilspolen 128, fig. 4, i styreventilen 14a til venstre føres væske fra pumpen 12a gennem ledningen 72a og en indre kanal 230 til måleenheden 18a. En indre ventilkanal 232 fører en afmålt strøm af fluidum til ledningen 74a, som er forbundet med motorkammeret 68a. Denne afmålte strøm af fluidum frembringer bevægelse af stemplet 76a til venstre i fig. 3. Fluidum, som afgår fra motorkammeret 78a, føres gennem ledningen 80a til en indre ventilpassage 236, som er forbundet med drænledningen 84a gennem afmåleantikavi-tationsåbningen 194. Foruden at blive ledet til måleenheden 18a føres indstrømningsfluid\im fra ledningen 72a gennem en indre ven-tilkanal 240 til åbningen 200. En del af fluidumafgangen fra åbningen 200 føres til tilbageføringsledningen 196, medens resten af afgangen for åbningen 200 føres gennem den variable åbning 202 til drænkanalen 84a.

Når køretøjet skal drejes i den modsatte retning, bevæges spolen 228 til højre i fig. 4. Dette fører fluidum fra leveringskanalen 72a gennem en indre ventilkanal 244 til måleenheden 18a. Strømmen fra måleenheden 18a ledes af en ventilkanal 246 til ledningen 80a, der fører til motorkammeret 78a. Fluidum, der afgår fra det modsatte motorkammer 68a, føres fra ledningen 74a gennem åbningen 194 til drænledningen 84a. Foruden at blive ført til måleenheden 18a 16 142763 føres fluidum fra ledningen 72a gennem åbningen 200 til tilbageføringsledningen 196. Fluidum føres også til drænpassagen 84a gennem en åbning 202.

En tredie udførelsesform for opfindelsen er vist i fig. 5 og 6.

Da de forskellige komponenter ved denne udførelsesform i hovedsagen svarer til komponenterne i fig. 1-4, vil der blive anvendt samme henvisningstal med tilføjelse af bogstavet "b".

Styreanlægget 10b indbefatter en pumpe 12b med variabel fortrængning og med en udgang, som er forbundet med en hovedstyreventil 14b. Ved påvirkning af et rat eller styrehjul 64b føres der væske fra styrepumpen 12b gennem måleenheden 18b til en styremotor 20b, som er forbundet med køretøjets styrbare hjul 22b og 24b. En mekanisme 28b, indrettet til at regulere pumpens 12b fortrængning, indbefatter en strømkompensatorventil 30b, der har en ventilspole 92a, som er indrettet til at frembringe bevægelse af en vippeplademotor 34b til bevægelse af en vippeplade 40 for styrepumpen 12b fra den viste operative stilling til en stilling for minimal fortrængning under overvindelse af en fjeder 60b ved påvirkning af styreventilen 14 til lukket eller neutral stilling.

Ved udførelsesformen ifølge fig. 5 ledes fluidum fra styrepumpen 12b fra en ledning 72b gennem en variabel belastningsaffølende åbning 270 til måleenheden 18b, som leverer en afmålt strøm af væske til en ledning 74b, der er forbundet med et kammer 68b i styremotoren 20b. Størrelsen af åbningen 270, der er udformet i en enhed som vist i fig. 2A, og hastigheden af fluidumstrømmen til måleenheden 18b varierer som en direkte funktion af den hastighed, med hvilken styrehjulet 64b drejes og/eller varierende styrebelastning. Den afmålte fluidumstrøm fra måleenheden 18b forårsager, at stemplet 76b i styremotoren 20b bevæger sig til venstre i fig. 5.

Når stemplet 76b bevæger sig til venstre, drejes hjulene 22b og 24b, og fluidum afgives fra et motorkammer 78b gennem en ledning 80b til styreventilen 14b. Dette fluidum føres gennem en udmåleantikavi-tationsåbning 194b, som er forbundet med en drænledning 84b.

En tryktilbagemeldingsledning 196b er i væskekommunikation med et trykkammer 208b i strømningskompensatorventilen 30b. Fluidumtryk, som føres gennem ledningen 196a, varierer som en funktion af den 142763 17 hastighed, med hvilken rattet 64b drejes, og behovet for fluidum ved måleenheden 18b over for en variabel belastning. Derfor bliver ven-tilspolen 92b bevæget til venstre i fig. 5 under påvirkning af fjederen 104b og fluidumtrykket i kammeret 208 med en kraft, som varierer som en direkte funktion af variationer i behovet for styrefluidum. Fluidumtrykket i det modsatte kammer 88b i strømningskom-pensatorventilen 30b varierer som en direkte funktion af variationer i afgangstrykket fra styrepumpen 12b. På grund af påvirkningen af fjederen 104b er fluidumafgangstrykket i styrepumpen 12b altid større end fluidumtrykket i kammeret 208b med en størrelse, der svarer til kraften af fjederen 104b. I en s$rlig udførelsesform for opfindelsen er fjederen 104 af en størrelse, så den kan opret- 2 holde en standby- og belastningskompenserefc trykforskel på 14 kg/cm mellem fluidumtryksafgangen fra styrepumpen 12b og fluidumtrykket i kammeret 208b.

Ved drejning af rattet 64b påvirkes styreventilen 14b på samme måde som tidligere beskrevet. Ligeledes bliver måleenheden 18b forbundet med og påvirket af styrehjulet 64b. En første drejning af styrehjulet forårsager, at åbningen 270 åbner i en udstrækning, der svarer til den pågældende drejning af styrehjulet. Derved føres der fluidum gennem åbningen 270 til måleenheden 18b og ledningen 196b.

Før åbningen af ventilen 14b, leder pumpen 12b fluidum til kammeret 88b i trykkompensatorventilen 30b. Trykket i kammeret 88b svarer til kraften af fjederen 104b og trykket i kammeret 208b, som er ventileret til tanken gennem åbningen 274. Hvis de kræfter, der virker på spolen 92b, og som søger at bevæge denne til højre, overstiger kraften af fjederen 104b og trykket, der søger at bevæge den til venstre, forbindes kammeret 88b med kammeret 100b for at udføre en formindskelse af pumpen 20b's fortrængning. Før åbningen af ventilen 14b er spolen 92b i en afbalanceret stilling, hvor afgangstrykket på den ene side af spolen 92b svarer til fjedermodstanden.

På dette tidspunkt er pumpens vippeplade 40b i en stilling for minimal fortrængning opretholdende et minimalt standby-tryk.

Når ventilen 14b er åben, og åbningen 270 er åben, er åbningen 274 lukket. Derved føres fluidumtryk gennem ledningen 196 til kammeret 208b. Dette forårsager, at spolen ,92b søger at bevæge sig til venstre, hvilket resulterer i en tilsvarende let forøgelse af pumpen 18 142763 12b's fortrængning på grund af, at vippeplademotorens kammer 100b er forbundet med afløb. Når pumpeleveringen forøges, stiger trykket i kammeret 88b. På samme måde stiger trykket i ledningen 196b såvel som det tryk, der virker på måleenheden 18b.

Når først tilstrækkeligt tryk er oprettet, således at måleenheden 18b kan virke stabilt, er trykfaldet over åbningen 270 tilstrækkeligt til at forårsage, at ventilspolen 92b bevæger sig til højre imod fjederen 104b til stillingen, der er vist i fig. 5.

Jo større hastigheden af rattet er, jo større er behovet for flui= dum til måleenheden 18b og åbningen 270's størrelse forøget for at holde fjedertrykket derover ved den forøgede styrehastighed. Når åbningen 270 bliver større, formindskes trykfaldet gennem åbningen, og trykket i 196b forøges. Denne forøgelse af trykket overføres til kammeret 208, og fortrængningen af pumpen 12b vil blive forøget i et forsøg på at tilfredsstille behovet. Hvis pumpeydelsen overstiger behovet, som stilles af måleenheden, vil trykket i kammeret 88b stige og forårsage, at ventilspolen 92b bevæger sig til højre førende tryk til kammeret 100b. Dette vil resultere i en formindskelse i pumpen 12b's fortrængning. Følgelig virker anlægget til at levere væsketryk til måleenheden 18b i henhold til behovet for styrefluidum. Åbningen 270 virker til at opretholde en trykforskel imellem kammeret 88b og kammeret 208b svarende til det resulterende tryk af fjederen 104b.

En særlig foretrukken udførelsesform for styreventilen 14b er vist i fig. 6. I denne udføreisesform for styreventilen er de forskellige ledninger, der er forbundet med styreventilen, blokeret, når styreventilen befinder sig i neutral eller upåvirket stilling som vist i fig. 6 med undtagelse af ledningen 196b, der er forbundet med afløb gennem åbningen 274. Ved bevægelse af ventilspolen 278 til venstre i fig. 6 til påvirkning af styremotoren 20b leveres fluidum fra ledningen 72b gennem en ventilkanal 282 til måleenheden 18b. En afmålt strøm af fluidum føres fra måleenheden 18b igennem en kanal 284 til en leveringsledning 74b for motoren. Fluidumtryk føres fra styremotoren 20b gennem ledningen 80b og afgår til afløb gennem åbningen 294b og ledningen 84b. Kanalen 282 er forbundet med tilbageføringsledningen 196b gennem en kanal 292. Det skal bemærkes, at fluidum fra leveringsledningen 72b føres gennem den variable

Claims (2)

142763 19 åbning 270, før den kommer ind i måleenheden 18b, og før den kommer ind i kanalen 292, der fører til tilbageføringsledningen 196b. Når ventilspolen 278 bevæges til højre i fig. 6, føres højtryks« fluid\im fra leveringsledningen 72b gennem en ventilkanal 298 til måleenheden 18b og fra måleenheden 18b til motorledningen 84b gennem en ventilkanal 300. Fluidum, som kommer ind i måleenheden 18b, føres gennem en variabel åbning 270. Ventilkanalen 298, der er beliggende nedstrøms i forhold til åbningen 270, forbindes med tilbageføringsledningen 196b gennem en ventilkanal 306. Endelig føres fluidum fra styremotoren 20b og ledningen 74b gennem en måleåbning 194b til afløbsledningen 84b. Patentkrav. ·Μ»_» «Μ«··» naaa a»«· μ — — —

1. Styreanlæg til et køretøj og indbefattende en trykfluidumskilde, en hydraulisk s typemotor, som er indrettet; til at blive aktiveret til udførelse af styring af køretøjet, en styrereguleringsventil i fluidforbindelse med fluidumskilden, måleorganer i fluidumsforbindelse med styrereguleringsventilen og styremotoren og indrettet til at virke ved variabel hastighed i henhold til førerens behov for styrefluidum og styrebelastningen for målefluidumsstrøm til styremotoren ved en hastighed, der varierer som en funktion af dennes hastighed, kendetegnet ved første ledningsorganer (74, 74a, 74b) til at føre al målestrøm til styremotoren, og organer, der er påvirkelige af afføling af strømmen og trykbehovet for styrefluidum ved de nævnte måleorganer til at variere udgangsstrømmen af fluidum fra fluidumskilden til styremotoren indbefattende åbningsorganer (82, 202, 270), som kan variere i størrelse til variation af trykforskellen derover i henhold til førerens krav og styrebelastningen i det mindste under operationen af nævnte måleorganer, sekundære ledningsorganer (80, 84, 72a, 84a, 72b) til føring af strøm af fluidum tværs over de nævnte åbningsorganer med variabel størrelse i det mindste under operationen af måleorganerne, og tredie ledningsorganer (32, 196a, 196, 196b), der er forbundet med den ene side af åbningsorganerne med variabel størrelse for føring af et tryksignal som svar på trykforskellen over åbningsorganerne med variabel størrelse til organer (30, 34, 30a, 34a, 30b, 34b) til regulering af strømmen af fluidum fra fluidum-