SE436634B - Hydraulisk hjelpkraftstyrinrettning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 '7895066-3 En hjälpkraftstyrinrättning med två excentriskt och tvärs styr- 'spindeln anordnade styrkolvar för styrning av tryckolja är redan känd (tyska patentskriften l 133 642). I styrkolven ingriper härvid i den mot styrväxeln vända änden av styrspindeln utbildade tappar, Styrspindeln är via en vridstav förbunden med en över en kulkedja i en arbetskolv ingripande gängspindel, i vars spindelhuvud styrkol- varna är anordnade. De båda styrkolvarnas ändar inskjuter i ett olje- tillförselspår och har differenskolvytor, så att en bestämd reaktions- kraft är förnimbar i ratten. Sättet att sammanbygga ställmotor, styr- växel och styranordning vid denna kända hjälpkraftstyrinrättning har med avseende på driftsförhållande, driftsäkerhet och kompakthet fler- faldigt hävdat sig. Uppfinningen bygger därför på en sådan speciellt lämplig styrinrättning med kort bygglängd.

I styrinrättningen enligt uppfinningen bildar den de båda ställ- motorerna tillordnade och av en kolvventil och en vridslidventil sam- mansatta styranordningen en byggenhet och de båda styrventilerna är med spel kopplade till varandra via ett medbringarstift på sådant sätt, att de aktiveras efter varandra i beroende av den på ratten utövade kraften. Den andra på den ytterligare ställmotorn verkande styrninge- kretsen inkopplas därvid endast vid bortfall av den första oljekret- sen.

En sådan hjälpkraftstyrinrättning med två oberoende verkande styrningskretsar används företrädesvis i tunga-fordon, som utan hjälp- kraft inte längre vore styrbara. Den första styrningskretsen innehål- ler härvid, såsom hittills vanligt vid hjälpkraftstyrinrättningar av enkretstyp, en anordning för alstrande av en reaktionskraft, som för- medlar föraren den s.k. styrkänslan.

Uppfinningen beskrivs i det följande med ett utföringsexempel och under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig. l visar ett förenklat längdsnitt genom en hjälpkraftstyrinrättning med en styranordning.enligt uppfinningen för två styrningskretsar, fig. 2 visar ett tvärsnitt efter linjen II-II i fig. l, fig. 3 visar ett ytterligare tvärsnitt efter linjen III-III i fig. l med borttaget hus, fig. 4 visar i större skala en detalj av längdsnittet enligt fig. l, fig. 5 visar i ytterligare större skala en detalj av det med spel i vridsliden ingripande medbringarstiftet enligt fig. 4 och fig. 6 visar ett delsnitt efter linjen IV-IV i fig. 4 med centrerings- anordningen. I - Enligt fig. l och 4 är i ett som ställcylinder l utformat ut- format styrväxelhus en arbetskolv 2 samtidigt utförd som styrmutter, 10 15 20 25 30 35 40 7805066-'3 3 vilken dels står i ingrepp med en segmentaxel 3 och dels via en kul- bana 4 med en gängspindel 5. Gängspindeln 5 är över en vridstav 6 an- sluten till en styrspindel 7, som uppbär en icke visad ratt. I gäng- spindelns 5 spindelhuvud 8 är inbyggd en styranordning 9 med tvärs spindelaxeln liggande styrkolvar 10 och l0A. Två vid undre änden av en fläns ll på styrspindeln 7 anordnade tappar 12 och l2A sträcker sig genom borrningar 14 resp. 14A i spindelhuvudet 8 och ingriper i styrkolvarna 10 och l0A, så att dessa vid inledande av en vridrörel- se vrider sig med spindelhuvudet och förskjuts axiellt i förhållande till varandra. Härvid sker en elastisk vridning av vridstaven 6, tills vid styrkolvarna 10 resp. l0A bildade styrspâr (vilka närmare kommer att beskrivas under hänvisning till fig. 2) öppnas resp. stängs, så att tryckolja strömmar till en sida av arbetskolven 2.

Arbetskolven 2 uppdelar styrväxelhuset i två tryckrum l6 och 17.

Ställcylindern l bildar tillsammans med en oljepump 18 en behållare 20 och styranordningen 9 en i sig sluten första styrningskrets. Till- förseln av tryckolja till styranordningen 9 sker över ett tillopps- rum 21, medan ett ringspår 22 tjänar för returflödet. Tryckrummet 16 kan över en kanal 23 i spindelhuvudet 8 samt styranordningen 9 för- bindas med pumpen lö. Tryckrummet 17 kan via en i'fig. l med streck- prickade linjer antydd kanal 24, en ytterligare kanal 25 i spindel- huvudet 8 och styranordningen 9 anslutas till pumpen 18. De till tryckrummen 16 och 17 ledande kanalerna 23 resp. 24/25 kan via styr- anordningen likaledes förbindas med det till behållaren 20 anslutna returflödesringspåret 22.

Enligt fig. 2 matar pumpen 18 tryckolja från behållaren 20 till tilloppsrummet 21. Vid vridning av ratten förskjuts styrkolvarna 10 och 10A inbördes genom tapparna l2 resp. 12A alltefter vridningsrikt- ning inom det genom borrningarna 14 resp. 14A (fig. 4) i spindelhuvu- det 8 fastställda styrspelet från den visade neutralställningen. Från tilloppsrummet 21 när tryckoljan över en styrslits 26 resp. 26A tryck- rummet 16 resp. 17. Returflödet av den undanträngda oljevolymen sker över en styrslits 27 resp. 27A samt ett ringspår 29 resp. 29A till behållaren 20. I styrkolvarnas l0 och l0A visade neutralställning (mittställning) är därför samtliga styrspär 13, l5 resp. 13A, 15A öppna, så att en oljegenomströmning från pumpen 18 till behållaren 20 är möjlig. I styrkolvarnas 10 och l0A ena ände är insatt en centrerings- anordning 28 resp. 28A, som dels tjänar för exakt inställning av styr- kolvarna med avseende på styrspåren och dels understödjer vridstaven 6 vid återföring av styrkolvarna till neutralställningen. Styrkolvar- 'çooR QÜÅÜEÃQI 10 15 20 25 30 35 40 fvsosußs-3 4 nas l0 och 10A andra ände bildar tillsammans med i ett lock 30 styr» da kolvar 31 respI 31A reaktionskammare 32 resp. 32A. Reaktionskame rarna 32 och 32A är över icke synliga kanaler anslutna till tryckrum~ men 16 resp- 17. Vid förskjutning av styrkolvarna 10 och 10A måste sålunda på känt sätt kraften av trycket i reaktionskamrarna 32, 35; 'övervinnas, vilket i ratten ger den s.k. körkänslan. Vid bortfall ai dessa reaktionskammare vore en helhydraulisk styrning möjlig, och blott kraften av vridstaven 6 och kraften av centreringsanordningsn 28 resp. 28A måste övervinnas. Mellan tilloppsrummet 21 och de med behållaren 20 i förbindelse stående ringspåren 29 och 29A är insatt en backventil 33, som vid stillastående fordonsmotor tillåter en eí~ tersugning av tryckolja. 7 U Av fig. l och 4 framgår vidare att en som hylsa utformad vrié~ slid 36 via nållager 34 och 35 är lagrad på styrspindeln 7. Spindel~ huvudet 8 är i sin övre del utformad som en styrhylsa 37. Vridsliden 36 och styrhylsan 37 bildar tillsammans en i sig känd vridslidven= til. I styrhylsan 37 är upptagna längsgående spår 38 och 39, som i omväxlande ordningsföljd via skilda tryckmedelledningar 40 resp. 41 står i förbindelse med tryckrummen 42 resp. 43 till en ytterligare ställmotor 44 (fig. 3). På den yttre cylindriska mantelytan av vrid- sliden 36 är fördelat anordnade axiellt löpande längsgående spår 45 och 46. De längsgående spåren 45 är över kanaler 47 och ett ringspår 48 förbundna med en pump 50. De genomgående frästa längsgående spås ren 46 står över kanaler 51 i förbindelse med en behållare 52. Ställ= motorns 44 vridslidventil 36, 37, pumpen 50 och behållaren 52 bildar härvid beståndsdelarna i en från den första styrningskretsen skild, andra styrningskrets. I Vid en relativvridning av vridsliden 36 i förhållande till styr- hylsan 37 styrs de i neutralställningen (fig. 3) med varandra förbund- na längsgående spåren 45, 46 och 38, 39 på sådant sätt, att i mot» svarighet till rattens vridningsriktning antingen det ena eller det andra tryckrummet 42 eller 43 är förbundet med pumpens 50 tillopp och resp. motliggande tryckrum 43 eller 42 är förbundet med behållas ren. . W Av fig. 4 framgår att axiallager 53 och 54 upptar spindelhuvue dets 8 axialkrafter, medan ett radiallager 55 upptar styrspindelns 7 radialkrafter. Genom tätningar 56, 65 och 57 är de båda styrningss kretsarna hydrauliskt skilda från varandra.

I styrspindelns 7 fläns ll är enligt uppfinningen insatt ett medbringarstift 58, som med ett spel "s" ingriper i en borrning 60 i 10 15 20 25 30 35 7805066-3 5 vridsliden 36 (fig. 5). Dessutom är i en i styrhylsan 37 och vrid- sliden 36 utförd urfräsning 61 insatt en av en fjäder 62 och två ku- lor 63 och 64 bildad centreringsanordning (fig. 6).

Vid vridning av styrspindeln 7 förskjuts till att börja med en- dast styranordningen 9, så att den första styrningskretsen 1, 18, 20, vilken dessutom är konstruerad som krets för normal körning, aktiveras.

Då denna förskjutning sker över nållagren 34 och 35, är friktions- hysteresen relativt vridsliden 36 mycket liten, och denna förblir där- för opâverkad av styrspindelns 7 vridrörelse. Först då kraften i rat- ten vid stigande styrmotstånd blir större, t.ex. vid bortfall av den första styrningskretsen genom bortfall av motorn, förflyttas vridsli- den 36 genom styrspindelns 7 medbringarstift 58 relativt styrhylsan 37 till verksam ställning, så att den andra styrningskretsen 44, 50, 52 inkopplas. Därvid utför vridsliden 36 en relativvridning, exem- pelvis i pilriktningen enligt fig. 6, i förhållande till styrhylsan 37, så att kulan 63 bibehåller sitt läge i styrhylsans 37 urfräsning.

Därigenom sammantrycks fjädern 62. Så snart någon vridkraft inte läng- re verkar på ratten, âterförflyttas vridslidventilen 36,37 genom centreringsanordningen 62, 63, 64 och styranordningen 9 genom vrid- 'stavens 6 och centreringsanordningens 28, 28A gemensamma återställninge- kraft till neutralställningen.

Hjälpkraftstyrinrättningen enligt uppfinningen är med fördel så konstruerad, att den ena pumpen 58 drivs av fordonsmotorn och pum- pen 50 av fordonshjulen, så att hjälpkraftunderstödet från den andra styrningskretsen bibehålls vid en störning i den första styrningskret- sen till följd av ett motorbortfall, ett ledningsbrott eller ett pump- bortfall. Vid ett bortfall av den första styrningskretsen 1, 9, 18, 20 kan fordonet vid körning fortfarande säkert styras genom den av fordonshjulen drivna pumpen 50 och den andra styrningskretsen 19, 44.

Då endast pumpen 18 är driven av fordonsmotorn och pumpen 50 som reservpump är kopplad till fordonshjulen eller drivaxeln, tjänar den andra styrningskretsen enbart som nödstyrinrättning så länge for- donet körs. Den första styrningskretsens pump 18 måste därvid vara så tilltagen, att den också räcker för parkering. Om en liten pump 18 användes, så måste vid parkering extra styrkraft för hand uppbringas, eftersom den av hjulen drivna pumpen endast matar olja vid körning.

Claims (6)

I “Tâflåßfiéfi P'A T E N T K R A Ü

1. l. Hydraulisk hjâlpkraftstyrinrättning för motorfordon med två hydrauliskt från varandra skilda, medelst en styrspindel styrbara styrningskretsar, av vilka den ena består av en med en ställmotor och en styranordning rumsmässigt förenad, genom en i förlängning av styrspindeln anordnad gängspindel manöv- rerad styrväxel, och den andra består av en likaledes med styrväxeln förenad och koaxiellt med den första liggande andra styranordning samt en ytterligare, på styrstångsystemet inverkande ställmotor, varvid till varje styrningskrets är ordnad en egen servopump, k ä n n e t e c k n a d a v att de båda styranordningarna (9,l9), anordnade liggande omedel~ bart efter varandra, bildar en av ett gemensamt hus omsluter konstruktionsenhet, varvid den ena styranordningen (9) är bildad av två tvärs styrspindelaxeln på avstånd från denna anordnade och med en reaktionsanordning (3l,32 resp._3lA,32A} försedda styrkolvar (10 och 10A) och den andra styranordningen (19) är bildad av en vridslidventil (36,37).

2. Hydraulisk hjälpkraftstyrinrättning enligt krav l, k ä n.n e t e c k n a d a v att de båda styranordningarna (9 och 19) är anordnade i ett spindelhuvud (8) till gängspin~ deln (5).

3. Hydraulisk hjälpkraftstyrinrättning enligt krav l och 2, k ä n n e t e c k n a d a v att vridslidventilens (36,37) styrhylsa (37) är framställd i ett stycke med gängspindelns (5) spindelhuvud (8).

4. Hydraulisk hjälpkraftstyrinrättning enligt krav 1-3, k ä n n e t e c k n a d a v att i ett mellan vridsliden (36) och styrhylsan (37) bildat kort omkretsspår är anordnad en av tvâ kulor (63 och 64) och en mellan dessa liggande tryckfjäder (62) bestående centreringsanordning. 7805066-3

5. Hydraulisk hjälpkraftstyrinrättning enligt krav l-4, k ä n n e t e c k n a d a v att vridsliden (36) via nål- lager stödjer mot styrspindeln (7).

6. Hydraulisk hjälpkraftstyrinrättning enligt krav l-5, k ä n n e t e c k n a d a v att den styrkolvarna (10 och 10A) innehållande styranordningen (9) med reaktionsanordningen (3l,32 resp. 31A och 32A) är tillordnad den första styrnings- kretsen.