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Hydrostatische Einrichtung insbesondere für Servolenkungen CD Die
Erfindung bezieht sich ganz allgeinein auf Flüssigkeitssteuerungen und insbesondere
auf solche Flüssigkeitssteuerungen, die derart ausgebildet sind, daß diese eine
hydraulische Verstärkung in Leistungssystemen erzeugen, wie beispielsweise in Servolenkungen
von lenkbaren Fahrzeugen. Die Erfindung bezieht sich also deinzufol,--,re auch auf
hydraulische Pumpen und Hydraulikmotoren und insbesondere auf solche Pumpen und
Motoren, die vom gleichen Typ sind und die hypooycloidale oder Gerotor-Zahnradsätze
aufweisen und ferner manuell verstellbare Steuerventile, die mit diesen Zahnradsätzen
verbunden sind, um automatisch entgegengesetzt zur manuellen Verschiebung eine Nachfolgebewegung
durchzuführen. Anlagen dieser Art sind in den US-Patentachriften 3 087 436
und 3 288 034 beschrieben. Beide Patentschriften beuchreiben hydraulische
Anlagen, die eine Gerotorzahnradsatzanordnung aufweisen. Bei der Vorrichtungg
die
in der US-Patentschrift 3 087 436 beschrieben wird» ist eine handbetätigte
Pumpe vorgeseheng die von einem Steuerrad betätigt werden kann und die von einem
Steuerschieber getrennt ist, der eine kontinuierliche Strömung regelt, die von einer
vom Motor angetriebenen Leistungspumpe abgegeben wird. Ein Steuergestänge wird von
einem abgeglichenen Zylinder betätigtp der Drucköl vom Steuersohieber enthält und
zwar in vom Gerotorzahnradsatz zugemessener Weise. Die Erfindung umfaßt eine Flüssigkeitest.euerungg
um die Strömung eines Druckmittels zu einer hydraulisch betätigten Einrichtung zu
steuern und es ist in einem Gehäuse ein Zahnradsatz vorgesehen, welcher sowohl als
manuelle Pumpe oder*Motor und als Zumeßeinrichtung arbeiten kann und es ist ein
axial verschiebbarer Schieberkolben vorgesehen, um die Strömung des Druckmittels
durch den Zahnradsatz und zur hydraulisch betätigten Vorrichtung zu steuern. Eine
Steuerwelle ist drehbar am Gehäuse in axial fluchtender Lage zum Kolbenschieber
angeordnet und ist mit dem Schieber derart gekuppelt, daß eine Drehung
C>
der Steuerwelle in entgegengesetzten Richtungen bewirkt, daß sich der Schieberkolben
axial von einer neutralen Stellung aus in entgegengesetzten Richtungen im in axialen
Abstand angeordnete Betriebslagen bewegt.
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Die Kupplung zwischen der Steuerwelle und dem Schieberkolben weist
eine sohraubenförmige Nut und eine Kugelanordnung
auf, wobei diese
Teile miteinander zusammenwirken. Die Kupplun- umfaßt ferner ein Zahnrad, welches
einen Torsionsring aufweist, um eine sogenannte Punktdrehung zwischen der Welle
und dem Schieber zu ermöglichen, wobei eine gewisse begrenzte relative Drehung zwischen
den Teilen zugelassen wird.
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Die Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf die C) Figruren
der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht
einer erfindungsgemäß ausgebildeten Steuerungy wobei einige Teile im Schnitt dargestellt
sind, t>
Fig. 2 eine Endänsicht der Steuereinrichtung, gesehen von der linken
Seite der Fig. 1 aus, Fig. 3 eine Schnittansicht der Steuerung, genommen
längs der Linie III-III der Fig. 29 Fig. 4 eine Schnittansichtg genommen längs der
Linie IV-IV der Fig. 39
Fig. 5 eine Schnittansicht, genommen längs
der Linie V-V der Fig. 3,
Fig. 6 eine Ansicht der Schraubennut- und
Kugelanordnung, genommen längs der Linie VI-VI der Fig. 39
Fig.
7 eine Seitenansicht einer Leergangverbindung, gesehen von der Linie VII-VII
der Figo 3 ausp wobei das Gehäuse fortgelassen ist, Fig. 8 eine ähnliche
Teilschnittansicht wie Fig. 3."bei der eine andere Aüsführungsform einer Schraubennut-
und Kugelanordnung dargestellt ist, Fig, 9 eine Ansichtg gesehen von der
Linie IX-IX der Fig. 8 ausq wobei das Gehäuse fortgelassen ist, Fig,10 eine
vergrÖßerte Schnittansicht der in Fig. 8
dargestellten Nuten- und Kugelanordnung,
Figwil eine schematische Ansicht eines Servolenkungssystems für lenkbare-Fahrzeuge,
wobei diese Servolenkung eine gemäß der Erfindung ausgebil-* dete Flüssigkeitssteuerung
aufweist, Fige 12 eine teilweise schematische Ansicht eines Servolenkungssystemeg
bei wel chem eine andere Ausführungeform einer Steuerung vorgesehen ist und Fig.13
eine Schnittansicht, genommen längs der Linie XIII-XIII der Fig. 12.
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Eine gemäß der Erfindung aufgebaute Steuerung ist allgemein in Fig«
11 bei 15 dargestellt. Die in Fig. 11 dargestellte Steuerung
15 bildet eine der Komponenten einer hydraulischen leistungsanlageg die ganz
allgemein mit 16
bezeichnet ist, wobei diese Anlage eine
Hauptpumpe 17
aufweist, die von einem Motor angetrieben wird und einen doppelt
wirkenden hydraulischen Zylinder 18. Das hydraulische Getriebe
16 kann beispielsweise bei einem Servolenkaystem für ein lenkbares Fahrzeug
vorgesehen sein, wobei die gesteuerten Räder des Fahrzeuges mit den Stangen
19 und 20 verbunden sind, die sich von den Enden dey hydraulischen Zylinders
18 aus erstrecken. diese Stangen 19 und 20 werden von einem Kolben
21 hin-und herbewegt, der gleitbar in dem Zylinder angeordnet ist.
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Die Steuerung 15 und die Hauptpumpe 17 werden durch
zwei Ölleitungen 22 und 23 miteinander verbunden. Die Leitung 22 ist an einem
Ende mit der Hochdruckseite 24 der Hauptpumpe 17 verbunden und das andere
Ende ist mit einem Einlaß verbunden, der mit dem Buchstaben P gekennzeichnet ist
und der in einer Endkappe 26 der Steu.,rung 15 vorgesehen ist. Die
andere Leitung 23 ist an einem Ende mit einer Rückflußleitung H verbunden,
die in der Endkappe 26 ausgebildet ist und das andere Ende dieser Leitung
ist mit der Niederdruckseite 27 der Pumpe 11
verbunden. Zwei andere
Leitungen 28 und 29 verbinden ctLe Enden 30 und 31 des
doppelt wirkenden Zylindero 18 mit Öffnungen C 1 und C 29 die in der ßndkappe
26 aus-ebildet sind,
Damit die Steuerung 15 in dem
Servolenkeystem 16 verwendet werden kann, kann ein Steuerrad 22 an einer
Steuerwelle 33 montiert sein, die sich von einem Ende 34 der Steuerung
15 aus erstreckt, wobei dieses Ende der Endkappe 26 gegenüberliegt.
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Während des Betriebes des Systems 16 arbeitet die Haupt-Pumpe
17 kontinuierlich, damit Druckmittel, wie beispielsweise Öl oder dergleichen,
durch die Leitung 22'und die Steuerung 15 umlaufen und durch die Leitung
23 zurücklaufen kann. Sollte das Steuerrad 32 um seine Achse gedreht
werden, so leitet die Steuerung 15 Druckmittel von der Abgabeseite der Hauptpumpe
17 zur einen Seite des Zylinders 18 und führt das Druckmittel von
der anderen Seite des Zylinders zur Saugseite 27 der Pumpe 17
zurück.
Dies führt dazu, daß die gesteuerten Räder des Fahrzeuges gedreht werden. Wenn sich
die gesteuerten Räder um eine Strecke gedreht habeng die proportional zu dem Winkel
istp um den das Steuerrad 32 verdreht wurde, sperrt die Steuerung
15 eine weitere Strömung zum Zylinder 18 ab und das,Öl wird wieder
direkt zur Pumpe 17 zurückgeleitet. Eine Drehung des Steuerrades
32 in einer entgegengesetzten Richtung, hat die Wirkung, die Steuerung
15 wieder zurückzustellen, um Druckmittel der anderen Seite des Zylinders
18 zuzuführen und um die gesteuerten Räder in einer entgegengesetzten Richtung
zu drehen.
Die Steuerung 15 weist einen Schieber aufp der
die StrÖ-mung des Druckmittels zwischen den Leitungen 229 23, 28
und 29 regelt
und ferner weist diese Steuerung einen Zahnradsatz auf, durch den hindurch das Druckmittel
zwischen der Pumpe 17 unddem Zylinder 18 hindurch geht. Der Schieber
bewegt sich von einer neutralen Stellung aus, in welcher das Druckmittel von der
Hauptpumpe 17
direkt von der Leitung 22 über die Leitung 23 zurückfließt
in eine von zwei Betriebsstellungeng in denen das Druckmittel aus der Leitung 22
der Leitung 28 oder 29 Zugeleitet wird. Diese Bewegung erfolgt bei einer
Drehung der Welle 33. Wenn sich der Schieber in eine Betriebsstellung bewegt,
so strömt das Druckmittel, welches durch die Leitung 28 oder 29 hindurchfließt,
durch den Zahnradsatz. Dieser Zahnradsatz ist mit dem Schieber verbunden und wirkt
als Nachlaufmechanismus, da der Betrieb des Zahnradsatzes die Neigung hat, den Sohieber
in seine neutrale Stellung zurückzuführen. Die Steuerung 15 kann als sogenanntes
einstüokiges System bezeichnet werden, da der Zahnradmechanismus und der Schiebermechanismus
innerhalb eines einzigen Gehäuses angeordnet sind und da der Zahnradmechanismus
mechanisch mit dem Schieber verbunden ist und als Folgemechanismus für den Schieber
wirkt, nachdem der Schieber durch eine Verdrehung der Welle 33 bewegt wurde.
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Es soll nun auf die Fig. 1 bis 3 Bezug genommen
werden.
Die Steuerung 15 weist ein Gehäuse 36 auf.
welches im -allgemeinen zylindrisch geformt ist und in diesem Gehäuse ist eine zylindrische
Bohrung 37 vorgeseheng die eine Wandung 38 aufweist. Eine Reihe von
im axialen Abstand voneinander angeordneten Umfangenuten ist in der Bohrungswandung
38 vorgesehen und diese Nuten sind mit Pfg Mlp Clfp Rtg 02f9 Pit und Rtt
bezeichnet. Der Steuerschieber der Steuerung 15, der das Druckmittel zwischen
den Leitungen 22, 239 28 und 29 steuert, weist einen hülsenförmigen'Steuerkolben
39 auf. Der Steuerkolben 39
weist eine äußere Wandung 40 auf, in der
eine Anzahl von in axialem Abstand voneinander angeordneten Umfangdnuten 41 bis
44 angeordnet sind. Weiterhin weist dieser Schieberkolben 39 eine Innenwandung
46 auf und innerhalb dieser Innenwandung 46 ist eine innere Kammer 47 angeordnet.
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Die Betätigungewelle 33, die wie bei 48 und 49 gezeigt, mit
Riffelungen und einem Gewinde für die Montage des Steuerrades 32 versehen
sein kann, tritt in das G'ehäuse 36 durch das Ende 34 ein und erstreckt sich'bi"a'zin
die Kammer 47 innerhalb des Schiebers 39.
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Zwischen einem Ende 50 des Gehäuses 36 und der Endkappe
36 ist ein Zahnradaatz 51 angeordnet# wobei beim dargestellten Ausführungebeispiel
dieser Zahnradeatz ein Paar hypooycloidale Zahnräder aufweist. Eines dieser
Zahnräder
ist mit 52 bezeichnet und das andere ist mit 53 bezeichnet. Das Zahnrad
52 weist eine Innenverzahnung auf und das Zahnrad 53 weist nach außen
sich erstreckende Zähne auf und ist innerhalb des Zahnrades 52 angeordnet.
Das Zahnrad 52 hat einen Zahn mehr als das Zahnrad 53 und die Zahnräder
sind relativ zueinander drehbar. Wegen der Konfiguration und des kämmenden Eingriffs
der Zahnräder 52 und 53 erzeugt eine relative Drehung zwischen diesen
Rädern ebenfalls eine relative Umlaufbewegungi Die Umlaufgeschwindigkeit ist um
einen Faktor größer als die relative Drehgeschwindigkeit, wobei dieser Faktor gleich
der Anzahl der Zähne des mit einer Innenverzahnung versehenen Zahnrades
53 ist.
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W4hrend der relativen Umlauf- und Drehbewegung der Zahnräder
52 und 53 werden eine Reihe von abwechselnd sich ausdehnenden und
dann zusammengedrückten Kammern zwischen den Zähnen oder Vorsprüngen der Zahnräder
ausgebildet. Das mit einer Außenverzahnung versehene Zahnrad 53, welches
beim dargestellten Ausführungdbeispiel als Sternrad oder Rotor bezeichnet werden
kann, ist gegenüber dem mit einer Innenverzahnung versehenen Zahnrad 52 exzentrisch
angeordnet. Das mit der Innenverzahnung versehene Zahnrad 52 kann als Stator
bezeichnet werden. Die Gesamtanordnung 51 üer Zahnräder kann üblicherweise
als Gerotor-Zahnradsatz bezeichnet werden.
Wenn der Schieber
39 aus seiner neutralen Stellung heraus in eine seiner Betriebsatellungen
bewegt wird, strömt das Druckmittel von der Hauptpumpe 17 zum Zylinder
18
durch den Gerotorzahnradsatz 51 hindurchv um diese Zahnräder als
Nachlaufmechanismus für den Schieber 39 zu be-.tätigen. Das Druckmittel wird
in die Kammern zwischen den Zähnen der Zahn äder 52 und 53 hinein
und aus diesen Kammern heraus mittels eines Kommutatorschiebers 54 geführtg wobei
dieser Kommutatorschieber 54 innerhalb eines Gehäuses 55 angeordnet ist.
Eine Abstandhalteplatte 56 trennt die Zahnräder 51 vom Kommutatorsch-ieber
54.
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Es soll nun auf die Fig. 1 bis 5 Bezug genommen werden.
Ein Zapfen 57 erstreckt sich von der Endkappe 26 aus nach innen. Dieser
Zapfen sitzt in einer Bohrung 589 welche im Kommiitatorschieber 54 ausgebildet
ist. Dieser Kommutatorschieber selbst weist einen Ausschnitt 59 auf einer
Seite auf. Ein Abschnitt 60 auf der anderen Seite des Schiebers weist eine
verminderte Stärke auf, um Umfang'sausnehmungen 61 und 62 zu bilden.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Kommatatorachieber
54 mit der Umlaufgeschwindigkeit des Sternrades 53 gedreht, und steht
mit diesem Sternrad 53 über einen Finger 63 in Antriebeverbindungl
wobei sich dieser Finger 63 von einer Wobbelwelle 64 aus erstreckt. Die Wobbelwelle
64 weist im allgemeinen eine zylindrische Form auf und hat ferner zwei im Abstand
voneinander angeordnete
Zahnradabschnitte 66 und
67. Der gezahnte Ab-
schnitt 66 kämmt mit einem komplementär
geformten Zahnrad 68, welches in einer Bohrung 69 des Sternrades
53
ausgebildet ist. Der Zahnabschnitt 67 kämmt mit einer Verzahnung
709 die in der Innenwandung 46 des Schiebers 39 ausgebildet ist. Der
Finger 63 wird von einem Schlitz 71 aufgenommen, der im Kommutatorschieber
54 ausgebildet ist und zwar in exzentrischer Lage gegenüber der Mittelbphrung
58.
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Ein Betrieb des Gerotor-Zahnradsatzes 51, bei welchem das Sternrad
53 umläuft und sich dreht, hat die Wirkung, daß die Wobbelwelle 64 am Endabschnitt
67 gedreht wird und daß der gezahnte Abschnitt 66 so wie der Finger
63
sowohl sich drehen'als auch umlaufen. Die Umlaufbewegung des Fingers
63 in den stationären Zapfen 57 verdreht den Kommutatorschieber 54,
um den Zapfen 57 herumg und z%."ar mit der Umlaufgeschwindigkeit des Steernrades
53. Der Schieber 39 wird von der Wobbelwelle 64 mit der Drehgeschwindigkeit
des Sternrades 53 verdreht.
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Zusätzliche Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels des Kommutatorschiebers
54, der Wobbelwelle 64 und der Kanäle, durch die das Druckmittel durch den Kommutatorv
schieber strömt und durch die das Druckmittel zum Zahnradsatz 51 und aus
diesem heraus strömt, können der US-Patentschrift 3 288 034 entnommen werden,
Die
Endkappe 669 der Kommutatorschieber 549 das Schiebergehäuse 55, die
Abstandhalteplatte 56 und der Gerotorzahnradsatz 51 werden innerhalb
des Gehäuses 36 in zusammengebauter Lage mittels Schraubenbolzen
71 gehalten, die sich durch fluchtende Bohrungen hindurch erstrecken, die
in den vorgenannten Teilen angeordnet sind. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Schruabenbolzen
71 im Winkelabstand voneinander in der Endwandung 72 der Endv kappe
26 angeordnet., Die Öffnungen Pt Rg 01 und 02, die in Pig.
11 dargestellt sind, sind ebenfalls innerhalb der endkappe 26 zwischen
den Schraubenbolzen 71 angeordnet. Jede dieser Öffnungen steht mit einer
der Nuten in.Verbindung, die in der Bohrungswandung 38 des Gehäuses
36 ausgebildet sind.
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Beispielsweise ist in Fig, 1 die Öffnung Cl in der Endkappe
26 dargestellt. Ein Strömungskanal 729 der aus einer Reihe von axial
fluchtenden Bohrungen besteht, die im Kommutatorschiebergehäuse 55, in der
Abstandhalteplatte 569 im Stator 52, in einer Lagerplatte'i3 und im
Gehäuse 36 ausgebildet eihd» verbindet die Öffnung 01 mit der Nute
Ollt die in der Wandung 38 ausgebildet ist. In ähnlicher Weise ist die Öffnung
P in der Endkappe 26 mit der Nute P über einen axial sich erstreckenden Kanal
74 verbunden. Ferner ist in ähnlicher Weise die Öffnung R mit der Nute RI und die
Öffnung (32 mit
der Nute C21 verbunden. Wie Fig. 3 zeigDtt
sind die Nuter P und 211 miteinander über einen Kanal verbundeng der durch
die gestrichelte Linie 76 dargestellt ist. Die Nuten RI und R" sind miteinander
über einen Kanal verbundeng der gestrichelt bei 77 dargestellt ist. Die Nute
M2 ist mit dem Umfang des Kommutatorschiebers 54 verbunden und zwar über einen Kanal
78, der im Gehäuse 36 ausgebildet ist und der sich durch fluchtende
Bohrungen hindurch erstrecktt die in der Lagerplatte 73
im Stator
52 und in der Abstandhalteplatte 56 ausgebildet sind. Ein rohrförmiges
Glied 79 erstreckt sich zwischen der Endkappe 26 und dem Gehäuse
36, um die in diesem Raum angeordneten Komponenten einzuschließeh. Die Betätigungswelle
33 weist eine Hohlwelle 80 auf und es ist ferner eine Torsionsstange
81 mit vermindertem Durchmesser vorgesehenp die innerhalb der Hohlwelle
80
angeordnet ist. Das äußere Ende des Torsionsstabes 81
ist für eine
Drehverbindung mit der Welle 80 mittels eines radialen Zapfens
82 gekuppelt. Dieser Zapfen 82
sitzt in fluchtenden Bohrungen, die
in der Welle 80 und im Stab 81 ausgebildet sind.
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Die Antriebswelle
33 erstreckt sich durch eine Bohrung
839 die in einer Endkappe 84 ausgebildet ist und die Welle
33 ist
drehbar in einem Lager
86 gelagert. Die Welle
33 wird gegen eine axiale
Bewegung mittels einer
Schulter
87 gehalteng die gegen ein
Ende des Lagers
86
anliegt. Weiterhin ist ein Verriegelungering
88 vorgesehen, der gegen die andere Seite des Lagers
86 anliegt. Ein
Zahnrad-89 ist an einem verbreiterten Ende
90 der Torsionestange
81 ausgebildet. Wie die Fig.
1 und
3 zeigen, kann das Zahnrad
89 gegen das Zahnrad
67 anliegen und beide Zahnräder kämmen mit der
Innenverzahnung
70.9
die in der Innenwandung 46 des Schiebers
39 ausgebildet
ist.
stelltg ist eine schraubenförmige Nut
91 in einer Umfangswandung
92 der Antriebswelle
80 ausgebildet und diese Nut nimmt einen Zapfen
93 auf, der sich durch eine Bohrung 94 hindurch erstreckt. Diese Bohrung
94 erstreckt sich durch den Schieber
39 hindurch. Wenn die Ant-H ebswelle
33 und insbesondere die Hohlwelle
80 relativ zum Schieber
39 -edreht wird, so gleitet der Zapfen
93 in der Nute
91 und
wird axial bewegt und dadurch wird der Schieber
39 zusaiiimen mit dem Zapfen
verschoben. Die Schraubennut- und Zapfenanordnung wirkt in der Weise eines Nockens
und eines Nockennachläufers.
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Die zulässige relative Drehung zwischen der Hohlwelle 80
und
der Torsionsstange 81 ist mittels eines anderen Zapfens 95 begrenzt,
der in einer Bohrung 96 der Welle 80
sitzt und zwar an einer Stelleg
die dem Zapfen 93 diametral gegenüberliegt. Wie Fig. 7 zeigt, erstreckt
sich der Zapfen 95 nach außen in einen Ausschnitt 97 hinein, der im
Schieber 39 ausgebildet ist. Dieser Ausschnitt weist ein Paar axial sich
erstreckende in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Anschlagwandungen
97 und 98 auf. Die Welle 80 kann sich relativ zum Torsionsstab
81 lediglich in dem Ausmaß drehen, welches durch den Abstand der Wandungen
97 und 98 bestimmt wird. Es soll nunmehr die Betriebsweise der Steuerung
15 im einzelnen erläutert werden. Die Betriebsweise soll zusammen
mit
der Funktion der Steuerung 15 im Servolenkeystem 16 beschrieben werdeng
welches in Fig, 11 dargestellt ist. Es sei jedoch bemerktg daß diese
Steuerung in ähnlicher Weise arbeitetg wenn sie verwendet wirdt um den Betrieb anderer
durch Druckmittel betätigter Einrichtungen zu steuern.
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Es sei insbesondere auf die Fig. 1 und 3 Bezug genommen.
Falls kein Drehmoment auf die Welle 33 vom Steuerrad 32
ode dergleichen
übertragen wird, so ist die relative Anordnung der Welle 33, des,Schiebers
39 und der Nuten, die in der Wandung 38 ausgebildet sind, diejenigeg
wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Es sei angenommeng daß die Hauptpumpe
(Pig, 11) arbeitet. Druckmittel wird der Öff-
nung P in der,Endkappe
26 zugeleitet und gelangt über den Kanal 74 zur Nute V. Da ein Schieberabschnitt
99 des Schiebers 39 die Nute PI sperrti strömt das Druckmittel durch
den Kanal 76 zur zweiten Nute PIt. Ein anderer Schieberabschnitt 102 blockiert
teilweise die Nute Pft. Die-Nute 44, die in der Umfangewandung 40 des,so)iiebers
39 ausgebildet istg überbrückt die Nute Plt und..die benachbarte Nute Rff
und dadurch werden diese beiden Nuten miteinander verbunden, Das Druckmittel strömt
von der Nute R" durch den Kanal 77 zur Nute RI und von dort wird das Druckmittel
durch einen Kanal zur Öffnung R in der Akappe 26 geleitetp und dann strömt
das Druckmittel zur Saugseite 27 der Pumpe 11 durch die Leitung
23 zurück,
Diese Stellung des Schieber 39 kann als
neutrale Stellung bezeichnet werden, da das Druckmittel lediglich von der Pumpe
17 durch die Steuerung 15 und dann zurück zur PumPe 17 umläuft
und keine Einwirkung auf den Betrieb des Gerotorzahnradsatzes 51 oder des
Zylinders 18 hat.
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Es sei angenommeng daß auf die Welle 33 ein Drehmoment
aufgebracht wird, welches im Sinne der Uhrzeigerdrehung wirkt. Wenn dies erfolgtp
kann sich der Schieber 39 nicht drehen, da dieser für eine gemeinsame Drehung
mit dem Sternrad 63 über die Wobbelwelle 64 verbunden ist und das Sternrad
53 kann sich nicht drehen, da der Gerotor-Zahnradeatz 51 hydraulisch
verriegelt ist. Der Schieber 39 kann sich jedoch axial bewegen und obwohl
das innere Ende 90 der Torsionastange 81 sich nicht drehen kann, kann
sich die Welle 80 drehen und diese Welle dreht sich und verschiebt den Schieber
39 axial nach links in eine Betriebestellung.
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Wenn sich der Schieber 39 nach links bewegt, gelangt die Nute
Pl, die in der Bohrungewandung 38 ausgebildet ist, in Verbindung mit einer
Nute 104, die im Schieber 39
ausgebildet ist, Am anderen En de des Schiebers
39 sperrt ein Schieberabschnitt 103 die Nute Rff ab um zu verhindern,
daß Druckmittel aus der Nute Ftl in die Nute Rft strömt. Dadurch wird Druckmittel
aus der Fumpe 17 durch die Nute 21 in eine Reihe von Bohrungen Ml geleitet,
die im Schieber
39 in Umfangerichtung in Abstand voneinander
angeordnet sind. Das Druckmittel geht durch die Bobxungen Ml hindurch und gelangt
in die hohle Innenseite des Schiebere 39 und strömt durch einen Kanal
1099 der in der Wobbelwelle 64 ausgebildet ist und gelangt zum AUS-schnitt
59, der iin Kommutatorschieber 54 vorgesehen ist. Eine Beaufschlagung des
Gerotorzahnradeatzen 51
mit Druck bewirkt den Betrieb des Satzes in einer
Richtung und das Druckmittel geht dann durch den Kanal 78
hindurch und gelangt
in die Nute M29 die in der Wandung 38 ausgebildet ist.
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Aus der Nute M2 strömt das Druokmiitel durch die Nute 107 in
die Nute 021 und dann durch einen entsprechenden Kanal zur Öffnung 02 in der Endkappe
26, Wie Pig, 11
zeigt, gelangt das Druckmittel von der Öffnung 02 durch
die Leitung 29 zur rechten Seite 31des Hydraulikzylinders 18 und dadurch
wird der Kolben 21 nach linke verschoben.
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Das Druckmittel in der linken Seite 30 den Zylinders
18
wird durch die Ölliitung 20 in die Öffnung 01 der Steuerung
15 hinein gedrückt. Dieses unter geringem Druck stehende Druckmittel wird
da= durch einen Kanal zur Nute 011 in der Wandung 38 geleitet und
da diese Nute. mit der benachbarten Nute Rt über die Nute 42 im Sohieber
39 verbunden istg wird das Druckmittel über einen
Kanal
zur Öffnung R in der Endkappe 26 geführt und dann strömt das Druckmittel
durch die Leitung 23 zur Saugseite der Pumpe 17.
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Es sei bemerkt, daß sich der Schieber 39 drehen kann, sobald
sich dieser Schieber axial ausreichend weit nach links bewegt hat, um hydraulisch
den Gerotorzahnradsatz 51 zu entriegeln. Nach dem Entriegeln des Zahnradsatzes
51 hat die Verdrillung, die sich in der Torsionsstange 81 ausgebildet
hat, die Neigung, den Schieber 39 zu dreheng bis sich dieser in der Stellung
befindet, die dieser ursprünglich gegenüber der Hohlwelle 80 eingenommen
hat. Der Betrieb d.es Gerotorzahnradsatzes 51 und insbesondere die Drehung
des Sternrades 53 bewirkt eine Drehung des Schiebers 39 in der gleicheh
Richtung, in der die Welle 33 gedreht wurde. Dadurch entsteht die Tendenz,
den Schieber 39 axial nach rechts zurück in eine neutrale Stellung gegenüber
der Welle 33 zu bewegen und zwar durch die Schraubennut- und Zapfenanordnung.
Wenn die Drehung der Welle 33 unterbrochen wirdg bewegt eine weitere Drehung
des Schiebers 39 durch den Rotor 53 diesen Schieber 39 in die
neutrale Stellung zurücke um eine weitere Strömung von Druckmitt'el zum Hydraulikzylinder
18 abzusperren und um den Gerotorzahnradsatz 51
hydraulisch zu verriegeln.
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Wenn ein Drehmoment auf die Welle 33 aufgebracht wirdg
welches
entgegengesetzt zum wirzeigereinn geriunic-b istg ist die Betriebeweise der Steuerung
15 ähnlich der soeben beschriebenen Betriebeweineg jedoch erfolgt der Betrieb
in umgekehrter Richtung# Wenn die Welle 80 entgegengesetzt zum Uhrzeigerdreheinn
gedreht wirdp so wird'der Schieber 39 azial nach rechte bei der Darstellung
in den Fig. 1 und 3 bewegt. Die Nute 21) wird gegenüber der Nute Rff
durch die Schieberkante 102 abgesperrt. Die Nute M2 steht jedoch mit der Nute Pff
in Verbindung* Druckmittel aus der Pumpe 17 strömt von der Nute Pff in die
Nute M2'und dann.dur'ch den Kanal 78 zum Kommutatorschieber 54 in Gerotorzahnradeatz
51. Der Rotor 53 wird dann gedreht und läuft relativ zum Stator
52
um, jedoch in einer Richtung entgegengesetzt zu derg in der er sich
bewegtp wenn der Schieber 39 nach links verschoben wird.
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Das Druckmittel tritt aus dem Gerotorzahnsatz
51 und dem Kommutatorschieber
54 aus und strömt durch den Kanal
109 der Wobbelwelle 64 und dann durch die
Bohrungen Ml in die Nute Cll und dann zur Öffnung
Cl in der Endkappe
26. Aus der Öffnung
Cl strömt das Druckmittel durch die Leitung 29
zur linken Seite
50 des Hydraulikzylinders
18, um den Kolben 21 nach
rechts zu drücken,
Das Druckmittel auf der rechten Seite
31 des Zylinders
18 strömt über die Leitung
29 in die Öffnung
02 und dann durch die Nute 021 in der Steuerung. Da die Nute 021 nun mit der benachbarten
Nute RI durch die Nute 42 verbunden ist, strömt das Druckmittel aus der Nute RI
zur Öffnung R in der Endkappe
26 und dann durch die Leitung
23 zur
Saugseite
27 der Lampe
17.
Bei dem bisher beschriebenen Betrieb der
Steuerung
15
werden die Zahnräder
52 und
53 des Gerotorzahnradgatzes
51 relativ zueinander gedreht und laufen um und zwar durch den Druck des
Druckmitteleg das durch die Haupt-PumPe
17 gefördert wird und welches in
die sich ausdehnenden und die sich zusammenziehenden Kammern strömt, die zwischen
den Zahnrädern
52 und
53 ausgebildet werden, Der Gerotorzahnradeatz
51 übt hier die Funktion einer Zumessung der Druckmittelmenge zum Hydraulikzylinder
18 aus, da das gesamte Druckmittel# welches von der PumPe
17 zum Zylinder
18 gefö;dert wird, durch den Gerotorzahm adaatz
51 hindurch strömt.
Der Zahnradsatz
51
dient ferner als Motor und Polgemeohanismus für den Schieber
39 und dieser Zahnradeatz hat die Neigungg den Schieber in die neutrale Stellung
zurückzuführen. In dem Fall, in dem die Hauptpumpe
17 nicht arbeitet, dient
jedoch der Georotorzahnradeatz
51 nicht als Plotor sondern hauptsächlich
als Druckmittelpumpe.
Schieber
39 und dann direkt über die Wobbelwelle 64 und
das Sternrad
53. Eine andere Ausführungsform der Schraubennut- und Kugelkupplungsanordnung
zwischen der Welle und dem Schieber ist in den Fig.
8 bis
10 dargestellt.
In diesen Figuren werden für die entsprechenden Teile Bezugeziffern verwendet, die
gegenüber den in den Fig,
1 bis
7 verwendeten Bezugsziffern um
100 erhöht sind. Bei der in den Fig.
8 bis
10 dargestellten
Ausführungsform ist die Nute
191, die in der Umfangswandung
192
der
Welle
180 ausgebildet:ist, im allgemeinen V-förmig und weist eine gewölbte
Bodenwandung lgla und ebenfalls gewölbfe Endabschnitte
191b auf.
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Eine Ku.-.el 194 wird anstelle des Zapfens 94 dor vcoher beschriebenen
Ausführungsform verwendet und es sei bemerkt, daß die Tiefe der Nutelgl derart istg
daß ein Hauptteil der Kugel 194 von der Nute 191 aufgenommen wird. Die Bodenwandung
191 ist teilweise kreisförmig ausgebildet und weist im Querschnitt einen
Radius auf, der kleiner ist als der Radius der Kugel 194, so daß die Oberfläche
der Kugel nicht gegen die Bodenwandung 191a anliegt, sondern statt dessen gegen
die Wandungen der Nute 191 anliegt und zwar im wesentlichen einander gegenüberliegenden
Teilen lgle.
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Der kleinere Teil der Kugel 194, der nicht von der Nute
191 auf,--,enom,:ien wird, sit--t in einer t(#il#,.-eise sphärisch
ausgebildeten
Aussparung 1949 die im Schieber 139 ausgebildet ist. Der Radius der Aussparung
194 entspricht im wesentlichem dem der Kugel 193 und dadurch wird eine dichte
Lageroberfläche für die Kugel 193 gebildet.
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Die Kupplungsanordnung, die in den Pig, 8 bis 10 dargestellt
ist, schaltet im wesentlichen Leergangebewegungen zwischen der Hohlwelle
180 und dem Schieber 139 aus und weiterhin werden die Reibungsverluste
der Kupplung herabgesetzt. Wenn man die in den Fig. 8 bis 10 dargestellte
Ausführungsformen statt der in den Fig. 1 bis 7.gezeigten verwendet, so wird
natürliah in keiner Weise der weitere Betrieb der Steuerung 15 dadurch beeinflußt.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 12
und 13 dargestellt. Auch hier werden wieder die gleichen Teile wie in den
Fig. 1 bis 7 mit entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnetg die
um 200 vergrößert sind.
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Bei dieser Ausführungsform weist die Bohrungewandung 238
zusätzliche
Nuten auf, die mit Xp Y und Z gekennzeichnet sind. Diese Nuten können als Druckdänune
bezeithriet werden, da sie einem hohen statischen Druck ausgesetzt sind und zwischen
benachbarten Strömungsnuten angeordnet sind. Der Druck in der einen ist wesentlich
geringer als der Druck in der anderen Nute.
Beispielsweise ist
die Nute X mit der Einlaßöffnung 2
der Steuerung 215 über eine Leitung
verbunden, die schematisch bei 100a dargestellt ist und die Nute Y ist mit der Nute
Ptl über einen Kanal 101a verbunden. Die.Nute 21 ist mit der Nute Pft sowie mit
der Nute Z mittels einer Leitung 102a verbunden. Auf diese Weise sind alle Nuten
Ply PHl Xy Y und Z mit dem Druckmittel in der Öff-
nung 2 verbunden.
Es sei bemerkt, daß verengte Querschnitte oder andere Strömungebegrenztr 103a und
104a in die Leitungen 100a und 101a eingeschaltet sind.. um die Strömungerate zwischen
dem Druckmittel in der Öff-
nung F und den Druckdämmen X und Y zu begrenzen.
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Die Steuerung 215 unterscheidet sich von der in den Fig,
1 bis 7 dargestellten Ausführungeform noch durch eine Zentrierkupplung
in der Welle 233 und dem Schieber 239.
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Der Schieber 239 wird bei einer Drehung der Welle
233
relativ zu diesem mittels einer Schraubennut-und Kugelanordnung axial
bewegt, wobei die Kugel bei 293 dargestellt ist und eine Aussparung 294 im
Schieber 239 nimmt den kleineren Abeahnitt der Kugel 293 auf und eine
Nute 291 in der Welle 233 nimmt den Hauptteil der Kugel
293
auf. Zusätzlich erstreckt sich der Kopf 294a eines Schraubenzapfens 294
in einen Schlitz 2959 der im Schieber 239 ausgebildet isty damit die
Welle 233 und der
Schieber 239 sich gemeinsam drehen
können# nachdem die Welle 233 sich über einen vorbestimmten Winkel relativ
zum Schieber 239 verdreht hatg wobei dieser Winkel durch die Umfangsbreite
des Schlitzes 295 bestimmt wird.
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.Anders als bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen wird jedoch
die Zentrierung des Schiebere.239 gegenüber der Welle 2339 d.h. die Rückführung
den Schiebers 239, bei Fehlen einer Drehkraft an der Welle 233 während
einer manuellen Steuerung in die neutrale Stellung mittels eines Torsionagliedes
durchgeführt# welches sich von der Torsionestange 81 den zuletzt beschriebenen
Ausführungsbeispiels unterscheidet. Bei dem in den Pig. 12 und 13 dargestellten
Ausführungsbeispiel ist ein Zahnrad 105a vorgeseheng welches in der Bohrung
des
Schiebers 239 sitzt. Dieses Zahnrad kämmt mit einer Verzahnung.,
die an der Innenwandung 270 des Schiebers 239
ausgebildet ist. Das
Zahnrad 105a weist einen äußeren Ringteil 106a aufg an,dem die Zähne ausgebildet
sind und einen elastischen Ring 107a, und eine Hülse 108a. Die drei Teile 106.a
bis 108a können miteinander verbunden oder in anderer Weise zusammengebaut sein
um ein Torsionaglied 105a gemeinsam zu bilden.
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Die axiale Erstreckung der Hülse 108a ist etwas größer als die des
elastischen Gliedes 107a und des Zahnrades 106a. Ein Gewindebolzen 109a oder eine
ähnliche Halterung erstreckt sich durch die Bohrung der Hülse 108a und
ist
in einer Bohrung 110a der Welle 233 eingeschraubt. Der Schraubenbolzen 109a
ist so weit in die Bohrung 110a eingeschraubt, bis der Kopf 111a die Hülse fest
zwischer dem Kopf und einer Endwandung 112a der Welle 233 fest spannt.
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Das elastische Glied 107a kann aus einem elastomeren Material oder
dergleichen besteheng damit das äußere Glied 106a in begrenztem Maß sich relativ
zur Hülse 108a und zur Welle 233 drehen kann. In dieser Hinsicht arbeitet
das Torsionsglied 105a in einer Art und Weise, die der Funktion der Torsionsstange
81 des in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiels
entspricht. Der Vorteil der Verwendung des Zahnrades 105a als Torsionskupplung wird
deutlich, wenn man berücksichtigt, daß während der normalen Steuerung ein Ausbrechen
nur durch eine genaue Rückführung des Schiebers 239 in die normale Stellung
verhindert werden kann, wenn die Drehung der Welle 233 aufhÖrt.
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Bei dem in den Fig. 1 bis 7 dargestellten AusführungstD
CD beispiel ist zur richtigen Funktionsweise der Steuerung 15 erforderlich,
daß die Bearbeitung und der Zusammenbau der hohlen Welle 30 und der Torsionostange
81 ausreichend enge Toleranzen habeng so dai3., #,.:e%nn die ""lelle
33 im Gehäuse 36 montiert ist und die Zähne de cs Zulinr,--ides
89
mit der Innenverzahnung des Schiebers 39 kämmeng der Schieber sich in seiner
neutralen Stellung befindet, wenn kein Torsionemoment auf die Welle 33 aufgebracht
wird. Irgendwelche Fehlfluchtungen zwischen der Welle 80 und der Torsionastange
81 und den miteinander kämmenden Zahnrädern oder Zähnen erzeugt eine Verschiebung
des Schiebers 39 aus der neutralen Stellung heraus. Irgendwelche Veränderungen
im Widerstand oder in der Verdrillung der Stange 81 machen das Einsetzen
einer anderen Stange erforderlichg um ein richtiges Zurückführen oder Zentrieren
des Schiebers sicherzustellen.
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Bei dem in den Fig. 12 und 13 dargestellten Ausführungsbeispiel
kann jedoch das Zahnrad 105 leicht eingestellt ,,werdeng um die richtige
Mittellage oder neutrale Stellung des Schiebers 239 sicherzustellen. Der
Schraubenbolzen 109a kann gelöst werden und das Zahnrad 105 kann relativ
zur Welle 233 verdreht werdeng bis eine richtige Ausfluchtung erzielt istg
wonach der Schraubenb-olzen lediglich festgezogen wirdp um das Zahnrad
105 an der Welle 233 festzuspannen.
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Ein Abstandhalteblock 113a ist in der Bohrung des Schiebers
239 zwischen der Wobbelwelle 264 und dem Bolzen lo9a montiert, um einen richtigen
Abstand der Teile aufrecht zu erhalten. Der Block 113a ist geg."enüber der Wobbelwelle
264 und dem Bolzen 109a relativ drehbar.
Beim Betrieb der Steuerung
215 im Servolenkeystem 216
bei laufender Pumpe 217 bewirkt eine
Verdrehung der Welle 233 in Drehrichtung des Uhrzeigers eine Bewegung des
Schiebers 239 in axialer Richtung nach links. Die Hochdrucknute 21 steht
dann mit der Nute Ml in Verbindungg um Druckmittel dem Kommutatorschieber 254 durch
einen Kanal 214a zuzuführen. Da der Gerotorzahnradsatz 251 nun hydraulisch
entriegelt ist, dreht sich das Sternrad 253 relativ zum Stator
252 und läuft ur# und Druckmittel wird in den Kanal 209 in der Wobbelwelle
264 abgegeben. Das Druckmittel läuft dann um den Block 113 in der Bohrung
des Sohiebers 239 herum und läuft teilweise am Zahnrad 105a vorbei und gelangt
zu den Bohrungen M2, die im Schieber 239 ausgebildet sind. Diese Bohrungen
stehen mit Nuten 021 in Verbindungg um Druckmittel durch die Leitung 229 eineT Seite
231 und des Hydraulikzylinders 218 zuzuführen.
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Das Öl in der anderen Seite 230 gelangt durch die Leitung
228 und durch die Nute Oll, die in der linken Betriebestellung des
Schiebers 239 mit der Druokdammnute X in Verbindung steht und gelangt in
die Nute RI. Druckmittel strömt dann durch den Kanal 277 zur .1Jute Rtt und
von dort zum Auslaß R und durch die Leitun. 223 zurück zur Pumpe
217.
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In dieser linken Betriebestellung des Schiebers 239
herrscht
in der Nute C21 ein viel höherer Druclc als in
der Nute RI. Der
Druckdamm Y ist jedoch dem höheren Druck ausgesetzt und verhindert eine zu große
Leokströmung von der Nute 028 zur Nute RI.'Be sei bemerkt, daß eine geringe
Leckströmung zwischen der Druckdammnute Y und der Rückleitungenute RI keinen schädlichen
Einfluß auf den Betrieb der Steuerung 215 oder die Steuerwirkung des Systeme
216 hat. Leckströmungen zwischen den Nuten 02t und RI führen jedoch zu einem
nicht aehr,gut steuerbaren System.
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Andererseits steht die Druckdammnute X in direkter Verbindung zwischen.der
Nute 011 und der Rückleitungenute RI. Ein überschüssiges Lecken aus der Druckdamnute
X zur Nute RI wird verhindert und zwar mittels einer Strömungeb egrenzung 103a in
der Leitung 100a zwischen dem Einlaß F und der Druckdammnute X* Eine Drehung
der Welle 233 in einer Richtung entgegengesetzt zum Uhrzeigerdreheinn bewirkt,
daß der Schieber 239 bei der Darstellung in Pige 12 nach rechte bewegt wird.
Die linke Seite 230 den Zylinders 213 wird mit Hochdruckmedium gespeist
und die gesteuerten Räder vorden in entgegengesetzter Richtung gedrehte Die Druokdammnute
X dient dann als Puffer zwischen der Nut@ Olt und R,9 wohingegen die Xute Y lediglioh
als Vorbindungeleitung zwischen den Nuten RI und 021 dient. Wider» wird eine wesentliche
Leokströmung durch die Druokdammnute
Y verhindert und zwar deshalb,
weil eine S-CrÖmungsbegrenzungsÖffnung 104a in der Leitung 101a vorgesehen ist.
Damit das Druckmittel frei zwischen den Bohrungen M2 im Schieber 239 und
der Bohrung des Schiebers strömen kann, ist das Zahnrad 106a derart aufgebaut, daß
verschiedene Zähne fortgelassen sind.
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Es sei nun auf Fig. 13 Bezug genommen. Es ist festzustelleng
daß Zähne am Zahnrad 105a an Stellen um den Umfang herum fortgelassen sind, die
mit den Kanälen M2 fluchten damit das Druckmittel frei und leicht am Zahnrad
105
vorbeiströmen kann.
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Es können Abänderungen vorgenommen werdeng die im Rahmen der Erfindung
liegen*