DE2702692A1

DE2702692A1 - Steuergeraet fuer lenkeinrichtungen o.dgl.

Info

Publication number: DE2702692A1
Application number: DE19772702692
Authority: DE
Inventors: Johannes Vagn Baatrup; Ivar Rasmussen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1977-01-24
Filing date: 1977-01-24
Publication date: 1978-07-27
Also published as: GB1594279A; IT7867122A0; DK143594B; BR7800387A; DE2702692C2; AR215674A1; DK552877A; DK143594C; IT1107003B; FR2377922A1; AU3260678A; AU511675B2; JPS53116635A; CA1091131A; FR2377922B1

Description

Steuergerät für Lenkeinrichtungen o. dgl.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät für Lenkeinrichtungen o. dgl. mit einem Gehäuse, mit in einer Gehäusebohrung angeordneten, ein Umschaltventil bildenden, äußerem Drehschieber und innerem Drehschieber, wobei an der Gleitfläche zwischen Gehäusebohrung und Drehschieber, vorzugsweise in der Gehäusebohrung, vier Ringnuten axial nebeneinander vorgesehen sind, von denen die erste mit einem Pumpenanschluß, die zweite und dritte je mit einem Anschluß für eine zu einem Arbeitsmotor führende Arbeitsleitung und die vierte mit einem Tankanschluß verbunden sind, mit einer mit dem inneren Drehschieber verbundenen Lenkwelle und mit einem Meßmotor, der bei einer Betätigung des Steuergeräts zwischen den Pumpenanschluß und den zuflußseitigen Arbeitsieitungsanschluß geschaltet ist und den äußeren Drehschieber dem inneren Drehschieber nachführt.

Es ist ein Steuergerät dieser Art bekannt, bei dem in der Gehäusebohrung ein äußerer und ein innerer Drehschieber angeordnet sind. Der innere Drehschieber ist mit einer Lenkwelle verbunden und bildet zusammen mit dem äußeren Drehschieber ein die Bewegungsrichtung des Arbeitsmotors bestimmendes Umschaltventil. Der Heßmotor besitzt einen rotierenden und kreisenden Kolben, der über eine Gelenkwelle und einen Querstift mit dem äußeren Drehschieber verbunden ist. Dieser bildet zusammen mit der Bohrung

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ein Verteilerventil für den Meßmotor. Der innere Drehschieber ist gegen die Kraft einer Rückstellfeder um einen durch Anschläge begrenzten Winkel relativ zum äußeren Drehschieber verstellbar. Der Innenraum des inneren Drehschiebers ist über DurchbrUche in beiden Drehschiebern mit der vierten Ringnut verbunden. Über Neutrallstellungsöffnungen in beiden Drehschiebern wird in der Neutralstellung die erste Ringnut mit dem genannten Innenraum verbunden.

Wenn bei einem solchen Steuergerät die Lenkwelle und damit der innere Drehschieber gedreht wird, öffnet sich das Umschaltventil und es fließt solange Druckflüssigkeit zum Arbeitsmotor, bis der äußere Drehschieber mit Hilfe des Meßmotors nachgeführt worden ist und das Umschaltventil wieder schließt. Auf diese Weise wird die Drehbewegung der Lenkwelle genau auf die Verstellbewegung des Arbeitsmotors übertragen. Hierbei ergibt sich jedoch häufig ein Schlupf, der die Genauigkeit der Lenkung beeinträchtigt und darüber hinaus für Linksdrehung und Rechtsdrehung unterschiedlich groß ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuergerät der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem ein höheres Maß an Übereinstimmung zwischen der Lenkwellenverstellung und der Verstellung des Arbeitsmotors vorhanden ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der zweiten und dritten Ringnut eine erste Hilfsringnut sowie zwischen der dritten und vierten Ringnut eine zweite Hilfsringnut angeordnet 1st und daß beide Hilfsringnuten mit dem Pumpenanschluß verbinden sind.

Bei einer Betätigung des Steuergeräts führt bei der einen Verstellrichtung die zweite Ringnut einen höheren Druck - der etwas niedriger ist als der Pumpendruck und, wenn der Arbeitsmotor seine Endlage erreicht hat, den Pumpendruck erreicht - und die dritte Ringnut Tankdruck. In der anderen Verstellrichtung ist es umgekehrt. Demzufolge

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konnte bisher in der einen Verstellrichtung Lecköl aus der zweiten Ringnut in die dritte Ringnut übertreten und in der anderen Verstellrichtung aus der dritten Ringnut in die zweite Ringnut und die vierte Ringnut. Die letztgenannte Leckölmenge war wegen des Abflusses in zwei Ringnuten höher als die erstgenannte Leckölmenge. Da dieses Lecköl bereits vom Meßmotor gemessen war, ergab sich für eine bestimmte Verstellung des Arbeitsmotors eine jeweils größere Drehung der Lenkwelle. In der Endlage des Arbeitsmotors ließ sich die Lenkwelle sogar langsam weiterdrehen· Diese Verhältnisse waren wegen der unterschiedlichen Leckölmengen für Rechts- und Linksdrehung unterschiedlich. Dadurch, daß die Hilfsringnuten vorgesehen werden, die ebenfalls Pumpendruck führen, ist der LeckflUssigkeitspfad unterbunden. Zwar dringt nunmehr Leckflüssigkeit von den Hilfsringnuten zu den benachbarten Ringnuten, welche den Tankdruck führen. Dies ist aber unschädlich, weil diese Leckflüssigkeit vom Heßmotor nicht gemessen worden ist. Damit kann ein störendes Lecken an dieser Stelle praktisch vollständig unterbunden werden. Soweit noch an anderen Stellen ein Lecken auftritt, ergeben sich für beide Lenkeinrichtungen gleiche Verhältnisse. Der Fahrer eines Fahrzeugs muß demnach nicht bei Linksdrehung anders auf die Lenkung einwirken als bei Rechtsdrehung.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß das Steuergerät axial kurz gebaut werden kann. Denn der axiale Abstand zwischen den einzelnen Ringnuten kann kürzer gehalten werden, da eine störende Leckströmung durch die Hilfsringnuten unterbunden ist.

Wenn zwischen erster und zweiter Ringnut Steueröffnungen angeordnet sind, die mit der Abflußseite und gegebenenfalls auch der Zuflußseite des Meßmotors verbunden sind, ist es günstig, daß zwischen den Steueröffnungen und der zweiten Ringnut eine dritte, mit dem Pumpenanschluß verbundene Hilfsringnut angeordnet ist. Die dritte Hilfsringnut verhindert «Inen Übertritt der bereits abgemessenen Druckflüssigkeit von den abflußseitigen Steueröffnungen zur zweiten Ringnut, wenn diese Tankdruok

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führt. Damit wird ein weiterer Leckpfad unterbunden, der zu für Rechts- und Linkslauf unterschiedlichen Verhältnissen führte, Da der Druck der abflußseitigen Steueröffnungen nur geringfügig kleiner ist als der Pumpendruck, ist eine Beeinflussung durch von der dritten Hilfsringnut zu den genannten Steueröffnungen übertretende Druckflüssigkeit nicht zu befürchten.

Wenn der Meßmotor einen rotierenden und kreisenden Kolben aufweist, der über eine Gelenkwelle und einen Querstift mit dem äußeren Drehschieber verbunden ist, wobei die Gelenkwelle in einem mit dem Tankanschluß verbundenen Raum angeordnet ist, empfiehlt es sich, daß der Querstift auf der der dritten Ringnut abgewandten Seite der zweiten Hilfsringnut angeordnet ist. Die den Querstift aufnehmende Bohrung in dem äußeren Drehschieber stellt eine Verbindung zu einem Tankdruck führenden Raum her. Dies ist jedoch unschädlich, weil zwischen diese Bohrung und die dritte Ringnut eine Druck führende Hilfsringnut geschaltet ist.

Konstruktiv ist es günstig, wenn eine Längsbohrung im Gehäuse über je eine Radialbohrung mit der ersten Ringnut und mit den beiden Hllfsringnuten verbunden ist. Dies ergibt einen platzsparenden Kanalverlauf.

Ferner können die Hilfsringnuten in dem äußeren Drehschieber ausgebildet sein.

Es gibt zahlreiche Steuergeräte, bei denen der Druck am Pumpenanschluß in der Neutralstellung absenkbar ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn in den Drehschiebern Neutral stellungs öffnungen vorhanden sind, die in der Neutralstellung die erste, mit dem Pumpenanschluß verbundene Ringnut mit dem unter Tankdruck stehenden Innenraum des inneren Drehschiebers verbinden. Es gibt auch Anordnungen, bei denen der Pumpendruck bei mangelndem Bedarf herabgeregelt wird, beispielsweise durch Maßnahmen an der Pumpe oder durch ein Nebenschlußventil. In diesen Fällen stehen die Hilfsringnuten unter die-

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sem niedrigen Druck. Wird nun der Arbeitsmotor durch äußere Kräfte belastet, kann Leckflüssigkeit aus der zweiten oder dritten Ringnut in die Hilfsringnuten übertreten, so daß sich ein unerwünschter Abtrieb ergibt. Dies wird verhindert, wenn den beiden Hilfsringnuten ein federbelastetes Rückschlagventil vorgeschaltet ist. Infolgedessen kann über diese Hilfsringnuten keine Leckflüssigkeit abströmen.

Das Rückschlagventil kann beispielsweise in der Längsbohrung zwischen der ersten Ringnut und den Hilfsringnuten vorgesehen sein, so daß praktisch kein zusätzlicher Platz benötigt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellten Ausfuhrungsbeispiels eines Steuergeräts näher erläutert.

Das veranschaulichte Steuergerät weist ein Gehäuse 1 mit einer Bohrung 2 auf, in der ein äußerer Drehschieber 3 und in diesem ein innerer Drehschieber 4 angeordnet ist. Der innere Drehschieber 4 ist mit einer Kupplung 5 für eine Lenkwelle versehen. Er kann gegen die Kraft von Blattfedern 6 um einen begrenzten Winkel gegen den äußeren Drehschieber 3 verdreht werden. Dieser Winkel ist durch einen Querstift 7 vorgegeben, an den in Umfangsrichtung vorgesehene Anschläge in einem Durchbruch 8 zur Anlage kommen. Der äußere Drehschieber 3 ist über den Querstift 7 mit einer Gelenkwelle 61 verbunden, die eine drehfeste Verbindung mit dem als Zahnrad ausgebildeten Drehkolben 9 eines Meßmotors 10 herstellt. Dieser weist außerdem einen feststehenden, innenverzahnten Zahnring 11 auf, der gemeinsam mit einer Stirnplatte 12 und einer Zwischenplatte 13 mit Hilfe von Schrauben 14 am Gehäuse 1 befestigt ist.

Das Gehäuse weist einen Anschluß 15 auf, der mit einer Pumpe 16 verbunden werden kann, sowie einen Anschluß 17, der BiIt einem Tank 18 verbunden werden kann. Außerdem sind zwei Anschlüsse 19 und 20 angedeutet (die in einer nicht sichtbaren

Schnittebene liegen) welche mit zwei Arbeitsleitungen 21

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und 22 verbunden werden können, welche zu einem Arbeitsmotor 23 führen, der hier aus Zylinder 24 und Kolben 25 besteht und der Lenkverstellung eines Rades 26 dient. An der Gleitfläche zwischen der Bohrung 2 und dem äußeren Drehschieber 3» nämlich in der Bohrungsfläche, sind vier Ringnuten axial versetzt nebeneinander vorgesehen. Eine erste Ringnut 27 ist über einen Kanal 28 mit dem Pumpenanschluß 15 verbunden. Eine zweite Ringnut 29 ist mit dem Arbeitsleitungs-Anschluß 19 und eine dritte Ringnut 30 mit dem Arbeitsleitungs-Anschluß 20 verbunden. Eine dritte Ringnut 31 ist über eine Leitung 32 mit dem Tankanschluß 17 verbunden. Zwischen den beiden Leitungen 28 und 32 gibt es einen Verbindungskanal 33 mit einem Rückschlagventil 34, das öffnet, wenn am Tankanschluß 17 ein höherer Druck herrschen sollte als am Pumpenanschluß 15. Ferner gehen von der Bohrung Steueröffnungen 35 aus, die je zu einer Verdrängungskammer zwischen den Zähnen des Meßmotors 10 führen und abwechselnd als zuflußseitige und abflußseitige Steueröffnungen wirken.

Sowohl der äußere Drehschieber 3 als auch der innere Drehschieber 4 besitzen Neutralstellungsöffnungen 36 bzw. 37, die in der Neutral stellung miteinander fluchten und die erste Ringnut 27 mit dem Innenraum 38 des zweiten Drehschiebers 4 verbinden. Dieser Innenraum steht über die Durchbrüche 8, Längsnuten 39 im inneren Drehschieber 4 und Radialbohrungen 40 im äußeren Drehschieber 3 mit der Tankdruck führenden Ringnut 31 in Verbindung. In der Neutralstellung ist daher der Pumpenanschluß 15 mit dem Tankanschluß 17 verbunden. Entsprechend sinkt der Druck am Pumpenanschluß 15 ab.

In der Zeichnung ist die Stellung der Drehschieber so veranschaulicht, daß der Arbeitsmotor 23 seinen Kolben 25 nach rechts verschiebt. Aus diesem Grund sind die Neutralstellungsöffnungen 37 und 38 gegeneinander versetzt, also verschlossen. Druckflüssigkeit dringt dann durch Radialbohrungen 41 von der ersten Ringnut 27 zu einer Ringnut 42 im inneren Drehschieber 3, von dort über Axialkanäle 43 zu Radialbohrungen 44, welche mit den Steueröffnungen 35 in Verbindung stehen. Die

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Druckflüssigkeit wird dann über den Meßmotor 10 geleitet. Von anderen Steueröffnungen gelangt die austretende Druckflüssigkeit über Radialbohrungen 45 in Axialkanäle 46. Von hier gelangt sie über Radialbohrungen 47 in die zweite Ringnut 29 und weiter zum Arbeitsmotor 23. Die rUckströmende Flüssigkeit gelangt in die dritte Ringnut 30 und über Radialbohrungen 48 und 49 in den Tankdruck führenden Innenraum 38. Bei entgegengesetzter Drehung der Lenkwelle wird Druckflüssigkeit vom Meßmotor 10 zunächst in die dritte Ringnut 30 und über den Meßmotor 23 und die zweite Ringnut 29 zum Tank zurückgeleitet.

In der veranschaulichten Stellung führt daher die erste Ringnut 27 den Pumpendruck P_p, die zweite Ringnut 29 den Arbeitsdruck P_L, der bis auf den Druckabfall im Meßmotor 10 dem Pumpendruck entspricht, während in der vierten Ringnut 31 der Tankdruck P_T und in der dritten Ringnut 30 der Druck P_R herrscht, der dem Tankdruck P_T gleich 1st. Infolgedessen könnte eine bestimmte Druckflüssigkeitsmenge aus der zweiten Ringnut 29 längs der Gleitfläche zwischen äußerem Drehschieber 3 und Gehäusebohrung 2 zur dritten Ringnut 30 fließen. Da es sich um bereits gemessene Druckflüssigkeit handelt, ergäbe sich am Meßmotor 10 eine größere Verstellung als es derjenigen des Arbeitsmotors 23 entspricht. In ähnlicher Weise würde bei der entgegengesetzten Verstellrichtung eine größere DruckflUssigkeitsmenge aus der dritten Ringnut 30 zur zweiten Ringnut 29 und zur vierten Ringnut 31 abströmen können. Diese Verhältnisse sind besonders deutlich, wenn der Arbeitsmotor 23 eine Endlage erreicht hat, weil sich dann der Meßmotor im Rahmen der Leckströmung noch weiter bewegt. Sie führen zu störendem Schlupf, der für beide Lenkrichtungen unterschiedlich groß 1st.

Dieser Nachteil wird dadurch behoben, daß zwei Hilfsringnuten 30 und 51 zwischen die zweite Ringnut 29 und die dritte Ringnut 30 sowie zwischen die dritte Ringnut 30 und die vierte Ringnut 31 bzw. den Querstift 7 gelegt ist. Beide Hilfsringnuten sind über Radialbohrungen 52 und 53 mit einer Axialbohrung 54

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verbunden, die Ihrerseits über eine Radialbohrung 55 mit der ersten Ringnut 27 in Verbindung steht. Infolgedessen herrscht in den Hilfsringnuten 50 und 51 Pumpendruck. Dieser verhindert eine Leckströmung bereits abgemessener Druckflüssigkeit. Daß von den Hilfsringnuten Druckflüssigkeit in die Tankdruck führenden Ringnuten übertritt, ist für die Genauigkeit der Arbeit ohne Bedeutung.

Ferner ist auch zwischen den Steueröffnungen 35 und der zweiten Ringnut 29 eine dritte Hilfsringnut 56 angeordnet, die über eine Radialbohrung 57 mit der Längsbohrung 54 verbunden ist und daher Pumpendruck führt. Sie verhindert den Übertritt von bereits abgemessener Druckflüssigkeit aus den abflußseitigen (und natürlich auch zuflußseitigen) Steueröffnungen in die zweite Ringnut 29, renn diese Tankdruck P™, führt, was die Lenkgenauigkeit und die Symmetrie bei der Lenkbetätigung verbessert.

In die Längsbohrung 54 ist ein Rückschlagventil 58 eingesetzt, das durch eine Feder 59 belastet wird. Dieses Rückschlagventil schließt, wenn der Druck in den Hilfsringnuten 50, 51 oder 56 größer wird als der Druck am Pumpenanschluß 15. Dies kann in der Neutral stellung geschehen, wenn der Druck am Pumpenanschluß 15 nur etwas größer ist als der Druck am Tankanschluß 17, auf den Arbeitsmotor 23 aber eine äußere Kraft ausgeübt wird, die in der Ringnut 29 oder 30 einen höheren Druck hervorruft als den Druck am Pumpenanschluß 15. Dieser Druck könnte zwar zu einem übertritt von Druckflüssigkeit in die Hilfsringnuten 50, 51 oder 56 führen; da aus diesen aber wegen des Rückschlagventils 58 keine Flüssigkeit abgeführt werden kann, erfolgt keine Verstellung des Arbeitsmotors.

In der Zeichnung ist gestrichelt angedeutet, daß die Pumpe 16 mit einem Regler 60 versehen ist, der hier als Nebenschlußventil dargestellt ist, so daß der Pumpendruck den ^eiligen Bedarfsverhältnissen nachgeführt werden kann. Auch bei dieser Regelungsart kann der Druck am Pumpeneinlaß 15 kleiner werden

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als der Druck in den Ringnuten 29 oder 30, wenn am Arbeitsmotor eine äußere Kraft auftritt.

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Claims

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Patentansprüche

teuergerät für Lenkeinrichtungen o. dgl. mit einem Ge-

, mit in einer Gehäusebohrung angeordneten, ein Umschaltventil bildenden, äußerem Drehschieber und innerem Drehschieber, wobei an der Gleitfläche zwischen Gehäusebohrung und Drehschieber, vorzugsweise in der Gehäusebohrung, vier Ringnuten axial nebeneinander vorgesehen sind, von denen die erste mit einem Pumpenanschluß, die zweite und dritte je mit einem Anschluß für eine zu einem Arbeitsmotor führende Arbeitsleitung und die vierte mit einem Tankanschluß verbunden sind, mit einer mit dem inneren Drehschieber verbundenen Lenkwelle und mit einem Meßmotor, der bei einer Betätigung des Steuergeräts zwischen den Pumpenanschluß und den zuflußseitigen Arbeitsleitungsanschluß geschaltet ist und den äußeren Drehschieber dem inneren Drehschieber nachführt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten (29) und dritten (30) Ringnut eine erste Hilfsringnut (50) sowie zwischen der dritten (30) und vierten (31) Ringnut eine zweite Hilfsringnut (51) angeordnet ist und daß beide Hilfsringnuten mit dem Pumpenanschluß (15) verbunden sind.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, bei dem zwischen erster und zweiter Ringnut Steueröffnungen angeordnet sind, die mit der Abflußseite und gegebenenfalls auch der Zuflußseite des Meßmotors verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Steueröffnungen (35) und der zweiten Ringnut (29) eine dritte, mit dem Pumpenanschluß (15) verbundene Hilfsringnut (56) angeordnet ist.
3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Meßmotor einen rotierenden und kreisenden Kolben aufweist, der über eine Gelenkwelle und einen Querstift mit dem äußeren Drehschieber verbunden ist, wobei die Gelenkwelle in einem mit dem Tankanschluß verbundenen Raum angeordnet ist,

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dadurch gekennzeichnet, daß der Querstift (7) auf der der dritten Ringnut (30) abgewandten Seite der zweiten Hilfsringnut (51) angeordnet ist.
4. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Längsbohrung (54) im Gehäuse (1) über ,je eine Radialbohrung (52, 53, 55, 57) mit der ersten Ringnut (27) und mit den Hilfsringnuten (50, 51, 56) verbunden ist.
5. Steuergerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsringnuten (50, 51^ in dem äußeren Drehschieber (4) ausgebildet sind.
6. Steuergerät nach Anspruch 1 bis 5, bei dem der Druck am Pumpenanschluß, insbesondere in der Neutralstellung, absenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß den Hilfsringnuten (50, 51, 56) ein federbelastetes Rückschlagventil (58) vorgeschaltet ist.
7. Steuergerät nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (58) in der Längsbohrung (54) zwischen der ersten Ringnut (27) und den Hilfsringnuten (50, 51, 56) vorgesehen Jst.

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