DD139820A5

DD139820A5 - Druckmittelsteuereinrichtung,insbesondere fuer hydrostatische lenkeinrichtungen von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DD139820A5
Application number: DD78208820A
Authority: DD
Inventors: Karl-Heinz Liebert; Werner Tischer; Josef Deppenbrock; Kurt Leberfinger
Original assignee: Zahnradfabrik Friedrichshafen
Priority date: 1977-11-04
Filing date: 1978-11-01
Publication date: 1980-01-23
Also published as: DK482378A; DE2749352B2; BR7807234A; FR2408054B3; IT7851740A0; FR2408054A1; DE2749352A1; IT1106641B; US4237773A; DE2749352C3

Description

.Berlin, den 15. 3· 1979 AP B 62 D/ 208 820 54 379 28

Druckmittelsteuereinrichtung, insbesondere für hydrostatische Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Druckmitteleteuereinrichtung, insbesondere für hydrostatische Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen, mit zwei aus einer neutralen Mittelstellung in zwei'zu beiden Seiten befindliche Arbeitsstellungen relativ verschiebbaren Schieberelementen, die beide eine Vielzahl von radialen Durchbrüchen aufweisen, die in der neutralen Mittelstellung der beiden Schieberelemente eine KurζSchlußverbindung zwischen dem Druckmittelzulauf und dem Druckmittelablauf bilden und deren erstes Schieberelement drehfest mit dem Lenkrad und deren zweites Schieberelement drehfest mit einem ITa chi auf motor (Zahnradpumpe) gekuppelt ist, der einem Servomotor das Druckmittel zuführt* - .

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der DE-AS 2 156 842 ist eine Druckmittelsteuereinrichtung beschrieben, die zur Regelung des Arbeitsdruckes in zwei gegeneinander relativ verstellbaren Schieberelementen radiale Bohrungen vorsieht, die mindestens drei verschiedene Durchmesser aufweisen. Durch ein paarweises Zusammenwirken der Bohrungen des einen Schieberelementes

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mit den Bohrungen des anderen Schieberelementes bewirken sie eine Regelung des Arbeitsdruckes in Abhängigkeit vom Verstellweg der beiden Schieberelemente relativ zueinander derart, daß für die Regelkennlinie des Arbeitsdruckes über dem Verstellweg ein in Hinblick auf die Vermeidung von Druckregelschwingungen günstiger Verlauf erreicht wird. Man hat nämlich festgestellt, daß sich diese Druckschwingungen vermeiden lassen, wenn der Druckanstieg des Arbeitsdruckes in Form einer Seilkurve bzw. eines Korb bogens üb.er dem·Verstellweg erfolgt. Dies bedeutet, daß zu. Beginn der Verstellung des Schieberelementes die offenen Querschnittsflächen der vorher miteinander fluchtenden Bohrungen schnell und später langsam verringert werden müssen»

Um dieses Ziel wenigstens einigermaßen zu erreichen, weist die bekannte Druckmittelsteuereinrichtung in den beiden Schieberelementen relativ viele Radialbohrungen auf, wobei zusätzlich eines der beiden Schieberelemente mit Radial-, bohrungen mit mindestens drei voneinander abweichenden · Durchmessern versehen sein muß.

Durch die hierbei erforderliche Anzahl von Radialbohrungen und deren verschiedene Durchmesser ist die Anordnung der radialen Bohrungen auf dem durch konstruktive Gegebenheiten begrenzten Umfang der beiden Schieberelemente schwierig, und die Herstellung- von Radialboh-. rungen mehrerer Größen in der-Großserienfertigung unwirtschaftlich. Dies gilt insbesondere wenn die beiden Schieberelemente nur in radialer oder nur in Umfangsrich- tung zueinander verstellbar sind. In diesem Falle steht nämlich nur ein relativ kurzer Verstellweg zur Verfügung.

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Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Druckmittelsteu~ ereinrichtung auszubilden, die bej/geringen Herstellungskosten eine sichere Funktion gewährleistet,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Druckmittelsteuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der mit konstruktiv einfachen Mitteln eine optimale Druckregelkennlinie bei Durchströmen der das Druckregelsystem bildenden Radialbohrungen mit verschieden großen Förderströmen erreicht wird, d. h. bei der die Druckregelkennlinie über dem Verstellweg die zu Regelschwingungen führende Grenze der Regelsteilheit nicht überschreitet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die in den Schieberelementen angebrachten radialen Durchbrüche - wie an sich bekannt - zwei verschieden große Querschnittsflächen aufweisen, wobei in einem der beiden Schieberelemente die kleineren Durchbrüche mit jeweils gleich großer Querschnittsfläche angebracht sind, während das andere Schieberelement eine größere Zahl von Durchbrächen mit kleinerer Querschnittsfläche und eine üeinere Zahl von Durchbrüchen mit größerer Querschnittsfläche aufweist, wobei die Durchbrüche mit der größeren Querschnitt sf lache jeweils mit mindestens einem Paar radialer Durchbrüche mit kleinerem Querschnitt in dem, anderen Schieberelement zusammenwirken.

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Durch die erfindungsgemäße Zuordnung der Durchbrechungen läßt sich die Druckregelkennlinie des Arbeitsdruckes sehr gut steuern, wobei hierzu im Normalfalle nur zwei unterschiedlich große Durchbrechungen erforderlich sind» In der ersten Phase des Ver st el Iv/eg es schließen die miteinander fluchtenden kleineren Durchbrechungen sehr schnell, dann wird jeweils eine der beiden Durchbrechungen die einer größeren Durchbrechung zugeordnet ist, verschlossen und erst dann die zweite.

Durch die'erfindungsgemäßeiMaßnahmen lassen sich die Herstellungskosten für die Ventilelemente verringern.

Für Spezialzwecke kann es jedoch auch von Vorteil sein, Yienn jeder größeren Durchbrechung statt nur einem Paar von kleineren Durchbrechungen mehrere kleinere Durchbrechungen zugeordnet sind. Die Erfindung läßt sich bei Druckmittelsteuereinrichtungen mit diagonalem Verstellweg mit besonders großem Vorteil anwenden, ist aber auch für reine Verstellwege in axialer oder in Umfangsrichtung geeignet. ·

Der Verlauf der Druckregelkennlinie und deren Genauigkeit lassen sich noch besser beeinflussen wenn die Verbindungslinie durch die Mittelpunkte der radialen Durchbrüche zu der Richtung des Verstellweges des Schieberelementes in einem Winkel verläuft. Durch die Wahl des Winkels wird jeweils die zeitliche Aufeinanderfolge des Absperrens der beiden, kleineren Durchbrechungen_s die mit der größeren Durchbrechung zusammenarbeiten, bestimmte Als vorteilhafter Winkel hat sich dabei 4-5° herausgestellt» Damit

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wird der mögliche Verstellweg und damit auch die Schließzeit am längsten«

Von Vorteil ist es dabei, daß jeweils das mit einer Durchbrechung mit größerer Querschnittsfläche zusammenwirkende Paar von Durchbrechungen so zu der größeren Durchbrechung angeordnet ist, daß unmittelbar nach vollständigem Absperren der einen Durchbrechung, der Absperrvorgang für die andere Durchbrechung beginnt. Auf diese Weise ergibt sich ein glatter Übergang in der Druckregelkennlinie. Im Übergangsbereich liegen somit beide kleineren Durchbrechungen tangential an der Wand der größeren Durchbrechungen an und zwar eine von innen und die andere von außen her.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die radialen Durchbrüche mit größerer Querschnittsfläche in dem Schieberelement angeordnet sind, daß dem Druckmittelablauf zugewendet ist.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß damit die Flächen auf der Hochdruckseite kleiner sind, wodurch Leckverluste entsprechend geringer sind.

' Ausführungsb eispiel

Fachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. In dar zugehörigen Zeichnung zeigen;

Figo 1: einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Druckmittelsteuereinrichtung,

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Figo 2: einen Querschnitt II-II durch die erfindungsgemäße Druckmittelsteuereinii chtung gemäß Pig«. 1,

Pig» 3ϊ eine Abwicklung der beiden Schieberelemente in neutraler Mittelstellung, im Bereich der Radialbohrungen, bei Aufsicht in Pfeilrichtung III von Figo 2, '

Figo 4: die Aufsicht auf die" Abwicklung der beiden Schieberelemente nach Verstellweg a nach Fig. 7»

Fig. 5s die Aufsicht auf die Abwicklung der beiden Schieberelemente nach Verstellweg a+b gemäß Fig. 7»

Fig. 6: die Aufsicht auf die Abwicklung der beiden Schieberelemente nach Verstellweg a+b+.c gemäß Fig. 7s

Fig» 7; ©in schematisches Diagramm der Querschnittsverminderung über dem Verstellweg und die Druckregelkennlinien über dem Verstellweg für drei verschiedene Förderströme.

Um die Gesamtzusammenhänge besser zu verdeutlichen, ist es zweckmäßig, an dieser Stelle nochmals einige Anknüpfungspunkte des Standes der Technik zu erwähnen,»

Der Aufbau einer derartigen Druckmittelsteuereinri chtung als Ganzes für hydrostatische Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen ist allgemein bekannt j weshalb nicht näher darauf eingegangen wird« Die Druckmittelsteuereinrichtung kann beispielsweise wie. in der DS-AS 1 550 ^7 oder wie in der älteren Anmeldung P 27 12 92OcO mit diagonalem Verstellweg aufgebaut sein.

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Die Druckniittelsteuereinrichtung weist ein äußeres mit dem außenverzahnten Innenzahnrad einer Z_ahnringpumpe (nicht dargestellt) drehfest verbundenes und mit diesem rotierendes, in axialer Richtung festgelegtes Schieberelement

1 auf, in dessen innerer Mantelfläche ein Schieberelement

2 relativ verdrehbar und mit der Relativ-Verdrehung axial verschiebbar gelagert ist, so daß der für die Radialbohrungen wirksame Verstellweg aus der aus der axialen und der Umfangskomponente resultierenden Diagonalbeweg.ungen gebildet wird.

Die Übertragung der erfindungsgemäßen. Anordnung der Radialbohrungen auf nur in Umfangsrichtung oder nur axial verstellbare Schieberelemente ist möglich, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen, (z. B. nach der DE-AS 1 293 029).

Das Schieberelement 1 ist mit zwei nebeneinanderangeordneten Reihen von Durchbrechungen 3a; 3b mit kleinerem Durchmesser versehen,. Das Schieberei em ent 2 weist ebenfalls zwei Reihen von Durchbrechungen" 4a; 4b mit kleinerem Durchmesser auf. Diese Reihe ist jedoch in Abständen durch jeweils eine Durchbrechung 5 mit größerem Durchmesser unterbrochen. Diese Durchbrechung 5 fluchtet jedoch in der Neutralstellung, ebenso wie die Durchbrechungen 3a; 3b und 4a; 4b, jeweils mit zwei kleineren Durchbrechungen 3a und 3t> des Schieberelementes 1.

Der Fluß des Druckmittels ist nachfolgend schematisch beschriebenο

Von einem Behälter 6 aus gelangt das Druckmittel über eine

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Pumpe 7 in die Neutralleitung 8 und in die Arbeitsdruckleitung 9. Solange die Durchbrechungen 3.a; 3b ; 4-a; 4-b; miteinander fluchten» d_e h. solange die Schieberelemente 1; 2 nicht zueinander verschoben sind, fließt das Druckmittel über einen Rücklaufkanal 10 wieder in den B_ehälter 6 zurücke Bei einer Verstellung des Schieberelementes 2 relativ zu den Schieberelementen 1 werden die Durchbrechungen 3a; 3b; 4a; 4-b; 5 nacheinander verschlossen, während gleichzeitig - je nach der Verstellrichtung - über die Ringnuten 11; 12 und die Verbindungskanäle 13» 14- » di.e Zahnradpumpe 15 und die Zuleitungen 16; 17 ein Servomotor 18 zur Betätigung mit Druckmittel versorgt wird.

In Figo 7 ist ein Diagramm gezeigt, in dem der Flachenver* lauf A der in der N_eutralstellung miteinander fluchtenden Durchbrechungen 3a; 3b; 4a; 4-b; 5 über dem Verstellweg S des Schieberelementes 2 und der Druckanstieg P der Förderstrome für den Arbeitsdruck angegeben ist.

In der ersten Schließphase mit dem Verstellweg a sinkt. der Anteil der offenen Durchbrechungen stark ab, in der zweiten und dritten Schließphase mit den Verstellwegen b; c hingegen weniger schnell» Dadurch wird ein korbbogenartiger Anstieg des Arbeitsdruckes P erreicht» wobei in dem Diagramm vergleichsweise drei unterschiedliche Förderströme (liniert, strichliniert und strichpunktiert) angezeigt sind«, Der Übergang von der zweiten in die dritte Schließphase erfolgt durch die erfindungsgemäße. Zuordnung der Durchbrechungen knickfrei_β

Aus den Fig, A- bis 6, in denen die verschiedenen Stellungen der Durchbrechungen während des Verstellweges des

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ScMßbeelementes 2 gezeigt ist, wird dies ersichtlich.

Während der ersten Schließphase mit dem Verstellweg a werden die kleineren Durchbrechungen 3a; 3b gegenüber 4a; 4-b verschlossen (Fig_e 4). Statt diner Doppelreihe kann man gegebenenfalls auch nur jeweils eine einfache Reihe 3a» 4a vorsehen.

In der zweiten Schließphase mit dem Verstellweg b geraten jeweils die kleineren Durchbrechungen 3b aus dem Überdeckungsbereich der dazugehörigen größeren Durchbrechung 5

Unmittelbar nach dem Verschließen dieser Durchbrechungen 3b beginnt in der dritten Schließphase mit dem Verstcllweg c die Abdeckung der Durchbrechungen 3a. im Bereich der größeren Durchbrechungen 5 (Figo 6).

Die Verbindungslinie durch die Mittelpunkte der Durchbrüche zu der Richtung des Verstellweges S verläuft in einem Winkel von °

Claims

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Erfindungsanspruch

Druckmittelsteuereinrichtung, insbesondere für hydrostatische Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen, mit zwei aus einer neutralen Mittelstellung in zwei zu beiden Seiten befindliche Arbeitsstellungen relativ verschiebbaren Schiebereieinenten, die beide eine Vielzahl von radialen Durchbrüchen aufweisen, die in der neutralen Mittelstellung der beiden Schieberelemente eine KurzSchlußverbindung zwischen dem Druckmittelzulauf und dem Druckmittelablauf bilden und deren erstes Schieberelement drehfest mit dem Lenkrad und deren zweites Schieberelement drehfest mit einem Nachlaufmotor (Zahnradpumpe) gekuppelt ist, der einem Servomotor das Druckmittel zuführt» gekennzeichnet dadurch, daß die in den Schieberelementen (1; 2) angebrachten radialen Durchbrüche (3a; 3b; 4a; 4b; 5) an sich bekannt - zwei verschieden große Querschnittsflächen aufweisen, wobei in einem der beiden Schieberelemente (1) die kleineren Durchbrüche (3a; 3b) mit jeweils gleich großer Querschnittsfläche angebracht •sind, während das andere Schieberelement (2) eine größere Zahl von Durchbrüchen (4a; 4b) mit kleinerer Querschnittsfläche und eine kleinere Zahl von Durchbrüchen (5) mit größerer Querschnittsfläche aufweist,

wobei die Durchbrüche (5) mit der größeren Querschnittsfläche jeweils mit mindestens einem Paar radialer Durchbrüche (4a; 4b) mit kleinerem Querschnitt in dem anderen Schieberelement (1) Zusammenwirten.

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2. Pruckmittelsteuereinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verbindungslinie durch die Mittelpunkte der radialen Durchbrüche (3a; Jb; bzw. 4a; 4b) zu der Richtung des Verstellweges des Schieberelementes (2) in einem spitzen Winkel verläuft.

3·. Druckmittelsteuereinrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der spitze Winkel 45° beträgt.

4. Druckmittelsteuereinrichtung nach Punkt 2 oder 3» gekennzeichnet dadurch, daß jeweils das mit einer Durchbrechung (5) mit größerer Querschnittsfläche zusammenwirkende Paar von Durchbrechungen (3a; 3b). so zu der größeren Durchbrechung (5) angeordnet ist, daß unmittelbar nach vollständigem Absperren der einen Durchbrechung (3a), der Absperrvorgang für die andere Durchbrechung Qb) beginnt.

5. Druckmittelsteuereinrichtung nach Punkt 1, 2,3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß die radialen Durch-' brechungen (5) mit größerer Querschnittsfläche in dem Schieberelement (2) angeordnet sind, das dem Druckmittelablauf zugewendet ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnung