DD149050A5 - Hydrostatische lenkeinrichtung fuer (knickrahmengelenkte) kraftfahrzeuge - Google Patents
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Abstract
Ziel der Erfindung ist es, Schwingungen des Fahrzeuges und dessen Lenkung zu vermeiden. Die Aufgabe besteht darin, einerseits Dosierhandpumpen mit beliebigen Zaehnezahlen zu verwenden und andererseits den Teilungswinkel der Drehschieberelemente beliebig waehlbar auszugestalten. In einer solchen hydrostatischen Lenkeinrichtung mit einer Dosierhandpumpe und mit einem Steuerventil, das zwei konzentrisch ineinander gelagerte Drehschieberelemente aufweist, steuert das aeuszere Drehschieberelement die Zuleitung und das Abstroemen der Druckfluessigkeit zu und von den Verdraengerzellen der Dosierhandpumpe.Dabei dient das innere Drehschieberelement zur Umsteuerung der Lenkrichtung.Eine umlaufende Verteilersteuerung wird gebildet von einem ersten und einem zweiten Kranz von Steueroeffnungen. Die Steueroeffnungen des zweiten Kranzes sind abwechselnd mit je einem von zwei Sammlerkanaelen verbunden, die an Steuerkanaelen des inneren Drehschieberelementes angeschlossen sind. Dadurch wird erreicht, dasz der Teilungswinkel der Drehschieberelemente frei waehlbar ist, so dasz der Verstellwinkel des Steuerventils ueber die bisher bekannten Werte hinaus vergroeszerbar ist und Schwingungen des Fahrzeuges und dessen Lenkung vermieden werden.
Description
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Hydrostat ische Leiteinrichtung für (insbesondere knickrahmengelenkte) Kraftfahrzeuge . · ; Λ
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Lenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge und hat besondere Bedeutung für knickrahmengelenkte Kraftfahrzeuge.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Eine hydrostatische Lenkeinrichtung mit den im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Merkmalen ist au3 der DE-PS 2 253 575 bekannt» Bei dieser bekannten Lenkeinrichtung haben der Rotationskolben der Dosierhandpumpe vier und der Stator fünf Zähne« Damit ergibt sich eine relativ starke Pulsat ion des Förderstromes, was sich als eine Ruckolbewegung im Lenkmotor auswirkt. Diese Pulsat ion kann man nur dadurch beseitigen, daß man die Zähnezahl erhöht. Üblich sind heute Dosierhandpumpen, deren Rotationskolben sechs und deren Stator sieben Zähne haben. Eine weitere Erhöhung vüürde zu einer unerwünschten Erhöhung der Fertigungskosten führen.
Bei den letztgenannten Zähnezahlen müssen sieben Gehäusekanäle vorgesehen sein, die die Zahnlücken des Stators mit einem 1. Kranz öffnungen in der Gehäusebohrung verbinden, wobei diese öffnungen mit Durchbrüchen im äußeren Drehschieberelement zusammenwirken, die einen 2« Kranz bilden. Bei der vorbekannten Lenkeinrichtung ist die Anzahl der Durchbrüche des 2. Kranzes doppelt so groß wie die Anzahl der Zähne des Rotationskolbens. Bei sech3 Zähnen müssen also zwölf Durchbräche vorhanden sein* Somit ergeben sich Teilungswinkel von 30° zwischen je zwei Durchbrächen, Bei der bekannten Lenkeinrichtung hat das zum Umsteuern der Lenkrich-
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tung dienende innere Drehschieberelement die gleiche Teilung wie das äußere, -wobei seine Steueröffnungen in Neutralstellung mitt ig zwischen.denen des äußeren Drehschieberelementes angeordnet sind* Es verbleiben somit maximal mögliche Verstellwinkel des inneren Prehschieberelementes gegen den äußeren von beiderseits 15°·
Bei der vorzugsweisen Anwendung der Lenkeinrichtung nach der Erfindung auf selbstfahrende,.schwere Arbeitsmaschinen, insbesondere in Form knickrahmengelenkter Fahrzeuge, besteht jedoch die Forderung, den Verstellviinkel des Steuerventils über 15° hinaus zu vergrößern, um die Reaktion des.Fahrzeuges auf Drehbewegungen am Lenkrad träger zu machen. Anderenfalls würden bei etwas schnellerer Fahrt die großen Massen des vorderen und hintoren Fahrzeugteiles in Schwingungen um die Knickachse geraten und eine einwandfreie, ruhige Lenkung des Fahrzeuges beeinträchtigen.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, Schwingungen des Fahrzeuges und dessen Lenkung zu vermeiden.
Darlegung des Wesens der Erfindung .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, einerseits Dosierhandpumpen mit beliebigen Zähnezahlen zu verwenden, so daß man sie allein nach den Kriterien der Fördermenge, des Bauvolumens, der Fertigungskosten und der Vermeidung von Pulsat ionen des Förderstroms wählen kann. Andererseits soll aber der Teilungswinkel der Drehschieberelemente beliebig wählbar sein, so daß man ihn
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äem erwünschten Zweck anpassen, insbesondere größer machen kann als beiderseits 15°, wenn e oder mehr Zähnen verwendet wird«
kann als beiderseits 15°, wenn ein Rotationskolben mit sechs
Erfindungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Steueröffnungen des zweiten Kranzes abwechselnd mit je einem von zwei Sammlerkanälen verbunden sind» Dabei können die Sammlerkanäle an zur Umsteuerung entsprechend der Lenkrichtung dienende Gruppen von Steuerkanälen des inneren Drehschieberelementes angeschlossen sein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung mündet von den Steueröffnungen des zweiten Kranzes jede zweite an der inneren Mantelfläche des äußeren Drehschieberolementes, wobei der zugehörige Sammlerkanal als Ringnut am Außenmantel.des inneren Drehschieberelementes ausgebildet ist« Ferner werden die zur Umsteuerung dienenden Steuerkanäle durch Längsnuten am Außenmantel des inneren Drehschieberelementes, die mit der oben genannten Ringnut in Verbindung stehen und radial durchgehende Steuerkanäle des äußeren Drehschieberelementes, die mit den Längsnuten zusammenwirken, gebildet. Es ist aber auch möglich, daß die Steueröffnungen des zweiten Kranzes abwechselnd in je eins von zwei Ringnuten im Außenmantel des inneren Drehschieberelementes münden. Die zur Umsteuerung dienenden Steuerkanäle werden dabei durch zwei Sätze von Längsnuten am Außenmantel des inneren Drehschiebere lenient es, die mit je einer der Ringnuten verbunden sind und radial durchgehenden Steuorkanälen des äußeren Drehschieberelementes, die mit den Längsnuten zusammenwirken, gebildet.
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Durch die Erfindung wird erstmals die Teilung der Drehschieberelemente unabhängig gemacht von der Teilung des Rotationskolbens,, Dies geschieht dadurch, daß die Verdrängerz el le n der Dosierhandpumpe mit den beiden- in Anspruch 1 ermähnten Sammlerkanälen verbunden sind, die selbst keine Teilung aufweisen. Steuerkanäle der Drehschieberelemente können daher mit einer beliebigen Teilung an diesen beiden Sammlerkanälen ansetzen.
Man kann infolgedessen Stator und Rotationskolben der Dosierhandpumpe die erwünschten sieben bzw, sechs Zähne geben und den Drehschieberelementen Teilungswinkel von 45* 60 oder 90°, so daß beiderseitige Verstellwinkel von 22,5» 30 oder 45° möglich sind.
Die Sammlerkanäle können also an den Drehschieberelementen in verschiedener Weise angeordnet werden« Gemäß Anspruch 2 kann als der eine Sammlerkanal ein Stirnraum zusammen mit dem Innenraum des inneren Drehschieberelementes dienen, als der andere ein Ringkanal am Außenmantel des inneren Dreh-Bchieberelementes, Gemäß Anspruch 3 können zwei Ringkanäle am Außenmantel des inneren Drehschieberelementes als Sammlerkanäle dienen»
Zwei Ausführungsbeiapiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben: In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
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Pig. 1: einen Axial-Längsschnitt durch Drehschieber-
Steuerventil und Dosierhandpumpe, wobei jedoch einige Durchbrüche und Längsnuten eingezeichnet sind, die tatsächlich in anderen Schnittebenen liegen. Fig. 1 zeigt außerdem Schaltungsteile der hydrostatischen Lenkeinrichtung;
Fig. 2: einen Querschnitt nach Linie 1I-II in Fig. 1
. und Stator und Rotationskolben der Dosierhandpumpe ;
Fig. 3i einen Querschnitt nach Linie III-III in Fig. 1
durch das Drehschieber-Steuerventil;
Fig. 4·: eine Abwicklung des äußeren und inneren Dreh-
ßchieberelementes, wobei d.iö Verteiler- und • Steueröffnungen des äußeren Drehschieberelernentes in ausgezogenen Linien, die des inneren gestrichelt dargestellt sind* Oben sind symbolisch weitere Schaltungsteile der Lenkeinrichtung dargestellt;
Fig. 5i eine Abwicklung des inneren Drehschieberelements;
Fig. 6; 7: Teile von Abwicklungen beider Drehschieberelemente bei extremem Lenkeinschlag in der einen bzw. anderen Richtung, wobei wiederum öffnungen des inneren Drehschieberelementes gestrichelt, öffnungen des äußeren ausgezogen dargestellt ßind;
Fig. 8: eine Abwicklung des äußeren und inneren Drehschieberelementes einer zweiten Ausführungsform, im übrigen entsprechend Fig. 4;
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Fig. 9: eine teilweise Abwicklung dieser Drehschieberelemente bei einem extremen Lenkeinschlag.
Erstes AusführungsbeiBpiel
In den Fig„ 1 bis 3 sind die Dosierhandpumpe als Ganzes mit 1, das Drehschieber-Steuerventil als Ganzes mit 3 bezeichnet. Die Dosierhandpumpe 1 ist als Rotationskolbenmaschine ausgebildet und hat einen Stator 5 mit sieben Zähnen 7 sowie einen Rotationskolben 9 mit sechs Zähnen 11« Zwischen den Zähnen befinden sich die gegeneinander abgeschlossenen Verdrängerzellen 13, von denen sich beim Umlauf jeweils etwa die Hälfte erweitert, der übrige Teil verengt.
Die Dosierhandpumpe 1 ist mit Hilfe von Schraubbolzen 15 am Gehäuse 17 des Drehschieber-Steuerventils 3 befestigt. Von den Zahnlücken 19 des Stators 5 führen sieben Gehäusekanäle 21, die die sieben Schraubbolzen 15 umgeben, zu einem 11. Kranz von sieben Steueröffnungen 23, die sich gegen die Mittelbohrung 25 des Gehäuses 17 öffnen. In dieser Mittelbohrung 25 ist mit geringem Spiel das äußere Drehschieberelement 27 frei drehbar untergebracht, in einer Mittelbohrung dieses Drehschieberelementes mit geringem Spiel das innere Drehschieberelement 28. Beide sind entgegen der Wirkung einer Zentrierfeder 30 gegeneinander begrenzt drehbar. Das innere Drehschieberelement 28 ist einteilig mit einer Antriebswelle 32 ausgebildet, die drehfest mit der Lenkspindel verbunden ist. Das äußere Drehschieberelement 27 ist durch eine Gelenkwelle 34 drehfest, aber radial beweglich mit dem Rotationskolben 9 verbunden.
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Links von beiden Drehschieberalementen 27} 28 befindet sich ein freier Stirnraum 36» der mit einem Innenraum 37 des inneren Drehschieberelementes 28 in Verbindung steht. Beide gemeinsam bilden den einen Sammlerkanal 38.
Im äußeren Dreuschieberelement 27 sind, gleichmäßig verteilt, sechs durchgehende Steueröffnungen 39 vorgesehen, die mit den Steueröffnungen 23 im Gehäuse zum Anschluß der Gruppen von Yerdrängorzellen 13 zusammenarbeiten« Der äußere Drehschieber 27 hat außerdem sechs, jeweils mittig zwischen den Steueröffnungen 39 angeordnete Steueröffnungen 41 in Form kurzer Längsnuten· Die Steueröffnungen 39 und 41 bilden gemeinsam den zweiten Kranz und arbeiten mit den Steueröffnungen 23 des ersten Kranzes zusammen« Die Steueröffnungen 41 öffnen sich gegen den Stirnraum 36 und stehen so mit dem Sammlerkanal 38 in Verbindung,
Das innere Drehschieberelement 28 hat eine Ringnut 43, die mit den Steueröffnungen 39 des äußeren Drehschieberelementes 27 in Verbindung steht. Diese Ringnut.43 bildet den zweiten Sammlerkanal,
Infolge dieser Konstruktion steht jeweils die eine Gruppe von Verdrängerzellen (z, B, die sich erweiternden) mit dem einen Sammlerkanal 38, zu dem der Innenraum 37 gehört, die andere mit dem anderen Sammlerkanal, nämlich der Ringnut 43 in Verbindung,
Im Gehäuse sind zur Zuführung der Druckflüssigkeit aus einer Hochdruckleitung 47 Ringnuten 45 und 46 vorgesehen, eine mit einer Rücklauf leitung 48 verbundene Ringnut 50 und zviei Ringnuten 52 und 53» die mit den beiden Arbeitsräumen des Lenkmotors 55 verbunden sind.
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Wie Fig. 5 zeigt, hat das innere Drehschieberelement 28 vier äußere Längsnuten 57, die über den Umfang gleichmäßig verteilt sind und mit der Ringnut 43 in Verbindung stehen. Mittig zwischen den Längsnuten 57 befinden sich Durchbrüche 59· Als "Durchbrüche" werden hier immer Kanäle bezeichnet, die ein Drehschieberelement radial vollständig durchdringen, also von seiner äußeren zu seiner inneren Wandung führen, dagegen als "Nuten" Kanäle, die nur an der Außenseite eines Drehschieberelementes vorgesehen sind, aber nicht bis zu dessen Innenvjandung durchgehen.
Das innere Drehschieberelement 28 hat weiterhin Längsnuten 61, die axial mit den Durchbrüchen 59 fluchten und Durchbrüche 63, die axial mit den Längsnuten 57 fluchten«
Wie Fig· 4 zeigt, hat das äußere Drehschioberelement 27 die oben schon erwähnten Steueröffnungen 41 in Form kurzer Längsnuten, die sich zum Stirnraum öffnen. Mittig zwischen ihnen sind die Steueröffnungen 39 i& Form von Durchbrüchen angeordnet. Im äußeren Drehschieberelement 27 sind in mehreren unter axialen Abständen angeordneten Kränzen Durchbrüche 65 und 66 angeordnet, die durch die Gehäuse-Eingnuten 46 bzvi. 45 mit der Hochdruckleitung 47 verbunden sind, ferner Durchbrüche 68, 69, die in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind und durch Gehäuse-Ringnuten 52 und 53 mit den beiden Arbeitsräumen des Lenkmotors 55 verbunden sind und schließlich Durchbrüche 71 in Form sich in Umfangsrichtung erstrekkender Langlöcher, die durch die Gehäuse-Ringnut 50 ^i* der Rücklaufleitung 48 verbunden sind.
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Die Längsnuten 61 sind in jeder Lenkstellung durch die Durchbräche 71 mit der Rücklaufleitung 48 verbunden, stellen also selbst einen Teil der Rücklaufle itung dar»
In der Neutralstellung nach Fig. 4 strömt'Arbeitsflussigkoit aus der Hochdruckleitung 47 durch die Durchbrüche 66 in die Längsnuten 61 und.durch die Durchbrüche 71 in diö Rücklaufleitung 48. Bei einem Lenkeinschlag wird dieser Neutraldurchlauf mehr und mehr unterbunden und schließlich ganz abgesperrt.
Die Fig* 6 und 7 zeigen die gegenseitige Lage der Drehschieberelemente bei Lenkeinschlägen entgegengesetzter Richtung, uer Einfachheit halber in den beiden Extremstellungen* Hier ißt der Neutraldurchlauf dadurch unterbunden, daß die Durchbrüche 66 jetzt außerhalb der Längsnuten 61 liegen. Bei der Lenkstellung nach Fig. 6 strömt Druckflüssigkeit durch die Durchbrüche 65 im äußeren Drehschieberelement 27 in die Längsnuten 57 im inneren Drehschieberelement 28, von dort in dessen Ringnut 43 und aus dieser durch die Steueröffnungen 39 in* äußeren Drehschieberolement 27 und einen Teil der Gehäusekanäle 21 zu der einen Gruppe von Verdrängerzollen* Die von der anderen Gruppe von Verdrängerzellen rückkehrende Arbeitsflüssigkeit strömt durch die verbleibenden Gehäusekanäle 21 und die Steueröffnungen 41 des äußeren Drehschieberelementes zum Stirnraum 36 und Innenraum 37 und aus diesem durch die Durchbrüche 63 des inneren Drehschieberelementes 28 und die Durchbrüche 69 des äußeren Drehschieberelementes 27 zur rechten Arbeitskammer des Lenkmotors ^^ Aus der linken Arbeitskammer strömt- die Arbeit3flüssigkeit '
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zu den Durchbrüchen 68 im äußeren DrQ hsc hieb ere le me nt 27 und durch diese zu den Läng3nuten 61 im inneren Dre hsc hiebe re lenient 28 und damit zur Rücklaufle it ang«
Bei einem Lenkeinschlag in der Gegenrichtung ergibt sich, wiederum in der Extremstellung, eine Lage beider Drehschieberelemente nach Fig, 7· Aus der Druckleitung 47 strömt Druckflüssigkeit durch die sich jetzt überdeckenden Durchbrüche 65 und 59 zum Innenraum 371 durch den Stirnraum und die Steueröffnungen 41 im äußeren Drehschieberelenient 27 zu äer einen Gruppe von YerdrängerzeIlen« Die aus der anderen Gruppe von Verdrängerzelien zurückströmende Druckflüssigkeit gelangt durch die Durchbrüche 39 im äußeren Drehschieberelement 27 in die Ringnut 43 und aus dieser in die Längsnuten 57· Aus diesen strömt sie durch die Durchbrüche 68 im äußeren Drehschieberelement 27 zu dem einen Arbeitsraum des Lenkmotors (dementgegengesetzt wirkenden verglichen mit Fig. 6), Aus dem anderen Arbeitsraum strömt die rücklaufende Arbeitsflüssigkeit duroh die Durchbrüche 69 im äußeren Drehschieberelement 27 zu den Längsnuten 61 im inneren Drehschieberelement 28 und somit in die Rücklaufleitung 48,
Die Fig. 8 und 9 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem der eine Sammlerkanal ebenfalls durch eine Ringnut 43 am Außenmantel des inneren Drehschieberelementes 28 gebildet ist. Der andere Sammlerkanal ist hier nicht durch Stirnraum und Innenraum gebildet, sondern durch eine weitere Ringnut 80, die ebenfalls am Außenmantel des inneren Drehschieberelementes 28 vorgesehen ist. In beide Ringnuten münden Längs-
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nuten 57 bzw, 82, die am Außenmantel des inneren Drehschiebereiementes 28 vorgesehen sind. Am Außenmantel des äußeren Drehschieberelementes 27 ist wiederum der zweite Kranz von Steueröffnungen vorgesehen, die hier die Nummer 84 tragen und die Form kurzer Längsnuten haben. Die Steueröffnungen stehen abwechselnd über Durchbrüche 86 und 87 mit den Ringnuten 80 bzw, 43 des inneren -Drehschiebereiementes 28 dauernd in Verbindung, In dem in den Fig. 8 und 9 nicht dargestellten Gehäuse ist der erste Kranz Steueröffnungen 23 weiter rechts als in Fig. 1 angeordnet, so daß dieser Kranz mit dem zweiten Kranz Steueröffnungen 84 fluchtet.
An beiden Drehschiebereloiaenten 27, 28 sind zur Umsteuerung dienende weitere Stouerkanäle angeordnet. Die Arbeitsweise entspricht derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, wobei jedoch die Stelle des Stirnraumes und Innonraumos der durch die Ringnut 80 gebildete Sammlerkanal einnimmt.
Claims (2)
- - 12 - 56 790 16Erf ind ungs ana prtic b1. Hydrostatische Lenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere knickrahnienge lenkte Kraftfahrzeuge, mit folgenden Merkmalen:a) einer als Dosiorhandpumpa wirkenden Rotationskolbenmaschine mit Kämm-Eingriff zwischen einem verzahnten Stator und einem verzahnten Rotationskolben für die dosierte Zuteilung von Druckflüssigkeit zu einem Lenkmotor;b) einem Steuerventil, das zwei konzentrisch ineinander und gegeneinander relativ verdrehbar gelagerte Dre hifi chiebere le ment e aufweist und zur Zuführung von Druckflüssigkeit über die Dosierhandpumpe zum Lenkmotor und zur Abführung aus diesem in eine Rücklaufleitung dient;c) das äußere Drehschioberelement, das in einem mit der Dosierhandpumpe verbundenen Gehäuse konzentrisch gelagert und mit dem Rotationskolben drehfest verbunden ist, steuert die Zuleitung von einströmender Druckflüssigkeit zu den sich jevseils erweiternden Verdrängerzellen der Dosierhandpumpe und das Abströmen von Druckflüssigkeit aus den sich verengenden Verdrängerzellen zum Lenkmotor;d) das innere Drehschieberelement ist mit einer Antriebswelle drehfest verbunden und dient zur Umsteuerung entsprechend der gewünschten Lenkrichtung;- 13 - 56 790 16θ) zu den Zahnlücken des Stators führende Gehäusekanäle münden in einem ersten Kranz. Steuoröffnungen in der inneren Mantelfläche der das äußere Drehschiebereleraent aufnehmenden Gehäusebohrung;f) der erste Kranz Öffnungen und ein auf dem Außenmantel des äußeren Drehschieberelementes mündender zweiter Kranz Steueröffnungen, deren Anzahl gleich der doppelten Zähnezahl des Rotationskolbens ist, bilden gemeinsam eine umlaufende Verteilersteuerung;gekennzeichnet dadurch, daß die Steueröffnungen (39; 4-1; 84) des zweiten Kranzes abwechselnd mit je einem von zwei Sammlerkanälen (38; 43; 80; 4-3) verbunden sind; die Sammlerkanäle an zur Umsteuerung entsprechend der Lenk— richtung dienende Gruppen von Steuerkanälen des inneren Drehschieberelementes angeschlossen sind»
- 2. Hydrostatische Lenkeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß von den Steueröffnungen des zweiten Kranzes jede zweite (39) an der inneren Mantelfläche des äußeren Drehschieberelementes (27) mündet; der zugehörige Sammlerkanal eine Ringnut (43) am Außenmantel des inneren Drehschieberelementes (28) ist; die andere Hälfte der Steueröffnungen (41) des zweiten Kranzes in einen Stirnraum (36) zwischen Drehschieberelementen und Gehäuse (36), der gemeinsam mit dem Innenraum (37) des inneren Drehschieberelementes den anderen Sammlerkanal bildet;56 790 16die zur Umsteuerung dienenden Steuerkanäle durch Längsnuten (57) am Außenmantel des inneren Drehschieberelementes, die mit der Kingnut (43) in Verbindung stehen und radial durchgehende Steuerkanäle (65; 68) des äußeren Drehschieberelementes, die mit den Längsnuten (57) zusammenwirken gebildet werden.Hydrostatische Lenkeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Steueröffnungen (84) des zweiten Kranzes abwechselnd in je eine von zwei Kingnuten (80; 43) im Außeninantel des inneren Drehschieberelementes münden; sowie die zur Umsteuerung dienenden Steuerkanäle durch zwei Sätze von Längsnuten (82; 57) am Außenmantel des inneren Drehschieberelementes, die mit je einex· der Eingnuten verbunden sind und radial durchgehenden Steuerkanälen des äußeren Drehschieberelementes, die mit den Längsnuten zusammenwirken, gebildet werden.
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