DD247421B5

DD247421B5 - Hydrostatic steering device

Info

Publication number: DD247421B5
Application number: DD28852886A
Authority: DD
Inventors: Arnim Dipl-Ing Soden; Helmut Dipl-Ing Bauers; Peter Dipl-Ing Koss
Original assignee: Hydraulik Nord Gmbh Parchim
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1995-09-21
Also published as: DE3708367A1; IT8767247A0; DK150487D0; IT8753179V0; DK150487A; DD247421A1

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerat nach dem Drehschieberprinzip fur eine hydrostatische Lenkeinrichtung Derartige Lenkeinrichtungen werden in vollhydraulischen Lenksystemen eingesetzt und dienen vorzugsweise zum Lenken von schweren, langsamfahrenden Fahrzeugen.The invention relates to a control unit according to the rotary valve principle for a hydrostatic steering device Such steering devices are used in fully hydraulic steering systems and are preferably used for steering heavy, slow-moving vehicles.

Hydrostatische Lenkeinrichtungen mit Drehschiebersteuerventil und Orbit-Verdranger sind aus der US-PS 2 984 215 bekannt ι,- <·ΐρη seither in großen Stuckzahlen und vielen Variationen hergestellt und vertrieben Das DrehschiebersteuerventilHydrostatic steering devices with rotary valve control valve and Orbit-Verdranger are known from US-PS 2,984,215 - manufactured since then in large quantities and many variations and distributed the rotary valve control valve

besteht aus einer äußeren, im Gehäuse eingepaßten Steuerhulse und einem inneren in der Steuerhulse eingepaßten Steuerkolben Der Steuerkolben ist einerseits über ein Zahnnabenprofil mit dem Orbit-Verdranger und andererseits über eine Stiftverbindung mit der Steuerhulse verbunden Der mit einer Antriebswelle starr verbundene Steuerkolben ist mittels eines Federelementes gegenüber der Steuerhulse lagezentnert. Gegen die Kraft des Federelementes sind Steuerkolben und Steuerhulse relativ zueinander ein begrenztes Stuck verdrehbar Zwischen dem Drehschiebersteuerventil und dem Orbit-Verdranger besteht über sogenannte Kommutatorbohrungen im Gehäuse der Lenkeinrichtung eine hydraulische Verbindung Die hydrostatische Lenkeinrichtung besitzt Anschlüsse fur eine Zulaufleitung, eine Rucklaufleitung und zwei zum Stellzylinder fuhrende Zylinderleitungen.consists of an outer, fitted in the housing Steuerhulse and an inner fitted in the Steuerhulse control piston The control piston is connected on the one hand via a hub profile with the orbital Verdranger and on the other hand via a pin connection with the Steuerhulse The rigidly connected to a drive shaft control piston by means of a spring element the Steuerhulse location. Between the rotary valve control valve and the orbiter Verdranger exists via so-called Kommutatorbohrungen in the housing of the steering device, a hydraulic connection The hydrostatic steering device has connections for a supply line, a return line and two leading to the actuating cylinder cylinder lines.

Jeder dieser Leitungen sind entsprechende, im Drehschiebersteuerventil in jeweils einer Ebene angeordnete Reihen von radialen Bohrungen bzw. axialen Kanälen zugeordnet Dabei gehören zur Zulaufleitung eine in einer ersten Ebene angeordnete Reihe von Kurzschlußkanalen, die die Verbindung zum Innenraum und damit zur Rucklaufleitung herstellen, und eine in einer zweiten Ebene angeordnete Reihe von Kanälen, die in Verbindung mit dem Orbit-Verdranger stehen Da die einzelnen, in verschiedenen Ebenen angeordneten Bohrungs- bzw Kanalreihen funktionsbedingt voneinander hydraulisch getrennt sein müssen, ergibt sich auf Grund der notwendigen Langen der einzelnen Dichtstege ein insgesamt lang bauendes Drehschiebersteuerventil Von der Lange des Drehschiebersteuerventils wird letztlich auch das Ausmaß der gesamten Lenkeinrichtung beeinflußtEach of these lines are associated with corresponding, in the rotary valve control valve in each case arranged in a row rows of radial bores or axial channels belonging to the supply line arranged in a first plane series of short-circuit channels that connect to the interior and thus the return line, and a in a series of channels arranged in a second plane, which are in communication with the orbital decanter Since the individual, arranged in different levels bore or channel rows functionally must be separated hydraulically from each other, resulting from the necessary length of the individual sealing ridges a total long-building Rotary valve control valve The length of the rotary valve control valve ultimately affects the extent of the entire steering device

Daraus ergibt sich ein Lohn- und Materialaufwand, der die Herstellungskosten fur derartige Gerate schon seit Jahren unvertretbar hoch halt.This results in a wage and material costs, the cost of manufacturing such devices for years unreasonably high hold.

Es ist das Ziel der Erfindung, den Aufwand und damit die Kosten fur die Herstellung der gattungsgemaßen Lenkeinrichtungen wesentlich zu verringern.It is the object of the invention to reduce the effort and thus the cost of producing the generic steering devices significantly.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei Drehschiebersteuerventilen mit druckreduziertem Innenraum die Anzahl der Ebenen von Bohrungs- und Kanalreihen zu verringern.It is the object of the invention to reduce the number of levels of bore and channel rows in rotary valve control valves with pressure-reduced interior.

Diese Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelost, daß die Reihe von zum Rucklauf in bekannter Weise gestalteter Kurzschlußbohrungen und -kanale in der Steuerhulse und im Steuerkolben und die Reihe von zum Orbit-Verdranger fuhrenden radialen Zulaufbohrungen in der Steuerhulse und axialen Kanälen im Steuerkolben in einer Ebene angeordnet sind Dabei ist jeder radialen Zulaufbohrung in der Steuerhulse ein axialer Kanal im Steuerkolben zugeordnet und die radiale Ausdehnung jedes axialen Kanals in geeigneter Weise auf den Durchmesser der dazugehörenden Zulaufbohrung abgestimmt. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung wird vorzugsweise jeder axiale Kanal aus einer Sacklochbohrung und einer sich axial ausdehenden Nut gebildet Die Vorteile der erfindungsgemaßen Losung sind von jedem Fachmann erkennbar Auf Grund der Zusammenlegung von Bohrungs- bzw Kanalreihen von zwei Ebenen in eine Ebene kann das Drehschiebersteuerventil und damit die gesamte Lenkeinrichtung um die fur eine Ebene notwendige Lange gekürzt werden Dadurch wird der Herstellungsaufwand in Form von Lohn und Material und damit die Herstellungskosten verringert. Der Gebrauchswert wird durch ein gunstigeres Masse-Leistungs-Verhaltnis erhöht Weiterhin wird durch die kompaktere Anordnung und Gestaltung der Kurzschlußkanale die Stabilität des Steuerkolbens erheblich erhöht, was sich positiv auf das Gerauschverhalten und auf Klemmerscheinungen auswirkt.This object is achieved essentially by the fact that the series of designed to return in a known manner short-circuit holes and channels in the Steuerhulse and in the control piston and the series of orbiting Verdranger leading radial inlet holes in the Steuerhulse and axial channels in the control piston in a plane In this case, each radial inlet bore in the control sleeve is assigned an axial channel in the control piston and the radial extent of each axial channel is suitably matched to the diameter of the associated inlet bore. In an advantageous embodiment of the invention, preferably each axial channel of a blind hole and an axially extending groove formed The advantages of the inventive solution can be seen by any person skilled in the art due to the merger of Bohrungs- or channel rows of two levels in a plane, the rotary valve control valve and Thus, the entire steering device to be shortened by the necessary for a level length This reduces the manufacturing cost in the form of wage and material and thus the manufacturing cost. The utility value is increased by a more favorable mass-performance ratio Furthermore, the stability of the control piston is considerably increased by the more compact arrangement and design of the short-circuit channels, which has a positive effect on the noise behavior and on Klemmerscheinungen.

Fig 1 Schnittdarstellung der hydrostatischen Lenkeinrichtung Fig 2 Steuerhulse der hydrostatischen Lenkeinrichtung Fig 3 Steuerkolben der hydrostatischen Lenkeinrichtung1 shows a sectional view of the hydrostatic steering device, FIG. 2 shows the control sleeve of the hydrostatic steering device, FIG. 3 shows the control piston of the hydrostatic steering device

Die erfmdungsgemaße Lenkeinrichtung nach Fig 1 besteht aus einem Gehäuse 1, das einen Steuerkolben 2 und eine Steuerhulse 3 aufnimmtThe erfmdungsgemaße steering device of Figure 1 consists of a housing 1, which receives a control piston 2 and a Steuerhulse 3

Steuerkolben 2 und Steuerhulse 3 werden durch ein Federelement 4 gegeneinander zentriert Die axiale Abstutzung von Steuerkolben 2 und Steuerhulse 3 erfolgt durch ein Lager 5Control piston 2 and 3 Steuerhulse be centered by a spring element 4 against each other The axial Abstutzung of the control piston 2 and 3 Steuerhulse by a bearing. 5

Eine Nabenverzahnung 6 des Steuerkolbens 2 dient zur Einleitung des Lenkmoments Em Stift 7 begrenzt das Radialspiel von Steuerkolben 2 und Steuerhulse 3 Eine Antriebswelle 8 verbindet den Steuerkolben 2 mit dem Orbit-Verdranger, der im wesentlichen aus einem innenverzahnten Außenring 10 und einem außenverzahnten Lauferrad 11 besteht Der Orbit-Verdranger 9 wird axial von einer Anlaufscheibe 12 und einem Deckel 13 begrenzt Die Befestigung am Gehäuse 1 übernehmen Zylinderschrauben 14 Die Lenkeinrichtung besitzt vier Fluidanschlusse, den Zulaufanschluß 15, den Ablaufanschluß 16, den Zylinderanschluß 17 bei Rechtsdrehung und den Zylinderanschluß 18 bei Linksdrehung Die Steuerhulse 3 der hydrostatischen Lenkeinrichtung nach Fig 2 besitzt erfindungsgemaß verdrangerseitig eine Reihe von mehreren Kurzschlußbohrungen 19 und eine Reihe von Zulaufbohrungen 20 in einer gemeinsamen Ebene wechselweise angeordnet Diese sind über einen Ringkanal 21 mit dem Zulaufanschluß 15 des Gehäuses 1 verbunden Eine Reihe von Kommutatorbohrungen 22 in der Steuerhulse 3 und die Bohrungen 23, 24 und 25 stellen die hydraulische Verbindung zum Orbit Verdränger 9 her Zwei Reihen von Zylinderbohrungen 26 sind über einen Ringkanal 27 mit dem Zylinderanschluß 17 bei Rechtsdrehung, und zwei Reihen von Zylinderbohrungen 28 sind über einen Ringkanal 27' mit dem Zylinderanschluß 18 bei Linksdrehung verbundenA hub toothing 6 of the control piston 2 is used to initiate the steering torque Em pin 7 limits the radial clearance of the control piston 2 and Steuerhulse 3 A drive shaft 8 connects the control piston 2 with the orbital decanter, which consists essentially of an internally toothed outer ring 10 and an externally toothed Lauferrad 11 The orbit Verdranger 9 is axially limited by a thrust washer 12 and a cover 13. The attachment to the housing 1 take cylinder screws 14 The steering device has four fluid connections, the inlet port 15, the drain port 16, the cylinder port 17 in clockwise rotation and the cylinder port 18 in left rotation Steuerhulse 3 of the hydrostatic steering device of Figure 2 according to the invention has a row of multiple short-circuit holes 19 and a number of inlet bores 20 alternately arranged in a common plane verdregerseitig These are via an annular channel 21 with the inlet port 15 of the housing first A series of commutator bores 22 in the control sleeve 3 and the bores 23, 24 and 25 provide the hydraulic connection to the orbital displacer 9 Two rows of cylinder bores 26 are via an annular channel 27 with the cylinder port 17 in clockwise rotation, and two rows of cylinder bores 28th are connected via an annular channel 27 'with the cylinder port 18 at left turn

Weiterhin besitzt die Steuerhulse 3 eine Durchgangsbohrung 29 zur Aufnahme des Stiftes 7 und eine Reihe Ablaufbohrungen 30, die über einen Ringkanal 31 mit dem Ablaufanschluß 16 des Gehäuses 1 verbunden sind An der dem Orbit-Verdranger abgewandten Stirnseite der Steuerhulse 3 befindet sich ein nicht dargestellter radialer Durchbruch, der das Federelement 4 aufnimmt und dieses abstutztFurthermore, the Steuerhulse 3 has a through hole 29 for receiving the pin 7 and a series of drain holes 30 which are connected via an annular channel 31 with the drain port 16 of the housing 1 At the orbit Verdranger facing away from the Steuerhulse 3 is an unillustrated radial Breakthrough, which receives the spring element 4 and this supports

Im Steuerkolben 2 nach Fig 3 befinden sich analog zur Steuerhulse 3 axiale Kurzschlußkanale 32, die vorzugsweise als Schlitze ausgeführt sind und in den Innenraum des Steuerkolbens 2 munden, der wiederum mit den Ablaufbohrungen 30 der Steuerhulse 3 in Verbindung stehtIn the control piston 2 of Figure 3 are analogous to Steuerhulse 3 axial short-circuit channels 32, which are preferably designed as slots and mouths in the interior of the control piston 2, which in turn communicates with the drain holes 30 of the Steuerhulse 3

Erfindungsgemaß in gleicher Ebene ist vorzugsweise im Wechsel zu den Kurzschlußkanalen 32 eine Reihe von axialen Kanälen 33 angeordnet, die die Verbindung zu den Kommutatorbohrungen 22 der Steuerhulse 3 übernehmen Dabei kann vorzugsweise jeder axiale Kanal 33 aus einer Sacklochbohrung 34 und einer sich axial ausdehnenden Nut 35 gebildet sein Weitere axiale Steuernuten 36 bewirken die Verbindung der Kommutatorbohrungen 22 mit den Zylinderbohrungen 26, 28 der Steuerhulse 3According to the invention in the same plane a series of axial channels 33 is preferably arranged in alternation to the short-circuit channels 32, which take the connection to the commutator 22 of the Steuerhulse 3 Here, preferably, each axial channel 33 from a blind bore 34 and an axially expanding groove 35 is formed be further axial control grooves 36 cause the connection of the commutator 22 with the cylinder bores 26, 28 of the Steuerhulse third

Je eine Reihe Ablaufbohrungen 37, 38 stellen die Verbindung der Zylinderbohrungen 26, 28 mit dem Innenraum des Steuerkolbens 2 und damit mit den Ablaufbohrungen 30 der Steuerhulse 3 her Eine keglige Bohrung 39 begrenzt im Zusammenwirken mit dem Stift 7 die maximale Drehbewegung des Steuerkolbens 2 gegenüber der Steuerhulse 3Depending on a series of drain holes 37, 38 connect the cylinder bores 26, 28 with the interior of the control piston 2 and thus with the drain holes 30 of the Steuerhulse 3 ago A conical bore 39 limited in cooperation with the pin 7, the maximum rotational movement of the control piston 2 relative to the Control pulses 3

Bei nichtbetatigter Lenkung ist der Steuerkolben 2 gegenüber der Steuerhulse 3 durch das Federelement 4 in Mittelstellung zentriertWhen not operated steering the control piston 2 is centered relative to the Steuerhulse 3 by the spring element 4 in the center position

Das Fluid fließt vom Zulaufanschluß 15 und dem Ringkanal 21 über die Kurzschlußbohrungen 19 der Steuerhulse 3 und die Kurzschlußkanale 32 des Steuerkolbens 2 in dessen Innenraum Von dort gelangt das Fluid über die Ablaufbohrungen 30 der Steuerhulse 3 und den Ringkanal 32 zum Ablaufanschluß 16The fluid flows from the inlet port 15 and the annular channel 21 through the short-circuit holes 19 of the Steuerhulse 3 and the short-circuit channels 32 of the control piston 2 in the interior From there the fluid passes through the drain holes 30 of the Steuerhulse 3 and the annular channel 32 to the drain port 16th

Durch die Drehung des Steuerkolbens 2 über die Nabenverzahnung 6 ζ B nach rechts und bei Vorhandensein eines Lenkwiderstandes,erfolgt in Abhängigkeit vom Zulaufstrom eine relative Verstellung von Steuerkolben 2 und Steuerhulse 3 gegen die Kraft des Federelementes 4 Dabei wird der Kurzschlußquerschnitt so weit verringert, bis der erforderliche Lenkdruck am Zufaufanschluß 15 anliegt Das Fluid teilt sich dabei in einen 1 Teilstrom, der durch die Zulaufbohrungen 20 in der Steuerhulse 3 zu den Kanälen 33 gefuhrt wird und über die Kommutatorbohrungen 22 der Steuerhulse 3 und Bohrungen 23, 24 und 25 zum Orbit-Verdranger 9 fließtBy the rotation of the control piston 2 via the hub teeth 6 ζ B to the right and in the presence of a steering resistance, a relative adjustment of the control piston 2 and 3 Steuerhulse against the force of the spring element 4 is carried out depending on the inlet flow while the short-circuit cross-section is reduced until the The fluid is divided into a 1 partial flow, which is guided through the inlet bores 20 in the Steuerhulse 3 to the channels 33 and the Kommutatorbohrungen 22 of the Steuerhulse 3 and bores 23, 24 and 25 to orbit Verdranger 9 flows

Durch die Wirkung des bekannten Kommutatorsystems gelangt das entsprechend der Drehzahl dosierte Fluid vom Orbit-Verdranger 9 über die bereits beschriebenen Kanäle im Gehäuse 1 und den Kommutatorbohrungen 22 der Steuerhulse 3 zu den weiteren axialen Steuernuten 36 im Steuerkolben 2Due to the effect of the known commutator, the metered according to the rotational speed fluid from the orbiter 9 via the previously described channels in the housing 1 and the Kommutatorbohrungen 22 of the Steuerhulse 3 reaches the other axial cam grooves 36 in the control piston. 2

Von dort gelangt es bei der genannten Rechtsdrehung über die Zylinderbohrungspaare 26 der Steuerhulse 3, den Ringkanal und den Zylinderanschluß 17 zu einem Stellzylinder, dessen Kolben entsprechend bewegt wird und über bekannte zwischengeschaltete Elemente die Betätigung der Fahrzeugrader bewirktFrom there it passes in the mentioned clockwise rotation about the cylinder bore pairs 26 of the Steuerhulse 3, the annular channel and the cylinder port 17 to a control cylinder, the piston is moved accordingly and causes via known interposed elements, the operation of the vehicle wheels

Das drucklose Rucklaufol vom Stellzylinder kommt zum Zylinderanschluß 18 und fließt über den Ringkanal 27', eine Reihe Zylinderbohrungen 28 der Steuerhulse 3 und Ablaufbohrungen 38 des Steuerkolbens 2 in dessen Innenraum Von dort gelangt es über Ablaufbohrungen 30 der Steuerhulse 3 und den Ringkanal 31 zum Ablaufanschluß 16 des Gehäuses 1 Der 2 Teilstrom wird durch das nichtdosierte Fluid gebildet Es fließt über den gedrosselten Kurzschlußquerschnitt, der durch die teilweise verdeckten Kurzschlußbohrungen 19 der Steuerhulse 3 und den Kurzschlußkanalen 32 des Steuerkolbens 2 gebildet wird, direkt in den Innenraum des Steuerkolbens 2 und von dort, wie schon beschrieben, in den Ablaufanschluß 16 des Gehäuses 1The unpressurized Rucklaufol from the actuating cylinder comes to the cylinder port 18 and flows through the annular channel 27 ', a series of cylinder bores 28 of the Steuerhulse 3 and drain holes 38 of the control piston 2 in the interior of where it passes through drain holes 30 of the Steuerhulse 3 and the annular channel 31 to the drain port 16th of the housing 1 The 2 partial flow is formed by the non-metered fluid It flows through the throttled short cross section, which is formed by the partially hidden short-circuit holes 19 of the Steuerhulse 3 and the short-circuit channels 32 of the control piston 2, directly into the interior of the control piston 2 and from there as already described, in the drain port 16 of the housing first

Bei der durch den Stift 7 begrenzten maximalen Verdrehung von Steuerkolben 2 und Steuerhulse 3 wird der Kurzschlußquerschnitt geschlossen, und der gesamte Zulaufstrom gelangt als dosiertes Fluid über die Lenkeinrichtung zum StellmotorWhen limited by the pin 7 maximum rotation of the control piston 2 and Steuerhulse 3, the short-circuit cross-section is closed, and the entire supply flow passes as a metered fluid through the steering device to the servo motor

Nach Ende des Lenkvorgangs bzw Drehung des Steuerkolbens 2 lauft infolge der Krafteinwirkung des Federelementes 4 die Steuerhulse 3 soweit nach, bis beide wieder in Mittelstellung zentriert sindAfter the end of the steering operation or rotation of the control piston 2 runs as a result of the force of the spring element 4, the Steuerhulse 3 until after both are centered again in the center position

List of used reference numbers

11 Gehäusecasing 22 Steuerkolbenspool 33 Steuerhülsecontrol sleeve 44 Federelementspring element 55 Lagerwarehouse 66 Nabenverzahnunghub toothing 77 Stiftpen 88th Antriebswelledrive shaft 99 Orbit-VerdrängerOrbit displacer 1010 Außenringouter ring 1111 Läuferradimpeller 1212 Anlaufscheibethrust washer 1313 Deckelcover 1414 Zylinderschraubencap screws 1515 Zulaufanschlußinlet connection 1616 AblaufanschlußWaste connection 1717 Zylinderanschluß - RechtsCylinder connection - Right 1818 Zylinderanschluß - LinksCylinder connection - left 1919 KurzschlußbohrungenShort holes 2020 Zulaufbohrungensupply boreholes 2121 Ringkanalannular channel 2222 KommutatorbohrungenKommutatorbohrungen 2323 Bohrungendrilling 2424 Bohrungendrilling 2525 Bohrungendrilling 2626 Zylinderbohrungencylinder bores 27, 27'27, 27 ' Ringkanäleannular channels 2828 Zylinderbohrungencylinder bores 2929 DurchgangsbohrungThrough Hole 3030 Ablaufbohrungendrain holes 3131 Ringkanalannular channel 3232 KurzschlußkanäleShort channels 3333 axiale Kanäleaxial channels 3434 SacklochbohrungBlind hole 3535 Nutgroove 3636 axiale Steuernutenaxial control grooves 3737 Ablaufbohrungendrain holes 3838 Ablaufbohrungendrain holes 3939 keglige Bohrungconical bore

Claims

A hydrostatic steering device having a rotary valve control valve and an orbital displacer, the rotary valve control valve having an inner control piston controllable by a steering wheel, and an outer control sleeve mechanically connected to a rotor of the orbital displacer, both being concentric with each other, are relatively rotatable to a limited extent, a spring element for realizing a neutral position is present and have corresponding and arranged in planes radial rows of gleichmaßig circumferentially distributed holes or channels, characterized in that the series of designed in a known manner shorting holes and - channels (19; 32) in the control sleeve (3) and in the control piston (2) and the row of radial orifices (20) leading to orbiter (9) in the control sleeve (3) and axial channels (33) in the control piston ( 2) are arranged in a plane, each Zul in the control sleeve (3) an axial channel (33) is assigned in the control piston (2) and the radial extent of each axial channel (33) in a suitable manner to the diameter of the associated inlet bore (20) is tuned.

2. Hydrostatic steering device according to item 1, characterized in that preferably each axial channel (33) consists of a blind hole (34) and an axially expanding groove (35).