DE1276472B

DE1276472B - Fully hydraulic steering device

Info

Publication number: DE1276472B
Application number: DEF43856A
Authority: DE
Inventors: Georg Heidemann
Original assignee: Xaver Fendt and Co
Current assignee: Xaver Fendt and Co
Priority date: 1964-08-29
Filing date: 1964-08-29
Publication date: 1968-08-29

Description

Vollhydraulische Lenkeinrichtung Die Erfindung betrifft eine vollhydraulische Lenkeinricbtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere landwirtschaftlich genutzte Kraftfahrzeuge, mit einem durch die Lenkhandradwelle betätigbaren Primärteil, das über Leitungen mit einem Sekundärteil zum Verschwenken der Lenkräder verbunden ist, und einem Vorratsbehälter für die Druckflüssigkeit.Fully hydraulic steering device The invention relates to a fully hydraulic steering device Steering equipment for motor vehicles, in particular agricultural vehicles, with a primary part which can be actuated by the steering handwheel shaft and which is connected via lines is connected to a secondary part for pivoting the steering wheels, and a storage container for the hydraulic fluid.

Bei vollhydraulischen Lenkeinrichtungen mit geschlossenem Kreislauf ist es erforderlich, daß die Fördermenge des Primärteiles absolut gleich der Schluckmenge des Sekundärteiles ist. Zahnrad- und Drehflügelpumpen erfüllen diese Bedingung und sind, wie an sich bekannt ist, schon in derartige Lenkeinrichtungen eingebaut worden. Diese Pumpen haben aber den Nachteil, daß bei den verhältnismäßig kleinen Drehzahlen, wie sie beim Lenkvorgang auftreten, große Leckverluste auftreten. Dadurch wird die Lenkung ungenau und unsicher.With fully hydraulic steering systems with a closed circuit it is necessary that the delivery rate of the primary part is absolutely equal to the intake rate of the secondary part. Gear and rotary vane pumps meet this requirement and are, as is known per se, already installed in such steering devices. However, these pumps have the disadvantage that at the relatively low speeds, as they occur during the steering process, large leakage losses occur. This will make the Steering imprecise and unsafe.

Es sind ferner Kolbenpumpen mit in einer umlaufenden, eine gerade Zahl von Kolben enthaltenden Kolbentrommel bekannt. Bei diesen Kolbenpumpen handelt es sich ausschließlich um Förderpumpen mit offenem Kreislauf, bei denen also eine genaue Ab- stimmung von Förder- und Schluckmenge nicht erforderlich ist und die mit relativ hohen Drehzahlen angetrieben werden. Bei derartigen Kolbenpumpen hat es sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, um einen gleichmäßigen Druckmittelfluß ohne Pulsation züi erhalten, eine ungerade Kolbenzahl vorzusehen. Eine derartige ungerade Kolbenzahl zieht aber eine unterschiedliche Förder- und Schluckmenge nach sich, da nie die gleiche Anzahl von Kolben auf der Förder-und auf der Saugseite arbeiten. Dadurch ergeben sich Druckspitzen, die bei geschlossenem Kreislauf die Drehbewegung behindern, so daß diese Pumpen für die Verwendung in Lenkeinrichtungen nicht brauchbar sind. Kolbenpumpen mit einer geraden Zahl von Pumpen sind bisher für Lenkeinrichtungen nicht verwendet worden. Die bekannten Pumpen dieser Art sind darüber hinaus für den Einbau in eine solche Lenkeinrichtung nicht geeignet, da eine derartige Einrichtung in Zusammenhang mit den notwendigen Zusatzaggregaten, wie insbesondere der Anordnung und dem Anschluß eines Vorratsbehälters, zu umfangreich ist, um im Bereich der Lenksäule untergebracht zu werden.There are also known piston pumps with a rotating piston drum containing an even number of pistons. These piston pumps are exclusively delivery pumps with an open circuit, which means that precise matching of delivery and intake quantities is not required and that are driven at relatively high speeds. In piston pumps of this type, however, it has proven to be expedient to obtain a uniform flow of pressure medium without pulsation in order to provide an odd number of pistons. Such an odd number of pistons, however, results in a different delivery and absorption quantity, since the same number of pistons never work on the delivery and suction side. This results in pressure peaks which hinder the rotary movement when the circuit is closed, so that these pumps cannot be used in steering devices. Piston pumps with an even number of pumps have not previously been used for steering devices. The known pumps of this type are also not suitable for installation in such a steering device, since such a device in connection with the necessary additional units, such as in particular the arrangement and connection of a storage container, is too extensive to be accommodated in the area of the steering column will.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine vollhydraulische Lenkeinrichtung zu schaffen, deren Aufbau einfach und bei der eine gleichmäßige Kraftübertragung ohne störenden Schlupf vorhanden ist.The invention is therefore based on the object of a fully hydraulic To create steering device whose structure is simple and in which a uniform Power transmission is present without disruptive slippage.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß als Primärteil eine an sich bekannte mit einer umlaufenden, eine gerade Zahl von Kolben enthaltenden Kolbentrommel ausgestattete Kolbenpumpe vorgesehen ist, die unter dem Vorratsbehälter und mit diesem in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist.This object has been achieved according to the invention in that as Primary part a known per se with a rotating, an even number of pistons Containing piston drum equipped piston pump is provided, which is under the Storage container and is arranged with this in a common housing.

Nach einem weiteren Merkmal gemäß der Erfindung dient das am Fahrzeug befestigte Gehäuse zur Lagerung der Lenkhandradwelle, wobei diese mit ihrem unteren Ende mit der Kolbentrommel drehfest verbunden und mit Abstand darüber über dem Vorratsbehälter im Gehäuse drehbar gelagert ist.According to a further feature according to the invention, this is used on the vehicle attached housing for mounting the steering handwheel shaft, this with its lower End rotatably connected to the piston drum and at a distance above it above the storage container is rotatably mounted in the housing.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung einer vollhydraulischen Lenkeinrichtung mit einer Kolbenpumpe mit umlaufender Kolbentrommel und deren Ausstattung mit einer geraden Zahl von Kolben wird erreicht, daß eine immer gleiche Anzahl von Kolben in entsprechenden Stellungen auf der Förder- und der Saugseite in Tätigkeit sind, die eine immer gleich große Menge der Hydraulikflüssigkeit der Saugseite entziehen und der Druckseite zuführen. Dadurch wird ein ruckfreier leichtgängiger Lenkvorgang erzielt. Durch die bekannt gute Abdichtung der Kolben an der Zylinderwand bleiben Leckverluste auch bei längerem Betrieb so gering, daß sich ein fühlbarer Schlupf in der Lenkung nicht einstellt.By using a fully hydraulic steering device according to the invention with a piston pump with a rotating piston drum and its equipment with a Even number of pistons means that the number of pistons is always the same are active in corresponding positions on the delivery and suction side, which always withdraw the same amount of hydraulic fluid from the suction side and feed it to the print side. This results in a smooth, smooth steering process achieved. Due to the well-known good sealing of the piston on the cylinder wall Leakage losses are so low, even during long periods of operation, that there is a noticeable slip does not adjust in the steering.

Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 den Schnitt durch das Primärteil einer Lenkrichtung gemäß der Linie 1-1 in F i g. 2, F i g. 2 den Schnitt gemäß der Linie 11-11 in F i g. 1 und F i g. 3 die Vorderansicht des Primärteiles, teilweise geschnitten, gemäß der Linie III-III in F i g. 1 mit einer schematisch dargestellten Vorderradlenkung.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawing. It shows F i g. 1 shows the section through the primary part of a steering direction along the line 1-1 in FIG. 2, Fig. 2 shows the section along line 11-11 in FIG. 1 and F i g. 3 shows the front view of the primary part, partially in section, along the line III-III in FIG. 1 with a front-wheel steering shown schematically.

Eine das Lenkhandrad tragende Lenkhandradwelle 1 weist an ihrem unteren Ende eine Kerbverzahnung 2 auf, die in eine entsprechende Verzahnung eines Mitnehmerflansches 3 eingreift, der mit einer Kolbentromniel 4 verschraubt bzw. aus einem Teil hergestellt ist. In der Kolbentrommel 4 sind eine gerade Anzahl, z. B. vier um je 901 versetzte Kolben 5 parallel zu der Längsachse in unten offenen Bohrungen verschiebbar gelagert, so daß oberhalb Zylinderräume 4' entstehen. Je nach Verwendungszweck kann auch eine andere gerade Anzahl von Kolben gewählt werden. Sich am geschlossenen oberen Ende der Bohrangen abstützende Federn 6 drücken die Kolben 5 nach unten und halten sie in Anlage mit einem schräg zur Längsachse der Kolbentrommel 4 angeordneten Ring 7, der über ein Kugellager od. dgl. auf einem Gehäuseboden 8 drehbar gelagert ist. In eine zentrale Bohrung der Kolbentrommel 4 ragt ein im Gehäuseboden 8 feststehender Bolzen 9 hinein, der im Innern. zwei mit Abstand voneinander parallel zur Längsachse geführte Bohrungen 10 und 11 aufweist, die unten radial nach außen führen und mit entsprechenden Anschlußbohrungen 12 und 13 im Gehäuseboden 8 in Verbindung stehen. Unterhalb des oberen Endes des Bolzens sind zwei seitliche waagerechte Einfräsungen 14 und 15 vorgesehen, zwischen denen ein durchgehender Steg 9' vorhanden ist und in deren untere Fläche die Bohrungen 10 und 11 münden. In der Kolbentrommel 4 sind in Höhe der Einfräsungen 14 und 15 radiale Durchbrüche 16 oberhalb der Kolben 5 vorgesehen, so daß die Bohrungen 10 und 11 je nach Stellung der Kolbentrommel 4 mit dem einen oder anderen Zylinderraum. 4' verbunden sind.A steering handwheel shaft 1 carrying the steering handwheel has at its lower end a serration 2 which engages in a corresponding toothing of a driver flange 3 which is screwed to a piston end 4 or made from one part. In the piston drum 4 are an even number, for. B. four pistons 5 offset by 901 each parallel to the longitudinal axis in bores open at the bottom, so that cylinder spaces 4 'are created above. Depending on the intended use, another even number of pistons can also be selected. Springs 6 supported on the closed upper end of the bores push the pistons 5 downwards and keep them in contact with a ring 7 arranged at an angle to the longitudinal axis of the piston drum 4, which is rotatably mounted on a housing base 8 via a ball bearing or the like. A bolt 9 fixed in the housing base 8 protrudes into a central bore in the piston drum 4, the bolt 9 inside. has two bores 10 and 11 which are guided at a distance from one another parallel to the longitudinal axis and which lead radially outward at the bottom and are in communication with corresponding connection bores 12 and 13 in the housing base 8. Below the upper end of the bolt, two lateral, horizontal millings 14 and 15 are provided, between which a continuous web 9 'is present and the bores 10 and 11 open into the lower surface of the latter. In the piston drum 4 radial openings 16 are provided above the piston 5 at the level of the millings 14 and 15 , so that the bores 10 and 11, depending on the position of the piston drum 4, with one or the other cylinder space. 4 'are connected.

Der Gehäuseboden 8 ist mit einem Gehäuse 17 fest verbunden, das in Höhe der Kerbverzahnung 2 einen Zwischenboden 17' aufweist. Zum Aufnehmen der Druckkräfte aus dem Mitnehmerflansch 3 dient ein im Zwischenboden 17' sich abstützendes Axiallager 18. Oberhalb des Zwischenbodens 17' ist in einer Verlängerung 17" des Gehäuses 17 ein Vorratsbehälter 19 für die Hydraulikflüssigkeit vorgesehen, der über eine Bohrung 20 mit einem Ringraum 21 in Verbindung steht. Von den Zylinderräumen 4' oberhalb der Kolben 5 führen in den Ringraum 21 axiale Bohrungen 22, in denen als federbelastete Kugeln ausgebildete Saugventile 23 vorgesehen sind. Die Verlängerung 17" trägt außerdem vorzugsweise noch über dem Vorratsbehälter 19 ein Lager 24 zur Führung der Lenkhandradwelle 1. The housing base 8 is firmly connected to a housing 17 which has an intermediate base 17 ′ at the level of the serration 2. A thrust bearing 18 supported in the intermediate floor 17 ' serves to absorb the pressure forces from the driver flange 3. Above the intermediate floor 17' , a reservoir 19 for the hydraulic fluid is provided in an extension 17 "of the housing 17 is in communication. From the cylinder spaces 4 'above the piston 5 result in the annular space 21 axial bores 22 are provided in which designed as spring-loaded balls suction valves 23rd the extension 17' also carries preferably still above the reservoir 19, a bearing 24 for guiding the steering handwheel shaft 1.

An die beiden Anschlußbohrungen 12 und 13 schließen sich Leitungen 25 und 26 an, die zu beiden Seiten eines als Sekundärteil wirkenden Arbeitskolbens 27 führen, der in einem am Fahrzeug angelenkten Zylinder 28 verschiebbar gelagert ist. Mit seiner Kolbenstange 27' ist der Arbeitskolben 27 mit einem Lenkhebel 29 eines Vorderrades 30 verbunden. Der Lenkhebel 29 steht über eine Spurstange 31 mit dem Lenkhebel 29' des anderen Vorderrades 30' in Verbindung. An Stelle des in einem Zylinder gleitenden Arbeitskolbens kann auch ein Drehflügelkolben als Sekundärteil verwendet werden. Ist HydraulikflÜssigkeit ausgetreten, entsteht auf der Saugseite ein Unterdruck, durch den die jeweiligen Saugventile 23 geöffnet werden, so daß aus dem Vorratsbehälter 19 Flüssigkeit nachfließen kann, und das Leitungssystem immer vollständig gefüllt ist. Bei Leckverlusten arbeitet somit die Lenkeinrichtung näch so lange einwandfrei, bis die ganze Reserveflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 19 verbraucht ist. Durch eine einfache Anzeigevorrichtung, z. B. ein Schauglas, läßt sich hier eine zuverlässige Überwachung der gesamten Lenkeinrichtung erzielen.Lines 25 and 26 are connected to the two connection bores 12 and 13 and lead to both sides of a working piston 27 which acts as a secondary part and which is slidably mounted in a cylinder 28 articulated on the vehicle. With its piston rod 27 'of the working piston 27 is connected to a steering arm 29 of a front wheel 30th The steering lever 29 is connected to the steering lever 29 'of the other front wheel 30' via a tie rod 31 . Instead of the working piston sliding in a cylinder, a rotary vane piston can also be used as a secondary part. If hydraulic fluid has escaped, a negative pressure arises on the suction side, by means of which the respective suction valves 23 are opened so that fluid can flow in from the reservoir 19 and the line system is always completely filled. In the event of leakage, the steering device next works properly until all of the reserve fluid from the reservoir 19 has been used up. By a simple display device, e.g. B. a sight glass, a reliable monitoring of the entire steering device can be achieved here.

Zur Erläuterung der Erfindung ist eine Ausführung mit axial angeordneten Kolben gewählt worden. Die gleiche Wirkung ist mit radialen Kolben, die sich an einer feststehenden Ringfläche abstützen, ebenfalls erreichbar. Je nach Einbauverhältnissen ist die eine oder andere Ausführungsform anwendbar.To explain the invention, an embodiment with axially arranged Flask has been chosen. The same effect is with radial pistons that are attached a fixed ring surface, also accessible. Depending on the installation conditions one or the other embodiment is applicable.

Claims

Claims: 1. Fully hydraulic steering device for motor vehicles, in particular agricultural vehicles, with a primary part which can be actuated by the steering handwheel shaft and which is connected via lines to a secondary part for pivoting the steering wheels, and a reservoir for the pressure fluid, characterized in that the primary part is a known piston pump equipped with a rotating piston drum (4) containing an even number of pistons (5) is provided, which is arranged under the storage container (19) and with this in a common housing (17) .

2. Steering device according to claim 1, characterized in that the housing (17) attached to the vehicle is used to support the steering handwheel shaft (1) , the lower end of which is non-rotatably connected to the piston drum (4) and at a distance above it above the storage container ( 19) is rotatably mounted in the housing (24). 3. Steering device according to claim 1 and 2, characterized in that the reservoir (19) is connected to each cylinder chamber (4 ') via suction valves (23) through which pressure fluid is automatically sucked in in the event of leakage from the piston (5) in the suction stroke . 4. Steering device according to claims 1 to 3, characterized in that between the storage container (19) and the cylinder spaces (4 ') an annular space (21) is provided, which on the one hand through a bore (20) with the storage container (19) in Is connected and in the other hand from the cylinder chambers (4 ') exiting, the suction valves (23) containing bores (22) open. Documents considered: German Patent No. 526 238; German interpretative document No. 1 143 159.