DE1653363A1 - Umkehrbare hydraulische Maschine - Google Patents

Description

R, 859B WoA'e
1.10.1969

Anlage zur Patent- und
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH. 7 Stuttgart 1, BreitscheidstraSe 4

Umkehrbare hydraulische Maschine

Di«. Erfindung betrifft eine umkehrbare hydraulische Maschine, die als Pumpe oder Motor wirkt, insbesondere für hydraulische Lenkungen, mit einem Gehäuse mit Bohrungen, in denen Verdrängerkörper bewegbar gelagert sind, einer Antriebswelle, zwei Druckräumen, die mit je einem Anschluß zum Zu- und Abführen von Druckmittel verbunden sind und wechselweise unter Hoch- oder Niederdruck stehen, einer Leckölsammelleitung; und einer Ventileinrichtung, die die Lockölsammelleitung Jeweils mit dem Druckraum niedrigeren Drucks verbindet.

Aus der UiI-PatentsehrIft } 051 091 ist eine umkehrbare Zahnradpumpe bekannt mit einem Lecko'lraum, der durch Je ein Rückschlagventil von den Anachlüissim getrennt i«t, die zum Zu- und Abführen des Druckmittels zu den beiden Druckräumen der Pumpe dienen.

fite I Kt der Druck des T/ieköls im Leckölraum über einen bestimmten Wert, dann öffnet das zu dem Anschluß des Druckrauines mit dem Jeweils niedrigeren Druck

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führende Rückschlagventil und Druckmittel kann nach dem Leckölraum solange abfließen, bis der Druck des Lecköls unter den der Schließkraft des Rückschlagventils entsprechenden Druck gesunken ist. Das Lecköl steht somit immer unter eineii bestimmten Druck und kann nur in Abhängigkeit von der SchliePkraft, der Rückschlagventile mit dem jeweiligen Anschluß zu dsm Druckraum niedrigeren Drucks verbunden werden. Der Druckunterschied zwischen den beiden Druckräumer« allein veranlaßt nicht, die Rückschlagventile zu öffnen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine umkehrbare hydraulische Maschine zu schaffen, di vielseitig verwendbar ist und insbesondere sich als Meß- oder Handpumpe für hydraulische Lenkungen mit offenem oder geschlossenem hydraulischen Kreislauf eignet. Dazu soll eine möglichst einfache Einrichtung zum Leckmengenausgleich vorgesehen werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ventileinrichtung zwischen den beiden Anschlüssen und der Leckölsammelleituri^ angeordnet ist und von dem jeweils höheren der in den beiden Druckräumen herrschenden Drücke so verstellbar ist, daß die Leckölsarr-r.elleitung unabhängig von dem in ihr herrschenden Di¹UCk jeweils mit dem Raum verbunden ist, in dem der niedrigere Druck herrscht.

Ein v.'esentliches Merkmal der Erfindung hierfür ist ein Ventilteil, das in einer Bohrung zwischen den beiden Anschlüssen und der Lecköl Sammelleitung so angeordnet ii>t, daß in seiner Mittelstellung alle Leitungen voneinander getrennt sind«

Um die hydraulische Maschine nach der Erfindung als Handpumpe für eine hydraulische Lenkung mit einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf zu vorwenden, führt vorteilhafterweise jeder der beiden Anschlüsse zu einer Seite eines Lenkzylinders.

Bei einer hydralischen Lenkung mit einem offenen hydra .-ι Π nahen Kreislauf hat die hydraulische Maschine nach der :^rfindung den Vorteil, daO jeder der beidrn Anrjchlüfiiie übjr ein Steuergerät, ml*.· einer motorgetriebenen Pumpe oder einer der beiden Sei ton des Lenkzylinder!; verbindbar 1st. Dabei fällt wesentlich

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ins Gewicht, daß die jeweilige Saugseite der Maschine mit der motorgetriebenen Pumpe verbunden werden kann und deren Druck auch im Leckölraum der Maschine tvirkt, so daß er die Verdrängerkörper unmittelbar entlastet und diese von Hand bewegt werden können, wobei die eine Lenkzylinderseite unter den um öle Handkraft vermehrten Förderdruck der motorgetriebenen Pumpe gesetzt, die andere entlastet wird.

Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung wiedergegeben. Sie zeigt in

Fig. 1 eine umkehrbare hydraulische Maschine als Kolbenpumpe im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kolbenpumpe nach TI-II der Pig. I,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Kolbenpumpe, zum Teil geschnitten nach III-III der Fig. 1,

Fig. 4 eine umkehrbare hydraulische Maschine als Handpumpe einer hydraulischen Lenkung mit geschlossenem hydraulischen Kreislauf in vereinfachter Darstellung,

Fig. 5 eine umkehrbare hydraulische Maschine als Handpumpe mit offenen hydraulischem Kreislauf und motorgetriebener Pumpe in vereinfachter Darstellung,

Fig. 6 einen Querschnitt durch das Steuergerät nach VI-VI der Fig. 5·

Die umkehrbare hydraulische Maschine ist als Kolbenpumpe 1 ausgebildet mit einem Gehäuse 2, in dem in verschiedener Entfernung von seiner Stirnfläche 5 zwei Anschlußbohrungen 4,5 symmetrisch zur Längsachse des Gehäuses 2 angeordnet sind. Eine Längsbohrung 6 im Gehäuse 2 ist an ihrem inneren Ende zu einer Kammer Y ausgebildet. In sie mündet ein Kanal S, der von der der Stirnfläche 3 nähefliegenden AnschluPbohrung 4 ausgeht.

In der Längsbohrung 6 ist eine als Lenkspindel 9 ausgebildete Antriebswelle drehbar gelagert. Sie ragt mit ihrem einen Ende 10 aus dem Gehäuse 2 durch einen das Gehäuse 2 abschließenden Deckel 11, in dem sie ebenfalls drehbar gelagert ist. Das Ende 10 der Lenkspindel 9 ist mit einem Lenkrad 12 verbunden

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(Fig. 4). Der Deckel 11 hat an seiner dem Gehäuse 2 zugekehrten Seite eine Ausnehmung 13, in der ein Axialwälzlager 14 angeordnet ist. Auf ihm stütz' sich eine Nockenscheibe 15 ab, die mit der Lenkspindel 9 durch einen Querstift 16 fest verbunden ist. Im Gehäuse 2 befinden sich sechs Länpsbohruncen 17 bis 22 in gleichen Abständen zur Längsbohrung 6 und zueinander. In jeder Längsbohrung 17 bis 22 ist ein Kolben 23 bis 28 gleitend geführt. Jeder Kolbe: 23 bis 28 stützt sich mit seiner dem inneren Ende der Längsbonrurig 17 bis 22 zugewandten und mit einer Ausnehmung versehenen Stirnseite 29 bis 34 auf eir.i: in der Längsbohrüng 17 bis 22 angeordneten Feder 35 ab. An seiner anderen Stirnseite trägt jeder Kolben 23 bis 28 eine Rolle 36 bis 41., mi- der er an der Nockenscheibe 15 anliegt. Jeder Kolben 23 bis 28 hat einen Cu3rstift -2. der als Anschlag zum Begrenzen der Bewegung des Kolbens 23 bis 25 in die Längsbohrung 17 bis 22 hinein und außerdem als Lagerachse für die Rolle Jf bis 41 dient. Jede Längsbohrung 17 bis 22 bildet an ihrem Boden eine Karr.er 43> in die je eine von der Längsbohrung 6 ausgehende Radialbohrur.r 44 bis '~S mündet.

Die Lenkspindel 9 hat an ihrem in die Kammer 7 ragenden Ende einen Ansatz 5" kleineren Durchmessers. Von der Stirnfläche des Ansatzes 50 geht eine axiale Sackbohrung 5I aus, die im Bereich des Ansatzes 50 von einer Querbo'nrunc; 52 durchdrungen ist. Etwa in der Mitte des Bereichs zwischen der Kammer 7 ur.d der Ebene der Radial bohrungen 44 bis 49 mündet ein Kanal 53 in die Längsbohrung 6, der von der Anschlußbohrung 5 ausgeht. Er steht mit eir.er Rin«r.ut 54 der Lenkspindel 9 in Verbindung. Von der Ringnut. 54 gehen fUr.f in gleichen Abstand an der Mantelfläche der Lenkspindel 9 angeordnete Längsnuten 55 Ms

59 aus, die an der Ringnut 54 etwa deren Tiefe haben und sieh se verjüngen, daß sie an der Mantelfläche gegenüber den Radialbohrungen 44 bis ^9 auslaufen. Zwischen den fünf Längsnuten 55 bis 59 sind fünf weitere Lsr.rsnuten

60 bis 64 so an der Mantelfläche der Lenkspindel 9 angeordnet, ca2 sie ebenfalls gegenüber den Radialbohrungen 44 bis 49 auslaufen, ihren Ursprung Jedoch an einer zweiten Ringnut 65 der Lenkspindel 9 haben, die vcn den Radialbohrungen 44 bis 49 soweit entfernt, aber in entgegengesetzter richtung lier-wie die Ringnut 54. Von der Ringnut 65 ausgehend hat die Lenksrinde19 eir.e Querbohrung 66, die mit der Sackbohrung 51 verbunden ist.

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Das Gehäuse 2 hat eine Q.uerbohrung 67 (Fig. 3), die durch die Anschlu^bohruncer. 4,5 führt. In ihr ist ein Längsschieber 63 gleitend und dichtend geführt. Die Querbohrung 67 ist an ihren Enden durch einschraubbare Bolzen 69,70 verschlossen. Sie dienen als Endanschlag für den Längsschieber 68 und als Lagerteil für jeweils ein Ende einer Feder 71»72, die mit ihrem anderen Ende an einem Bund 75,74 des Längsschiebers 68 anliegt und ihn in seiner Mittelstellung hält. Zwischen den Bunden 75*74 hat der Längsschieber 68 eine Ausnehmung 75> die ständig mit einer Leckölsammelleitung 76 (Fig.l) verbunden ist, welche vcn der Querbohrung 67 zu einem Raum 77 im Deckel 11 führt, der die Nockenscheibe 15 umgibt und an den die Kolben 25 bis 23 und deren Rollen 5^ bis 41 grenzen.

Vienn die umkehrbare hydraulische Maschine nach Fig. 1 bis 5 als Pumps wirkt, ist z.B. die Anschlußbohrung 4 mit einer nicht dargestellten Saugleitung verbunden, durch die Druckmittel aus einem ebenfalls nicht dargestellten Behälter angesaugt wird und durch den Kanal 8, die Kammer 7 sowie die Bohrunger. 52,51,66 der als Antriebswelle wirkenden Lenkspindel 9 in die Ringnut 65 mit den fünf von ihr ausgehenden Längsnuten 60 bis 64 gelangt. Von der Anschlu"-bohrung 5 führt eine nicht dargestellte Druckleitung zu einem ebenfalls nicht dargestellton Motor.'Durch den Kanal 55 im Pumpengehäuse 2 ist die Anschlu'⁵-bohrung 5 mit der Ringnut 54 und mit den von ihr ausgehenden Dingsnuten 5^ri bis-

59 in der Lenkspindel 9 verbunden. In der in der Zeichnung (Fig. 1 und 2) wiedergegebenen Stellung der Kolbenpumpe 1 v/ird Druckmittel in die I&nganuter,

60 Mk 64 gesaugt und gelangt durch die in dieser Stellung mit der Längsnut 65 schon verbundene Radialbohrung 48 und die mit der Längsnut 64 noch verbundene Radialbohrung 49 und die Kammern 45 der Längfsbohrungfch 21,2? mit der. Kolben 27.28. Die Kolben 27*2,8 sind von den Federn 55 an die Nockenscheibe 15 Redrüekt, so daK die Rollen 4O,4l fast am Grund zwischen jeweils zv/ei Nocken anliegen. Die den Radial.bohrungen 48,49 benachbarten Radialbohrungen 47,44 sind in dieser- Stellung der Antriebswelle 9 von allen Iängsnut-?n in dar Welle 9 getrennt und somit von der S'iugleitung und der Druckleitung abgesch)rrsen. Di« beiden zu den Kammern 45 der LHngsbohrungen 18,19 mit d.m Kolben 2-t, 25 führenden Radia!bohrungen 45,46 sind an die Druckleitung üb> >r die» Anschlu-bohrung 5, den Kanal 55 und die Ringnut- 54 angeschlossen durch die noch mit der Radialbohrung 45-verbundene Längiinut ^ly\ und die schon mit der Radiaibohr·¹: 56 verbundene Iiinganut Ί6.

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Die Kolben 24,25 werden entgegen der Kraft der Feder 55 von der Nockenscheibe 15 in Richtung der Kammern 45 gedruckt, so daß das in die Kammern 45 der Längs bohrungen 18,19 angesaugte Druckmittel über die eben beschriebene Verbindung; zun Motor gelangt. Dreht sich die Antriebswelle 9 und die mit ihr fest verbundene Nockenscheibe 15» so saugen die Kolben 23 bis 28 nacheinander, wenn die Kammern 45 an ihren Stirnseiten 29 bis 54 mit der Saugleitung verbunden sind und sie von der Feder 55 gegen den Grund zwischen zwei Nocken gc>drückt werden, Druckmittel an und pumpen das angesaugte Druckmittel in die Druckleitung zum Motor, wenn die Kammern 45 mit der Druckleitung verbunden sind und die Nocken der Nockenscheibe 15 sie entgegen der Kraft der Feder 55 in die Längsbohrungen I7 bis 22 hineindrücken. Bei einer Umdrehung der Antriebswelle 9 v/erden somit sechs Kolbenpumpenhübe ausgeführt. Soll die Kolbenpumpe 1 in umgekehrter Richtung laufen, so ist dann die Anschlußbohrung 4 mit der Druckleitung und die Anschlu^bohrung 5 mit der Saugleitung zu verbinden. Wann die als Kolbenpumpe 1 dargestellte hydraulische Maschine als Motor verwendet wird, ist je nach der gewünschten Drehriehtung eine der Anschlu.Tbohrunpen 4 und 5 mit einer von einer Pumpe kommenden Druckleitung verbunden und die andere an eins Rücklaufleitung zum Behälter angeschlossen.

Tn der I/ingsbohrung 6 kann an der Mantelfläche der Antriebswelle 9 Lecköl von der Ringnut 65 in el.^n Raum 77 gelangen, ebenso wie aus .-lsi; Kammern 45 durch die Längsbohrungan 17 bis 22 entlang den Mantelflächen der Kolben 25 bis 2'J. Durch den Druckunterschied in den Ansehlußbohrungon 4 und 5 wird der Läntf.ischlebviT 68 von der Kraft des höheren Drucks in der Anschlußbohrung 5 bis su dem als Anschlag .Hellenden Bolzen 7Q entgegen der Kraft der Feder 72 verschoben, so daß durch die Leekölsammelleitung J6 die Ansohlußbohrung 4 mit dem Raum 77 verbunden ist. In diesem Raum 77, an den die Rollen 56 bis 4l der Kolben 25 Ma 23 grünen und in den das Lecköl gelangt, herrscht somit dor Saucdruok der Kolbenpumpe 1.

Tn der Zeichnung istin Fig. 4 ein Ausführungsbelspiel mit einer Kolbenpumpe 1 als Handpumpe einer ausschließlich hydraulisch betätigten I/mkung mit einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf dargestellt. Die Kolbenpumpe 1 ist in diesem AuisfUhrungabpifipieL nach dor Erfindung wieder mit drr Lenkspin-lel 9 und einem Lenkrad 12 versehen. Mit. den Anschlu^bohrungen 4,5 sind

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Leitungen 78,79 verbunden, die zu den beiden Seiten 8O,8l eines Lenkzylinders 82 führen, in dem ein Verstellkolben HjJ gleitend und dichtend bewegbar ist. Eine Kolbenstange 84 ist über ein vereinfacht darpestellt.es Lenkgestänge 85 mit den Rädern 86 des Fahrzeugs verbunden. Will der Fahrer beispielsweise die Räder 86 nach rechts einschlagen, dreht er mit dem Lenkrad 12 die Lenkspindel 9 nach rechts,(In Pig- 4). Dabei wird Druckmittel aus der Zylinderseite 80 über die Leitung 78 und vielter durch die AnschluEbohrung 4, den Kanal 8, die Kammer 7, die Bohrungen 52,51,66 in die Ringnut 65 und von ihr durch die gerade mit den entsprechenden Radialbohrungen 44 bis 49 verbundenen Längsnuten 60 bis 6¹' in die Kammern 43 gesaugt. Aus den Kaminern 43 wird das Druckmittel beim Weiterdrehen des Lenkrades 12 durch die von den entsprechenden Nocken in Richtung auf die Kammern 43 hin geschobenen zugehörigen Kolben 23 bis 28 durch die nun mit den entsprechenden Längsnuten 55 bis 59 verbundenen Radialbohrungen 44 bis 49, die Ringnut ^h, den Kanal 53· die Ansehlufibohrung 5 und die Leitung 79 in die rechte Seite Bl des Lenkzylinders 82 gepumpt. Die dadurch an der Lenkzylinderseite Bl wirkende höhere Druckkraft schiebt den Verstellkolben 83 in die Seite 80 hinein, bis der Druckunterschied an den Seiten 8Q,8l des Lenkzylinders 82 ausgeglichen ist. Durch den Verstellkolben 83 wird auch die Kolbenstange 84 in Richtung auf die Seite 80 bewegt und über das Lenkgestänge 85 werden die Räder 86 nach rechts eingeschlagen. Soll das Fahrzeug, wieder geradeaus fahren, so wird das Lenkrad 12 solange nach links bewegt, bis durch den nun umgekehrten Pumpvorgang der Verstellkolben 83 wieder in der der Geradeausfahrt entsprechenden Mittelstellung steht.

Fig. 5 der Zeichnung zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer Kolbenpumpe 1 als Motor oder handbetriebene Pumpe einer ausschließlich hydraulisch betätigten Lenkung mit einem offenen hydraulischen Kreislauf. Von einer motorgetriebenen Pumpe 87 führt eine Druckleitung 88 zu einem Steuergerät 89 und mündet in eine Bohrung 90 eines Gehäuses 91, die an einen Kanal 92 im Gehäuse 91 angeschlossen ist. Der Kanal 92 ist mit zwei Ausnehmungen 93,94 einer Gehäusebohrung 95 verbunden. Neben diesen Ausnehmungen 93,94 sind zwei v/eitere Ausnehmungen 96,97 in der Gehäusebohrung 95 angeordnet, die mit einem Kanal 98 im Gehäuse 91 verbunden sind. Von diesem Kanal geht eine Bohrung 99

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aus, an die eine Rücklauf leitung 100 zu einem Behälter 101 angeschlossen 1st, Außerdem hat die Gehäuse bohrung 95 noch zwei Ausnehmungen 102,103, die mit Je einer Bohrung 104,105 verbunden sind. An sie sind zwei Arbeitsleitungen « 106,107 angeschlossen, die zu je einer Seite I08, 109 eines Lenkzylinders 110 führen, in welchem ein Verstellkolben 111 mit einer Kolbenstange 112 angeordnet ist. Die Kolbenstange 112 ist durch ein vereinfacht dargestelltes Lenkgestänge 115 an die Räder 114 des Fahrzeugs angeschlossen.

Zwischen den mit der. Druckleitung 83 verbundenen Aussparungen 93>94 ist noch eine Aussparung 115 in der Gehäusebohrung 95 angeordnet, zu der eine Bohrung II6 von der mit der Rücklaufleitung 100 verbundenen Aussparung 97 führt. In dieser Bohrung befindet sich ein Sitzteil 117 eines Druckbegrenzungsventils 118 mit einem Schließteil 119, das von einer verhältnismäßig starken, in einem erweiterten Abschnitt der Bohrung II6 untergebrachten Feder 120 gegen das Sitzteil 117 gedruckt ist.

In der Gehäusebohrung 95 1st ein LKngssteuerschieber 121 gleitend und dichtend geführt. An ihm sind zwei Ringnuten 122, 123 so angeordnet, daß sie Je n?eh Schieberstellung mit einer der an die Druckleitung 88 angeschlossenen Ausnehmungen 93,94 oder mit der Ausnehmung 115 verbunden oder von ihnen getrennt sind. Der Längssteuerschieber 121 hat zwei weitere Ringnuten 124,125, die je nach Schieberstellung mit den an die Druckleitung 88 angeschlossenen Ausnehmungen 93*94 und/oder mit den an die Rücklaufleitung 100 angeschlossenen Ausnehmungen 96,97 verbunden sind. Neben den Ringnuten 124,125 befinden sich am Längssteuerschieber 121 noch zwei Ringnuten 126,127, die je nach Schieberstellung die Verbindung zwischen den mit dem Rücklauf verbundenen Ausnehmungen 96,97 und den an die Arbeitsleitungen 106,107 angeschlossenen Ausnehmungen 102, 105 offen oder geschlossen halten. Von jeder Stirnseite des Längssteuerschiebers 121 geht eine Sackbohrung 123,129 aus, die nahe ihrem Ende von einer von der Ringnut 122 oder 123 ausgehenden Querbohrung I30,IJl durchdrungen ist. Eine ringförmige Aussparung 132 am Längssteuerschieber 121 ist je nach Schieberstellung mit der an die Arbeitsleitung 107 angeschlossenen Ausnehmung IO3 verbunden oder von ihr getrennt. In dieser Aussparung ist noch eine Querbohrung I33 angeordnet, durch die sie mit der Saekbohrung 129 verbunden ist.

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An die Aussparung 132 schließt sich ein Ansatz 134 mit kleinerem Durchmesser an. Er ragt in einen erweiterten Endabschnitt 135 der Gehäusebohrung 95· Dieser Endabschnitt 135 und das andere Ende der Gehäusebohrung 95 sind durch Deckel 136,137 dicht verschlossen. " Die Deckel

136,137 haben Je eine Öffnung I38 oder 139» an die zwei Steuerleitungen I4o, ' l4l angeschlossen sind, die in die Anschlußbohrungen 4,5 der Kolbenpumpe 1 münden.

Der Ansatz 134 am LängsSteuerschieber 121 trägt zwei auf dem Ansatz verschiebbare Anschlagscheiben 142,143. Zwischen ihnen ist eine Druckfeder 144 angeordnet, die Je nach Schieberstellung die Anschlagscheibe 142 gegen eine Schulter 145 der Gehäusebohrung 95 und/oder gegen eine Schulter 146 des Längssteuerschiebers 121 drückt und die Anschlagscheibe 143 gegen den Deckel 137 iHid/oder gegen ein auf dem Ansatz 134 nahe dessen Ende angeordnetes Anschlagteil l47 gestützt hält. Außerdem befindet sich auf dem Ansatz 134 des Längssteuerschiebers 121 zwischen den Ansehlagscheiben 142,143 eine längsverschiebbare Hülse 148, die den Steuerschieberweg begrenzt.

Schließlich führt noch im Gehäuse 91 des Steuergeräts 89 von der an die Druckleitung 88 angeschlossenen Bohrung 90 zu der mit der Rücklaufleitung· 100 verbundenen Bohrung 99 ein Verbindungskanal 149 mit einem sich zur Bohrung 90 der Druckleitung 83 hin öffnenden Naohsaugventil 150.

In der in der Zeichnung dargestellten Neutralstellung des Steuerschiebers 121 gelangt das von der motorgetriebenen Pumpe 87 geförderte Druckmittel durch die Druckleitung 88, die Bohrung 90 und den Kanal 92 in die Ausnehmungen 93,9-, und von dort durch die Ringnuten 124,125, die Aussparungen 96»97» den Kanal 98 und die Bohrung 99 in die Rücklaufleitung 100 zum Behälter 101. Die an die Arbeitsleitung I06, 107 zum Lenkzylinder 110 über die Bohrungen 104,105 angeschlossenen Ausnehmungen 102,103 sind in dieser Schieberstellung von Druck- und Rücklaufleitung 88 und 100 getrennt. Der Steuerschieber 121 gibt Jedoch die Verbindung zwischen der Ausnehmung 102 und der an die Öffnung im Deckel 136 angeschlossenen Steuerleitung 140 zur Kolbenpumpe 1 frei, währeM die Ausnehmung 103 über die Aussparung 132, die Querbohrung 133, die Sackbohrung 129 und die Öffnung 139 im Deckel 137 mit der Steuerleitung l4l zur Kolbenpumpe 1 verbunden ist. Wirken beim Fahren - beispielsweise beim

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schnellen Fahren auf guten Straßen - keine oder nur geringe Kräfte auf die Räder des Kraftfahrzeugs ein, so ist die Lenkung direkt und keine Lenkkraft- , . Unterstützung nötig. Den von den Rädern 114 über die Seiten 108,109 des Verstellkolbens 111 zu den Kammern 43 der Kolbenpumpe 1 kommenden Druckkräften wirkt der Fahrer vom Lenkrad 12 her entgegen, indem er bei Geradeausfahrt über die Lenkspindel 9 die Nockenscheibe 15 sowie die Kolben 23 bis 28 und somit den Verstellkolben 111 mit den Rädern 114 in seiner Lage hält. Wenn der Fahrer nach einem Lenkeinschlag das Lenkrad 12 losläßt, so können die Räder 114 infolge ihrer Einstellung in die Geradeausrichtung zurückschwenken und über die Zylinderseiten 103,109 und die Kammern 43 die Nocke: scheibe 15 und h die Kolben 23 bis 28 sowie die Lenkspindel 9 mit dem Lenkrad 12 in die Ausgangslage zurückführen.

Will der Fahrer andererseits die Räder einschlagen und ist die ihm entgegenwirkende Kraft noch klein, so verschiebt der Fahrer mit dem Lenkrad 12 über die Lenkspindel 9 und die Nockenscheibe 15 die Kolben 23 bis 28. Der dabei entstehende geringe Druckunterschied in den Kammern 43 und den mit ihnen verbundenen Seiten 108, 109 des Lenkzylinders 110 reicht aus, um den Verstellkolben 111 und mit ihm die Räder 114 des Kraftfahrzeugs in die gewünschte Stellung zu bringen. Der Steuerschieber 121 des Steuergeräts 39 bleibt während dieser Vorgänge in seiner oben beschriebenen Neutralstellung, denn bei diesen geringen Lenkkräften ist der zura Druckausgleich zwischen den mit den Stsuer-. leitungen l4O,l4l verbundenen Kammern 43 notwendige Pumpvorgang so klein, und die Kraft der Feder 144 ist so günstig gewählt, daß der Steuerschieber 121 noch nicht aus seiner Neutralstellung verschoben wird.

Werden beim Lenken größere Kräfte gebraucht, beispielsweise bei einem großen Radeinschlag oder wenn sich die Räder durch die Beschaffenheit der Straße nur schwer lenken lassen, also der Lenkbewegung einen großen Widerstand entgegensetzen, dann ist eine Lenkkraftunterstützung erforderlich. Bewegt der Fahrer durch Drehen des Lenkrades 12 die Nockenscheibe 15 und die Kolben 23 j bis 28, so steigt beispielsweise der Druck in den Kammern 43, die an die j Steuer leitung l4l angeschlossen sind, und Über sie und das Steuergerät 89 ebenfalls an der Seite 109 des Lenkzylinders 110. Wenn der Druck so angestiegen 1st, daß die Druckdifferenz aus den Kräften an den beiden Stirn-

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flächen des Steuerschiebers die Kraft der ^eder 44 überwindet, bewegt sie den Steuerschieber 121 aus der Neutralstellung (in Fig. 5 nach links). Dabei bleiben weiterhin die an die Steuerleitung l4l angeschlossenen Kammern 43 mit der Seite 109 des Lenkzylinders 110 verbunden. Die an die Steuer leitung Ι4θ angeschlossenen Kammern 43 sind aber von der Seite lOB des Lenkzylinders 110 getrennt und dafür durch die Ringnut 123, die Bohrungen 130, 123, die Öffnung 138, die Steuerleitung Ι4θ sowie in der Kolbenpumpe 1 durch die Ansch^ui?- bohrung 4, den Kanal 8, die Kammer 7, die Bohrungen 52,51,66, die Ringnut 65 und die an die entsprechenden Langsnuten angeschlossenen Radialbohrungen verbunden. Es gelangt somit Druckmittel von der Pumpe 87 zu den mit der Steuerleitung l40 verbundenen Kammern 43» in denen der Druck steigt und die in die Kammern 43 ragenden Kolben gegen die Nockenscheibe 15 bewegt, so daß die Kolbenpumpe 1 als Motor wirkt und die Bewegung des Verstellkolbens 111 unterstützt, bis die auf die Steuerschieberstirnflache an der Öffnung I38 wirkende Druckkraft den Steuerschieber 121 wieder in seine Neutralstellung zurückschiebt. Die Seite I08 des Lenkzylinders 110 dagegen ist durch die Arbeitsleitung I06, die Bohrung 104, die Ausnehmung 102 und die Ringnut 126 an die mit der Rücklaufleitung 100 verbundene Ausnehmung 96 angeschlossen, die drucklos ist, so daß.Druckmittel von der Seite IO8 zum Behälter 101 abfließt und der Verstellkolben 111 durch die an der Seite 109 wirkende Druckkraft in die Seite IO8 bewegt wird und die Räder in die entsprechende Richtung lenkt. Ist der gewünschte Lenkeinschlag erreicht, so ist auch die Steuerleitung l40 wieder von der Druckzttfuhr abgeschlossen und mit der Seite 103 des Lenkzylinders 110 verbunden. Entsprechend verlaufen die Vorgänge beim Steuern in entgegengesetzter Richtung.

An der Kolbenpumpe 1 auftretendes Lecköl wird - wie weiter oben besehrieben durch den druckabhängigen Längsschieber 68 immer zur Anschlußbohrung 4,5 mit dem niedrigeren Druck geleitet. Auf diesem Weg gelangt auch der Förderdruck der »otorbetriebenen Pumpe in den Raum 77· Der Druckunterschied zwischen dem Saugdruck im Raum 77 und dem von den einzelnen Kolben der Pumpe 1 erzeugten Druck ist daher verhältnismäßig gering. Die Fertigungstoleranzen für die Kolbenpumpe 1 können deshalb auch bei noch kleiner Leckmenge verhältsnismäSig groß gehalten werden. Außerdem wirkt der Druck im Raum 77 auf alle Kolben 23 bis 28, so daß sie nicht gegeneinander abgedichtet zu werden brauchen. Der Längsschieber 68 erfüllt somit zwei Funktionen: Er hält die Leckölsammelleitung

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76 mit der jeweiligen Saugleitung 4 oder 5 verbunden und setzt den Raum 77 mit den an ihn grenzenden Stirnseiten der Kolben 23 bis 28 unter Saugdruck,

Wenn die motorgetriebene Pumpe 87 ausfällt oder beispielsweise bei einem abzuschleppenden Fahrzeug nicht in Betrieb ist, arbeitet die Kolbenpumpe 1 als Handpumpe. Wie bei der normalen Lenkung sind auch hier in der Neutralstellung des Steuerschiebers 121 die mit den Steuerleitungen l4O,l4l verbundenen Kammern 43 mit den entsprechenden Seiten 103,109 des Lenkzylinders 110 verbunden. Die an die Druckleitung 88 angeschlossenen Ausnehmungen 93»94 sind über die Ringnuten 124,125 mit ³en Aussparungen 9δ>97 für den Rücklauf verbunden und somit drucklos. Wenn der Fahrer die Fahrzeugräder beispielsweise nach links einschlagen will, so dreht er das Lenkrad 12 nach links und mit ihm die Lenkspindel 9 mit der Nockenscheibe I5. Dabei fördern die Kolben 23 bis Druckmittel in die Steuer leitung l40, und in der mit ihr verbundenen Seite des Lenkzylinders 110 steigt der Druck. Übersehreitet die gleichfalls ansteigende Druckkraft an der in die Öffnung I38 ragenden Stirnfläche des Steuerschiebers 121 die Summe aus der Druckkraft an der anderen Stirnfläche des Steuerschiebers 121 und der Kraft der Feder 144, so bewegt die an der Öffnung 138 herrschende Druckkraft den Steuerschieber 121 aus der Neutralstellung; (in Fig. 5 nach rechts) und trennt die mit der Druckleitung 88 verbundenen Ausnehmungen 93>94 von den mit der Rücklaufleitung 100 verbundenen Ausnehmungen 96,97. Die Seite 109 des Lenkzylinders 110 ist dann von der Steuerleitung und den mit ihr verbundenen Kammern 43 mit dem niedrigeren Druck abgetrennt und über- die Ringnut 127 mit der an die Rücklaufleitung 100 angeschlossenen Ausnehmung 97 verbunden. Die Seite 109 des Lenkzylinders 110 ist somit drucklos, und die in den an die Steuer leitung 140 angeschlossenen Kammern 4,3 wirkende höhere Druckkraft schiebt den Verstellkolben"111 zur Seite 109 des Lenkzylinders 110. Die Steuerleitung l4l ist in dieser Schieberstellung mit der an die Druckleitung 88 angeschlossenen Aussparung 94 durch die Ringnut 122 und die Bohrungen 131,129 verbunden. Da von der Pumpe 87 kein Druckmittel gefördert wird, wird durch die Bohrung 90 und das Nachsaugventil I50 in dem Verbindungskanal 149 Druckmittel aus dem Behälter 101 durch die Rücklaufleitung 100 in die Steuerleitung l4l gesaugt. Soll das Fahrzeug nun wieder geradeaus fahren, so bewegt der Fahrer durch das Lenkrad 12 über die Spindel 9 und die Nockenscheibe 15 die Kolben 23 bis 28 mit Unterstützung des in der Steuer-

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BAD OBlGlNAt

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leitung l40 herrschenden höheren Drucks nach rechts, so daß in die Steuerleitung Ϊ41 von der Kolbenpumpe 1 Druckmittel gefördert wird und dort der Druck ansteigt, während er in der als Saugleitung dienenden Steuerleitung l40 sinkt. Wenn der Druckkraftunterschied in den Steuerleitungen l40,l4l kleiner geworden ist als die Druckkraft der Feder 144, dann wird der Steuerschieber 121 wieder in seine Neutralstellung geschoben. Bside Steuerleitungen l4O_sl4l und die mit ihnen verbundenen Kammern 43 der Kolbenpumpe 1 sind wieder an die entsprechenden Seiten 103,109 des Lenkzylinders angeschlossen, und solange keine größeren Lenkkräfte benötigt" werden, wird das Fahrzeug direkt gelenkt, d. h. ohne LenkkraftunterstUtzung.

Treten an den Rädern 114 große Stöße auf, so daß beispielsweise der Verstellkolben 114 ruckartig auf eine Seite I09 des Lenkzylinders 110 bewegt wird, dann tritt an dieser Seite 109 und an der mit ihr verbundenen Ringnut 132 und Öffnung 139 ein Druckstoß auf. Der Steuerschieber 121 wird dadurch aus seiner Neutralstellung (in Fig. 5 nach links) bewegt, so daß die Zylinderseite 109 durch die Bohrungen 133> 129* 131 mit der Aussparung 115 verbunden ist und der Schließkörper 119 des Druckbegrenzungsventils II8 von seinem Sitzteil 117 abgehoben wird. Druckmittel kann somit durch das geöffnete Ventil IIS zu der mit dem Rücklauf 100 verbundenen Ausnehmung 97 abfließen.

Treten Druckstöße an der Zylinderseite IO8 auf, so wird durch den in der mit der Zylinderseite 103 verbundenen Öffnung 133 ansteigenden Druck der Steuerschieber 121 nach rechts bewegt, und Druckmittel fließt durch die Bohrungen 123,130, die Ringnut 123, die Ausnehmung 115 und das dann geöffnete Ventil · HS zum Rücklauf 100 ab.

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Claims (4)

1. . 1663363

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   Ansprüche; . ·

   \^ Umkehrbare hydraulische Maschine, die als Pumpe oder Motor wirkt, insbesondere für hydraulische Lenkungen, mit einem Gehäuse mit Bohrungen, in denen Verdrängerkörper bewegbar gelagert sind, einer Antriebswelle, zwei Druckräumen, die mit je einem Anschluß zum Zu- und Abführen von Druckmittel verbunden sind und wechselweise unter Hoch- oder Niederdruck stehen, einer Leckölsarair.elleitung und einer Ventileinrichtung, die die Leckölsammel· leitung jeweils mit dem Druckraum niedrigeren Drucks verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (63) zwischen den beiden Anschlüssen (4,5) und der Leckölsammelleitung (76) angeordnet ist und von dem jeweils höheren der in den beiden Druckräumen (4.5) herssehenden DrUcJBSo verstellbar ist, daß die Leckölsammelleitung (76) unabhängig von dem in ihr herrschenden Druck jeweils mit dem Raum (4,5) verbunden ist, in dem der niedrigere Druck herrscht.
2. 2. Hydraulische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Ventileinrichtung ein Ventilteil (68) gehört, das in einer Bohrung (67) zwischen den beiden Anschlüssen (4,5) und der Leckölsammelleitung (jG) so angeordnet ist, daß in seiner Mittelstellung alle Leitungen (4,5,76) voneinander getrennt sind.
3. 5· Hydraulische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da? jeder der beiden Anschlüsse (4,5) zu einer Seite (80,8l) eines Lenkzylinders (82) führt.
4. 4. Hydraulische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet; da3

   Jeder der beiden Anschlüsse (4,5) über ein Steuergerät (89) mit einer

   motorgetriebenen Pumpe (87) oder einer der beiden Seiten (103,109) eines LenkzylInders (HO) verbindbar ist.

   NeU3 Unterlagen (Art. 7 § I Abo. 2 Nr. I Satz' 3 des Änderunflsgee. v. 4.9.1967»

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