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Die
Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs.
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Eine
bekannte Steuereinrichtung nach der
DE 29 17 435 C2 arbeitet mit zwei Umfangsreihen von
Verteilerlängsnuten
an beiden Stirnseiten des Steuerschiebers eines hydrostatischen
Servoantriebs. Diese Verteilersteuerung arbeitet sehr genau und
mit nur geringen Leckverlusten zwischen den Verdrängerzellen
einer Handpumpe und den Druckräumen
eines Servomotors. In einer derartigen hydrostatischen Lenkeinrichtung
treten sieben Steuerbohrungen mit zweimal sechs Steuernuten in Verbindung,
wobei sich diese immer auf die Druck- und Saugseite aufteilen. Dabei
stehen nur relativ kleine Strömungsquerschnitte
zur Verfügung,
insbesondere weil bei einer der beiden Steuerbewegungen der gesamte Ölstrom durch
die Ventilbohrung strömen muss.
Kleine Strömungsquerschnitte
bedeuten aber einen großen
Druckabfall und einen kleinen Saugstrom beim Lenken. Der Saugstrom
kann durch Kavitation abreißen,
was eine verringerte Lenkgeschwindigkeit zur Folge hat.
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Aus
der
DE 42 32 579 C1 ist
eine Steuereinrichtung bekannt, mit einem drehfest mit einer Lenkgetriebeeingangswelle
verbundenen ersten Steuerteil in Form eines von einer Lenkspindel
mit Spiel axial durchdrungenen Zylinderkörpers und mit einem hierzu
koaxialen, drehfest mit der Lenkspindel verbundenen zweiten Steuerteil
in Form einer Drehscheibe, die gemeinsam innerhalb eines einen Druckleitungsanschluss,
einen Rückleitungsanschluss
sowie einen ersten und einen zweiten Auslass, aufweisenden Ventilgehäuses drehbar
gelagert und über
ein unter Drehmomentenbelastung elastisch nachgiebiges mechanisches
Kupplungsteil begrenzt relativverdrehbar miteinander gekoppelt sind, bei
deren Relativverdrehung jeweils mittels am Zylinderkörper angeordneter
erster Steuerkanten sowie mittels damit zusammenwirkender, an der
Drehscheibe angeordneter zweiter Steuerkanten eine Leitungsverbindung
einerseits zweiten Auslass und andererseits zwischen dem Rückleitungsanschluss
und – je nach
Relativverdrehrichtung – dem
zweiten oder dem ersten Auslass herstellbar ist, wobei auf der äußeren Mantelfläche des
Zylinderkörpers
fluiddicht voneinander getrennte umlaufende Ringnuten zur Zu- und Abfuhr
von Hydraulikfluid zum und vom ersten und zweiten Auslass sowie
zum und vom Druckleitungsanschluss angeordnet sind, wobei der vorzugsweise einstückige Zylinderkörper und
die Drehscheibe axial mit nur einer Stirn- bzw. einer Scheibenfläche aneinander
anliegen, und die ersten und die zweiten Steuerkanten jeweils ausschließlich auf
dieser einen Stirn- bzw. dieser einen Scheibenfläche angeordnet sind, und auf
der Mantelfläche
des Zylinderkörpers auch
zur Zu- und Abfuhr
von Hydraulikfluid zum und vom Rückleitungsanschluss
eine von den übrigen Ringnuten
fluiddicht getrennte umlaufende vierte Ringnut angeordnet ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zulaufquerschnitte mit
verhältnismäßig geringem Aufwand
zu vergrößern, so
muss einerseits der Druckabfall an den Steuerbohrungen und den Steuernuten
reduziert und andererseits der Innenraum des Ventilkolbens in der
einen Drehrichtung mit dem gesamten Ölstrom nicht mehr durchströmt werden muss.
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Diese
Aufgabe lässt
sich durch die im Anspruch angegebenen Merkmale lösen.
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Durch
die Maßnahme,
dass zwischen mindestens einer der beidseitig angeordneten Umfangsreihen
von Verteilerlängsnuten
am Steuerventilkolben weitere Nuten eingearbeitet sind, entsteht
ein zusätzlicher
Strömungsweg
von dem auf der einen Stirnseite des Ventilkolbens gelegenen Raum
zur Handpumpe.
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Die
Erfindung ist anhand mehrerer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
durch die Steuereinrichtung mit schematischer Darstellung für die Anwendung
in einer hydrostatischen Lenkeinrichtung;
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2 den
Querschnitt nach der Linie II-II der 1 und
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3 den
Querschnitt nach der Linie III-III der 1.
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Ein
innen verzahnter Zahnring 1 ist zwischen einem Deckel 2 und
einem Umlenk-Zwischenring eines Gehäuses 3 angeordnet
und mit diesem und einem weiteren Abschlussdeckel 4 durch
Schrauben 5 fest verbunden. Ein einen Zahn weniger als
der Zahnring 1 aufweisendes, außenverzahntes Zahnrad 6 bildet
mit dem Zahnring 1 zwischen den Zähnen der beiden Teile und den
am Zahnrad 6 angrenzenden Stirnflächen des Deckels 2 und
des Gehäuses 3 Verdrängerzellen 7.
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In
einer Innenbohrung 3A des Gehäuses 3 ist ein hohl
ausgebildeter Steuerschieber 10 koaxial zu einer Antriebswelle 9 drehbar
gelagert. Der Steuerschieber 10 ist über eine als Gelenkwelle ausgebildete
Gelenkkupplung drehfest mit dem Zahnrad 6 verbunden. Zwei
Mitnehmerzapfen 11 und 12 (3) dienen
zur allseitig gelenkigen Verbindung zwischen Zahnrad 6,
Gelenkwelle 8 und Steuerschieber 10. Der Steuerschieber 10 ist über Steilgewindeprofile 13 gegenüber der
Antriebswelle 9 axial verschiebbar und bis zu Anschlägen 14 (3)
begrenzt verdrehbar. Eine zwischen der Antriebswelle 9 und
der Gelenkwelle 8 angeordnete Drehstabfeder 15 dient
zur Mittenzentrierung des Steuerschiebers 10. Anstelle einer
Drehstabfeder 15 kann auch eine andere Mittenzentrierung
zum Einbau gelangen.
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Zur
Druckanregelung und zur Druckmittelverteilung ist das Gehäuse 3 und
der Steuerschieber 10 wie folgt ausgebildet: Eine zentrale
Zulaufnut 16 ist an eine Servopumpe 17 angeschlossen
und mit dem Inneren des Drehschiebers 10 durch einen Zulaufkanal 18 verbunden.
Zwei der Zulaufnuten 16 benachbarte Rücklaufnuten 19 und 20 stehen
mit einem Druckmittelbehälter 21 in
Verbindung. Je eine neben den Rücklaufnuten 19 und 20 liegende
Zylindernut 22 bzw. 23 ist mit einem der beiden
Zylinderräume 24 bzw. 25 eines
Servomotors 26 verbunden. Auf der äußeren Mantelfläche des
Steuerschiebers 10 sind in bekannter Weise Ringnuten angeordnet,
die in Neutralstellung des Steuerschiebers 10 einen nahezu drucklosen
Umlauf des Druckmittels von der Servopumpe 17 zu dem Druckmittelbehälter 21 gestatten, und
in axial verschobener Stellung des Steuerschiebers 10 den
freien Durchfluss absperren und eine der beiden Zylindernuten 22 bzw. 23 mit
einer der beiden Rücklaufnuten 19 bzw. 20 in
Verbindung bringen.
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An
den Enden des Steuerschiebers 10 sind zwei Umfangsreihen 27 und 28 von
gleichmäßig auf dem
Umfang verteilten Verteilerlängsnuten 29 bzw. 30 angeordnet.
Die Verteilerlängsnuten 29 und 30 sind
in beiden Richtungen axial begrenzt und bilden mit ihren Abschlusskanten
Steuerkanten, die mit den ihnen benachbarten Gehäusenuten zusammenwirken. Die
Verteilerlängsnuten 29 und 30 der
beiden Umfangsreihen 27 und 28 fluchten genau
oder innerhalb enger Grenzen miteinander.
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Ein
Vorteil der fluchtenden oder nahezu fluchtenden Verteilerlängsnuten
besteht darin, dass trotz der Dünnwandigkeit
des Steuerschiebers 10 zwischen den Verteilerlängsnuten
auf der inneren Mantelfläche
des Steuerschiebers 10 außer für die Aufnahme des Mitnehmerzapfens 11 notwendigen durchgehenden
Längsnuten 31 und 32 noch
ein durchgehendes Innenprofil mit Nuten 33 (2)
für die
Druckmitteldurchführung
von dem Zulaufkanal 18 zur der einen Umfangsreihe 28 der
Verteilerlängsnuten 30 angeordnet
sein kann.
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Die
Verteilerlängsnuten 29 und 30 sind
Neutralstellung des Steuerschiebers 10 abgesperrt. In den
Lenkstellungen des Steuerschiebers 10 sind die Verteilerlängsnuten 29 der
einen Umfangsreihe 27 je nach der Lenkrichtung mit dem
Zulaufkanal 18 bzw. mit der Zylindernut 22 und
die Verteilerlängsnuten 30 der
anderen Umfangsreihe 28 mit der Zylindernut 23 bzw.
mit dem Zulaufkanal 18 verbunden.
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Die
Verbindung von den Verdrängerzellen 7 zu
den Verteilerlängsnuten 29 und 30 (2 und 3)
erfolgt über
Umlenkkanäle 34,
Axialkanäle 35 (1)
und zwei Umfangsreihen von Steuerkanälen 36 und 37 (2 und 3).
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Die
Gestaltung der Umlenkkanäle 34 und
der Axialkanäle 35 ist
aus der DE-OS 27 18 148 bekannt und wird nicht näher beschrieben. Die Anzahl
der Axialkanäle 35 entspricht
der Zahnlücken
des Zahnringes 1.
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Nach
der Erfindung befinden sich am oberen und/oder am unteren stirnseitigen
Ende des Steuerschiebers 10 jeweils sechs kurze Nuten 60, 61 zwischen
den Verteilerlängsnuten 29 bzw. 30 der
beiden Umfangsreihen 27 und 28. Die Nuten 60, 61 sind
zu Innenräumen 8B und 8C offen,
und können
zur Zulaufseite der Handpumpe 1, 6, 7 bei
verstelltem Steuerschieber 10 nach unten, einen zusätzlichen
Durchströmquerschnitt
herstellen. In Neutralstellung des Steuerschiebers 10 überdecken
jedoch die Nuten 60, 61 axial die Steuerkanäle 37A und 36A,
d. h. die Verbindung ist unterbrochen.
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Dadurch
wird einerseits ein doppelter Strömungsquerschnitt hergestellt
und der Druckabfall und damit auch die Energieaufnahme reduziert
und andererseits bei kaltem Öl
der Druckabfall im Innenraum des Steuerschiebers vermindert, weil
weniger Öl
fließen
muss, so dass die Ventilrückstellung
gesichert ist.
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Die
Steuerkanäle 36 und 37 sind
als Bohrungen ausgebildet, die von den Axialkanälen 35 ausgehen und
in die Innenbohrung 3A (1) des Gehäuses 3 einmünden. Dabei
gehen jeweils von einem Axialkanal 35 zwei Steuerkanäle 36 und 37 aus,
beispielsweise von dem Axialkanal 35A die Steuerkanäle 36A und 37A.
Der eine Steuerkanal 36A führt zu der einen Umfangsreihe 27 von
Verteilerlängsnuten 29 (1),
der andere Steuerkanal 37A führt zu der anderen Umfangsreihe 28 von
Verteilerlängsnuten 30.
Die Einmündungen
der Steuerkanäle 36A und 37A in
die Innenbohrung 3A sind versetzt zueinander angeordnet,
da der Axialkanal 35A nur immer jeweils mit einer Verteilerlängsnut einer
Umfangsreihe 27 oder 28 verbunden sein darf. Dazu
sind die Steuerkanäle 36A und 37A zweckmäßigerweise
schräg
zueinander und schräg
zu einer durch die Achse des Steuerschiebers 10 und die
Achse des Axialkanals 35A verlaufenden Ebene E angeordnet.
Es ist aber auch möglich,
dass die Steuerkanäle 36A und 37A parallel im
Abstand zu der Ebene E angeordnet sind oder dass ihre Achsen in
anderer Weise von der Ebene E abweichen.
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Die
Steuerkanäle 36 und 37 lassen
sich als schräg
verlaufende Bohrungen herstellen, die oben bzw. unten (1)
von der Innenbohrung 3A in das Gehäuse 3 in Richtung
auf die Axialkanäle 35 gebohrt
werden und dadurch von einer senkrecht durch die Achse des Steuerschiebers 10 verlaufenden
Ebene abweichen.
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- 1
- Zahnring
- 2
- Deckel
- 3
- Gehäuse
- 3A
- Innenbohrung
- 4
- Abschlussdeckel
- 5
- Schrauben
- 6
- außenverzahntes
Zahnrad
- 7
- Verdrängerzellen
- 8
- Gelenkwelle
- 8B
- Innenraum
- 8C
- Innenraum
- 9
- Antriebswelle
- 10
- Steuerschieber
- 11
- Mitnehmerzapfen
- 12
- Mitnehmerzapfen
- 13
- Steilgewindeprofil
- 14
- Anschläge
- 15
- Drehstabfeder
- 16
- zentrale
Zulaufnut
- 17
- Servopumpe
- 18
- Zulaufkanal
- 19
- Rücklaufnut
- 20
- Rücklaufnut
- 21
- Druckmittelbehälter
- 22
- Zylindernut
- 23
- Zylindernut
- 24
- Zylinderraum
- 25
- Zylinderraum
- 26
- Servomotor
- 27
- Umfangsreihe
- 28
- Umfangsreihe
- 29
- Verteilerlängsnut
- 30
- Verteilerlängsnut
- 31
- Längsnut
- 32
- Längsnut
- 33
- Längsnut
- 34
- Umlenkkanäle
- 35
- Axialkanal
- 35A
- Axialkanal
- 36
- Steuerkanal
- 36A
- Steuerkanal
- 37
- Steuerkanal
- 37A
- Steuerkanal
- 60
- kurze
Nut
- 61
- kurze
Nut