DE1965591U

DE1965591U - CONTROL DEVICE, IN PARTICULAR FOR THE POWER STEERING OF VEHICLES.

Info

Publication number: DE1965591U
Application number: DEH47113U
Authority: DE
Inventors: Karel Huys
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-12-30
Filing date: 1963-12-30
Publication date: 1967-08-03

Description

HernannMöllerHernannMöller RA. 323 205*13. B.B7RA. 323 205 * 13. B.B7

Patentingenieur Köln, den 8. Juni 1967 Patent engineer Cologne, June 8, 1967

Köln-Merheim D 63/101 Gbm Cologne-Merheim D 63/101 Gbm

An der Paradieswiese 12At the paradise meadow 12

Telefon: Köln 63387Telephone: Cologne 63387

Steuereinrichtung, insbesondere für die Hilfskraftlenkung von Fahrzeugen f Control device, in particular for the power steering of vehicles f

Die Neuerung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für Bewegungsvorgänge, die vorzugsweise vom Bedienenden während der Ausführung beobachtet werden, z.B. für die Hilfskraftlenkung von Fahrzeugen, wie Schleppern und selbstfahrenden landwirtschaftlichen Geräten, mit einem den Antrieb steuernden Nachfolgeschalter, dessen Gegenkontakte mit vom Steuerhebel bzw. Lenkrad bewegbaren Kontakten zusammenwirken und mit dem Antrieb gekoppelt sind.The innovation relates to a control device for movement processes, which are preferably carried out by the operator during the Execution can be observed, e.g. for the power steering of vehicles such as tractors and self-propelled agricultural vehicles Devices with a downstream switch that controls the drive and whose mating contacts are connected to the control lever or Steering wheel movable contacts cooperate and are coupled to the drive.

Eine bekannte Einrichtung enthält einen Elektromotor mit Untersetzungsgetriebe als Antrieb für die Lenkung der Fahrzeugräder. Der Motor wird mittels des Nachfolgeschalters über Relais in der einen oder anderen Drehrichtung eingeschaltet. Der vom Fahrer bewegbare Steuerhebel trägt unmittelbar Kontakte des Nachfolgeschalters, während die beiderseits in geringem Abstand gegenüberliegenden Gegenkontakte an einem gleichachsig zum Steuerhebel gelagerten Segment angeordnet sind, das über ein mechanisches Gestänge mit der vom Antriebsmotor verdrehbaren Welle des Lenkgetriebes gekoppelt ist. Infolge dieser Koppelung bleibt der Antrieb nur so lange eingeschaltet, wie der Steuerhebel den Änderungen des Lenkeinschlages nachgeführt wird. Sobald dagegen der Steuerhebel nach einer Bewegung zum Stillstand kommt, wird der Gegenkontakt infolge der mechanischen Koppelung mit dem Antrieb vom Eontakt des Steuerhebels abgehobenA known device contains an electric motor with a reduction gear as a drive for the steering of the vehicle wheels. The motor is switched on in one or the other direction of rotation by means of the downstream switch via relay. The control lever, which can be moved by the driver, directly carries contacts of the downstream switch, while those on both sides to a small extent Distance opposite mating contacts on one coaxial to the control lever mounted segment are arranged, which can be rotated via a mechanical linkage with the from the drive motor The shaft of the steering gear is coupled. As a result of this coupling, the drive only remains switched on as long as the control lever the changes in the steering angle are tracked. As soon as the control lever comes to a standstill after a movement comes, the mating contact is lifted from the contact of the control lever due to the mechanical coupling with the drive

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und der Antriebsmotor damit stillgesetzt. Die Lenkeinschläge entsprechen auf diese Weise in ihrer Größe dem jeweiligen Winkeleinschlag des Steuerhebels.and the drive motor is stopped. The steering locks in this way correspond in size to the respective angle of the control lever.

In bekannten Hilfskraftlenkungen ist der Steuerhebel bzw. das lenkrad meist mit dem Antrieb für die lenkung so zusammengebaut, daß die mechanische Koppelung der Gegenkontakte mit dem Antrieb ohne weiteres gegeben ist oder im Falle eines geringen Abstandes in der angegebenen Weise durch ein Gestänge leicht hergestellt werden kann. Fernlenkeinrichtungen, in denen der Lenkhebel oder das Lenkrad nach Bedarf vom Fahrzeug getrennt werden soll, sind mit Hilfe der obenerläuterten Einrichtungen von den gelenkten Teilen nicht beeinflußbar. Es wird beispielsweise gefordert, daß eine Hilfskraftlenkung für einen landwirtschaftlichen Schlepper zeitweise von der Rückseite eines vom Schlepper gezogenen Fahrzeuges oder von einem Arbeitsgerät, z.B. einem Mähdrescher, aus bedient wird.In known power steering systems, the control lever or The steering wheel is usually assembled with the drive for the steering in such a way that the mechanical coupling of the mating contacts with the Drive is readily given or in the case of a small distance in the specified manner by a linkage easily can be produced. Remote control devices in which the steering lever or steering wheel is separated from the vehicle as required are to be, cannot be influenced by the steered parts with the help of the devices explained above. For example it will demanded that a power steering for an agricultural tractor temporarily from the rear of one of the Tractor-pulled vehicle or from an implement, e.g. a combine harvester.

Die der Neuerung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, in der eine mechanische Koppelung zwischen den Gegenkontakten und dem Antrieb vermieden wird und eine Fernbedienung von einem vom Fahrzeug getrennten Standpunkt aus möglich ist. Andererseits soll jedoch die sinnfällige Bedienungsweise der mit einem Nachfolgeschalter versehenen Steuereinrichtung erhalten bleiben.The task on which the innovation is based therefore exists is to create a control device of the type mentioned, in which a mechanical coupling between the mating contacts and the drive is avoided and remote control is possible from a point away from the vehicle. On the other hand, however, the obvious way of operating the control device provided with a downstream switch is to be retained remain.

Diese Aufgabe ist gemäß der Neuerung gelöst durch einen die Gegenkontakte bewegenden Elektromotor als Schrittmacher, dessenThis object is achieved according to the innovation by an electric motor moving the counter contacts as a pacemaker, its

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Stromkreis zugleich mit dem des Antriebes vom Nachfolgeschalter mittels einer elektrischen Koppelung überwacht wird.Circuit at the same time as that of the drive from the downstream switch is monitored by means of an electrical coupling.

Die elektrische Koppelung der neuerungsgemäßen Steuereinrichtung, die in einfachster Form durch eine Kabelverbindung hergestellt wird, bietet größte Freiheiten in der räumlichen Anordnung des Nachfolgeschalters gegenüber dem Antrieb.The electrical coupling of the control device according to the invention, which is produced in the simplest form by means of a cable connection offers the greatest freedom in the spatial arrangement of the downstream switch in relation to the drive.

Obgleich der die Gegenkontakte des Rachfolgeschalters bewegende Schrittmachermotor keine G-etriebeverbindung mit dem Antrieb hat, vollzieht der Bedienende am Steuerglied der Steuereinrichtung bzw. am lenkrad annähernd die gleichen Bewegungen wie bei einer Hilfskraftlenkung mit mechanischer Koppelung. Die Übereinstimmung ist um so vollkommener, je besser die Geschwindigkeitsverhärtnisse von Antrieb und Schrittmacher einander entsprechen. Die Erfahrung zeigt, daß mit geeigneter Wahl eines Untersetzungsgetriebes zwischen dem Schrittmachermotor und den Gegenkontakten eine sinnfälige und feinfühlige Lenkung erreichbar ist.Although the pacemaker motor moving the counter contacts of the revenge switch does not have a transmission connection with the drive has, the operator executes approximately the same movements on the control element of the control device or on the steering wheel like a power steering system with mechanical coupling. The agreement is the more perfect, the better the speed hardening drive and pacemaker correspond to one another. Experience shows that with appropriate choice a reduction gear between the pacemaker motor and the mating contacts a sensible and sensitive steering is attainable.

Es"kann zweckmäßig sein, das Untersetzungsgetriebe zwischen dem Schrittmachermotor und den Gegenkontakten selbsthemmend auszubilden, z.B. unter Verwendung eines Schneckengetriebes, um zu verhindern, daß die Gegenkontakte mittels der vom Steuerhebel bzw. Lenkrad bewegbaren Kontakte mit größerer Geschwindigkeit bewegt werden als durch den Schrittmachermotor. Eine große Unter setzung über Stirnräder könnte praktischen Bedürfnissen genügen, obgleich sie nicht völlig selbsthemmend ist.It "may be useful to put the reduction gear between to design the pacemaker motor and the mating contacts to be self-locking, e.g. using a worm gear to to prevent the mating contacts by means of the control lever or steering wheel movable contacts are moved at a greater speed than by the pacemaker motor. A great sub Setting via spur gears could meet practical needs, although it is not completely self-locking.

Es kann ferner vorteilhaft sein, daß der SchrittmachermotorIt can also be advantageous that the pacemaker motor

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mit einer nach dem Unterbrechen des Motorstromkreises wirksam werdenden Wirbelstrombremse versehen ist, die ebenfalls dazu "beiträgt, daß die Winkelausschläge der Gegenkontakte ungefähr den Winkelausschlägen der !Fahrzeugräder entsprechen.with one that becomes effective after the motor circuit has been interrupted Eddy current brake is provided, which also "contributes to the fact that the angular deflections of the mating contacts approximately Correspond to the angular deflections of the vehicle wheels.

Als Antrieb für die Lenkbewegungen kann in der vorher beschriebenen T/eise ein Elektromotor mit Untersetzungsgetriebe verwendet werden. Statt dessen kann auch z.B. in bekannter Weise als Lenkhilfe ein" hydraulischer Arbeitszylinder dienen, der zwischen dem Fahrgestell und dem Lenkhebel des mechanischen, nicht selbstsperrenden ₅Lenkgetriebes angreift. Zum Ein- und Ausschalten des Antriebs kann in diesem Falle ein elektrisch gesteuertes Ventil vorgesehen sein.As a drive for the steering movements, an electric motor with a reduction gear can be used in the previously described part. Instead, for example, also can serve as a steering aid a "hydraulic working cylinder in a known manner, which acts between the chassis and the steering arm of the mechanical, non-self-locking ₅ steering gear. For switching on and off of the drive in this case an electrically controlled valve may be provided.

Es ist ferner denkbar, mehr als eine Steuereinrichtung an dieselbe hydraulische Lenkhilfe anzuschließen, um die Lenkung wahlweise von verschiedenen Stellen des Fahrzeuges bedienen zu können. Dazu ist ein Umschalter erforderlich, der jeweils nur eine der Steuereinrichtungen einzusehalten gestattet.It is also conceivable to have more than one control device to connect the same hydraulic power steering to operate the steering from different points of the vehicle be able. A changeover switch is required for this, which allows only one of the control devices to be observed.

Die Steuerungseinrichtung nach der Neuerung eignet sich für die Steuerung aller Bewegungen, die während der Ausführung vom Bedienenden beobac.htet werden. Im Vergleich mit einfachen Steuereinrichtungen ohne Fachfolgeschalter, mit denen der Antrieb vom Bedienenden nur einfach ein- und ausgeschaltet wird, hat die Steuereinrichtung gemäß der Neuerung in solchen Fällen den gleichen Vorzug einer sinnfälligen Bedienung wie bei einer Hilfskraftlenkung.The control device according to the innovation is suitable for controlling all movements that occur during the execution of the Operator can be observed. Compared to simple control devices has no specialist follower switches with which the operator can simply switch the drive on and off Control device according to the innovation in such cases the same advantage of a logical operation as in one Power steering.

Für die praktische Ausbildung der Steuereinrichtung nach der Neuerung wird vorgeschlagen, daß der Steuerhebel bzw. das Lenkrad,For the practical training of the control device according to the innovation, it is proposed that the control lever or the steering wheel,

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der JNachfolgeschalter und der Schrittmachermotor mit einem Untersetzungsgetriebe als Aggregat zusammengebaut sind. Eine (irartige Einrichtung wird am Steuerstand des zu lenkenden G-egenstad.es angeordnet und erfordert dann nur noch die elektrische Koppelung mit dem zu steuernden Antrieb und der Steuerstromquelle.the successor switch and the pacemaker motor with a reduction gear are assembled as a unit. An (some kind of device is at the helm of the G-egenstad.es to be steered arranged and then only requires the electrical coupling with the drive to be controlled and the control power source.

In der Zeichnung ist die Feuerung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt In the drawing, the furnace is explained in more detail using an exemplary embodiment. It shows

Abb. 1 einen landwirtschaftlichen Schlepper in Schrägansicht mit einer neben dem mechanischen Lenkgetriebe wahlweise verwendbaren Hilfskraftlenkung,Fig. 1 an agricultural tractor in an oblique view with an optionally usable in addition to the mechanical steering gear Power steering,

Abb. 2 die wesentlichen Teile einer zugehörigen Steuereinrichtung in -vergrößerter Darstellung, ebenfalls in Schrägansicht, undFig. 2 shows the essential parts of an associated control device in an enlarged view, also in an oblique view, and

Abb. 3 das. Schaltschema für die elektrische und hydraulische Einrichtung.Fig. 3 the. Circuit diagram for the electrical and hydraulic equipment.

An einem Schlepper ist in Fahrtrichtung links neben dem lenkrad 1 eine Steuereinrichtung 2 der Hilfskraftlenkung angeordnet. Die Steuereinrichtung ist über ein-elektrisches Kabel 3 mit einem elektromagnetisch.betätigten hydraulischen Steuerventil 4 verbunden. Eine hydraulische Pumpe 5, die entweder vom Antriebsmotor des Schleppers oder durch einen Elektromotor antreibbar ist und gegebenenfalls in bekannter Weise das Drucköl über einen Druckspeicher fördert, steht über Leitungen 6, das Steuerventil 4 und weitere Leitungen 7 mit den beiden Enden eines doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinders 8 in Verbindung. Das vordere Ende dieses Zylinders ist am Schlepperrumpf und die Kolbenstange 9 am Lenkhebel 10 des mechanischen Lenkgetriebes angelenkt. Der Lenkhebel ist in üblicher Weise über das Lenkgestänge mit denOn a tractor is to the left of the steering wheel in the direction of travel 1 a control device 2 of the power steering is arranged. The control device is via an electrical cable 3 with a Electromagnetically actuated hydraulic control valve 4 connected. A hydraulic pump 5, which can be driven either by the drive motor of the tractor or by an electric motor and, if necessary, conveys the pressurized oil via a pressure accumulator in a known manner, the control valve 4 is available via lines 6 and further lines 7 with the two ends of a double-acting hydraulic working cylinder 8 in connection. The front one The end of this cylinder is hinged to the tractor body and the piston rod 9 is hinged to the steering lever 10 of the mechanical steering gear. the Steering lever is in the usual way on the steering linkage with the

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vorderen Lenkrädern 11 des Schleppers verbunden.front steering wheels 11 of the tractor connected.

Die Steuereinrichtung 2 enthält für die Betätigung durch den Fahrer eine mit Eugelgriff versehene, auf einer Welle 14 befestigte Steuerkurbel 15. An der Welle 14 ist ferner ein Kontakt 16 eines elektrischen Hopp el schalters angeordnet. Die "beiden G-egenkontakte 17 und 18, über die wahlweise einer von zwei Stromkreisen geschlossen wird, "befinden sich an einem gegenüber der Welle 14 drehbaren Zahnrad 19. Ein kleineres Gegenzahnrad 20 wird von einem kleinen als Schrittmacher wirkenden Elektromotor in der einen oder anderen Drehrichtung angetrieben. Das Untersetzungsgetriebe, das in Abb. 2 der Einfachheit halber nur als Zahnradpaar 19, 20 dargestellt ist, kann aus mehreren Untersetzungsstufen bestehen, damit die Gegenkontakte 17 und 18 eine der üblichen lenkbetätigung entsprechende Winkelgeschwindigkeit erhalten. For operation by the driver, the control device 2 contains a control crank 15 which is provided with a handle and is fastened on a shaft 14. A contact 16 of an electric Hopp el switch is also arranged on the shaft 14. The "two mating contacts 17 and 18, via which either of two circuits is closed," are located on a gear 19 rotatable relative to the shaft 14. A smaller counter gear 20 is driven by a small electric motor acting as a pacemaker in one or the other Direction of rotation driven. The reduction gear, which is shown in Fig. 2 for the sake of simplicity only as a pair of gears 19, 20, can consist of several reduction stages so that the mating contacts 17 and 18 receive an angular speed corresponding to the usual steering actuation.

Die Gegenkontakte 17 und 1-8 sind an dem aus einem isolierenden Werkstoff bestehenden Zahnrad befestigt und mit den auf der Rückseite des Zahnrades angeordneten Schleifringen 27 bzw. 28 elektrisch verbunden. Die Welle 14 trägt außer dem Schaltkontakt 16 ein Anschlagstück 30, gegen das von beiden Seiten am Zahnrad 19 sich abstützende Schraubenfedern 31 drücken, so daß sich der Schaltkontakt 16 in gleichem Abstand zwischen den Gegenkontakten 17 und 18 befindet, wenn keine äußeren Kräfte angreifen. - - -The mating contacts 17 and 1-8 are on the one from an insulating Material existing gear attached and with the arranged on the back of the gear wheel slip rings 27 and 28 electrically connected. In addition to the switch contact 16, the shaft 14 carries a stop piece 30 against which on both sides Gear 19 pressing helical springs 31 supporting itself so that the switching contact 16 is at the same distance between the mating contacts 17 and 18 are located when there are no external forces acting. - - -

Wenn der Fahrer durch Drehen der Handkurbel 15 gegen die Kraft einer der beiden Federn den Schaltkontakt 16 an einen der Gegenkontakte anlegt, wird damit der Elektromotor in einem solchenIf the driver turns the hand crank 15 against the force of one of the two springs, the switching contact 16 to one of the mating contacts creates the electric motor in such a

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Drehsinne eingeschaltet, daß das Zahnrad 19 der Drehbewegung der Handkurbel folgt und den entsprechenden Gegenkontakt vom Sehaltkontakt 16 löst und den eingeschalteten Stromkreis wieder unterbricht, wenn die Handkurbel 15 nicht der vom Elektromotor erzeugten Drehung des Zahnrades 19 nachgeführt wird. Der Drehsinn der Handkurbel entspricht dem des Lenkrades 1 des mechanischen Iienkgetriebes und der Schwenkung der Vorderräder 11 während des-Lenkvorganges. Das Drehen der Handkurbel ist demnach eine sinnfällige Bewegung für die Betätigung der lenkhilfe.Turning sense switched on that the gear 19 of the rotary movement the hand crank follows and releases the corresponding mating contact from Sehaltkontakt 16 and the switched-on circuit again interrupted when the hand crank 15 is not tracked to the rotation of the gear 19 generated by the electric motor. The sense of rotation the hand crank corresponds to that of the steering wheel 1 of the mechanical Iienkgetriebes and the pivoting of the front wheels 11 during of the steering process. Turning the hand crank is therefore an obvious movement for operating the steering aid.

über die Gegenkontakte 17 und 18 (Abb. 3) wird willweise eines der beiden Schaltrelais - 31 bzw. 32 an den Stromkreis angeschlossen und damit, der Schrittmachermotor 21 in der einen oder anderen Drehrichtung eingeschaltet. Die Relais schließen außerdem gleichzeitig einen von zwei Elektromagneten 33 oder 34 des hydraulischen Steuerschiebers 4 an eine Spannungsquelle an, so daß das von der Pumpe 5 geförderte Drucköl mit Hilfe eines Steuerschiebers 35 entweder der einen oder anderen Seite des hydraulischen Arbeitszylinders 8 zugeführt wird, während in der nicht erregten Stellung der Elektromagneten beide Verbindungen unterbrochen sind. Im Schaltschema ist nur der Steuerschieber 35 des Steuerventils 4 angedeutet; die übrigen Teile der hydraulischen Anlage sind der Einfachheit halber nicht dargestellt worden.Via the mating contacts 17 and 18 (Fig. 3) one is willingly of the two switching relays - 31 and 32 respectively connected to the circuit and thus, the pacemaker motor 21 switched on in one or the other direction of rotation. The relays also close at the same time one of two electromagnets 33 or 34 of the hydraulic control slide 4 to a voltage source, so that the Pressure oil delivered by the pump 5 with the aid of a control slide 35 is fed to either one or the other side of the hydraulic working cylinder 8, while in the non-energized Position of the electromagnet both connections are interrupted. Only the control slide 35 of the control valve is shown in the circuit diagram 4 indicated; the remaining parts of the hydraulic system have not been shown for the sake of simplicity.

An Stelle des angedeuteten Steuerschiebers kann je nach Art der gewählten hydraulischen Steuerung eine andere Schieberart, z.B. ein 4/3-Wege-Ventil, oder ein Kugelventil vorgesehen sein.Instead of the indicated control slide, depending on the type of hydraulic control selected, another type of slide can be used, e.g. a 4/3-way valve or a ball valve can be provided.

Claims

RA.323 205*13.G-67RA.323 205 * 13.G-67

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Protection claims

1. Control device for movement processes, preferably observed by the operator during execution, e.g. for the power steering of vehicles such as tractors and self-propelled, agricultural equipment, with one of the Drive-controlling downstream switch, its mating contacts with Eontakten which can be moved by the control lever or steering wheel interact and are coupled to the drive, characterized by a the mating contacts (17 and 18) moving the electric motor (21) as a pacemaker, its circuit at the same time as that of the drive (5 to 9) from the downstream switch (16 to 18) by means of an electrical Coupling is monitored.

2. Device according to claim 1, characterized in that the control lever (15) or the steering wheel, the downstream switch (16 to 13) and the pacemaker motor (21) with a. Reduction gear (19, 20) are assembled as a unit (2).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the reduction gear (19, 20) between the pacemaker motor (21) and the downstream switch (16 to 18) is designed to be self-locking.

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4. Device according to one of Claims 1 Me 3 _5, characterized in that the pacemaker motor (21) is provided with an eddy current brake which becomes effective after the motor circuit is interrupted.

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