DE2424510A1

DE2424510A1 - Vorrichtung zur steuerung eines verteilers

Info

Publication number: DE2424510A1
Application number: DE19742424510
Authority: DE
Inventors: Bernard Mercier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-13
Filing date: 1974-05-20
Publication date: 1975-01-09
Also published as: DK288574A; JPS5048503A; FR2233514B1; GB1460630A; FR2233514A1; JPS609797U

Description

DR. MÜLLER-BORt OIPL-INti .3ROEhHG DIPL-CHEM. DR. DEUFEL DlPL-CHEM. DR. SCHÖN Dl PL-THYS. H ERTEL .

PATENTANWÄLTE C.H4.hQ IU

2 0. Mai 1974

M 2304 St/ th

Bernard MERCIER, 8 Chemin Jean Jullien, VILLE D¹AVRAY / FRANKREICH

Vorrichtung zur Steuerung eines Verteilers

Unionspriorität: 13. Juni 1973

Frankreich Nr. 73 21 406

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Verteilers in Bezug auf die Antriebsrichtung einer in zwei Richtungen fördernden Steuerpumpe, mit der der Verteiler in einer hydraulischen Einrichtung zusammenwirkt, wobei die Steuerpumpe durch eine Antriebswelle angetrieben wird und der Verteiler durch eine getriebene, mit der Antriebswelle über eine Verbindung verbundene Welle gesteuert wird.

Eine derartige Vorrichtung wird insbesondere in einer hydraulischen Steuerung mit Lenkverstärkung, und zwar beispielsweise für die Lenkung sämtlicher Fahrzeuge, Schiffe und so fort, verwendet, bei der der Verteiler entsprechend seiner Stellung den Druck regelt, der von einer hydraulischen Zentrale in Richtung der einen oder anderen Seite einer Aufnahmeeinrichtung entsprechend der Betätigung einer in zwei Richtungen fördernden Pumpe, die als Steuerpumpe dient, gelangt.

Derartige Vorrichtungen dieser Art sind häufig von der Konstruktion her teuer und gestatten nur eine- begrenzte Auswahl der technischen Eigenschaften im Hinblick auf die optimale Wirkung in jedem speziellen Fall.

Die Erfindung ist auf die Schaffung einer Vorrichtung zur Steuerung eines Verteilers in Bezug auf eine Pumpe gerichtet, bei der die genannten Nachteile überwunden sind, die einfach und stabil aufgebaut ist und bei der die Bedingungen der Steuerung des Verteilers in Bezug auf die Pumpe leicht optimal verwirklicht werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung wenigstens einen Nocken mit unterschiedlicher Neigung in Zuordnung zu einer der Wellen umfaßt, mit dem ein der anderen Welle zugeordnetes Nachlaufglied zusammenwirkt.

In einer bevorzugten Ausführungsform würde der Nocken durch eine ausgesparte Führung, beispielsweise einen Schlitz gebildet, während das Nachlaufglied ein Vorsprung, beispielsweise ein Zapfen ist,

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der in die Führung eingreift.

Vorzugsweise wird die Pumpe durch die Antriebswelle in Drehung versetzt, wobei die Pumpe mit der getriebenen Welle gekuppelt ist. Die Pumpe übt auf die getriebene Welle ein Widerstandsmoment aus, das die Antriebswelle beim Antreiben der Pumpe überwinden muß. Dieses Widerstandsmoment übt auf die getriebene Welle aufgrund der Verbindung von Schlitz und Zapfen eine axiale Komponente aus, die eine Betätigung des Verteilers im gewünschten Sinne bewirkt.

Die Konstruktion ist besonders einfach und haltbar und verursacht nur geringe Kosten, und zwar einmal wegen der Grundkonstruktion und zum anderen deshalb, weil der Schlitz auf einfache Weise im Hinblick auf den gewünschten optimalen Effekt ausgewählt werden kann.

Insbesondere kann man frei die unterschiedliche Neigung des Schlitzes wählen, so daß sich nicht nur ein ausgezeichneter Rotationsantrieb der angetriebenen Welle durch die Antriebswelle, sondern auch eine Betätigung des Verteilers mit einer genauen Bahn und ohne Risiko einer Fehleinstellung ergibt.

Die unterschiedliche Neigung des Schlitzes hat zur Folge, daß beispielsweise eine beschleunigte Rückkehr des Verteilers in eine neutrale Stellung unter der Einwirkung der elastischen Rückführungselemente ermöglicht wird, wenn die Antriebswelle kein weiteres Drehmoment aufbringt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Pumpe einen Rotor, der koaxial mit der angetriebenen Welle liegt und mit dieser über eine drehfeste, eine Axialverschiebung gestattende Verbindung verbunden ist, während gemäß einer Abwandlung die Pumpe über zwei Zahnräder mit geraden Zähnen angetrieben wird, die ineinander eingreifen und eine gegenseitige Längsverschiebung gestatten.

In jedem Falle ist es möglich, eine handelsübliche Pumpe zu ver-

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wenden. Im ersteren Falle sollte die Pumpe geringfügig an die Vorrichtung angepaßt werden, während im zweiten Falle eine Verwendung ohne jede Anpassung möglich ist. Im zweiten Falle kann man im Bedarfsfalle mit Hilfe des Zahnrad-Getriebemechanismus das Antriebsverhältnis der Pumpe verändern.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer hydraulischen Steuerung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 zeigt eine Ansicht dieser Vorrichtung in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausfuhrungsform des Schlitzes der Verbindung Zapfen-Schlitz;

Fig. 5 betrifft eine weitere, abgewandelte Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 bis 3 zeigen als Beispiel eine Anwendung der Erfindung auf eine Steuervorrichtung 10 zur Steuerung eines hydraulischen Verteilers 11 in Bezug auf die Förderrichtung (Fig. 1) einer volumetrischen, in zwei Richtungen fördernden Steuerpumpe 12 für eine hydraulische Steuerung eines Schiffsruders 13.

Diese Steuerung umfaßt eine Steuerstange 14, die in dem einen oder anderen Richtungssinn die Steuerpumpe 12 antreibt, die mit Hilfe der Steuervorrichtung 10 den Verteiler 11 steuert.

Der Steuerschieber 15 des Verteilers 11 ist mit Hilfe der Federelemente 16 in die neutrale Stellung vorgespannt, wenn sich die Steuerstange 14 in Ruhe befindet. Der Steuerschieber 15 wird durch die Steuervorrichtung 10 entgegen der Wirkung der Federelemente 16 in eine Arbeitsstellung verschoben, wenn die Steuerstange 14 in einem Richtungssinn bewegt wird, und in eine zweite Arbeitsstellung, wenn die Steuerstange 14 im anderen

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Richtungssinn bewegt wird.

Eine hydraulische Zentrale umfaßt einen Behälter 17, aus dem eine Motorpumpe 18 Flüssigkeit entzieht, die einem Rücklaufventil 19 zugeordnet ist. Mit 20 ist eine Versorgungsleitung bezeichnet, die von der Motorpumpe 18 ausgeht und mit dem Verteiler 11 über eine öffnung 21 in Verbindung steht. Die Rückleitung 22 zu dem Behälter 17 ist über eine öffnung 23 mit dem Verteiler 11 verbunden. Zwischen den Leitungen 20 und 22 ist ein Rückschlagventil 24 angeordnet, das normalerweise beim Betrieb der Motorpumpe 18 geschlossen ist.

Ein Aufnahmeorgan wie etwa ein doppelt wirkenden Hydraulikzylinder 25 dient dazu, das Schiffsruder 13 zu bewegen. Der Hydraulikzylinder umfaßt einen Kolben 26, der mechanisch über das Gestänge 27 mit dem Schiffsruder 13 verbunden ist, und in dem Zylinder sind zwei Kammern 28 und 29 vorgesehen. Diese Kammern sind jeweils über zwei Leitungen 30 und 31 mit zwei öffnungen und 33 des Verteilers 11 verbunden.

Mit 34 und 35 sind zwei Leitungen bezeichnet, zwischen denen sich die Steuerpumpe 12 befindet und die jeweils mit dem Verteiler über zwei öffnungen 36 und 37 verbunden sind.

In der Neutralstellung, die durch die Federelemente 16 vorgegeben wird, sind die öffnungen .21 und 23 miteinander verbunden, während die öffnungen 32, 33, 36 und 37 verschlossen sind.

In der ersten Arbeitsstellung steht die öffnung 21 in Verbindung mit der öffnung 37, die öffnung 33 mit der öffnung 23 und die Öffnung 36 mit der Öffnung 32, so daß der Hydraulikzylinder 25 im gewünschten Sinne über die Steuerpumpe 12 versorgt wird, die vom Durchsatz her den Ablauf des Vorganges steuert.

In der zweiten Arbeitsstellung ist die Öffnung 21 mit der öffnung 36, die öffnung 32 mit der öffnung 23 und die öffnung 33 mit deröffnung 37 verbunden, und diese Verbindungen gestatten wiederum das gewünschte Manöver.

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Die Steuervorrichtung 10 umfaßt (Fig. 1 bis 3) eine Antriebswelle 40, die mit der Steuerstange 14 fest verbunden ist und in Axialrichtung festliegt.

Eine getriebene Welle 41, die koaxial zu der Antriebswelle 40 verläuft, ist in Axialrichtung beweglich angeordnet und dreht die Steuerpunipe 12 und verschiebt den Steuerschieber 15 in Längsrichtung. Die Wellen 40 und 4T sind miteinander über eine Verbindung verbunden, die einen Zapfen 42 umfaßt, der mit der Antriebswelle 40 fest verbunden ist und in einen geneigten Schlitz 43 mit unterschiedlicher Neigung eingreift, der in die getriebene Welle 41 eingearbeitet ist. Der Schlitz 43 bildet eine schräge Führung oder einen Nocken, mit dem der Zapfen 42 als eine Art % Nachlaufrolle des Nockens zusammenwirkt.

Vorzugsweise sind zwei oder mehrere Zapfen entsprechend einer Anzahl von Schlitzen 43 vorgesehen.

Im dargestellten Beispiel ist die Steuerpumpe 12 eine volumetrische, mit genauem Durchsatz arbeitende Pumpe in Form einer Zahnradpumpe mit zwei Zahnrädern 44 und 45, die in einem Bereich zwischen den Leitungen 34 und 35 miteinander kämmen. Diese Pumpe kann eine handelsübliche.Pumpe sein, wobei das Zahnrad 44 leicht insofern abzuändern ist«-als es eine Hülse 46 umfaßt, die mit der getriebenen Welle 41 über eine in Drehrichtung antreibende, in Längsrichtung freie Verbindung verbunden ist, die beispielsweise einen Zapfen 47 auf der Welle 41 umfaßt, der in einen Schlitz 48 in Axialrichtung eingreift, der in die Hülse 46 eingearbeitet ist.

Zum Antreiben des Steuerschiebers 15 weist die Welle 41 am Ende einen Einschnitt 49 auf, in den eine Gabel 50 eingreift, so daß sich die Welle 41 frei in Bezug auf die Gabel 50 drehen, jedoch in Axialrichtung diese verschieben kann.

Wenn sich die Steuerstange 14 in Ruhe befindet, ist auch die Antriebswelle 40 in Ruhe, und die Federelemente 16 bewegen den Steuerschieber 15 in die neutrale Stellung, indem die Welle 41 in eine Lage bewegt wird, in der der Zapfen 42 eine Mittelstellung

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in dem Schlitz 43 einnimmt.

Wenn die Steuerstange 14 in einer Richtung bewegt wird, dreht sich die Antriebswelle 40 in dieser Richtung und treibt die Steuerpumpe 12 über die Verbindung 42-43 an. Da die Steuerpumpe 12 einen Widerstand entgegensetzt, läuft der Zapfen 42 aus der Mittelstellung in dem Schlitz 43 in dessen Ende oder in die Nähe von dessen Ende, wo er festgehalten wird, so daß die Welle und damit der Steuerschieber 15 in die gewünschte Arbeitsstellung entgegen der Wirkung der Federelemente 16 verschoben werden. Derselbe Vorgang spielt sich ab, wenn die Steuerstange 18 in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird.

Die Längsverschiebung des Steuerschiebers 15 ist in beiden Richtungen begrenzt, so daß die Arbeitsstellungen festgelegt werden, und zwar entweder durch die Enden des Schlitzes 43, in den der Zapfen 42 eingreift, oder durch Anschläge für den Steuerschieber 15.

In der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform wird die Steuerpumpe 12 durch die Antriebswelle 40 angetrieben, die mit der Welle 41 gekuppelt ist. Dadurch wird es ermöglicht, das Gegenmoment der Steuerpumpe 12 auf die Welle 41 zu übertragen und damit die Längsverschiebung des Steuerschiebers 15 mit Hilfe des Zapfens 42 in dem Schlitz 43 durchzuführen.

Es ist auch möglich,' die Steuerpumpe 12 direkt mit der Antriebswelle 40 zu verbinden und ein Gegenmoment auf die Welle 41 beispielsweise durch mechanische Bremseinrichtungen oder durch hydraulische oder elektrische Hilfsmittel auszuüben, jedoch würde dies zu einem Energieverlust führen.

Daher ist es allgemein vorzuziehen, die Steuerpumpe 12 mit der Welle 41 zu kuppeln, wie dies in Fig. 1 bis 3 gezeigt ist.

In Fig. 1 und 2 ist gezeigt, daß der Schlitz 43 mit veränderlicher Neigung mit einer derart gekrümmten Form versehen ist,

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daß die Neigung des Schlitzes 43 beispielsweise im Mittelbereich anders als in den Endbereichen ist, so daß sich besonders gute Rückführungsbedingungen für die Welle 41 in die Mittelstellung ergeben, wenn die Steuerstange 14 losgelassen wird und die elastischen Federelemente 16 den Steuerschieber 15 in die neutrale Stellung zurückschieben. Der Schlitz kann ebenfalls eine geschwungene Form aufweisen (Fig. 4) und denselben Effekt liefern.

Nunmehr soll auf Fig. 5 Bezug genommen werden. Die dort gezeigte Einrichtung entspricht derjenigen der Fig. 1 bis 3 oder 4, jedoch wird die Steuerpumpe 12a durch die getriebene Welle 41a über einen Differential-Zahnradmechanismus angetrieben, der zwei Zahnräder 60 und 61 umfaßt, die gerade Zähne aufweisen und ineinander verschiebbar sind. Diese Zahnräder 60, 61 gestatten es,, den Antrieb der Steuerpumpe 12a zu übersetzen. Diese Lösung kann im Zusammenhang mit einem handelsüblichen Typ ohne jegliche Anpassung verwendet werden. Der Schlitz 43 weist eine unterschiedliche Neigung auf wie in Fig. 2 oder 4.

Der Verteiler kann eine progressive Änderung des Verschlusses oder der öffnung aufgrund einer oder mehrerer Gruppen von Zapfen und Schlitzen aufweisen, die unterschiedliche Neigungen aufweisen. Ein Verteiler kann auch einen oder zwei Steuerschieber mit geschlossener oder offener Mittelstellung aufweisen.

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Claims

Patentansprüche

1/ Vorrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Verteilers in Bezug auf die Antriebsrichtung einer in zwei Richtungen fördernden Steuerpumpe, mit der der Verteiler in einer hydraulischen Einrichtung zusammenwirkt, wobei die Steuerpumpe durch eine Antriebswelle angetrieben wird und der Verteiler durch eine getriebene, mit der Antriebswelle über eine Verbindung verbundene Welle gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung wenigstens einen Nocken (43) mit unterschiedlicher Neigung in Zuordnung zu einer der Wellen (40, 41) umfaßt, mit dem ein der anderen Welle (40, 41) zugeordnetes Nachlaufglied (42) zusammenwirkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (43) eine schräge Führung ist, in die ein Vorsprung eingreift.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung ein Schlitz (43) und der Vorsprung ein Zapfen (42) ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (40) axial festliegt und die getriebene Welle (41) koaxial zu der Antriebswelle liegt, axial beweglich ist und den Verteiler (11) durch Längsverschiebung steuert.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerpumpe (12) mit der getriebenen Welle (41) zum Antrieb durch Rotation verbunden ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerpumpe (12) einen Rotor (44) aufweist, der koaxial zu der getriebenen Welle

(41) liegt und mit der Welle (41) drehfest und längsverschiebbar verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerpumpe (12) über ein Zahnradgetriebe angetrieben wird, dessen eines Glied eine Längsverschiebung erteilt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerpumpe (12) über zwei gerade Zahnräder (60, 61) angetrieben wird, die gegeneinander verschiebbar sind.

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