DE2917435C2

DE2917435C2 - Drehschiebereinrichtung zur Steuerung eines hydrostatischen Servoantriebs

Info

Publication number: DE2917435C2
Application number: DE2917435A
Authority: DE
Inventors: Werner Ing.(grad.) 7071 Böbingen Tischer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1979-04-28
Filing date: 1979-04-28
Publication date: 1987-03-12
Also published as: DK173480A; ES8101206A1; GB2048187A; AR226429A1; DK147936C; JPH0233878B2; US4359866A; BR8002559A; ES490250A0; SU1090268A3; FR2455194A1; YU72080A; DK147936B; DD150782A5; GB2048187B; DE2917435A1; IN153601B; JPS55156202A; PL223848A1; YU41505B

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehschiebereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Anordnung von zwei Umfangsreihen von Verteilerlängsnuten an Drehschiebern von hydrostatischen Servoantrieben ermöglicht eine exakte und mit nur geringen Leckverlusten behaftete Verteilersteuerung des Druckmittels zwischen den Verdrängerzellen einer Rotationskolbenmaschine und den Druckräumen eines Servomotors. Derartige Anordnungen sind bekannt (z. B. DE-OS 25 11 308, DE-PS 14 80 720). Bei den bekannten Steuereinrichtungen ist der Ventilschieber relativ dickwandig, da für dessen Drehmitnahme mit dem Zahnrad in der Innenbohrung des Drehschiebers vorhandene Nuten oder Profile im Bereich der Verteilerlängsnuten liegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehschiebereinrichtung der genannten Art mit einem kompakten Aufbau zu schaffen, die außerdem einfach und kostensparend herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch die fluchtende oder nahezu fluchtende Anordnung der Verteilerlängsnuten der beiden Umfangsreihen ist es in vorteilhafter Weise möglich, die für die Drehmitnahme des Drehschiebers erforderlichen Innenprofile in die zwischen den Verteilerlängsnuten liegenden Querschnittsbereiche des Drehschiebers zu legen. Außerdem können im Inneren des Drehschiebers durchgehende Innenprofile für die Öldurchführung vorgesehen werden. Diese Innenprofile können, da sie durchgehend sind, auf einfache Weise geräumt werden.
Im folgenden werden die Erfindung und weitere vorteilhafte Merkmale anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Drehschiebereinrichtung mit schematischer Darstellung für die Anwendung in einer hydrostatischen Lenkeinrichtung,
Fig. 2 den Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 den Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. 1.
Ein innenverzahnter Zahnring 1 ist zwischen einem Deckel 2 und einem Umlenk-Zwischenring eines Gehäuse 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.
In einer Innenbohrung 3 A des Gehäuses 3 ist ein hohl ausgebildeter Drehschieber 10 koaxial zu einer Antriebswelle 9 drehbar gelagert. Der Drehschieber 10 ist über eine als Gelenkwelle 8 ausgebildete Gelenkkupplung drehfest mit dem Zahnrad 6 verbunden. Zwei Mitnehmerzapfen 11 und 12 dienen zur allseitig gelenkigen Verbindung zwischen Zahnrad 6, Gelenkwelle 8 und Drehschieber 10.
Der Drehschieber 10 ist über Steilgewindeprofile 13 gegenüber der Antriebswelle 9 axial verschiebbar und bis zu Anschlägen 14 begrenzt verdrehbar. Eine zwischen der Antriebswelle 9 und der Gelenkwelle 8 angeordnete Drehstabfeder 15 dient zur Mittenzentrierung des Drehschiebers 10.
Zur Druckanregelung und zur Druckmittelverteilung ist das Gehäuse 3 und der Drehschieber 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 Zulaufnut 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 Drehschiebers 10 sind in bekannter Weise Ringnuten angeordnet, die in Neutralstellung des Drehschiebers 10 einen nahezu drucklosen Umlauf des Druckmittels von der Servopumpe 17 zu dem Druckmittelbehälter 21 gestatten, und in axial verschobener Stellung des Drehschiebers 10 den freien Durchfluß absperren und eine der beiden Zylindernuten 22 bzw. 23 mit einer der beiden Rücklaufnuten 19 bzw. 20 in Verbindung bringen.
An den Enden des Drehschiebers 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.
Bei einer genauen Fluchtung ist es möglich, je eine Nut der beiden Umfangsreihen an beiden Enden des Drehschiebers 10 mit zwei gemeinsam bewegten, achsparallel angeordneten Fräsern in einem Einstechhub herzustellen. Dabei kann die Hälfte der Teilungsvorgänge gegenüber bisher bekannten Drehschiebern mit gegeneinander versetzt angeordneten Verteilerlängsnuten eingespart werden. Der Hauptvorteil der fluchtenden oder nahezu fluchtenden Verteilerlängsnuten ist jedoch, daß trotz der Dünnwandigkeit des Drehschiebers 10 zwischen den Verteilerlängsnuten auf der inneren Mantelfläche des Drehschiebers 10 außer für die Aufnahme des Mitnehmerzapfens 11 notwendigen durchgehenden Längsnuten 31 und 32 noch ein durchgehendes Innenprofil mit Nuten 33 für die Druckmitteldurchführung von dem Zulaufkanal 18 zu der einen Umfangsreihe 28 der Verteilerlängsnuten 30 angeordnet sein kann. Die zulässigen engen Grenzen des Nichtfluchtens der Verteilerlängsnuten der beiden Umfangsreihen ergeben sich aus den Forderungen nach einer Mindestwanddicke des Drehschiebers 10 und nach einer Mindestbreite der Nuten 33 für eine verlustfreie Öldurchführung. Die Abweichung kann danach etwa 10° betragen.
Die Verteilerlängsnuten 29 und 30 sind in Neutralstellung des Drehschiebers 10 abgesperrt. In den Lenkstellungen des Drehschiebers 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.
Die Verbindung von den Verdrängerzellen 7 zu den Verteilerlängsnuten 29 und 30 erfolgt über Umlenkkanäle 34, Axialkanäle 35 und zwei Umfangsreihen von Steuerkanälen 36 und 37. Die Ausbildung 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 Anzahl der Zahnlücken des Zahnringes 1.
Die Steuerkanäle 36 und 37 sind als Bohrungen ausgebildet, die von den Axialkanälen 35 ausgehen und in die Innenbohrung 3 A des Gehäuses 3 einmünden. Dabei gehen jeweils von einer Axialbohrung 35 zwei Steuerkanäle 36 und 37 aus, beispielsweise von dem Axialkanal 35 A die Bohrungen 36 A und 37 A. Die eine Bohrung 36 A führt zu der einen Umfangsreihe 27von Verteilerlängsnuten 29, die andere Bohrung 37 A führt zu der anderen Umfangsreihe 28 von Verteilerlängsnuten 30. Die Einmündungen der Steueröffnungen 36 A und 37 A in die Innenbohrung 3 A sind versetzt zueinander angeordnet, da der Axialkanal 35 A nur immer jeweils mit einer Verteilerlängsnut einer Umfangsreihe 27 oder 28 verbunden sein darf. Dazu sind die Bohrungen 36 A und 37 A zweckmäßigerweise schräg zueinander und schräg zu einer durch die Achse des Drehschiebers 10 und die Achse des Axialkanals 35 A verlaufenden Ebene E angeordnet. Es ist aber auch möglich, daß die Bohrungen 36 A und 37 A parallel im Abstand zu der Ebene E angeordnet sind oder daß ihre Achsen in anderer Weise von der Ebene E abweichen.
Die Steuerkanäle 36 und 37 lassen sich vorteilhaft als schräg verlaufende Bohrungen herstellen, die von oben bzw. unten (Fig. 1) von der Innenbohrung 3 A in das Gehäuse 3 in Richtung auf die Axialkanäle 35 gebohrt werden und dadurch von einer senkrecht durch die Achse des Drehschiebers 10 verlaufenden Ebene abweichen.

Claims

1. Drehschiebereinrichtung zur Steuerung eines hydrostatischen Servoantriebs, insbesondere für hydrostatische Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen, mit einem gehäusefesten, innenverzahnten Zahnring und einem in diesem gelagerten, außenverzahnten, einen Zahn weniger als dieser aufweisenden Zahnrad, das über eine ein begrenztes Verdrehspiel aufweisende Gelenkkupplung mit einer An- oder Abtriebswelle der Maschine und über eine Mitnahmeverbindung mit einem in einer Innenbohrung des Gehäuses axial verschiebbar gelagerten Drehschieber verbunden ist, wobei zwischen den Zahnprofilen von Zahnring und Zahnrad gebildete Verdrängerzellen über im Gehäuse angeordnete, in ihrer Anzahl der Anzahl der Zahnlücken des Zahnringes entsprechende Axialkanäle und über in die Innenbohrung des Gehäuses einmündende Steuerkanäle mit dem Drehschieber verbunden sind, der auf seinem äußeren Umfang zwei mit einer Druckölzulaufnut und mit zwei an einen Servomotor anschließbaren Zylindernuten zusammenwirkende und an die jeweiligen Saug- bzw. Druckkammern der Maschine bzw. an den Servomotor anschließbare und in einem axialen Abstand voneinander liegende Umfangsreihen von axial begrenzten Verteilerlängsnuten besitzt, und daß am Innenumfang des Drehschiebers ein durchgehendes Innenprofil mit Nuten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerlängsnuten (29, 30) der beiden Umfangsreihen (27, 28) in axialer Richtung innerhalb enger Grenzen miteinander fluchten und daß die von den Axialkanälen (35) ausgehenden und in die Innenbohrung (3 A) des Gehäuses (3) einmündenden, der einen Umfangsreihe (27) von Verteilerlängsnuten (29) zugeordneten Steuerkanäle (36) an ihren Einmündungen in die Innenbohrung (3 A) versetzt zu den Einmündungen der von den entsprechenden Axialkanälen (35) ausgehenden und in die Innenbohrung (3 A) des Gehäuses (3) einmündenden, der anderen Umfangsreihe (28) von Verteilerlängsnuten (30) zugeordneten Steuerkanäle (37) angeordnet sind, und daß die Nuten (33) des Innenprofils in den Räumen zwischen den Verteilerlängsnuten (29, 30) liegen.

2. Drehschiebereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Umfangsreihen (27, 28 ) der näherungsweise miteinander fluchtenden Verteilerlängsnuten (29, 30) an den Enden des Drehschiebers (10) angeordnet sind.

3. Drehschiebereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das durchgehende Innenprofil mit den Nuten (33) eine Verbindung für die Druckmitteldurchführung von einem Zulaufkanal (18) zu den Verteilerlängsnuten (29, 30) darstellt.

4. Drehschiebereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerkanäle (36, 37) als von den Axialkanälen (35) ausgehende Bohrungen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Bohrungen (36 A, 37 A) von den durch die Achse des Drehschiebers (10) und die Achsen der zugehörigen Axialkanäle (35) verlaufenden Ebenen (E) abweichen.

5. Drehschiebereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit als Bohrungen ausgebildeten Steuerkanälen (36, 37), dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Bohrungen (36 A, 37 A) von einer senkrecht durch die Achse des Drehschiebers (10) verlaufenden Ebene abweichen.

6. Drehschiebereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerlängsnuten (29, 30) der beiden Umfangsreihen (27, 28) in axialer Richtung genau miteinander fluchten.