DE3032063C2 - Hydraulisches Steuergerät für Lenkeinrichtungen o.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Steuergerät für Lenkeinrichtungen o. dgl. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Steuergerät dieser Art ist im wesentlichen aus DE-AS 28 42 735 bekannt Hierbei ist jedoch der Gleichlauf zwischen Meßmotor und Servomotor nicht gewährleistet, weil eine erhebliche Leckflüssigkeitsmenge zwischen Meßmotor und Servomotor entweicht. Diese Leckage erfolgt jeweils zwischen den beiden benachbarten Servomotor-Ringbereichen, weil der eine Hochdruck und andere Ablaufdruck führL Wegen der symmetrischen Anordnung mit Bezug auf die Pumpen-Ringbereiche ist der auf die Leckflüssigkeit zurückzuführende Fehler allerdings in beiden Drehrichtungen etwa gleich.

Aus DE-OS 27 02 692 ist ein Steuergerät bekannt, bei dem die verfälschende Leckflüssigkeitsmenge dadurch klein gehalten werden soll, daß die Servomotor-Ringbereiche beidseitig von insgesamt drei Hilfsnuten, die Pumpendruck führen, eingeschlossen sind. Hiermit kann zwar das verfälschende Lecken weitgehend unterbunden werden. Es ergeben sich aber erhebliche (das Meßergebnis nicht verfälschende) Leckverluste zwischen dem jeweils Ablaufdruck führenden Servomotor-Ringbereich und den benachbarten Hilfsnuten. Denn die Hilfsnuten haben einen verhältnismäßig kleinen Abstand von den Servomotor-Ringnuten.

Aus DE-GM 66 01 424 ist ein Steuergerät bekannt, bei dem der Meßmotor sowohl vom druckseitigen Arbeitsmedium als auch vom ablaufseitigen Arbeitsmedium durchströmt wird. Daher treten im Verteiler-Ringbereich und auch im Meßmotor Pumpendruck und Ablaufdruok an dicht benachbarten Stellen auf. Dies führt zu einer sehr erheblichen verfälschenden Leckflüssigkeitsmenge. Eine zweite Fehlerquelle ist dadurch gegeben, daß der eine Servomotor-Ringbereich dem Tank-Ringbereich benachbart ist, so daß immer dann Leckflüssigkeit in erheblichem Maß abfließt, wenn dieser Servomotor-Ringbereich den Arbeitsdruck führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein möglichst einfach aufgebautes Steuergerät der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem die die ausgemessene Flüssigkeit zwischen Meßmotor und Servomotor verfälschende Leckflüssigkeitsmenge ganz erheblich verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dieser Konstruktion ist derjenige Bereich, der die abgemessene Flüssigkeit führt, also der eine Servomotor-Ringbereich und die eine Hälfte des Verteiler-Ringbereichs, jeweils auf beiden Seiten durch eine Pumpendruck führende Zone begrenzt. Auf der einen Seite befindet sich der eine Pumpendruck-Ringbereich, auf der anderen Seite die Pumpendruck führende Ringnut der anderen Hälfte des Verteiler-Ringbereichs. Da zwischen dem Pumpendruck und dem Druck der ausgemessenen Flüssigkeit lediglich ein sehr geringer Druckunterschied herrscht, treten keine störenden

Leckflüssigkeitsmengen auf. Da für den Verteiler-Ringbereich ohnehin notwendige Ringnuten zur Abschirmung der gefährdeten Bereiche benutzt werden, benötigt man auch keine Hilfsringnuten, die gesondert mit Pumpendruck gespeist werden müßten und wegen der damit verbundenen Leckverluste zu einem verringerten Wirkungsgrad führen.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 2, dessen Merkmale an sich aus DE-GM 66 01 424 bekannt sind, entfallen Leckstrompfade zwischen einer inneren und »> einer äußere.'; Drehschieberhülse. Außerdem läßt sich der Durchmesser des Drehschiebers verkleinern. Beides trägt zur weiteren Verringerung der Leckflüssigkeitsmenge bei.

Wenn die Steuerkanäle gemäß Anspruch 3 im Innern '5 des Drehschiebers verlaufen, kann die vorteilhafte Ausbildung der Servomotor-Ringbereiche nicht schädlich beeinflußt werden. Wegen der begrenzten Steueröffnungen werden die Leckverluste noch weiter herabgesetzt Mit den Merkmalen der Ansprüche 4 und 5 wird die Herstellung erleichtert bzw. die gewünschte Leitungsverbindung auf einfache Weise erzeugt.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 6 bilden Nuten gleichzeitig Verteileröffnungen und Steuerkanäle, was die Herstellung erleichtert.

Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 7 ergibt sich ein sehr kleiner Drehschieber-Durchmesser, weil der Axialkolben-Meßmotor ohne Gelenkwelle oder ähnliche Vorrichtung betrieben werden kann. Der geringe Durchmesser führt zu entsprechend kurze Ringnuten und daher entsprechend kleinen Leckverlusten.

Die Merkmale des Anspruchs 8 führen zu einer weiteren Vereinfachung bezüglich des zweiten Pumpen-Ringbereichs. Denn es braucht hierfür keine entsprechende Ringnut o. dgl. vorgesehen zu werden. Hierdurch wird auch die axiale Baulänge verkürzt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Steuergerät, wobei der obere Kolben fortgelassen ist,

Fig. 2 in einer Teilabwicklung die einzelnen Ringbereiche bei nach links verschobenem Drehschieber,

F i g. 3 in einer Teilabwicklung die einzelnen Ringbereiche bei einer Verschiebung des Drehschiebers nach rechts,

Fig.4 einen Querschnitt längs der Linie A-A der F i g. 1 und

F i g. 5 einen Längsschnitt durch die Drehschieberhülse längs der Linie B-B der F i g. 1.

Das veranschaulichte Steuergerät 1 dient zum Verstellen eines Servomotors 2 in Abhängigkeit von einem Handbetätigungsorgan 3. Das Steuergerät. 1 enthält einen Meßmotor 4 und ein Steuerventil 5, das drehrichtungsabhängig Druckflüssigkeit von einer Pumpe 6 über den Meßmotor 4 in den einen Arbeitsraum, z. B. 7, des Servomotors 2 leitet und von dem anderen Arbeitsraum, z. B. 8, des Servomotors zum Tank 9 zurückleitet.

Das Steuergerät weist ein Gehäuse 10 mit einer Bohrung 11 auf, in der ein Drehschieber 12 angeordnet ist. Am Bohrungsumfang sind, in der Zeichnung von rechts nach links, axial mit Abstand aufeinander folgend als Gehäuseringnuten für das Druckmittel angeordnet: Ein Tank-Ringbereich 13, der mit einem Anschluß 14 für eine Tankleitung 15 verbunden ist; ein Pumpen-Ringbereich 16. der mit einem Anschluß 17 für eine Pumpenleitung 18 verbunden ist; ebie erste Servomotor-Ringnut 19, die mit einem Anschluß 20 für eine Servomotorleitung 21 verbunden ist; auf einer Ringspur angeordnete Ventilöffnungen 22, die über Radialbohrungen 23 je mit einer Verdrängerkammer 24 des Meßniotors 4 verbunden sind; eine zweite Servomotor-Ringnut 25, die mit einem Anschluß 26 für eine zweite Servomotorleitung 27 verbunden ist; eine einen weiteren Pumpen-Ringbereich bildende -Gehäusekammer 28, die über eine Leitung 29 mit dem Pumpenanschluß 17 verbunden ist und ein durch eine Feder belastetes Rückschlagventil 30 aufweist

Der Drehschieber 12 ist in F i g. 1 in seiner Neutralstellung veranschaulicht In dieser Stellung verbindet ein Kurzschlußkanal 31 den Pumpen-Ringbereich 16 mit dem Tank-Ringbereich 13. Ein erster Steuerkanal 32 verbindet eine Steueröffnung 33 auf der einen Seite des Pumpen-Ringbereichs 16 mit einer Verteileröffnung 34 eines ersten Satzes. Ein zweiter Steuerkanal 35 verbindet eine Steueröffnung 36 auf der anderen Seite des Pumpen-Ringbereichs 16 mit einer Verteileröffnung 37 eines zweiten Satzes. Ein dritter Steuerkanal 38 verbindet zwei Steueröffnungen 39 und 40 auf einander abgewandten Seiten der beiden Servomotor-Ringbereiche 19 und 25 mit einer Steueröffnung 41 im Bereich des Tank-Ringbereichs 13.

Alle drei Steuerkanäle sind, wie Fig.4 zeigt, je dreifach vorhanden und werden durch Axialbohrungen mit anschließenden Radialbohrungen gebildet. Die Verteileröffnungen 34 werden durch eine einen Steuerkanal 42 darstellende Nut gebildet, die sich bis nahe an den Servomotor-Ringbereich 19 erstreckt. Eine Ringnut 43 verbindet sämtliche Steuerkanäle 42. Die Verteileröffnungen 37 werden durch Steuerkanäle 44 darstellende Nuten gebildet, die sich bis nahe des Servomotor-Ringbereichs 25 erstrecken. Sie sind durch eine Ringnut 45 miteinander verbunden. Wie F i g. 4 zeigt, gehören sechs Verteileröffnungen 34 zum ersten Satz und sechs Verteileröffnungen 37 zum zweiten Satz, wovon in F i g. 1 der Übersichtlichkeit halber nur je eine Verteileröffnung gezeigt ist. Diese zwölf Verteileröffnungen arbeiten mit acht Ventilöffnungen 22 zusammen.

Der Arbeitsmotor 4 weist acht Zylinder 46 auf, in denen zylindrische Axialkolben 47 hin und her bewegbar sind. Sie stehen unter dem Einfluß einer schwachen Feder 48. Das der Verdrängerkammer 24 abgewandte Ende des Kolbens 47 wird durch eine Kugel 49 gebildet, die auf der Bahn 50 eines rotierenden Bahnträgers 51 aufsitzt. Der Bahnträger weist einen äußeren Kranz 52 und eine innere Hülse 53 auf, mit der er auf dem Drehschieber 12 gelagert ist. Zwei Axiallager 54 und 55 halten den Bahnträger 51 im Gehäuse axial fest. Ein Radialstift 56 durchsetzt den Bahnträger und einen doppelten Schrägschlitz 57 im Drehschieber 12. Wird daher der Drehschieber 12 mit Hilfe des daran befestigten Handbetätigungsorgans 3 relativ zum Bahnträger 51 verdreht, verschiebt er sich gleichzeitig in axialer Richtung. Eine Relativdrehung in Richtung des Pfeiles 58 führt zu einer Axialverschiebung in Richtung des Pfeiles 59.

In F i g. 5 ist eine Neutralstellungsanordnung 60 für den Drehschieber 12 veranschaulicht. In einer Axialbohrung 61 des Drehschiebers 60 befindet sich eine Trommel 62, welche vom Radialstift 56 durchsetzt ist. Von beiden Seiten her ist die Trommel durch eine Schraubenfeder 63 bzw. 64 belastet. Die Feder 63 stützt sich an einem Paar von Stützscheiben 65 und 66 ab, das sich je nach Belastung an einer durch eine Hülse 67

gebildeten Stufe 68 der Axialbohrung 61 oder dem Kopf 69 einer mit der Trommel 62 verbundenen Schraube abstützt. Die Feder 64 wird an einem Paar von Stützscheiben 70 und 71 abgestützt, das sich je nach Belastung an einer Stufe 72 der Axialbohrung 61 oder dem Kopf 73 einer mit der Trommel 62 verbundenen Schraube abstützt.

Die Bahn 50 besteht aus Abschnitten einer Parabel 7, wobei im höchsten Bereich der Erhebungen 75 und im tiefsten Bereich der Täler 76 Abflachungen vorgesehen sind.

Im Betrieb wird beispielsweise das Handrad 3 in Richtung des Pfeiles 58 gedreht, so daß sich der Drehschieber nach links in die Stellung der F i g. 2 bewegt. Hierdurch kommt der erste Steuerkanal 32 mit ,₅ dem Pumpenanschluß 18 in Verbindung. Die Verteileröffnungen 34 und die zugehörige Ringnut 43 führen Pumpendruck P. Die Zahl der Verteileröffnungen 34 bzw. 37 entspricht der Zahl der Erhebungen der Bahn 50 und die Zahl der Ventilöffnungen 22 entspricht der Zahl der Verdrängerkammern 24. Der Meßmotor 4 ist derart in den Flüssigkeitsstrom eingeschaltet, daß er in der gleichen Richtung wie der Drehschieber 12 zu drehen beginnt. Es gelangt daher gemessene Druckflüssigkeit mit einem Druck M, der nur geringfügig unter dem ₂s Pumpendruck P liegt, in die Verteileröffnungen 37, die Ringnut 45 und in den Servomotor-Ringbereich 25. Der Servomotor 2 verschiebt sich daher nach rechts. Die austretende Flüssigkeit gelangt über den dritten Steuerkanal 38 zum Tank-Ringbereich 13, weil dessen ₃₍₎ Steueröffnung 40 mit dem Servomotor-Ringbereich 19 in Verbindung gekommen ist. Der Meßmotor 4 läuft so lange, bis der Drehschieber 12 wieder seine Neutralstellung erreicht hat, in der der Steuerkanal 32 von dem Pumpen-Ringbereich 16 abgetrennt ist.

Bei einer Drehung des Handbetätigungsorgans 3 in entgegengesetzter Richtung wird die Steueröffnung 36 mit dem Pumpen-Ringbereich 16 und die Steueröffnung 39 mit dem Servomotor-Ringbereich 25 in Verbindung gebracht, während die Verteileröffnungen 34 mit dem Servomotor-Ringbereich 19 in Verbindung kommen (F i g. 3). Hierdurch bewegt sich der Servomotor 2 nach links. Damit die vom Meßmotor 4 gemessene Menge der Druckflüssigkeit möglichst exakt der dem Servomotor 2 zugeführten Druckmittelmenge entspricht, sollten die Leckströme im schraffierten Bereich der F i g. 2 und 3 möglichst klein sein. Dies ist dadurch gegeben, daß der schraffierte Bereich mit dem Druck M beidseitig von Bereichen abgegrenzt ist, welche den geringfügig höheren Pumpendruck P führen. Die Verhältnisse sind nach beiden Seiten hin gleich. Wegen des kleinen Umfangs des Drehschiebers 12 sind auch die Flächen, über die ein Leckstrom fließen kann, klein. Die einzige weitere Möglichkeit, an der Leckflüssigkeit überwechseln kann, ist im Meßmotor vorgesehen. Hier ist aber durch die zylindrische Ausbildung der Kolben und dadurch, daß zu beiden Seiten der Kolben annähernd der gleiche Druck herrscht, ebenfalls keine Verfälschung der Meßflüssigkeitsmenge zu befürchten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hydraulisches Steuergerät für Lenkeinrichtung ο. dg!., mit einem Steuerventil, das durch ein Handbetätigungsorgan verstellt und durch einen Meßmotor zurückgestellt wird, um drehrichtungsabhängig eine Pumpe über den Meßmotor mit dem einen Arbeitsraum eines Servomotors und dessen anderen Arbeitsraum unter Umgehung des Meßmotors mit dem Tank zu verbinden, und das einen mit dem Handbetätigungsorgan drehfest verbundenen und in einer Gehäusebohrung angeordneten Drehschieber aufweist, der in einem Verteiler-Ringbereich zwei Satz von Verteileröffnungen besitzt, die mit je mit einer Verdrängerkammer des Meßmotors verbundenen Ventilöffnungen in der Gehäusebohrung zusammenwirken, um Druckflüssigkeit den Verdrängerkammern in der richtigen Sequenz zuzuführen bzw. von ihnen abzuführen, wobei an der Dichtfläche zwischen Drehschieber und Gehäusebohrung axial versetzt außer dem Verteiler-Ringbereich mit dem Pumpenanschluß, dem Tankanschluß und zwei Servomotoranschlüssen verbundene Ringbereiche, insbesondere in der Gehäusebohrung ausgebildete Ringnuten, derart vorgesehen sind, daß die Servomotor-Ringbereiche zwischen zwei Pumpen-Ringbereichen und der Tank-Ringbereich auf der dem Servomotor-Ringbereich abgewandten Seite des einen Pumpen-Ringbereichs angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler-Ringbereich zwischen den beiden Servomotor-Ringbereichen (19, 25) angeordnet ist und daß die Verteileröffnungen (34, 37) jedes Satzes je mit einer Ringnut (43,45) verbunden sind, die an der Oberfläche des Drehschieber (12) zwischen den Verteileröffnungen an dem mit ihnen verbindbaren Servomotor-Ringbereich (19,25) angeordnet sind.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (12) in Abhängigkeit von Handbetätigungsorgan (3) und Meßmotor (4) aus einer Neutralstellung in beiden Richtungen axial verschiebbar ist und daß Steuerkanäle (32,35,38,42, 44) im Drehschieber vorgesehen sind, die bei Axialverschiebung die Ringbereiche miteinander verbinden.

3. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die den Pumpen- und Tankdruck führenden Steuerkanäle (32, 35, 38) im Innern des Drehschiebers (12) verlaufen und über in Axial- und Umfangsrichtung begrenzte Steueröffnungen (33,36,39,40,41) mit den Ringbereichen (13, 16, 19, 25) in der Gehäusebohrung (11) zusammenwirken.

4. Steuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung von Steuerkanälen (32,35, 38) im Drehschieber (12) Axialbohrungen vorgesehen sind, die mit den Steueröffnungen (33,36,39,40, 41) bzw. Verteileröffnungen (34, 37) durch Radialbohrungen verbunden sind.

5. Steuergerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Steuerkanal (32) eine Steueröffnung (33), die sich in der Neutralstellung auf einer Seite des Pumpen-Ringbereichs (16) befindet, mit dem einen Satz der Verteileröffnungen (34), ein zweiter Steuerkanal (35) eine Steueröffnung (36), die sich in der Neutralstellung auf der anderen Seite des Pumpen-Ringbereichs befindet, mit dem anderen Satz der Verteileröffnungen (37) und ein dritter Steuerkanal (38) zwei Steueröffnungen (39, 40), die sich in der Neutralstellung auf einander abgewandten Seiten der beiden Servomotor-Ringbereiche (19, 25) befinden, mit einer mit dem Tank-Ringbereich (13) korrespondierenden Steueröffnung (41) verbindet