DE3131619C1

DE3131619C1 - Hydrostatic steering gear

Info

Publication number: DE3131619C1
Application number: DE19813131619
Authority: DE
Inventors: Ulf Martin von 6430 Nordborg Huth Smith
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1981-08-10
Filing date: 1981-08-10
Publication date: 1983-02-24
Also published as: JPS5873471A; JPH0133386B2

Abstract

In a hydrostatic steering gear, there are provided a servomotor (10) with differential piston (14), a control device (4) with steering member (20) and measuring device (21), as well as two motor lines (8, 12) which are each connected via a suction nonreturn valve (16a, 16b) to a line (6) leading to the container (2). In the neutral position of the control device (4), the two motor connections (7, 11) are interconnected via the measuring device (21). In the section, situated between servomotor (10) and connection (24) of the suction nonreturn valve (16b), of the motor line (12) assigned to the smaller pressure surface of the differential piston (14), antiparallel-connected main-flow nonreturn valves (25, 26) are arranged. The main-flow nonreturn valve (25) which opens towards the control device (4) is loaded by a spring (27) in such a manner that it only opens when a limit value of the pressure difference adjacent to it is exceeded. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Lenkeinrichtung mit einem einen Differentialkolben aufweisenden Stellmotor, mit einem mit Lenkorgan und Meßvorrichtung für die Arbeisflüssigkeit versehenen Steuergerät, und mit zwei vom Steuergerät zum Stellmotor führenden Motorleitungen, die je über ein Ansaug-Rückschlagventil mit einer zum Behälter führenden Leitung verbunden sind.The invention relates to a hydrostatic steering device with a differential piston having servomotor, provided with a steering element and measuring device for the working fluid Control unit, and with two motor cables leading from the control unit to the servomotor, each via a Suction check valve are connected to a line leading to the container.

Bei einer bekannten hydrostatischen Lenkeinrichtung dieser Art (DE-PS 23 18 962) sind die Motorleitungen im Steuergerät in dessen Neutralstellung abgesperrt. Wenn äußere Kräfte auf den Stellmotor wirken, wird hierdurch die Meßvorrichtung und das Lenkhandrad nicht beeinflußt. Ein eventuell entstehender Überdruck wird über antiparallel zu den Ansaug-Rückschlagventilen geschaltete, federbelastete Überdruckventile abgebaut. In a known hydrostatic steering device of this type (DE-PS 23 18 962), the motor lines are in Control unit locked in its neutral position. If external forces act on the servomotor, will this does not affect the measuring device and the steering wheel. Any overpressure that may arise is dismantled via spring-loaded pressure relief valves connected anti-parallel to the suction check valves.

Es sind ferner Steuergeräte bekannt (US 39 71 214, ältere Anmeldung P 30 18 792 und Danfoss-Lenkeinheit OSPB OR), bei denen die Motorleitungen in der Neutralstellung des Steuergeräts über die Meßvorrichtung miteinander verbunden sind. Wenn äußere Kräfte auf den Stellmotor wirken, ergibt sich eine Verstellung der Meßvorrichtung, die als Drehbewegung auf das Lenkorgan übertragen wird, so daß die Bedienungsperson gegensteuern kann. Ein solches Steuergerät wird auch als »reaction-Typ« bezeichnet. Wenn ein solches Steuergerät in Verbindung mit einem Stellmotor verwendet wird, der einen Differentialkolben aufweist, treten in der Neutralstellung des Steuergeräts zeitweilig unkontrollierbare Bewegungen des Stellmotors auf, auch wenn keine äußeren Kräfte auf ihn wirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Lenkeinrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der ein Stellmotor mit Differentialkolben und ein Steuergerät vom »reaction-Typ« zusammenwirken, ohne daß unkontrollierte ίο Bewegungen des Stellmotors auftreten.There are also known control units (US 39 71 214, earlier application P 30 18 792 and Danfoss steering unit OSPB OR) in which the motor lines are connected to one another via the measuring device in the neutral position of the control unit. If external forces act on the servomotor, there is an adjustment of the measuring device, which is transmitted as a rotary movement to the steering member so that the operator can counteract this. Such a control device is also referred to as a "reaction type". If such a control device is used in connection with a servomotor which has a differential piston, temporarily uncontrollable movements of the servomotor occur in the neutral position of the control device, even if no external forces act on it.
The invention is based on the object of specifying a hydrostatic steering device of the type described in the introduction, in which a servomotor with differential pistons and a control device of the "reaction type" interact without uncontrolled movements of the servomotor occurring.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise in der Neutralstellung des Steuergeräts die beiden Motoranschlüsse über die Meßvorrichtung miteinander verbunden sind, und daß in dem zwischen Stellmotor und Anschluß des Ansaug-Rückschlagventils befindlichen Abschnitt der der kleineren Druckfläche des Differentialkolbens zugeordneten Motorleitung, antiparallel geschaltete Hauptstrom-Rückschlagventile angeordnet sind, von denen das zum Steuergerät hin öffnende Hauptstrom-Rückschlagventil derart belastet ist, daß es erst bei Überschreiten eines Grenzwerts der an ihm anliegenden Druckdifferenz öffnet.This object is achieved according to the invention in that in a known manner in the neutral position of the control unit, the two motor connections are connected to one another via the measuring device, and that in the section of the located between the servomotor and the connection of the suction check valve Motor line associated with the smaller pressure surface of the differential piston, main flow check valves connected in anti-parallel are arranged, of which the main flow check valve opening to the control unit is so loaded that it is not applied to it until a limit value is exceeded Pressure difference opens.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Anschlußpunkt der Ansaug-Rückschlagventile an die zum Behälter führende Leitung nicht immer Atmosphärendruck hat, sondern häufig etwas darüber liegt. Dies gilt insbesondere bei einem Steuergerät, bei dem in der Neutralstellung der Pumpenanschluß mit dem Behälteranschluß verbunden ist, also ein Steuergerät vom »open-center-Typ« verwendet wird, weil dann die Druckabfälle in der zum Behälter führenden Leitung nicht vernachlässigbar sind. Der Druck an der Anschlußstelle wirkt aber über die Ansaug-Rückschlagventile auf die beiden Motorleitungen. Da beim Differentialkolben die eine Druckfläche größer ist als die andere, erhält der Kolben eine unkontrollierte Antriebsbewegung.The invention is based on the knowledge that the connection point of the suction check valves to the The line leading to the container does not always have atmospheric pressure, but is often slightly above it. this applies in particular to a control unit in which the pump connection to the tank connection is in the neutral position is connected, i.e. a control unit of the »open-center type« is used, because then the Pressure drops in the line leading to the container are not negligible. The pressure on the The connection point acts on the two motor lines via the suction check valves. There at Differential piston which has one pressure area larger than the other, the piston receives an uncontrolled one Drive movement.

Diese Bewegung wird durch die Verwendung des zum Steuergerät hin öffnenden Hauptstrom-Rückschlagventils verhindert. Denn dieses Ventil öffnet erst, wenn eine bestimmte Druckdifferenz an ihm anliegt. Da die Drücke in der zum Behälter führenden Leitung keine hohen Werte erreichen, genügen verhältnismäßig geringe Grenzwerte der Druckdifferenz, beispielsweise etwa 3 bar. Diese Druckdifferenz spielt für den Normalbetrieb keine wesentliche Rolle.This movement is achieved through the use of the main flow check valve that opens towards the control unit prevented. Because this valve only opens when a certain pressure difference is applied to it. Since the Pressures in the line leading to the container do not reach high values are relatively sufficient low limit values of the pressure difference, for example about 3 bar. This pressure difference plays a role for the Normal operation does not matter.

Im einfachsten Fall ist das Verschlußstück des zum Steuergerät hin öffnenden Hauptstrom-Rückschlagventils durch eine vorgespannte Feder belastet.In the simplest case, the closure piece is the main flow check valve that opens towards the control unit loaded by a pretensioned spring.

Das andere Hauptstrom-Rückschlagventil erlaubt imThe other main flow check valve allows im

Normalbetrieb den Zufluß von Druckflüssigkeit zu dem der kleineren Druckfläche des Differentialkolbens zugeordneten Druckraum. Dieses Ventil braucht höchstens geringfügig belastet zu sein.Normal operation the flow of pressure fluid to that of the smaller pressure surface of the differential piston assigned pressure chamber. This valve need only be slightly loaded at most.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung näher erläutert.An embodiment of the invention is shown schematically below with reference to one in the drawing illustrated steering device according to the invention explained in more detail.

Eine Pumpe 1 fördert aus einem Behälter 2 Druckflüssigkeit zu einem Pumpenanschluß 3 eines Steuergeräts 4. Ein Tankanschluß 5 ist über eine Leitung 6 mit dem Behälter 2 verbunden. Ein Motoranschluß 7 steht über eine Motorleitung 8 mit einem Druckraum 9 eines Stellmotors 10 in Verbindung, ein Motoranschluß 11 über eine Motorleitung 12 mit dem anderen Druckraum 13 des Servomotors. Dieser weist einen Differentialkolben 14 auf, welcher über seine Kolben-A pump 1 conveys pressure fluid from a container 2 to a pump connection 3 of a Control unit 4. A tank connection 5 is connected to the container 2 via a line 6. One motor connection 7 is connected via a motor line 8 to a pressure chamber 9 of a servomotor 10, a motor connection 11 via a motor line 12 to the other pressure chamber 13 of the servo motor. This shows you Differential piston 14, which via its piston

stange 15 ein zu lenkendes Element, z. B. die Räder eines Fahrzeugs verstellt. Die beiden Motorleitungen 8 und 12 sind über je ein Ansaug-Rückschlagventil 16a bzw. 166 und einen Leitungsabschnitt 18 mit einem Punkt 19 in der zum Behälter 2 führenden Leitung 6 verbunden. Antiparallel zu diesen Ansaug-Rückschlagventilen sind Überdruckventile 17a und 176 geschaltet.rod 15 is an element to be steered, e.g. B. adjusts the wheels of a vehicle. The two motor cables 8 and 12 are each via a suction check valve 16a or 166 and a line section 18 with a point 19 in the line 6 leading to the container 2 is connected. Are anti-parallel to these suction check valves Overpressure valves 17a and 176 switched.

Das Steuergerät 4 weist ein Lenkorgan 20 auf, beispielsweise ein Lenkhandrad. Ferner ist eine Meßvorrichtung 21 vorgesehen, beispielsweise ein Meßmotor. Lenkorgan und Meßmotor wirken auf eine Ventilanordnung, die beispielsweise zwei Drehschieberhülsen aufweist, von denen die eine vom Lenkorgan 20 verstellt wird und die andere von der Meßvorrichtung 21 nachgeführt wird. Außerdem sind Lenkorgan 20 und Meßvorrichtung 21 unter Zwischenschaltung einer Feder und — nach einem vorgegebenen Totweg — über einen mechanischen Anschlag miteinander verbunden. Die Ventilanordnung bewirkt, daß bei einer Verstellung nach der einen Seite Druckflüssigkeit von der Pumpe 1 über die Meßvorrichtung 21 zur Motorleitung 8 fließt, während Niederdruckflüssigkeit über die Motorleitung 12 zum Behälter 2 abgeleitet wird. Bei Drehrichtungswechsel gelangt Druckflüssigkeit von der Pumpe 1 über die Meßvorrichtung 21 zur Motorleitung 12, während Niederdruckflüssigkeit über die Motorleitung 8 zum Behälter 2 abgeführt wird. In der veranschaulichten Neutralstellung der Ventilanordnung sind Pumpenanschluß 3 und Behälteranschluß 5 über einen Kurzschlußpfad 22 miteinander verbunden, was einen sogenannten »open-center«-Betrieb ermöglicht, bei dem der Pumpendruck vergleichsweise niedrig gehalten wird. Die beiden Motoranschlüsse 7 und 11 sind über eine Verbindungsleitung 23, die über die Meßvorrichtung 21 führt, miteinander verbunden, so daß äußere Kräfte P, die auf den Kolben 14 wirken, Druckflüssigkeit von dem einen Druckraum 19 in den anderen Druckraum 13 übertragen, wobei diese Druckflüssigkeit über die Meßvorrichtung 21 läuft und dabei ein Moment auf das Lenkorgan 20 ausübt. Überschüssige Flüssigkeit wird über das Überdruckventil 17a zum Behälter abgeführt. Für äußere Kräfte in entgegengesetzter Richtung gilt dasselbe, wobei jedoch zur Auffüllung des Druckraums 9 Druckflüssigkeit über das Ansaug-Rückschlagventil 16a angesaugt wird.The control device 4 has a steering element 20, for example a steering handwheel. Furthermore, a measuring device 21 is provided, for example a measuring motor. The steering element and measuring motor act on a valve arrangement which has, for example, two rotary slide sleeves, one of which is adjusted by the steering element 20 and the other is tracked by the measuring device 21. In addition, the steering element 20 and the measuring device 21 are connected to one another with the interposition of a spring and - after a predetermined dead path - via a mechanical stop. The valve arrangement has the effect that, when adjusted to one side, pressure fluid flows from the pump 1 via the measuring device 21 to the motor line 8, while the low pressure fluid is diverted to the container 2 via the motor line 12. When the direction of rotation is changed, hydraulic fluid from the pump 1 reaches the motor line 12 via the measuring device 21, while the low pressure fluid is discharged to the container 2 via the motor line 8. In the illustrated neutral position of the valve arrangement, the pump connection 3 and the container connection 5 are connected to one another via a short-circuit path 22, which enables so-called "open-center" operation in which the pump pressure is kept comparatively low. The two motor connections 7 and 11 are connected to one another via a connecting line 23, which leads via the measuring device 21, so that external forces P, which act on the piston 14, transfer hydraulic fluid from one pressure chamber 19 to the other pressure chamber 13 Pressure fluid runs over the measuring device 21 and thereby exerts a moment on the steering element 20. Excess liquid is discharged to the container via the pressure relief valve 17a. The same applies to external forces in the opposite direction, although pressure fluid is sucked in via the suction check valve 16a to fill the pressure chamber 9.

In der Motorleitung 12 sind ferner in dem Abschnitt zwischen dem Stellmotor 10 und dem Anschlußpunkt 24 der Ansaug-Rückschlagventile 16a und 166 zwei antiparallel geschaltete Hauptstrom-Rückschlagventile 25 und 26 vorgesehen. Das zum Steuergerät 4 hin öffnende Hauptstrom-Rückschlagventil 25 ist derart durch eine Feder 27 belastet, daß es erst bei Überschreiten eines Grenzwertes der an ihm anliegenden Druckdifferenz von etwa 3 bar öffnet. Das andere Hauptstrom-Rückschlagventil 26 ist überhaupt nicht belastet.In the motor line 12 are also in the section between the servomotor 10 and the connection point 24 the suction check valves 16a and 166 are two main flow check valves connected in anti-parallel 25 and 26 provided. The main flow check valve 25 opening towards the control unit 4 is of this type loaded by a spring 27 that it only occurs when a limit value is exceeded that is applied to it Pressure difference of about 3 bar opens. The other main flow check valve 26 is not at all burdened.

Die Funktion dieser Hauptstrom-Rückschlagventile 25 und 26 ist die folgende: Wenn am Punkt 19 ein Druck herrscht, der etwas über dem Atmosphärendruck liegt, wirkt dieser Druck über das Rückschlagventil 16a auf den Druckraum 9 und über die Rückschlagventile 166 und 26 auf den Druckraum 13. Wegen der unterschiedlichen Flächen des Differenzkolbens entsteht eine Kraft, die den Kolben 14 nach rechts zu schieben versucht. Diese Verschiebung ist jedoch nicht möglich, solange der Grenzwert des Differenzdrucks am Hauptstrom-Rückschlagventil 25 nicht überschritten wird. Da der Druck am Punkt 19 keine hohe Werte annehmen kann, genügen verhältnismäßig schwache Belastungsfedern 27. Somit behält der Stellmotor 10 in der Neutralstellung des Steuergeräts 4 seine Lage bei. Im Normalbetrieb ist der Zufluß zum Druckraum 9 über die Motorleitung 8 unbehindert. Die Strömung in der Motorleitung 12 zum Stellmotor 14 hin ist ebenfalls unbehindert, da das Rückschlagventil 26 unbelastet ist. Die Strömung in entgegengesetzter Richtung erfordert zwar die Überwindung der Belastungsfeder 27. Da diese aber schwach ausgelegt sein kann, ist ebenfalls keine merkliche Behinderung festzustellen.The function of these main flow check valves 25 and 26 is as follows: If at point 19 a pressure prevails, which is slightly above atmospheric pressure, this pressure acts on the check valve 16a the pressure chamber 9 and via the check valves 166 and 26 to the pressure chamber 13. Because of the different Surfaces of the differential piston creates a force that tries to push the piston 14 to the right. However, this shift is not possible as long as the limit value of the differential pressure at the main flow check valve is reached 25 is not exceeded. Since the pressure at point 19 cannot reach high values, Relatively weak loading springs 27 suffice. The servomotor 10 therefore remains in the neutral position of the control unit 4 its location. In normal operation, the inflow to the pressure chamber 9 is via the motor line 8 unhindered. The flow in the motor line 12 to the servomotor 14 is also unimpeded, since the Check valve 26 is unloaded. The flow in the opposite direction requires overcoming the loading spring 27. Since this can be designed to be weak, it is also not a noticeable one Determine disability.

Für alle schematisch dargestellten Teile können handelsübliche Vorrichtungen verwendet werden. Günstig ist es insbesondere, mehrere Ventile in einem Block zusammenzufassen, speziell die Ventile 25 und 26 in einem Block mit den Ventilen 16a, 166,17a und 176. Alle diese Ventile können im Gehäuse des Steuergeräts 4 angeordnet sein.Commercially available devices can be used for all parts shown schematically. Cheap it is in particular to combine several valves in one block, especially the valves 25 and 26 in a block with the valves 16a, 166, 17a and 176. All of these valves can be in the housing of the control unit 4 be arranged.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Hydrostatic steering device with a servomotor having a differential piston, with a control device provided with a steering element and measuring device for the working fluid, and with two motor lines leading from the control device to the servomotor, which are each connected via a suction check valve to a line leading to the container, thereby characterized in that in a manner known per se in the neutral position of the control unit (4) the two motor connections (7,11) are connected to one another via the measuring device (21), and that between the servomotor (10) and connection (24) of the intake -Check valve (i6b) located section of the motor line (12) assigned to the smaller pressure surface of the differential piston (14), main flow non-return valves (25, 26) connected in antiparallel are arranged, of which the main flow non-return valve (25) opening towards the control unit is so loaded is that it is only when a limit value of the D jerk difference opens

2. Steering device according to claim 1, characterized in that the limit value is approximately 3 bar amounts to.

3. Steering device according to claim 1 or 2, characterized in that the closure piece of the main flow non-return valve (25) opening towards the control unit (4) by a preloaded Spring (27) is loaded.

4. Steering device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the other Main flow check valve (26) is at most slightly loaded.