DK145640B

DK145640B - HYDRAULIC CONTROLLER FOR THE SERVOMOTOR OF A CONTROL DEVICE

Info

Publication number: DK145640B
Application number: DK280579AA
Authority: DK
Inventors: I Rasmussen; S E Thomsen
Original assignee: Danfoss As
Priority date: 1978-07-10
Filing date: 1979-07-03
Publication date: 1983-01-10
Also published as: DK280579A; FR2431053B1; IT7968425A0; DD144741A5; JPS6221B2; DE2830292C2; DE2830292B1; IT1119021B; JPS5511991A; FR2431053A1; DK145640C

Description

14 5 6 A O14 5 6 A O

Opfindelsen angår et hydraulisk styreapparat for servomotoren af en styreindretning med et indre drejegliderventilhylster, som på enden har en inderrummet aflukkende koblingsdel for tilslutning af et rat eller lignende, et ydre drejegliderven-5 tilhylster, som er forbundet med en efterføringsmotors rotor, og med et hus, som har en de ind i hinanden gribende drejegliderventilhylstre optagende boring og en deres endeflader under mellemkobling af et aksialt kugleleje afstøttende endevæg, hvorved drejegliderventilhylstrene danner en i 10 serie med efterføringsmotoren liggende drossel- og omkoblingsventil, ved hvilken det indre drejegliderventilhylster kan drejes mod kraften af en neutralstillingsfjeder et begrænset stykke i forhold til det ydre drejegliderventilhylster og efterfølger sidstnævnte under indflydelse af efterføringsmo-15 toren.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a hydraulic steering apparatus for the servomotor of a control device with an inner swivel valve sleeve having an end space enclosing coupling member for connecting a steering wheel or the like, an outer swivel sleeve valve sleeve connected to a rotor motor housing and having a bore engaging pivot valve sleeve and bore its end faces during interconnection of an axial ball bearing supporting end wall, wherein the pivot slider sleeves form a series of rotary throttle and switching valve, which is in series with the feed motor, a neutral position spring a limited distance from the outer rotary slide valve sleeve and follows the latter under the influence of the feed motor.

Ved et kendt styreapparat af denne art er efterføringsmotoren udformet som rotationsstempelmaskine med indvendig aksel, hvis rotor er dannet af et udvendigt fortandet tandhjul, og hvis stator er dannet af en indvendig fortandet, en tand 20 mere opvisende tandring. Rotoren står i drejefast forbindelse med det ydre drejegliderventilhylster over en ledaksel og en det indre drejegliderventilhylster gennemgående stift. Neutralstillingsfjederen er dannet af en pakke af begge drejegliderventilhylstre gennemgående bladfjedre. Det ydre 25 drejegliderventilhylster tjener ikke kun i forbindelse med 145640 2 det indre drejegliderventilhylster som drossel- og omkoblings-ventil, men i forbindelse med husboringen som fordelerventil for efterføringsmotoren. Det aksiale kugleleje er et cylinder-rulleleje med to, hver en løbebane opvisende ringskiver, af 5 hvilke den ene ligger an imod husets endevæg, og den anden understøtter endeflader på begge drejegliderventilhylstre.In a known control apparatus of this kind, the post-motor is designed as a rotary piston machine with an internal shaft, the rotor of which is formed by an externally toothed gear and whose stator is formed by an internal tooth, a tooth 20 having a more pronounced tooth ring. The rotor is in pivotal connection with the outer pivot valve sleeve over a pivot shaft and an inner pivot slide valve casing through pin. The neutral position spring is formed by a package of both swivel valve covers through leaf springs. The outer rotary sliding valve sleeve not only serves in connection with the inner rotary sliding valve sleeve as a throttle and switch valve, but in connection with the housing bore as a distributor valve for the delivery motor. The axial ball bearing is a cylinder roller bearing with two, each a raceway having annular discs, one of which abuts against the end wall of the housing and the other supports end surfaces of both swivel valve valves.

Neutralstillingsfjederen har to opgaver. På den ene side skal den bevirke, at drejningen af det indre hylster og dermed fx. rattet kun kan ske mod en vis modstand, som er så 10 meget større, jo hurtigere det indre drejegliderventilhylster skal drejes. Dette giver den såkaldte "vejfornemmelse". På den anden side skal neutralstillingsfjederen stå under en sådan forspænding, at den med sikkerhed fører hylstrene tilbage til neutralstillingen, når ingen ydre kræfter virker 15 på det indre drejehylster, fx. når rattet slippes. Denne forspænding giver på sin side et spring i fjederkarakteristikken, som har en uheldig indflydelse på "vejfornemmelsen".The neutral position spring has two tasks. On the one hand, it must cause the rotation of the inner sleeve and thus e.g. the steering wheel can only act against a certain resistance which is so much greater, the faster the inner swivel valve sleeve must be turned. This gives the so-called "road sense". On the other hand, the neutral position spring must be under a bias such that it safely returns the casings to the neutral position when no external forces act on the inner rotating sleeve, e.g. when the steering wheel is released. This bias, in turn, gives a leap in the spring characteristic, which adversely affects the "road feel".

Opfindelsen har til hensigt at angive et hydraulisk styreapparat af den i indledningen beskrevne art, ved hvilket 20 neutralstillingsfjederens karakteristik kan udformes således, at styre- eller vejfornemmelsen er bedre tilpasset forholdene ved en direkte styring.The invention intends to provide a hydraulic steering apparatus of the kind described in the introduction, in which the characteristics of the neutral position spring can be designed so that the steering or road feel is better adapted to the conditions of a direct steering.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at kuglelejet består af to i forhold til hinanden koncentriske kuglelejer, 25 af hvilke det ene arbejder sammen med det indre og det andet med det ydre drejegliderventilhylster.This task is solved according to the invention in that the ball bearing consists of two concentric ball bearings, 25 of which one work in conjunction with the inner and the other with the outer swivel valve sleeve.

Drejegliderventilhylstrene ligger an mod kuglelejets ringskive med en aksial kraft, som ikke kun kommer fra sammenspændingen af husdelene, men også har en af trykmidlet afhængig 30 komponent. For det i reglen med afløbssiden forbundne inder-rum af det indre drejegliderventilhylster står på grund af de uundgåelige trykfald i glidergennembruddene under et over M5640 3 tanktrykket liggende tryk, som vokser med stigende gennemstrømning. Hidtil blev drejegliderventilhylstrene understøttet på en fælles ringskive af kuglelejet. Opfindelsen beror på den overvejelse, at de aksiale kræfter ved en relativdrejning 5 mellem de to drejegliderventilhylstre fører til en friktion, og at det til overvindelse af det tilhørende friktionsmoment nødvendige tilbagestillingsmoment af neutralstillingsfjederen tvinger til den hidtil sædvanlige store forspænding af denne fjeder. Benyttes kuglelejet derimod ikke kun til lettere 10 drejning af rattet og lignende, men ved to-deling også til nedsættelse af friktionen mellem de to drejegliderventiler, så kan neutralstillingsfjederens forspænding formindskes tilsvarende. Til rattets begyndelsesdrejning behøver man derfor et meget mindre drejningsmoment end hidtil. Desuden 15 fås en blødere styring, som giver en meget bedre og en direkte styring bedre tilpasset "vejfornemmelse". Ved en parallelstyring, ved hvilken to styreapparater samtidig kan drives af et styreorgan, fås et bedre ligeløb.The swivel valve sleeves abut against the ball bearing washer with an axial force which not only comes from the tension of the housing parts but also has a component dependent on the pressure means. As a rule, the inner space of the inner side of the inner swivel valve sleeve is connected by the inevitable pressure drops in the sliding breakthroughs under pressure exceeding the M5640 3 which grows with increasing flow. Heretofore, the swivel valve valves were supported on a common annular disk of the ball bearing. The invention is based on the consideration that the axial forces of a relative rotation 5 between the two pivot slider sleeves lead to a friction and that the reset torque required by the associated friction torque to overcome the hitherto large bias of this spring. If, on the other hand, the ball bearing is used not only for easier rotation of the steering wheel and the like, but also for reducing the friction between the two rotary sliding valves, then the bias of the neutral position spring can be reduced accordingly. Therefore, for the initial rotation of the steering wheel, a much less torque is needed than before. In addition, a softer steering is provided which gives a much better and direct steering better adapted to the "road feel". A parallel control, in which two controllers can simultaneously be operated by a control means, provides a better even.

Anbefalelsesværdigt er et dobbelt-kugleleje, som på den mod 20 husendevæggen vendte side har en ringskive med to koncentriske løbebaner og på den mod drejegliderventilhylstrene vendte side to koncentriske ringskiver med hver sin løbebane.Recommended is a double ball bearing which has on the side facing the 20 housing end a ring washer with two concentric treads and on the side facing the sliding valve sleeves two concentric ring washers each with its own tread.

Et sådant dobbelt-kugleleje kan indsættes som byggeenhed og tillader alligevel en adskilt kuglelejeunderstøtning af ydre 25 og indre drejegliderventilhylster.Such a double-ball bearing can be inserted as a construction unit and yet allows a separate ball-bearing support of outer 25 and inner swivel valve valves.

Endvidere er det gunstigt, når drejegliderventilhylstrene og/eller de mod dem vendte ringskiver af kuglelejerne er således afskråede, at berøringen i det væsentlige sker i området af løbebanernes radier. Dette har den fordel, at de 30 aksiale kræfter kan afledes direkte over kuglerækken til huset. Ringskiverne kan være udformet forholdsvis tynde, uden at der optræder bøjninger eller kantninger.Furthermore, it is advantageous when the swivel valve sleeves and / or the annular discs facing them of the ball bearings are sloped so that the contact is substantially in the region of the radii of the raceways. This has the advantage that the 30 axial forces can be derived directly over the row of balls to the housing. The washers may be relatively thin without any bending or edging.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor ved hjælp af et på 4 U5640 tegningen vist, foretrukket udførelseseksempel, der viser i fig. 1 et tværsnit gennem et styreapparat ifølge opfindelsen og fig. 2 en forstørret delfremstilling af det anvendte 5 kugleleje.The invention will be explained in more detail below by means of a preferred example shown in FIG. 1 is a cross-section through a control apparatus according to the invention; and FIG. 2 is an enlarged partial representation of the 5 ball bearing used.

Et hus 1 har en første tilslutning 2 for en pumpe 3, en anden tilslutning 4 for en tank 5 og to tilslutninger 6 og 7 til forbindelse med en styrende hjul 8 aktiverende servomotor 9. I husets 1 boring 10 er der anbragt en ydre drejegliderven-10 til 11 og i denne en indre drejegliderventil 12. På den venstre side befinder der sig en efterføringsmotor 13 med en rotor 14 i form af et tandhjul og en stator 15 i form af en tandring. Motoren er udvendigt lukket af et dæksel 16 og under mellemlæg af en skive 17 forbundet med huset 1 ved 15 hjælp af skruer 18. En ledaksel 19 forbinder den på en cirkelbane bevægende og drejende rotor over en det indre dréjegliderventilhylster med spil gennemgående stift 20 drejefast med det ydre drejegliderventilhylster. Det indre drejegliderventilhylsters 12 inderrum 21 er på enden lukket 20 af en kobling 22 til tilslutning af et rat eller lignende.A housing 1 has a first connection 2 for a pump 3, a second connection 4 for a tank 5 and two connections 6 and 7 for connection with a steering wheel 8 activating servomotor 9. In the housing 1 bore 10 an outer pivot slider is arranged. 10 to 11 and therein an inner swivel valve 12. On the left side there is a feed motor 13 with a rotor 14 in the form of a gear and a stator 15 in the form of a gear ring. The motor is externally closed by a cover 16 and interposed by a washer 17 connected to the housing 1 by means of screws 18. An articulated shaft 19 connects the rotating and rotating rotor on a circular path through an inner rotary sliding valve casing with pin through pin 20 with the outer swivel slide valve sleeve. The inner space 21 of the inner swivel valve sleeve 12 is closed at the end 20 by a coupling 22 for connecting a steering wheel or the like.

De to drejegliderventilhylstre er gennemtrængt af en neutralstillingsfjeder 23 i form af en fjederpladepakke. Adskillige boringer, ringnoter og aksialnoter i begge drejegliderventi-ler 11 og 12 samt husboringen 10 bevirker, at ved en drejning 25 af det indre drejegliderventilhyIster 12 flyder der trykvæske over den af de to drejegliderventilhylstre dannede drossel-og omkoblingsventil til efterføringsmotoren 13 og fra denne til en side af servomotoren 9. Den anden side er over tilsvarende kanaler i styreenheden og det indre drejegliderventil-30 hylsters inderrum 21 forbundet med tanken 5. Som følge af efterføringsmotorens 13 virkning efterføres det ydre drejegli-derventilhylster det indre så længe, indtil drossel- og omkoblingsventilen igen er lukket. Ved en drejning af det 5 145640 indre drejegliderventilhylster i modsat retning forsynes servomotorens 9 anden side med trykvæske.The two swivel valve covers are penetrated by a neutral position spring 23 in the form of a spring plate package. Several bores, annular grooves and axial grooves in both swivel valves 11 and 12 as well as housing bore 10 cause, in a rotation 25 of the inner swivel valve sleeve 12, pressure fluid flows over the throttle and switch valve 13 formed by the two swivel valve housings. one side of the servomotor 9. The other side is connected to the tank via corresponding channels in the control unit and the inner swivel valve valve 30 of the tank 5. Due to the effect of the delivery motor 13, the outer swivel valve sleeve is fed to the interior for as long as the throttle and the the switch valve is closed again. By rotating the inner swivel valve valve sleeve in the opposite direction, the other side of the servomotor 9 is supplied with pressure fluid.

Et kugleleje 24 er, som det er nærmere vist i fig. 2, anbragt mellem en endevæg 25 af huset 1 og endefladen 26 af 5 den ydre drejegliderventil 11 og endefladen 27 af den indre drejegliderventil 12. Dette kugleleje består af to kuglelejer 28 og 29, som på den mod endevæggen 25 vendte side har en fælles ringskive 30 med to løbebaner 31 og 32 og på den over for liggende side to koncentriske ringskiver 33 og 34 med 10 hver en løbebane henholdsvis 35 og 36. Ved hjælp af afskråninger 37 og 38 er det ydre drejegliderventilhylsters 11 endeflade 26 formindsket; den ligger omtrent i højde med løbebanerne 31 og 35. Ved hjælp af en afskråning 39 af det indre drejegliderventilhylster 12 og en afskråning 40 af den indre ringski-15 ve 34 er den mod denne ringskive liggende del af endefladen 27 ligeledes formindsket; anlægsfladerne befinder sig i højde med løbebanerne 32 og 36.A ball bearing 24 is, as shown in FIG. 2, located between an end wall 25 of the housing 1 and the end surface 26 of 5 the outer swivel valve 11 and the end surface 27 of the inner swivel valve 12. This ball bearing consists of two ball bearings 28 and 29, which have a common annular disc on the side facing the end wall 25 30 with two treads 31 and 32 and on the opposite side two concentric ring washers 33 and 34 with 10 each a tread 35 and 36, respectively. By means of slopes 37 and 38, the end face 26 of the outer swivel valve sleeve 11 is reduced; it is approximately equal to the runways 31 and 35. By means of a bevel 39 of the inner swivel valve sleeve 12 and a bevel 40 of the inner ring disk 34, the portion of the end face 27 of this annular disc is also reduced; the contact surfaces are at the level of the tread 32 and 36.

Kuglelejet belastes af aksialkræfter, som udøves på drejegli-derventilhylstrene 11 og 12. Herved drejer det sig på den 20 ene side om kræfter, som ved fastspænding af skiven 17 mod huset 1 udøves på de to drejegliderventilhylstre, og på den anden side om væsketrykkræfter, især det i det indre drejegli-derventilhylsters 12 inderrum 21 herskende tryk, som midlertidigt ligger noget over tanktrykket. Ved anvendelse af de 25 to kuglelejer 28 og 29 kan de to drejegliderventilhylstre drejes i forhold til hinanden, uden at en af disse aksialkræfter afhængig friktion optræder. Neutralstillingsfjederens 23 karakteristik (fjederspænding i afhængighed af relativdrejningen mellem de to drejegliderventilhylstre) kan derfor begynde 30 med en forholdsvis lille forspænding i neutralstillingen og så fortsætte kontinuerligt stigende.The ball bearing is loaded by axial forces exerted on the swivel valve valves 11 and 12. On the one hand, these are forces exerted on the two swivel valve valves by clamping the washer 17 to the housing 1, and on the other hand liquid pressure forces. in particular, the pressure prevailing in the inner swivel valve sleeve 12 of the inner chamber 21 which is temporarily above the tank pressure. By using the two ball bearings 28 and 29, the two swivel valve covers can be rotated relative to one another without the friction dependent on one of these axial forces. The characteristics of the neutral position spring 23 (spring tension depending on the relative rotation between the two swivel valve valves) can therefore begin 30 with a relatively small bias in the neutral position and then continue to increase continuously.