DK149555B - Hydraulisk styreindretning til en servomotor isaer til styring af koeretoejer - Google Patents

Description

149556

Opfindelsen angår en hydraulisk styreindretning til en servomotor, især til styring af køretøjer, ifølge overbegrebet til krav 1,

Ved en kendt styreindretning af denne art (DE-AS 23 05 798) 5 forudbestemmes ved hjælp af mængdeindstillingsindretningen en trykvæskemængde i styrekredsen. Trykforholdene i styrekredsen overføres ved hjælp af trykreguleringsindretningen til arbejdskredsen, således at der i denne flyder en med styrekredsmængden proportional arbejdsmængde. Denne styre-10 indretning arbejder fortrinligt, når den af mængdeindstillingsindretningen afgivne mængde, således som det som regel er tilfældet, fra en bestemt værdi langsomt føres tilbage til nul. Når derimod mængdeindstillingsindretningen aktiveres meget pludseligt, opstår der et forstyrrende efterløb af 15 servomotoren.

Man kender endvidere en styreventil for servomotoren af en køretøjsstyring (US-PS 3 587 646), som har to samvirkende, mod kraften af en fjedertorsionsstang indstillelige dreje-gliderhylstre, af hvilke det ene er forbundet med et styre-20 håndhjul og det andet med den af servomotoren aktiverbare styreindretning. Herved etableres forbindelserne mellem pumpetilslutningen og den ene til servomotoren førende arbejds-tilslutning og mellem den anden arbejdstilslutning og tanktilslutningen over blindhulboringer i det indre drejeglider-25 hylster. Dette har til følge, at ikke kun pumpetilslutningen er forbundet med tanktilslutningen ved en "open-center"-kon-struktion i neutralstillingen, men også arbejdstilslutnin-gerne er forbundet med tanktilslutningen. Styreindretningen kan derfor indstilles af ydre kræfter.

30 Endvidere kendes en omkoblingsventil for en stempelindretning (US-PS 2 916 049), som ved hjælp af raster kan indtage flere forudbestemte stillinger. I neutralstillingen er de til en servomotor førende arbejdstilslutninger adskilt fra 149555 2 tanktilslutningen. I stillingen henholdsvis "hæve" og "sænke" er en side af servomotoren forbundet med pumpen og den anden side med tanken. I en fri stilling er begge arbejds-tilslutninger forbundet med tanktilslutningen, således at 5 servomotoren frit kan bevæges under indflydelse af ydre kræfter.

Formålet med opfindelsen er at udforme en styreindretning af den i indledningen angivne art videre ved, at det bedre end hidtil forhindres, at servomotoren indstilles på forstyrren-10 de måde, når mængdeindstillingsindretningen befinder sig i sin neutralstilling

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved den kendetegnende del af krav 1.

Opfindelsen beror på den erkendelse, at kraftsammenlignerens 15 glider ved langsom aftagelse af den af mængdeindstillingsindretningen forudbestemte styrekredsmængde efterhånden føres tilbage til sin neutrale midterstilling. Ved pludselig afbrydelse af styrekredsmængden er kraftsammenlignerens glider derimod lejret forholdsvis langt fra den neutrale mid-20 terstilling og behøver en vis tid for at vende tilbage til midterstillingen. I dette tidsrum tilføres servomotoren endnu en arbejdskredsmængde. Hvis nu ifølge opfindelsen mængdeindstillingsindretningens styretilslutninger i neutralstillingen forbindes med tanktilslutningen, råder der på disse 25 Styretilslutninger et tilsvarende lavt tryk. Tilsvarende hurtigt nedbrydes trykket i kraftsammenlignerens tilsluttede trykkammer, og glideren vender hurtigt tilbage til den neutrale midterstilling. Herved forhindres et efterløb af servomotoren.

30 På grund af tryknedsættelsen fremkommer der så gunstige tilbageføringsforhold for trykreguleringsindretningen, at man ifølge krav 2 i forbindelsen mellem kraftsammenlignerens 3 149555 trykkammer og den tilhørende styretilslutningen kan lægge en drossel og en fjederbelastet kontraventil. Dette tillader et meget enkelt ledningsforløb for valgfrit at sætte hvert trykkammer under trykket for den tilhørende styretilslutning 5 eller trykket for den tilhørende arbejdstilslutning.

Med forholdsreglerne i krav 3 kan i neutralstillingen også trykket i trykkammeret for et med hovedventilen forbundet tilbagestillingselement sænkes til tanktrykket. Det er derfor ikke muligt, at der på grund af en eller anden ydre ind-10 flydelse, fx en ydre, på servomotoren virkende kraft, opstår trykspidser, som forskyder tilbagestillingselementet og derved i givet fald kortvarigt åbner den tilhørende hovedventil .

Til konstruktionen af mængdeindstillingsindretningen anbefa-15 les den i krav 4 kendetegnende variation af en i og for sig fra DE-PS 12 93 029 kendt mængdeindstillingsindretning.

Ved udformningen af mængdeindstillingsindretningen i krav 5 kan tilbageløbs-styreåbningerne have et meget lille tværsnit, da den over mængdeindstillingsindretningen tilstrøm-20 mende trykvæske flyder tilbage til tanken over hovedventilen, der holdes åben af tilbagestillingselementet, altså under omgåelse af mængdeindstillingsindretningen. For at nedbryde trykket i styreledningerne er ligeledes et meget lille forbindelsestværsnit nødvendigt, således at man som regel 25 kan nøjes med en boringstværsnittet forstørrende not per om-kredsrække.

Opfindelsen beskrives nærmere nedenfor under henvisning til et på tegningen vist udførelseseksempel, der viser i fig. 1 et ledningsdiagram for en hydraulisk styreindret-30 ning ifølge opfindelsen i dens neutralstilling, 149555 4 fig. 2 afviklingen af den udvendige omkreds af en indre drejeglider af en mængdeindstillingsindretning, fig. 3 afviklingen af den indvendige omkreds af en ydre drejeglider af mængdeindstillingsindretningen i 5 fig. 2 og fig. 4 et delsnit gennem hus og en mængdeindstillingsindretningens to drejeglidere langs linien A-A i fig.

2 og 3.

Der er anbragt en servomotor 1 med to på begge sider af 10 stemplet 2 anbragte sider 3 og 4, som har tilslutningsledninger 5 og 6.

Der findes en styrekreds 7, som har en mængdeindstillingsindretning 8, der har en tilslutning 9 for en styrekredspum-pe 10, en tanktilslutning 11 for forbindelsen med en tank 12 15 og to styretilslutninger 13 og 14. Mængdeindstillingsindretningen aktiveres ved hjælp af et styrehåndhjul som aktiveringsled 15 således, at der flyder en til styrehåndhjulets drejevinkel svarende trykvæskemængde fra pumpetilslutningen 9 til styretilslutningen 13 eller 14. I den viste neutral-20 stilling er pumpetilslutningen 9 og tanktilslutningen 11 forbundet med hinanden over en kortslutningsvej 16. Samtidig er i denne neutralstilling også styretilslutningerne 13 og 14 over kanaler 17 forbundet med tanktilslutningen 11. Styrekredsen har to forbindelsesledninger, styreledningen 18 25 for venstreløbet og styreledningen 19 for højreløbet. Disse fører til en venstre styreventil 20 og en højre styreventil 21. Den venstre styreventil 20 har et stempel 201. Den første tilslutning 202 står i forbindelse med en ringnot 203 i stemplet 201, den anden tilslutning 204 med en ringnot 205 i 30 huset. I stemplet er der anbragt trekantformede noter 206, med hvilke der kan skabes en forbindelse mellem ringnoterne 203 og 205. Stemplet belastes i lukkeretning af en fjeder 149555 5 207 og trykket i et første trykkammer 208 og i åbningsretning af trykket i et andet trykkammer 209. Da begge trykkamre er forbundet med tilslutningerne 202 og 204» står åbningstværsnittet og trykfaldet i denne ventil i et bestemt 5 forhold til hinanden. Styreventilen 21 har en lignende opbygning, hvorved de tilsvarende dele er forsynet med henvisningsbetegnelserne 211 - 219. Den anden ventiltilslutning 204 er forbundet med tilslutningen 5, ventiltilslutningen 214 med servomotorens 1 tilslutning 6.

10 Arbejdskredsen 22 har to hovedventiler 23 og 24, som har en lignende opbygning som styreventilerne 20 og 21, og hvis enkeltdele derfor er forsynet med henvisningsbetegnelserne 231 - 239 og 241 - 249. Mens de andre ventiltilslutninger 234 og 244 er forbundet med servomotortilslutningerne 5 og 15 6, står de første ventiltilslutninger 232 og 242 over for bindelsesledninger 25 og 26 i forbindelse med arbejdstil-slutningerne 27 og 28 af en trykreguleringsindretning 29, som har en tilslutning 30 for en arbejdskredspumpe 31 og to tilslutninger 32 og 33 for forbindelsen med tanken 12.

20 Trykreguleringsindretningen 29 har en ventilglider 34 med to ringnoter 35 og 36. Glideren samvirker med tre ringnoter 37, 38 og 39 i huset. På endefladerne befinder sig trykkamre 40 og 41. Trykkammeret 40 er via en drossel 42 forbundet med den som forbindelsesledning virkende styreledning 18 og via 25 en kontraventil 43 med ringnoten 36. Trykkammeret 41 er via en drossel 44 forbundet med den som forbindelsesledning virkende styreledning 19 og via en kontraventil 45 med ringnoten 35. Som følge deraf virker trykreguleringsindretningen 29 som kraftsammenligner, ved hvilken glideren 34 i afhæn-30 gighed af det højere tryk i de som forbindelsesledninger virkende styreledninger 18 og 19 forskydes og derved bevirker en sådan drosling, at trykket i ringnoterne 35 eller 36 forhøjes og over kontraventilen 43 eller 45 ledes ind i det over for liggende trykkammer. På denne måde er trykket på 149555 6 arbejdstilslutningerne 27 og 28 lig med trykket i de som forbindelsesledning virkende styreledninger 18 eller 19.

Hver arbejdsventil 23, 24 er forbundet med et tilbagestillingselement 46 eller 47. Tilbagestillingselementet 46 har 5 et stempel 461, som på den ene side står under trykket i det andet trykrum 239 og på den anden side under trykket i et tredie trykrum 462. Dette er over en drossel 463 forbundet med styrekredsens 7 over for liggende som forbindelsesledning virkende styreledning 19. Ved hjælp af en forlængelse 10 464 kan stemplet 461 åbne en omkoblingsventil 465, som lig ger i en ledning 466, der strækker sig mellem tilslutningerne 232 og 234 og har en første drossel 467 foran det første trykrum 238 og en anden drossel 468 bagved. En lignende opbygning findes ved det højre tilbagestillingselement 47.

15 Tilslutningerne 5 og 6 er på sædvanlig måde forbundet med tanken 12 over sugeventiler 48 og 49 samt over overtryksventiler 50 og 51.

Ved denne styreindretning fremkommer følgende drift: I mængdeindstillingsindretningens 8 viste neutralstilling 20 når trykvæsken fra styrekredspumpen 10 over kortslutningsvejen 16 umiddelbart til tanken 12. På grund af kanalerne 17 har også de som forbindelsesledninger virkende styreledninger 18 og 19 tanktryk. Som følge heraf indtager også trykreguleringsindretningen 29 sin neutralstilling, umiddelbart 25 efter at mængdeindstillingsindretingen har nået neutralstillingen, fordi trykmiddel hurtigt kan løbe fra trykkammeret 40 eller 41 til tanken. Derfor strømmer også arbejdskredsens 31 trykvæske direkte tilbage til tanken 12. Alle styre- og hovedventiler 20, 21, 23 og 24 er lukkede. Trykspidser, som 30 optræder på grund af ydre kræfter på en af servomotorens 1 sider, kan ikke åbne ventilerne; heller ikke tilbagestillingselementerne 46, 47 kan aktiveres, da disse trykspidser 149555 7 ikke kan give sig udslag i de som forbindelsesledninger virkende styreledninger 18 og 19. Som følge heraf forbliver stemplet 2 i den forudbestemte stilling.

Ved en drejning af styrehåndhjulet som aktiveringsled 15 mod 5 højre når trykvæske over den som forbindelsesledning virkende styreledning 18 til styreventilen 20, hvorved denne går i en til mængden svarende åbningsstilling. Trykket i den som forbindelsesledning virkende styreledning 18 frembringes ved hjælp af trykreguleringsindretningen 29 også i forbindelses-10 ledningen 25. Da ventiltilslutningerne 204 og 234 er forbundet med hinanden, ligger der ved hovedventilen 23 det samme trykfald som ved styreventilen 20. Som følge heraf åbner hovedventilen således, at en trykvæskemængde strømmer igennem, som er proportional med den gennem mængdeindstillingsindret-15 ningen 8 flydende trykvæskemængde. Samtidig trykkes tilbagestillingselementets 47 stempel 471 mod højre, da der i det tredie trykrum 472 hersker det høje tryk i den som forbindelsesledning virkende styreledning 18. Herved åbnes omkoblingsventilen 475, og der flyder trykmiddel over droslen 20 477, det første trykrum 248, den ariden drossel 478 og kon traventilen 475 fra ventiltilslutningen 244 til ventiltilslutningen 242. Dette giver en sådan nedsættelse af trykket i det første trykrum 248, at den af stemplet 471 på stemplet 241 udøvede kraft er tilstrækkelig til at bringe dette mod 25 højre til åbningsstillingen. På denne måde bringes servomo-torens 1 side 4 over hovedventilen 24 og trykreguleringsindretningen 29 i forbindelse med tanken 12.

Hvis der nu optræder ydre kræfter, som forsøger at skyde stemplet 2 mod venstre, dvs. mod reguleringsretningen, så 30 opstår der et trykstød på siden 3. Dette trykstød giver sig udslag i de første trykkamre 208 og 238, hvorved styreventilen 20 og hovedventilen 23 lukker noget. Dette medfører, at trykstødet i de som forbindelsesledninger virkende styreledninger 18 og 25 stort set ikke længere giver sig udslag og 149555 8 især ikke forårsager stød eller slag på styrehåndhjulet som aktiveringsled 15.

Hvis derimod ydre kræfter angriber på servomotoren, som forsøger at bevæge stemplet i retning af reguleringsbevægelsen, 5 er der risiko for, at stemplet forskydes hurtigere end svarende til styrehåndhjulsbevægelsen. En sådan hurtigere bevægelse medfører imidlertid, at trykket på siden 3 falder.

Dette trykfald fører også til et trykfald i den som forbindelsesledning virkende styreledning 18 og dermed i tilbage-10 stillingselementets 47 tredie trykrum 472. Som følge deraf bevæger hovedventilens 24 stempel 241 sig mod venstre, således at der optræder en stærkere drosling. Dette fører til en bremsning af stempelbevægelsen, fordi væsken ikke længere kan løbe så hurtigt fra siden 4. På grund af stemplets 471 15 forholdsvis lille diameter i forhold til hovedventilens 24 stempel 241 fører trykændringer i den som forbindelsesledning virkende styreledning 18 til forholdsvis små kraftændringer, som mod ventilfjederen 247 også kun bevirker små forskydninger af stemplet 241, hvad der er nødvendigt for at 20 forhindre oversving. På trods af stemplets 471 lille diameter åbnes hovedventilen 24 som regel, da trykket i det første trykrum 248 på grund af droslerne 477 og 478 nedsættes ved tilbageløbsdrift.

Ved en drejning af styrehåndhjulet mod venstre videregives 25 trykvæske fra mængdeindstillingsindretningen 8 over den som forbindelsesledning virkende styreledning 19. Der fremkommer i spejlbillede de samme forhold som ved den tidligere beskrevne udstyring.

Hvis mængdeindstillingsindretningen 8 pludselig sættes på 30 gennemstrømningsmængden nul, kan trykreguleringsindretningen 29 straks følge efter, fordi forbindelsen af trykkamrene 40, 41 over kanalerne 17 med tanken sørger for en hurtig tømning af trykkammeret med det højere tryk.

149555 9

Kanalerne 17 i mængdeindstillingsindretningen kan konstruktivt anbringes på forskellige måder. Ved en mængdeindstillingsindretning med to koncentrisk til hinanden i en husboring anbragte drejeglidere, som det fx er kendt fra DE-PS 5 12 93 029, er det tilstrækkeligt at foretage en fræsning i den indre drejeglider. Dette forklares i forbindelse med fig. 2-4.

Af mængdeindstillingsindretningen 60 er der kun vist den del, som har et ventilhus 61, en ydre drejeglider 62 og en 10 indre drejeglider 63. I huset er der anbragt fire ringnoter, af hvilke ringnoten 64 er forbundet med pumpetilslutningen, ringnoten 65 med tanktilslutningen, ringnoten 66 med den ene styretilslutning og ringnoten 67 med den anden styretilslutning. Den ydre drejeglider 62 har i aksialretning bag ved 15 hinanden flere omkredsrækker af boringer, nemlig kortslutningsåbninger 68, forbindelsesåbninger 69, fordeleråbninger 70, en første omkredsrække gennembrud 71, en anden omkredsrække gennembrud 72, boringer 73 til optagelse af en med en ikke vist ledaksel forbundet tap og forbindelsesåbninger 74, 20 mellem hvilke der på over for hinanden liggende sider befinder sig to udsnit 75 til optagelse af begge glidere i deres neutralstilling tvingende, ikke viste bladfjedre. Den indre drejeglider har i aksialretning bag ved hinanden følgende funktionselementer, som samvirker med de netop beskrevne åb-25 ninger: Aksiale kortslutningsnoter 76, en omkredsnot 77 med aksiale notforlængelser 78, imellem disse anbragte og med hinanden forbundne aksialnoter 79, som fortsætter som første styreåbninger 80, mellem disse anbragte andre styreåbninger 81 og 82 i to omkredsrækker, gennembrud 83 for gennemtræng-30 ning af medbringertappen og ved fræsning fremstillede udsnit 84 for bladfjedrenes gennemtrængning. I hver omkredsrække er der anbragt en anden styreåbning 81 og 82 med en not 85 og 86, som i retning af hinanden overskrider boringstværsnittet så meget, at de i neutralstillingen træder i forbindelse med 35 gennembruddene 71a og 72a. I huset 61 er der anbragt ventil- 149555 10 åbninger 87, som over aksialboringer 88 står i forbindelse med den ikke viste målemotors fortrængningskamre.

I neutralstillingen når trykvæske fra pumpetilslutningen over ringnoten 64, kortslutningsåbninger 68, kortslutnings-5 noterne 76 og drejegliderens 63 indre rum 89, udsnittene 75 og forbindelsesåbningerne 74 samt ringnoten 65 til tanken.

Samtidig er den ene styretilslutning over ringnoten 86, gennembruddene 71a, noten 85, den tilhørende anden styreåbning 81 samt den anden styretilslutning over ringnoten 67, gen-10 nembruddet 72a, noten 86 og den tilhørende anden styreåbning 82 forbundet med det indre rum 89 og dermed med tanken.

Ved en drejning af den indre drejeglider 63 i forhold til den ydre drejeglider 62 mod højre i tegningsfremstillingen, bringes kortslutningsåbningerne 68 ud af indgreb med kort-15 slutningsnoterne 76 og gennembruddene 72a ud af indgreb med noten 86. I stedet for kommer gennembrud 72 i forbindelse med de første styreåbninger 80, mens gennembruddene 71 træder i forbindelse med de andre styreåbninger 81. Derefter flyder trykvæske fra pumpetilslutningen over ringnoten 64, 20 forbindelsesåbningen 69, omkredsnoten 72, aksialnoterne 78, en del af fordeleråbningerne 70 og ventilåbningerne 87 til målemotorens fortrængningskamre. Fra andre fortrængningskamre når trykvæsken over andre ventilåbninger 87, andre fordeleråbninger 70, første styreåbninger 80, gennembrud 72 og 25 ringnot 67 til den ene styretilslutning. Den der udtrædende, afmålte trykvæske styrer arbejdskredsen og dermed servomoto-ren. Ved en drejning i modsat retning bliver den med ringnoten 66 forbundne styretilslutning forsynet med afmålt trykvæske .

Claims (4)

149555

1. Hydraulisk styreindretning til en servomotor (1), især til styring af køretøjer, med en styrekreds (7), som har en mængdeindstillingsindretning (8) med en pumpetilslutning (9), en tanktilslutning (11) og to styre- 5 tilslutninger (13, 14), samt to styreventiler (20, 21), som hver er indkoblet mellem en styretilslutning og en side af servomotoren (1), og med en arbejdskreds (22), som har en trykreguleringsindretning (29) med en pumpetilslutning (30), en tanktilslutning (32, 33) og to ar-10 bejdstilslutninger (27, 28) for frem- og tilbageløbet i form af en kraftsammenligner, som holder trykket ved en arbejdstilslutning lig med trykket ved en styretilslutning, og to hovedventiler (23, 24), som hver er indkoblet mellem en arbejdstilslutning og en side af servomo-15 toren, hvorved styre- (20, 21) og hovedventilerne (23, 24. har et af det på dem optrædende trykfald afhængigt åbningstværsnit, og kraftsammenligneren har to trykkamre (40, 41), som hver vedvarende er forbundet med en af styretilslutningerne (13, 14),kende tegnet 20 v e d, at styreledningerne (18, 19) og alle derpå til sluttede trykkamre (40, 41, 209, 219, 462, 472) i mængdeindstillingsindretningens (8) neutralstilling bliver trykløse ved, at en kanal (17) i mængdeindstillingsindretningen (8) så forbinder styretilslutningerne (13, 25 14) med tanktilslutningen (11).

2. Styreindretning, ved hvilken kraftsammenlignerens trykkammer (40, 41) ikke kun er forbundet med en styretilslutning (13, 14), men også over en hen imod trykkammeret åbnende kontraventil (43, 45) med en arbejdstil- 30 slutning (27, 28), ifølge krav 1, kendeteg ne t v e d, at i forbindelsen mellem kraftsammenlignerens trykkammer (40, 41) og de tilhørende styretil 149555 slutninger (13, 14) er der anbragt en drossel (42, 44), og at kontraventilen (43, 45) er fjederbelastet.

3. Styreindretning, ved hvilken hver hovedventil (23, 24) er forbundet med et tilbagestillingselement (46, 47) 5 med et trykkammer, som under tvang åbner hovedventilen under indflydelse af trykket i en med servomotorens (1) anden side forbundet styreledningsgren, ifølge krav 1 eller 2,kendetegnet ved, at også det tilbagestillingselementet (46, 47) aktiverende trykkammer-10 tryk falder i mængdeindstillingsindretningens (8) neu tralstilling, fordi det udtages i styreledningen (18, 19. mellem mængdeindstillingsindretningens (8) styretilslutning (13, 14) og styreventilen (20, 21).

4. Styreindretning ifølge et af kravene 1-3, kend e- 15 tegnet ved, at- ved anvendelse af en i og for sig kendt mængdeindstillingsindretning, ved hvilken der i et hus (61), som indeholder pumpetilslutningen, tanktilslutningen og de to styretilslutninger, er der anbragt en ydre (62) og en indre (63) drejeglider, som i 20 afhængighed af et aktiveringsleds (15) drejning og af en mængdemålemotors efterløbsbevægelse kan drejes mod hinanden og danner en omstyringsventil, ved hvilken den ydre drejeglider har i to omkredsrækker anbragte gennembrud (71, 72), af hvilke den ene omkredsrække står i 25 forbindelse med den ene styretilslutning, og den anden omkredsrække står i forbindelse med den anden styretilslutning, og den indre drejeglider har tilhørende, skiftevis med målemotoren i forbindelse stående første (80) og med tanktilslutningen i forbindelse stående an-30 dre (81, 82) styreåbninger - kanalen (17) er dannet ved, at for hver omkredsrække i det mindste en af de andre styreåbninger (81, 85; 82, 86) har en sådan omkredsudstrækning, at den i neutralstillingen står i forbindelse med et gennembrud (71a, 72a).