DK149933B - Hydraulisk styreindretning for en servomotor, isaer for styring af koeretoejer - Google Patents

Description

149933

Opfindelsen angår en hydraulisk styreindretning for en servomotor, især for styring af køretøjer, med kendetegnene af overbegrebet i krav 1.

Ved en kendt styreindretning af denne art (DE-OS 27 38 463 5 og DE-OS 27 28 004) benyttes en mængdeindstillingsanordning med en af en pumpe forsynet indstillingsdrossel med efter-koblet målemotor. Droslen åbnes ved hjælp af en af et indstillingsorgan aktiveret første del og lukkes ved hjælp af en af målemotoren efterført anden del. I afhængighed af 10 trykfaldet ved droslen indstilles en forankoblet, lastafhængig aktiveret (load sensing) prioritetsventil således, at den for styringen nødvendige trykvæske aftages, og resten står til rådighed for en yderligere forbruger. I hver af mængdeindstillingsanordningens styreledninger er en styre-15 ventil anbragt. Hver styreventil samvirker i arbejdskredsen med en arbejdsventil. Som trykregulator tjener en arbejdskredsens to grene retningsafhængigt forsynende tryksammenligner. Dette kræver til trykreguleringen, styre- og ar-bejdsventilerne alt i alt fem gliderventiler, hvad der kræ-20 ver et betydeligt forbrug ikke kun af bevægelige komponenter, men også af forbindelsesledninger og styretryklednin-ger.

Kendt er det endvidere (DS-PS 3 561 488) at forene styreventil og arbejdsventil på den måde, at på en fælles omkreds er 25 arbejdsventil-styreåbninger og styreventil-styreåbninger anbragt, som virker sammen med en ringnot og til enhver tid frigiver proportionale gennemgangstværsnit. Mellem pumpe og arbejdsventil er en trykreduceringsventil koblet, som fremkalder et konstant trykfald. Mellem pumpe og styreventil er 30 koblet en indstillings-gliderventil, ved hvis hjælp drosseltværsnit, der er afhængige af et indgangssignal, er indstillelige. Den fælles gliderventil påvirkes på den ene side af det konstante tryk bag trykreduceringsventilen og på den anden side af styretrykket. Hermed er en mængdeproportional 2 149933 regulering ikke mulig, især fordi det ikke ved hjalp af ind-stillings-gliderventilen er muligt at afgive en udmålt styremængde.

Det er også allerede ved hydrauliske styreindretninger med 5 forstærkning kendt (DE-PS 12 71 553) i forbindelse med ser-vomotoren at anbringe en retningsventil/ for at de for styreventil, arbejdsventil og trykregulator nødvendige elementer kun skal anbringes én gang. I det kendte tilfælde tjener en styrepumpe til mængdeindstillingen. To adskilte, men fæl-10 les aktiverede gliderventiler danner styreventilen og ar-bejdsventilen. Trykregulatoren realiseres ved hjælp af en sammenlignings-gliderventil og en shuntventil. Også herved er et betydeligt forbrug af gliderventiler og forbindelsesledninger nødvendigt.

15 Formålet med opfindelsen er at angive en hydraulisk styreindretning af den i indledningen beskrevne art, ved hvilken en styremængde kan indstilles og forstærkes proportionalt, ved hvilken forbruget til trykregulator, arbejdsventil og styreventil inklusiv de nødvendige forbindelses- og styre-20 trykledninger kan nedsættes.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at trykregulatoren, arbejdsventilen og styreventilen er forenet til en glidervent il-komponent, ved hvilken endefladen ved den ene gli-derventilende er udsat for styretrykket og endefladen ved 25 den anden gliderventilende er udsat for følgetrykket, samt en til arbejdskredsen hørende første ringnot virker sammen med trykregulator-styreåbninger, og en til arbejds- og styrekredsen hørende anden ringnot virker sammen med på den samme omkreds liggende arbejdsventil-styreåbninger og styre-30 ventil-styreåbninger, hvorved arbejdsventil-styreåbningerne over trykmiddelkanaler er forbundet med trykregulator-styre-åbningerne og hvorved arbejdsventil- og styreventil-styreåb-ningerne har en sådan form, at summerne af de af den anden 3 149933 ringnot frigivne styreåbningstværsnit af arbejdsventil og styreventil er proportionale med hinanden.

Ved denne konstruktion er en enkelt gliderventil tilstrækkelig for at overtage trykregulatorens, arbejdsventilens og 5 styreventilens funktion. Forbindelsen mellem trykregulator og arbejdsventil kan ske i gliderventilens indre. Denne kombination er mulig, fordi der ganske vist mellem trykregulator og arbejdsventil, som gennemstrømmes af den samme trykvæskemængde, hersker et konstant tryk-delerforhold, men det 10 samlede trykfald i arbejds- og styrekredsen ændres ved hjælp af den lastafhængigt aktiverede ventil, således at der for hvert styretryk fås en defineret ligevægtsstilling af gliderventilen. Da gennemgangstværsnittene i arbejdsventilen og i styreventilen på den anden side er proportionale med hin-15 anden, og trykfaldet over dem er ens, opnår man den ønskede forstærkning.

Ved udførelsesformen i krav 2 sørger aksialboringen for en meget simpel forbindelse mellem trykregulator og arbejdsventil på den ene side og den af følgetrykket påvirkede ende-20 flade af gliderventilen på den anden side.

Ved udformningen i krav 3 kan der til opnåelse af en høj forstærkning benyttes relativt store arbejdsventil-styreåb-ninger, uden at trykregulator-styreåbningerne derved skulle blive for store. Når der gås ud fra lige store styreåbnin-25 ger, opnår man den ønskede effekt fx ved, at der ved trykregulatoren og ved styreventilen anvendes et lige stort antal styreåbninger og ved arbejdsventilen et dobbelt så stort antal styreåbninger.

Krav 4 giver den fordel, at som følge af anvendelsen af ret-30 ningsventilen klarer man sig med en enkelt gliderventil-kom-ponent for begge gennemstrømningsretninger. Desuden skal der ikke træffes særlige forholdsregler for den tilbageløbende trykvæske. Dette fører til en yderligere forenkling.

4 149933

Ved hjælp af omkoblingsanordningen ifølge krav 5 lykkes det at koble mængdeindstillingsanordningen foran styreventilen, således at der i mængdeindstillingsanordningen kan arbejdes med forholdsvis lave tryk.

5 Det er heller ikke nødvendigt at anbringe en separat omkoblingsanordning. Tværtimod kan denne ifølge krav 6 være dannet af retningsventilen. I denne sammenhæng er det gunstigt, når ifølge krav 7 den til enhver tid det lavere tryk førende styreledning er spærret af retningsventilen. Hvis retnings-10 ventilen skulle "klemme" i en endestilling, og mængdeindstillingsanordningen aktiveres i modsat retning, fører dette til en trykstigning i retningsventilens tilhørende aktiveringstrykkammer, således at den blokerede gliderventil til slut løsnes. I mellemtiden forhindres derudover, at styre-15 ventilen tilføres en styremængde, således at servomotoren ikke måske indstilles yderligere med fuld kraft i den forkerte retning.

Opfindelsen forklares nærmere nedenstående ved hjælp af flere på tegningen viste, foretrukne udførelseseksempler, der 20 viser i fig. 1 diagrammet af en første udførelsesform, fig. 2 diagrammet af en anden udførelsesform og fig. 3 diagrammet af en tredie udførelsesform.

Ifølge fig. 1 er en hydraulisk styreindretning 1 anbragt til 25 styring af et køretøj. Ved indstilling af et rat 2 aktiveres en servomotors 4 stempel 3 til indstilling af de hjul, der skal styres. Desuden kan der over en ledning 5 tilsluttes endnu en yderligere forbruger. En pumpe 6 suger trykmiddel fra en beholder 7 og transporterer det til en lastafhængig 30 aktiverbar prioritetsventil 8. Denne har en udgang 9 til 5 149933 forsyning af servomotoren 4 og en udgang 10 til forsyning af den yderligere forbruger. Prioritetsventilens 8 gliderventil 11 påvirkes på en endeflade over en styretrykledning 12 af trykket foran den indstillelige drossel 13 i en mængdeind-5 stillingsanordning 14 og på den anden side over en styretrykledning 15 af trykket bag denne drossel 13 og en fjeder 16. Som følge heraf afgives trykvæske over udgangen 9 i afhængighed af, hvad der forlanges af mængdeindstillingsanordningen 14, mens resten når til den yderligere forbruger over 10 udgangen 10.

Styreindretningen omfatter en arbejdskreds 17 og en styrekreds 18. I arbejdskredsen er der efter hinanden anbragt en kontraventil 19, en trykregulator 20 og en arbejdsventil 21.

I styrekredsen er mængdeindstillingsanordningen 14 med den 15 indstillelige drossel 13 og en målemotor 22 anbragt, over hvilke alt efter rattets 2 drejeretning en af to styreledninger 23 og 24 forsynes med trykvæske. Denne når over en retningsventils 27 aktiveringstrykkamre 25 og 26 og en omkoblingsanordning 28, som består af henholdsvis en ringnot 20 29 med styrekant 30 og en ringnot 32 og styrekant 33 på ret ningsventilens gliderventil 31. Som følge heraf er styrekredsens forbindelsespunkt 34 til enhver tid forbundet med den det højere tryk førende styreledning 23 og 24. Der følger en styreventil 35. Styrekreds og arbejdskreds har en 25 fælles udgang 36, som er forbundet med retningsventilens to indgange 37 og 38, der endvidere har en udgang 39, som over en tilbageløbsledning 40 fører til beholderen 7. To motorledninger 41 og 41' slutter til retningsventilen, således at servomotoren til enhver tid får trykvæske tilført over mo-30 torledningen, mens den anden motorledning er forbundet med beholderen 7. Antydet er endvidere to efterfyldningsventiler 42 og 43, som forbinder motorledningerne 41 og 41' med tilbageløbsledningen 40, og to chokventiler 44 og 45, som tillader at reducere overtryk i servomotoren, når denne er be-35 lastet med stød udefra. I hvert aktiveringstrykkammer 25 og 26 er endvidere en neutralstillingsfjeder 46 og 47 anbragt.

149933 6

Trykregulatoren 20, arbejdsventilen 21 og styreventilen 35 er sammenfattet i en gliderventil-komponent 48. Denne har en boring 49 med en første ringnot 50, som er forbundet med en arbejdsledning 51, og med en anden ringnot 52, som er for-5 bundet med udgangen 36. En gliderventil 53 har trykregula- tor-styreåbninger 54, som virker sammen med den første ringnot 50, og på den samme omkreds arbejdsventil-styreåbninger 55 og styreventil-styreåbninger 56, som virker sammen med den anden ringnot 52. På den ene side af de sidstnævnte sty-10 reåbninger er der anbragt en styreventil-fordelernot 57 og på den anden side en arbejdsventil-fordelernot 58. Begge står over skråboringer 59 og 60 og radialkanaler 61 og 62 i forbindelse med styreåbningerne 56 og 55. Styreventil-forde-lernoten 57 står over en ledning 69 i forbindelse med det 15 fælles forbindelsespunkt 34. En styretrykledning 63 fører til aktiveringstrykrummet 64 på gliderventilens 53 ene endeflade. En aksialboring 65 står over radialkanaler 66 i forbindelse med arbejdsventil-fordelernoten 58 og over radialkanaler 67 med trykregulator-styreåbningerne 54. Samtidig 20 etableres en forbindelse til aktiveringstrykrummet 68 på gliderventilens 53 anden endeflade.

Når rattet 2 ved drift drejes på en sådan måde, at der opstår tryk på styreledningen 23, trykkes retningsventilens 27 gliderventil 31 i den i fig. 1 viste højre endestilling.

25 Samtidig virker styretrykket i aktiveringstrykrummet 64 på gliderventilen 53. Denne skubbes til venstre, hvorved samtlige styreåbninger 54, 55 og 56 åbnes. Desuden fører trykfaldet ved droslen 13 af den i neutralstillingen al gennemgang spærrende mængdeindstillingsanordning til en defineret 30 stilling af prioritetsventilen 8, hvilket giver et bestemt trykfald i arbejds- og styrekredsen. Gliderventilen 53 indtager en ligevægtsstilling, ved hvilken følgetrykket i aktiveringstrykkammeret 68, altså trykket mellem trykregulatoren 20 og arbejdsventilen 21, er lig med styretrykket. Over den 35 fælles udgang 36 og retningsventilen 27 tilføres nu servomo- 7 149933 torens 4 venstre side ifølge fig. 1 trykvæske, som sammensættes af den af mængdeindstillingsanordningen 14 bestemte styremængde og en proportional mængde, som tilføres over arbejdskredsen 17. Mængdeforholdet fås af tværsnitsdimensione-5 ringerne af arbejdsventil-styreåbningerne 55 og styreventil-styreåbningerne 56. Delerforholdet mellem trykfaldet ved trykregulatoren 20 og trykfaldet ved arbejdsventilen 21 kan vælges ved tilsvarende dimensionering af trykregulator-sty-reåbningerne 54 og arbejdsventil-styreåbningerne 55.

10 Udførelsesformen i fig. 2 svarer i stor udstrækning til den i fig. 1. Por identiske dele anvendes derfor også identiske henvisningstegn. Forskelligt er kun, at omkoblingen af styreledningerne 123 og 124 sker ved hjælp af en separat omkoblingsventil 69a, og til retningsventilens 27 aktiverings-15 trykrum 25 og 26 føres styretrykledninger 70 og 71.

Ved udførelsesformen i fig. 3 anvendes igen for de samme dele de samme henvisningstegn som i fig. 1 og 2. Forskelligt er herved, at de to styreledninger 223 og 224 over hver en kontraventil 72 og 73 munder direkte i arbejdsledningerne 20 241 og 241', og at gliderventil-komponenten 248 er anbragt i strømningsretning foran mængdeindstillingsanordningen 214 i styrekredsen 218 og foran kontraventilen 219 i styrekredsen 217. Som følge heraf er også arbejdsventilen 221 lagt foran trykregulatoren 220. Også styreventilen 235 er forankoblet 25 mængdeindstillingsanordningen 214. Driftsmåden ligner den i fig. 1 og 2. Kun trykket i mængdeindstillingsanordningen 214 ligger på et højere niveau.

I denne fig. er også antydet, at den ene del 74 af droslen indstilles af rattet 2, og at den anden del 75 af droslen 30 efterføres af målemotoren 22. Derudover er mængdeindstillingsanordningen shuntet af en kontraventil 76, som tillader en eventuel eftersugning på tryksiden.

8 149933 I alle udførelseseksempler er anvendt en gliderventil 53, ved hvilken styreåbningerne 54, 55 og 56 er udført som mundinger af radialboringer. De har alle det samme tværsnit.

Der er to trykregulator-styreåbninger 54, fire arbejdsven-5 til-styreåbninger 55 og to styreventil-styreåbninger 56.

Dette fører til, at trykfaldet ved trykregulator-styreåbnin-gerne er to gange så stort som det ved arbejds- og styreven-til-styreåbningerne, og at den over arbejdskredsen flydende trykmiddelmængde er fire gange så stor som styremængden.

10 Talforholdene kan også være anderledes. I stedet for runde styreåbninger kan også fordybninger med vilkårlig anden tværsnitsform være udformet på glider-ventilens 53 omkreds.

Claims (5)

149933

1. Hydraulisk styreindretning (1) for en servomotor, især for styring af køretøjer, med en styrekreds (18, 218), som har to styreledninger (23, 24; 123, 124; 223, 224), og som i serie har en retningsafhængig arbejdende mæng-5 deindstillingsanordning (14, 214) og en styreventil (35, 235), med en arbejdskreds (17), som i serie har en trykregulator (20, 220) og en arbejdsventil (21, 221), hvorved trykregulatoren indstiller trykket mellem sig og arbejdsventilen (følgetryk) på trykket mellem mæng-10 deindstillingsanordning og styreventil (styretryk), og hvorved indgangene af styre- og arbejdskreds over en lastafhængig aktiveret ventil (8) er tilsluttet en pumpe (6), og hvis udgange er forbundet til fælles forsyning af servomotoren (4),kendetegnet ved, 15 at trykregulatoren (20, 220), arbejdsventilen (21, 221) og styreventilen (35, 235) er forenet til en gliderven-til-komponent (48, 248), ved hvilken endefladen ved den ene gliderventilende er udsat for styretrykket, og endefladen ved den anden gliderventilende er udsat for 20 følgetrykket, samt en til arbejdskredsen (17, 217) hø rende første ringnot (50) virker sammen med trykregula-tor-styreåbninger (54), og en til arbejds- og styrekredsen (17, 18, 217, 218) hørende anden ringnot (52) virker sammen med på den samme omkreds liggende ar-25 bejdsventil-styreåbninger (55) og styreventil-styreåb- ninger (56), hvorved arbejdsventil-styreåbningerne over trykmiddelkanaler (60, 65, 66) er forbundet med trykre-gulator-styreåbningerne (54) og hvorved arbejdsventil-og styreventil-styreåbningerne (55, 56) har en sådan 30 form, at summerne af de af den anden ringnot (52) fri- givne styreåbningstværsnit af arbejdsventil (21, 221) og styreventil (35, 235) er proportionale med hinanden. 149933

2. Styreindretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at gliderventil-komponentens (48) gliderventil (53) på den mod trykregulatoren (20) vendte side af ar-bejdsventil-styreåbningerne (55) og af styreventil-sty- 5 reåbningerne (56) har en arbejdsventil-fordelernot (58) og på den anden side en styreventil-fordelernot (57), som begge over skråboringer (59, 60) er forbundet med til de nævnte styreåbninger førende radialkanaler (61, 62), og at der er anbragt en til endefladen ved glider-10 ventilenden på trykreguleringssiden strækkende aksial- boring (65), fra hvilken der udgår til trykregulator-styreåbningerne (54) førende radialkanaler (67) og til arbejdsventil-fordelernoten førende radialkanaler (66).

3. Styreindretning ifølge krav 1 eller 2, k e n d e - 15 tegnetved, at arbejdsventil-styreåbningerne (55) tilsammen frigiver et større gennemgangstværsnit end trykregulator-styreåbningerne (54).

4. Styreindretning med en til servomotoren (4) tilsluttet retningsventil (27) ifølge et af kravene 1-3, k e n - 20 detegnet ved, at retningsventilens (27) ind gang (37, 38) på tryksiden er forbundet med den fælles udgang (36) af arbejds- og styrekreds (17, 18; 217, 218), retningsventilens udgang (39) på afløbssiden er forbundet med beholderen (7), og retningsventilens ak-25 tiveringstrykkamre (25, 26) er hver forbundet med en styreledning (23, 24; 223, 224), og at arbejdsventil (21, 221) og styreventil (35, 235) er anbragt i en retningsuafhængig gennemstrømmet del af henholdsvis arbejds- og styrekredsen (17, 18; 217, 218).

5. Styreindretning, ved hvilken styreventilen (35) er ef- terkoblet mængdeindstillingsanordningen (14) og ar-bejdsventilen (21) trykregulatoren (20), ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den det højere tryk