DK150224B - Hydrostatisk styreindretning, isaer til styring af et kaeretaej - Google Patents

Description

15022/»

Opfindelsen angår en hydrostatisk styreindretning, især til styring af et køretøj, til drift i begge retninger af en servomotor med differentialstempel, som inddeler cylinderen i et første arbejdskammer med større trykflade og i et andet 5 arbejdskammer med mindre trykflade, med en pumpetilslutning, en tanktilslutning, en første motortilslutning for det første arbejdskammer og en anden motortilslutning for det andet arbejdskammer, med et styreorgan, såsom et rat, med en med servomotoren i serie kobbelbar målemotor og med en drosler 10 indeholdende styreventil, som kan indstilles af styreorganet og tilbagestilles af målemotoren og har en neutralstilling samt to arbejdsstillinger, hvorved den første motortilslutning er forbundet med tanktilslutningen og den anden motortilslutning med pumpetilslutningen i den ene arbejdsstil-15 ling, og begge motortilslutninger i den anden arbejdsstilling er forbundet indbyrdes og med pumpetilslutningen, og begge motortilslutninger i neutralstillingen er forbundet med hinanden over målemotoren, og hvorved der mellem pumpetilslutning og tanktilslutning er anbragt en i neutralstil-20 lingen åben drossel, som kan indstilles i modsat retning af mindst en anden drossel.

Ved en kendt styreindretning af denne art (DE-OS 25 13 877) skal differentialstemplet have et fladeforhold 1:2, for at en omdrejning af rattet svarer til den samme indstillingsbe-25 vægelse ved venstredrejning og ved højredrejning. Styreventilen er en retningsafhængig aktiverbar omkoblingsventil, som i neutralstillingen spærrer tilløbet fra pumpen til servomotoren og tilbageløbet fra servomotoren til tanken og ved aktivering omkobler målemotoren således, at den er anbragt 30 på servomotorens tilløbsside. Dette giver en dødgang i neutralstillingsområdet. Styreorganet skal drejes en bestemt vinkel ud fra neutralstillingen, indtil der er etableret en forbindelse mellem pumpe og servomotor, fordi en vis mind-stevej er nødvendig for at få en tilstrækkelig tætning i 35 neutralstillingen. Ved en udførelsesform er begge motortil- 150224 2 slutninger i neutralstillingen forbundet med hinanden over målemotoren, således at der teoretisk set ved påvirkning af en ydre kraft flyder trykmiddel fra det ene til det andet arbejdskammer over målemotoren, og der derved kunne fremkom-5 me en reaktionsvirkning; dette er imidlertid ikke muligt i praksis på grund af de forskellige mængder trykvæske, der på den ene side skal fortrænges og på den anden side skal optages.

Man kender også hydrostatiske styreindretninger for servomo-10 torer, som er vist med et differentialstempel, (DE-OS

27 49 352, DE-AS 22 40 012), ved hvilke der mellem pumpetilslutning og tanktilslutning er anbragt en drossel, som i neutralstillingen er fuldstændig åben og lukkes i arbejdsstillingen ved en indstilling af styreventilen.

15 Endvidere er det ved styreindretninger for servomotorer, hvis stempel har ens store trykflader, kendt (DE-OS 29 42 993) mellem pumpetilslutning og tanktilslutning at anbringe serieforbindelsen af to drosler, af hvilke den første har en fast åbning, og den anden er åben i neutralstillingen 20 og lukkes i arbejdsstillingerne. Mellem de to drosler udtages et tryk, der tjener til aktivering af en styreventil, som ved behov privilegerer den hydrostatiske styreindretning i forhold til en anden hjælpeanordning.

Formålet med opfindelsen er at angive en hydrostatisk styre-25 indretning med differentialstempel af den i indledningen beskrevne art, ved hvilken forholdet mellem differentialstem-plets trykflader kan vælges frit.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at der mellem pumpetilslutning og tanktilslutning i serie ligger to dros-30 ler, der ved indstilling ændrer sig i modsat retning, at serieforbindelsens begyndelsespunkt vedvarende over målemotoren er forbundet med den anden motortilslutning, og forbin- 3 150224 delsespunktet mellem droslerne vedvarende er forbundet med den første motortilslutning, og at droslerne er dimensioneret således, at i neutralstillingen er forholdet mellem serieforbindelsens indgangstryk og trykket i forbindelsespunk-5 tet lig med forholdet mellem servomotorens større trykflade og den mindre trykflade.

Ved denne konstruktion indstilles pumpetrykket svarende til servomotorens belastning. Trykket i forbindelsespunktet er mindre i forhold til drosselmodstandene.

10 Drosselmodstandene er valgt således, at der i neutralstillingen hersker en kraftligevagt (større trykflade x mindre trykflade = mindre trykflade x større trykflade), servomoto-ren står altså stille. Driftsmåden gælder for vilkårlige forhold mellem differentialstemplets trykflader. Det er kun 15 nødvendigt at tilpasse droslerne tilsvarende eller at forskyde styreventilens neutralstilling tilsvarende. Da en indstilling af styreorganet straks fører til en ændring af trykket i forbindelsespunktet og dermed til en ændring af de på differentialstemplet angribende kræfter, indstilles ser-20 vomotoren uden dødgang. Da målemotoren ikke behøver at omkobles, er også opbygningen af styreventilen lettere. Da målemotoren altid er tilsluttet arbejdskammeret med den mindre trykflade, måles også kun den til dette kammer eller bort fra dette kammer strømmende trykmiddelstrøm, således at det 25 er uden betydning hvor stor en del, der skal leveres fra pumpen til arbejdskammeret med større trykflade. Når en ydre kraft påvirker servomotoren, kan trykmiddel overtræde fra det ene arbejdskammer til det andet arbejdskammer, hvorved overskudsmængden til kammeret med større trykflade i den ene 30 aktiveringsretning kan tilføres fra pumpen over den første drossel og i den anden aktiveringsretning kan føres bort over den anden drossel til tanken. I begge tilfælde fås entydige påvirkninger af målemotoren, ved hvilke styreventilen og dermed droslerne indstilles således, at den ydre kraft 150224 4 modvirkes af et større tryk. Samtidig belastes også styreorganet ved denne indstilling af styreventilen over den sædvanligvis tilstedeværende neutralstillingsfjeder, således at føreren mærker den ydre kraftbelastning og straks kan mod-5 styre ved tilsvarende aktivering af styreorganet. Da servo-motoren ved en aktivering af styreorganet straks reagerer, og omvendt føreren straks reagerer ved en uønsket indstilling af servomotoren, egner den hydrostatiske styreindretning sig også til indbygning i hurtigt kørende køretøjer.

10 Ved en foretrukken udførelsesform, ved hvilken målemotoren kan medtages af styreorganet som nødpumpe, anbefales det, at i det mindste den mod den anden motortilslutning vendte side af målemotoren over en hen imod denne åbnende kontraventil er forbundet med tanktilslutningen. Denne kontraventil til-15 lader, at nødpumpen kan suge den til fyldning af arbejdskam-meret med større trykflade nødvendige overskudsmængde. Der kan imidlertid også på den anden side af målemotoren være anbragt en sådan kontraventil, som tillader at forbinde nødpumpens sugeside med tanken under omgåelse af styreventilen.

20 I videre udformning kan pumpetilslutningen være. efterkoblet af en bort fra denne åbnende kontraventil. Spærrevirkningen forbedrer virkningsgraden i nøddriften, hvis den svigtende pumpe ikke selv skulle være helt tæt.

Opfindelsen forklares nærmere nedenstående ved hjælp af et 25 på tegningen vist, foretrukket udførelsesekserapel. Tegningen viser blokdiagrammet af en styreindretning ifølge opfindelsen.

En styreindretning 1 har en pumpetilslutning 2, en tanktilslutning 3, en første motortilslutning 4 og en anden motor-30 tilslutning 5. Til pumpetilslutningen 2 er der tilsluttet en fortrængningspumpe af sædvanlig konstruktion, som suger trykvæske fra en tank 7. Denne er over en ledning 8 forbun- 5 150224 det med tanktilslutningen 3. En servomotor 9 har et i en cylinder 10 indstilleligt differentialstempel 11 med en stempelstang 12, som fx kan indstille hjulene af et køretøj, der skal styres. Stemplet adskiller et med den første motortil-5 slutning 4 forbundet første arbejdskammer 13, som er vendt mod endefladen 14 med større trykflade F14, fra et med den anden motortilslutning 5 forbundet andet arbejdskammer 15, som er vendt mod endefladen 16 med den mindre trykflade F16.

Styreindretningen har en styreventil 17, som holdes i neu-10 tralstillingen B af en neutralstillingsfjeder 18, kan indstilles i en af arbejdsstillingerne A eller C af et styreorgan 19 i form af et rat og igen tilbagestilles af en målemotor 20, hvad der er antydet ved hjælp af en sammenligner 21.

I praksis kan fx styreventilen 17 have to indbyrdes koncen-15 triske drejegliderventilhylstre, af hvilke den ene er forbundet med styreorganet 19 og den anden med målemotorens 20 rotor, som det er kendt for andre ventilfunktioner fx fra DE-PS 12 93 029. Herved dannes neutralstillingsfjederen 18 af bladfjedre, der forløber gennem begge hylstre.

20 Styreventilen 17 har en serieforbindelse af to drosler 22 og 23, som ved indstilling ændrer sig i modsat retning. Serieforbindelsens begyndelsespunkt 24 står på den ene side over en kontraventil 28 i forbindelse med pumpetilslutningen 2 og på den anden side over målemotoren 20 med den anden motor-25 tilslutning 5. Enden af serieforbindelsen er forbundet med tanktilslutningen 3. Forbindelsespunktet 25 mellem de to drosler 22 og 23 fører til den første motortilslutning 4.

Desuden er den ene side af målemotoren 20 over en kontraventil 26 og den anden side over en kontraventil 27 forbundet 30 med tanken 7.

Dermed fås følgende driftsmåde. I neutralstillingen B hersker i det andet arbejdskammer 15 trykket P15, som svarer 150224 6 til pumpens 6 tryk og trykket i begyndelsespunktet 24; i arbejdskammerat 13 hersker trykket Pi3, som svarer til trykket i forbindelsespunktet 25. Droslerne 22 og 23 er dimensioneret således, at i neutralstillingen B har dette tryk P13 en 5 sådan, værdi, at trykforholdet P15:P13 er lig med forholdet mellem trykfladerne F14:F16. Derfor forbliver differential-stemplet 11 i ro.

Bevæges styreventilen 17 kontinuerligt i arbejdsstillingen A ved drejning af styreorganet 19, forstørres droslens 22 mod-10 stand, mens droslens 23 modstand formindskes. Som følge heraf falder trykket P13, fordi trykket P15 stiger, og diffe-rentialstemplet 11 bevæger sig mod højre, fordi kraften i arbejdskammeret 15 er blevet større end kraften i arbejds-kammeret 13. Når der herved er modstande at overvinde, sti-15 ger pumpens 6 tryk og dermed trykket P15 i arbejdskammeret 15 svarende til dette tryk, mens trykket P13 formindskes. I arbejdsstillingens A endestilling er droslen 22 spærret og droslen 23 helt åben, som det er vist skematisk. Indstilles styreventilen 17 i modsat retning, formindskes droslens 22 20 modstand, mens droslens 23 modstand forhøjes. Som følge heraf stiger trykket P.13, og differentialstemplet 11 bevæger sig på tegningen mod venstre. Også herved kan pumpens 6 tryk stige på grund af en tilsvarende belastning af servomotoren 9, hvorved trykket P13 stiger tilsvarende. I endestillingen 25 er droslen 23 lukket og droslen 22 helt åben, som det er antydet skematisk.

Virker en ydre kraft på tegningen fra højre på differentialstemplet 11, så trykkes der fra arbejdskammeret 1.5 trykvæske over målemotoren 20 og droslen 22 til arbejdskammeret 13.

30 Den manglende væskemængde kan eftersuges fra forbindelsespunktet 25. Som følge heraf bevæger målemotorens 20 rotor sig og indstiller styreventilen 17 således, at trykket P13 falder, og trykket P15 stiger, og derfor modvirkes den ydre kraft. Fordi rotorens bevægelse over neutralstillingsfjede- 7 150224 ren 18 også kan mærkes på styreorganet 19/ kan føreren af et køretøj også modstyre manuelt. Tilsvarende gælder, når den ydre kraft på tegningen virker på differentialstemplet 11 fra venstre. Denne reaktionsvirkning er til stede såvel i 5 neutralstillingen B som i arbejdsstillingerne A, C.

I nøddrift, hvis pumpen 6 svigter, kan der ske en indstilling ved hjælp af den nu som nødpumpe arbejdende målemotor 20, som kan drives ved hjælp af styreorganet 19. Ønskes en indstilling af servomotoren 11 på tegningen mod højre, så 10 suger målemotoren 20 trykvæske over kontraventilen 27 fra arbejdskammeret 13 og transporterer den til arbejdskammeret 15. Overskudsvæsken fra arbejdskammeret 13 går derved til tanken 7. Skal servomotoren 11 på tegningen forskydes mod venstre, suger målemotoren 20 trykvæske fra arbejdskammeret 15 15 og transporterer den over droslen 22 til arbejdskammeret 13. Den yderligere krævede væske suges fra tanken 7 over kontraventilen 26.

Alt i alt fås derfor en styreindretning, som arbejder yderst nøjagtig, fordi enhver dødgang ved en indstilling ud fra 20 neutralstillingen er udelukket. Dette i forbindelse med den automatiske reaktion på ydre kræfter fører til en yderst god retningsstabilitet. Tilbageslag (kick back) og et uønsket medløb på grund af ydre kræfter bortfalder. Da målemotoren 20 er fast indbygget, fås ingen med lækagetab behængte om-25 koblingssteder, som påvirker driftsnøjagtigheden og fremkalder et slip mellem indstillingen af styreorganet 19 og den faktiske indstilling af servomotoren 11.

Claims (2)

15022Å

1. Hydrostatisk styreindretning, især til styring af et køretøj, til drift i begge retninger af en servomotor (9) med differentialstempel (11), som inddeler cylinderen (10) i et første arbejdskammer (13) med større 5 trykflade (F14) og i et andet arbejdskammer (15) med mindre trykflade (F16), med en pumpetilslutning (2), en tanktilslutning (3), en første motortilslutning (4) for det første arbejdskammer (13) og en anden motortilslutning (5) for det andet arbejdskammer (15), med et sty-10 reorgan (19), såsom et rat, med en med servomotoren (9) i serie kobbelbar målemotor (20) og med en drosler (22, 23. indeholdende styreventil (17), som kan indstilles af styreorganet (19) og tilbagestilles af målemotoren (20) og har en neutralstilling {B) samt to arbejdsstil-15 linger (A, C), hvorved den første motortilslutning (4) er forbundet med tanktilslutningen (3) og den anden motortilslutning (5) med pumpetilslutningen (2) i den ene arbejdsstilling (A), og begge motortilslutninger (4, 5) i den anden arbejdsstilling (C) er forbundet indbyrdes 20 og med pumpetilslutningen (2), og begge motortilslut- ninger (4, 5) i neutralstillingen (B) er forbundet med hinanden over målemotoren (20), og hvorved der mellem pumpetilslutning (2) og tanktilslutning (3) er anbragt en i neutralstillingen (B) åben drossel, som kan ind-25 stilles i modsat retning af mindst en anden drossel, kendetegnet ved, at der mellem pumpetil-slutning (2) og tanktilslutning (3) i serie ligger to drosler (22, 23), der ved indstilling ændrer sig i modsat retning, at serieforbindelsens begyndelsespunkt .30 (24) vedvarende over målemotoren (20) er forbundet med den anden motortilslutning (5), og forbindelsespunktet (25) mellem droslerne vedvarende er forbundet med den første motortilslutning (4), og at droslerne (22, 23)