DK152450B - Hydraulisk styreindretning, isaer for koeretoejer - Google Patents

Description

DK 152450 B

t

Opfindelsen angår en hydraulisk styreindretning, især for køretøjer, ifølge overbegrebet til krav 1.

Ved en kendt styreindretning af denne art (US-PS 3 931 711) befinder droslen med konstant tværsnit sig i styreenheden.

5 Den dannes dér af en ringspalte mellem husboringen og en ak-sial indstillelig glider. Den er forankoblet den tredie drossel. Mellem de to drosler udgår en styretrykledning, som sammen med pumpetrykket virker på reguleringsventilen således, at pumpen afgiver et af servomotorens belastning afhæn-10 gigt tryk. Af forskellige årsager påvirkes dog reguleringsnøj agtigheden. Da droslen med konstant tværsnit dannes af to i drift mod hinanden bevægede dele, kan ændringer af drosselmodstanden ikke undgås. Styretrykket varierer ganske betydeligt med servomotorens belastning; tilsvarende forskel-15 lige er lækagetabene, hvad der ved reguleringsventilens dif-ferenstrykstyring procentisk giver sig tydeligt udslag. Endvidere skal der tages hensyn til, at styreenheden og forsyningsindretningen er forbundet med hinanden over mere eller mindre lange ledninger, og den herved betingede forsinkelse 20 ved overførslen af tryksignaler medfører tidsmæssige forskydninger mellem ændringerne af de på reguleringsventilen angribende tryk, altså pumpetrykket og styretrykket.

Reguleringsventilen kan herved (US-PS 4 079 805) have en ak-sialglider, hvis endeflade er belastet af trykket foran den 25 faste drossel, og hvis anden endeflade er belastet af trykket bag den faste drossel og en ventilfjeder. Reguleringsventilen virker på en indstillingsmotor til ændring af pumpens fortrængning.

Formålet med opfindelsen er at angive en hydraulisk styre-30 indretning af den i indledningen beskrevne art, som tillader en større nøjagtighed ved aktiveringen af reguleringsventilen.

DK 152450 B

2

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

Da der anvendes en i drift fast drossel, er dens drosselmodstand ikke udsat for svingninger. Da den faste drossel er 5 efterkoblet den indstillelige tredie drossel, og reguleringsventilen arbejder således, at trykfaldet på denne drossel tilnærmelsesvis forbliver det samme, er de på reguleringsventilen optrædende tryk forholdsvis lave og beholder tilnærmelsesvis deres størrelse; derfor er fejl på grund af 10 lækagetab eller endog meget forskellige lækagetab meget små.

Ved efterkoblingen af den faste drossel er der også sørget for, at de to over den aftagelige tryk virker over i det væsentlige lige lange ledninger og derfor praktisk taget samtidig på reguleringsventilen. Alt dette fører til en meget 15 stor reguleringsnøjagtighed. Derudover forringes de konstruktionsmæssige omkostninger, fordi indbygningen af den faste drossel ikke skal afstemmes med styreenhedens talrige andre funktioner, men kan ske på et vilkårligt sted i sidegrenen, også uden for styreenheden. Endvidere er en i drift 20 fast drossel lettere at fremstille end en drossel, hvis dele bevæges i forhold til hinanden i drift. Da styretrykkene ligger på et lavt niveau, er en forhøjet sikkerhed' også givet, da man ikke behøver at befrygte brud på styretrykled-ningerne. Efterkoblingen af den faste drossel reducerer også 25 på grund af det af den opbyggede modtryk støjdannelsen, som kan optræde i mange af den tredie drossels stillinger.

Ved den videre udformning i krav 2 anbringes mellem droslen og reguleringsventilerne derfor ingen eller højst meget korte forbindelsesledninger, således at der fås en høj reakti-30 onshastighed.

Ved udformningen i krav 3 strømmer der vedvarende en tryk-middelmængde gennem sidegrenen. Der fås derfor ingen områder, i hvilke luft udskilles og påvirker reguleringens nøjagtighed .

DK 152450 B

3

Ved udførelsesformen i krav 4 er en aksialgliders to trykpåvirkningsrum forbundet med den faste drossel ad den korteste vej. Også den betingelse, at sidegrenen fører gennem trykpåvirkningsrummene, er opfyldt.

5 Ved anbringelsen af overtryksventilen ifølge krav 5 reduce-' res det generende overtryk i første række ved, at den faste drossel tilføres trykmiddel over overtryksventilen, og reguleringsventilen indtager herved en trykket nedsættende stilling.

10 Ved anvendelsen af en pumpe med konstant leveringsmængde ifølge krav 6 kan en yderligere forbruger indkobles. Herved har servomotoren prioritet. I givet fald kan såvel en yderligere forbruger indkobles i sidegrenen som en yderligere forbruger indkobles i afløbsgrenen. Det er herved også gun-15 stigt, at alle forbrugere kan tilsluttes trykmiddelforsy-ningsindretningen, der fås altså en central anbringelse af alle forbindelser.

Den videre udformning i krav 7 har den fordel, at ved hjælp af reguleringsventilen forhøjes trykket på styreenhedens 20 indgang, således at der ved åbningen af den første og anden drossel står et tilstrækkeligt driftstryk til rådighed.

Ved udformningen i krav 8 kan der opbygges et tryk på tilløbssiden, før tilbageløbssiden åbner, hvorved et medløb af servomotoren under indflydelse af ydre kræfter i stor ud-25 strækning undgås.

Opfindelsen forklares nærmere nedenstående ved hjælp af på tegningen viste, foretrukne udførelseseksempler, der viser i fig. 1 et skematisk diagram af en styreindretning ifølge opfindelsen, 4

DK 152450 B

fig. 2 skematisk den mekaniske opbygning af en styreenhed , fig. 3 skematisk i et diagram en varieret udførelsesform af en styreindretning ifølge opfindelsen, 5 fig. 4 i et diagram pumpetrykket som funktion af den relative forskydning af ventilelementerne og fig. 5 i et diagram indgangsmomentet som funktion af ventilelementernes relative stilling.

Styreindretningen i fig. 1 har en trykmiddelforsyningsind-10 retning 1 og en styreenhed 2, ved hvis hjælp en servomotor 3 kan forsynes med trykmiddel. Dens arbejdsrum 4 er over en ledning 5 forbundet med tilslutningen L, dens arbejdsrum 6 over en ledning 7 med tilslutningen R af styreenheden 2. Styreenhedens 2 tryktilslutning A står over en ledning 8 i 15 forbindelse med forsyningsindretningens 1 tilslutning A'.

Tilslutningen T på afløbssiden står over en ledning 9 i forbindelse med en tank 10. Desuden er der anbragt endnu en forbindelsesledning 11, som hører til en afgreningsledning 12 og forbinder styreenhedens 2 tilslutning B med forsy-20 ningsindretningens 1 tilslutning B'.

Styreenheden 2 har to ventilelementer 13 og 14, af hvilke ventilelementet 13 er drejelig forbundet med et håndaktiveringsorgan 13a og ventilelementet 14 med en målemotor 15.

De to ventilelementer er her vist som drejeglidere. De hol-25 des i deres neutralstilling af to radialt forløbende bladfjedre 16 og kan drejes i forhold til hinanden over en vinkel a mod disse neutralstillingsfjedres 16 kraft. Herved drejes aktiveringsorganet 13a med hånden; målemotoren 15, som er gennemstrømmet af det til servomotoren 3 flydende 30 trykmiddel, tjener som efterføringsorgan. Mellem de to ventilelementer 13 og 14 er udformet en første drossel 17, en

DK 152450B

5 anden drossel 18 og en tredie drossel 19. I neutralstillingen er droslerne 17 og 18 lukkede, mens droslen 19 står åben. Ved en drejning fra neutralstillingen lukker droslen 19 efterhånden, mens droslerne 17 og 18 åbner. Herved er må-5 lemotoren 15 koblet i serie med droslen 17 på tilløbssiden.

Fig. 1 viser derfor arbejdsmåden for en drejeretning. I den modsatte drejeretning ombyttes funktionen af droslerne 17 og 18, og målemotoren 15 kobles i serie med droslen 18. En kontraventil 20 tjener ved trykudfald til, at der ved hjælp af 10 håndaktiveringsorganet 13a kan ske en nødstyringsdrift.

Trykmiddelforsyningsindretningen 1 har en pumpe 21, hvis sugeside over en tilslutning Τ' og en ledning 22 er forbundet med tanken 10. Endvidere er der anbragt en reguleringsventil 23, som i en husboring 24 har en aksialglider. Denne har en 15 aksialboring 26 med en fast drossel 27. Denne aksialboring forbinder de to ved enderne anbragte trykbelastningsrum 28 og 29 med hinanden. I det sidstnævnte rum 29 er der også anbragt en ventilfjeder 30. Over en ledning 31 står aksialbo-ringen 26 i forbindelse med tilslutningen B*, således at der 20 i sidegrenen fås en seriekobling af den tredie drossel 19 og den faste drossel 27. Trykrummet 29 er over en tilslutning C og en ledning 32 forbundet med tanken 10. I denne ledning kan der indkobles endnu en yderligere forbruger 33, ved hjælp af hvilken den over sidegrenen strømmende trykmiddel-25 mængde yderligere kan udnyttes, især når servomotoren ikke er i drift. Ved samtidig aktivering af den yderligere forbruger 33 og servomotoren 3 har den sidstnævnte prioritet, men reguleringsnøjagtigheden påvirkes. Pumpen leverer en konstant mængde. Aksialglideren 25 danner i forbindelse med 30 to husringnoter to i modsat retning arbejdende drosler 34 og 35, af hvilke den første over en boring 36 er forbundet med tilslutningen A' og den anden over en ledning 37 med en tilslutning D, som over en ledning 38, i hvilken der også kan indkobles en forbruger 39, er forbundet med tanken 10. Led-35 ningerne 36 og 31 er forbundne ved hjælp af en overtryksven- 6

DK 1S2450B

til 40, som åbner, når en forudbestemt trykværdi overskrides i ledningen 36.

Denne styreindretning arbejder på følgende måde. Når styreenheden 2 befinder sig i neutralstillingen, strømmer af pum-5 pen 21 leveret trykvæske over forbindelsesledningen 8 til styreenheden 2 og derfra over den fuldt åbne drossel 19 og den faste drossel 27 af sidegrenen 12 til tanken 10. Trykfaldet på droslen 27 fremkalder en kraft på aksialglideren 25, som er lig med ventilfjederens 30 kraft. Reguleringsven-10 tilen 23 indtager derfor en stilling, i hvilken der over droslen 34 leveres netop den trykvæskemængde i sidegrenen 12, som er i stand til at opretholde denne ventilstilling.

Resten af den leverede væskemængde går over tilslutningen D til tanken 10. Når der nu ønskes en indstilling af servomo-15 toren 3, og aktiveringsorganet 13a derfor drejes, fås en drosling af droslen 19. Da der over sidegrenen 12 strømmer en ringere trykvæskemængde, forskydes aksialglideren 25 mod venstre, således at trykket på udgangen A' forhøjes, indtil en ligevægtsstilling igen er nået. I mellemtiden er også 20 droslerne 17 og 18 åbne, således at servomotoren 3 forskydes mod højre. Herved indtager aksialglideren .25 en sådan stilw ling, at det til forsyning af servomotoren og sidegrenen 12 nødvendige tryk præsteres. Dette princip fungerer i begge drejeretninger. Når trykket i ledningen 36 bliver for højt, 25 åbner overtryksventilen 40, hvorved den tredie drossel 19 shuntes. Aksialglideren 25 går straks mod højre, hvorved det for høje tryk nedsættes.

Ved denne arbejdsmåde fås en entydig sammenhæng mellem det på aktiveringsorganet 13a præsterede indgangsmoment og det 30 på tryktilslutningen A herskende tryk p. Ifølge fig. 4 er nemlig trykket p en entydig funktion af den relative dreje-vinkel a mellem de to ventilelementer 13 og 14. Til en bestemt vinkelstilling ax hører som følge heraf et bestemt punkt px. Endvidere svarer et bestemt indgangsmoment M til

DK 152450 B

7 en bestemt relativ drejevinkel på grund af neutralstillingsfjederen 16. Vinklen ax svarer derfor til et indgangsmoment Mx. Kombinationen af fig. 4 og 5 giver derfor en entydig sammenhæng mellem indgangsmomentet M og trykket p. Da dette 5 tryk p er forudbestemt af den ydre belastning, modtager betjeningspersonen over aktiveringsorganet 13a en information om størrelsen af belastningen.

I fig. 4 er der desuden indtegnet, at droslen på tilløbssiden først åbner ved en relativ drejevinkel a17 og droslen 18 10 på tilbageløbssiden ved en endnu større drejevinkel a18.

Dermed er det sikret, at ved åbningen af droslen 17 på tilløbssiden er der allerede sket en vis trykforøgelse på tilslutningen A, således at ved åbningen af droslen 17 står der straks et tilstrækkeligt arbejdstryk til rådighed. Ved hjælp 15 af den forsinkede åbning af droslen 18 på tilbageløbssiden er det sikret, at et medløb af servomotoren 3 på grund af ydre kræfter undgås.

Ved udførelsesformen i fig. 3 er samme dele forsynet med de samme henvisningsbetegnelser som i fig. 1 og tilsvarende de-20 le med 100 forhøjede henvisningsbetegnelser. I dette tilfælde er der anbragt en regulerbar pumpe 121, som har et indstillingsorgan 141, som kan styres af en trykledning 142. Reguleringsventilen 123 har igen en aksialglider 125 med en aksialboring 126, som har en fast drossel 127 og forbinder 25 de to trykrum 128 og 129 med hinanden. To i modsat retning arbejdende drosler 134 og 135 er koblet i serie mellem pumpe 121 og tank 10. Mellem de to afgrenes styretrykledningen 142.

Også ved denne konstruktion indstilles reguleringsventilen 30 123 således, at der flyder en konstant trykvæskemængde over sidegrenen 112 til tanken 10, hvad betyder, at pumpen 121 indstilles således, at den stiller det nødvendige tryk p til rådighed på styreenhedens 2 tryktilslutning A.

8

DK 152450 B

Ventilelementerne kan danne en drejeglider- eller en aksial-glideranordning. De kan styres på vilkårlige kendte måder og kombineres med vilkårligt udformede kendte målemotorer.

Claims (8)

1. Hydraulisk styreindretning, især for køretøjer, med en en pumpe (21, 121) og en reguleringsventil (23, 123) indeholdende trykmiddelforsyningsindretning (1, 101) og med en styreenhed (2), som har to i afhængighed af et 5 aktiveringsorgan (13a) og en målemotor (15) mod kraften af en neutralstillingsfjeder (16) i forhold til hinanden indstillelige ventilelementer (13, 14), som har en i tilløbet til en servomotor (3) anbragt første drossel (17), en i tilbageløbet fra servomotoren (3) anbragt 10 anden drossel (18) og en i en foran den første drossel (17) og målemotoren (15) udgående, til tanken (10) førende sidegren (12, 112) anbragt tredie drossel (19), af hvilke den første og anden drossel (17, 18) er lukket og den tredie (19) åben i neutralstillingen, hvor-15 ved den tredie drossel (19) ligger i serie med en dros sel (27, 127) med konstant tværsnit, og reguleringsventilen (23, 123) påvirkes i afhængighed af trykket foran og bag den sidstnævnte drossel (27, 127), kendetegnet ved, at droslen med konstant tværsnit er 20 indkoblet efter den tredie drossel (19) og er udformet som en i drift fast drossel, altså ikke ved hjælp af i drift i forhold til hinanden bevægede dele dannet drossel (27, 127).

2. Styreindretning ifølge krav 1, kendetegnet 25. e d, at den faste drossel (27, 127) er anbragt i trykmiddelforsyningsindretningen (1, 101).

3. Styreindretning ifølge krav 1 eller 2, k ende-tegnet v e d, at sidegrenen (12, 112) fører gennem reguleringsventilens (23, 123) trykpåvirkningsrum 30 (28, 29, 128, 129). DK 152450 B

4. Styreindretning ifølge et af kravene 1-3, ved hvilken reguleringsventilen (23, 123) har en aksialglider (25, 125), hvis ene endeflade er belastet af trykket foran den faste drossel (27, 127), og hvis anden endeflade er 5 belastet af trykket bag den faste drossel og af en ven tilfjeder (30, 130),kendetegnet ved, at den faste drossel (27, 127) er anbragt i en aksialbo-ring (26, 126) af aksialglideren (25, 125).

5. Styreindretning ifølge et af kravene 1-4, kende- 10 tegnet ved, at en overtryksventil (40) forbin der trykmiddelforsyningsindretningens (1, 101) trykudgang (A') med afgreningsledningen (12, 112) mellem tredie drossel (19) og fast drossel (27, 127).

6. Styreindretning ifølge et af kravene 1-5, kend e - 15 tegnet ved, at ved anvendelse af en pumpe (21) med konstant leveringsmængde har reguleringsventilen (23) to i modsat retning indstillelige drosler (34, 35), af hvilke den ene fører til styreenheden (2) og den anden til en afløbsgren (37).

7. Styreindretning ifølge et af kravene 1-6, k e n d e - tegnet ved, at ved en indstilling af ventilelementerne (13, 14) fra neutralstillingen begynder den tredie drossel (19) allerede at lukke, før den første og anden drossel (17, 18) åbner. 1

8. Styreindretning ifølge krav 7,kendetegnet v e d, at ved en indstilling af ventilelementerne (13, 14. fra neutralstillingen åbner den anden drossel (18) efter den første drossel (17).