DK154692B - Hydrostatisk styreindretning - Google Patents

Description

DK 154692 B

Opfindelsen angår en hydrostatisk styreindretning med en styremotor, en denne styrende styreventil, som i afhængighed af drejningen af en styreaksel og af en af den styremotoren påvirkende væske gennemstrømmet måleanordning er indstille-5 lig mod kraften af neutralstillingsfjedre, i dens to arbejdsstillinger forbinder de til styremotoren førende motorledninger retningsafhængigt med henholdsvis en trykvæskekil-de og en beholder og i sin neutralstilling adskiller disse motorledninger herfra, og med endestillingsfølere samt ar-10 bejdselementer, som aktiveres ved deres reaktion og afbryder en trykpåvirkning af styremotoren.

Ved en kendt hydrostatisk styreindretning af denne art (DE-OS 25 00 137) er der anbragt to nærhedsfølere, som reagerer, når de styrede dele nærmer sig et mekanisk anslag.

15 Følersignalet forstærkes og aktiverer et arbejdselement i form af en magnetventil, som umiddelbart forbinder trykvæ-skekilden med beholderen.

Man ønsker herved at opnå, at styremotoren kommer til stilstand.

20 I praksis har det imidlertid vist sig, at det ofte trods afbrydelse af trykpåvirkningen af styremotoren alligevel sker, at de styrede dele rammer anslaget med et mekanisk hårdt stød. Desuden forskubbedes ofte styreakslens nulstilling, som fx kan ses ved beliggenheden af en ratknap, i forhold 25 til styremotorens ligeud-stilling.

Endvidere kendes en hydraulisk styreindretning for et knækstyret køretøj med skovl (DE-OS 17 55 541), ved hvilken styreakslen befinder sig på den ene og styreventilen på den anden af de to ledet med hinanden forbundne køretøjsdele. Et 30 stangsystem mellem styreaksel og styreventil har en dobbeltarm, hvis drejeakse er koaksial med leddet mellem de to køretøj sdele. Drejes styreakslen til i nærheden af en af sty- 2

DK 154692 B

ringens anslagsstillinger, kommer en af styreakslen bevæget stang i stangsystemet i berøring med et anslag, som dannes af et af pumpetrykket belastet stempel. Derfor kan styreakslen kun bevæges videre med større kraftanstrengelse. Rammer 5 de to køretøjsdele hinanden med mekaniske begrænsningsanslag i deres endestilling, stiger trykket på styre- og dermed også på anslagsstemplet, således at styreakslen drejes tilbage ud af endeudslagsstillinger. Betjeningspersonen kan dog ved endnu større kraftanstrengelse forhindre denne tilbagedrej-10 ning af anslagsstillingen.

Formålet med opfindelsen er at angive en hydrostatisk styreindretning af den i indledningen beskrevne art, ved hvilken der er sikret, at de styrede dele kommer til ro ved opnåelse af en af endestiliingsfølerne defineret stilling.

15 Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at ved hjælp af arbejdselementerne skubbes en spærreanordnings spærreelementer frem mod styreakslen eller en med denne ved hjælp af tandhjul til drejemedtagelse forbundet aksel, som forhindrer en videre drejning af styreakslen.

20 Ved den mekaniske fastholdelse af styreakslen lukker styreventilen. Motorledningerne afspærres, og styremotoren kommer meget hurtigt til stilstand. Det er derfor ikke mere muligt, at de styrede dele bevæges videre under indflydelse af inertien, og der derved fortrænges væske fra styremotoren over 25 den endnu åbne styreventil til beholderen. Der fås en høj sikkerhed imod, at de styrede dele slår kraftigt mod de mekaniske anslag. Ved at styreakslen fastholdes mekanisk i endestillingen, er der heller ingen fare for, at den, selv under anvendelse af større kræfter, drejes videre og derved 30 ved fortrængning af lækagevæske forandrer sin nulstilling i forhold til styremotorens ligeud-stilling.

Ved et foretrukket udførelseseksempel har spærreanordningen 3

DK 154692 B

en i to drejeretninger af styreakslen virkende friktionsbremse, som kan aktiveres af hver endestillingsføler. Så snart føleren reagerer, arreteres styreakslen ved friktion.

Ved en anden anbefalelsesværdig udførelse har spærreanord-5 ningen to i mod hinanden forskudte drejeretninger virkende klinkehjulsspærrer, som hver kan aktiveres af en af endestillingsfølerne. Klinkehjulsspærrerne forhindrer kun en videre drejning af styreakslen i retning af endestillingen, men påvirker overhovedet ikke en drejning i modsat retning.

10 Herved kan klinkehjulene være forbundet med styreakslen over en friktionskobling. Dette tillader at udforme klinkehjulsspærrerne små, da man kan dimensionere friktionskoblingen således, at den reagerer, når et sådant drejningsmoment angriber på styreakslen, at klinkerne ville ødelægges. Fx kan 15 friktionskoblingen være indstillet på et drejningsmoment på ca. 49 Nm til 59 Nm. Den kan virke rent mekanisk, men også pneumatisk eller hydraulisk.

Spærreanordningen kan være aktiveret af mindst en elektromagnet. En anden mulighed består deri, at spærreanordningen 20 har et pneumatisk eller hydraulisk aktiverbart trykstempel, som er belastet af en tilbagestillingskraft. Begge dele fører til meget enkelt opbyggede, mere modstandsdygtige konstruktioner.

Med særlig fordel er endestillingsfølerne dannet af et i en 25 cylinder forskydeligt stempel, og deres cylindre er umiddelbart forbundet med det tilhørende trykstempels trykrum. Den fra styremotoren til stemplet udøvede kraft aktiverer umiddelbart spærreanordningen.

Herved anbefales det, at stemplet har en mindre diameter end 30 trykstemplet. Stemplet skal derfor tilbagelægge en bestemt vej, før en fuld aktiveringskraft virker på trykstemplet.

4

DK 154692 B

Dette fører til en blød opbremsning af de styrede dele i endestillingen.

Gunstigt er det i denne sammenhæng, når stempelcylinderen over en drossel er tilsluttet styremotorens tilbageløbsled-5 ning, og tilbageløbsledningen i strømmens retning fra tilslutningsstedet har en trykholdeventil, hvis trykindstilling er mindre end trykstemplets reaktionstryk. På denne måde modtager trykstemplet til enhver tid kun én bremseimpuls, som så klinger af, således at styreakslen let kan drejes 10 tilbage. Desuden tilbagestilles stemplet automatisk, når styremotoren på ny aktiveres.

Opfindelsen forklares nærmere nedenstående ved hjælp af to på tegningen viste, foretrukne udførelseseksempler, der viser i 15 fig. 1 en skematisk fremstilling af den hydrostatiske styreindretning, fig. 2 en spærreanordning med klinkehjulsspærre og fig. 3 en spærreanordning med friktionsbremse.

Ifølge fig. 1 leverer en pumpe 1 trykvæske fra en beholder 2 20 over en pumpeledning 3 til en styreventil 4, som kan indtage en neutralstilling a og to arbejdsstillinger b og c. I neutralstillingen a er pumpeledningen 3 over en beholderledning 5 forbundet med beholderen 2. I arbejdsstillingerne er pumpen 1 og beholderen 2 forbundet med en styremotor 6 over mo- 25 torledninger 7 og 8. Disse motorledninger står over to ef-tersugningsventiler 9 og 10 samt over to overtryksventiler 11 og 12 i forbindelse med beholderledningen 5. Styremotoren 6 har et stempel 13 og en dermed forbundet stang 14, på hvis ender 15 og 16 de styrede dele, fx et styrestangsystem, kan 30 være anbragt.

DK 154692 B

5

Styreventilen 4 står under indflydelse af to neutralstillingsfjedre 17 og 18. Den kan ved hjælp af et rat 19 retningsafhængigt bringes fra neutralstillingen til en af arbejdsstillingerne b eller c. Derved indkobles en måleanord-5 ning 20 i form af en hydraulisk motor i trykvæsketillednin-gen til styremotoren 6. Dens udgang 21 er ligesom styreakslen 22 forbundet med en sammenligningsindretning 23 således, at den af motoren 20 målte gennemstrømningsmængde forårsager en tilbagestilling af den af rattet 19 bevirkede 10 ventilbevægelse. I neutralstillingen a er såvel motorledningerne 7 og 8 som målemotorens 20 to sider afspærrede.

På styreakslen 22 angriber en spærreanordning 24. Denne er over to signalledninger 25 og 26 forbundet med hver sin endestillingsføler 27 og 28, som i afhængighed af tilnærmel-15 sen til en stillingsmelder 29 og 30 afgiver et signal til aktivering af spærreanordningen 24. Før stemplet 13 derfor kan slå imod cylinderens 31 ender, afgives et signal til spærreanordningen 24. Herved arreteres rattet 19. Under indflydelse af målemotoren 20 og neutralstillingsfjedrene 17 og 20 18 går styreventilen 4 derfor i neutralstillingen a, i hvil ken de to motorledninger 7 og 8 er afspærrede. Som følge deraf forbliver stempelstangen 14 stående i den således meldte endestilling. Et efterløb er ikke muligt. Hvis der på grund af inertien i styresystemet optræder høje trykspidser 25 i en motorledning, kan disse spidser bortledes over en af overtryksventilerne 11 eller 12. Mængden af den herved i beholderen 2 bortflydende væske er så ringe, at spærreanordningens standsefunktion praktisk taget ikke påvirkes. Da styreakslen er arreteret, kan den heller ikke ved en fejlta-30 gelse drejes videre.

Ved udførelsesformen i fig. 2 antages det, at styremotoren 6 indvirker på et køretøj 32 med knækstyring. Der er derfor forbundet to steldele 33 og 34 med hinanden over et led 35.

Hver steldel bærer mindst et par hjul 36 og 37. I dette til- 6

DK 154692 B

fælde består endes *· illingsfølerne af mikrokontakter 38 og 39 på steldelen 34. De kan også aktiveres af still mgsmelJei!4 40 og 41 på steldelen 33.

Spærreanordningen 42 har en udvendig bøsning 43, som under 5 mellemkobling af en en friktionskobling 44 dannende bølgefjeder er påsat styreakslen 45. Den udvendige bøsning har to klinkehjul 46 og 47. Klinkehjulets 46 tænder 48 hælder modsat af klinkehjulets 47 tænder 49. Hvert klinkehjul samvirker med en elektromagnet henholdsvis 50 og 51. Elektro-10 magneten 50 har en magnetiseringsspole 52 og et anker 53, som er belastet af en tilbagestillingsfjeder 54 og kan skyde en klinke 55 ind i klinkehjulet 46. Elektromagneten 51 har en magnetiseringsspole 56 og et anker 57, som er belastet af en tilbagestillingsfjeder 58 og kan skyde en klinke 59 ind i 15 klinkehjulet 47. Elektromagneterne er koblet i serie med hver sin mikrokontakt 38 og 39 og en fælles spændingskilde 60.

Når stillingsmelderen 40 lukker mikrokontakten 38, magnetiseres elektromagneten 51. Klinken 59 arreterer ved indgreb i 20 klinkehjulet 47 styreakslen 45 mod videre drejning i den sidst fremherskende drejeretning. Som følge heraf lukker styreventilen. En videre drejning er ikke mulig. En tilbagedrejning af styreakslen 45 kræver derimod ingen store kræfter. I den anden endestilling, når stillingsmelderen 41 luk-25 ker mikrokontakten 39, reagerer elektromagneten 50, og klinken 55 griber 1 klinkehjulet 46. Når der udøves meget store kræfter på styreakslen 45, som kunne beskadige klinkerne 55 og 59, reagerer friktionskoblingen 44, således at en beskadigelse også ved svagt dimensioneret spærreanordning 42 ikke 30 er mulig.

Ved udførelsesformen i fig. 3 er antydet et knækkøretøj 62 med to steldele 63 og 64, som over et led 65 er forbundet med hinanden. Som endestillingsføler 66 tjener en stempelcy-

7 DK 154692 B

linder, hvis stempel 67 kommer i berøring med steldelens 63 endevæg 68 og derved kan skubbes ind i sin cylinder 69. Endestillingsføleren 70 er ligeledes en stempelcylinder, hvis stempel 71 samvirker med steldelens 63 endevæg 72 og derved 5 kan skubbes ind i sin cylinder 73. De to cylindre er over en ledning 74 på den ene side forbundet med et trykrum 75 i en spærreanordning 76 og på den anden side over en drossel 77 forbundet med tilbageløbsledningen 5 på et sted, som er adskilt fra beholderen 2 af en trykholdeventil 78.

10 I spærreanordningen 76 har styreakslen 79, på hvis hoved 80 rattet kan påsættes, en bremsering 81, som ved hjælp af en pasfjeder 82 er anbragt drejefast på styreakslen 79. I huset 83 befinder der sig en cylindrisk boring, i hvilken et bremse- trykstempel 85, som er forsynet med en tætningsring 86, 15 er forskydelig. En ringformet bølgefjeder 87 virker imod trykket i trykrummet 75.

Hvis stemplet 67 eller 71 aktiveres, opstår der i trykrummet 75 et forhøjet tryk, med hvilket bremse-trykstemplet B5 trykkes mod bremseringen 81. Som følge heraf kan styreakslen 20 79 ikke mere drejes, og styreventilen 4 afspærrer motorled ningerne. Trykket reduceres dog hen mod tanken over droslen 77, således at rattet derefter igen kan drejes i modsat retning.

Klinkerne 55 og 59 kan også aktiveres pneumatisk eller hy-25 draulisk.

Spærreanordningen kan også angribe på et andet sted, fx på en aksel, som over tandhjul er forbundet med styreakslen. Styreindretningen kan have reaktionsindretninger eller ikke.

Claims (9)

1. Hydrostatisk styreindretning med en styremotor (6), en denne styrende styreventil (4), som i afhængighed af drejningen af en styreaksel (22; 45; 79) og af en af den styremotoren (6) påvirkende væske gennemstrømmet 5 måleanordning (20) er indstillelig mod kraften af neu tralstillingsfjedre (17, 18), i dens to arbejdsstillinger (b, c) forbinder de til styremotoren (6) førende motorledninger (7, 8) retningsafhængigt med henholdsvis en trykvæskekilde (1) og en beholder (2) og i sin neu-10 tralstilling (a) adskiller disse motorledninger (7, 8) herfra, og med endestillingsfølere (27, 28) samt ar-bejdselementer (24; 42; 76), som aktiveres ved deres reaktion og afbryder en trykpåvirkning af styremotoren (6), kendetegnet ved, at ved hjælp af ar-15 bejdselementerne skubbes en spærreanordnings (24; 42; 76. spærreelementer frem mod styreakslen (22; 45; 79) eller en med denne ved hjælp af tandhjul til drejemed-tagelse forbundet aksel, som forhindrer en videre drejning af styreakslen.

2. Hydrostatisk styreindretning ifølge krav 1, kende tegnet ved, at spærreanordningen (76) har en i to drejeretninger af styreakslen (79) virkende friktionsbremse (81, 85), som kan aktiveres af hver endestillingsføler (66, 70).

3. Hydrostatisk styreindretning ifølge krav 1, kende tegne-t ved, at spærreanordningen (42) har to i mod hinanden forskudte drejeretninger af styreakslen (45) virkende klinkehjulsspærrer (46, 55; 47, 59), som hver kan aktiveres af en af endestillingsfølerrie (38, 30 39). DK 154692 B

4. Hydrostatisk styreindretning ifølge krav 3, kendetegnet v e d, at klinkehjulene (46, 47) er forbundet med styreakslen (45) over en friktionskobling (44).

5. Hydrostatisk styreindretning ifølge et af kravene 1-4, kendetegnet ved, at spærreanordningen (42) kan aktiveres af mindst en elektromagnet (50, 51).

6. Hydrostatisk styreindretning ifølge et af kravene 1-4, kendetegnet ved, at spærreanordningen (76) 10 har et pneumatisk eller hydraulisk aktiverbart tryk stempel (85), som er belastet af en tilbagestillingskraft (78).

7. Hydrostatisk styreindretning ifølge krav 6, kendetegnet v e d, at endestillingsfølerne (66, 70) er 15 dannet af et i en cylinder (69, 73) forskydeligt stem pel (67, 71), og deres cylindre er umiddelbart forbundet med det tilhørende trykstempels (85) trykrum (75).

8. Hydrostatisk styreindretning ifølge krav 7, kendetegnet ved, at stemplet (67, 71) har en mindre 20 diameter end trykstemplet (85).

9. Hydrostatisk styreindretning ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at stempelcylinderen (69, 73. over en drossel (77) er tilsluttet styremotorens (6) tilbageløbsledning (5), og tilbageløbsledningen i 25 strømmens retning fra tilslutningsstedet har en tryk- holdeventil (78), hvis trykindstilling er mindre end trykstemplets (85) reaktionstryk.