DK159255B - Styreapparat til hydrostatiske hjaelpekraftstyreindretninger - Google Patents

Description

i

DK 159255B

Opfindelsen angår et styreapparat til hydrostatiske hjælpe-kraftstyreindretninger, især til køretøjer, med et en målemotor dannende tandhjulssæt, som omfatter en faststående, indvendigt fortandet tandring og et drejende og kredsende, 5 udvendigt fortandet tandhjul, og med en en fordelerventil for målemotoren og en retningsventil dannende ventilindretning, som har en husboring med fordeleråbninger, en deri anbragt ydre drejeglider med styreåbninger og en indre dreje-glider med styrenoter, hvorved den indre drejeglider har en 10 kobling til forbindelse med et styreorgan, og den ydre drejeglider er over en første kobling drejefast forbundet med et første hoved af en ledaksel, hvis på den anden ende anbragte andet hoved griber ind i tandhjulet og er drejefast forbundet med dette over en anden kobling, hvorved tand-15 hjulssættets aksiale længde i det mindste er tilnærmelsesvis lig med ledakslens længde.

Kendte styreapparater af denne art (DE-OS 23 16 085) arbejder på den måde, at ved en drejning af den indre drejeglider åbnes den mellem de to drejeglidere dannede retningsventil, 20 den til styremotoren strømmende væske ledes først over målemotoren, og denne efterfører den ydre drejeglider til den indre drejeglider i forhold til gennemstrømningsmængden.

Herved dannes der mellem den ydre drejeglider og husboringen en fordelerventil, som forbinder tandhjulssættets fortræng-25 ningskamre med styreapparatets trykside og styremotorens tilstrømningsside i den rigtige retning. Tandhjulssættet er anbragt nær ventilindretningens endeside. Ledakslen strækker sig gennem en boring af den indre drejeglider og er på den bort fra tandhjulssættet vendte ende af ventilindretningen 30 forbundet med den ydre drejeglider over den første kobling samt på den mod ventilindretningen vendte side af målemotoren forbundet med tandhjulet over den anden kobling. Tandhjulssættets aksiale længde er større end ledakslens aksiale længde. Dette giver forholdsvis store fortrængningskamre.

35 Målemotoren kan derfor anvendes til større hjælpekraftstyre- 2

DK 159255 B

indretninger, uden at en forøgelse af tværsnitsdimensionerne er nødvendige. Ved større gennemstrømningsmængder optræder der imidlertid i ventilindretningen større drosseltab. I det mindste ved maksimal udstyring bliver trykfaldet utillade-5 ligt højt.

Formålet med opfindelsen er at angive et styreapparat af den i indledningen beskrevne art, som med hensyn til konstruktionen af tandhjulssættet er egnet til større hjælpekraft-styreindretninger, og ved hvilket trykfaldet i ventilindret-10 ningen trods den større gennemstrømningsmængde kan holdes på en tilladelig værdi, uden at en væsentlig forøgelse af sty-reapparatets ydre dimensioner er nødvendig.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at den første kobling forbinder det første hoved med en op til tandhjuls-15 sættet liggende del af den ydre drejeglider, at den indre drejegliders tværsnitsprojektion overlapper tværsnittet af det første hoved i området af dets største diameter, og at i det mindste en del af styrenoterne med deres dybde når til overlapningsområdet.

20 Ved denne konstruktion griber ledakslen aksialt kun ubetydeligt ind i ventilindretningen. Derfor kan den indre drejeglider over en stor del af sin længde strække sig radialt længere indad end hidtil. Derfor kan styrenoterne kan få en så stor dybde, at det til rådighed stående strømningstvær-25 snit er tilpasset den større gennemstrømningsmængde. Omvendt er der tilstrækkelig plads til rådighed for ledakslen i det indre af tandhjulet. Alt i alt kan trykfaldet derfor trods den større gennemstrømningsmængde holdes på tilladelige værdier.

30 I ekstremt tilfælde kan den indre drejeglider bestå af massivt materiale. Almindeligvis anbefales det dog, at den indre drejeglider på sin mod tandhjulssættet vendte ende har

DK 159255 B

3 en centrisk udsparing til optagelse af i det mindste en del af det første hoved og i tilslutning dertil en boring med mindre diameter end det første hoveds største diameter. Udsparingens aksiale længde behøver kun at være så stor, at 5 ledakslens første hoved kan kobles med den ydre drejeglider. Boringen kan så, som sædvanlig, tjene til afledning af lavtryk-væske.

Fortrinsvis er diameteren af den indre drejegliders boring mindst 20% mindre end det første hoveds største diameter.

10 Gunstige resultater opnår man, når styrenoternes bund ligger på en diameter, som højst er omtrent lig med det første hoveds største diameter.

Ved en foretrukken udførelsesform er der sørget for, at i det mindste ved en del af de med den indre drejegliders ak-15 siale styrenoter samvirkende styreåbninger af den ydre drejeglider er den aksiale længde større end den i omkredsretning målte bredde. På denne måde forstørres ikke kun aksial-noternes tværsnit, men også styreåbningernes tværsnit, således at.drosselmodstandene også på dette sted kan holdes små.

20 I videre udformning af opfindelsen anbefales det, at bredden af de fordeleråbningerne forsynende styreåbninger og udstyringsvinklen mellem indre og ydre drejeglider er så store, at disse styreåbninger i de til den fulde ventilåbning svarende endestillinger over mindst 2/3 af deres bredde står i 25 forbindelse med styrenoterne. På denne måde får man et tilstrækkeligt stort frit tværsnit i det mindste ved de dele af retningsventilen, mellem hvilke målemotoren og fordelerventilen er koblet. Også når herved styreåbningerne i neutralstillingen forbinder nabo-styrenoter med hinanden, er dette 30 uden betydning for driftsmåden, fordi de øvrige dele af retningsventilen spærrer.

4

DK 159255B

Især bør udstyringsvinklen være størrre end ± 12°. Denne værdi ligger over de sædvanlige udstyringsvinkler og er frem for alt anbefalelsesværdig ved styreåbninger, hvis aksiale længde er større end deres bredde, fordi hver vinkeltilvækst 5 i sammenligning med en cirkelrund styreåbning medfører en udpræget fladetilvækst.

Ved en anden udformning er der sørget for, at den ydre dre-jeglider på den udvendige omkreds på begge sider af de fordeleråbningerne forsynende styreåbninger har en ringnot og 10 afvekslende til den ene og den anden ringnot førende aksial-noter, som sammen med fordeleråbningerne danner fordelerventilen. Ringnoterne forbinder derfor ensartet drevne styreåbninger. Dette har til følge, at til forsyning af målemotoren er alle styreåbninger virksomme og ikke kun de, som netop 15 står i virkeforbindelse med en fordeleråbning. Også herved kan drosselmodstandene reduceres.

Dette gælder især, når husboringen på begge sider af fordeleråbningerne ligeledes har en ringnot, som hver ligger over for en ringnot af den ydre drejeglider. Herved forstørres 20 ringtværsnittet endnu en gang, hvad der yderligere nedsætter drosselmodstandene.

Opfindelsen forklares nærmere nedenstående ved hjælp af foretrukne udførelseseksempler i forbindelse med tegningen, der viser i 25 fig. 1 et længdesnit gennem et styreapparat ifølge opfindelsen, fig. 2 en afvikling af den indvendige omkredsflade af den ydre drejeglider med sine styreåbninger, fig. 3 en afvikling af den udvendige omkredsflade af den 30 indre drejeglider med sine styrenoter, 5

DK 159255B

fig. 4 en plantegning af en i forhold til fig. 1 varieret ydre drejeglider, fig. 5 et dellængdesnit gennem ventilindretningen ifølge udførelsesformen i fig. 4, 5 fig. 6 i stor forstørrelse en styreåbning i endestillingen og fig. 7 et tværsnit gennem en styrenot.

Styreapparatet i fig. 1 har et ventilhus 1 med en tilslutning P for en pumpe, en tilslutning T for en tank og to ar-10 bejdstilslutninger R og L for en styremotor 8. Tilslutningerne R og L er kun skematisk antydet. Over skruer 9 er en målemotor 10 forbundet med ventilhuset 1, hvilken målemotor 10 har et tandhjulssæt, bestående af en stationær indvendigt fortandet tandring 11 og et drejende og kredsende, udvendigt 15 fortandet tandhjul 12. Tandhjulet 12 har en tand mindre end tandringen 11, således at der mellem tænderne dannes fortrængningskamre 13.

I ventilhuset 1 befinder der sig en ventilindretning 14, som dannes af en husboring 15, en ydre drejeglider 16 og en in-20 dre drejeglider 17. I boringen er der fire ringnoter 18, 19, 20 og 21, som er forbundet med pumpetilslutningen P, ar-bejdstilslutningen R, arbejdstilslutningen L og tanktilslutningen T. I tilledningen mellem pumpetilslutning 2 og ringnot 18 er der yderligere anbragt en kontraventil 22. Mellem 25 ringnoterne 18 og 19 findes der fordeleråbninger 23, som hver er forbundet med et fortrængningskammer 13, i et antal svarende til tandringens 11 tandantal.

Den ydre drejeglider 16 har styreåbninger, den indre drejeglider 17 styrenoter, som bedst kan ses i fig. 2 og 3. Åb-30 ninger 24 er udvendigt forbundet med hinanden ved hjælp af

DK 159255 B

e en ringnot 25, som står i forbindelse med en ikke vist styreledning for den belastningsafhængige drift. Den fører i ventilens arbejdsstillinger et belastningsafhængigt tryk til styring af pumpetrykket og aflastes i neutralstillingen til 5 tanken. Styreåbninger 26 på pumpesiden virker sammen med ak-siale styrenoter 27 for at tilføre en ringformet styrenot 28 trykvæske ved aktiveringen af styreapparatet. Der følger en række af med fordeleråbningerne 23 samvirkende styreåbninger 29 og 30, som hver er anbragt i et antal svarende til tand-10 hjulets tandantal. Alt efter drejeretning af det på den indre drejegliders 17 kobling 31 angribende styreorgan kommer den ene eller den anden gruppe styreåbninger 29 og 30 i forbindelse med de pumpetryk førende aksialnoter 32. Den anden gruppe står så i forbindelse med yderligere aksiale styreno-15 ter 33, som på deres side er forbundet med hinanden ved hjælp af en anden ring-styrenot 34. Som følge deraf gennemstrømmes målemotoren 10 alt efter drejeretning i den ene eller anden retning. De fra ring-styrenoten 34 udgående aksiale styrenoter 35 kommer alt efter drejeretning i forbindelse 20 med arbejdsstyreåbningerne 36 eller 37. De andre arbejdssty-reåbninger står derved i forbindelse med yderligere aksiale styreåbninger 38. Disse fører hen til en ringnot 39 i den ydre drejeglider, hvilken ringnot 39 over boringer 40 og udskæringer 41 er forbundet med den tanktryk førende ringnot 25 21. I afhængighed af aktiveringsretningen bevæges derfor styremotoren 8 i den ene eller anden retning.

En ledaksel 42 er med sit første hoved 43 over en af en stift dannet kobling 44 på den mod tandhjulssættet vendte side forbundet med den ydre drejeglider 16. Stiften griber 30 herved ind i udsparinger 45 af den ydre drejeglider 16 og forløber samtidig i den indre drejeglider 17 gennem udsparinger 46 af en sådan omkredsudstrækning, at en begrænset relativ bevægelse er mulig mellem de to drejeglidere. Ledakslens 42 andet hoved 47 er over en anden kobling 48, nemlig 35 en mangenot-kobling, drejefast forbundet med tandhjulet 12.

DK 159255 B

7

Til dette formål har tandhjulet over en begrænset del af sin længde en fortanding 49, mens resten af gennembruddet 50 i tandhjulet har en større diameter end denne fortandings 49 notbund. På denne måde behøver fortandingen ikke at blive 5 etableret over den samlede længde af tandhjulet, hvad der ved etableringen gennem rum giver et konisk forløb. Ved begrænsningen af fortandingen til en dellængde og ved dimensionering af gennembruddets diameter opnår man, at fortandingen kun skal lægges over en kort strækning. Noterne ret-10 tes derfor mere nøjagtigt og bedre til, hvad der medfører en bedre slitagebestandighed. Ledakslens aksiale stilling er sikret af indsatser 51 og 52, som fastholdes af et dæksel 53.

Til optagelse af det første hoved 43 i den indre drejeglider 15 17 er kun en aksial kort udsparing 54 nødvendig. I øvrigt forløber en boring 55 gennem den indre drejeglider, hvilken boring 55 har en diameter d, som er mindre end det første hoveds 43 største diameter D. Over denne boring, udsparinger 56 i den indre drejeglider 17 og udsparingerne 41 i den ydre 20 drejeglider 16, hvilke udsparinger tjener til optagelse af tilbagestillings-bladfjedre 57, kan der strømme trykløs væske bort til tanken. Herved overlapper den indre drejegli-ders 17 tværsnitsprojektion området med den største diameter D af det første hoved 43. Som følge heraf får man en stor 25 vægtykkelse a for den indre drejeglider, som tillader at gøre styrenoternes 27, 28, 32, 33, 34, 35, 38 dybde t væsentlig større end hidtil.

I fig. 4 er vist ydersiden af den ydre drejeglider 16. Det kan ses, at styreåbningerne 26 på pumpesiden udvendigt er 30 forbundet ved hjælp af en ringnot 58, og arbejdsstyreåbnin-gerne 36 er udvendigt forbundet ved hjælp af en ringnot 59.

Foruden udførelsesformen i fig. 1-3 er der imidlertid sørget for, at der på begge sider af de med fordeleråbningerne sam- 8

DK 159255B

virkende styreåbninger 29 og 30 er anbragt en ringnot 60 og 61. Ved hjælp af aksialnoter 62 er den ene gruppe styreåbninger forbundet med ringnoten 60, og ved hjælp af aksialnoter 63 er den anden gruppe styreåbninger forbundet med ring-5 noten 61. Disse aksialnoter danner sammen med fordeleråbningerne 23 en fordelerventil, som sikrer den rigtige forsyning af målemotoren 10. De bevirker desuden i forbindelse med den tilhørende ringnot, at de aktive fordeleråbninger forsynes af alle styreåbninger i en gruppe, altså forsynes eller tøm-10 mes.

Dette er endnu en gang vist tydeligere i fig. 5. Yderligere er der i huset 1 anbragt ringnoter 64 og 65, som supplerer ringnoterne 60 og 61 således, at der fås et endnu større tværsnit. Som variation er konstruktionen yderligere foreta-15 get således, at ringnoten 59 mangler, og i stedet for styreåbningsparrene 37 er der kun anbragt en styreåbning 137.

De med fordeleråbningerne 23 samvirkende styreåbninger 29 og 30 har en aksial længde 1, som er større end deres i omkredsretning målte bredde b. Herved forstørres overdæknings-20 tværsnittet med de tilhørende aksiale styrenoter 32 og 33. Bredden b og udstyringsvinklen ± p er valgt således, at der i endestillingen fås en meget stor overdækningsflade P med de aksiale styrenoter 32 og 33, som det er vist i fig. 6. Overdækningen bør i det mindste være så stor, at 2/3 af sty-25 reåbningens 30 bredde ligger fri. I udførelseseksemplet er der en udstyringsvinkel p på 13,3° og en flade F, hvis · bredde er 75% af åbningsbredden b.

Fig. 7 viser det frie tværsnit F1 af en styrenot, fx noten 32. Ved hjælp af den konstruktive udformning er det muligt 30 at forstørre notens dybde fra værdien ti til værdien t2*

Man ser i fig. 6 og 7, at der fås betydelige tværsnitsforstørrelser, som tillader at lade også større trykvæskemængder strømme gennem styreapparatet uden store drosseltab.

9

DK 159255B

Ved det viste styreapparat har målemotoren en diameter på mindre end 10 cm og en fortrængning på 1000 cm3 ved en omdrejning af tandhjulet. Ventilhusets 1 dimensioner er tilsvarende små. Det kan ses, at det lavere trykfalds fordele 5 også allerede gælder, når målemotoren 10 har en mindre fortrængning per omdrejning, altså fx kun har den halve aksiale længde af den viste motor.

Claims (9)

10 DK 159255B

1. Styreapparat til hydrostatiske hjælpekraftstyreindret-ninger, især til køretøjer, med et en målemotor (10) dannende tandhjulssæt, som omfatter en faststående, indvendigt fortandet tandring (11) og et drejende og 5 kredsende, udvendigt fortandet tandhjul (12), og med en en fordelerventil for målemotoren (10) og en retningsventil dannende ventilindretning (14), som har en husboring (15) med fordeleråbninger (23), en deri anbragt ydre drejeglider (16) med styreåbninger (26, 29, 30, 10 36, 37) og en indre drejeglider (17) med styrenoter (27, 28, 32, 33, 34, 35, 38), hvorved den indre dreje-glider (17) har en kobling (31) til forbindelse med et styreorgan, og den ydre drejeglider (16) er over en første kobling (44) drejefast forbundet med et første 15 hoved (43) af en ledaksel (42), hvis på den anden ende anbragte andet hoved (47) griber ind i tandhjulet (12) og er drejefast forbundet med dette over en anden kobling (48), hvorved tandhjulssættets aksiale længde i det mindste er tilnærmelsesvis lig med ledakslens (42) 20 længde, kendetegnet ved, at den første kobling (44) forbinder det første hoved (43) med en op til tandhjulssættet liggende del af den ydre drejegli-der (16), at den indre drejegliders (17) tværsnitsprojektion overlapper tværsnittet af det første hoved i 25 området af dets største diameter (D), og at i det mind ste en del af styrenoterne (27, 28, 32, 33, 34, 35, 38) med deres dybde når til overlapningsområdet. 1 Styreapparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den indre drejeglider (17) på sin mod tand- 30 hjulssættet vendte ende har en centrisk udsparing (54) til optagelse af i det mindste en del af det første ho-- ved (43) og i tilslutning dertil en boring (55) med DK 159255B u mindre diameter (d) end det første hoveds største diameter.

3. Styreapparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at diameteren (d) af den indre drejegliders (17) 5 boring (55) er mindst 20% mindre end det første hoveds (43) største diameter (D).

4. Styreapparat ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at styrenoternes (27, 28, 32, 33, 34, 35, 38) bund ligger på en diameter, som højst er 10 omtrent lig med det første hoveds (43) største diameter (D).

5. Styreapparat ifølge et af kravene 1-4, kendetegnet ved, at i det mindste ved en del af de med den indre drejegliders (17) aksiale styrenoter (32, 15 33) samvirkende styreåbninger (29, 30) af den ydre dre- jeglider (16) er den aksiale længde (1) større end den i omkredsretning målte bredde (b).

6. Styreapparat ifølge et af kravene 1-5, k e n d e -tegnet ved, at bredden (b) af de fordeleråbnin- 20 gerne (23) forsynende styreåbninger (29, 30) og udsty ringsvinklen (β) mellem indre og ydre drejeglider (16, 17. er så store, at disse styreåbninger i de til den fulde ventilåbning svarende endestillinger over mindst 2/3 af deres bredde står i forbindelse med styrenoterne 25 (fig. 6).

7. Styreapparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at udstyringsvinklen {β ) er større end ± 12°.

8. Styreapparat ifølge et af kravene 1-7, kendetegnet ved, at den ydre drejeglider (16) på den 30 udvendige omkreds på begge sider af de fordeleråbnin- 12 DK 159255B gerne (23) forsynende styreåbninger (29, 30) har en ringnot (60, 61) og afvekslende til den ene og den anden ringnot førende aksialnoter (62, 63), som sammen med fordeleråbningerne danner fordelerventilen.

9. Styreapparat ifølge krav 8, kendetegnet ved, at hasboringen (15) på begge sider af fordeleråbningerne (23) ligeledes har en ringnot (64, 65), som hver ligger over for en ringnot (60, 61) af den ydre drejeglider (16).