NO148302B - Styreenhet for styring av en trykkfluidumtilfoersel til en hydraulisk motor via en retningstyreventil - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en styreenhet av den i innled-ningen til krav 1 angitte type.

Slike styreenheter anvendes fortrinnsvis i servobe-tjente kjøretøystyresystemer.

Ved en fra DE-OS 15 53 287 (fig. 6) kjent styreenhet

av denne type er det det innerfortannede yttertannhjul som utfører den kretsende bevegelse i gerotoren. Dette yttertannhjul er dreiefast koplet til drivakselen ved hjelp av en Oldham-kopling som muliggjør den kretsende bevegelse. Gerotorens innertannhjul er lagret koaksialt i forhold til drivakselen og er stivt forbundet med enden av en torsjonsstav som danner tilbakeførings-fjæren. Torsjonsstavens andre ende er forankret i huset. Den forstillbare ventildel i retningstyreventilen er utformet som en aksial forskyvbar hylse som er sikret mot dreiing ved hjelp av en i huset festet styrestift.

For omdannelse av innertannhjulets begrensede dreiebevegelse til en aksial forstilling av ventildelen er det på

den med innertannhjulet forbundne ende av torsjonsstaven an-' bragt en steilgjenge som har inngrep med en tilsvarende mot-gjenge på ventildelen.

Denne kjente styreenhet har den fordel at den har

en enkel oppbygging og lettere kan avtettes enn tilfellet er ved andre kjente styreenheter (US-PS 3 834 278; DE-OS 15 53 287, fig. 1-5; US-PS Re 25 126; DE-PS 16 53 822), ved hvilke den forstillbare ventildel i retningstyreventilen er dreiefast forbundet med drivakselen og derfor følger hele dreiebevegelsen til drivakselen, slik at den må gis en ekstra overlagret forstilling (aksialforskyvning eller dreining), som gir styre-virkningen.

Gerotorer med sentrisk anordnet ytterhjul og eksentrisk omløpende innerhjul for oppnåelse av små ytre husdiametre er kjent, eksempelvis fra US-PS 3 360 932.

Fra US-PS 3 470 758 er det dessuten kjent en styrenhet, hvor den forstillbare ventildel i retningstyreventilen med hensyn på en faststående ventildel er koaksialt dreibart lagret på drivakselen, idet tilbakestillingsfjæren virker direkte på denne ventildel. Målepumpen er i dette tilfelle imidlertid ingen gerotor, men en yttertannhjulpumpe som er anordnet på den i forhold til drivakselen motsatte side av retningstyreventilen.

Et dessuten anordnet innertannhjuldrivverk, hvis innerfortannede yttertannhjul er stivt forbundet med drivakselen og hvis ytterfor-tannede innertannhjul er eksentrisk lagret i det indre av ytter-tannhj ulet med hensyn til drivakselens dreieakse og er forbundet med den dreibare ventildel ved hjelp av en leddaksel, representerer ingen pumpe, men bare et mellom drivakselen og målepumpen innføyet gir, idet turtallet til innertannhjulets kretsende bevegelse over-føres til målepumpen ved hjelp av en eksenteraksel som strekker seg gjennom det indre av leddakselen og retningsstyreventilen.

Ved de foran beskrevne kjente styreenheter er det et problem å kunne oppnå en mest mulig presis styrevirkning ved begynnelsen av drivakselens dreiebevegelse fra den nøytrale stilling, i hvilken gerotoren er hydraulisk blokkert, og ved tilbakeføringen av den forstillbare ventildel i den nøytrale stilling. Den hydrauliske blokkering oppheves ved begynnelsen av dreiebevegelsen som følge av forstillingen av retningsstyreventilen, hvilken forstilling skjer som en reaksjon på det ved hjelp av drivakselen ut-øvede dreiemoment. Klaringer i kraftoverføringsstrekningen mellom drivakselen og retningsstyreventilen vil gi en forsinket reaksjon for retningsstyreventilen på den begynnende dreiing av drivakselen, og dette har en ugunstig innvirkning på styringen ved en eksempelvis anvendelse i en kjøretøystyreanordning. Løsningen på dette problemet vanskeliggjøres på grunn av at styreenheten må ha en mest mulig kompakt oppbygning, da nemlig plassforholdene er kritiske, og vanskeliggjøres også på grunn av de sikkerhetskrav som stilles, særlig i forbindelse med kjøretøystyringer, hvor det kreves stor driftssikkerhet over lengre tidsrom, uten reduk-sjon av styrepresisjonen, eksempelvis som følge av slitasje. Tilbakeføringen av den forstillbare ventildel i den nøytrale stilling skjer ved hjelp av tilbakestillingsfjæren, når reaksjons-momentet i gerotoren blir null.

Ved den fra fig. 6 i DE-OS 15 53 287 kjente styreenhet går kraftoverføringsstrekningen ved begynnelsen av dreiebevegelsen, altså ved hydraulisk blokkert gerotor, fra drivakselen over Oldham-koplingen til gerotorens yttertannhjul og fra innertannhjulet til huset over den stivt tilkoplede torsjonsstav. Den aksialt forstillbare ventildel er tilkoplet i forbindelsesstedet mellom innertannhjulet og torsjonsstaven ved hjelp av steilgjengen, og har tilkopling til huset ved hjelp av stiftstyringen, parallelt med kraftoverføringsstrekningen. Steilgjenger og stiftstyringer er imidlertid glideforbindelser som ikke kan frem-stilles klaringsfrie på en økonomisk tilfredsstillende måte, og klaringen vil øke under drift, som følge av uunngåelig slitasje. Selv når kraftoverføringen fra drivakselen til torsjonsstaven

er helt klaringsfri, vil man ikke kunne unngå en viss reaksjons-forsinkelse i retningstyreventilen i forhold til drivakselens begynnende dreiing. Den i kraftoverføringsstrekningen liggende Oldham-kopling er en ekstra glideforbindelse med klaring og mulighet for slitasje, og dette forsterker ulempene. De forskjellige i kraftoverstrekningen liggende glideforbindelser forårsaker dessuten glidetap. Glidetapene adderer seg og redu-serer virkningsgraden. Videre påvirkes også presisjonen i styringen som følge av a't den som tilbakeføringsfjær virkende torsjonsstav ikke virker direkte på den forstillbare ventildel, men via steilgjengen, slik at klaringen og glidetapet i glideforbind-elsen mellom tilbakestillingsfjæren og ventildelen også har en ugunstig innvirkning på tilbakeføringen av den forstillbare ventildel til nøytral stilling.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en styreenhet av den angitte type, hvilken styreenhet har en enkel, kompakt og driftssikker oppbygning med stor presisjon både med hensyn til reagering i retningstyreventilen på drivakselens begynnende dreiing og ved tilbakeføringen av retningstyreventilen til den nøytrale stilling, med minimale glidetap.

Dette oppnås ved en styreenhet som angitt i krav 1, med de spesielle trekk som er angitt i karakteristikken.

Ved en styreenhet ifølge oppfinnelsen vil det i kraft-overføringsstrekningen fra drivakselen til retningsstyreventilens forstillbare ventildel ikke foreligge noen glideforbindelser som er beheftet med klaring og slitasje og som således ville kunne gi glidetap. Derimot er samtlige deler dreiefast forbundne med hverandre, slik at det allerede ved begynnelsen av dreiebeveg-eisen, mens gerotoren ennå er hydraulisk blokkert, foreligger det en dreiestiv forbindelse mellom drivakselen og den dreibare ventildel. Ventildelen følger derfor drivakselens begynnende dreiing uten forsinkelser, for opphevelse av den hydrauliske blokkering. På samme måte er det i kraftoverføringsstrekningen fra huset over tilbakestillingsfjæren til den dreibare ventildel ingen glideforbindelse, men bare dreiefaste forbindelser,

slik at også tilbakeføringen av den dreibare ventildel til den nøytrale stilling skjer med stor presisjon. Da de dreiefaste forbindelser under drift ikke underkastes slitasje, bibeholdes den oppnådde presisjon over lengre driftsperioder.

En ekstra fordel er at man får mindre plassbehov

i omkretsretningen, fordi yttertannhjulet ikke utfører noen kretsende bevegelser.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor

Fig. 1 viser et skjematisk oppriss av en styreenhet ifølge oppfinnelsen anordnet i et styresystem, Fig. 2 viser et aksialsnitt gjenom styrenheten i fig. 1, Fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom tannhjulsettet i enheten i fig. 1, Fig. 4 viser et tverrsnitt av styrenheten i fig. 2 etter linjen 4~4> Fig. 5 viser et tverrsnitt gjennom ventildeler som benyttes i utførelsen i fig. 2, Fig. 6 og 7 viser henholdsvis snitt og grunnriss av en annen ventildel som brukes i utførelsen i fig. 2, Fig. 8 til 10 viser rent skjematisk fluidumstrømmen gjennom ventilmekanismen i fig. 2, Fig. 11 viser et snitt gjennom et vendeventilarrange-ment i fig. 2, Fig. 12 viser et snitt etter linjen 12-12 i fig. 11, Fig. 13 viser et snitt gjennom en modifisert utførelse av oppfinnelsen, Fig. 14 viser et skjematisk snitt gjennom nok en modifisert utførelse,

Fig. 15 viser et skjematisk snitt etter linjen 15-

15 i fig. 14,

Fig. l6 viser et skjematisk snitt etter linjen l6-

16 i fig. 14,

Fig. 17 viser et snitt gjennom nok en modifisert utførelse, Fig. l8 viser et snitt gjennom en annen modifisert utførelse av oppfinnelsen, og Fig'. 19 viser et snitt hovedsakelig etter linjen 19-19 i fig. 18.

Styreenheten 10 har et hus 11 hvori rattstammen 12 går inn. På den ene enden av stammen 12 er det anordnet et ratt 13. Når man dreier på rattet vil også rattstammen 12 dreie sug og styreenheten 10 betjenes da, slik at den styrer fluidumstrøm-men til styremotoren 14. Styremotoren 14 har på egnet måte forbundet med resten av kjøretøyets styremekanisme, slik at man får en servostyring. Forbindelsen mellom motoren 14 og resten av kjøretøyets styremekanisme er ikke beskrevet, da det dreier æg om konvensjonell teknikk.

Som vist skjematisk i fig. 1, har huset 11 to utløps-porter 20, 21, som er tilknyttet hver sin side av motoren 14. Når således fluidet går ut gjennom disse utløp vil det enten gå inn i den ene eller andre enden av motoren 14. I tillegg har huset 11 en innløpsport 22 som er forbundet med en motordrevet pumpe 23. Huset bar også en utløpsport 24 som er tilknyttet et fluidumreservoar 27.

Styreenheten 10 virker slik at når styring av kjøre-tøyet ikke finner sted, går fluidet fra pumpen 23 inn gjennom

innløpet 22 og ut gjennom utløpet 24 og tilbake til reservoaret. , Så snart i dette tilfelle sjåføren dreier rattet vil styreenheten 10 styre fluidumstrømmen fra innløpet 22 og til det ene eller det andre av utløpene 20, 21, avhengig av hvilken vei rattet dreies.

Det andre av de nevnte utløp 20, 21 forbindes med utløpet 24' som er tilknyttet reservoaret 27.

I snittet i fig. 2 er huset 11 vist sammensatt av to husdeler 25, 25a. Husdelen 25 har en utragende del 26 som opptar rattstammen 12. I denne forlengede del 26 er det anordnet egnede pakninger og lågere 27 for stammen slik at stammen er opplagret i huset og lekkasje av fluidum langs stammen hindres. Rattstammen 12 strekker seg inn i et kammer 29 i husdelen 25 og har en flensdel 30 som befinner seg inne i dette kammer 29- Mellom flensdelens radielle flate og huset 25 er det anordnet egnede aksialtrykk-lagere 21.

En måleanodning 35 er anordnet i kammeret 29. Måleanordningen 35 innbefatter et tannhjulsett som består av en ytre del 36 med innvendig plaserte tenner, og en indre del 37 med utvendig plaserte tenner. Den ytre del har en tann mindre og delene er eksentrisk montert. Tennene på de to delene 36, 37

har inngrep med hverandre, som best vist i fig. 3* For øvrig er denne måleanordningen 35 av konvensjonell konstruksjon og skal ikke beskrives nærmere.

En ytre del 36 er dreibart opplagret om en akse som flukter med dreie aksen til rattstammen 12. I tilegg er den ytre delen 36 festet til rattstammens flensdel 30 ved hjelp av flere skruer S\ Oa, slik at når rattstammen 12 dreies, vil også

den ytre del 36 dreie seg om rattstammens rotasjonsakse. Når den ytre del dreier seg, vil også den indre delen eller rotordelen 37 dreie seg om sin egen akse. Etter at rotordelen har dreiet seg en liten vinkel hindres den i ytterligere dreining om sin egen akse, og ved en videre dreiebevegelse av delen 36 vil delen 37 følge en bane om delens 36 dreieakse. Under dreiebevegelsene til delene 36 og 37 vil de lommer som dannes av tennene og som er betegnet med A til F i fig. 3> ekspandere seg og trekke seg sammen.

Rotordelen 37 er mekanisk forbundet med en styreventil-mekanisme 41 ved hjelp av et drivledd 40- Ventilmekanismen 41

er konstruert slik at den styrer fluidumstrømmen til styremotoren 14 når den påvirkes ut i fra en nøytral stilling. I sine nøytrale stilling vil ventilen 41 styre fluidet fra innløpet 22 og til utløpet 24. Når ventilen påvirkes vil den styre fluidumstrømmen fra innløpet 22 til enten porten 20 eller 21 og vil samtidig forbinde den andre porten 21 eller 20 til utløpet 24, alt avhengig av styreretningen. Ventilmekanismen 41 betjenes som nevnt ved hjelp av drivleddet 40 under en første lille dreiebevegelse som

rotordelen 37 utfører.

Ventilmeknanismen 41 er anordnet i husdelen 25a.

Ventilmekanismen innbefatter en ytre ventilhylse 42 som er

fast innfestet på egnet måte i huset 11. Videre innbefatter den en andre eller indre hylse 43 som er fast festet til den ytre hylse 42. De to hylsene 42, 43 kan eventuelt utføres i ett, da de i realiteten utgjør et enkelt ventilelement som er fastgjort i huset 11.

Ventilmekanismen 41 innbefatter videre en bevegbar ventildel 44 som er anordnet inne i ventilhyIsen 43- Ventildelen 44 er slik opplagret i ventilhylsen 43 at den kan utføre en begrenset dreiebevegelse når rotordelen 37 dreier seg. Den høyre enden til ventildelen 44> som sett i fig. 2, er ved hjelp av en forbindelse 45 mekanisk forbundet med den ene enden til vendeventilen 101. Når et dreiemoment påvirker rotordelen 37 vil drivleddet overføre dreiemomentet til drivdelen 44 gjennom vendeventilen 101 og'den mekanisme forbindelse 45• I den etterfølgende beskrivelse er de aksiale spor i hylsen 43 gitt de samme henvisningstall som de åpninger i hylsen 42 hvormed de er forbundet.

Den ytre hylsen 42 har fire ringspor 50 til 53' Ring-sporene 50 til 53 har åpninger som muliggjør passasje for fluidet radielt innover. Innerhylsen 43 har flere aksiale spor (fig. 5) som ligger under de nevnte ringspor 50-53- Den mekanisme forbindelse 45 skal ikke beskrives i detalj, men i hovedsaken består den av en hulsylindrisk del som er låst fast til både vendeventilen 101 og ventilen 44> Den forstyrrer ikke fluidumstrømmen. Ventildelen 44> se fig. 6 og 7 > har flere land og spor som strekker seg aksialt på ventildelen 44- Ventilens virkemåte vil best gå frem når man ser på de skjematiske figurer 8 til 10 som henholdsvis viser en nøytral stilling, en høyresvingstilling og en venstresvingstilling for ventildelene.

Fig. 8 viser fluidumstrømmen gjennom ventilmekanismen 41 når ventilmekanismen er i nøytral stilling. Ventilhylsen 42

har fire ringspor 50~53' Ringsporet 50 står i forbindelse med utløpsporten 24 og ventilhylsen 42 har fire radielle hull 60, 60a, 60b, 60c som står i forbindelse med ringsporet 50• Ringsporet 5i står i forbindelse med innløpsporten 22 og i ventilhylsen 42 er det fire radielle hull 6l, 6la, 6lb, 6lc som står i

forbindelse med ringsporet 51* Ringsporet 52 står i forbindelse med utløpsporten 20, som fører til den ene siden av styremotoren 14, og det er to radielle hull 64, 64a i ventilhylsen 42. Disse to radielle hull står i forbindelse med ringsporet 52. Ringsporet 53 står i forbindelse med utløpsporten 21 og også her er det radiellehull 63, 63a i hylsedelen 42, hvilke hull står i forbindelse med ringsporet 53*

I tillegg har hylseområdet 69 forbindelse med den ene siden av målemekanismen 35* Dette skal beskrives mer detaljert nedenfor. For å muliggjøre denne forbindelsen har den indre ventilhylsen 43 t0 radielle åpninger 62, 62a som gir fluidum-forbindelse med området 69. I tillegg har ventildelen 44 en aksialpassasje 65 som står i forbindelse med den andre siden av målemekanismen 35* Radielle passasjer 66, 66a står i forbindelse med den aksiale passasje 65.

Når som vist i fig. 8, ventildelen 44 er i sin nøytrale stilling, ligger landene 70> 70a, 70b, 70c og stenger for inn-løpene 6l, 6la, 6lb, 6lc. Landene ' JO, 70a, 7°b, 7°c stenger dog ikke fluidumstrømmen fra innløpene 6l til 6lc og inn i sporene 72, 72a, 72b, 72c i ventildelen 44. Sporene 72, 72c står i forbindelse med utløpet 60 og sporene 72a og 72b står i forbindelse med utløpet 60b. Når således ventildelen 44 er i sin nøytrale stilling, styres fluidumstrømmen fra 6l-6lc gjennom ventilmekanismen 41» til utløpet 24 og til reservoaret 25. Ventilmekanismen kan derfor betegnes som en ventil med "åpent senter". Naturligvis kan man også benytte en ventil med "lukket senter". De andre reservoarportene 60a, 60c står i forbindelse med sporene 74> 74a i ventildelen 44 som ligger ved portene 60a, 60c, men er stengt ved hjelp av de hosliggende land fra forbindelse med hosliggende porter.

I den nøytrale tilstand som er vist i fig. 8: har åpningene 62 og 62a, som står i forbindelse med målemekanismen, også i forbindelse med sporene 75, 75a i ventildelen 44. Sporene 75 og 75a er slik anordnet at de gir forbindelse med åpningen 63, 63a i ventilmekanismen 41. Åpningene 63, 63a har forbindelse med den ene enden av styremotoren 14. Åpningene 64, 64a er når ventildelen 44 er i sin nøytrale stilling, som vist i fig. 8, anordnet like ved landene 77 > 77a på ventildelen 44* Landene 77» 77a er utført slik at de ikke stenger forbindelsen mellom åpningene 64, 64a og åpningene 66, 66a i ventildelen 44* Når ventildelen 44 er i sin nøytrale stilling er styremotorens to ender forbundet via målemekanismen 35 slik at man har et "åpen sylinder"-system. Denne konstruksjonen muliggjør overføring av krefter som virker på kjøretøyets hjul gjennom systemets hydrauliske fluidum og til mekanisnen 35» slik at denne får en tendens til å virke som en motor. Dette gir sjåføren en "føling" med slike krefter.

Som allerede nevnt beveges eller dreies ventildelen

44 fra sin nøytrale stilling i samsvar med dreining av rattet, slik at ventilen derved styrer fluidum i riktig retning til styremotoren 14. Ventildelen 44 dreies over rotordelen 37 °g drivleddet 40* Rotordelen 37 dreies som følge av de krefter som virker på rotordelen 37 nar rattet dreies. Disse kreftene innbefatter en mekanisk eller tannhjulsreaksjon som følge av det faktum at delene 36 og 37 har tannhjulsforbindelse med hverandre. Trykket tvers over tannhjulsmekaniaæn påvirker imidlertid i

sterk grad det dreiemoment som overføres til rotordelen 37* Hersker det et lavt fluidumtrykk over mekanismen 35 som følge

av et lavt differensial-fluidumtrykk over styremotoren, så vil det dreiemoment som overføres for rotering av ventildelen 44

være vesentlig lavere enn når det foreligger et høyt differensial-trykk over styremotoren. Dreiemomentet som virker på ventilen 44 er derfor en funksjon av det trykket som er nødvendig for å drive styremotoren.

Ventildelen er altså dreiemoment-følsom og det dreiemomentet som kan tilføres ventildelen 44 gjennom mekanismen 35 fra rattet 14 er proporsjonalt med fluduåtrykket i mekanismen 35> hvilket fluidumtrykk i sin tur er avhengig av trykkdifferen-sialet i styremotoren. Jo større dreiemoment som utøves på rattet, desto større er det dreiemoment som overføres til ventildelen 44> og desto lengere vil ventildelen 44 dreie seg.

I det tilfelle at et høyt dreiemoment virker på ventildelen 44 i en retning kan ventildelen 44 bevege seg til sin ytterstilling i den retning, og overflatedeler 80 på ventil-

delen 44 vil da få kontakt med overflatedeler 8l på hylsen

. 43* Dreier rotordelen 34 seg den andre veien, så kan ventildelen 44 bare dreie seg helt til flaten 80a, 8la får kontakt. Som vist

i fig. 4 er den mulige dreiebevegelsen til ventildelen 44 liten. I fig. 4 er den betegnet med bokstaven X. Så snart overflate-delene 80, 8l eller 80a, 8la får kontakt vil den videre dreiebevegelse av ventildelen 44 positivt hindres. Under mange styre-forhold vil dreiemomentet som sjåføren utøver på rattet, være av en størrelsesorden som bevirker at ventildelen 44 dreier seg et meget lite trinn mindre enn mulig. Ventildelen 44 vil således i mange tilfeller bevege seg til en mellomstilling i stedet for til anslagsstilling.

Ved styring vil ventildelen 44 innta stilling hvor den deler fluidumstrømmen fra trykkporten 6l-6lc mellom innløps-portene 60, 60b på den ene siden og målemekanismen 35 Pa den andre siden.

^Dreies f.eks. ventildenen 44 med urviseren, så lite at forbindelsen mellom portene 6l-6lc og portene 60, 60b ikke stenges, så vil man få en trykkøkning i portene 6l til 6lc. Det skyldes at strømningsarealet i forbindelse mellom portene 6l til 6lc og portene 60 og 6lb avtar. Samtidig vil portene 6la og 6lc ha forbindelse med passasjen 66, 66a i ventildelen 44> slik at fluidum styres til målemekanimsmen 35• Forbindelsesområdet mellom portene 62, 62a og portene 63, 63a vil også øke, slik at fluidum kan s tyres fra målemekanismen gjennom portene 63, 63a og til den ene siden i styremotoren. Styremotorens andre side forbindesmed reservoaret som følge av at portene 64, 64a får forbindelse med reserovoaret gjennom portene 60a, 60c i ventilmekanismen. Som et resultat av dette vil fluidumstrømmen fra

innløp-trykkportene 6l til 6lc bli delt opp i avhengighet av den dreiebevegelse som ventildelen 44 utfører. Dette gir en trykkåpning i ventilmotoren 14 proporsjonalt med dreiebevegelsen til ventildelen 44* Ventildelen 44 bevegeer seg proporsjona lt med dreiemomentet som utøves på rattet, og resultatet er altså at man får et effektivt oppfølgende styresystem med en jevn trykk-oppbygning i styremotoren 14, slik at man får en styring som er proporsjonal med dreiningen av rattet.

I det tilfelle at ventildelen dreies mot urviseren vil trykket som rettes mot ventildelen mellom innløpene 6l til 6la igjen deles opp på samme måten som beskrevet ovenfor, med unntagelse av at fluidumet styres gjennom ventilmekanismen til styremotorens andre ende. Trykket i åpningene 6l-6lb overføres til målemekanismen 35 gjennom porten 62, 62a og fluidumstrømmen fra målemekanismen

35 går gjennom portene 64, 64a til styremotorens 14 ene ende.

Den andre enden i styremotoren forbindes med reservoaret gjennom portene 63, 63a og utløpene 60a, 60c. Også her deles fluidum-strømmen opp mellom utløpet og styremotoren slik at man får en jevn økning i fluidumtrykkoppbygningen i styremotoren, proporsjonalt med det dreiemoment som virker på rattet.

I det tilfelle at ventildelen 44 beveges mot urviseren fra den stilling som er vist i fig. 8, og til den stilling som er vist i fig. 9» vil innløpsstrømmen ikke lenger deles opp som beskrevet foran. Som vist i fig. 9 vil innløp-fluidumstrømmen som går inn i ventilen,fra pumpen 22 gjennom passasjen 6l, 6lb gå til målemekanlaien 35 gjennom passasjene 62, 62a. Fluidum fra målepumpen strømmer aksialt gjennom den innvendige passasje 65 i ventilen 44 og deretter radielt ut gjennom åpningene 66,

66a og inn i utløpsforbindelsene $4> 64a og til den ene siden i styremotoren 14. Strømmen fra den andre siden av styremotoren 14 går til reservoaret 25 gjennom porten 20, de radielle passasjer 63, 63a og gjennom utløpsportene eller passasjene 60a, 60c.

På denne måten strømmer fluidum fra pumpen 23 gjennom ventilmekanismen 41> til målemekanimen 35 °g gjennom målemekanismen 35 tilbake til ventilmekanismen 41 og til styremotoren 14, slik at kjøretøyet kan styres.

I tilfelle at ventilen 44 dreies i den motsatteretning, altså med urviseren, og til den stilling som er vist i fig. 10, styres kjøretøyet i en motsatt retning sammenlignet med fig. 9. Som vist i fig. 10 vil fluidumstrømmen fra innløpsportene 6la, 6lc gå gjennom det radielle passasje 66, 66a og gjennom den aksiale passasje 65 frem til målemekanismen 35* Fra målemekanismen går fluidumstrømmen gjennom portene 62, 62a og ut gjennom portene 63, 63a og til den ene enden i styremotoren 14, slik at kjøre tøyet styres i motsatt retning av det som er tilfelle i fig. 9* Strømmen fra den andre enden av styremotoren går gjennom porten 21, de radielle passasjer 64, 64a og ut gjennom utløpsportene 60a, 60c, som er forbundet med reservoaret 25. Avhengig av dreieretningen til ventilen 44 er således kjøretøyets styring i den respektive retning.

Fig. 8, 9 °g 10 er skjematiske og overdrevne, idet hensikten først og fremst er å vise virkemåten til ventilmekanismen 41* De mer detaljerte riss av ventilmekanismen i fig. 4

til 7) viser en konstruksjon med et strømningsmønster som beskrevet i forbindelse med fig. 8 til 10. Nærmere detaljer skal her dog ikke beskrives, under hensyntagen til at konstruksjonen i seg selv ikke er vesentlig, så lenge bare konstruksjonen muliggjør det strømningsmønster som er vi& i fig. 8 til 10. De henvisningstall som er vist på de mer detaljerte riss, er de samme som brukt i de skjematiske figurer.

Vendeventilen er benyttet for styring av fluidum-strømmentil og fra mekanismen 35* Vendeventilen kan ha for-skjellig utførelse og hva angår den virkning man tilstreber,

kan man benytte en hvilken som helst egnet vendeventilmekanisme, som gir en fluidumstrøm fra ventilmekanismen 41 til måleanordningen og fra måleanordningen tilbake til ventilmekanismen.

I fig. 2 går fluidumstrømmen fra. ventilmekanismen 41 til måleanordningen og fra måleanordningen 35 tilbake til ventilen gjennom en vendeventildel 101 og en manifolddel 102. Manifolddelen 102 har flere skråttstilte passasjer 103 som styrer flui-dumstrømmen til og fra de ekspanderende og sammentrekkende lommer i tannhjulsmekanismen. Manifolden 102 har også flere åpninger 103a for skruer 40a. Den flaten avmanifolden 102 som vender mot tannhjulsettet har flere åpninger der hvor de nevnte passasjer 103 munner ut. En plate 104 er fazt festet på manifolden 102, og denne platen har flere åpninger for skruene 40» Platen 104 har også flere åpninger 106 som flukter med passasjene 103 i mani-foldene 102. Platen 104 har en innvendig diameter som er litt mindre enn den innvendige diameteren i manifolden 102 og platene er anordnet for å tette for tannhjulsmekanismen. En egnet tetning er anordnet mellom vendeventildelen 101 og platen IO4.

Vendeventilen 101 er anordnet inne i en boring 110

i manifolddelen 102 (se fig. 11, 12). YTreomkretsen til vendeventildelen 101 er forsynt med flere aksiale spor 111. Det finnes seks aksiale spor i ytteromkretsen til delen 101 i det viste utførelseseksempel. Disse aksiale spor 111 står i forbindelse med arealet 69 som befinner seg i ventilen 41* Vendeventilen har mellom de radielle spor flere radielle passasjer 112 som gir forbindelse med det indre av ventildelen 101. Da det er seks spor, er det også seks passasjer.

Manifolddelen 102 har som nevnt flere passasjer 103>

i dette tilfelle syv passasjer. Disse passasjene 103 skrår utover gjennom manifolddelen 102 i retning mot tannhjulsmekanismen og munner ut i den aksiale boring 110 og i manifolddelens ene endeflate. De åpningene som passasjene 103 danner i boringen 110 er fordelt rundt omkretsen til boringen 110.

Manifolddelen 102, platen 104 og den ytre tannhjuls-del 36 dreier som en enhet sammen med rattstammen 12. Når manifolddelen 102 dreier seg i forhold til endeventilen 101

vil de aksiale passasjer 103 i tur og orden få forbindelse med de aksiale spor 111 i vendeventildelens 101 ytteromkrets og med de radielle passasjer 112 i endeventildelen 101. På denne måten gir endeventilmekanismen en ønsket fluidumstrømforbindelse.

Fluidum kan strømme til målemekanismen 35 fra området 69, gjennom de aksiale spor 111 i vendeventilen, de skrå passasjer IO3, åpningene 106 i platen 104 og inn i de ekspanderende lommer i målemekanismen. Strømmen fra de komprimerende lommer i målemekanismen 35 <y>ii gå gjennom åpningen 106 i platen 104 som står i forbindelse med de nevnte lommer, passasjen 103 i manifolddelen 102 og gjennom de radielle åpninger 112 i vendedelen 101 og inn i det indre av denne ventildelen. Fluidet kan så strømme aksialt gjennom det indre av den mekaniske forbindelse 45 og inn i den aksiale passasje 65 i ventildelen 44* I tilfelle av at tannhjulsmekanismen dreier seg i motsatt retning, vil naturligvis strømmen snus og fluidumstrømmen vil da gå fra den aksiale passasje 65 i ventildelen 44 gjennom passasjene 112 i vendeventildelen 101, gjennom de skrå passasjer 103 i manifolden 102, passasjen 106 i platen 104 og inn i de ekspanderende lommer i tannhjulsmekanismen. Strømmen fra de komprimerende lommer i

tannhjulsmekanismen vil gå gjennom portene 106 i platen 104.

og inn i passasjene 103 i manifolden 102, gjennom de aksiale passasjer 111 og inn i området 69 nær ytterperiferien til ventilmekanismen ^ 1.

Når rattet dreies, vil således ventildelen 44 beveges lett og tilveiebringe forbindelse mellom de forskjellige porter i ventilmekanismen, og derved tilveiebringes den ønskede styring ved hjelp av styremotoren 14. Bevegelsen av ventildelen 44 ved hjelp av tannhjulsmekanismen 35 skjer mot kraften til en egnet fjæranordning 120. Fjæranordningen er i dette tilfelle utført som en torsjonsstang 121 som er innfestet i den ene énden ved hjelp av en skrue-mutter-forbindelse 122. I den andre enden er torsjonsstangen festet ved hjelp av en tapp 123 som samvirker med ventildelen 44* Ved en dreiebevegelse av ventildelen 44

vil torsjonsstangen spennes og vil bevirke en tilbakeføring av ventildelen 44 til nøytral stilling så snart styrekraften opp-hører. Mens det her er vist en sentrert anordning av en tor-sjonsfjær som gir. den ønskede virkning, kan man naturligvis også benytte andre arrangementer for å nøytralstille ventildelen 44. Torsjonsstangen strekker seg som vist inn i passasjen 65 i ventildelen 44> mens den påvirker ikke i vesentlig grad fluidstrømmen gjennom denne passasjen.

Av det forangående turde det gå frem at det er tilveie-bragt en styreenhet hvor det ikke forefinnes noen roterende ventil, dvs. en ventil som roterer hele tiden når rattet dreies. Ventilen 44 dreier seg bare i en liten dreievinkel og deretter skjer det ingen ytterligere dreiebevegelse under styringen av kjøretøyet. Rattstammen strekker seg ikke inn i ventilenheten og har ingen mekanisk forbindelse med ventildelen 44, med unntagelse av tannhjulsmekanismen 35. Man unngår derfor delvis nødvendige plassbehov for en mekanisk forbindelse mellom rattstammen og en roterende ventildel. Som et resultat av dette kan diameteren til ventildelene 42-44 være relativt liten.

Dersom pumpen 23 ikke skulle virke tilfredstillende vil dreining av rattet allikevel bevirke en dreining av ventildelen 44 via målemekanismen 35>°g ved en videre dreiebevegelse av rattstammen vil målemekanismen 35 virke som en pumpemekanisme som presser fluidum gjennom systemet og driver styremotoren 4-1*

Styresystemet gir også sjåføren en "føling" med

veien både ved rett frem kjøring og ved svinging.

Fig. 13 viser en modifisert utførelse. Rattstammen I50 er drivforbundet med den ytre del 153 i tannhjulsmekanismen ved hjelp av en tapp 151. Den indre rotordel I54 med tannhjulsmekanismen er drivforbundet med et drivledd I55. Drivleddet 155 er drivforbundet med en del som kan være utført iett med ventilmekanismen eller er drivforbundet med den. Denne del er betegnet med 156. I utførelseseksemplet er vendeventilen en plateventil l60, som er låst fast til rotordelen I54 ved hjelp av en hylse l6l slik at den roterer og kretser sammen med rotordelen. Vendingen skjer på i og for seg kjent måte og skal derfor ikke beskrives nærmere. Platen 162 som er innskutt mellom huset og vendeplaten l60, går radielt innover og gir tetning for vendeplaten. Fig. 14, 15 og l6 viser en annen modifikasjon. I mot-setning til den styreventil som er vist i fig. 1 til 2, er ventilen i fig. 14-16 av en platetype.

I fig. 14-16 er rattstammen 200 drivf orbundet med

den ytre rotordel 201 i tannhjulsatsen, og den ytre rotordel driver den indre rotordel 202 i tannhjulsatsen. Den indre fcotor-del 202 er drivforbundet med en plateventildel 204 ved hjelp av et ledd 203« Ventildelen 204 vil dreie seg når rattstammen dreier seg, på samme måte som ventildelen 44 dreier seg i det første utførelseseksempel, og en stoppinne, vist i fig. 15, og betegnet med 205, vil få samvirke med en ventilflate og hindre en for stor dreiebevegelse av ventildelen 204 i begge retninger ved utøvelse av en høy dreiemoment. Vendeventildelen 206 er utført på samme måte som i fig. 13 og skal ikke beskrives mer i detalj, da den for så vidt har en kjent og konvensjonell konstruksjon.

Som best vist i fig. 16 er huset 210, som inneholder styreenheten, forsynt med en innløpsportutførelse som innbefatter et hovedsake].ig krummet U-formet avsnitt 211 som står i forbindelse med innløpspumpen. Dette avsnitt kan man kalle en innløps-trykkport. En retur-reservoarport er betegnet med 212 og har et avsnitt 212a som ved hjelp av et krummet avsnitt 212& er forbundet med et avsnitt 212c som ligger diametralt rett overfor avsnittet 212a. I huset er det en port 214 som står i forbindelse med den ene enden av styremotoren, og en port 215 som står i forbindelse med den andre enden i styremotoren.

Ventildelen 204 som ligger an mot huset har et par porter 220, 221, som, når ventilen er i sin nøytrale stilling, sørger for forbindelse mellom innløpstrykkporten 211 og utløps-reservoarporten 212. Når således ventilen er i nøytral stilling, vil fluidumstrømmen fra trykkpumpen gå gjennom ventilmekanismen og til reservoaret..

I det tilfelle at ventildelen i fig.. 15 beveges i en retning i forhold til huset 210, vil en port 23O, som står i forbindelse med den ene siden av tannhjulsmekanismen, bevege seg til forbindelse eller større forbindelse med porten 211 slik at trykket derved overføres til tannhjulsmekanismen. Samtidig vil den andre siden av tannhjulsmekanismen, som står i forbindelse med porten 231> få forbindelse med porten 215 slik at strømmen rettes mot en ende av styremotoren. Strømmen fra den andre enden av styremotoren vil returnere fra porten 214 til utløpsporten 232 og til utløpsporten 212c.

I tilfelle av at ventilplaten 204 dreies i motsatt retning vil porten 231 få forbindelse med innløpstrykket 211 og fluidum vil styres til målemekanismen i motsatt retning av det som er beskrevet ovenfor, gjennom porten 231, og fluidumstrøm fra målemekanismen vil gå gjennom porten 23O og gjennom porten 214

til den ene enden av styremotoren. Strømmen fra den andre enden av styremotoren vil gå gjennom porten 215 °S inn i utløpet 232

som står i forbindelse med porten 212c, hvormed fluidet føres til reservoaret.

I fig. 17 er det rent skjematisk vist en styreenhet

med en styreventil 300. Utførelsen i fig. 17 har et styresystem hvor styre- eller rattstammen 311 er drivforbundet med den indre rotordel 313 ved hjelp av etledd 312. Den ytre totordel 314

er slik utført at den dreier seg i en begrense t strekning når den indre rotordel dreier seg, og det forefinnes æn ikke vist mekanisme som hindrer en ytterligere rotasjon. Denne begynnende rotasjon

eller dreiebevegelse av delen 3^4 overføres via en mekanisk forbindelse, som innbefatter en skive eller plate-lignende del 315, til en roterende ventildel eller ventildelen 316 i ventilmekanismen 300*

Vendingen i utførelsen i fig. 17 er lik den som er

vist og beskrevet i US-patentskrift nr. 3.O87.436. Det skal her dog nevnes at vendingen skjer på den siden av tannhjulsmekanismen som er nærmest rattstammen 3H> i stedet for på den siden av tannhjulsmekanismen hvor ventilen 300 er anordnet, med andre ord tannhjulsmekanismen er plasert mellom vendeventilen og ventilmekanismen 300* Vendeventildelen 320 er også drivforbundet med den ytre rotordel 3^4 som følge av en tappforbindelse, og dreier seg litt sammen med den når det utøves et dreiemoment via tannhjulsmekanismen .

I fig. l8 og 19 er rattstammen 400 drivforbundetmed

en hylse 401 over en tannhjulsforbindelse. Hylsen 401 har innvendige tenner, se fig. 19- Tennene 402 samvirker med tenner 403 på ytteromkretsen til den ytre rotordel. Den indre rotordel er betegnet 405-

I denne utførelsen vil den begynnende rotasjon av rattstammen 400 bevirke en rotasjon av den ytre rotordel 404 som så igjen bevirker en rotasjon av den indre del 405> på samme måte som i fig. 1. Den begynnende rotasjon av delen 405 bevirker en begrenset rotasjon av enten en ventilplate i utførelsen i fig.

13, eller en aksialventil som i fig. 1, slik at det oppnås en ønsket styring av fluidet ved dreining av en aksel 407 som er forbundet med ventilen. I fig. l8 og 19 kan imidlertid rotoren bare dreie seg i begrenset grad og den hindres også i å utføre banebevegelser. I dette tilfelle bevirker en rotasjonsbevegelse av rattstammen 400 en rotasjon og banebevegelse av rotordelen 404

på en måte som er lik den som er beskrevet i US-patentskrift nr. 3.443.478. Vendedelen 410 er festet til rotordelen 405 for å muliggjøre den nødvendige vending når rotordelen 404 roterer og kretser. Detaljer ved ventilmekanismen som kan være forbundet med konstruksjonen i fig. l8 og 19 skal ikke beskrives nærmere,

da de kan være som beskrevet foran, eventuelt med selvfølgelige modifikasjoner.

Claims (1)

1. Styreenhet for styring av en trykkfluidumtilførsel til en hydraulisk motor via en retningstyreventil i avhengighet av rotasjonen av en drivaksel, innbefattende en gerotor med et innvendig fortannet ytre tannhjulselement og et utvendig fortannet indre tannhjulselement med en tann mindre enn det ytre tannhjulselement og i inngrep med dette, hvilke; tannhjulselementer er anordnet innbyrdes eksentrisk slik at aksen til et av tannhjulselementene kan kretse om aksen til det andre tannhjulselement hvorved det mellom de to tannsett dannes vekslende ekspanderende og avtagende arbeidskamre, en roterende kommutatorventil som for-binder de ekspanderende kamre med et trykkfluiduminnløp og for-binder de avtagende kamre med et trykkfluidum utløp, idet et av tannhjulselementene er koplet til drivakselen, det andre tannhjulselement er opplagret for begrenset vinkelbevegeIse mot virkningen til en returfjær og er mekanisk koplet til et bevegbart ventillegeme i retningstyreventilens hus, hvilken kopling er slik at ved en vinkelbevegeIse av det nevnte tannhjulselement i den ene eller andre retning vil retningstyreventilen forbinde gerotorens trykkfluidumutløp med den ene eller andre siden av den hydrauliske motor, karakterisert ved at det innvendig fortannede ytre tannhjulselement (36, 153, 201, 314) er opplagret for koaksial rotasjon med drivakselen (12, 150, 200,

311), at det utvendig fortannede indre tannhjulselement (37, 154, 202, 313) er flytende opplagret ved hjelp av et svingeledd (40, 155, 203, 312) eksentrisk i forhold til drivakselens rotasjonsakse for kretsende bevegelse inne i det ytre tannhjulselement, og ved at det nevnte bevegbare ventillegeme (44, 204, 316) er opplagret dreibart i forhold til et fast ventilelement (42, 210) som er koaksialt med drivakselen, idet det bevegbare ventilelement er forbundet med det for begrenset vinkelbevegelse opp-lagrede tannhjulselement for rotasjon av dette.

2. Styreenhet ifølge krav 1, hvor det bevegbare ventilelement er en i det indre av den faststående ventildel dreibart lagret sylindrisk del som på omkretsen har styreflater og styre-spor som samvirker med radielle åpninger i den faststående ventildel, karakterisert ved at den faststående ventildel dannes av en enhetlig eller flerdelt, med omkretsspor (50, 51, 52, 53) og de radielle åpninger (60, 61, 62, 63, 64) forsynt hylse (42, 43).

3. Styreenhet ifølge krav 2, hvor det bevegbare ventilelement har en aksial kanal og returfjæren dannes av en torsjonsstav som strekker seg gjennom den aksial kanal, karakterisert ved at den ene enden av torsjonsstaven (121) er innstillbart festet i huset (11), mens den andre enden er dreiefast forbundet med det bevegbare ventilelement (44).

4. Styreenhet ifølge krav 1, karakterisert ved. at den faststående ventildel dannes av en med åpninger (211, 212, 214, 215) forsynt husfast plan endevegg (210), og at det bevegbare ventilelement dannes av en mot endeveggen (210) anliggende, dreibart lagret ventilplate (204) som er forsynt med styreåpninger (220, 221, 230, 231, 232).

5. Styreenhet ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved anslagsdeler (80, 80a, 81, 81a,

205) for begrensing av det bevegbare ventilelements (44, 204) dreiebevegelse i begge retninger.