Uprawniony z patentu: Zahnradfabrik Friedrichshafen AG, Friedrichshafen Republika Federalna Niemiec Serwomechanizm ukladu kierowniczego zwlaszcza do pojazdów mechanicznych z hydrostatycznym przenoszeniem sily kierowania Przedmiotem wynalazku jest serwomechanizm ukladu kierowniczego zwlaszcza do pojazdów mechanicznych z hydrostatycznym przenoszeniem sily kierowania, z serwopompa, pompa sterujaca dzialajaca jako urza¬ dzenie dawkujace, z hydraulicznie wzglednie mecha¬ nicznie uruchamianym zaworem sterujacym i z jednym wzglednie kilkoma silownikami.Rozwój serwomechanizmów ukladu kierowniczego, przy których zastosowano wieksze ilosci hydraulicz¬ nego czynnika przenoszacego cisnienie, oraz wyzsze cisnienie, doprowadzil do stosowania równiez wiekszych pomp sterujacych, jednak ze wzgledów ekonomicznych i konstrukcyjnych ich wielkosc nie moze przekroczyc okreslonych rozmiarów. W celu przeciwstawienia sie wystepujacym tu trudnosciom rozpowszechniono serwo¬ mechanizmy ukladu kierowniczego, w których mozna bylo zastosowac stosunkowo male pompy sterujace dla sterowanego tloczenia duzych ilosci czynnika hydra¬ ulicznego do serwomotorów.Osiaga sie to w ten sposób, ze urzadzenie z zaworem sterujacym kieruje tylko czesc tloczonego przez serwo- pompe czynnika poprzez pompe sterujaca, zas reszte bezposrednio do silownika, wzglednie silowników.Znane jest urzadzenie tego typu, w którym caly tloczony przez serwopompe strumien czynnika rozdzie¬ lony zostaje na strumien sterujacy, plynacy przez pom¬ pe sterujaca, oraz na strumien roboczy, omijajacy pompe sterujaca, po czym oba strumienie czesciowe znów,,lacza sie i doprowadzane zostaja do silownika.W tym'znanym urzadzeniu wplyw wzmocnienia stru¬ lo mienia jest jednak niepewny, a wspólczynnik wzmoc¬ nienia strumienia jest staly.W innym znanym rozwiazaniu czynnik przenoszacy cisnienie tloczony jest przez druga, wieksza serwopom¬ pe bezposrednio do silowników, przy czym tloczenie rozpoczyna sie automatycznie, gdy tylko róznica cis¬ nien w pompie sterujacej przekroczy okreslona wiel¬ kosc graniczna. W urzadzeniu tym pompa sterujaca dziala jednak glównie jako wytwornica róznicy cisnien, niezbednej dla przestawienia obu zaworów sterujacych, a w znacznie mniejszym stopniu jako urzadzenie daw¬ kujace. Tym samym zasadnicze wymagania, jakie mu- sza byc stawiane serwomechanizmom ukladu kierow¬ niczego o duzych wydajnosciach, pozostaja nie spel¬ nione.Zadaniem niniejszego wynalazku jest opracowanie rozwiazania umozliwiajacego dolaczenia bez dodatko¬ wych nakladów jednego, wzglednie kilku dalszych sir lowników do glównego silownika, zasilanego przez pompe sterujaca, przy czym praca tych dodatkowo dolaczonych silowników winna przebiegac w uzalez¬ nieniu od synchronizacji miedzy pompa sterujaca i si¬ lownikiem, bez koniecznosci dostarczania z pompy ste¬ rujacej czynnika pod wysokim cisnieniem, nezbednego do podlaczenia.Osiaga sie to dzieki temu, ze w pierwszym przy¬ kladzie wykonania z hydraulicznie uruchamianym za¬ worem sterujacym, zawór ten ma postac suwaka ste* 33 rujacego z piecioma, symetrycznie wzgledem siebie 15 20 25 6965569655 umieszczonymi wpustami sterujacymi ulozyskowanego osiowo przesuwnie w korpusie z jedenastoma symetrycz¬ nie wzgledem siebie umieszczonymi wpustami korpusu, przy czym piec wpustów sterujacych i jedenascie wpu¬ stów korpusu tworzy ze soba krawedzie sterujace do przeplywu srodka cisnieniowego, a oba zewnetrzne wpus¬ ty korpusu sa podlaczone razem ze srodkowym jego wpustem do kanalu zwrotnego, oba nastepne zewnetrzne wpusty korpusu sa polaczone przewodami z przestrzenia tloczna silnika, przylaczalnego natomiast dwa dalsze wpusty korpusu sa podlaczone poprzez kanal doply¬ wowy i przewód do serwopompy a ponadto dalsze, biegnace do wewnatrz wpusty korpusu sa polaczone przewodami z pompa sterujaca, a oba wewnetrzne wpusty korpusu sa podlaczone poprzez przewody do przestrzeni tlocznych serwomotoru (silownika).W drugim przykladzie wykonania z mechanicznie uruchamianym zaworem sterujacym wynalazek, zawór ten ma postac korpusu z suwakiem sterujacym wstep¬ nie i z suwakiem sterujacym nawrotnie, przesuwanymi osiowo w przeciwnym kierunku za pomoca kola zabie- rakowego, przy czym dwa wpusty sterujace suwaka sterujacego wstepnie z piecioma symetrycznie do nich umieszczonymi wpustami korpusu oraz trzy wpusty sterujace suwaka sterujacego nawrotnie z siedmioma symetrycznie do nich umieszczonymi wpustami korpusu tworza kazdorazowo krawedzie sterujace do przeplywu srodka cisnieniowego, a oba zewnetrzne wpusty kor¬ pusu dla suwaka sterujacego wstepnie sa podlaczone poprzez przewód doplywowy do serwopompy, nato¬ miast oba wewnetrzne wpusty korpusu sa polaczone za pomoca przewodów z przestrzeniami tlocznymi sil¬ nika, a srodkowy wpust korpusu jest podlaczony do kanalu, a ponadto zewnetrzne wpusty korpusu dla su¬ waka sterujacego nawrotnie sa polaczone poprzez kana¬ ly kazdorazowo z zewnetrznymi wpustami korpusu dla suwaka sterujacego wstepnie, srodkowy wpust kor¬ pusu jest podlaczony do kanalu lub do przewodu zwrot¬ nego i dalsze umieszczone na zewnatrz i do wewnatrz wpusty korpusu dla suwaka sterujacego nawrotnie sa podlaczone poprzez przewody do pompy sterujacej, a wewnetrzne wpusty korpusu sa polaczone przewodami z przestrzeniami tlocznymi serwomotoru (silownika).Istotne jest równiez wedlug wynalazku to, ze silow¬ nik i silnik przylaczalny sa zsynchronizowane ze soba poprzez drazek kierowniczy poprzeczny sterowanych kól pojazdu.Szczególna korzysc przedmiotu zgloszenia polega na tym, ze postawione zadanie rozwiazane jest bardzo niewielkim nakladem, przez wprowadzenie dodatkowych dwóch wpustów sterujacych do normalnego zaworu sterujacego, stosowanego powszechnie w serwomecha¬ nizmach ukladu kierowniczego. W przypadku, gdy jako punkt wyjsciowy przyjmujemy znany serwomechanizm ukladu kierowniczego, z hydrostatycznym przelozeniem sily kierowania, w którym w uzaleznieniu od obrotu kierownicy, hydraulicznie lub mechanicznie uruchamia¬ ny zawór sterujacy kieruje cisnieniowy czynnik nape¬ dowy, wytloczony przez serwopompe, a dawkowany przez pompe sterujaca, do jednego lub kilku silow¬ ników, mozna zastosowac dwa nastepne wpusty steru¬ jace, rozmieszczone symetrycznie do juz istniejacych i podlaczone do przewodów swobodnego obiegu czyn¬ nika, przy naturalnym polozeniu suwaka sterujacego, do których to dodatkowych wpustów dolacza sie po jednej komorze cisnieniowej dodatkowego silownika.W czasie gdy komory cisnieniowe pierwotnie istnieja¬ cego silownika zablokowane sa hydraulicznie poprzez 5 pompe sterujaca, komory cisnieniowe dodatkowego, au¬ tomatycznie przylaczalnego silownika zablokowane sa mechanicznie poprzez poprzeczny drazek kierowniczy, w wyniku dzialania pierwotnego silownika.Rozwiazanie to dotyczy równiez takich przypadków, 10 gdy pierwotny i/lub przylaczalny uklad silowników skla¬ da sie z kilku silowników.Przedmiot wynalazku jest objasniony na przykladach wykonania uwidocznionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zawór sterujacy uruchamiany hydraulicz- 15 nie, w polozeniu neutralnym, z symbolicznie przed¬ stawionymi pozostalymi elementami serwomechanizmu ukladu kierowniczego; fig. 2 — zawór sterujacy wedlug fig. 1 w polozeniu wychylenia; fig. 3 — zawór ste¬ rujacy uruchamiany mechanicznie, w polozeniu neut- 20 ralnym; fig. 4 — sterujacy wedlug fig. 3, w polozeniu wychylenia.Zawór sterujacy uruchamiany hydraulicznie oznaczo¬ no przez 1, zas zawór uruchamiany mechanicznie — przez 1'. Pozostala czesc serwomechanizmu, wraz z 25 czescia przylaczalna sklada sie z pompy sterujacej 2, serwopompy 3, zbiornika 4, silownika 5, przylaczalnego silownika 6, zaworu ssacego 7, przewodu doplywowego 8 i przewodu powrotnego 9. W obudowie 10 lub 10' znajduje sie zawór sterujacy 1 lub 1'. Zawór sterujacy 30 1 sklada sie z suwaka sterujacego 11, utrzymywanego w swym srodkowym polozeniu przez sprezyny centru¬ jace 12 i 13. Suwak sterujacy 11 posiada piec ste¬ rujacych wpustów 14, 15, 16, 17 i 18, przy czym wpusty 15 i 17 maja dodatkowo promieniowo wywier- 35 cone otwory 38 i 39. Zawór sterujacy 1 posiada poza tym jedenascie symetrycznie rozmieszczonych wpustów obudowy 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 29. Wpus¬ ty 21 i 27 polaczone sa miedzy soba kanalem doplywo¬ wym 30, podczas gdy wpusty 19, 24 i 29 lacza sie ze 40 soba kanalem powrotnym 31. Jedna strona pompy ste¬ rujacej 2 polaczona jest poprzez przewód 32 z wypus¬ tem obudowy 22, zas druga strona przewodem 33 z wpustem 26.Jedna komora cisnieniowa silownika 5 polaczona jest 45 przewodem 34 z wpustem obudowy 23, podczas gdy druga komora cisnieniowa laczy sie przewodem 35 z wpustem 25.Silownik 6 posiada równiez dwie komory cisnienia, z których jedna polaczona jest przewodem 36 z wpus¬ tem obudowy 20, zas druga przewodem 37 z wpustem 28. Osiowy otwór 40 laczy promieniowy otwór 38 suwaka sterujacego 11 z komora czolowa 42, podczas gdy osiowy otwór 41 przenosi cisnienie panujace w pro¬ mieniowym otworze 39, na komore czolowa 43.W przeciwienstwie do wyzej opisanego, przy drugim przykladowym rozwiazaniu konstrukcyjnym, polegaja¬ cym na zastosowaniu zaworu sterujacego 1', urucha¬ mianego mechanicznie, zawór ten sklada sie z dwóch ^ przeciwbieznie usytuowanych suwaków sterujacych, a mianowicie z suwaka wstepnego wysterowania 44 i z suwaka przesterowujacego 45. Suwaki te przedstawiane sa mechanicznie za pomoca czopów zabierakowych 46 lub 47, w zaleznosci od obrotów kierownicy. Suwak 65 wstepnego wysterowania 44 posiada dwa wpusty ste- 50 555 rujace 48 i 49, wspólpracujace z piecioma wpustami obudowy 50, 51, 52,53 i 54, zas suwak przesterowujacy 45 posiada trzy wpusty sterujace 55, 56 i 57, które wspólpracujac z siedmioma wpustami obudowy 58, 59, 60, 61, 62, 63 i 64, reguluja doplyw czynnika pod 5 cisnieniem. Zawód sterujacy 1' centrowany jest za po¬ moca sprezyn centrujacych 12' i 13' usytuowanych na koncach suwaka przesterowujacego 45.Kanaly 65, 66 i 67 lacza suwak wstepnego wystero¬ wania 44 z suwakiem przesterowujacym 45, przy czym 10 kanal 65 laczy ze soba wpusty obudowy 50 i 58, kanal 66 — wpusty 52 i 61, zas kanal 67 wpusty obudowy 54 i 64.W polozeniu neutralnym wpusty sterujace i wpusty obudowy tworza pierscieniowe szczeliny, umozliwiajace 15 swobodny, bezcisnieniowy przeplyw czynnika hydrau¬ licznego.Krawedzie sterujace tworzace pierscieniowa szczeline posiadaja co najmniej na polowie swej dlugosci sfazo- wania. Umozliwia to nastawienie cisnienia tloczenia 20 serwopompy 3 na poczatku ruchu kierowania, w uza¬ leznieniu od osiowego ruchu suwaka sterujacego 11 lub 45.W neutralnym polozeniu kierowania zaworu steru¬ jacego 1, który jest uruchamiany hydraulicznie (fig. 1), 25 czynnik przenoszacy cisnienie, tloczony przez serwo¬ pompe 3, plynie przez przewód doplywowy 8 do ka¬ nalu doplywowego 30, znajdujacego sie w obudowie 10i który z kolei doprowadza czynnik do wpustów obudowy 21 i 27. Stad czynnik przenoszacy cisnienie 30 przedostaje sie przez wpusty sterujace 14 i 18 do wpus¬ tów obudowy 19 i 29, przylaczonych do kanalu powrot¬ nego 31 i nastepnie przez przewód powrotny 9 swo¬ bodnie i niema! bezcisnieniowe przeplywa z powrotem do zbiornika 4. Zbiornik 4 polaczony jest ze strona ssaca serwopompy 3. W polozeniu neutralnym silow¬ nik 6 jest podlaczony za posrednictwem przewodów 36 i 37, oraz przez wpusty obudowy 20 i 28, do prze¬ wodu powrotnego 9, podczas gdy silownik 5 jest hydra¬ ulicznie zablokowany przez pompe sterujaca 2.W przypadku, gdy w wyniku obrotu kierownica, nastapi ruch obrotowy pompy sterujacej 2, na przyklad w lewo, jak pokazuje strzalka (fig. 2), powstaje róz¬ nica cisnien, powodujaca przestawienie suwaka steru- 45 jacego 11 w prawo, w kierunku dzialania sily sprezyny centrujacej 13. Przesuniecie suwaka nastepuje w wyniku przeniesienia róznicy cisnien, w znany sposób, przez otwory 38, 40 i 39, 41 do komór czolowych 42 i 43.Wraz z przestawieniem suwaka sterujacego 11 na- 50 stepuje coraz wieksze dlawienie swobodnego przeplywu czynnika przenoszacego cisnienie przez jedne sfazowane krawedzie sterujace, przy równoczesnym proporcjonal¬ nym do niego wzroscie cisnienia czynnika sterowanego przez inne krawedzie sterujace i rozprowadzanego do 55 ukladu serwomechanizmu. Strumien oleju bedacego pod wysokim cisnieniem, dochodzacy do kanalu doplywo¬ wego 30, zostaje przy tym rozdzielony na dwie czesci.Jedna czesc doplywa poprzez wpust obudowy 27, wpust sterujacy 17 i wpust obudowy 26 — do przewodu 60 33, prowadzacego do pompy sterujacej 2.Pompa sterujaca 2, w uzaleznieniu od przebiegu kierowania, dawkuje ta pierwsza czesc strumienia, przy niewielkim podwyzszeniu cisnienia i kieruje ja poprzez przewód 32, wpust obudowy 22, wpust sterujacy 15, 65 6 3, do silownika 5 i przylaczalnego silownika 6. Stru¬ mien oleju pod wysokim cisnieniem, tloczony przez wpust obudowy 23, a nastepnie przez przewód 34, do lewej komory cisnieniowej silownika 5. Równoczesnie nie obciazony czynnik przenoszacy cisnienie zostaje wyparty z prawej komory cisnieniowej przez przewód 35 wpust obudowy 25, wpust sterujacy 16, wpust obu¬ dowy 24, a nastepnie przez kanal powrotny 31 i prze¬ wód powrotny 9 — do zbiornika 4.Równoczesnie pozostala czesc strumienia dostarczo¬ nego przez serwopompe, pod wysokim cisnieniem, pa¬ nujacym w kanale doplywowym 30, doprowadona zo¬ staje do wpustu odbudowy 21, skad przedostaje sie przez wpust sterujacy 14, wpust obudowy 20 oraz prze¬ wód 36, do lewej komory cisnieniowej przylaczalnego motoru 6, podczas gdy nie obciazony czynnik hydra¬ uliczny, znajdujacy sie w prawej komorze cisnieniowej, zostaje wyparty przewodem 37, do wpustu obudowy 28, skad dalej przez wpust sterujacy 18, wpust obu¬ dowy 29, kanal powrotny 31 i przewód powrotny 9 przeplywa do zbiornika 4.Ruch silownika 5 i przylaczalnego silownika 6 zsyn¬ chronizowane sa przez poprzeczny drazek kierowniczy 68 kierowanych kól pojazdu. Dzieki temu przyspie¬ szenie, lub opóznianie ruchu przylaczalnego silownika 6 w stosunku do silownika 5, daje w efekcie zmniej¬ szenie, wzglednie zwiekszenie róznicy cisnien w po¬ pie sterujacej 2, a tym samym równiez miedzy czolo¬ wymi plaszczyznami suwaka sterujacego 11; to z kolei powoduje, ze suwak na zasadzie reakcji uzyskuje od¬ powiednie przesuniecie, dzieki któremu nastepuje ko¬ rekta regulacji cisnienia.Kierowaniu w przeciwnym kierunku odpowiada prze¬ ciwne dzialanie urzadzenia.W przypadku zatrzymania serwopompy 3, czynnik hydrauliczny doprowadzony jest dzieki wytworzonej przez pompe sterujaca 2 róznicy cisnien, poprzez zawór ssacy 7, przewód doplywowy 8 i zawór sterujacy 7,ia8( lub 1', przy czym róznica cisnien oddzialywuje na silownik 5.W drugim rozwiazaniu konstrukcyjnym (fig. 3 i 4), w którym stosuje sie zawór sterujacy 1', uruchamiany mechanicznie przez czopy zabierakowe 46 i 47, w uza¬ leznieniu od obrotu kierownicy, w neutralnym poloze¬ niu kierowania, Czynnik hydrauliczny, tloczony przez serwopompe 3, plynie przez przewód doplywowy 8, wpusty obudowy 50 i 54, kanal 66, wust obudowy 61 i przewód powrotny 9, z powrotem do zbiornika 4, który znów jest polaczony ze strona ssaca serwopompy 3, przy czym w czasie przeplywu czynnik nie wywiera nacisku na elementy ukladu.W przypadku spowodowanego przez kierownice ru¬ chu obrotowego pompy sterujacej 2, dla przykladu znowu w kierunku lewym, czopy zabierakowe 46 i 47 zostaja przestawione w kierunku ruchu wskazówek zegara, w ten sposób, ze suwak wstepnego wystero¬ wania przesuniety zostaje w lewo, zas suwak przeste- flowujacy w prawo. Tym samym zostaje równoczesnie przydlawiony swobodny przeplyw czynnika hydraulicz¬ nego przez jedne sfazowane krawedzie sterujace, a w tym samym stopniu zwiekszony zostaje doplyw czyn¬ nika przez inne sfazowane krawedzie sterujace, przy wzroscie cisnienia spowodowanego praca serwopompy69655 8 serwopompe 3, zostaje przy tym skierowany przez prze¬ wód doplywowy 8 do obu wpustów obudowy 50 i 54 i rozdzielony. Jedna czesc strumienia plynie z wpustu obudowy 54 przez kalal 67, wpust obudowy 64, wpust sterujacy 57, wpust obudowy 63, oraz poprzez przewód 5 33 na strone ssaca pompy sterujacej 2, w której w normalny sposób nastepuje dawkowanie. Ta pierwsza czesc strumienia plynie dalej przewodem 32 do wpustu obudowy 59, skad przez wpust sterujacy 55, wpust obudowy 60 i przewód 34 doplywa do lewej komory io cisnieniowej serwomotoru 5. W tym samym czasie nie obciazony (czynnik hydrauliczny z prawej komory cisnieniowej jest wypierany przez przewód 35, wpust obudowy 62, wpust sterujacy 56, wpust obudowy 61 i przewód powrotny 9 — do zbiornika4. 13 Równoczesnie pozostala czesc czynnika pod wysokim cisnieniem przeplywa z wpustu obudowy 50, przez wpust sterujacy 48, wpust obudowy 51 i przewód 36 — do lewej komory cisnieniowej przylaczalnego silownika 6, wspierajac tym samym prace kierowania wykony- 20 wana przez silownik 5. Wyparty z prawej komory cisnieniowej nie obciazony olej przedostaje sie przez przewód 37, wpust obudowy 53, wpust sterujacy 49, wpust obudowy 52, kanal 66, wpust obudowy 61 i prze¬ wód doplywowy 9 — z powrotem do zbiornika 4. 25 Kierowaniu w przeciwnym kierunku odpowiada prze¬ ciwne dzialanie urzadzenia.Wszystko, co zostalo wymienione odnosnie synchro¬ nizacji silownika 5 i przylaczalnego silownika 6, ko¬ rekty regulacji cisnienia i przypadku zatrzymania ser- 30 wopompy 3, dla pierwszego rozwiazania konstrukcyj¬ nego, dotyczy równiez drugiego rozwiazania konstruk¬ cyjnego. PL PL