SE436731B - Servostyranordning - Google Patents

Description

7806732- 9 ändläge. I vissa fall är ventilen styvt fäst vid styrhuset och pâverkas av ett av dess rörliga element, såsom den mutterformiga kolven eller sektorn eller kvadranten, medan i andra fall ventilen är anbragt i själva kolven och fungerar vid anslag mot de motsvarande cylinderändarna. Alla dessa konstruktioner kräver emellertid användning av ytterligare ventilanordningar, som ökar tillverkningskostnaderna och gör hop- sättning och justering av styrhuset till tidsödande operation.

Genom uppfinningen nås även en mycket enkel lösning av dessa pnüflem.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas genom exempel under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig 1 är en axialsektion av ett styrhus, innefattande en styrventil enligt uppfinningen, fig 2 en sektion längs linjen II-II i fig 1, fig 3 en sektion längs linjen III-III i fig 1, fig 4 en sektion längs linjen IV-IV i fig 5 av en föredragen utföringsform av en servostyrmekanism, innehållande en styrventil enligt uppfinningen, med organ verkande som stopp- ändventiler, fig 5 en sektion längs linjen V-V i fig 4, fig 6 en sektion längs linjen VI-VI i fig 4, fig 7 en bild,-sedd i rikt- ningen för pilen VII i fig 4, utvisande en detalj av servostyr- mekanismen.

I fig 1 till 3 visas ett styrhus, som bildar en inre cylinder 2, med en kåpa 1. Avsedd att förflyttas fritt i cylindern 2 och i tä- tande ingrepp med denna genom en packning eller liknande 3 finns en kolv 4, som begränsar två arbetskammare 5, 6 i en dubbelverkande, hydraulisk manövercylinder, vilken bildas av själva styrhuset. Kol- ven 4 har en kuggstång 7, som ingriper med en sektor eller kvadrant 8, i ett stycke med servostyrningens utgående axel 9.

Husets öppna ände (upptill i fig 1) har ett cylindriskt parti 11 med stor diameter och ett mellanliggande, cylindriskt parti 10 med en större diameter än cylinderns 2. En första, ringformig ansats skiljer cylindern 2 och mellanpartiet 10, medan en andra, ringfor- mig ansats skiljer mellanpartiet 10 och cylinderpartiet 11. En ringformig skiva 12 ingriper med den första, ringformiga ansatsen och samverkar tätande med det ringformiga partiet 10 genom en ring- packning 15. På samma sätt samverkar en fläns 13, som bildar en del av kåpan 14, vilken är fäst i läge med konventionella medel (ej visade), tätande ned det cy- lindriska partiet 11 genom en ringpackning 16. Skivan 12 hålls i läe genun yttre 7806732-9 lagerbanor 17 hos ett kullager 18, vilka lagerbanor är fästa vid kåpan 14 och samverkar fluidtätt med flänsen 13 genom en annan packning 19, som är anbragt mellan laqerbæyxma och flänsen.

Axiellt förlöpande genom kolven 4 finns ett bottenhål 20, vars öppning sträcker sig mot kåpans 14 sida och är utformad med ett invändigt, spiralformigt spår 21, som tjänar såsom spåret för kulorna 22 hos en återförande kulkrets, vilken tjänar såsom en mutter. Denna anordning är konventionell och visas icke närmare i detalj. Med kulorna 22 ingriper ett motsvarande spår 23 i den rörformiga styrspindeln 24, vilken sträcker sig från kolven och vidgas till ett skålformigt huvud med den allmänna beteckningen 25, varvid den utvändiga ytan av delen 25 har den andra lagefixman 26 för kulorna 18. Huvudet 25 omfattar även en invändig fläns eller krage eller liknande 27, med en utvändig, cylindrisk yta, som är hermetiskt tätad vid en öppnigg i skivan 12 genom en packning 28. På likartat sätt ingriper en utvändig fläns 29 tätande genom en packning 30 med sidoytan i ett urtag 31 i kåpans 14 invändiga yta.

Stelt fästad medelst en diametralt utskjutande pinne 32 vid den invändiga änden, längst från spindelns 24 huvud 25, finns den motsvarande änden av en torsionsstång 33, vilken sträcker sig längs spindeln och utskjuter genom huvudet 25, till bildande av en stång 34, som sträcker sig genom en lagerhylsa 35 i kåpan 14 och genom ett låsorgan 36 och en täckplatta 37 till bildande av en ände 38 för koppling till transmissionen från ratten. Den del av stången 34 som ingår i urtaget i delen 25 har lister 39 avsedda för rotationsingrepp för ändamål, som beskrivs senare.

Huvudet 25 har ett urtag, som-har två ansatsförsedda, cylindriska säten nära sin botten. En ringformad, skivformig platta 40 ingriper fast med det första säten, vilket är invid urtagets botten, och en fördelarring 41 är anbragt ovanför denna.

De tvâ elementen 40,41 är säkrade i läge genom en distanshylsa 42 och en ringformig mutter 43, som är inskruvad i urtagets öppning. över ringen 41 och avsedd att glida axiellt i hylsan 42 finns en annan ringformad, skivformig platta 44, som har mindre 7806732-9 axiell längd än distanshylsan 42. Plattan 44 är utformad med tre ansatsförsedda, längsriktade hål, som ingriper med motsvarande huvuden på motsvarande stänger 45, vilka stäckbr sig genom den centrala ëppningen i fördelarringen 41, genom den första, skivformiga plattan 40, genom motsvarande öppningar och avslutas i urtag 46 vid huvudets 25 botten, vilka urtag 46 upptar en stapel av Belleville-ringar 47, som hålls sammantryckta mellan plattan 40 och ett ändanslag 48 på stången. Den andra, skivformiga plattan 44 hålls följaktligen i ingrepp med den motställda ytan av den ring 41 som begränsar den skivformiga kammaren i servostyrsystemets styrventilanordning, vilken kammare har den allmänna beteckningen 49 i fig. 1. i I kammaren 49 finns en stjärnformig rotor 50, som har ett centralt parti, från vilket sex armar utskjuter stjärnformigt och är kopplat, med listerna 39_pâ stången 34 samt ingriper med de olika ytorna i kammaren 49. Såsom framgår av fig. 2, har ringen 41 två satser av tre cylindriska ytor 51, 52, av vilka ytorna 51 har en större radie än ytorna 52, och rotorn har två satser av tre armar 53,54, vilkas motsvarande ändar ingriper med ytorna 51,52, såfatt den skivformiga kammaren är avdelad i tre par kammare 49a, 49b, vardera anbragta vid en sida vid var och en av rotorns längre armar 53. Stängerna 45 sträcker sig genom periferiellt utvidgade öppningar 55, (fig.2) i de längre rotorarmarna 53 och stångens 34 lister ïåär upptagna i utvidgade urtag 56 (fig. 3) i de skivformiga plattorna 40, 44, så att stången 34 och rotorn 50 är anordnade för begränsad rotation med fjädrande vridning av stången 33 relativt de skiv- formiga plattorna 40,44.

Genom öppningar 57a och kanaler, såsom 58-60, kommunicerar kamrarna 49a med arbetskammaren 5 i cylindern, medan genom öppningar 57b kamrarna 49b har en likartad förbindelse (ej visad) med kammaren 6. Vidare är motställt mot rotorarmarna 54 anbragta portar 61, från vilka passager 62 sträcker sig, som kommuni~ cerar med en bapp 63 vid inloppet för tryckolja genom kanaler 64, 55 och kammaren för kullagret 18, vilken sisüümmda kammue är tillslubaia packningarna 19, 30 och av packningen 66, som är anbragt mellan 7806732-9 lagerbanan 17 och flänsen 13. På likartat sätt är ytter- ligare portar 67 anbragta motställda mot rotorarmarna 53 och kommunicerar genom motsvarande kanaler med en tapp 68 vid utloppet för olja, som har strömmat genom anordningen. även om detta system icke har beskrivits mera detaljerat, inses att det bildar en roterande fördelningsventil för den dubbelverkande, hydrauliska cylindern. I drift, d v s när ratten vrids medför vridningen av rotorn 50 åt;endare hållet relativt den skiv- formiga kammaren att högtryck ansluts till en av cylinder- kamrarna, medan lågtryck ansluts till den andra cylinder- kammaren, för att åstadkomma servoverkan.

Vidare är fjädrarna 47 kalibrerade så att förspänningen av den rörliga, skivformiga plattan 44 övervinner reaktionen från den hydrauliska fluiden i kamrarna 49a eller 49b, vilka utsätts för tryck vid varje given tidpunkt, så att plattan 44 förblir i ingrepp i sitt_normala_arbetsläge, såsom visas, och anordningen fungerar på konventionellt sätt. Om emellertid arbetstrycket av något skäl skulle överskrida ett önskat värde, som motsvarar fjädrarnas kalibrering, övervinner trycket i kamrarna 49 kraften hos fjädrarna och plattan 44 frigörs från rotorn, för att ge direkt förbindelse mellan de.trycksatta kamrarna och kamrarna vid utsläpp, såfæt övertrycket reduceras.

Vidare kan givetvis de förbättringar som beskrivits användas vid en valfri, annan typ av styrmekaniskm, som har en skiv- formig ventilanordning exempelvis, när en dylik anordning är anbragt i den kombinerade kuggstångs-och kolvanordningen.

En andra utföringsform av uppfinningen beskrivs nu under hänvisning till fig. 4 till 7. Denna andra utföringsform har detaljer, som är identiska lika eller likartade med de som finns i servostyrmekanismen enligt fig. l till 3. Dylika detaljer kommer icke att ånyo beskrivas här men har samma hänvisningssiffror som i fig. 1-3.

Den ända av loppet 20 i kolven 4 som är längst från ventil- anordningen vidgas cylindriskt, såsom visas vid 70, och styrspindelns 24 fria ände sträcker sig till detta urtag. '7806732-9 Inskruvad i det axiella loppet i spindeln finns en koppling 71, som är utformad med ett axiellt lopp 72 och ett urtag 72a, som är öppet vid sin fria ände. I tätande ingrepp i loppet 72, med en mellanliggande tätning 73, är ändan av en stång 74, som även sträcker sig in i spindelns 24 axiella lopp så långt som uttaget i huvudet 25. Stången 74 är styrd i det axiella hålet, vid ytorna 75, 76 och fluidtätning erhålls genom tätningar 77, 78. Stången 74 är utformad med ett gängat, axiellt hål 79, i vilket med tillräcklig friktion för självstabilisering en samman passande stång- formig ansats 80 ingriper, vilken utskjuter från organet 71 för att anligga mot basen av en propp, 81 sommed a: mellan- liggande tätning 82 är inskruvad i urtagets 70 gängade munstycke.

När kolven 4 når den övre ändan av sitt slag(jfr fig. 4), förflyttas följaktligen stången 74 något uppåt i förhållande till spindeln 24. Anordningen qör det möjligt att ha samma rörelse hos stången 71, när kolven når ändan av sitt nad- åtriktade slag. Organet 71 är utformat med en radiell ut- skärning 83, genom vilken en spindel 84 sträcker sig. Fritt vippbart anbragt på dennna finns en balansarm 85, som har en kluven ände 86, vilken ingriper runt organet 70, och en spnmællflumnde ände för en lös rulle 87, som utskjuter från organets 7l periferi och är avsedd att anligga mot basen i urtaget 70, när kolven 4 når sitt bottenläge.

Det stångformiga anslaget 80 är ställbart genom någon form av manövrering, som är tillgänglig utanför styrhuset, genom det axiella hålet 89 i stången 74 och genom en passage 90 i styrstången 34, vilken passage 90 kan tillslutas med en propp 91.

Den rörformiga stångens 74 övre ände avslutas i ett ändurtag 92 i organet 34 och har ett ansatsförsett säte 93, mot vilket med en mellanliggande stapel av bellevilleringar 94 vilar i ett trearmat armkors 95, som är förspänt av sina armar mot en ändstoppring 96. Armkorsets armar sträcker sig genom öppningar 97 i organets 34 vägg och är upptagen i urtag 98 i de '1806732-9 centrala öppningarna i plattan 40 och rotorn 50, motställda mot den nedåt riktade ytan och på den rörliga, skivformiga plattan 44, så att den uppåtriktade förskjutningen av stången 74 skiljer plattan 44 från sitt läge med tätande ingrepp med den motställda rotorytan och bort från plattan 41. Fjädern 94 är ett medel för att kompensera skillnader i slaglängd mellan den rörliga plattan 41 och den beskrivna manöveranordningen.

Den konstruktion som beskrivits under hänvisning till fig. 4 till 7 har samma allmänna funktion som de styrboxar vilka har en skivformig ventilanordning, vilken beskrivits emd hänvisning till fig. 1 till 3, genom att rotorns vridning åt endera hållet medger omväxlande förbindelsetmellan cylinderkamrarna 5, 6 och den hydrauliska vätskans inlopp och utlopp¿ Vidare är fjädrarna 47 kalibrerande så att den belastning som utövas på den rörliga plattan 44 övervinner rcædionfidnfum av den hydfàuliska vätskan i kamrarna 57a, 57b, vilka står under tryck vid en viss tidpunkt, så att plattan 44 kuarhålls i det normala arbetsläge som visas och anordningen fungerar normalt. Om emellertid, såsom för den i fig. l till 3 visade anordningen, arbetstrycket av något skäl överskrider ett önskat värde, som motsvarar fjädrarnas 47 kalibrering, övervinner trycket på kamrarna 57 kraften hos fjädrarna och plattan 44 frigörs från rotorn, för att ge direkt förbindelse mellan tryck- och utloppskamrarna och avlasta det nämnda övertrycket. En särskild egenskap hos anordningen enligt fig. 4 till 7 är att samma effekt erhålls, när styrmekanismen når ett av sina ändlägen, varvid kolven 4 påverkar anslaget 80 genom proppen 81 eller genom att rullen 87 kommer i kontakt med basen i det utvidgade partiet 70 i enlighet med kolvens 4 ändläge (övre eller nedre). På grund härav medför detta i varje fall en förskjutning av stången 74 så att armkorsets 95 armar frigör den rörliga plattan 44. Servostyrmekanismen enligt fig. 4 till 7 har därför ändstoppventiler, som gör cylindern overk- sam, när systemet når något av sina ändlägen.

De förbättringar som beskrivits är givetvis även användbara vid en valfri annan typ av styrmekanism, vilken har en skivformig ventilanordning, såsom de som har en dylik anordning i kolvmuttern eller kuggstången.

Claims (9)

'780673-2-9 Patentkrav

1. Servostyranordning, särskilt för en kraftregleringsmekanism, innefattande ett ingångselement (38) och ett utgångselement (9), vilka är roterbara relativt varandra, en fördelningsventilkammare (49) hos en skiv- formig struktur, som är anordnad koaxiellt med nämnda element och uppvisar mot varandra vända axiella ytor (plattor 40, 44), av vilka åtminstone en är formad med öppningsportar hos fluidströmningspassager, t ex inloppspassager (63), returpassager (68), första (58) och andra (59) arbetspassager för selektiv anslutning till första (6) respektive andra (5) arbetskamrar, varvid ventil- kammaren (49) innehåller en väsentligen platt stjärnformig ventilrotor (50) i stånd till relativ rotation i förhållande till nämnda ventilkammare och uppvisande väsentligen radiellt utstående armar (53, 54), som mellan sig och den perifera väggen (51, 52) hos nämnda ventilkammare (49) avgränsar fluidtryck- rkamrar (49a, 49b), k ä n n e t e c k n a d av att den skivformiga ventilkamma- rens (49) andra axiella yta avgränsas av ett element (platta 44), som är rörligt i den axiella riktningen mellan första och andra axiellt åtskilda lägen, varvid den stjärnformiga rotorn (50) samverkar i vridbar tätande kontakt med nämnda rörliga element för att tätande skilja nämnda tryckkamrar (49a, 49b) från varandra endast i nämnda första läget av nämnda rörliga element, varvid i dess nämnda andra läge tryckkamrarna kommunicerar ömsesidigt.

2. Anordning enligt krav l,_k ä n n e t e c k n a d av att nämnda rörliga element (44) är förspänt mot nämnda första läge av fjäderorgan (4) kalibrerade att utöva en kraft svarande mot det maximalt erfordrade arbets- trycket för anordningen.

3. Anordning enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda skivformiga kammare (49) begränsad av en första ringformig platta (40) utbildad med nämnda portar (57a, 57b, 61, 67) hos nämnda fluidströmningspassa- ger genom en ringformig kammarplatta (41) anordnad intill nämnda första ring- formiga platta (40) och avgränsande nämnda perifera vägg (51, 52) hos nämnda skivformiga ventilkammare (49), varvid en distanshylsa (42) är anordnad intill den ringformiga kammarplattan (49) och uppvisar en axiell längd större än tjock- leken hos nämnda axiellt rörliga element (44), vilket är vridbart anordnat i distanshylsan (42), och varvid kvarhållningsorgan (43) är anordnade att säkra den första ringformiga plattan (40), den ringformiga kammarplattan (41) och nämnda distanshylsa (42) i läge i nämnda ordning i ett urtag bildat i nämnda ingångselement (38) eller i nämnda utgångselement (9). 7806732-9 9

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar åtminstone en långsträckt stång (45) ansluten till nämnda axiellt rörliga element (44) och sträckande sig axiellt genom nämnda stjärnformiga rotor (40) och avslutad av ett anslag (48), varvid nämnda fjäderorgan är monterade i hoptryckt tillstånd på nämnda stång (45) mellan den första ringformiga plattans (40) längst bort från nämnda rotor (40) och nämnda anslag (48) hos nämnda stång vända yta.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda fjäder- organ bildas av en stapel (47) av fjäderringar monterade på stången (45).

6. - Anordning enligt något av föregående krav, varvid nämnda ett av nämnda ingångs- och utgångselement är en spindel (24) samhörande med en mutterliknande kolv (4), som åtskiljer de första (6) och andra (5) arbetskàmrarna, k ä n n e - t e c k n a d av att den fria änden hos spindeln (24) har en anslagsanordning (80,8l,82,83,84,85) förindikering av åtminstone ett av de två ändlägena hos nämnda mutterliknande kolv (4) vilken via en transmission (74), som sträcker sig genom spindeln och avslutas i ett motstående anslag (95), sträcker sig till nämnda axiellt rörliga element (44) för att förskjuta detsamma från dess nämnda första läge mot dess nämnda andra läge när nämnda kolv (4) anländer till åt- minstone ett av sina ändlägen.

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att den vid nämnda stångs (74) ände innefattar ett stjärnformigt anslag (95) centralt anordnat i den skivformiga ventilkammaren (49).

8. Anordning enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d av att spindelns (24) fria ände sträcker sig in i en förstorad del (57) av ett blind- hål bildat i den mutterliknande kolven (4) till avgränsning av en ansats (70a), varvid anslagsanordningen är formad av ett axiellt utsprång (80) hos en regler- stång (74), som är inrättad att kontaktas av änden (81) hos nämnda blindhål när nämnda mutterliknande kolv (4) när ett av sina ändlägen för att aktivera nämnda anslag (95) för nämnda axiellt rörliga element (44), och varvid anslagsan- ordningen även innefattar en hävarm (85) radiellt anordnad vid änden av spindeln (24), vilken hävarm har en arm inrättad att utsättas för ingrepp med nämnda ansats (70a) när den mutterliknande kolven (4) når sitt andra ändläge i ändamål att framkalla vridrörelse av hävarmen, varigenom dess andra arm tvingar regler- stången att aktivera nämnda anslag (95) för det axiellt rörliga elementet (44).

9. Anordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att reglerstångens (74) axiella utsprång är en pinne (80), som inställbart mottages i ett därtill anspassat hål i reglerstångens ände.