SE436999B - Servostyranordning for fordon - Google Patents

Description

780673-1-1 armar, som uppdelar den skivformiga kammaren i_en första uppsätt- ning och en andra uppsättning av tryckkammare, vilka är förbundna med arbetskamrarna via kanaler för arbetsfluidum, kännetecknad av att den skivformiga kammaren är utformad inuti den vidgade urtag- ningen i kolven mellan urtagningens botten och mutterelementet, som är förhindrat att röra sig axiellt i förhållande till kolven men är vridbart i förhållande till denna inom ett begränsat vinkel- omrâde, varvid den stjärnformiga ventilrotorn är förbunden med mutterelementet för att vridas med detta, varjämte nämnda inlopps- och utloppspassager samt kanalerna för arbetsfluidum är utformade i kolven.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är den skiv- formiga kammaren utformad i det inre utrymme, som begränsas i ett arrangemang innefattade två ringformiga plattor och en ring mellan nämnda plattor, vilket arrangemang är inpassat i nämnda vidgade urtagning, så att en av nämnda plattor anligger mot urtagningens botten, varjämte mutterelementet har en hylsförlängning, som axiellt skjuter in i den skivformiga kammaren och är förbunden - med den stjärnformiga rotorn för vridning med denna.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas genom exempel med hänvis- ning till bifogade ritningar, på vilka fig 1 är en axialsektion av ett styrhus med en servokolv, som tjänar såsom mutter för styrspindeln, och en kuggstång för utgångssektorn, varvid huset även innehåller fördelningsventilen, fig 2 en tvärsektion längs linjen II-II i fig 1, utvisande ventilens självcentrerande egenskap, fig 3 en tvärsektion längs linjen III-III i fig 1, utvisande arrangemanget av ventilsystemet och_fig 4 en bild i axialsektion; likartad med ffg1, av en variant, i vilken spindelns kopplingsände sträcker sig genom husets motsatta sida. 78067313-1 Ett styrhus innefattar en kåpa l med invändigt cylindrisk form 2. E1kolv 3, som är styrd av konventionella anordningar (ej visade), är fritt glidbar i axiell led men icke vridbar i huset. Kolven 3 är hermetiskt avtätad med tätningsorgan, såsom 4, till bildande av två arbetskammare 5, 6. På sin ut- vändiga yta har kolven 3 kuggar 7, vilka ingriper med en kuggsektor eller -kvadrant 8, som bildar en del av styrhusets utgående axel. Genom kolven 3 sträcker sig ett axiellt lopp 10, som är slutet vid sin ena ände (nedtill i fig. 1). Vid sin andra ände vidgas loppet 10 för att bilda ett parti med större diameter, med en mellanliggande, ringformig ansats lla. Det vidgade partiet ll upptar en ventilmutteranordning 12, som beskrivs senare.

Husets mynningsstycke har ett invändigt ansatsliknande säte 13, i vilket en platta 15 ingriper hermetiskt med en mellan- liggande ringtätning 14. Utskjutande från plattans 15 utvän- diga yta finns en ansats eller list 16, som bildar ett säte för ett kullager 17. Hela systemets läge säkras med ett lock 18, som är fäst med skruvar 19 vid kåpan l. Plattan och locket 18 är genombrutna för passage av en manöverspindel 20, som bildar ett styrningsreglerorgan, innefattande en ring 21 för kullagret 17, två cylindriska lister 22 vid ömse Sidor om ringen 21 för en ringtätning 23, samt ett låselement 24, vilka samtliga är monterade i ringen eller plattan 15 resp i locket 18. En utvändig ände 25 är avsedd att upptaga anordningar för förbindelse med transmissionen från en ratt och en invändig del 26 är försedd med ett spiralformigt spår 27 och upptagen i kolvens 3 lopp 10 samt i skruvgängsingrepp med en konventionell anordning med återcirkulerande kulor i muttern 12.

Staplade i kammaren ll och utgående från ansatsen lla enligt ovan finns en ringformig platta 28, en skivformig ring 29, en ringformig platta 30, som har en axiell krage 31 invid den 1sos7z1-1 w invändiga ytan av det vidgade partiet ll, två halvor 32 av en kulbana, samt en ringformig mutter 33, vilken pressar dessa enheter mot kammarens ll botten. Genom verkan av det kullampr, som innefattar kulbanan 32, är muttern 12 vridbart monterad i det vidgade parti eller urtag som begränsas av de nämnda delarna och kragen 31. Muttern l2 ingriper på konven- tionellt sätt med spåret 27 i spindeln genom de återcirkule- rande kulorna 34. Muttern l2 sträcker sig genom sin invändiga, axiella yta in i en krage eller hylsa 35, som har utvändiga lister 35, mellan vilka begränsas splines, (fig. 2 och 3) och sträcker sig med spelrum genom de ringformiga plattorna 28, 30, varvid den utvändigt cylindriska, fria änden av elementet 35 ingriper i ett ansatssäte i loppet 10 med en mellanliggande O-ringstätning 37. ' Den skivformiga ringen 29 och kragen 35, å ena sidan, och de två ringformiga plattorna eller skivorna 28, 30, å andra si- dan, begränsar en skivformig kammare i ventilanordningen, vilken kammare är isolerad från de närbelägna kamrarna fluid- mässigt genom tätningen 37 och en tätning 38, som är anbragt mellan kragen 31 och muttern l2, samt genom tätningar 39,40, vilka är anbragta mellan skivorna 28 och 30 samt ytorna av det vidgade partiet ll. Med andra ord, är den skivformiga kam- maren koaxiell med spindeln och begränsad till en enhet, som är stelt fäst vid kolven 3.

Den skivformiga ringens 29 invändiga yta består av två sat- ser, vardera bestående av tre cylindriska ytor,-som är alter- nerande i periferiell led, varvid den cylindriska ytan i var- je sats har en särskild radie, samt ytan med den större radien är betecknad 41 och ytan med den mindre radien har beteck- ningen 42. I den skivformiga ventilkammaren finns en stjärn- formig ventilrotor 43, som har ett centralt, ringformigt par- ti med en central öppning, vilken är försedd med spår och splines på ett sådant sätt, att den ingriper i rotation med listerna 36 hos den hylsa 35, som är utformad i ett stycke med ventilmutteranordningen 12. Den stjärnformiga rotorn av två uppsättningar armar 44, 45, vilka utskjuter radiellt från dess centrala parti. Armarna 44 och 45 är växelvis an- S' 7806731-1 bragta kring det centrala partiet, så att armarnas 44 ändar samverkar glidbart och tätande med de cylindriska ytorna 41 med större radie, medan ändarna av armarna 45 samverkar glid- bart och tätande med de cylindriska ytorna 42 med mindre ra- die. Den skivformiqa kammaren.är därför avdelad i två grupper av tre kammare 46, 47, vilka är växelvis placerade kring det centrala partiet, varvid varje kammare 46, 47 begränsas av den invändiga ytan i den skivformiga kammaren och av kant- ytorna hos två närbelägna armar 44 och 45. Var och en av kam- rarna 47 står i förbindelse med ett ringformigt spår 49, vilket är utformat i den sida av skivan 28, som är i kontakt med den ringformiga ansatsen lla hos loppets vidgade parti, genom motsvarande portar 48, vilka sträcker sig in i plat- tans 28 vägg. Spâret 49 är isolerat fluidmässigt genom tät- ningar 39. En kanal 50, som sträcker sig i längdriktningen genom kolven 3, förbinder spåret 49 med styrhusets arbets- kammare 5.

På likartat sätt sträcker sig tre kanaler 51 genom skivan 30 och kragen 31 och mynnar i ett ringformigt utrymme, som be- gränsas av spelrummet mellan muttern 12 och elementen 31, 32, 33, för att åstadkomma fluidförbindelse mellan de tre kam- rarna 46 och styrhusets arbetskammare 6.

Skivan 30 har tre portar 53, som är anbragta mitt för armar- na 44 med större radie i normalläget och står i förbindelse via kanaler 54 i skivan, med ett ringformigt spår 55, av- gränsat i kragens 31 utvändiga yta. Spåret 55 står i förbin- delse med en anslutning 57, som är utförd i kåpans 1 utvän- diga yta, genom kanaler, vilka är delvis synliga vid 56 i fig. 3.

Vid montage på ett fordon är ett rör förbundet med anslut- ningen 57 för att förbinda denna med högtryckssidan av en tryckfluidkälla.

Skivorna 28, 30, har även motsvarande portar 58, vilka är motställda mot rotorarmarna 45, när anordningen är i sitt vasosevs 1-21 p e normalläqe och från vilka radiella spår 59 sträcker sig. De radiella spåren avslutas i ringformiga spår 60, utformade i de yttre kanterna av skivorna 28, 30. Kolven är utformad med ett radiellt lopp 61, genom vilket spåren 60 står i för- bindelse med kolvens 3 utvändiga yta för att leda fluid till en utloppstapp 62, som är anbragt på husets l utvändiga yta.

För detta ändamål är de samverkande ytorna hos cylindern 2 och kolven 3 utformade med ett par med varandra inriktade, längsgående spår 63, vilka överlappar varandra i alla styr- växelns arbetslägen och står i'förbindelse med det radiella loppet 61 resp. utloppstappen 62. Utloppstappen 62 är för- bunden med lågtryckssidan hos tryckfluidkällan.

Den stjärnformiga rotorn 43 visas ej i fig. 1 för att icke komplicera ritningarna och det har antagits att de olika kanaler, som beskrivits är i samma plan i riktningen för att underlätta beskrivningen. De verkliga lägena av de olika kanalerna kring systemets centrumaxel visas emellertid tyd- ligt i fig. 3.

Av fig. 2 framgår i detalj att hylsans 35 ände samverkar med ett mellanliggande, cylindriskt parti 63a, som är anbragt mellan loppet 10 och partiet ll med större diameter. Den in- vändiga ytan av mellanpartiet 63a innefattar längsriktade spår 64, i vilka de utvändiga listerna 36 på hylspartiet upp- tas, varvid ett periferiellt spelrum tillåts mellan listerna 36 och spåren 64, som upptar-dem, vilket spelrum motsvarar storleken av relativ rotation, som är möjlig mellan muttern l2 och kolven 3, dvs mellan rotorn 43 och skivorna 28, 30 kring denna.

I kolven 3 är ett transversellt hål 65 utformat vilket är väsentligen tangentiellt mot hylsans 35 utvändiga yta i det vinkelläge, som motsvarar en av satserna av lister och spår 36, 64. I loppet 65 är tvâ manöverkolvar 66 glidbart monte- rade, vilka är anbragta vid ömse sidor om det listparti, som inskjuter i nämnda sektion av loppet 65. Kolvarna 66 är för- spända mot varandra av var sin spiralfjäder 67, som är an- ;_ 7806731-1 bragta hoptryckta i hålet 65 och vilar mot gängade proppar 68. Arten av denna konstruktion är sådan att, under antagan- de av att de två fjädrarnas krafter är lika, kommer anord- ningen att självcentreras automatiskt.

Den allmänna funktionen av ventilanbrdningen är följande: Rotorn 43 påverkas av en relativ rörelse mellan mutter 12_ och kolven 3, när denna förskjuts av spindeln 20, vilken börjar att påverkas för att vrida hjulen. Rotorns armar förskjuts därför i förhållande till de öppningar, som nor- malt befinner sig mitt för dessa, för att leda högt tryck från tryckfluidkällan till en grupp kammare 46, 47, dvs. till en av arbetskamrarna, och leda lågt tryck till den andra grup- pen av kammare 46, 47, dvs till den andra gruppen av arbets- kammare. Tryckskillnaden mellan arbetskamrarna i styrhuset ger därför en sefloverkan till vridningen av fordonets hjul.

När den kraft, som utövas på ratten, upphör, återför fjäd- rarna 67 och de hydrauliska reaktionskrafterna.på anord- ningens armar systemet till dess normala centralläge.

I en andra utföringsform av uppfinningen, som visas i fig. 4 på ritningarna, visas en servostyranordning, i vilken ut- rymmet mellan axeln 9 och spindeländen 25 kan reduceras yt- terligare. Denna andra utföringsform skiljer sig från den första, som ovan beskrivits, enbart genom att spindeländen sträcker sig genom den motstående sidan av huset 1. I den följande beskrivningen och i fig. 4 kommer därför element, som är likartade med de i fig. 1 visade, att betecknas med samma hänvisningssiffra ökad med 100. Spindeln 120 avslutas vid botten i lagerringen 121 och kåpan 118 har intet cent- ralt hål. Vidare är loppet 110 i kolven 103 kontinuerligt och spindelförlängningen 169 sträcker sig genom denna, var- vid en hermetisk förslutning åstadkoms med en tätning 170.

Spindeländen 169 sträcker sig genom änden 171 av huset 101, genom en krage 172, som har en lagerrinq 173 och ett lås- element 174, samt avslutas i spår eller splines 125, vilka är avsedda att förbindas med den transmission, som sträcker sig till ratten.

Claims (5)

780-6731-1 _ g Patentkrav

1. Servostyranordning för fordon, innefattande ett hus (1), som avgränsat ett inre hålrum, i vilket en axiellt, men ovridbart förskjutbar drivkolv (3) är upptagen, som åtskiljer två arbetskammare (5, 6)-i huset och är mekaniskt kopplad till ett utorgan (9), vilken drivkolv innefattar ett lopp (10), i vilket en gängad spindel (26) är upptagen, vilken är kopplad till ett inorgan (20) och samverkar med ett mutterelement (12), anordnat i_en vidgad urtagning (ll) i kolven (3), och en roterande fördelningsventil för att selektivt upprätta fluidförbindelse mellan arbetskamrarna (5, 6) och inlopps- (54) respektive ut- loppspassager (62), vilken roterande ventil innefattar en i en skivformig kammare (41, 42) roterbart upptagen, stjärnformad rotor (43), vilken är påverk- bar av inorganet (20) och har väsentligen radiellt utåt förlöpande armar (44, 45), som uppdelar den skivformiga kammaren i en första uppsättning och en andra uppsättning av tryckkammare (46 respektive 47), vilka är förbundna med arbets- kamrarna (5, 6) via kanaler (50, 51) för arbetsfluidum, k ä n n e t e c k n a d av att den skivformiga kammaren är utformad inuti den vidgade urtagningen (ll) i kolven mellan urtagningens botten (11a) och mutterelementet (12), som är för- hindrat att röra sig axiellt i förhållande till kolven (3) men är vridbart i förhållande till denna inom ett begränsat vinkelområde, varvid den stjärnformiga ventilrotorn (43) är förbunden med mutterelementet (12) för att vridas med detta, varjämte nämnda inlopps- (54) och utloppspassager (62) samt kanalerna (50, öl) för arbetsfluidum är utformade i kolven (3).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den skivformiga kammaren är utformad i det inre utrymme, som begränsas i ett arrangemang inne- fattande två ringformiga plattor (28, 30) och en ring (29) mellan nämnda plattor, vilket arrangemang är inpassat i nämnda vidgade urtagning (ll), så att en av nämnda plattor (28) anligger mot urtagningens botten (lla), varjämte mutterelementet (12) har en hylsförlängning (35) som axiellt skjuter in i den skivformiga kammaren och är förbunden med den stjärnformiga rotorn (43) för vridning med denna.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att utsidan av hylsförlängningen (35) är försedd med lister (36), som ingriper i motsvarande spår i den stjärnformiga rotorn (43) för att åstadkomma nämnda rotationsför- bindelse mellan mutterelementet (12) och rotorn (43). 78106731-1 'I

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att hylsförläng- ningens (35) lister (36) är vidare upptagna i spår (64), utformade i kolvloppets (10) inneryta för att medge nämnda relativa vridning mellan mutterelementet (12) och kolven (3) inom nämnda begränsade, förutbestämda vinkelområde.

5. Anordning enligt något av kraven 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d av att kolven (3) vidare innefattar ett tvärgående hål (65), som sträcker sig tangentiellt till utsidan av hylsförlängningen (35) mellan listerna (36), varvid' en av listerna (36) utskjuter radiellt in i det tvärgående hålet, varjämte två returkolvar (66) är glidbart anordnade i det tvärgående hålet på vardera sidan om den utskjutande listen, varvid var och en av nämnda returkolvar (66) är fjädrande förspänd för att ingripa med en motsvarande sida hos listen för själv- centrering av ventilrotorn (43) och mutterelementet (12) i det normala, centrerade viloläget.