DK141929B - Hydrostatisk hjaelpekraftstyring navnlig til motorkoeretoejer - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 141929 DANMARK (51) Intel.3 B 62 D 5/06 «(21) Ansøgning nr. 317^-/77 (22) Indleveret den 13· Jul. 1977 (23) Løbedag 13· jul. 1977 (44) Ansøgningen fremlagt og ^

fremlæggelsesskriftet offentliggjort den dl. JUX. 19oU

DIRΕΚΤΟRATET FOR

PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET OO) Prioritet begæret fra den

22. jul. 1976, 2633011, DE

(71) ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHS HAF EN AKTIENGESELLSCHAFT, Postfach 507, Pried= richshafen, DE.

(72) Opfinder! Amin Lang, Rheinstr. 10, Schwaebisch Gmuend, DE.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Civilingeniør M.Gregersen._ (54) Hydrostatisk hjælpekrafts tyring, navnlig til motorkøretøjer.

Opfindelsen angår en hydrostatisk hjælpekraftstyring, navnlig til motorkøretøjer, af den i krav l's indledning angivne art.

Hjælpekraftstyringer af denne art kan i det væsentlige inddeles i to udførelsesformer: Den ene udførelsesform er udstyret med en styreventil, der i neutralstilling blokerer arbejds-cylinderen, medens den anden udførelsesform har en styreventil, der i neutralstilling frembringer en forbindelse fra en håndpumpe til arbejdscylinderen, som det f.eks. er beskrevet i et trykskrift ”ZF-Ross-Servostat, hydrostatische Lenkung, Typen-reihe 8440 bis 8455" fra Zahnradfabrik Friedrichshafen AG.

Hjælpekraftstyringer med blokerede arbejdscylindre anvendes fortrinsvis i arbejdsmaskiner, f.eks. i byggeindustrien, 141929 2 eller i maskiner i terræn. I køretøjer til disse formål er et automatisk tilbageløb af de drejede hjul til en stilling for kørsel ligeud ikke ønskelig. Betjeningen af arbejdshydraulikken stiller nemlig fra tid til anden så store krav til føreren, at 5 han må bruge begge hænder hertil og slippe rattet. Derfor må det være sikret, at den indstillede kørselsretning ikke ændres. Styreventilen, der i neutralstilling blokerer arbejdscylinderen, hindrer en omstilling af hjulene på grund af stød fra kørebanen.

10 Hjælpekraftstyringer med en styreventil, der frembringer en forbindelse fra håndpumpen til arbejdscylinderen, en styreventil efter gennemstrømningssystem, anvendes fortrinsvis f.eks. i køretøjer, der bevæger sig på faste kørebaner. I dette tilfælde ønsker føreren en så god kørebanekontakt som muligt og et au-15 tomatisk tilbageløb af hjulene fra en stilling til kørsel i kurver til en stilling til kørsel ligeud. Et sådant køretøj kan også iden vanskeligheder trækkes, da det automatisk løber efter trækkøretøjet.

Ved hydrostatiske hjælpekraftstyringer optræder der sær-20 lige problemer, fordi en fuldstændig fyldning af arbejdscylinderen må være sikret i enhver driftstilstand. Ved en styreventil efter gennemstrømningssystemet kan trykolie eftersuges gennem kortslutningsventiler, der er indskudt mellem håndpumpen og o-liebeholderen. Ved en hjælpekraftstyring med blokeret styreven-25 til er kortslutningsventilerne dog uvirksomme i styreventilens neutralstilling og kan derfor ikke forhindre, at der opstår et vakuum i arbejdscylinderen. Et vakuum, der opstår i arbejdscylinderen i styreventilens neutralstilling, kan så kun udfyldes ved en drejningsbevægelse på rattet. Vakuummet kan opstå på 30 grund af lækolie ved blokeringskanterne og hurtigt blive større ved en såkaldt opgyngningsproces, d.v.s., der opstår voksende svingninger i vakuummet. Dette forløb kan forklares nærmere som følger: Virker der på arbejdscylinderens stempel, f.eks. på grund af et kørebanestød, en kraft mod højre, vil der i den 35 højre cylinderledning blive opbygget et tryk, og der opstår en lækstrømning til oliebeholderen ved den lukkede styrekant mellem ventilstemplet og styrehuset. I det overfor liggende trykrum i arbejdscylinderen kan der som følge af blokeringen ikke strømme nogen trykolie efter, så at der dannes et vakuum. Vir- 3 141929 ker der derefter en kraft i modsat retning på stemplet, vil denne kraft på grund af vakuummet i det venstre trykrum ikke møde nogen midstand. Stemplet bevæger sig tværtimod uhindret mod venstre et vejstykke, der svarer til lækstrømningen. Ved 5 denne bevægelse opstår der så et vakuum i det højre trykrum.

Slår stemplet an mod oliesøjlen i det venstre trykrum, opstår der dér på grund af massekræfter et forholdsvis højt tryk, og den tilsvarende lækoliemængde strømmer ud. Herved vil arbejds-stemplet i arbejdscylinderen komme til at udføre svingninger 10 med tiltagende amplitude, hvad der kan virke meget uheldigt på kørselssikkerheden.

Den beskrevne mangel vil kunne afhjælpes ved, at man forbinder de to arbejdscylindre-ledninger med oliebeholderen over kortslutningsventiler, der åbner i retning mod trykrumme-15 ne. Denne indretning giver dog, bortset fra betydelige meromkostninger, en yderligere sikkerhedsrisiko, da styringen vil svigte, hvis en af disse ventiler bliver uvirksom.

Den foreliggende opfindelse tager sigte på at angive en hydrostatisk hjælpekraftstyring af den omhandlede art, ved 20 hvilken de ovennævnte ulemper er undgået og dannelse af et forstyrrende vakuum i arbejdscylinderen er forhindret, uden at der kræves en større indsats af byggedele for ikke at påvirke kørselssikkerheden.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at hjælpekraftsty-25 ringen er udformet som angivet i krav l's kendetegnende del.

Ved denne udformning af hjælpekraftstyringen opnår man, at styreforholdet af den hydrostatiske hjælpekraftstyring med blokeret arbejdscylinder bliver betydelig forbedret, og desuden bliver de af kavitation betingede svingninger af arbejds-30 stemplet i arbejdscylinderen på tilforladelig måde forhindret.

Denne virkning understøttes ved udformning af hjælpekraftstyringen som angivet i krav 2. En sådan understøtning af virkningen opnås også ved udformning af hjælpekraftstyringen som angivet i krav 3. Egenvægten af ventilbøsningen vil virke 35 til at sikre, at den spalte, der dannes ved hver styrekant u-den overdækning i den neutrale stilling ikke kan indsnævres.

Hjælpekraftstyringen ifølge opfindelsen forklares nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken 4 141929 fig. 1 viser et forenklet længdesnit gennem en udførelsesform for hjælpekraftstyringen i neutralstilling, og fig. 2 et olieskema for hjælpekraftstyringen i fig. 1.

5 Ved drejning af et rat 1 drives en rotor 2 i en hånd pumpe 3 over en styrespindel 4, en torsionsstav 5 og en ledaksel 6. Derved bliver torsionsstaven 5 selv drejet, så at der ker en relativdrejning mellem styrespindlen 4 og ledakslen 6.

En med en radialboring 9 forsynet ventilbøsning 7 i en styre-10 ventil 8 er dels over en medbringerfortanding 40 forbundet med ledakslen 6 og dels over en skrueformet slidse 10, i hvilken der indgriber en medbringerstift 11, der er indpresset i styrespindlen, forbundet med styrespindlen 4. Ved denne anordning er en aksial forskydning af ventilbøsningen 7 inden for et be-15 stemt styrespillerum mulig på kendt måde. Styrespillerummet for ventilbøsningen 7 er begrænset såvel ved hjælp af slidsen 10 og medbringerstiften 11 som også ved hjælp af en som dødgangskobling virkende anslagsring 12. Efter overvindelse af styrespillerummet bliver det drejningsmoment, der virker på 20 rattet, derfor ikke blot over stiften 11 og slidsen 10 overført til ventilbøsningen 7, men yderligere overført over an-slagsringen 12, der er forbundet med ventilbøsningen og med flankespillerum (ikke synlig] indgriber i styrespindlen 4. Forbindelsen mellem ventilbøsningen 7 og anslagsringen 12 sker o-25 ver en let forskydelig kilefortanding 40 og 41. Arbejdsstrøm-men fra en oliepumpe 13 ledes gennem tilløbskanaler 14 og 14A i et styrehus 15 og gennem styreventilen 8 alt efter drejningsretningen af rattet 1 til en trykkanal 16 eller 17 og dermed til håndpumpen 3. Arbejdstrykket fra oliepumpen 13 er indstil-30 let på en højeste værdi ved hjælp af en trykbegrænsningsven-til 18.

Den af håndpumpen doserede arbejdsstrøm når svarende til rattets styreslag fra trykkanalen 16 eller 17 over en forbindelseskanal henholdsvis 20 og 21 til et trykrum henholdsvis 35 22 og 23 i en arbejdscylinder 24. Den olie, der fortrænges fra det i øjeblikket aflastede trykrum i arbejdscylinderen 20, strømmer trykløst gennem en forbindelseskanal 20 eller 21, styreventilen 8 og en mellemkanal 25 eller 26 til en tilbageløbskanal 27, der fører til en beholder 28. I tilbageløbskanalen 5 H1929 27 og i en yderligere kanal 33, der er forbundet med tilbageløbskanalen 27, er der indskudt kortslutningsventiler henholdsvis 31 og 32, der lukker sig i retning mod beholderen 28. Disse kortslutningsventiler har den opgave at muliggøre en ef-5 terindskydning af trykolie, når den af drivmaskinen drevne o-liepumpe 13 svigter, altså ved styring uden hydraulisk understøttelse, ved hjælp af håndpumpen 3 fra beholderen 28. Kortslutningsventilen 31 har ved styring med hjælpekraft den yderligere opgave at efterindsuge ekstra trykolie ved en opadbevæ-10 gelse af arbejdscylinderstemplet, fordi den fra trykrummet 23 fortrængte oliemængde ikke er tilstrækkelig til at fylde trykrummet 22. Denne sidste efterindsugning har sin årsag i de forskellige slagvolumen af de to trykrum 22 og 23.

Ifølge opfindelsen er ventilbøsningen 7 udformet såle-15 des, at det nederste trykrum 22, der er tilsluttet til en ringnot 34 i huset, i den viste neutralstilling, fig. 1, er blokeret ved hjælp af en styrekant 35. Det øverste trykrum 23, der er tilsluttet til en anden husringnot 36, står derimod over en åben styrekant 37 over boringen 9 og over et inderrum 38 i ven-20 tilbøsningen 7 i forbindelse med trykkanalen 17, der fører til håndpumpen 3. Med hensyn til blokeringsvirkningen fås der herved samme overraskende effekt som ved en på begge sider spærret arbejdscylinder, da et i trykrummet 22 virkende trykstød umiddelbart opfanges ved styreventilen 8, medens et i trymrukket 23 25 virkende trykstød ligeledes bliver blokeret ved styreventilen ad omvejen over håndpumpen 3.

Hjælpekraftstyringen virker ved drejning af rattet mod venstre eller mod højre på den allerede foran antydede, kendte måde.

30 I fig. 1 og 2 er neutralstillingen vist, i hvilken ven tilbøsningen 7 indtager sin midterstilling. Denne midterstilling fås altid, når der ikke virker kræfter på rattet 1 og de styrede hjul. Den af oliepumpen 13 frembragte oliestrøm ledes fra tilløbskanalen 14 over de åbne styrekanter i ventilbøsnin-35 gen 7 til mellemkanalerne 25 og 26 og fra disse gennem tilbageløbskanalen 27 til beholderen 28. Olien i de andre kanaler og i håndpumpen 3 er herved ikke i bevægelse. Som allerede nævnt

Claims (2)

1. 6 141929 ovenfor, er arbejdscylinderen blokeret dels umiddelbart ved hjælp af styreventilen 8 og dels ad omvejen over håndpumpen 3 ved styreventilen, så at de styrede hjul holder den indstillede kørselsretning. Virker der i neutralstilling for ventilbøs-5 ningen 7 for den i trykrummet 22 indesluttede oliepude over stempelstangen 30 en kraft, f. eks. på grund af et kørebanestød, kan der dannes en lækstrømning fra husringnoten 34 til mellemkanalen 25 og dermed til tilbageløbskanalen 27. For at der i trykrummet 23 ikke skal kunne opstå noget vakuum, reage-10 rer så kortslutningsventilen 32, der lader olie strømme til gennem husringnogen 36 til trykrummet 23. Virker et trykstød i modsat retning på den i trykrummet 23 indesluttede oliepude, kan der heller ikke herved udvikles forstyrrende voksende svingninger i vakuummet, fordi kortslutningsventilen 32 ved 15 den påfølgende vending af kraften af trykstødet reagerer. Kørselssikkerheden bliver derved betydeligt forøget. Det er fordelagtigt, at de styrekanter i ventilbøsningen 7, der som følge af indbygningsstillingen af hjælpekraft-styringen og ventilbøsningens tyngdekraft af sig selv virker 20 i retning af overdækning, udføres med overdækning. I det foreliggende udførelseseksempel gælder dette styrekanten 35.
2. 1. Hydrostatisk hjælpekraftstyring, navnlig til motorkøretøjer, med en håndpumpe, der kan drives fra et rat og virker som doseringsindretning, en højtryksoliepumpe, der drives 25 af køretøjets motor, og en styreventil, der er indstillelig i afhængighed af drejningen af rattet i begge retninger, og som er indskudt mellem kanaler, der fører fra håndpumpen til en arbej dscyl inder, idet den af høj tryksoliepumpen transporterede trykolie i styreventilens neutralstilling kan strømme tilbage 30 til en beholder, samt med en kortslutningsventil mellem hver af de til håndpumpen førende kanaler og en tilbageløbsledning til efterindsugning af trykolie, kendetegnet ved, at styreventilen (81 i neutralstilling danner en forbindelse fra den ene side af håndpumpen (31 til et trykrum (231 i arbejds-35 cylinderen (241 , medens det andet trykrum (221 er blokeret ved hjælp af styreventilen (81.