DE7324767U

DE7324767U - Hydrostatische lenkvorrichtung

Info

Publication number: DE7324767U
Application number: DE19737324767U
Authority: DE
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1972-07-05
Filing date: 1973-07-04
Publication date: 1973-11-15
Also published as: US3767165A; CA969066A; FR2191518A5; JPS4959220U; GB1419198A; JPS541701Y2

Description

!Dipl.-Bng. Egon Prinz .**.: .","""· ··>*;···:

Dr. Gertrud Hauser ; :^:';··: i :' '"CpOMOiCh-HoO. 4.JuIi 1973

!..Ing. Gottfried Leiter *.*·„.»««*.„

Patentanwälte Talagratnmo ι Labyrinth München

Tolefon: 831510

Telex: 5 212 226 ptht d Pwtsdieddcofltai München 117078 Bank: Deutsch« Bank. München. 6S/05000

TRW INC.

23555 Euclid Avenue

Cleveland, Ohio 44117/V.St.A.

Unser Zeichen: T

Hydrostatische Lenkung

I Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Lenkung mit einem hydraulischen Antriebssystem, welches ein stationäres Schieber-| gehäuse aufweist, eine Welle, die in dem Gehäuse drehbar ist und einen Schieber, der in einer vorbestimmten Beziehung relativ zur Welle beweglich ist und mit einer Lagerbaugruppe, die an der Welle angeordnet ist und diese drehbar im Gehäuse lagert.;

Die Erfindung betrifft ganz allgemein eine hydrostatische Lenkung und insbesondere eine neue Haltevorrichtung, die eine unerwünschte axiale Bewegung der Betätigungswelle verhindert und zwar in allen axialen Einstellagen dieser Betätigungswelle und unter sich verändernden hydraulischen Betriebsbedingungen.

Bei derartigen Lenkungen ist eine drehbare Betätigungswelle vorgesehen, die beispielsweise durch ein an dieser montiertes Lenkrad betätigt werden kann. Diese Betätigungswelle steuert die Bewegung eines Zumeßschiebers, wobei die Betriebsstellung

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dieses Zumeäschiebers den hydraulischen Betrieb der Anlage bestimmt. Da die Betriebseinstellung dieses Zumeftkolbens trotz Fertigungstoleranzen in den Teilen der Baugruppe sehr genau

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Einstellscheiben oder Ringe aufnehmen können, welche bewirken, daß die Welle und damit der Zuraeßkolben ganz genau eingestellt ' werden können. In vielen Fällen sind diese Scheiben oder Ringe grundsätzlich lediglich in einer Richtung wirksam, d. h. unter der Einwirkung eines Druckmittels im hydraulischen System, wobei die Betätigungswelle in axial fester Stellung beim Vorhandensein eines Hydraulikdruckes gehalten werden kann. Falls der Hydraulikdruck nicht vorhanden ist, kann jedoch diese Betätigungswelle eine gewisse axiale Bewegung durchführen. Hier- ; durch wird ein unerwünschtes axiales Spiel in die Anlage ein- . geführt, beispielsweise vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine' des Fahrzeuges, odei» in deni Fall_; in des des Fahrzeug gelenkt ■■: wird, ohne daß die Brennkraftmaschine in Betrieb ist. Unter : diesen Betriebsbedingungen kann die Lenkwelle mittels geringer Kräfte in die Lenkeinrichtung hinein und aus dieser heraus bewegt werden und die Lenkwelle wird normalerweise zurückgezogen, wenn die Anlage nicht in Betrieb ist. Beim Anlassen der Brennkraftmaschine bewirkt der sich aufbauende Druckmitteldruck innerhalb der Lenkanlage ein entsprechendes Ausfahren der Welle in ihre normale Betriebsstellung. Die Kosten der Her-'* stellung eines einzelnen Distanzgliedes mit der exakten Länge, ' die erforderlich ist, um die spezielle Anzahl von Scheiben ode>/ Ringen in einer gegebenen Einrichtung aufzunehmen, schließen diese Möglichkeit aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Betätigungswelle bei einer hydrostatischen Lenkung in einer axial festen Lage zu halten und zwar unabhängig von den Betriebsbedingungen der Vorrichtung, wobei keine unerwünschten BetriebsCharakteristiken bei der Betätigung der Welle und damit bei der Betätigung der Lenkvorrichtung auftreten.

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Lagerhalterung vorgesehen ist, die die Lagerbaugruppe in einer la-wesentlichen festen axialen Lage hält, wenigstens einen Beilagering, der zwischen der äußersten Oberfläche der Lageroöügräppe und einen benachbarten gegenüberliegenden feöcefi Gehäuseanschlag angeordnet ist und ein elastisches Element, das sich an einem Abschnitt der Lagerbaugruppe abstützt wnd auf diesen Abschnitt einen Druck in Richtung zum Beileget ing hin ausübt. In vorteilhafter Weise wird eine genaue Einstellung des Zumefisßhiebers ermöglicht.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnähme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer hydrostatischen Lenkung, Fig* 2 sine vergrößerte Detailansicht- eines Teiles der Fig* I,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Halterungsring und

Fig. H eine Seitenansicht des in Fig. 3 dargestellten Halterungsringes.

Bei hydrostatischen Lenkungen der dargestellten Art wird im allgemeinen eine Druckmittelsteuerung verwendet, mittels der die Druckmittelströmung zu einer hydraulisch betätigten Einrichtung gesteuert wird, wobei in einem einzigen Gehäuse ein Zahnradsatz vorgesehen ist, der als Zündeinrichtung dient und der mit einem axial verschiebbaren Schieber zusammenwirkt, um die Druckmittelströmung durch den Zahnradsats und zu der hydraulisch betätigten Vorrichtung zu steuern. Eine Betätigungswelle ist drehbar im Gehäuse montiert und fluchtet axial mit dem Schieber und ist mit diesem verbunden_s so daß eine Drehung der Betätigungswelle in entgegengesetzten Richtungen eine axiale Verschiebung des Schiebers in entgegengesetzten Richtungen aus einer neutralen Stellung heraus bewirkt und

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'* zwar in im axialen Abstand voneinander angeordnete Betriebs-

lagen hinein.

Die Kupplung zwischen der Betätxgungswelle und dem Schieber kann eine Sehraubennuten- und KugeianQronuns aufweisen und es können Einrichtungen vorgesehen sein, die eine gemeinsame Drehung zwischen Welle und Schieber ermöglichen, jedoch auch eine begrenzte relative Drehung zwischen diesen Teilen möglich machen.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Gehäuse bezeichnet, welches einen Hauptabschnitt 2 aufweist und einen kleineren Endabschnitt 3, der am Hauptabschnitt 2 befestigt ist. Im Gehäuse 1 ist drehbar eine Betätigungswelle 1 gelagert, die beispielsweise ein Steuerrad tragen kann. Diese Betätigungswelle 4 weist eine Drehachse auf,die mit der Längsachse des Gehäuses 1 zusammenfällt. Das freie Ende der Betätigungswelle erstreckt sich

uüjruh den GchaUöis au Schnitt 3 Und lot in θΐηέΐϊϊ Viälzlagöi" 5 gelagert. Das freie Ende der Welle ist durch Dichtungen und Halterungsringe (5 abgedichtet.

Der Gehäuseabschnitt 2 weist eine axial sich erstreckende Bohrung auf, in der eine Anzahl von öffnungen 8 angeordnet (3 ist. Diese öffnungen arbeiten mit einem Schieber zusammen,

äe;r mit der Welle ^ mittels einer Kugel 10 verbunden ist, die in einer Aussparung im Schieber 9 sitzt und die in einer Schraubennut 11 im Umfang der Welle I¹J gleitet. Die Welle 14 kann einen nicht dargestellten radialen Zapfen aufweisen, der von dieser getragen wird und der einen äußeren Abschnitt aufweist, welcher in einem axial sich erstreckenden Schlitz im Schieber 9 angeordnet ist. Die Flanken des Schlitzes haben in Umfangsrichtung einen Abstand voneinander, der größer ist als der Durchmesser des Zapfens, damit eine gewünschte relative Drehbewegung zwischen der Welle und dem Schieber möglich ist. Die relative axiale Bewegung zwischen der Welle und dem

Schieber wird durch die Konfiguration der Schraubennut 11
bestimmt. Der Schieber kann sowohl eine axiale als auch ei
Drehbewegung relativ zur Welle 4 durchführen.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung weist eine
Lagerbaugruppe 12 auf, die zwei Lagerlaufflächen 13 und I¹J
umfaßt, zwischen denen ein Nadellager 15 angeordnet ist,
welches beispielsweise aus einer Anzahl von Nadeln und aus
einer Trenneinrichtung besteht. Die Lagerlaufbahn 13, die
dem Schieberkolben 9 benachbart liegt, wird als innere Lager-/-\ laufbahn bezeichnet und die Lagerlaufbahn I¹I wird als äußere

Lagerlaufbahn bezeichnet.

Den Fig. 1 und 2 ist zu entnehmen, daß die innere Lagerlaufbahn 13 einen geringeren Außendurchiaesser hat als die Lagerlaufbahn 14 und die Lagerlaufbahn 13 sitzt an einer Schulter
16, die an der Welle 4 ausgebildet ist. Dadurch werden axiale
Kräfte, die in einer Richtung zum freien Ende der Welle k hin

wirksam sind, auf die Lageriaufbahn 13 übertragen. Die Lager=

'ta baugruppe 12 wird in ihrer Betriebsstellung an der Welle ²J § durch einen gespaltenen Halterungsring gehalten, dessen innere |

Kantenabschnitte in einer Nut 18 sitzen, die in der Welle 4 1

ausgebildet ist. Der axiale Abstand zwischen de** Schulter 16 j

ρ ^r _v ..) und dem Halterungsring 17 ist in Bezug auf die entsprechenden i

Abmessungen der Lagerbaugruppe derart, daß diese mit relativ |

festem Sitz in ihrer axialen Stellung an der Welle 4 gehalten |

wird, ohne daß eine unerwünschte Vorspannung des Lagers er- ί

folgt. I

Wie Fig. 2 zeigt, weist der gespaltene Haltering 17 eine |

Verwindung zwischen den gegenüberliegenden Schenkelabschnitten P

17a und 17b auf, wobei sich diese Verwindung über einen Bogen- '

abschnitt 17c erstreckt, der auf jeder Seite der Mittellinie, f

die zwischen den freien Enden der beiden Schenkelabschnitte I

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hindurchgeht, nicht- größer als 30° ist. Wenn der so aufgebaute Haltering"in der Nut 18 eitzt, wird dieser fest und für die Betriebszwecke starr an der Welle gehalten, wobei jegliches axiales Spiel zwischen dem Ring und der Welle ausgeschaltet ist. Bei diesem Aufbau kann das Lager 12 als ein solches betrachtet werden, welches an der Welle 4 in axial fester Lage gehalten ist.

Die Lagerbaugruppe 12 und die Welle 4 und damit dl/? Betriebsstellung des Schieberkolbens 9 gegenüber den Öffnungen 8 wird durch Rings 19 eingestellt und bestimmt, die konzentrisch zum Haltering 17 angeordnet sind und die zwischen der benachbarten Außenseite der Lagerlauffläche 14 und der Schulter 20 liegen, die als axial sich erstreckende Fläche am Endgehäuse 3 ausgebildet ist. Durch eine Veränderung der Anzahl der Ringe und möglicherweise der Dicke der Ringe kann die Baugruppe, die das Lager 12, die Welle 13 und den Schieber 9 umfaßt, axial derart eingestellt werden, daß der Schieber 9 in eine genaue Betriebslage gegenüber den Öffnungen 8 im Gehäuse gelangt. _f

Es sei bemerkt, daß der Druck im Hydrauliksystem während des Betriebes der Anlage die Wellenbaugruppe in ihrer äußersten Lage hält, d. h. bei der Betrachtung der Fig. 1 in der rechten Stellung. Eine Bewegung der Welle 4 nach innen oder in Rückwärtsrichtung wird im Fall des NichtVorhandenseins des Druckes im System durch eine Hülse 21 verhindere, die innerhalb des Gehäuseabschnittes Z angeordnet ist und die mit ihrem inneren Ende an der benachbarten Endfläche des Gehäuseabschnittes 2 sich abstützt und die mit einem Wellenfiderring 22 zusammenarbeitet. Die Feder 22 ist im wesentlichen konzentrisch zum Nadellager 15 angeordnet und liegt axial zwischen dem benachbarten Ende der Hülse 21 und dem radial äußeren Abschnitt der Innenseite der Lagerlaufbahn 14.

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Durch diesen Aufbau wird die äußere Lagerlaufbahn 14 zu allen Zeiten in einer festen Anlage gegen die Ringe 19 gehalten, da die Wellenfeder 22 so ausgebildet ist, daß sie eine ausreichende Federung ermöglicht, so daß sie zusammengedrückt werden kann, wenn die Anzahl und die Abmessung der Ringe 19 eine maximale Dicke erzeugen, wobei gleichzeitig eine ausreichende ■Ausdehnungskraft erzeugt wird, die auf die Lagerlauffläche 14 ausgeübt wird, wenn die Dicke der Ringe minimal ist, wodurch eine feste Halterung der Lagerlaufbahn 14 und damit der Lager- J baugruppe 12 und der Welle 4 in der normalen Stellung sicher-

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system nicht vorhanden ist und wenn eine normale manuelle Belastung auf die Welle in einer Richtung axial nach innen aufgebracht wird.

Unter normalen Fertigungstoleranzen kann die Dicke der Ringe, die erforderlich ist, um den Schieberkolben in seiner Lage einzustellen, sich um etwa 0,25 cm verändern. Eine einzelne Wellenfeder und eine Distanzhülse reichen aus« um die Welle und die zugeordneten Bauteile in der gewünschten festen axialen Lage relativ zur Lagerung zu halten und zwar unabhängig von der speziellen Anzahl der verwendeten Ringe. Es wird die ge-. wünschte Einstellung des Schieberkolbens ermöglicht.

Es sei bemerkt, daß der Aufbau derart ist, daß die Halterung . keine unerwünschten Reibungskräfte zwischen der Welle und dem Gehäuse einführt und zwar unabhängig von der Anzahl der verwendeten Beilagringe. Gleichzeitig wird die Welle in einer axialen festen Lage gegenüber dem Gehäuse gehalten und der Schieberkolben wird gegenüber den Schieberöffnungen in der richtigen Weise angeordnet.

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Claims

- 8 Schutzansprüche

1. Hydrostatische Lenkung mit einem hydraulischen Antriebssystem, welches ein stationäres Schiebergehäuse aufweist, eine Welle, die in dem Gehäuse drehbar ist und einen Schieber, der in einer vorbestimmten Beziehung relativ zur Welle beweglich ist, und mit einer Lagerbaugruppe, die an der Welle angeordnet ist und diese drehbai im Gehäuse lagert, gekennzeichnet durch eine Lagerhalterung (16, 17, 18), die die Lagerbaügruppe (12) in einer im wesentlichen festen axialen Lage hält, wenigstens einen Beilagering (19)» der «wischen der äußersten Oberfläche der Lagerbaugruppe (12) und einem benachbarten gegenüberliegenden festen Gehäuseanschlag (20) angeordnet ist und ein elastisches Element (22), das sich an einem Abschnitt (I¹O der Lagerbaügruppe (12) abstützt und auf diesen Abschnitt einen Druck in Richtung zum Beilagering (19) hin ausübt.

2. Hydrostatische Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element einen Wellenfederring (22) aufweist.

3. Hydrostatische Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbaugruppe (12) eine innere Lagerlaufbahn (13) mit einem verhältnismäßig kleinem äußeren Durchmesser aufweist, eine äußere Lagerlaufbahn (14) mit einem verhältnismäßig großem Süßeren Durchmesser, daß zwischen diesen Lagerlaufbahnen (13, 14) ein Lager (15) angeordnet ist, das einen äußeren Durchmesse* hat, der kleiner ist als der der äußeren Lagerlaufbahn (14) und daß das elastische Element (22) sich gegen den radial äußeren Abschnitt der äußeren Lagerlaufbahn (14) abstützt.

Hydrostatische Lenkung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß daß Lager (15) ein Nadellager ist.

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5. Hydrostatische· Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine zylindrische Hülse (21), welche die Welle (14) umgibt und deren inneres Ende an einem axial festen Anschlag des Gehäuses (Z) anliegt und deren gegenüberliegendes Ende einen Anschlag bildet, gegen den der benachbarte Abschnitt des elastischen Elementes (22) anliegt.

6. Hydrostatische Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhalterung einen an de* Welle (4) ausgebildeten Anschlag (16) aufweist, der einen auf dia Welle (4) in axialer Richtung ausgeübten Druck euf die Lager-

^ · baugruppe (12) überträgt, und daß ein gespaltener Halterungsring (17) vorgesehen ist, der in einer Nut (18) in der Welle (4) auf der dem Anschlag (16) gegenüberliegenden Seite der Lagerbaugruppe (12) sitzt.

7. Hydrostatische Lenkung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der gespaltene Halterungsring (17) ein U-förmiger Ring ist, der eine voreingestellte Verwindung (17 c) aufweist, die in einem mittleren Abschnitt des Ringes (17) vorgesehen ist.

8. Hydrostatische Lenkung nach Anspruch 7a dadurch gekennzeichnet, daß sich die voreingestellte Verwindung (17 c) auf jeder Seite

C) der Mittellinie, die sich zwischen den freien Enden der Schenäcelabachnitte (17 a, 17 b) des ü-förmigen Ringes erstreckt, über nicht mehr als 30° erstreckt.

9· Hydrostatische Lenkung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, •daß die voreingestellte Verwiniung (17 c) im Halterungsring (17) derart ist, daß die dadurch erzeugte Belastung nach einer Kompression eine Größe von 9 kg nicht übersteigt, wenn der Haltering (17) zwischen zwei parallelen Oberflächen angeordnet ist, die einen Abstand von etwa 0,127 cm voneinander haben und daß die Belastung größer ist als 3,63 kg, wenn der Haltering (17) zwischen zwei parallelen Oberflächen gehalten wird, die

einen Abstand von etwa 0,1524 cm voneinander haben.

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