Гидравлический рулевой механизм транспортного средства
Союз Советск их
Социалистичвскик
Республик
„,1940640 (61) Дополнительный к патенту(22) Заявлено 13. 09. 79 (21) 2811908/27-11 (23) Приоритет— (32)— (51) М. Кл.
В 62 О 5/Ь6
Государстееннык комитет (31) (33)СССР
Опубликовано 30.06,82.БюллетеньМ 24
Дата опубликования описания 30 ° 06 ° 82 по делам изобретений и открытий (53) УДК 629, 113.
° 014.5(088.8) Иностранцы
Карл-Хайнц Либерт и Вернер Тишер (ФРГ) (72) Авторы изобретения
Иностранная фирма
"Цанрадфабрик Фридрихсхафен (фРГ) Го (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ ТРАНСПОРТНОГО
СРЕДСТВА
Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к гидравлическому рулевому механизму.
Известен гидравлический рулевой механизм транспортного средства, содержащий распределитель рулевого управления, золотник которого кинематически связан с ведущим валом и посредством карданного вала с ротором дозирующего гидронасоса, и торсион, один конец которого соединен с ведущим валом, а второй — с карданным валом, причем торсион расположен в осевых отверстиях ведущего и карданного валов и кинематически связан с золотником распределителя рулевого управления (13.
Гидравлические рулевые механизмы такоГо типа применяются в относительно малоскоростных транспортных средствах и имеют преимущество там, где создание механического соединения рулевой передачи с управляемыми колесами связано с трудностями, например в оамоходных строительных и ра" бочих машинах, автопогрузчиках, тягачах и зерноуборочных комбайнах.
Гидростатические рулевые управления этого типа применимы также для управления судами, Для достижения легкости хода рулевого управлвния необходимо чтобы золотник мог перемещаться в корпусе рулевого управления с возможно меньшим трением. Для этого необходимо избегать радиальных сил, прижимающих золотник к корпусу рулевого управления. При возникновении ра" диальных сил уменьшается зазор между золотником и корпусом. При этом воз" никает опасность еще большего при- . жима золотника к корпусу вследствие имеющегося в различных каналах управления перепада давлений. Затем при удалении рабочей жидкости он может непосредственно соприкасаться с корпусом, что ведет к высокому. трению. Если золотник под действием ручного рулевого колеса выдвигается иэ своего положения покоя. то
940640
3 возникает нежелательное заедание ручного рулевого колеса, это означает, что при переходе от трения сцепления к трению скольжения должна первоначально прикладываться относительно большая сила, которая затем резко снижается до минимального значения, что ведет к неспокойному управлению и плохому ощущению дороги.
В известном управляющем клапане действующие на золотник нежелательные радиальные силы вызваны двумя причинами.
Один конец торсиона, выполненный н виде цилиндрического валика, заходит s конец цилиндрического отверстия на ведущем валу, т.е. рулевом шпинделе, и там заштифтоваы. Вследствие неточностей обработки, необходимых зазорон и из-за процесса штифтования ось торсиона проходит в принципе под небольшим углом к оси ведущего вала. При монта><е торсион сгибается в свое правильное положение и создает радиальную нагрузку на золотник, Другой его конец соединен в известном управляющем клапане с обращенным к ведущему валу концом карданного вала, и, следовательно, действует на последний в том же самом эо месте, в котором карданный вал входит в зацепление с зубчатой нарезкой в золотнике.
Независимо от этого на золотник
35 действуют другие радиальные силы вследствие того, что ось ведущего вала всегда проходит под заметным углом относительно оси карданного вала, так как конец карданного вала
40 с ведомой стороны должен вращаться обязательно эксцентрично с ротором насоса. Вследствие этого векторы крутящих моментов ведущего и карданного валов образуют между собой угол, это > означает, что должен возникать опорный крутящий момент. Опорный крутящий момент действует таким образом, что стремится опрокинуть золотник относительно поперечной к его продольному направлению оси, т.е. прижать его концы в противоположных направлениях в радиальном направлении к отверстию корпуса рулевого управления.
Цель изобретения - улучшение эксплуатационных качеств рулевого механизма путем обеспечения легкости его хода.
Указанная цель достигается тем, что соединения торсиона с ведущим и карданным валами выполнены в виде шарниров, при этом шарнир, соединяющий торсион и карданный вал, расположен внутри карданного вала, в месте его соединения с ротором дозирующего гидронасоса.
Кроме того, упомянутые шарниры выполнены в виде вильчатых концов торсиона, установленных с возможностью взаимодействия с поводками, установ-. ленными на ведущем и карданном валах.
На фиг. 1 изображен рулевой механизм, продольный разрез; на фиг. 2 разрез A-Л на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 — вид В на фиг.1; на фиг. 5 — векторное изображение реактивного крутящего момента при работе рулевого механизма.
На фиг. 1 позицией 1 обозначен как целое распределитель и позицией 2 дозирующий гидронасос, жестко закрепленный к распределителю. Распределитель имеет золотник 3, во внутреннюю полость 4 которого входят выступ ) и валы 6 рулевого управления и карданный вал 7. Карданный вал создает жесткое в направлении вращения соединение между золотником и ротором 8 гидрон;-соса 2 и делает возможным эксцентричное вращение ротора.
Золотник 3 (фиг.2 и 3) имеет внутреннюю зубчатую нарезку 9,в которую жестко в направлении вращения, входит наружная зубчатая нарезка 10 карданного нала 7. Напротив, выступ 5 вала 6 рулевого управления с кулачками 11 входит в широкие впадины 12 внутренней зубчатой нарезки 9, благодаря чему становится возможным ограниченный поворот выступа относительно золотника. Золотник 3 (фиг.4,> снабжен наклонным пазом 13, работающим как кулачок, и в него без зазора входит закрепленный в выступе 5 поводок
Выступ 5 имеет коаксиальное отверстие 15, а карданный вал 7 — коаксиальное отверстие 16. На концах отверстий в карданных валах 7 и 6 рулевого управления жестко размещены поводки 17 и 18. Торсион 19 имеет концы 20 и 21 в форме вильчатой головки, с помощью которых он без зазора захватывает поводки 17 и 18, При вращении вала 6 рулевого уг,равления из своего центрального по5 94064 ложения против действия сопротивления управляемых колес, действующего на ротор 8, торсион 19 скручивает" ся и посредством поводка 14 и наклонного паза 13 смещается золотник 3.
Кулачки 11 выступа 5 образуют вместе с внутренней зубчатой нарезкой 9 золотника концевые упоры для защиты торсиона. Напротив, золотник посредством зацепляющихся друг с другом 1о зубчатых нарезок 9 и 10 золотника и карданного вала жестко в направлении вращения соединен с ротором 8.
Благодаря шарнирному с обеих сто" рон расположению торсиона 19 предотвращается его изгиб при монтаже и воздействие радиальных сил на золотник, При управляющем движении против крутящего момента сопротивления ротора 8 гидронасоса 2 в вал 6 рулевого управления вводится входной крутящий момент, в то время как выходной крутящий момент на карданном валу 7 с его осью ослабевает.
На фиг. 5 показаны крутящие моменты в векторном изображении при увеличенном угле между входным и выходным крутящими моментами. Входной крутящий момент обозначен через а, противодействующий ему выходной крутящий момент - через Ь. Последний может быть получен путем векторного сложения из реактивного крутящего момента с, проходящего в направле35 нии входного крутящего момента и равного ему по величине, и из перпен" дикулярного ему опорного крутящего момента d, проходящего перпендикулярно входному крутящему моменту а. Этот» опорный крутящий момент действует таким образом, что опрокидывает на величину вектора d деталь, на которую непосредственно действует входной крутящий момент.
Торсион 19 захватывает левый конец карданного вала 7. Действующий на карданный вал опорный момент d стремится опрокинуть карданный вал вокруг оси в плоскости фиг.5.
Опорный крутящий момент действует своими радиалЬными силами перпендикулярно этой плоскости с одной стороны на ротор 8, с другой стороны - на золотник 3. Вследствие того, что опорный крутящий момент вводится вблизи левого конца карданного вала, действующая на золотник радиальная сила составляет по правилу рычага только примерно пятую часть силы, действующей на ротор. Однако действующая на ротор радиальная сила не опасна, Устройство можно улучшить путем проведения коаксиального отверстия
16 вплоть до левого конца карданного вала, соединенного зубчатым зацеплением с ротором 8 ° Благодаря этому действующая со стороны карданного вала на золотник радиальная сила становится практически равной нулю.
При вращении рулевого вала 6 он через карданный вал 7 приводит в действие ротор 8 рулевого и дозирующего насоса. Ротор 8 при этом выполняет эксцентрическое круговое движение внутри полого колеса с внутренними зубьями. Вначале вращательного движения торсион 19 скручивается против сопротивления повороту ведомых колес., причем одновременно через поводок 14 и наклонный паэ
13 распределительный золотник 3 смещается из обозначенного нейтрального положения. Если предусмотренный через кулачки 11 выступа 5 и внутреннюю нарезку 9 управляющий зазор остался позади, то рулевой вал 6 непосредственно через управляющий золотник 3 и карданный вал 7 приво- дит в действие ротор 8.
Использование предлагаемого гидравлического рулевого механизма улучшает его эксплуатационные качества и обеспечивает легкость его хода.
Формула изобретения
1. Гидравлический рулевой механизм транспортного средства, содержащий распределитель рулевого управления, золотник которого кинематически свя" зан с ведущим валом и посредством карданного вала с ротором дозирующего гидронасоса, и торсион, один конец которого соединен с ведущим валом, а второй — с карданным валом, причем торсион расположен в осевых отверстиях ведущего и карданного валов и кинематически вязан с золотником распределителя рулевого управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных качеств рулевого механизма путем обеспечения легкости его хода, соединения торсиона с ведущим и карданным валами выполнены в виде шар7 940640 8 ниров, при этом шарнир, соединяющий можностью взаимодействия с поводкаторсион и карданный вал, расположен ми, установленными на ведущем и карвнутри карданного вала, в месте его данном валах. соединения с ротором дозирующего гид- Источники информации, ронасоса ° 3 принятые во внимание при экспертизе
2. Механизм по п.3, о т л и ч а ю- 1, Проспект фирмы "Цанрадфабрик шийся тем, что,упомянутые шар-. Фридрихсхафен АГ,, ФРГ". Гидростаниры выполнены в виде вильчатых кон- тическое рулевое управление, типоцов торсиона, установленных с воз- размер 8450-8455, 1975 (прототип).
