DE19531731C2 - Servoventil - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
- B62D5/08—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by type of steering valve used
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- B62D5/087—Sliding spool valves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
- F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
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Description
Die Erfindung betrifft ein Servoventil für eine flui
dische, insbesondere eine hydraulische Servolenkung, mit
einem Ventilschieber, welcher zumindest eine normal
offene Drosselstrecke steuert, die eine durch Steuer
kanten am Schieber sowie am Schiebergehäuse gebildete
steuerbare Eingangsdrossel sowie eine ebenfalls durch
Steuerkanten ge
bildete Ausgangsdrossel aufweist, wobei bei Verschiebung
des Ventilschiebers eine gegensinnige Steuerung von Eingangs-
und Ausgangsdrossel erfolgt und der Druck an einem
zwischen den Drosseln angeordneten Motoranschluß ver
ändert wird.
Heutige Kraftfahrzeuge sind üblicherweise mit Servo
lenkungen ausgerüstet, die ein Servoventil der eingangs
angegebenen Art aufweisen. Dabei wird der Ventilschieber
in Abhängigkeit von der zwischen Lenkhandrad und den
Lenkrädern übertragenen Kräfte verstellt. In der Regel
ist dazu eine das Lenkhandrad mit den Lenkrädern an
triebsmäßig verbindende Lenkwelle zweiteilig mit zwei
relativ zueinander begrenzt verdrehbaren Lenkwellen
teilen ausgebildet, deren gegen Rückstellkraft erfolgende
Relativdrehung das Servoventil steuert.
Das Servoventil besitzt zwei parallele Drosselstrecken
mit jeweils einer Eingangs- und einer Ausgangsdrossel.
Bei Verstellung des Schiebers werden die beiden Drossel
strecken gegensinnig zueinander verstellt, d. h. während
in der einen Drosselstrecke der Drosselwiderstand der
Eingangsdrossel erhöht und der Drosselwiderstand der
Ausgangsdrossel vermindert wird, erfolgt in der anderen
Drosselstrecke eine Verminderung des Drosselwiderstandes
der Eingangsdrossel und eine Erhöhung des Drosselwider
standes der Ausgangsdrossel. Damit tritt zwischen den
Motoranschlüssen der beiden Drosselstrecken eine steuer
bare Druckdifferenz in der einen oder anderen Richtung
auf. Diese Druckdifferenz wird auf die beiden Seiten
eines in zwei Richtungen antreibbaren Servomotors
geleitet, der das Lenkmanöver des Fahrers unterstützt.
Bei normaler Geradeausfahrt, d. h. wenn zwischen den
Lenkrädern und dem Lenkhandrad keinerlei Lenkkräfte
übertragen werden müssen, hat die vorgenannte Druck
differenz den Wert Null, so daß der Servomotor keinerlei
Servokraft erzeugt. Gleichwohl werden die beiden Drossel
strecken ständig vom Druckmedium durchströmt, d. h. das
System arbeitet mit einer sogenannten offenen Mitte.
Dementsprechend muß für die Druckquelle des Servosystems
ständig Leistung bereitgestellt werden.
Aus der US 4 667 698 ist eine prinzipiell auch als Servoven
til geeignete Steuerventilanordnung bekannt, welche normal
geschlossen ist bzw. eine geschlossene Mitte aufweist. Ein in
Ausgangslage eines Ventilschiebers abgesperrter Druckanschluß
wird bei Verstellung des Ventilschiebers mit einem zu einer
Seite eines Motors führenden Anschluß verbunden, während die
andere Seite des Motors mit einem Reservoir bzw. einer Nie
derdruckseite verbunden wird. Je nach Stellung des Ventil
schiebers sind die vorgenannten Verbindungen mehr oder weni
ger stark gedrosselt. Jedoch besteht keine Möglichkeit, eine
Druckdifferenz zwischen den Motoranschlüssen zu steuern, wenn
der Motor als hydrostatisches Aggregat ausgebildet ist und
durch externe Kräfte blockiert wird. In einem derartigen Fal
le wird an den Motoranschlüssen jeweils die volle Druckdiffe
renz zwischen dem Druck am Druckanschluß und dem (in der Re
gel verschwindenden) Druck am Reservoir bzw. auf der Nieder
druckseite wirksam.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, ein neues Servoventil
mit geschlossener Mitte zu schaffen.
Diese Aufgabe kann erfindungsgemäß mit einem Servoventil der
eingangs angegebenen Art dadurch gelöst werden, daß eingangs
seitig der Eingangsdrossel
ein Absperrventil ange
ordnet ist, dessen Verschlußkörper mit einer nach Art einer
Steuerkurve ausgebildeten Ausnehmung am Ventilschieber zusam
menwirkt und dabei aus der Schließlage ausgehoben wird, so
bald der Ventilschieber seine Normallage
verläßt.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in ein
prinzipiell herkömmliches Servoventil ein eingangsseitiges
Absperrventil zu integrieren und dessen Verschlußkörper der
art mit dem Ventilschieber des Servoventiles zusammenwirken
zu lassen, daß der Verstellhub des Schiebers auch das Ab
sperrventil steuert.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist
das Absperrventil nach Art eines Rückschlagventiles aus
gebildet, dessen Ventilkörper vom Druck auf der Eingangs
seite dieses Ventiles in Schließrichtung beaufschlagt
wird und durch Zusammenwirken mit der Ausnehmung des
Ventilschiebers aus der Schließlage ausgehoben werden
kann.
Die Ausnehmung des Ventilschiebers ist zweckmäßigerweise
als V-Nut ausgebildet, und zwar derart, daß in der Normal-
bzw. Mittellage des Ventilschiebers für den Verschlußkörper
des Absperrventiles eine geringfügiges Spiel vorliegt.
Wenn darüber hinaus der Ventilkörper des Absperrventiles
so angeordnet ist, daß er bei seinem Schließhub zentriert
bleibt oder wird, so vermag der Schließkörper aufgrund der
ihn in Schließrichtung drängenden Kräfte beim Zusammenwirken
mit der V-Nut auf den Ventilschieber eine gewisse Rückstell
kraft auszuüben. Die genannten Kräfte in Schließrichtung
werden vorzugsweise fluidisch bzw. hydraulisch und/oder
mechanisch erzeugt.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der
Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende
Erläuterung besonders vorteilhafter Ausführungsformen
verwiesen, die anhand der Zeichnung beschrieben werden.
Dabei zeigt
Fig. 1 einen Axialschnitt eines erfindungsgemäßen
Servoventils, welches seine Mittellage einnimmt,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnittes II
in Fig. 1, wobei jedoch der Ventilschieber des
Servoventils gegenüber seiner Mittellage ver
schoben ist,
Fig. 3 einen Axialschnitt einer abgewandelten Ausfüh
rungsform, und
Fig. 4 eine gegenüber Fig. 1 und 2 abgewandelte Ausführung
eines Absperrventils.
Gemäß Fig. 1 ist in einem Ventilgehäuse 1 zur Aufnahme
eines Ventilschiebers 2 eine Axialbohrung 3 angeordnet,
von der Radialbohrungen 4 bis 9 abzweigen. Dabei liegen
die Radialbohrungen 4 und 5 in einer gemeinsamen Radial
ebene der Bohrung 3. Die Bohrungen 6 und 7 sind beidseitig
der Bohrung 5 und die Bohrungen 8 und 9 beidseitig der
Bohrung 4 angeordnet, wobei der Abstand der Bohrungen
8 und 9 von der Bohrung 4 in Achsrichtung der Bohrung 3
größer ist als der entsprechende Abstand der Bohrungen
6 und 7 von der Bohrung 5.
Seitlich neben den Bohrungen 4 und 5 sind in der Axial
bohrung 3 zwei im Querschnitt rechteckige Umfangsnuten
10 und 11 angeordnet, die bereichsweise von den Radial
bohrungen 4 und 5 durchdrungen werden. Zwei weitere,
ähnlich ausgebildete Umfangsnuten 12 und 13 sind im
Bereich der Radialbohrungen 8 und 9 angeordnet.
Die Radialbohrungen 4 und 5 nehmen jeweils eine Hülse 14
auf, wobei der Spalt zwischen dem Innenumfang der Radial
bohrungen 4 und 5 und dem Außenumfang der Hülse 14 durch
einen Dichtring abgesperrt wird.
An dem der Axialbohrung 3 zugewandten Ende verengt sich
der Axialkanal jeder Hülse 14 konusförmig und bildet
eine kegelförmige Sitzfläche für eine Ventilkugel 15,
wobei die Kugel 15 etwas in den Querschnitt der Axial
bohrung 3 hineinragt, wenn die Kugel 15 dicht auf der
kegelförmigen Sitzfläche 14' aufsitzt.
Der Ventilschieber 2 besitzt eine als mittige V-Umfangsnut ausgebildete Ausnehmung 16,
deren Flanken mit konvexer Rundung in den zylindrischen
Außenumfang des Ventilschiebers 2 übergehen. Beiderseits
der V-Umfangsnut 16 sind am Außenumfang des Ventilschie
bers 2 Umfangsnuten 17 und 18 mit rechteckigem Querschnitt
und einer Breite angeordnet, die etwas größer als der
Abstand zwischen den Umfangsnuten 10 und 12 und 11 und 13
der Axialbohrung 3 des Ventilgehäuses 1 ist.
Der Ventilschieber 2 wird von einer Axialbohrung 19
durchsetzt, die einen im Durchmesser verengten Mittel
abschnitt aufweist, an den sich nach außen hin Abschnitte
mit größerem Querschnitt anschließen. Diese letzteren
Abschnitte sind durch Radialbohrungen 20 und 21 mit den
Umfangsnuten 17 und 18 verbunden.
In der Axialbohrung 19 sind zwei gestufte Kolben 22
und 23 verschiebbar angeordnet, welche jeweils einen
gestuften Axialkanal aufweisen, dessen hinsichtlich
des Querschnittes weiterer Abschnitt als Hülse für eine
Schraubenfeder 24 bzw. 25 dient, die jeweils einerseits
an der Ringstufe im Axialkanal des jeweiligen Kolbens 22
bzw. 23 und andererseits an einer der Widerlagerscheiben 26
abgestützt ist, die in den Stirnenden der Axialbohrung 3
des Ventilgehäuses 1 angeordnet bzw. durch dort angeord
nete Anschlagringe 27 festgehalten werden. Die Schrauben
federn 24 und 25 suchen die Kolben 22 und 23 gegen den
gegebenenfalls vorhandenen Druck in den Ringräumen 28
und 29, die zwischen den Ringstufen an den Außenumfängen
der Kolben 22 und 23 und den Ringstufen an den Innenum
fängen der Axialbohrung 19 des Ventilschiebers 2 verbleiben,
in die Axialbohrung 19 hineinzuschieben.
In Auswärtsrichtung wird der Verschiebehub der Kolben
22 und 23 durch Anschlagringe in der Axialbohrung 19 des
Ventilschiebers 2 begrenzt.
Beim Betrieb sind die Radialbohrungen 4 und 5 an einen
hydraulischen Druckspeicher bzw. die Druckseite einer
Hydraulikpumpe angeschlossen. Die Radialbohrungen 8 und 9
sind mit einem relativ drucklosen Hydraulikreservoir 32
verbunden. Die Radialbohrungen 6 und 7 sind an zwei
Seiten eines hydraulischen Servomotors angeschlossen,
der als doppeltwirkendes Kolben-Zylinder-Aggregat ausge
bildet sein kann. Der Ventilschieber 2 ist in grundsätz
lich bekannter Weise derart mit der Antriebsübertragung
zwischen einem Lenkhandrad eines Kraftfahrzeuges und den
Lenkrädern antriebsmäßig gekoppelt, daß er in Abhängigkeit
von der Größe und Richtung der zwischen Lenkhandrad und
Lenkrädern übertragenen Kräfte in der einen oder anderen
Richtung relativ zum Ventilgehäuse 1 verschoben wird.
Solange keine Kräfte übertragen werden, nimmt der Ventil
schieber 2 die in Fig. 1 dargestellte Mittellage ein,
so daß die Ventilkugeln 15 in die V-Umfangsnut 16 des
Ventilschiebers 2 mit (geringem) Spiel eintreten können,
wobei sich die Ventilkugeln 15 dicht auf die konusförmigen
Sitzflächen 14' der Hülsen 14 aufsetzen und damit die
Verbindung zum Druckspeicher bzw. zur Hydraulikpumpe
absperren.
Sobald der Ventilschieber 2 aus der Mittellage verschoben
wird, werden die Ventilkugeln 15 von einer Flanke der
V-Umfangsnut 16 erfaßt und aus der zuvor eingenommenen
Schließlage ausgehoben.
Damit sucht Druckmedium von den Radialbohrungen 4 und 5
in Richtung der Radialbohrungen 8 und 9, d. h. in Richtung
des Hydraulikreservoirs 32, zu strömen. Aufgrund der
Verschiebung des Ventilschiebers 2 sind die Strömungs
wege von den Radialbohrungen 4 und 5 zur Radialbohrung 8
gegenüber den entsprechenden Strömungswegen zur Radial
bohrung 9 unterschiedlich. Wird der Ventilschieber 2
gemäß dem Beispiel der Fig. 2 nach rechts verschoben,
so bildet sich zwische der Umfangsnut 10 und der Umfangs
nut 17 ein relativ breiter und zwischen der Umfangsnut 17
und der Umfangsnut 12 ein relativ schmaler Spalt aus.
Dagegen liegt zwischen der Umfangsnut 11 und der Umfangs
nut 18 ein schmaler Spalt vor, während zwischen der Um
fangsnut 18 und der Umfangsnut 13 ein relativ breiter
Spalt auftritt. Durch diese unterschiedlich breiten
Drosselspalte wird erreicht, daß zwischen den Radial
bohrungen 6 und 7 und damit zwischen den beiden Seiten
des Servomotors eine mehr oder weniger große Druck
differenz auftritt. Dementsprechend unterstützt der
Servomotor die jeweilige Lenkbewegung mit einer ent
sprechenden Servokraft.
Der Druck in den Umfangsnuten 17 bzw. 18 pflanzt sich
über die Radialbohrungen 20 und 21 bis in die Ringräume
28 und 29 fort, welche mit den benachbarten Radialbohrungen
20 und 21 ständig über einen Ringspalt verbunden sind, der
zwischen dem Außenumfang der Kolben 22 bzw. 23 und dem
dem Innenumfang des Axialkanals 19 des Ventilschiebers 2
im Bereich der Radialbohrungen 20 und 21 ausgebildet ist.
Somit liegen also auch in den Ringräumen 28 und 29
ähnlich unterschiedliche Drucke wie an den Radialbohrungen
6 und 7 vor. Demententsprechend werden die Kolben 22 und 23
mit unterschiedlich großen hydraulischen Kräften gegen die
zugeordneten Schraubenfedern 24 bzw. 25 gespannt. Im
Ergebnis führt dies dazu, daß der Ventilschieber 2
nur gegen einen mehr oder weniger großen Widerstand
verschiebbar ist, der sich analog zu der vom Servo
motor 33 erzeugten Servokraft ändert. Dieser Widerstand
ist am Lenkhandrad als Rückwirkungskraft spürbar, d. h.
das Lenkhandrad läßt sich nur gegen einen Widerstand
verändern, der sich analog zur Stellkraft des Servo
motors 33 ändert.
Da der Hubweg der Kolben 22 und 23 durch Anschlagringe
22' bzw. 23' begrenzt wird, so daß die Kolben 22 bzw. 23
weder die Schraubenfedern 24 bzw. 25 auf Block zusammen
drängen noch gegen die Widerlagerscheiben 26 stoßen
können, wird die maximal mögliche Rückwirkungskraft
begrenzt.
Wichtig ist, daß in der Mittellage des Ventilschiebers 2
keinerlei Hydraulikmedium vom Druckspeicher 31 bzw. einer
sonstigen Druckquelle über die Radialbohrungen 4 und 5
abströmen kann. Derartiges wird durch die von den
Ventilkugeln 15 und den Sitzflächen 14' der Hülsen 14
gebildeten Absperrventile verhindert. Dementsprechend
wird in Mittellage des Ventilschiebers 2 keine hydrau
lische Leistung verbraucht.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von
der Ausführungsform nach Fig. 2 zunächst darin, daß in
der Axialbohrung des Ventilschiebers 2 ein einziger
Kolben 34 längsverschiebbar angeordnet ist. Die Ver
schiebung erfolgt gegen die Kraft einer Schraubendruck
feder 35, welche zwischen zwei auf den Kolben 34 axial
verschiebbaren Widerlagerringen 36 und 37 eingespannt
ist. Dabei wird der Widerlagerring 36 in der in Fig. 3
dargestellten Normallage des Kolbens 34 simultan gegen
eine Ringstufe in der Axialbohrung 19 des Ventilschie
bers 2 sowie eine Ringstufe am Außenumfang des Kolbens 34
gespannt, während der Widerlagerring 37 gegen zwei An
schlagringe 38 und 39 gedrängt wird, von denen der eine
fest am Ventilschieber 2 und der andere fest am Kolben 34
angeordnet ist. Wird der Kolben 34 aus der Lage der Fig. 3
nach rechts oder links verschoben, wird die Schrauben
druckfeder 35 jeweils zusätzlich gespannt.
Der Kolben 34 wird durch einen Axialkanal 40 durchsetzt,
dessen eine stirnseitige Öffnung als Drossel 41 ausge
bildet ist.
Im Bereich einer den Axialkanal 40 durchsetzenden Radial
bohrung 42 besitzt der Kolben 34 eine Umfangsnut 43, die
in der in Fig. 3 dargestellten Lage des Kolbens 34 im
wesentlichen deckungsgleich mit einer Umfangsnut 44 in
der Axialbohrung 19 des Schiebers 2 ist. Letztere Umfangs
nut 44 ist über Radialkkanäle im Schieber 2 mit dessen
Umfangsnut 17 verbunden.
Das Ventilgehäuse 1 besitzt an den Stirnseiten des Ventil
schiebers jeweils eine Hydraulikkammer 45 bzw. 46, wobei
die Hydraulikkammer 45 über eine steuerbare Drossel 47 mit
der Bohrung 7 verbunden ist, während die Kammer 46 über
eine am zugewandten Stirnende des Schiebers 2 angeordnete
Drossel 48 mit dem Axialkanal 40 des Kolbens 34 kommuni
ziert.
Im Betrieb wird der Ventilschieber 2 wiederum analog
zu dem zwischen einer Handhabe, z. B. Lenkhandrad, und
damit antriebsgekoppelten Organen, z. B. den Lenkrädern
eines Fahrzeuges, übertragenen Kräften verschoben. Damit
tritt wiederum zwischen den Radialbohrungen 6 und 7, die
mit einem hydraulischen Servomotor verbunden sind, eine
entsprechende hydraulische Druckdifferenz auf. Im übrigen
tritt aufgrund dieser Druckdifferenz zwischen den von
den Umfangsnuten 17 und 18 des Schiebers 2 gebildeten
Ringräumen und damit zwischen den Radialbohrungen 6
und 7 eine Hydraulikströmung über die Drosseln 47 und 41
auf; dieser Hydraulikstrom wird darüber hinaus durch
Verschiebung des Kolbens 34 relativ zum Schieber 2
gesteuert, weil bei einer solchen Verschiebung des
Kolbens 34 das Maß der Überdeckung zwischen den Umfangs
nuten 43 und 44 und damit der Drosselwiderstand zwischen
der Umfangsnut 17 und dem Axialkanal 40 verändert wird.
Die Verschiebung des Kolbens 34 wird hydraulisch bewirkt,
weil zwischen den Hydraulikkammern 45 und 46 bei Druck
differenzen zwischen den Radialbohrungen 6 und 7 eine
mehr oder weniger große Druckdifferenz vorliegt, die
durch die Drosselwiderstände der Drosseln 47 und 41
sowie die mehr oder weniger geringe Überdeckung der
Umfangsnuten 43 und 44 vorgegeben wird.
Auf diese Weise wird auf den Ventilschieber 2 eine
vielfältig steuerbare Rückwirkungskraft wirksam.
Bei größeren Rückwirkungskräften wird der Kolben 34 gegen die
Kraft der Feder 35 derart weit verschoben, daß sich die
Umfangsnut 43 sowie die Nut 44 nicht mehr überlappen und die
Radialbohrung 42 nicht mehr mit der Nut 44 kommunizieren kann.
Damit wird der Hydraulikstrom über die Drosselstrecke
47-41-43/44 vollständig unterbrochen, mit der Folge, daß die
maximal mögliche Rückwirkungskraft begrenzt wird.
Im übrigen stimmt die Ausführungsform der Fig. 3 mit
der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 darin überein, daß
in der in Fig. 3 dargestellten Mittellage des Ventil
schiebers 2 die Ventilkugeln 15 die Radialbohrungen
4 und 5 bzw. die darin angeordneten Hülsen 14 absperren
und dementsprechend eine Strömung des Druckmediums von
der Druckquelle zum Reservoir verhindern.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist innerhalb
der Hülse 14 ein napfförmiges Gehäuse 140 durch Preßsitz
gehaltert, welches an seinem vom Ventilschieber 2 abgewandten
Ende durch einen Boden 140' abgeschlossen und auf seinem
Außenumfang mit Axialnuten 140'' versehen ist. Durch die Axial
nuten 140'' werden mehrere Kanäle gebildet, durch die Druck
medium von dem in Fig. 4 oberen Ende der Hülse 14 in Rich
tung des unteren unteren Endes der Hülse 14 bzw. zum
Sitz 14' hindurchtreten kann.
Innerhalb des zylinderförmigen Innenraums des Gehäuses 140 ist
ein zylinderförmiger Abschnitt eines im wesentlichen pilzarti
gen Ventilkörpers 150 gleitverschiebbar und im wesentlichen
fluidisch dicht geführt. Dieser Ventilkörper 150 wird durch
eine Ventilfeder 151 in Fig. 4 in Abwärtsrichtung beauf
schlagt, derart, daß der Pilzkopf des Ventilkörpers 150 sich
auf den Sitz 14' am unteren Ende der Hülse 14 aufzusetzen
sucht.
Der Pilzkopf des Ventilkörpers 150 wird durch einen Axial
kanal 150' durchsetzt, so daß innerhalb des vom Gehäuse 140
sowie vom Ventilkörper 150 umschlossenen Raumes im Gehäuse 140
immer ein etwa gleicher fluidischer Druck wie unterhalb des in
Fig. 4 unteren Endes des Ventilkörpers 150 vorliegt.
Beim Öffnungs- bzw. Schließhub wird also der Ventilkörper 150
- überwiegend - durch das Gehäuse 140 bzw. dessen zylinder
förmige Innenumfangswand geführt. In Schließstellung sitzt der
pilzartige Kopf des Ventilkörpers 150 dicht auf dem kegel
förmigen Sitz 14'. Diese Schließlage kann nur eingenommen
werden, wenn der Ventilschieber 2 die in Fig. 1 dargestellte
Mittellage bzw. eine dieser Mittellage unmittelbar benach
barte Position einnimmt.
Sobald der Ventilschieber 2 um ein größeres Maß aus dieser
Mittellage verschoben wird, wird der Ventilkörper 150 durch
Zusammenwirken der Flanken der V-Umfangsnut 16 des Ventil
schiebers 2 mit dem pilzförmigen Kopf des Ventilkörpers 150
gegen die Kraft der Ventilfeder 151 aus der Schließlage aus
gehoben, wobei nur geringe fluidische Kräfte zu überwinden
sind, denn die Fluiddrucke unterhalb des Kopfes des
Ventilkörpers 150 und innerhalb des Gehäuses 140 sind aufgrund
des Axialkanals 150' weitestgehend gleich.
Im wesentlichen kann der in der Hülse 14 vorhandene flui
dische Druck in Schließlage des Ventilkörpers 150 lediglich
die im Übergangsbereich zwischen dem pilzartigen Kopf des
Ventilkörpers 150 und dem daran anschließenden zylinder
förmigen Abschnitt des Ventilkörpers 150 gebildete Ringstufe
radial außerhalb der punktierten Linien 150'' in Schließ
richtung beaufschlagen. Da die genannte Ringstufe nur einen
geringen Querschnitt hat, können insgesamt nur geringe
fluidische Schließkräfte auf den Ventilkörper 150 wirken.
Gegebenenfalls kann der Ventilkörper 150 auch so ausgebildet
sein, daß der Querschnitt des Kopfes des Ventilkörpers 150
gleich groß wie der Querschnitt des Innenraumes des Gehäu
ses 140 ist, d. h. der zylinderförmige Abschnitt des Ventil
körpers 150 geht entsprechend den punktierten Linien 150'' in
den Kopf den Ventilkörpers 150 über. Bei einer solchen Aus
bildung kann der Ventilkörper 150 durch keinerlei flui
dische Kräfte in Schließrichtung gedrängt werden, vielmehr
wird der Ventilkörper 150 dann ausschließlich durch die Ven
tilfeder 151 schließend belastet.
Durch die unterschiedliche Form des Ventilkörpers 150 wird die
Mindestkraft verändert, mit der der Ventilschieber 2 in seiner
Verschieberichtung beaufschlagt werden muß, um den Ventilkör
per 150 aus seiner Schließlage auszuheben. Diese Mindestkraft
wird einerseits bestimmt durch die Steilheit der Flanken der
V-Umfangsnut 16 des Ventilschiebers 2 und andererseits durch
die Spannung der Ventilfeder 151 sowie die in Schließrichtung
auf den Ventilkörper 150 einwirkenden fluidischen Kräfte, die
bei entsprechender Ausbildung des Ventilkörpers 150 einen
verschwindenden Wert (d. h. etwa den Wert Null) haben können.
Im Beispiel der Fig. 2 wird die Schließkraft ausschließlich
fluidisch bzw. hydraulisch (und gegebenenfalls auch durch
Schwerkraft) erzeugt, da die Ventilkugel 15 ohne Ventilfeder
angeordnet ist.
Abweichend von der dargestellten Ausführungsform kann im Falle
der Fig. 2 auch eine zusätzliche Ventilfeder für die Ventil
kugel 15 vorgesehen sein.
Des weiteren könnte - insbesondere im Beispiel der Fig. 4 -
der Kopf des Ventilkörpers 150 eine von einem Kugelabschnitt
abweichende Form aufweisen und beispielsweise kegelförmig aus
gebildet sein.
Gegebenenfalls können die Axialnuten 140'' auch an der
Innenumfangswand der Hülse 14 - oberhalb des Sitzes 14' -
angeordnet sein. In diesem Fall kann das Gehäuse 140 eine
glatte Außenumfangswand aufweisen.
Claims (8)
1. Servoventil für eine fluidische, insbesondere eine
hydraulische Servolenkung, mit einem Ventilschieber,
welcher zumindest eine normal offene Drosselstrecke
steuert, die eine durch Steuerkanten am Schieber sowie
am Schiebergehäuse gebildete steuerbare Eingangsdrossel
sowie eine ebenfalls durch Steuerkanten ausgebildete
Ausgangsdrossel aufweist, wobei bei Verschiebung des
Ventilschiebers eine gegensinnige Steuerung von Eingangs-
und Ausgangsdrossel erfolgt und der Druck an einem
zwischen den Drosseln angeordneten Motoranschluß ver
ändert wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß eingangsseitig der Eingangsdrossel ein Absperr
ventil (14', 15, 150) angeordnet ist, dessen Verschlußkörper
(15, 150) mit einer nach Art einer Steuerkurve ausgebildeten
Ausnehmung (16) am Ventilschieber (2) zusammenwirkt und dabei
aus der Schließlage ausgehoben wird, sobald der Ventil
schieber (2) seine Normallage verläßt.
2. Servoventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Absperrventil (14', 15, 150) nach Art eines Rückschlag
ventiles ausgebildet ist, dessen Ventilkörper (15, 150) vom
Druck auf der Eingangsseite des Absperrventiles (14', 15, 150)
in Schließrichtung beaufschlagt wird.
3. Servoventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilkörper (15) mit einer konusförmigen Sitzfläche
(14') zusammenwirkt.
4. Servoventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilkörper (15) als Ventilkugel ausgebildet ist.
5. Servoventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmung (16) am Ventilschieber (2) als
V-Umfangsnut ausgebildet ist.
6. Servoventil nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die als V-Umfangsnut ausgebildete Ausnehmung (16) mit
konvexem Übergang stufenlos an die Schieberaußenseite an
schließt.
7. Servoventil nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilkörper (15, 150) bzw. ein mit der Sitzfläche
(14') zusammenwirkender Teil des Ventilkörpers kegelförmig
ausgebildet sind.
8. Servoventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilkörper (15, 150) durch eine Ventilfeder (151)
schließend belastet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995131731 DE19531731C2 (de) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | Servoventil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995131731 DE19531731C2 (de) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | Servoventil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19531731A1 DE19531731A1 (de) | 1997-03-06 |
DE19531731C2 true DE19531731C2 (de) | 1998-10-08 |
Family
ID=7770653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995131731 Expired - Fee Related DE19531731C2 (de) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | Servoventil |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19531731C2 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4667698A (en) * | 1985-09-05 | 1987-05-26 | V M E I "Lenin" | Hydraulic distributor |
-
1995
- 1995-08-29 DE DE1995131731 patent/DE19531731C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4667698A (en) * | 1985-09-05 | 1987-05-26 | V M E I "Lenin" | Hydraulic distributor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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