-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidsteuereinrichtung, insbesondere als Teil einer hydraulischen Lenkeinheit, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
-
DE 29 06 183 A1 zeigt eine hydrostatische Lenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für knickgelenkte Kraftfahrzeuge, mit einem Rotationskolben und einem Drehschieber, die unterschiedliche Teilungswinkel aufweisen.
-
Im Folgenden wird eine Lenkeinheit als Beispiel für eine derartige Fluidsteuereinrichtung verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine Lenkeinheit beschränkt.
-
Eine Lenkeinheit wird verwendet, um einem Lenkmotor oder Lenkaktuator, der mit der Lenkeinheit verbunden ist, eine bestimmte Menge Hydraulikflüssigkeit zuzuführen. Die Lenkeinheit wiederum ist mit einem Lenkhandrad oder einer anderen Lenkbefehlseinrichtung verbunden. Wenn das Lenkhandrad gedreht wird, wird der Innenschieber im Verhältnis zum Außenschieber gedreht. Diese Drehung öffnet Blenden, die durch die Innenschiebergeometrie und die Ventilgeometrie gebildet werden. Durch diese Blenden laufendes Fluid wird der Kommutierungsgeometrie zugeführt, die wiederum das Fluid über die Gehäusegeometrie den Arbeitskammern des Messmotors zuführt. Der Messmotor kann beispielsweise ein Gerotormotor oder ein Zahnradsatz mit mehreren Arbeitskammern sein. Jede Arbeitskammer ist mit einem Abschnitt der Gehäusegeometrie verbunden.
-
Die am Messmotor ankommende Flüssigkeit treibt den Messmotor an. Der Messmotor ist mit dem Außenschieber verbunden und bringt den Außenschieber in eine Ausgangsposition zurück. Das den Messmotor antreibende Fluid wird dem Lenkmotor zugeführt.
-
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein stabiles Steuerverhalten zu erzielen.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Fluidsteuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Im Folgenden wird eine Lenkeinheit als Beispiel verwendet, um die Konstruktion und die Funktion der Fluidsteuereinrichtung zu beschreiben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine hydraulische Lenkeinheit beschränkt.
-
Im vorliegenden Beispiel ist der Messmotor ein Gerotormotor, der ein Zahnrad mit sechs Außenzähnen und einen Zahnring mit sieben Innenzähnen aufweist. Dementsprechend umfasst der Messmotor sieben Arbeitskammern. Jede Arbeitskammer ist mit der Bohrung über einen Kanal verbunden, wobei der Kanal in einer Öffnung in der Bohrung endet und die Öffnungen zusammen die Gehäusegeometrie bilden.
-
Nach dem Stand der Technik weist der Außenschieber sechs Bohrungspaare auf. Somit hat die Kommutierungsgeometrie eine Teilung von 6. Der Innenschieber weist ebenfalls sechs Bohrungspaare auf, die ebenfalls eine Teilung von 6 haben. Der Innenschieber wird in einer axialen Hälfte mit Hydraulikflüssigkeit unter Druck versorgt und führt in der anderen axialen Hälfte Hydraulikflüssigkeit zum Tank oder einem anderen Niederdruckbereich zurück.
-
Wenn der Innenschieber in Bezug auf den Außenschieber gedreht wird, z.B. wenn ein Lenkhandrad gedreht wird, werden Blenden geöffnet, damit ein Fluid vom Innenschieber zum Außenschieber und von dort zu dem Gehäuse und umgekehrt von dem Gehäuse durch den Außenschieber zu dem Innenschieber gelangen kann.
-
Da im Außenschieber sechs Bohrungspaare und im Innenschieber die gleiche Anzahl von Bohrungen vorhanden sind und der Außenschieber gegenüber dem Innenschieber in beide Richtungen gedreht werden kann, ergibt sich ein maximaler Drehwinkel von 30°, d.h. 15° in jede Drehrichtung.
-
Der kleine Winkel der relativen Drehung zwischen dem Außenschieber und dem Innenschieber birgt die Gefahr eines instabilen Regelverhaltens.
-
Dieses Risiko kann durch Änderung des Verhältnisses zwischen der Kommutierungsgeometrie und der Ventilgeometrie wesentlich vermindert werden. Erfindungsgemäß sind die Ventilgeometrie und die Kommutierungsgeometrie entkoppelt. Dadurch ist es möglich, unterschiedliche Teilungen oder Teilungswinkel für die Kommutierungsgeometrie einerseits und für die Ventilgeometrie andererseits zu verwenden. Der Teilungswinkel ist die Breite jeder Teilung in Umfangsrichtung. Dementsprechend kann der Innenschieber unabhängig vom Teilungswinkel der Kommutierungsgeometrie gegenüber dem Außenschieber gedreht werden, so dass die Begrenzung des Drehwinkels kein Hindernis für die Stabilität des Regelverhaltens mehr darstellt.
-
Die Kommutierungsgeometrie ist in Form einer Oberflächenstruktur. Es ist nicht länger notwendig, Bohrungen in der Kommutierungsgeometrie zu haben. Die Kommutierungsgeometrie kann in Form von Ausnehmungen sein, wobei die Ausnehmungen ggfs. mit dem ringförmigen Abschnitt der jeweiligen Kanäle verbunden sind.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Kommutierungsgeometrie und die Ventilgeometrie an unterschiedlichen Positionen angeordnet. Damit lassen sich auf einfache Weise unterschiedliche Teilungen realisieren.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Kommutierungsgeometrie und die Ventilgeometrie an unterschiedlichen axialen Positionen in Bezug auf eine Achse der Bohrung angeordnet. Somit ist es möglich, einer axialen Seite des Innenschiebers Fluid zuzuführen und das Fluid von der anderen Seite des Innenschiebers zurückzuführen.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Kommutierungsgeometrie und die Ventilgeometrie über eine Fluidkanalanordnung miteinander verbunden, die sich außerhalb des Innenraums des Außenschiebers befindet. Dementsprechend ist es nicht mehr notwendig, dem Kommutierungsbereich in den Bereich, in dem die Kommutierungsgeometrie angeordnet ist, Fluid zuzuführen. Der Außenschieber kann im Bereich der Kommutierungsgeometrie zur radial inneren Seite hin geschlossen sein.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Fluidkanalanordnung in Form von Oberflächenkanälen auf der radial äußeren Seite des Außenschiebers angeordnet. Dementsprechend ist die Fluidkanalanordnung zwischen dem Außenschieber und dem Gehäuse ausgebildet.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Fluidkanalanordnung einen ringförmig, in Umfangsrichtung des Außenschiebers verlaufenden Abschnitt auf. Der ringförmige Abschnitt kann für einen Versorgungskanal und für einen Zylinderkanal verwendet werden. Der ringförmige Abschnitt ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung des Fluids über den Umfang des Außenschiebers.
-
In einer Ausführungsform ist der Teilungswinkel der Kommutierungsgeometrie kleiner als der Teilungswinkel der Ventilgeometrie. Unabhängig von dem verwendeten Messmotor ist ein großer Drehwinkel zwischen dem Außenschieber und dem Innenschieber möglich.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt der Teilungswinkel der Kommutierungsgeometrie 45° oder weniger. Es ist daher möglich, die Kommutierungsgeometrie zur Steuerung eines Messmotors mit fünf oder mehr Arbeitskammern zu verwenden. Die Kommutierungsgeometrie kann der aus dem Stand der Technik bekannte Teilungswinkel sein, beispielsweise die oben genannten 30°. Da die Kommutierungsgeometrie und die Ventilgeometrie entkoppelt sind, ist es möglich, einen größeren Teilungswinkel für die Ventilgeometrie zu verwenden.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Teilungswinkel der Ventilgeometrie 60° oder mehr. Dementsprechend kann ein stabiles Regelverhalten erreicht werden.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Teilungswinkel der Ventilgeometrie 90°. Dies hat zwei Vorteile. Zum einen wird eine relativ große Drehung zwischen dem Innenschieber und dem Außenschieber zugelassen. Zum anderen kann die Druckverteilung auf den Innenschieber und den Außenschieber gleichmäßig gemacht werden, so dass die Gefahr einer Verformung von Innenschieber und Außenschieber relativ klein ist.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Ventilgeometrie einen Versorgungsabschnitt und einen Rücklaufabschnitt auf, wobei der Versorgungsabschnitt und der Rücklaufabschnitt auf unterschiedlichen Seiten der Gehäusegeometrie angeordnet sind. Dies erleichtert die Zufuhr und die Rückführung von Hydraulikflüssigkeit zu der Kommutierungsgeometrie. Flüssigkeit kann einer axialen Seite der Kommutierungsgeometrie zugeführt werden und von der anderen axialen Seite der Kommutierungsgeometrie zurückgeführt werden.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Ventilgeometrie einen Druckversorgungsbereich, der sich in axialer Richtung auf beiden Seiten der Gehäusegeometrie erstreckt, auf. Dementsprechend kann die Verteilung des auf den Außenschieber wirkenden Drucks in axialer Richtung gleichmäßig erfolgen, um eine Verformung des Außenschiebers zu vermeiden.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung weist der Druckversorgungsbereich einen ersten Teil auf einer Seite der Gehäusegeometrie und einen zweiten Teil auf der anderen Seite der Gehäusegeometrie auf, wobei der erste Teil und der zweite Teil in Umfangsrichtung verlaufen, wobei der erste Teil und der zweite Teil durch einen dritten Teil verbunden sind, der in Axialrichtung verläuft und in Umfangsrichtung eine geringere Breite als der erste Teil und der zweite Teil aufweist. Mit anderen Worten ist der Druckversorgungsbereich in Form eines „H“, wobei der horizontale Abschnitt des „H“ parallel zu der Drehachse des Innenschiebers angeordnet ist. Wenn z.B. der Druckversorgungsbereich durch eine Oberflächenstruktur gebildet ist, vermeidet diese Form des Druckversorgungsbereichs eine Schwächung des Innenschiebers.
-
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher beschrieben, worin:
- 1 schematische Ansichten von verschiedenen Teilen der Fluidsteuereinrichtung zeigt,
- 2 eine Ansicht der Fluidsteuereinrichtung in Neutralposition zeigt, und
- 3 eine Ansicht der Fluidsteuereinrichtung in Arbeitsposition zeigt,
- 4 eine schematische Darstellung einer Fluidsteuereinrichtung nach dem Stand der Technik zeigt,
- 5 eine Darstellung ähnlich zu 4 zeigt, jedoch mit einer Ausführungsform der Erfindung,
- 6 eine Darstellung wie in 5 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt, und
- 7 schematisch eine Fluidsteuereinrichtung im Schnitt zeigt.
-
7 zeigt eine Steuereinrichtung 101, die ein Gehäuse 102, eine Fluidmesseinrichtung 103 und eine Endplatte 104 aufweist. Der Einlass P ist mit einer Pumpe und der Auslass T ist mit einem Systembehälter verbunden, aus dem die Pumpe das Fluid erhält. Die Steueranschlüsse sind im gezeigten Querschnitt nicht sichtbar, aber Buchstaben L und R weisen auf ringförmige Kammern hin, mit denen die Steueranschlüsse in Verbindung stehen. Die Fluidmesseinrichtung 103 weist einen feststehenden Zahnkranz 105 (oder Zahnring) mit Innenverzahnung und ein Dreh- und Planetengetriebe 106 (oder Zahnrad) mit Außenverzahnung auf. Die Zahnräder bilden Volumenkammern 107, die sich während der Bewegung zwischen der Außenverzahnung und der Innenverzahnung vergrößern und verkleinern.
-
Ein Ventilelement 108 ist drehbar in dem Gehäuse angeordnet, in dem eine ringförmige Kammer 109 mit dem Auslass T in Verbindung steht. L ist mit einem Ende eines Lenkzylinders verbunden und R ist mit dem anderen Ende des Lenkzylinders über Steueranschlüsse verbunden, die, wie, vorstehend erwähnt, in der Figur nicht gezeigt sind. L und R bilden Arbeitsanschlüsse oder Richtungsanschlüsse. Mehrere im Ventilelement 108 vorgesehene Messanschlüsse 10 kommunizieren zwischen den Volumenkammern 107 über die axialen Kanäle 111, die in dem Gehäuse vorgesehen sind. Die Ringkammer 112 steht mit dem Einlass P und damit mit der von der Pumpe geförderten Druckflüssigkeit in Verbindung.
-
Das Ventilelement 108 weist einen Außenschieber 113 und einen Innenschieber 114 auf. Der Innenschieber weist ein Kupplungsende 115 auf, das von dem Bediener eines Fahrzeugs über ein Antriebsrad angetrieben wird. Der Innenschieber und der Außenschieber können über einen vorbestimmten Winkel in beide Richtungen aus einer Neutralposition gegen die Kraft von radialen Blattfedern 116 relativ zueinander gedreht werden. Das Planetengetriebe 106 und damit die Verdrängung des Fluids aus den Kammern der Fluidmesseinrichtung wird durch den Außenschieber über einen Stift und eine Kardanwelle 117 angetrieben, die zwischen dem Außenschieber und dem Planetengetriebe verbunden ist. Wenn der Widerstand gegen die Verdrängung des Fluids die Steifigkeit der Federn 116 übersteigt, beginnt der Außenschieber zu rutschen und rotiert relativ zu dem Innenschieber, wodurch sich der Innenschieber von der Neutralstellung in eine Betriebsstellung bewegt, wobei das Ventilelement einen Durchgang zwischen dem Einlass P und einem der Steueranschlüsse (L, R) bzw. zwischen dem anderen Steueranschluss und dem Auslass T herstellt.
-
1 zeigt schematisch Teile einer Fluidsteuereinrichtung 1, genauer gesagt ein Gehäuse 2, einen Innenschieber 3 und einen Außenschieber 4.
-
Eine Gehäusegeometrie 5 weist eine Anzahl von Bohrungen 6 auf, die in der Innenumfangswand einer Bohrung im Gehäuse 2 angeordnet sind, die den Außenschieber 4 und den Innenschieber 3 aufnimmt.
-
Im vorliegenden Fall weist die Fluidsteuereinrichtung 1 einen Messmotor (nicht dargestellt) mit sieben Arbeitskammern auf, die zwischen einem Zahnrad mit sechs Außenzähnen und einem Zahnring mit sieben Innenzähnen gebildet sind. Jede der Arbeitskammern ist mit einer der Bohrungen 6 verbunden, wie es von Fluidsteuereinrichtungen nach dem Stand der Technik bekannt ist. Dementsprechend ist es möglich, die Arbeitskammern mit Hydraulikflüssigkeit unter Druck zu versorgen und Hydraulikflüssigkeit aus den Arbeitskammern in die Gehäusegeometrie 5 zurückzuführen.
-
Der Außenschieber 4 weist eine Kommutierungsgeometrie 7 auf. Die Kommutierungsgeometrie 7 ist in Form einer Oberflächenstruktur auf der radial äußeren Oberfläche des Außenschiebers 4. Die Kommutierungsgeometrie 7 ist mit einer ersten, in Umfangsrichtung verlaufenden Nut 8 und einer zweiten, in Umfangsrichtung verlaufenden Nut 9 verbunden. Die erste Nut 8 ist mit einer durchgehenden Öffnung 10 verbunden, die die Nut 8 mit der radial inneren Seite des Außenschiebers 4 verbindet, und die zweite Nut 9 ist mit einer zweiten durchgehenden Öffnung 11 verbunden, die die zweite Nut 9 mit einer radial inneren Seite des Außenschiebers 4 verbindet.
-
In dem gezeigten Beispiel befinden sich die erste Nut 8 und die erste Öffnung 10 an der gleichen axialen Position und die zweite Nut 9 und die zweite Öffnung 11 befinden sich ebenfalls an der gleichen axialen Position. Dies ist jedoch nicht notwendig, solange eine Verbindung zwischen der ersten Nut 8 und der ersten Öffnung 10 und einer Verbindung zwischen der zweiten Nut 9 und der zweiten Öffnung 11 vorgesehen ist.
-
Die erste Nut 8 ist mit sechs ersten Zweigen 12 (oder ersten Kommutierungsnuten) verbunden und die zweite Nut 9 ist mit sechs zweiten Zweigen 13 (oder zweiten Kommutierungsnuten) verbunden. Die ersten Zweige 12 erstrecken sich von der ersten Nut 8 senkrecht zu einer axialen Position des Außenschiebers 4, in der die Bohrungen 6 der Gehäusegeometrie 5 angeordnet sind. Die zweiten Zweige 13 erstrecken sich ebenfalls senkrecht von der zweiten Nut 9 zu einer axialen Position, in der die Bohrungen 6 der Gehäusegeometrie angeordnet sind, jedoch in entgegengesetzter axialer Richtung.
-
Wenn der Außenschieber 4 gegenüber dem Gehäuse 2 verdreht wird, kommen die Zweige 12, 13 in eine überlappende Beziehung zu den Bohrungen 6 der Gehäusegeometrie 5.
-
Die ersten Zweige 12 (oder ersten Kommutierungsnuten) und die zweiten Zweige 13 (oder zweiten Kommutierungsnuten) bilden die Kommutierungsgeometrie 7. In Abhängigkeit von den Positionen der ersten und zweiten Zweige 12, 13 in Bezug zu den Öffnungen 6 werden einige der Arbeitskammern des Messmotors mit Hydraulikflüssigkeit unter Druck versorgt und die anderen Arbeitskammern können die Hydraulikflüssigkeit zu der Bohrung zurückführen.
-
Die Öffnungen 10, 11 bilden eine Ventilgeometrie. Ein Abstand zwischen den Öffnungen 10, 11 in Umfangsrichtung entspricht vorzugsweise einer Länge der Öffnungen 10, 11 in Umfangsrichtung. Die Länge der ersten Öffnung 10 ist gleich der Länge der zweiten Öffnung 11 in Umfangsrichtung.
-
Der Innenschieber 3 weist eine Innenschiebergeometrie 14 auf. Die Innenschiebergeometrie 14 weist einen Versorgungskanal 15 und einen Zylinderkanal 16 auf. Der Versorgungskanal 15 ist mit einer Druckquelle verbunden, so dass er Hydraulikflüssigkeit unter einem erhöhten Druck aufnehmen kann. Der Zylinderkanal 16 ist mit einem Zylinderanschluss oder Richtungsanschluss verbunden, so dass es möglich ist, dem Zylinderabschnitt über den Zylinderkanal 16 Flüssigkeit zuzuführen oder von dort Flüssigkeit aufzunehmen.
-
Die Verbindung zwischen dem Versorgungskanal 15 und dem Zylinderkanal 16 zur Druckquelle bzw. zum Tank kann auf verschiedene Weise gebildet werden. Eine Möglichkeit besteht darin, das Innere des Innenschiebers 3 in axialer Richtung in eine Hochdruckkammer und in eine Niederdruckkammer zu unterteilen und den Versorgungskanal 15 mit der Hochdruckkammer und den Zylinderkanal 16 mit der Niederdruckkammer zu verbinden. Andere Versorgungs- und Rückführlösungen sind möglich.
-
Ein Druckversorgungsbereich 17 erstreckt sich von dem Versorgungskanal 15. Der Druckversorgungsbereich 17 weist einen ersten Teil 18 auf einer Seite der Gehäusegeometrie 5 in axialer Richtung und einen zweiten Teil 19 auf der anderen Seite der Gehäusegeometrie 5 in axialer Richtung auf. Der erste Teil 18 und der zweite Teil 19 verlaufen in Umfangsrichtung. Der erste Teil 18 und der zweite Teil 19 sind durch einen dritten Teil 20 verbunden. Der dritte Teil 20 ist verlängert, um den zweiten Teil 19 mit dem Versorgungskanal 15 zu verbinden.
-
Der erste Teil 18 und der zweite Teil 19 haben eine Breite in Umfangsrichtung, die größer ist als die entsprechende Breite des dritten Teils 20. Der Druckversorgungsbereich 17 ist in Form einer Oberflächenstruktur auf der radialen Außenseite des Innenschiebers 3.
-
Der Druckversorgungsbereich 17 hat die Form eines „H“, wobei die Schenkel des „H“ in Umfangsrichtung des Innenschiebers angeordnet sind.
-
Ein entsprechender Druckrücklaufbereich 21 ist in Verbindung mit dem Zylinderkanal 16 vorgesehen. Der Druckrücklaufbereich 21 weist in ähnlicher Weise einen ersten Teil 22, einen zweiten Teil 23 und einen dritten Teil 24 auf, der den ersten Teil 22 und den zweiten Teil 23 verbindet.
-
Es ist zu bemerken, dass der dritte Teil 20, 24 des Druckversorgungsbereichs 17 bzw. des Druckrücklaufbereichs 21 in Umfangsrichtung die gleiche Breite wie der erste und zweite Teil 18, 19; 22, 23 haben kann.
-
2 zeigt den Zusammenhang zwischen der Gehäusegeometrie 5, der Kommutierungsgeometrie 7, der Ventilgeometrie 10, 11 und der Innenschiebergeometrie 14 für einen neutralen oder geschlossenen Zustand der Steuereinrichtung 1. Die Kommutierungsgeometrie 7 ist in durchgezogenen Linien dargestellt. Die Innenschiebergeometrie 14 ist in gepunkteten Linien dargestellt und die Gehäusegeometrie 5 ist mit gestrichelten Linien dargestellt.
-
Man kann sehen, dass die erste Öffnung 10 und die zweite Öffnung 11 durch den Au-ßenschieber 4 verschlossen sind. Die erste Öffnung 10 und die zweite Öffnung 11 überlappen weder den ersten Teil 18 noch den zweiten Teil 19 des Druckversorgungsbereichs 17 oder eines entsprechenden Bereichs, der mit dem Zylinderkanal 16 verbunden ist.
-
Die ersten Zweige 12 und die zweiten Zweige 13 stehen in teilweise überlappender Beziehung zu den Bohrungen 6 der Gehäusegeometrie 5. Da die Ventilgeometrie 10, 11 und die Innenschiebergeometrie 14 jedoch keine Öffnungen bilden, durch die Hydraulikflüssigkeit hindurchtreten kann, wird keine Flüssigkeit zum Messmotor geleitet.
-
3 zeigt eine Situation, in der der Außenschieber 3 und der Innenschieber 4 gegeneinander verdreht sind. In dieser Situation steht der erste Teil 18 des Druckversorgungsbereichs 18 in überlappender Beziehung zu der ersten Öffnung 10 und dementsprechend wird die erste Nut 8 mit Hydraulikflüssigkeit unter Druck versorgt. Diese unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit wird in die ersten Zweige 12 geleitet und demzufolge einigen der Bohrungen 6 der Gehäusegeometrie 5 zugeführt.
-
Andere Bohrungen 6 der Gehäusegeometrie stehen in überlappender Beziehung zu den zweiten Zweigen 13 der zweiten Nut 9, so dass Hydraulikflüssigkeit, die vom Messmotor zurückkommt, die zweite Nut 9 erreichen kann und über die zweite Öffnung 11 in den Zylinderkanal gelangen kann.
-
Es ist zu erkennen, dass die Relativdrehung zwischen dem Innenschieber 3 und dem Außenschieber 4 weder durch den Winkelabstand zwischen den Öffnungen 6 der Gehäusegeometrie 5 noch durch den Winkelabstand zwischen den Zweigen 12, 13 der Kommutierungsgeometrie 7 begrenzt ist.
-
Es ist möglich, Innenschieber 3 und Außenschieber 4 über einen Winkel von 90° (45° in beide Richtungen) zu drehen. Bei Drehungen um den maximalen Winkel steht der erste Teil 18 des Druckversorgungsbereichs 17 in voll überlappender Beziehung zu der ersten Öffnung 10 und der entsprechende Teil des an den Zylinderkanal 16 angeschlossenen Bereichs steht in voll überlappender Beziehung zur zweiten Öffnung 11. Dementsprechend ändern kleine Abweichungen in der Winkelbeziehung zwischen dem Innenschieber 3 und dem Außenschieber 4 nicht den Zustand der Flüssigkeitszufuhr und -rückführung zur Kommutierungsgeometrie 7.
-
Die Erfindung kann auch im Zusammenhang mit den 4 bis 6 erläutert werden.
-
4 zeigt schematisch eine Fluidsteuereinrichtung nach dem Stand der Technik.
-
Die gleichen Elemente wie in den 1 bis 3 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Um die unterschiedlichen Drücke darzustellen, werden die Buchstaben C und P verwendet. P steht für den Versorgungsdruck, d.h. einen Druck an einem Druckanschluss. C steht für einen „Zylinderdruck“, d.h. einen Druck an einem Arbeitsanschluss oder Richtungsanschluss.
-
Die Drücke A, B stellen die Drücke in der zweiten Umfangsnut 9 bzw. in der ersten Umfangsnut 8 dar.
-
4a zeigt eine abgeflachte Ansicht des Umfangs des Außenschiebers 4. Man kann sehen, dass die Zweige 12, 13 die Bohrungen 6 des Gehäuses 2 teilweise überlappen. Wie oben erwähnt, ist jede Bohrung 6 mit einer Arbeitskammer des Messmotors verbunden, der in Form eines Zahnradsatzes ist.
-
Jeder erste Zweig 12 ist mit einer Öffnung 10' und jeder zweite Zweig 13 ist mit einer Öffnung 11' versehen, wobei die Öffnungen 10', 11' durch den Außenschieber 4 hindurchgehen.
-
4b ist ein Schnitt A-A von 4a, 4c ist ein Schnitt B-B von 4a und 4d ist ein Schnitt C-C von 4a. 4b bis 4d zeigen den Satz von Innenschieber 3 und Außenschieber 4 in Neutralstellung. Die Öffnungen 10', 11' sind durch den Außenschieber verschlossen.
-
Wenn der Innenschieber in Bezug auf den Außenschieber nach rechts bewegt wird (Richtungen beziehen sich auf die Ansicht in 4b bis 4d), dann kommen die Öffnungen 11' in Überlappung mit Nuten im Innenschieber 3, die den Pumpendruck P haben, während die anderen Öffnungen 10' in Überlappung mit Nuten kommen, die den Zylinderdruck C führen. Somit haben die Zweige 12, 13 unterschiedliche Drücke, die (über die Kommutierungsgeometrie 7) in die Arbeitskammern des Messmotors übertragen werden.
-
In einer Ausführungsform der in 5 gezeigten Erfindung sind einige Modifikationen vorgenommen worden.
-
Die Kommutierungsgeometrie 7 ist im Wesentlichen unverändert. Die Zweige 12, 13 (oder Kommutierungsnuten) stehen teilweise in überlappender Beziehung mit den Bohrungen zwecks des Gehäuses 2. Diese überlappende Beziehung ändert sich, wenn der Au-ßenschieber 4 gedreht wird. Diese Kommutierungsgeometrie wird jedoch für die Zufuhr und Rückführung von Hydraulikflüssigkeit zum Messmotor verwendet, genauer gesagt für die Zufuhr von Flüssigkeit zu Arbeitskammern mit zunehmendem Volumen und für die Rückführung von Hydraulikflüssigkeit aus den Arbeitskammern mit abnehmendem Volumen. Die Kommutierungsgeometrie hat eine Teilung von 6, wie nach dem Stand der Technik.
-
Allerdings wurde die Position der Öffnungen 10, 11 und der Innenschiebergeometrie geändert.
-
Öffnung 10 ist jetzt im Boden der Umfangsnut 8 angeordnet und die Öffnung 11 ist im Boden der Umfangsnut 9 angeordnet.
-
Die Innenschiebergeometrie weist wiederum einen Druckversorgungsbereich 17 mit einem ersten Teil 18, einem zweiten Teil 19 und einem dritten Teil 20 auf, der den ersten Teil und den zweiten Teil verbindet.
-
Der Druckrücklaufbereich 21 weist ebenfalls einen ersten Teil 22, einen zweiten Teil 23 und einen dritten Teil 24 auf, der den ersten Teil 22 und den zweiten Teil 23 verbindet. In der in 5 dargestellten Aufführungsform haben der dritte Teil 20 des Druckversorgungsbereichs 17 und der dritte Teil 24 des Druckrücklaufbereichs 21 dieselbe Breite in Umfangsrichtung wie die ersten und zweiten Teile 18, 19; 22, 23 des Druckversorgungsbereichs 17 bzw. des Druckrücklaufbereichs 21.
-
5b zeigt wiederum eine Schnittansicht A-A von 5a, 5c zeigt eine Schnittansicht B-B von 5a und 5d zeigt eine Schnittansicht C-C von 5a. 5b bis 5d zeigen den Satz aus Innenschieber 3 und Außenschieber 4 in Neutralstellung.
-
In der Neutralstellung sind die Öffnungen 10, 11 in dem Außenschieber 4 durch den Innenschieber 3 verschlossen.
-
Wenn jedoch der Innenschieber 3 nach rechts bewegt wird (Richtungen beziehen sich auf die Ansichten der 5b bis 5d), erhält die Öffnung 11 den Druck aus dem zweiten Teil 19 des Druckversorgungsbereichs 17 und dieser Druck wird auf die zweiten Zweige 13 übertragen. Gleichzeitig kommt die Öffnung 10 in überlappender Beziehung mit dem Zylinderdruck C im ersten Teil 22 des Druckrücklaufbereichs 21 und dieser Druck wird auf die ersten Zweige 12 übertragen.
-
Es besteht jedoch keine Notwendigkeit, eine Anzahl von ersten Öffnungen 10 oder zweiten Öffnungen 11 zu verwenden, deren Anzahl einer Anzahl der Paare der Zweige 12, 13 der Kommutierungsgeometrie 7 entspricht. Es gibt nur drei Druckversorgungsbereiche 17 und drei Druckrücklaufbereiche 21 in Umfangsrichtung. Somit hat die Ventilgeometrie eine Teilung von 3.
-
Da es möglich ist, eine kleinere Anzahl von ersten Öffnungen 10 und zweiten Öffnungen 11 zu verwenden, können diese Öffnungen mit einem größeren Abstand in Umfangsrichtung zueinander angeordnet und mit einer größeren Breite in Umfangsrichtung ausgeführt werden, so dass der Innenschieber 3 und der Außenschieber 4 mit einem größeren Winkel gegeneinander verdreht werden können, was das Regelverhalten einer Lenkung mit einer derartigen Fluidsteuereinrichtung verbessert.
-
In der in 4 dargestellten Ausführungsform nach dem Stand der Technik ist es möglich, Innenschieber 3 und Außenschieber 4 über einen Winkel von ± 15° zu verdrehen. In der Ausführungsform nach 5 ist es möglich, den Innenschieber 3 und den Außenschieber 4 um einen Winkel von ± 30° zueinander zu verdrehen.
-
6 zeigt eine weitere Ausführungsform, in der es möglich ist, Innenschieber 3 und Außenschieber 4 über einen Winkel von ± 60° relativ zueinander zu verdrehen.
-
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Kommutierungsgeometrie 7 und die Ventilgeometrie 10, 11 unterschiedliche Teilungswinkel aufweisen. Die Kommutierungsgeometrie 7 und die Ventilgeometrie 10, 11 befinden sich an unterschiedlichen axialen Positionen in Bezug auf eine Achse der Bohrung 2. Die Kommutierungsgeometrie 7 und die Ventilgeometrie 10, 11 sind über eine Fluidkanalanordnung miteinander verbunden, die sich außerhalb des Innenraums des Außenschiebers 4 befindet. Die Kanalanordnung hat die Form eines Oberflächenkanals, beispielsweise Nuten 8, 9, der sich auf der radialen Außenseite des Außenschiebers 4 befindet. Die Nuten verlaufen in Umfangsrichtung des Außenschiebers und sind somit ringförmig.
-
Die Kommutierungsgeometrie 7 ist in Form einer Oberflächenstruktur auf der radialen Außenseite des Außenschiebers 4. Die Kommutierungsgeometrie 7 benötigt keine durchgehenden Bohrungen.
