DE1068524B - - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil mit je einem Anschluß für zwei wahlweise zu speisende Arbeitsräume und mit zwei Steuerschiebern zum entsprechenden Steuern von Ein- und Auslaß der Anschlüsse. Nach der Erfindung sind die beiden Steuerschieber auf einer verschiebbaren Steuerstange einzeln verschiebbar angeordnet, und mit der Steuerstange ist ein Kolben fest verbunden, welcher auf der einen Seite dem im einen Arbeitsraum und auf der entgegengesetzten Seite dem im anderen Arbeitsraum herrsehenden Druck ausgesetzt ist und einen Ausgleichsdurchlaß zwischen beiden Arbeitsräumen aufweist, welcher durch den den jeweiligen Einlaß steuernden Steuerschieber verschließbar und in der Mittelstellung der Steuerstange geöffnet ist, während die Ein- und Auslässe geschlossen sind. Dadurch, daß bei Neutralstellung des Steuerventils der Druck in den Arbeitsvolumina ausgeglichen ist, wird der Druckmittelverbrauch stark verringert.The invention relates to a control valve, each with a connection for two optionally to be fed work spaces and with two control slides for the corresponding one Control of inlet and outlet of the connections. According to the invention, the two control slides arranged individually displaceably on a sliding control rod, and with the control rod is a Piston firmly connected, which on one side is the one in one working space and on the other Side is exposed to the pressure prevailing in the other work space and has an equalizing passage between the two work spaces, which can be closed by the control slide controlling the respective inlet and is in the middle position the control rod is open while the inlets and outlets are closed. Because in the neutral position of the control valve, the pressure in the working volumes is balanced, the pressure medium consumption is greatly reduced.

Gegenüber einem bekannten Steuerventil für ein Lenkhilfesystem besteht der grundsätzliche Unterschied darin, daß dieses Ventil nach seiner Ausbildung einen in sich geschlossenen Umlauf des Arbeitsmediums voraussetzt und nur in einem hydraulischen System verwendbar ist. In der Neutralstellung sind sämtliche Ventildurchlässe geöffnet, und die Pumpe fördert Flüssigkeit aus dem Sammelbehälter durch die Speiseleitung und alle Kammern des Ventils über die Rücklaufleitung in den Sammelbehälter zurück. Demgegenüber sind bei der Erfindung der Ein- und der Auslaß zu jedem der beiden Arbeitsräume geschlossen und ein Ausgleichsdurchlaß zwischen diesen Arbeitsräumen offen. Compared to a known control valve for a Power steering system is the fundamental difference in the fact that this valve requires a self-contained circulation of the working medium after its formation and only in a hydraulic one System is usable. In the neutral position, all valve ports are open, and so is the pump conveys liquid from the collecting tank through the feed line and all chambers of the valve via the Return line back to the collecting tank. In contrast, in the invention of the one and the The outlet to each of the two working spaces is closed and an equalizing passage is open between these working spaces.

Beim Betätigen des bekannten Ventils wird die Speiseleitung einerseits gegen den einen Arbeitsraum und anderseits gegen die Rücklaufleitung abgeschlossen, welche ihrerseits mit den beiden Arbeitsräumen verbunden bleibt. Demgegenüber wird bei der Erfindung zunächst der Ausgleichsdurchlaß geschlossen und dann der Auslaß des einen Arbeitsraumes und der Einlaß des andern Arbeitsraumes geöffnet.When the known valve is operated, the feed line is on the one hand against the one working space and on the other hand closed against the return line, which in turn connects to the two working spaces remains connected. In contrast, in the invention, the compensation passage is first closed and then the outlet of one working space and the inlet of the other working space are opened.

Die Verwendung des pneumatischen Wechselventils gemäß der Erfindung zur Steuerung einer Lenkhilfevorrichtung eines Straßenfahrzeuges ergibt folgende Vorteile: Da Lastkraftwagen jüngerer Bauart vorwiegend pneumatische Bremseinrichtungen aufweisen, kann das Wechselventil ohne weiteres an den bestehenden Druckluftbehälter angeschlossen werden, wogegen das bekannte Steuerventil nur in einem geschlossenen System mit separatem Sammelbehälter und separater Pumpe arbeiten kann. Im pneumatischen System werden kleinere Leckverluste vom Vorrat nachgespeist und beeinträchtigen die ordnungsgemäße Servofunktion praktisch nicht. Beim hydraulischen System ver-The use of the pneumatic shuttle valve according to the invention for controlling a power steering device of a road vehicle results in the following advantages: Since trucks of younger design predominantly have pneumatic braking devices, the shuttle valve can easily be attached to the existing one Compressed air tanks can be connected, whereas the known control valve is only closed in a closed one System can work with a separate collection container and separate pump. In the pneumatic system minor leakage losses are replenished from the supply and impair the proper servo function practically not. The hydraulic system

Steuerventil mit je einem Anschluß
für zwei wahlweise zu speisende
ArbeitsräumeControl valve with one connection each
for two optionally to be fed
Workspaces

Anmelder:Applicant:

Westinghouse
Bremsen und Signal Gesellschaft A. G.,
BernWestinghouse
Brakes and Signal Society AG,
Bern

Vertreter: Dr.-Ing. Κ. Hoffmeister, Patentanwalt,
Hannover, Königstr. 23Representative: Dr.-Ing. Κ. Hoffmeister, patent attorney,
Hanover, Königstr. 23

Beanspruchte Priorität: Schweiz vom 20. Juli 1957Claimed priority: Switzerland from July 20, 1957

Dipl.-Ing. Hans Fehr und Anton Scheck, Bern,
sind als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Hans Fehr and Anton Scheck, Bern,
have been named as inventors

Ursachen schon kleinste Ölverluste und Lufteintritte Funktionsstörungen. Bei Ausfall von Druckluft z. B. infolge Kompressordefekte tritt im pneumatischen System lediglich keine Servowirkung mehr ein, während im hydraulischen System bei Ausfall der Pumpe z. B. infolge stillstehenden Motors eine zusätzliche Kraft am Lenkrad aufzuwenden ist, um die ölverdrängung in den Arbeitsräumen über das Steuerventil zu bewirken. Even the slightest loss of oil and air ingress causes malfunctions. If compressed air z. B. as a result of compressor defects only no servo effect occurs in the pneumatic system, while in the hydraulic system if the pump fails z. B. as a result of a standstill engine, an additional force on the steering wheel has to be used to effect the displacement of oil in the working spaces via the control valve.

Zum Stande der Technik gehört ferner ein sogenanntes Stellgerät für den Zweck, einen Servokolben so zu steuern, daß dieser in eine bestimmte Stellung gelangt und darin stehenbleibt. Im Aufbau unterscheidet sich dieses Stellgerät gegenüber der Erfindung grundsätzlich dadurch, daß an der Kolbenstange weder ein Reaktionskolben vorhanden ist noch koaxiale Ventilschieber gleiten, sondern daß die Ventile radial zur Kolbenstange bzw. zum Schieberkolben angeordnet sind. Der Schieberkolben öffnet nicht unmittelbar das Ein- und Auslaßventil, sondern je nach Ausführungsart muß das eine oder andere durch das Medium selbst geöffnet werden. Bei Wegfall der Betätigungskraft am Schieberkolben verbleibt das Ventil in der erreichten Stellung, und der Servokolben setzt entsprechend der Ventilöffnung seine Bewegung fort. Soll der Servokolben zweckentsprechend eine erreichte Stellung beibehalten, so muß der SchieberkolbenThe state of the art also includes a so-called actuating device for the purpose of a servo piston to control so that it comes to a certain position and stops there. The structure differs This actuator compared to the invention is basically characterized in that neither on the piston rod a reaction piston is present nor coaxial valve spool slide, but that the valves slide radially are arranged to the piston rod or to the slide piston. The spool does not open immediately the inlet and outlet valve, but depending on the design, one or the other must be through the Medium itself can be opened. If the actuating force on the spool is no longer available, the valve remains in the position reached, and the servo piston continues its movement according to the valve opening. If the servo piston is to maintain a position it has reached, the slide piston must

909 6+7/228909 6 + 7/228

Claims (2)

wieder in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben werden. Somit sind keine Mittel vorhanden, um bei Wegfall der Steuerkraft Ein- und Auslaß selbsttätig zu schließen und einen Ausgleichsdurchlaß zwischen beiden Arbeitsräumen zu öffnen. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit einem doppeltwirkenden Arbeitszylinder schematisch dargestellt. Es bedeutet Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt in Neutralstellung, Fig. 2 einen schematischen Axialschnitt in AbscHlußstellung, Fig. 3 einen schematischen Axialschnitt in Arbeitsstellung. Im zylindrischen Gehäuse 4' des Steuerventils nach Fig. 1 bis 3 münden eine Anschlußbohrung 27, an welche die Speiseleitung angeschlossen ist, und ein von dieser Bohrung abzweigender Kanal 28 in zwei Kammern 29 und 30, wo je ein Verschluß stück 33 bzw. 34 eines Einlaßventils auf der Steuerstange 35 abdichtend verschiebbar ist.' Je eine Druckfeder 36 bzw. 37, die am Gehäusedeckel 38' bzw. 39' anliegt, drückt das Verschlußstück 33 bzw. 34 abdichtend gegen je einen am Gehäuse 4' vorgesehenen Ventilsitz 38 bzw. 39. Die Verschlußstücke 33 und 34 bilden mit je einem ebenfalls abdichtend auf der Steuerstange 35 axial beweglichen Schieber 40 bzw. 41 je ein Auslaßventil, zwischen welchen beiden Schiebern ein Kolben 42 mit der Steuerstange 35 fest verbunden ist, der Bohrungen 43 aufweist und mit seinem Außenumfang abdichtend am Gehäuse 4' anliegt. Die Steuerstange 25 ist ferner mit einer Längsbohrung 44 und mit Querbohrungen 45 und 46 versehen und trägt zwei Mitnehmer 47 und 48, die in je eine Aussparung 49 bzw. 50 der Schieber 40 bzw. 41 eingreifen. Je eine am Kolben 42 anliegende Druckfeder 49' bzw. 50' drückt den Schieber 40 bzw, 41 gegen die Verschlußstücke 33 bzw. 34. Eine zwischen dem Gehäuse 4' und dem Schieber 40 bzw. 41 vorhandene Kammer 51 bzw. 52 steht über den Anschluß 19 bzw. 20 mit dem Arbeitsraum 23' bzw. 24'" des Arbeitszylinders 15 in Verbindung. Die Steuerstange 35 ist an einem Außenende mit der Mitnehmerbohrung 6' versehen, während am anderen Ende die Längsbohrung 44 ins Freie führt. Der Hub des Kolbens 42 ist in beiden Riehtungen durch je eine am Gehäuse 4' vorgesehene Anschlagschulter 51' bzw. 52' begrenzt. Fig. 1 zeigt das Steuerventil in der Neutralstellung, welche es einnimmt, wenn weder eine Zug- noch eine Druckkraft auf die Steuerstange 35 ausgeübt wird. Dabei stehen die Kanäle 27 und 28 mit den Kammern 29 und 30 unter vollem Speisedruck. Die Verschlußstücke 33 und 34 werden durch den z. B. pneumatischen Druck und die Kräfte der Federn 36 und 37 gegen die Ventilsitze 38 und 39 abdichtend gedrückt, so daß die Kammern 29 und 30 gegen die Kammern 51 und 52 abgeschlossen sind. Letztere und somit über die Anschlüsse 19 und 20 auch die Arbeitsräume 23' und 24' des Arbeitszylinders 15 stehen unter sich durch die Kanäle 43 in Verbindung, weshalb beiderorts Druckgleichheit herrscht, so daß der Arbeitskolben 26 weder eine Zug- noch eine Druckbewegung ausübt. Die Schieber 40 und 41 werden in der gezeichneten Neutralstellung des Steuerventils durch den Druck in den Kammern 51 und 52 sowie durch die Federn 49' und 50' in die Schließlage gedrückt, so daß aus den Kammern 51 und 52 kein Druckmittel über die Bohrungen 45, 46 und 44 ins Freie entweichen kann. Erfolgt eine Stoßbewegung gegen die Steuerstange 35, so gelangt das Ventil zunächst nach Durchlaufen eines Leerlaufspieles in die in Fig. 2 gezeigte Abschlußstellung. Dabei ist die Steuerstange 35 gegenüber dem Gehäuse 4' so weit nach links verschoben, daß der Kolben 42 am Schieber 40 zum Anliegen kommt und dadurch die Verbindung zwischen beiden Kammern 51 und 52 absperrt. Gleichzeitig gelangt der Mitnehmer 48 an der linken Wand der Aussparung 50 des Schiebers 41 zum Anliegen. Der Einlaß zwischen Verschluß stück 33 und Ventilsitz 38 und der Auslaß zwischen Verschlußstück 33 und Schieber 40 dagegen bleiben noch geschlossen. Bei Fortsetzung der Stoßbewegung in die Stellung nach Fig. 3 wird das Verschlußstück 33 von seinem Ventilsitz 38 und der Schieber 41 durch den Mitnehmer 48 vom Verschlußstück 34 abgehoben. Da nunmehr das am Anschluß 27 eintretende Druckmittel über die Kammern 29 und 51 und den Anschluß 19 in den Arbeitsraum 23' des Arbeitszylinders 15 gelangt, wird der Arbeitskolben 26 nach rechts verschoben, wobei gleichzeitig aus dem Arbeitsraum 24' Druckmittel über den Anschluß 20, die Kammer 52 und die Bohrungen 46 und 44 z. B. ins Freie entweicht. Sobald die Stoßbewegung auf die Steuerstange 35 aussetzt, geht das Steuerventil infolge des auf die linke Stirnseite des Kolbens 42 wirkenden Druckes wieder über die in Fig. 2 gezeigte Abschluß stellung automatisch in die Neutralstellung nach Fig. 1 zurück. Dabei strömt das Druckmittel aus dem Arbeitsraum 23' des Arbeitszylinders über die Kammer 51, die Bohrungen 43 in die Kammer 52 und weiter über den Anschluß 20 in den Arbeitsraum 24' des Arbeitszylinders 15, bis beidseitig des Arbeitskolbens 26 Druckgleichheit herrscht. Die beschriebene Betätigung der Steuerventile erfolgt sinngemäß in entgegengesetzter Richtung, wenn auf die Steuerstange an Stelle einer Stoßbewegung eine Zugbewegung ausgeübt wird. Patentansprüche:be pushed back into its original position. Thus, there are no means available to automatically close the inlet and outlet and to open a compensation passage between the two working spaces when the control force is no longer available. In the drawing, an embodiment of the invention is shown schematically in connection with a double-acting working cylinder. 1 is a schematic axial section in the neutral position, FIG. 2 is a schematic axial section in the closed position, and FIG. 3 is a schematic axial section in the working position. In the cylindrical housing 4 'of the control valve according to Fig. 1 to 3 open a connection bore 27 to which the feed line is connected, and a branching off from this bore channel 28 in two chambers 29 and 30, where each a closure piece 33 and 34 one Inlet valve on the control rod 35 is sealingly displaceable. A compression spring 36 or 37, which rests on the housing cover 38 'or 39', presses the locking piece 33 or 34 sealingly against a valve seat 38 or 39 provided on the housing 4 '. The locking pieces 33 and 34 each form one also sealingly on the control rod 35 axially movable slide 40 and 41 each have an outlet valve, between which two slides a piston 42 is firmly connected to the control rod 35, which has bores 43 and with its outer circumference rests sealingly on the housing 4 '. The control rod 25 is also provided with a longitudinal bore 44 and with transverse bores 45 and 46 and carries two drivers 47 and 48 which each engage in a recess 49 and 50 of the slide 40 and 41, respectively. A compression spring 49 'or 50' each resting on the piston 42 presses the slide 40 or 41 against the locking pieces 33 or 34 Connection 19 or 20 in connection with the working space 23 'or 24' "of the working cylinder 15. The control rod 35 is provided at one outer end with the driver bore 6 ', while at the other end the longitudinal bore 44 leads into the open 42 is limited in both directions by a stop shoulder 51 'or 52' provided on the housing 4 ' The channels 27 and 28 with the chambers 29 and 30 are under full feed pressure in this case, the closing pieces 33 and 34 are pressed sealingly against the valve seats 38 and 39 by the pneumatic pressure and the forces of the springs 36 and 37, see above that d ie chambers 29 and 30 are closed off from chambers 51 and 52. The latter and thus also the working spaces 23 'and 24' of the working cylinder 15 via the connections 19 and 20 are in communication with each other through the channels 43, which is why the pressure is equal in both places so that the working piston 26 exerts neither a pulling nor a pushing movement. The slide 40 and 41 are pressed into the closed position in the drawn neutral position of the control valve by the pressure in the chambers 51 and 52 and by the springs 49 'and 50', so that no pressure medium from the chambers 51 and 52 via the bores 45, 46 and 44 can escape into the open. If there is an impact movement against the control rod 35, the valve first reaches the final position shown in FIG. 2 after passing through an idle clearance. The control rod 35 is moved so far to the left with respect to the housing 4 'that the piston 42 comes to rest against the slide 40 and thereby blocks the connection between the two chambers 51 and 52. At the same time, the driver 48 comes to rest against the left wall of the recess 50 of the slide 41. The inlet between the closure piece 33 and valve seat 38 and the outlet between the closure piece 33 and slide 40, however, remain closed. When the impact movement is continued into the position according to FIG. 3, the locking piece 33 is lifted from its valve seat 38 and the slide 41 is lifted off the locking piece 34 by the driver 48. Since the pressure medium entering the connection 27 now passes through the chambers 29 and 51 and the connection 19 into the working space 23 'of the working cylinder 15, the working piston 26 is shifted to the right, while at the same time pressure medium from the working space 24' via the connection 20, the Chamber 52 and the bores 46 and 44 z. B. escapes into the open. As soon as the impact movement on the control rod 35 stops, the control valve automatically goes back into the neutral position of FIG. 1 as a result of the pressure acting on the left end face of the piston 42 via the final position shown in FIG. The pressure medium flows from the working chamber 23 'of the working cylinder via the chamber 51, the bores 43 into the chamber 52 and further via the connection 20 into the working chamber 24' of the working cylinder 15 until the pressure on both sides of the working piston 26 is equal. The described actuation of the control valves takes place in the opposite direction when a pulling movement is exerted on the control rod instead of a pushing movement. Patent claims: 1. Steuerventil mit je einem Anschluß für zwei wahlweise zu speisende Arbeitsräume und mit zwei Steuerschiebern zum entsprechenden Steuern von Ein- und Auslaß der Anschlüsse, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerschieber (40, 41) auf einer verschiebbaren Steuerstange (35) einzeln verschiebbar angeordnet sind und mit der Steuerstange (35) ein Kolben (42) fest verbunden ist, welcher auf der einen Seite dem im einen Arbeitsraum (23') und auf der entgegengesetzten Seite dem im andern Arbeitsraum (24') herrschenden Druck ausgesetzt ist und einen Ausgleichsdurchlaß (43) zwischen beiden Arbeitsräumen (23', 24') aufweist, welcher durch den den jeweiligen Einlaß (33, 38 bzw. 34, 39) steuernden Steuerschieber (40 bzw. 41) verschließbar und in der Mittelstellung der Steuerstange (35) geöffnet ist, während die Ein- und Auslässe geschlossen sind.1. Control valve each with a connection for two optionally to be fed work spaces and with two control slides for the corresponding control of the inlet and outlet of the connections, characterized in that the two control slides (40, 41 ) are individually slidable on a sliding control rod (35) and a piston (42) is firmly connected to the control rod (35) , which is exposed on one side to the pressure in one working space (23 ') and on the opposite side to the pressure prevailing in the other working space (24') , and a compensating passage (43) between the two working spaces (23 ', 24') , which can be closed by the control slide (40 or 41) controlling the respective inlet (33, 38 or 34, 39) and is opened in the central position of the control rod (35) while the inlets and outlets are closed. 2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Speiseleitung (27) und den zwei Arbeitsraumanschlüssen (19, 20) je ein Einlaßventil (33, 38 und 34, 39), dessen Sitz (38 bzw. 39) am Ventilgehäuse (4') angeordnet und dessen Verschluß stück (33 bzw. 34) auf der Steuerstange (35) axial verschiebbar und im schließenden Sinne federbelastet ist, und zwischen den Anschlüssen (19 und 20) und einer Entlüftungsleitung (44) je ein Auslaßventil (33, 40 und 34, 41) vorhanden ist, von dessen Sitz und Verschlußstück der eine durch das Verschlußstück (33 2. Control valve according to claim 1, characterized in that between a feed line (27) and the two working chamber connections (19, 20) each have an inlet valve (33, 38 and 34, 39), the seat (38 or 39) of which on the valve housing ( 4 ') and whose closure piece (33 or 34) is axially displaceable on the control rod (35) and is spring-loaded in the closing sense, and between the connections (19 and 20) and a vent line (44) each has an outlet valve (33, 40 and 34, 41) is present, of the seat and locking piece of which one through the locking piece (33