DE2842734C2

DE2842734C2 - Drehschieberventil, insbesondere für eine hydrostatische Hilfskraft-Lenkeinrichtung

Info

Publication number: DE2842734C2
Application number: DE2842734A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 7070 Schwaebisch Gmuend Liebert; Werner 7071 Boeblingen Tischer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1978-09-30
Filing date: 1978-09-30
Publication date: 1980-12-11
Also published as: BR7906166A; DE2842734B1; US4258902A; DK404179A; DD146081A5; FR2437555A1; GB2034418A; JPS5599469A

Description

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

d) das Dichtelement (16) besitzt einen Stützring (26) aus starrem Material, der zwischen das der Austrittsbohrung (20) benachbarte Gehäusewiderlager (18) und den oder die Drehschieber (6,10) eingesetzt ist;

e) der Stützring (26) umgibt die Welle (12) mit geringerem Spiel verglichen mit der radialen Weite des Ringspalts (22) und ist gemeinsam mit der Welle (12), bedingt durch die Mittenversätze, radial beweglich^ngeorci/iet;

f) der Stützring (26) htt eine Ausnehmung, die einen gegen die Welle (U) offenen ersten Ringraum (31) bildet, der eine zwischen Stützring und Welle radial vorgespannte erste Ringdichtung (41) aufnimmt;

g) der Stützring (26) hat eine weitere Ausnehmung, die einen gegen das Gehäusewiderlager (18) offenen zweiten Ringraum (32) bildet, der eine zwischen Stützring (26) und Gehäusewiderlager (18) axial vorgespannte zweite Ringdichtung (42) aufnimmt.

2. Drehschieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswandungen der Ringräume (31, 32) je eine kreiszylindrische Fläche (34,40) und je eine radiale Ringebene (36,38) haben.

3. Drehschieberventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ringraum (31) in Richtung auf den oder die Drehschieber (6, 10) offen ist.

4. Drehschieberventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ringraum (32) radial außen am Stützring (26) offen ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehschieberventil, insbesondere für eine hydrostatische Hilfskraft-Lenkeinrichtung, von der im Oberbegriff des Patentanspruchs I angegebenen Art.

Ein solches Drehschieberventil ist aus der DE-AS 53 575 bekannt. Dort sind in einer Drehschieberbohrung des Gehäuses ein äußerer Verteilerdrehschieber und in einer Bohrung des Verteilerdrehschiebers ein innerer Umsteuerdrehschieber jeweils unter Gleitpassung gelagert Der Umsteuerdrehschieber ist mit der Welle einteilig ausgebildet. Die Welle muß durch eine Austrittsbohrung des Gehäuses ins Freie geführt werden, und der Spalt zwischen Gehäuse und Welle muß durch ein ringförmiges Dichtungselement druckdicht verschlossen sein. Das nach der Vorveröffentli- chung vorhandene Dichtelement, ein O-Ring, hat nur dann eine angemessene Lebensdauer, wenn der genannte Spalt eine relativ kleine radiale Weile hat Bei größeren Spaltweiten wird das Dichtelement durch .Gpaltextrusion zerstört.

Der oder die Drehschieber müssen in der Drehschieberbohrung des Gehäuses unter sehr enger Gleitpassung gelagert sein, damit die zu fordernde Dichtigkeit zwischen den Mantelflächen dieser Teile erzieh wird. Bei der Fertigung ergeben sich aber zwangsläufig Mittenversätze zwischen den Mantelflächen des oder der Drehschieber und der Weile sowie zwischen der oder den Drehschieberbohrungen und der Austrittsbohrung. Will man ein Verklemmen des oder der Drehschieber verhindern, so muß ein relativ weiter

Spalt zwischen Welle und Austrittsbohrung vorhanden

sein. Dieser aber führt ohne besondere Vorkehrungen zu einer Zerstörung des dort vorgesehenen Dichlungs elements.

Gemäß der US-PS 37 85 661 ist zwischen einer Welle

und einer Austrittsbohrung eines Drehschieberventils ein relativ weiter Spalt vorhanden, der durch ein ringförmiges Dichtelement ausgefüllt ist. Das Dichtelement wird an seiner einen Stirnseite vom Druck einer Arbeitskammer beaufschlagt und an seiner anderen Stirnseite durch eine Ringscheibe abgestützt, die außen annähernd spielfrei in die Austrittsbohrung paßt, während die Ringscheibe ihrerseits durch ein Stützelement abgestützt wird, das annähernd spielfrei auf der Welle sitzt. Das Stützelement und die Ringscheibe bewegen sich demnach im Betrieb radial zueinander, während das ringförmige Dichtelement radial rhythmisch komprimiert und gedehnt wird. Hierbei tritt ein Walken des Dichtelements an der inneren Kante der Ringscheibe auf, wodurch das Dichtelement beschädigt wird.

Es liegt die Aufgabe vor, das eingangs angegebene Drehschieberventil hinsichtlich der Lebensdauer seiner Dichtung im Bereich der die Austrittsbohrung des Ventilgehäuses durchsetzenden Welle zu verbessern, wobei die Ausbildung einfach sein und nur zu geringen Herstellungs- und Montagekosten führen soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Der wesentliche Gedanke liegt hierbei darin, daß an einem Stützring Ringräume für zwei getrennte Ringdichtungen vorgesehen sind. Während der Stützring beim Umlauf mit der Welle gegenüber dem Gehäuse eine radiale Bewegung ausführt, wird keine der beiden Ringdichtungen an irgendwelchen Kanten beschädigt oder zum Teil in irgendeinen Spalt hineingedrückt Die erste Ringdichtung wird lediglich radial rhythmisch komprimiert. Die zweite Ringdichtung führt lediglich rhythmische radiale Scherbewegungen aus. Beides sind aber für Ringdichtungen normale Belastungen, die nicht zu einem vorzeitigen Verschleiß führen.

Die axiale Schubkraft, die auf dem Stützring abgestützt wird, nimmt über den Verstellweg des

Drehschiebers in Umfangsrichtung zunächst langsamer zu als die auf den Drehschieber wirkende Rückstellkraft der hierzu vorgesehenen Zentrierfeder. Erst kurz vor Erreichen des maximalen Verstellweges nimmt die auf den Stützring wirkende Axialkraft rasch zu. In dem wesentlichen Regelbereich des Drehschiebers wird daher zur radialen Verschiebung der Wellenabdichtung nur ein sehr geringer Kraftanteil der Rückstellkraft der Zentrierfeder aufgebraucht Damit ist sichergestellt daß die radiale Einstellung der Abdichtung in jedem Betriebszustand tatsächlich selbsttätig erfolgt

Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. So werden die Beanspruchungen der Ringdichtungen besonders gut überschaubar und die Belastungen besonders klein, wenn nach Anspruch 2 die Ringräume durch Kreiszylinderflächen und Radialebenen begrenzt sind. Darch Weiterbildungen der Erfindung nach den Ansprüchen 3 und 4 werden die Herstellung des Stützringes und die Montage des Drehschieberventils weiter vereinfacht

Ein Ausführungsbeispiei der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 einen ausschnittsweisen Axialschnitt durch ein Drehschieberventil mit zwei Drehschiebern und

F i g. 2 in einem stark vergrößerten Axialschnitt das Dichtelement und die angrenzenden Teile.

Das Drehschieberventil hat ein Ventilgehäuse 2 mit einer Bohrung, die hier als Drehschieberbohrung 4 bezeichnet wird. In dieser ist unter enger Gleitpassung ein äußerer Drehschieber 6 gelagert, der seinerseits eine Drehschieberbohrung 8 hat, in der unter enget· Gleitpassung ein innerer Drehschieber 10 gelagert ist Der innere Drehschieber 10 ist einteilig mit der Welle 12 ausgebildet und stützt sich über ein Axiallager 14 und das Dichtelement 16 an einem Gehäusewiderlager 18 ab. Zwischen der Welle 12 und der Austrittsbohrung 20 des Gehäuses befindet sich der abzudichtende Ringspalt 22, der so breit sein muß, daß Mittenversätze zwischen den Mantelflächen aller gegeneinander verdrehbaren Teile ausgeglichen werden können.

Das Dichtelement 16 hat einen z.B. aus Stahl hergestellten Stützring 26, der zur Bildung des ersten Ringraumes 31 und des zweiten Ringraumes 32 entsprechende Ausnehmungen hat Die Ausnehmung für den Ringraum 31 ist durch eine kreiszylindrische Fläche 34 und eine radiale Ringebene 36 begrenzt Die Ausnehmung für den zweiten Ringraum 32 ist durch eine radiale Ringebene 38 und eine kreiszylindrische Fläche 40 begrenzt

In die beiden Ringräume sind je ein G-P.ing, nämlich eine erste Ringdichtung 41 und eine zweite Ringdichtung 42 eingefügt Die Ringdichtung 41 ist radial vorgespannt die Ringdichtung 42 dagegen axial.

Beim Umlauf führt die Welle 12 gemeinsam mit dem Stützring 26 gegenüber dem Gehäuse 2 eine periodische radiale Bewegung aus. Hierbei wird die Ringdichtung 41 periodisch komprimiert, während die Ringdichtung 42 ■ periodisch eine Scherbewegung ausführt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehschieberventil, insbesondere für eine hydrostatische Hilfskraft-Lenkeinrichtung, mit folgenden Merkmalen:

a) der Drehschieber, oder bei Vorhandensein mehrerer Drehschieber einer davon, ist einteilig mit einer der Betätigung des Drehschieberventils dienenden Welle ausgebildet, die durch eine Austrittsbohrung des Ventilgehäuses nach außen führt;

b) ein Ringspalt zwischen Welle und dem die Austrittsbohrung begrenzenden Abschnitt des Ventilgehäuses ist durch eine Ringdichtung, insbesondere O-Ring-Dichtung, verschlossen;

c) der Ringspalt hat zum Ausgleich von Mittenversätzen zwischen Welle, dem oder den Drehschieber?¹ und der Austrittsbohrung eine ausreichende τ sdiale Weite;