DE2938271C2

DE2938271C2 - Hydraulische Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE2938271C2
Application number: DE2938271A
Authority: DE
Inventors: Maurice Paul Otterbein Ind. Roberts
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Parker Hannifin Corp
Priority date: 1978-09-22
Filing date: 1979-09-21
Publication date: 1984-01-19
Also published as: US4311171A; BR7906009A; GB2032362B; IT7925910A0; GB2032362A; FR2436701A1; CA1141264A; SU1268109A3; DK150408B; JPS6312837B2; DE2938271A1; IT1123271B; DK150408C; FR2436701B1; DK395179A; JPS5555060A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Hydraulische Steuervorrichtungen dieser Art werden insbesondere bei hydrostatischen Servolenkungen für Fahrzeuge verwendet Bei diesem Anwendungsfall mißt der Zumeßmotor dem die Fahrzeugräder betätigenden Druckmittelmotor eine dem Ausmaß der Lenkraddrehung entsprechende Druckmittelmenge zu. Die Genauigkeit der Lenkung wird beeinträchtigt, wenn ein Teil der zugemessenen Druckmittelmenge infolge von Leck- and Sickerverlusten verloren geht Solche Leck- und Sickerverluste sind infolge des notwendigen Spiels zwischen den die Hochdruck- und Niederdruckkanäle steuernden Steuerflächen der relativ zueinander beweglichen Absperrglieder unvermeidlich.
Bei üiner aus der US-PS 35 85 057 bekannten Steuervorrichtung dieser Art sind die Absperrglieder zwei koaxiale Schieberhülsen, die sich mit der Eingangswelle in einem Gehäuse drehen. Zur Erzielung einer Steuerwicklung ist die innere Schieberhülse relativ zur äußeren Schieberhülse axial beweglich. An der Außenfläche der äußeren Schieberhülse sind eine Reihe von Ringnuten angebracht, die über Kanäle im Gehäuse mit den Einlaß-, Auslaß- und Arbeit&öffnungen sowie mit dem Zumeßmotor in Verbindung stehen, damit das zu steuernde Druckmittel durch radiale Kanäle in der äußeren Schieberhülse ungeachtet der gemeinsamen Drehung beider Schieberhülsen relativ zum Gehäuse zu den zusammenwirkenden Steuerflächen zwischen den beiden Schieberhülsen gelangen kann. Zur Verminderung von Leck- und Sickerverlusten zwischen den aneinander anliegenden Flächen des Gehäuses und der äußeren Schieberhülse sind an der Außenfläche der äußeren Schieberhüise zwischen Hochdruck-Ringnuten und Niederdruck-Ringnuten Drucksperrnuten vorgesehen, die in Abhängigkeit von der relativen Verstellung der Schieberhülsen mit der unter Hochdruck stehenden Einlaßöffnung so in Verbindung gebracht werden, daß Drucksperren entstehen. Diese Ausbildung ergibt aber Drucksperren nur an den relativ zueinander drehenden Flächen des Gehäuses und der äußeren Schieberhülse, an denen keine Druckmittelsteuerung erfolgt. An den eigentlichen Steuerflächen zwischen den beiden Schieberhülsen sind keine Drucksperren vorgesehen.
Demgegenüber ist in der US-PS 36 00 893 eine

Steuervorrichtung beschrieben, bei der Drucksperren an den zusammenwirkenden Steuerflächen von zwei Absperrgliedern vorgesehen sind. Das eine Absperrglied ist das mit einer zylindrischen Bohrung versehene Gehäuse, und das andere Absperrglied ist eine in dieser Bohrung drehbar und axial verschiebbar gelagerte Schieberhülse. Die Schieberhülse dreht sich in der Bohrung gemeinsam mit der Eingangswelle, während die Steuerwirkung durch eine dieser Drehbewegung überlagerte axiale Verschiebung erzielt wird. An der Innenfläche der Bohrung und an der Außenfläche der Schieberhülse s:nd Ringnuten angebracht, die durch die dazwischen liegenden Steuerflächen, je nach der axialen Einstellung der Schieberhülse, die erforderlichen Verbindungen zwischen der Einlaßöffnung, dem Zumeßmotor, der Arbeitsöffnungen und der Auslaßöffnung herstellen. Zwei Ringnuten der Schieberhülse, die zwischen zwei Arbeitsnuten und einer Rückführnut liegen, sind in der Neutralstellung blockiert und mit der itunter Hochdruck stehenden Einlaßöffnung verbunden, /•so daß sie in der Neutralstellung Druckspiirrnuten -!bilden. Bei der axialen Verstellung der Schieberhülse in •fdie eine oder andere Betriebsstellung bleibt jeweils eine ,.fder beiden Ringnuten blockiert und mit der Hochdruck- ^seite verbunden, so daß sie ihre Funktion als fbrucksperre beibehält. Dagegen wird die jeweils andere Ringnut ein Teil des Strömungskanals zwischen der -Niederdruck-Arbeitsöffnung und der Auslaßöffnung. ;Die beiden als Drucksperren ausgenutzten Ringnuten 'müssen daher so dimensioniert sein, daß sie den vollen Druckmittelstrom führen können,
i Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer ^hydraulischen Steuervorrichtung, der zuvor betrachteten Art, bei der Leck- und Sickerverluste an den zusammenwirkenden Steuerflächen der Absperrglieder durch Drucksperren verhindert werden, die nicht der bruckmittelführung dienen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der nach der Erfindung ausgebildeten Steuervorrichtung übernimmt die Drucksperre ausschließlich die Sperrfunktion. Sie bildet in keinem Betriebszustand einen Teil des Strömungskanals für die Druckmittelführung, so daß sie nicht für diesen Zweck ausgelegt und dimensioniert werden muß. Dadurch wird bei vorgegebener Größe der Absperrglieder der für die Druckmittelführung verfügbare Raum durch die Drucksperren nicht beschränkt. Die Drucksperren haben ferner einen •sehr einfachen Aufbau, da sie dauernd mit der Einlaßöffnung in Vf bindung stehen, so daß keine zusätzlichen bauliche.. Maßnahmen zur Steuerung des Drucks in den Drucksperren zu treffen sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert. Zu der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine hydraulische Steuervorrichtung in Verbindung mit einer hydrostatischen Servolenkung,

F ι g. 2 die Schnittansicht eines Teils der in F i g. 1 dargestellten Steuervorrichtung, die eine darin angeordnete Schieberhülse in Seitenansicht zeigt,

Fig.3 eine Stirnansicht der in Fig.2 dargestellten Schieberhülse gemäß der Linie 3-3 in F i g. 2,

Fig.4 einen Längsschnitt durch die in Fig.3 dargestellte Schieberhülse entsprechend der Schnittlinie 4-4 in F ig. 3,

Fig.5 bis 8 Querschnitte durch die in Fig.2 dargestellte Schieberhülse gemäß den Schnittlinien 5-5, 6-6,7-7 bzw. 8-8 in F ig. 2,

Fig.9 einen vergrößerten Teilschritt eines Teils der -, in F i g. 2 dargestellten Schieberhülse entsprechend der Schnittlinie 9-9 in F ig. 2,

Fig. 10 eine Stirnansichl des in Fig.9 dargestellten Ventilkörpers,
F i g. 11 eine Schnittdarstellung eines Teils der

in Anordnung von Fig.9 entsprechend der Schnittlinie U-ilinFig.9,

Fig. 12 eine Seitenansicht eines bei der in Fig. 1 dargestellten Steuervorrichtung verwendeten drehbaren Absperrgliedes,

Fig. 13 eine Schnittdarstellung des in Fig. 12 dargestellten Absperrgliedes entsprechend der Linie 13-13in Fig. 12,

Fig. 14 eine Stirnansicht des in Fig. 12 dargestellten Absperrgliedes entsprechend der Linie 14-14 in F i g. 12, Fig. 15 eine vergrößerte schematische Darstellung der in den Fig.2 und 12 dargestellten Absperrglieder mit Darstellung der Relativlagen der Absperrglieder in ihrer Neutralstellung,

Fig. 16 eine vergrößerte schematische Darstellung der in den F i g. 2 und 12 dargestellten Absperrgliedern entsprechend der Darstellung in F i g. 15, jedoch in einer Betriebsstellung unter Bildung einer Drucksperre,

Fig. 17 eine schematische Teildarstellung der Absperrglieder von Fig. 15 und 16 in einer Zwischenstel-

JO lung der Bewegung aus der Neutralstellung heraus, jedoch vor Ausbildung einer Drucksperre,

Fig. 18 eine der Fig. 17 entsprechende vergrößerte schematische Teildarstellung einer anderen Ausführungsform der Absperrglieder und

Fig. 19 eine Schemadarstellung zur Erläuterung der Funktionsweise der in den Fig. 1 bis 17 dargestellten Steuervorrichtung.

Die in F i g. 1 dargestellte hydraulische Steuervorrichtung für eine Servolenkung hat eine Eingangswelle 10, die in das Gehäuse 12 der Steuervorrichtung hineingeführt ist. Das äußere Ende der Eingangswelle 10 ist mit dem drehbaren Lenkrad 14 eines Fahrzeuges gekuppelt. Das Gehäuse 12 hat eine Einlaßöffnung 16, die mit einer motorbetriebenen Pumpe 18 verbunden ist, sowie eine Auslaßöffnung 20, die mit einem Rücklauftank 22 verbunden ist. Außerdem hat das Gehäuse 12 ein Paar Arbeitsöffnungen (nicht dargestellt), die mit den Arbeitskammern 24, 26 eines hydraulischen Lenkmotors 28 verbunden sind.

Bei einer Drehung des Lenkrades 14 wird die Eingangswelle 10 um ihre Mittelachse 29 gedreht, wodurch die Steuervorrichtung veranlaßt wird, hydraulisches Druckmittel zu einer der Motorkammern 24,26 hinzuleiten und von der anderen Motorkammer zu dem Rücklauftank 22 zurückzuführen. Dadurch wird der Lenkmotor 28 betätigt, der wiederum eine Bewegung der Fahrzeugräder in bekannter Weise über ein (nicht dargestelltes) Gestänge herkömmlicher Bauart herbeiführt.

Innerhalb des Gehäuses 12 sind ein Zumeßmotor 30 mit si"h γ?^Γ<>"·ήβρΓηήβη und verkleinernden Kammern, ein Kommutatorschieb sr mit zwei drehbaren Schieberglied"-rn 32,34, der den Druckmittelstrom zu und von den sich vergrößernden und verkleinernden Kammern des Zumeßmotors steuert, und ein Richtiingssieuerschieber angeordnet. Der Richtungssteuerschieber ist durch zwei koaxiale, relativ zueinander drehbare Absperrglieder 40, 42 gebildet. Bei der in F i g. 1

dargestellten Steuervorrichtung ist das Absperrglied 40 eine Schieberhülse, die in dem Gehäuse 12 festgelegt ist, während das Absperrglied 42 in der Mittelöffnung 43 der Schieberhülse 40 drehbar ist.

Wenn keine Lenkung erfolgt, nehmen die Absperrglieder 40, 42 ihre Neutralstellung ein. Bei einer Drehung des Lenkrades 14 in einer der beiden Drehrichtungen dreht das Absperrglied 42 sich gegenüber dem Absperrglied 40 in der einen öder anderen Richtung, wodurch die Absperrglieder in die eine oder die andere von zwei Betriebssteliungen gebracht werden. In jeder Betriebsstellung wird Druckmittel von der Pumpe 18 zu den sich vergrößernden Kammern des Zumeßmotors 30 (über den Kommütatorschieber) geleitet, wobei unter hohem Druck stehendes Druckmittel aus den sich verkleinernden Kammern des Zumeßmotors (wiederum über den Kommutatorschieber) zu einer der Kammern 24, 26 des Lenkmotors 28 gefördert wird. Darüberhinaus wird in jeder Betriebsstellung unter niedrigem Druck stehender Druckmittel von der anderen Kammer des Lenkmotors 28 zu dem Rücklauftank 22 geleitet.

Der Zumeßmotor 30 ist durch einen Zahnradsatz der sogenannten Gerotorbauart gebildet, der ein Außenzahnrad 44 mit einer Innenverzahnung und ein innenzahnmd 46 mit einer Außenverzahnung enthält. Das Innenzahnrad 46, dessen Zähne mit den Zähner, des Außenzahnrads 44 in Eingriff stehen, ist gegenüber dem Außenzahnrad exzentrisch gelagert und besitzt einen Zahn weniger als das Außenzahnrad 44. Das Außenzahnrad 44 ist um seine Mittelachse drehbar, die koaxial zur Mittelachse 29 der Eingangswelle 10 verläuft, während das Innenzahnrad 46 um seine Mittelachse drehbar ist und zugleich um die Mittelachse des Außenzahnrads 44 umläuft. Beim Aufbringen einer Kraft bewegen sich die Zahnräder 44 und 46 somit rotierend und umlaufend zueinander, wie dies für Gerotoren bekannt ist. Wenn die Zahnräder 44, 46 rotieren und umlaufen, bilden die Zwischenräume zwischen ihren miteinander in Eingriff stehenden Zähne in bekannter Weise die sich vergrößernden und verkleinernden Kammern des Zumeßmotors. Bei einer Drehung des Lenkrades 14 wird ein Drehmoment über den Zahnradsaiz auf das drehbare Absperrglied 42 übertragen, wodurch dieses aus seiner Neutralstellung herausbewegt wird, so daß die beiden Absperrglieder 40, 42 eine ihrer beiden Betriebsstellungen einnehmen. Wie F i g. ί erkennen läßt, ist eine Antriebsplatte 43 mit der Eingangswelle 10 verbunden. Das Kommutatorschieberglied 32 und die Antriebsplatte 43 sind zusammen mit dem drehbaren Außenzahnrad 44 verbolzt. Eine Gelenkwelle 50 ist in einem Winkel zur Mittelachse 29 der Eingangswelle 10 angeordnet Eine Ende der Gelenkwelle 50 hat einen Zapfen 52, der in Schlitze des Innenzahnrads 46 eingreift, so daß die Gelenkwelle 50 mit dem Innenzahnrad 46 drehfest verbunden ist- Das andere Ende der Gelenkwelle 50 hat einen Zapfen 54, der in Schlitze in dem Kommutatorschiebeglied 34 eingreift, so daß dieses drehfest mit der Gelenkwelle 50 verbunden ist Weiterhin erstreckt sich ein Keil 56 in passende Schlitze des Kommutatorschieberglieds 34 und des drehbaren Absperrgliedes 42, wodurch diese Teile drehfest miteinander verbunden sind. Bei einer Drehung des Lenkrades 14 wird ein Drehmoment über den Zahnradsatz auf das drehbare Absperrglied 42 übertragen, um dieses aus seiner Neutralstellung zu bewegen, wodurch die beiden Absperrglieder 40 und 42 in die Betriebsstellung kommen.

Eine Torsionsfeder 64 drückt das drehbare Absperrglied 42 in seine Neutralstellung. Die Torisonsfeder 64 ist vorzugsweise durch zwei Blattfedern 66,67 gebildet, die in einer zentralen Öffnung 65 angeordnet sind, welche in dem Absperrglied 42 ausgebildet ist, Wie aus den Fig. 1 und 14 erkennbar ist, ist an ein Ende einer jeden Blattfeder 66, 67 in einem Schlitz 74 an einem Ende des Absperrgliedes 42 angeordnet. Das Ende der

ίο Blattfeder 47 ist geringfügig gekrümmt ausgebildet und muß zur Einführung in den Schlitz 74 aufgebogen werden. Die Enden der Blattfeder 67 drücken dadurch gegen die Schulter 71, 73 des Schlitzes 74 und pressen "die Blattfeder 66 fest gegen Schultern 71', 73'. Die Blattfedern 66,67 stehen dadurch in festem Eingriff mit dem Ende des Absperrgliedes 42.

Die anderen Enden der Blattfedern 66, 67 sind in einem passenden Schlitz 69 eines Teils 68 einer Stellschraube angeordnet, die in das Gehäuse 12 eingeschraubt ist. Der Teil der Blattfeder 66, der in den Schlitz 69 eingreift, ist gekrümmt ausgebildet und und federnd in den Schlitz 69 hineingedrückt, so daß die Blattfedern 66,67 in engem Eingriff mit dem Schlitzteil 68 stehen. Ein Gewindeende der Stellschraube erstreckt sich teilweise aus dem Gehäuse 12 heraus und wirkt mit einer Mutter 70 zusammen, die die Schraube in einer Lage fixiert oder eine relative Einstellung ihrer Lage ermöglicht Dadurch sind die Blattfedern 66, 67 an einem Ende gegenüber dem Gehäuse festgelegt. An dem anderen Ende sind die Blattfedern mit dem Absperrglied 42 gekuppelt Bei Aufbringung eines Drehmoments auf das Absperrglied 42 aus dessen Neutralstellung heraus werden die Blattfedern 66, 67 gedreht; sie drücken bei Fortfall des Drehmoments das Absperrglied 42 zurück in die Neutralstellung.

Bei der Drehung des Lenkrades 14 dreht sich das Außenzahnrad 44 mit, während sich das Innenzahnrad nur um ein begrenztes Maß dreht, um eine Drehung des Absperrgliedes 42 herbeizuführen und die Absperrglieder 40, 42 in eine ihrer Betriebsstellungen zu bringen. Bei einer Fortsetzung der Drehung des Lenkrades läuft das Innenzahnrad 46 danach nur um. Um den Rotationsbereich des Innenzahnrads 46 und des Absperrgüedes 42 zu begrenzen, ist ein Ansatz 24 mit dem Kommutatorschieberglied 34 verbunden. Anschläge (nicht dargestellt), die an dem Gehäuse befestigt sind, greifen an dem Ansatz 84 an, wenn sich das Innenzahnrad 46 nur einen begrenzten Winkel gedreht hat, so daß Absperrglied 42 in der einen oder anderen

so Richtung aus der Neutralstellung in eine Betriebsstellung gebracht worden ist Dadurch wird der Rotationsbereich des Innenzahnrads 46 und des Absperrglieds 42 begrenzt
Wie zuvor bereits erwähnt wurde, arbeiten die Absperrglieder 40, 42 zusammen, um die Strömung zwischen der Pumpe 18, dem Lenkmotor 28 und dem Rücklauftank 23 zu steuern, wenn sie sich in ihrer Betriebsstellung befinden. Ein erster ringförmiger Zumeßraum 112 ist in der Nähe der Kommutatorschieberglieder 32, 34 ausgebildet. Ein zweiter Zumeßraum 130 ist in der Mittelöffnung des Kotnrnutatorschieberglieds 34 ausgebildet. Bei einer Drehung des Lenkrades bewegen sich die Absperrglieder 40, 42 in eine Betriebsstellung, in der sie die Einlaßöffnung 16 mit einem der Zumeßräume 112, 130 verbinden. Die Kommutaforschieberglieder 32, 34 leiten Druckmittel von dem einen Zumeßraum zu den sich vergrößernden Kammern des Zumeßmotors 30 und von den sich

verkleinernden Kammern des Zumeßmotors zu dem anderen Zumeßraum. Die Absperrglieder 40, 42 leiten zugemessenes Druckmittel von dem anderen Zumeßraum zu einer der Arbeitsöffnungen. Somit bilden die Absperrglieder 40, 42 in jeder Betriebsstellung einen Teil eines ersten Kanals, der Druckmittel von der Einlaßöffnung 16 zu einem der Zumeßräume 112, 130 (und damit zu dem Zumeßmotor) und weiter den zugemessenen Druckmittelstrom von dem anderen Zumeßraum zu einer der Arbeitsöffnungen leitet. In jeder Betriebsstellüng bilden die Absperrglieder 40, 42 weiterhin einen zweiten Kanal (Rückführungskanal), der den Druckmittelstrom von der anderen Arbeitsöffnung zu der Auslaßöffnung 20 leitet.

Des Gehäuse 12 enthält eine ringförmige Einlaßnut 90, die in Verbindung mit der Einlaßöffnung 16 steht, eine ringförmige Auslaßnut 96, die in Verbindung mit der Auslaßöffnung 20 steht, und zwei ringförmige Arbeitsnuten 92, 94, die mit jeweils einer der beiden Arbeitsöffnungen verbunden sind.

Wie in den F i g. 2 und 5 dargestellt ist, steht ein erstes Paar einander diametral gegenüberliegender radialer Kanäle 100a, 1006 in der Schiebehülse 40 mit der einen Arbeitsnut 92 in dem Gehäuse in Verbindung. Weiterhin steht ein zweites Paar einander diametral gegenüberliegender radialer Kanäle 102a, 1026 (siehe F i g. 2 und 7) in der Schiebehülse 40 mit der anderen Arbeitsnut 94 in dem Gehäuse in Verbindung. Zusätzlich steht eine Reihe von vier im gleichen Abstand liegenden radialen Kanälen 104a-104c/ (siehe Fig.2 und 8) mit der Auslaßnut 96 des Gehäuses in Verbindung. Schließlich steht eine Riehe von vier in gleichen Abständen liegenden radialen Kanälen 106a-106tf mit der ringförmigen Einlaßnut 90 in Verbindung (siehe F i g. 2 und 6).

Wie die F i g. 1 und 2 außerdem erkennen lassen, weist das dem Kommutatorschieber benachbarte Ende der Schieberhülse 40 eine ringförmige Außenfläche 110 mit verringertem Durchmesser auf. Die Fläche 110 bildet einen Teil des ringförmigen Zumeßraumes 112, der neben dem Kommutatorschieber angeordnet ist. Ein Paar einander diametral gegenüberliegender radialer Kanäle 114a, 1146 verbindet den ringförmigen Zumeßraum 112 mit der Zentralöffnung 43 in dem Absperrglied 40, wie speziell die F i g. 3 und 4 zeigen.

Einige der radialen Kanäle in der Schieberhülse 40 stehen mit jeweils axial verlaufenden nach innen offenen Nuten an der Innenfläche der Schieberhülse 40 in Verbindung. Zwei einander diametral gegenüberliegende Arbeitsnuten 140a, 1406 (siehe F i g. 5) stehen mit den radialen Kanälen 100a bzw. 100Zj in Verbindung. Zwei einander diametral gegenüberliegende Arbeitsnuten 142a, 1426 (siehe Fig.7) stehen mit den radialen Kanälen 102a bzw. 1026 in Verbindung. Vier Hochdruck-Einlaßnuten 144a — d (siehe F i g. 6) stehen mit jeweils einem der radialen Kanäle 106a-106tf in Verbindung. Zwei einander diametral gegenüberliegende Rückführnuten 146a, 146c (siehe F i g. 8) stehen mit den -zwei einander diametral gegenüberliegenden radialen Kanälen 104a bzw. 104c in Verbindung. Die ArbeiCnuten 140a, 140ό und 142a, 1426 sind in ihrer Länge etwas kurzer bemessen als die Nuten I44a—i44d und 146a, 146c.

Ferner sind an der Innenfläche der Schieberhülse 40 auch einander diametral gegenüberliegende, axial verlaufende und nach innen offene Drucksperrnuten 150a, 1506 zwischen jeweils einem Paar von Arbeitsnuten 140a, 142a bzw. 1406, 1426 angebracht Jede ι Drucksperrnut hat die gleiche Länge wie die Arbeitsnuten 140a, 1406 und 142a, 1426. Radialkanäle 152a, 1526 in der Schieberhülse 40 verbinden jede der Drucksperrriuten 150a, 1506 mit der ringförmigen Einlaßnut 90 in dem Gehäuse (F i g. 2 und 6). So steht jede Drucksperrnut '152a, 1526 unter dem hohen Druck an der Einlaßö/fnung 16.

Wie "die Fig.9 bis 11 zeigen, ist in jedem der Radialkanäle 152a, 1526 ein Ventilkörper 160 angeord-

net. Jeder Ventilkörper 160 hat aud der einen Seite eine kegelstu'mpfförmige Fläche 162, die zum Zusammenwirken mit einer kegelstumpfförmigen Fläche 164 des jeweiligen Radialkanals bestimmt ist. Jeder Ventilkörper 160 hat weiterhin einen Schlitz 168 in der kegelstumpfförmigen Fläche 162. Der Schlitz 168 bildet eine Öffnung, die ein begrenztes Maß an Strömungsverbindung zwischen dem Raum 167 auf der einen Seite des Ventilkörpers und der jeweiligen Drucksperrnut 150a, 1506 selbst dann ermöglicht, wenn der Ventilkörper an der Fläche 164 des Radialkanals 152a, 152 anliegt.

Die 'an der Innenfläche der Schieberhü'se 40 anliegende Außenfläche des drehbaren Absperrglieds 42 weisfeine Anzahl axial verlaufender, in Umfangsrichtung beabstandeter und nach außen offener Nuten auf.

Hierzu gehören acht 120a-120A von im wesentlichen gleicher Länge und zwei einander diametral gegenüberliegende Nuten 122a, 1226, die länger als die Nuten 120a - 120Λ sind. Wenn die Absperrglieder 40,42 gemäß F i g. 1 zusammengebaut sind, stehen die Nuten 122a, i226 mit den radialen Kanälen 114a bzw. 1146 in der Schieberhülse 42 in Verbindung. Dadurch stehen die Nuten 122a, 1226 mit dem Zumeßraum 112 in Verbindung.

Die Fig. 12 und 13 zeigen, daß das drehbare Absperrglied 42 weiterhin einander diametral gegenüberliegende radiale Kanäle 124c, 124^ aufweist, die die zv/ei Axialnuten 120c, 12Oj? mit der zentralen Öffnung 65 in dem Absperrglied verbinden. Die zentrale Öffnung 65 in dem Absperrglied 42 steht ihrerseits mit dem Zurr.eßraum 130 durch Kanäle 132 in dem Ventil 56 in Verbindung. Somit steht der Zumeßraum 130 mit den Nuten 120c, t20g in dem Absperrglied 42 in Verbindung.

Jede der Nuten 120a, 120t/, 12Oe und 120A hat auch

eine Einkerbung 125, die teilweise entlang einer ihrer Außenkanten ausgebildet ist und deren Aufgabe später noch näher beschrieben wird.

Abhängig von der Relativbewegung in eine der beiden Betriebsstellung schaffen die Absperrglieder 40, 42 einen ersten Weg zur Zuführung eines zugemessenen

so Druckmittelstromes zu einer Arbeitskammer des Lenkmotors und einen zweiten Weg zur Rückführung des Druckmittels aus der anderen Arbeitskammer zu dem Rücklauftank, wobei sie gleichzeitig Drucksperren schaffen, die Leckverluste an zugemessenem Hochdruck-Druckmittel blockieren sollen. Die Art, in der eine dieser Drucksperren arbeitet, wird aus Fig. 19 verständlich. F i g. 19 zeigt zwei relativ zueinander bewegliche, einander zugewandte Flächen Si, Si von zwei Absperrgliedern. Das Absperrglied, das die Fläche S₂ aufweist, ist in der durch den horizontalen Pfeil in Fig. 19 dargestellten Richtung aus einer Neutralstellung in eine Betriebsstellung verschoben. An den Flächen Si, & sind Nuten M\ bzw. Mi ausgebildet, die in der Betriebsstellung einander gegenüberliegen, damit sie zugemessenes Hochdruck-Druckmittel zu einer der beiden Arbeitsöffnungen leiten. An den Flächen Si, Si sind Rückführnuten R\ bzw. Ä2 ausgebildet, die in der Betriebssteliung einander gegenüberliegen, um Nieder-

druck-Druekmittel von der anderen Arbeitsöffnung zum Rücklauftank zurückzuführen.

An der Fläche Si ist ferner eine Drucksperrnut PD ausgebildet. Die Drucksperrnut PD steht kontinuierlich unter dem an der Einlaßöffnung herrschenden Druck. In der Neutralstellung liegt die Drucksperrnut der Rückführnut R₂ gegenüber; somit ergibt sich eine Druckmittelströmung durch die Drucksperrnut PD und die Rückführnut R₂ zu dem Rücklauftank. Zu der Betriebsstellung liegt die Fläche V des verschiebbaren Xbsperrglieds der Drucksperrnut PD gegenüber, so daß der statische Druck in der Drucksperrnut PD sich schnell auf den Einlaßdruck aufbaut.

Wenn die Drucksperrnut PD nicht vorhanden wäre, würde sich ein Druckgefälle G von den das zugemessene Hochdruck-Druckmittel führenden Nuten Mi, M₂ zu ,den Niederdruck-Rückführnuten R\, R₂ ergeben. Dieses '{Druckgefälle würde Leckverluste an zugemessenem Hochdruck-Druckmittel zu den Niederdruck-Rückführnuten ergeben. Bei einer hydrostatischen Servolenkung können Leckverluste des zugemessenen Druckmittelstroms, der zu einer Arbeitsöffnung geleitet wird, das gewünschte Ansprechen des Lenkmotors auf ein Lenkmanöver nachteilig beeinflussen. Die gemäß F i g. 19 angeordnete Drucksperrnut ergibt die Wirkung, daß zwischen der Drucksperrnut PD und den Niederdruck-Rückführnuten R\, Rz ein sehr großes Druckgefälle G) besteht, während das Druckgefälle gi zwischen den Hochdrucknuten Mi₁ M₂ und der Drucksperrnut PD sehr klein oder sogar Null ist. Dadurch treten auch nur minimale Leckverluste aus der Hochdrucknut auf; der überwiegende Teil der in Erscheinung tretenden Leckverluste ergibt sich von der Drucksperrnut PD zu der Niederdrucknut Ri. Die Drucksperrnut PD ist speziell so ausgebildet, daß auftretende Leckverluste die gewünschte Wirkung der Lenkung nicht beeinflussen.

Die Position der Absperrglieder 40, 42 in der Neutralstellung der Steuervorrichtung ist in Fig. 15 dargestellt. Die Einlaßöffnung 16 steht mit den Einlaßnuten 144a — d in Verbindung. Die Nuten 144a, 1446,, 144c und 144t/ leiten den Druckmittelstrom zu den Rückführnuten 146a, 146c durch die Axialnuten 120a, 120t/, 12Oe und 120A(und ihre zugehörigen Kerben 125) in dem drehbaren Absperrglied 42. Dadurch ,entsteht ein DrucKmittelstrom von der Einlaßöffnung zu dem Rücklauftank, wenn sich die Absperrglieder in ihrer Neutraisteilung befinden. Dies entspricht der Funktionsweise eines Schiebers mit offener Mittelstellung.

Zusätzlich bilden die zwei langen Nuten 122a, 122b in dem drehbaren Absperrglied 42, die mit einer Seite des Zumeßmotors über die Radialkanäle 114a, 1140 und den Zumeßraum 112 in Verbindung stehen, enge Durchlässe 141a, 141b mit den Arbeitsnuten 140a bzw. 1406. Die zv/ei Nuten 120c, 120g in dem Absperrglied 42, die (durch Radialkanäle 124c, 124g) mit der anderen Seite des Zumeßmotors in Verbindung stehen, bilden enge Durchlässe 143a bzw. 1436 mit den Arbeitsnuten 142a, 142b. Somit stehen beide Seiten des Zumeßmotors in Verbindung mit den Arbeitskammern des Lenkmotors, wenn sich die Absperrglieder in ihrer Neutralstellung befinden. Diese bekannte Bauweise gibt dem Fahrer ein gewisses Lenkgefühl.

Die einander diametral gegenüberliegenden Rückführnuten 120b, 120/in dem drehbaren Absperrglied 42 stehen mit der Auslaßöffnung 20 in Verbindung, da die Nuten 120b, 120/ mit der Ringnut 96 durch die Radiaikanäle 104b, 104c/ in Verbindung stehen. Die Rückführnuten 120b, 120/ liegenden Drucksperrnuten 150a bzw. 150b gegenüber, wenn sich die Absperrglieder in der Neutralstellung befinden. Dies bedeutet, daß die Drucksperrnuten 150a, 150b in der Neutralstellung mit dem Rücklauftank in Verbindung stehen. Weiterhin kann in der Neutralstellung der jeder Drucksperrnut zugeordnete Ventilkörper 160 lose an der Fläche 164 des jeweils zugehörigen Radialkanals !52a bzw. 152b anliegen, da der Druck in dem Raum 167 (der mit dem Einlaß in Verbindung steht) etwas höher ist als der

ίο Druck in dem Rücklauf tank. Ein kleiner Druckmittelstrom wird so durch den Radialkanal in dem Ventilkörper und durch die Drucksperrnuten 150a, 150b zu dem Rücklauftank geleitet, wenn sich die Steuervorrichtung in der Neutralstellung befindet.

Bei einem Lenkmanöver wird das Absperrglied 42 entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn aus der Neutralstellung gedreht, um die Steuervorrichtung in eine Betriebsstellung zu bringen. Wenn die Absperrglieder in die Betriebsstellung gehen, wird der offene Mitteldurchfluß vom EinL-3 zum Auslaß abgesperrt. Die Kerben 125 in den Nuten 120a, 120c/, 120& 120A des Absperrglieds 42 stellen sicher, daß die Absperrung des Druckmittels zum Auslaß allmählich und nicht plötzlich erfolgt.

In F i g. 16 ist das Absperrglied 42 im Uhrzeigersinn aus der Neutralstellung bis zur Grenze des Bewegungsbereiches in dieser Richtung herausgedreht, so daß sicn die beiden Absperrglieder 40,42 in einer Betriebsstellung befinden. Druckmittel von der Einlaßöffnung strömt zu dem Zumeßraum 130 durch die einander gegenüberliegenden Nuten 144c/, i20g und 144b, 120c in den Absperrgliedern sowie durch die Radialkanäle 124c, 124g- und die Mittelöffnung 65 in dem Absperrglied 42. Der Kommutatorschieber leitet Druckmittel von dem Zumeßraum 130 in bekannter Weise zu den sich vergrößernden Kammern des Zumeßmotorr und leitet Druckmittel aus den sich verkleinernden Kammern des Zumeßmotors zu dem anderen Zumeßraum 112. Das zugemessene Druckmittel wird dann von dem Zumeßraum 112 über die Radialkanäle 114a, 114b in dem Absperrglied 40 zu den Axialnuten 122a, i22b in dem Absperrglied 42 geleitet und gelangt dadurch zu den Arbeitsnuten 140a, 140b. Aus den Arbeitsnuten 140a, 140ft wird Druckmitte! durch eine der beiden Arbeitsöffnungen zu der Arbeitskammer 26 des Lenkmotors geleitet. Das rückgeführte Druckmittel von der anderen Arbeitskammer 24 des Motors fließt durch die einander gegenüberliegenden Nuten 142a, 120b und 142b. 120/in den Absperrgliedern 40, 42 und weiter durch die Radialnuten 104b, 104</ in dem Absperrglied 42 zu der Auslaßöffnung 20.

Wenn das Absperrglied 42 soweit aus der Neutralstellung herausgedreht ist, daß die Absperrglieder 40,42 in die in F i g. 16 dargestellte Betriebsstellung gelangt sind, liegen die Umfangsflächenbereiche 170a, 170b des Absperrgliedes 42 den Drucksperrnuten 150a, 150b gegenüber. Damit ist der Durchfluß durch die Drucksperrnuten 150a, 150b blockiert. Die Drucksperrrtuten 150a, 150b stehen jedoch mit der Einlaßöffnung wenigstens durch die Schitze 168 in den Ventilkörpern 160 in Verbindung. Auf diese Weise erhöht sich der statische Druck in den Drucksperrnuten schnell auf den Eingangsdruck. In der in F i g. 16 dargestellten Betriebsstellung wird der zugemessene Hochdruck-Druckmit- telstrom der Arbeitskammer 26 durch die Arbeitsnuten 140a, 140b zugeleitet. Niederdruck-Druckmittel wird dem Auslaß durch die einander gegenüberliegenden Nuten 142a, 142b und 120b, 120/ zugeleitet. Die

Drucksperrnuten 150a, 1506 sind zwischen den hochdruck-Arbeitsnuten 140a bzw. 1406 und den Niederdruck-Rückführnuten 142a, 1206 bzw. 1426, 120/ angeordnet. Der Druck in den Drucksperrnuten 150a, 1506 liegt bei oder nahe bei dem Druck des zugemessenen Druckmittels in den Arbeitsnuten 140a, il406. Die Druckgleichheit verhindert Leckverluste der zugemessenen Hochdruck-Druckmittel in der zuvor in Verbindung mit F i g. 19 erläuterten Weise.

Wie in Fig. 17 dargestellt ist, v/erden während der Änfangsbewegung des Absperrgliedes 42 aus der Neutralstellung heraus, jedoch vor dessen Drehung um das volle Maß von der Neutralstellung weg in die Betrieüsstellung gemäß Fig. 16, die Drucksperrnuten 150a, 1506 über einen Bereich der Bewegungsbahn des Absperrgliedes 42 nicht durch die Flächen 170a, 1706 bedeckt Über diesen Teil der Bewegungsbahn stellen die Ventükörper 160 einen minimalen Druckmittelfluß durch die Drucksperrnuten 15a, 1506 zu dem Rücklauftank sicher. Abhängig von der Anfangsbewegung des Absperrgliedes 42 aus der Neutralstellung heraus steigt der Druck in den Räumen 167 schnell an und drückt die Ventükörper 160 in dichtende Anlage an die Flächen 164 der Radialkanäle 152a, 1526. Die einzige Verbindung, die dann durch die Ventükörper 160 erlaubt wird, geht über die Schlitze 168 in den Ventilkörpern.

Dies ermöglicht einen minimalen Druckmittelstrom durch die Drucksperrnuten 150a,1506 bis das Absperrglied 42 um das volle Maß aus der Neutralstellung in die Betriebsstellung gemäß Fig. 16 gedreht ist. In der Betriebsstellung verringert der in den Drucksperrnuten 150a, 1506 aufgebaute Druck den Druckabfall an den Ventilkörpern 160.

Bei einer Drehung des Absperrgliedes 42 aus der Neutralstellung um einen vorgegebenen Betrag in die entgegengesetzte Richtung werden die Absperrglieder 40, 42 in entsprechender Weise in die andere Betriebsstellung gebracht, um einen zugemessenen Druckmittelstrom zu der Arbeitskammer 24 des Lenkmotors zu leiten und Niederdruck-Druckmittel von der Arbeitskammer 26 zu dem Rücklauftank r urückführen, wobei wiederum Drucksperren zur Blockierung von Leckverlusten des zugemessenen Druckmittels gebildet v/erden. Wenn die Absperrglieder sich in der anderen Betriebsstellung befinden, liegen die Flächenabschnitte 170c und 17Od den Drucksperrnuten 150a bzw. 1506 gegenüber, wodurch Drucksperren in der zuvor bereits erläuterten Weise entstehen.

Die Fig. 18 zeigt einen Teil eines Paares relativ zueinander drehbarer Absperrg'ieder 200, 202 mit einander anliegenden Flächen, die zur Bildung von Drucksperren gemäß einer modifizierten Ausführungsform zusammenwirken. Die Absperrglieder 200, 202 weisen an ihren einander zugewandten Flächen jeweils Nuten auf, die den Nuten in den Absperrgliedern 40,42 entsprechen und Strömungsverbindungen zwischen einer Einlaßöffnung, einer Auslaßöffnung und Arbeitsöffnungen, wie bei der Steurvorrichtung in F i g. 1 herstellen. Der wesentliche Unterschied zwischen den Absperrgliedern 200,202 und der zuvor beschriebenen Ausführungsform besteht darin, daß zwischen jedem Paar von Arbeitsnuten 208a, 210a zwei Drucksperrnuien 204a, 206a ausgebildet sind. Die Radialkanäie 211, die den Einlaß mit jeder Drucksperrnut verbinden, enthalten jeweils einen Ventükörper 213, der in gleicher Weise wie der Ventilkörpev 160 in Fig.9-11 ausgebildet ist Entsprechend der Darstellung in ausgezogenen Linien in Fig. 18 befinden sich die

Absperrglieder 200, 202 in einer Neutralstellung. In dieser Stellung stehen die Drucksperrnuten 204a und 206a beide mit der Niederdruck-Rückführnut 212a in dem drehbaren Absperrglied 202 in Verbindung. Wenn das Absperrglied 202 im Gegenuhrzeigersinn aus der Neiitralstellung um einen vorgegebenen Betrag gedreht wird, damit die Absperrglieder 200, 202 in eine

ίο Betriebssiellung gebracht werden (in Fig. 18 teilweise in gestrichelten Linien dargestellt), überdeckt eine Fläche 220a des Absperrglieds 202 die Dnjcksperrnut 20Sa. Auf diese Weise ist durch die Nut 206a eine prucksperre in der zuvor beschriebenen Weise

1,5 ausgebildet. Die andere Drucksperrnut 204a liegt der JNiejderdruck-Rückführnut 212a in dem Absperrglied 202 gegenüber. Die Rückführnut 212a liegt auch der Arbeitsnut 208a gegenüber :i. D-^'naittel zum

^; Rücklauftank zurückzuführen. Der Durchfiuii &;. -.;;"-.

'nicht blockierte Drucksperrnut 204a ist minimal, da der Hochdruck am Einlaß den dieser Nut zugeordneten ·' sVentilkörper 213 in die Schließstellung bringt.

Wenn das Absperrglied 202 um einen vn?g*Plenen Betrag in die entgegengesetzte Richtung gedieht wii«, wird die Drucksperrnut 204a durch die Absperrgliedfäche'224a zur Bildung einer Drucksperre überdeckt. Die Drucksperrnut 206a, die der Niederdruck-Rückführnut 212a gegenüberliegt hat dann wegen des Ventilkörpers 213 einen minimalen Durchfluß. Es ist dabei offensichtlieh, daß bei der in Fig. 18 dargestellten Ausführungsform die Drucksperrnuten 204a, 206a jeweils diametral gegenüberliegende Gegenstücke haben, welche zwischen den Arbeitsnuten angeordnet sind, die den Ärbeitsnuten 208a und 210a diametral gegenüberliegen. Mit Absperrgliedern, die entsprechend der modifizierten Ausführungsform in Fig. 18 ausgebildet sind, werden Drucksperren innerhalb eines kürzeren Betrages der Relativbewegung der Absperrglieder gebildet als bei der zuvor erläuterten Ausführungsform. Dadurch kann eine noch genauere Steuerung des Schlupfes durch die Blockierung von Leckverlusten zu einem früheren Zeitpunkt der Relativbewegung der Absperrglieder herbeigeführt werden.

Bei den zuvor beschriebenen Steuervorrichtungen übt jede Drucksperrnut im wesentlichen keine andere Funktion aus als ihre Wirkung als Drucksperre. Insbesondere arbeitet sie nicht als Druckmittelleitung, durch die Druckmittel von einer Arbeitsöffnung zu einer Rückführöffnung während des Betriebs der Steuervorrichtung zurückgeführt wird. Aufgrund dieser Gestaltung sollte der Durchflußquerschnitt der Drucksperrnuten nicht so ausgelegt werden, daß er als Druckmittelieitung zur Druckmittelrückführung wirksam wird. Die zur Bildung von Drucksperren vorgesehenen Drucksperrnuten können daher sehr klein sein, wodurch es möglich ist solche Drucksperrnuten an bereits vorhandenen Steuervorrichtungen ohne Vergrößerung der Absperrglieder nachträglich hinzufügen. Dabei brauchen keine Formgestaltungsrücksichten genommen zu werden, weil die Drucksperrnuten keinen Teil der Strömungskanäle bilden.

Falls es als wünschenswert angesehen wird, kann für

jeden Ventükörper eine schwache Feder vorgesehen sein, welche den Ventükörper in einer vorbestimmten Stellung der Absperrglieder (beispielsweise in der Betriebsstellung) zwangsweise vom Sitz abhebt.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Steuervorrichtung für den Druckmittelstrom von einer Hochdruckquelle zu einem doppelt wirkenden Druckmittelmotor und von diesem zu einem Rücklatiftank mit einem Gehäuse mit einer mit der Hochdruckquelle verbundenen Einlaßöffnung, einem Paar von jeweils mit gegenüberliegenden Seiten des Druckmittelmotors verbundenen Arbeitsöffnungen und einer mit dem Rücklauftank verbundenen Auslaßöffnung, mit einem Zumeßmotor und einem Paar von relativ zueinander beweglichen Absperrgliedern, welche in einer Neutraistellung den Zustrom des Druckmittels vor der Einlaßöffnung zum Zumeßmolor block-eren und aus dieser Neutralstellung relativ zueinander in Betriebsstellungen bewegbar sind, in welcher der einen Arbeitsöffnung Hochdruck-Druckmittel über ,«wenigstens einen von zusammenwirkenden Steuerflächen der Absperrglieder gesteuerten Hochdruckkanal zugemessen wird und Niederdruck-Druckmitftel von der anderen Arbeitsöffnung über wenigstens "einer von zusammenwirkenden Steuerflächen des Absperrgliedes gesteuerten Niederdruc':kanal zur Auslaßöffnung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an den aneinanderliegenden Flächen der Absperrglieder (40, 42; 200, 202) an Stellen, die in jeder Betriebsstellung der Absperrglieder jeweils zwischen einem Hochdruckkanal und einem Niederdruckkanal liegen, Drucksperrkammern (150a, 1506; 204a, 206a,l gebildet sind, die durch zusammenwirkende Steuerflächen (170a, 1706,170c, 170d; 220a, 22Aa)UiX beiden Absperrglieder in jeder Betriebsstellung von den benachbarten Hochdruck- und Niederdruckkanälen getrennt sind und in der Neutralstellung mit einem mit der Auslaßöffnung (20) verbundenen Rückführkanal (1206, \20f;2\2a)'m Verbindung gebracht sind, und daß jede Drucksperrkammer (150a, 1506; 204a, 206a,) ständig mit der Einlaßöffnung (20) in Verbindung steht.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder zwischen einem Hochdruckkanal und einem Niederdruckkanai liegenden Stelle zwei Drucksperrkammern (204a, 206a,) im Abstand voneinander ausgebildet sind, und daß die zusammenwirkenden Steuerflächen (220a, 224a,; der beiden Absperrglieder (200,202) so ausgebildet sind, daß in der Neutraistellung beide Drucksperrkammern (204a, 206a,) mit dem Rückführkanal (212a,)

- in Verbindung gebracht sind und bei jeder Verstellung der Absperrglieder aus der Neutralstellung in die eine oder andere Betriebsstellung zunächst eine der beiden Drucksperrkammern (204a bzw. 206a,) vom Rückführkanal (212a,) getrennt wird, während die andere Drucksperrkammer (206a bzw. 2Q4a) mit dem Rückführkanal (212a) in Verbindung bleibt.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Drucksperrkammer durch eine in einem Absperrglied (40; 200) angebrachte Drucksperrnut (150a, 1506; 204a, 206a) gebildet ist.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Drucksperrnut (i50a, 1506; 204a, 206a/ in dem anderen Absperrglied (42; 202) eine mit der Auslaßöffnung (20) verbundene Rückführnut (1206, \20f;2\2a)so angeordnet ist, daß

sie in der Neutralstellung der Drucksperrnut (150a, 1506; 204a, 206a,) gegenüberliegt, und daß zu beiden Seiten jeder Drucksperrnut (J50a, 1506; 204a, 206a,) Steuerflächen (170a, 1706, 170c, 17Od; 220a, 224a) angeordnet sind, die bei der gegenseitigen Verstellung der Absperrglied^ in eine Bestriebsstellung die Drucksperrnut (150a, 1506; 204a, 206a; abdecken.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen jeder Drucksperrkammer (150a, 1506; 204a, 206a) und der Einlaßöffnung (20) ein unter dem Einfluß des Druckmitteldrucks in eine Schließstellung bewegbarer Ventilkörper (160; 213) angeordnet ist.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (160; 213) so ausgebildet ist, daß er in der Schließstellung eine begrenzte Druckmittelstrcmung zuläßt