DE976322C - Steuerventil fuer einen doppeltwirkenden Druckmittelmotor, insbesondere fuer die Kraftsteuerung von Motorfahrzeugen - Google Patents

Description

AUSGEGEBENAM 27. JUNI 1963

B 22288II /63 c

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für einen doppeltwirkenden Druckmittelmotor, durch welches ein fühlbarer Steuerwiderstand erzeugt wird, und wird insbesondere für die Kraftsteuerung von Motorfahrzeugen verwendet.

Derartige Ventile bestehen im allgemeinen aus zwei relativ zueinander beweglichen Teilen mit Öffnungen und Ringkanälen, die so ausgebildet sind, daß durch die Verschiebung dieser Teile von einer Mittellage aus in irgendeiner Richtung der Druckmittelstrom zwischen einer Druckmittelquelle an einem Ende des Motorzylinders und dessen Rückstrom vom anderen Ende des Motorzylinders in entgegengesetzten Richtungen gesteuert werden kann, wobei der Motor in der Weise betätigt wird, daß die Ventilteile in eine neue Mittellage gelangen.

Manche bekannte Hilfslenkeinrichtungen dieser Art haben einen Ventilkörper, der axial unverschieblich um die Lenksäule angeordnet ist und der, wenn der Steuerwiderstand eine gewisse Größe überschreitet, infolge des Reaktionsdruckes an der Lenkschnecke zusammen mit der Steuersäule axial verschoben wird, um wechselweise Steueröffnungen zu öffnen und zu schließen. Dabei wird der Steuerwiderstand mit Hilfe von vier um die Lenksäule angeordneten Druckfedern fühlbar gemacht, welche den Ventilkörper mit der Lenksäule bei Geradeausfahrt in Mittellage halten. Diese Steuereinrichtung benötigt jedoch sehr viele Einzelteile und ist daher

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auch entsprechend störanfällig und teuer in der Herstellung, in der Wartung und in der Reparatur. Sie weist ferner den wesentlichen Nachteil auf, daß beim Bruch einer einzigen Feder zwar noch ein fühlbarer, in seiner Größe jedoch wesentlich verminderter Steuerwiderstand vorhanden ist, so daß die Unfallgefahr infolge zu starker Radauslenliung erheblich gesteigert wird.
Andere bekannte Hilfskraftlenkeinrichtungen da-

.10 gegen weisen zu dem Zweck, den Steuerwiderstand fühlbar zu machen, zwei Reaktionskammern von veränderlichem Volumen auf, die an den. Enden des Ventils angeordnet sind, wobei die quer zur Bewegungsrichtung verlaufenden Wände der Kammern durch die Oberfläche der Elemente selbst gebildet werden und die Kammern ständig mit den gegenüberliegenden Enden des Motorzylinders in Verbindung stehen. Ein wesentlicher Nachteil dieser Einrichtungen besteht darin, daß die Verbindung zwischen dem in den Kammern herrschenden Druck und dem Arbeitsdruck durch außerhalb des Steuerventils angeordnete Leitungen erforderlich ist, wodurch die Anzahl der erforderlichen maschinellen Bearbeitungsvorgänge bei der Herstellung und die Kosten des Endproduktes erheblich erhöht werden. Außerdem müssen die Kammern sehr genau bemessen sein, so daß wiederum die Toleranzen sehr eng begrenzt werden müssen.

Andere bekannte Hilfskraftlenkeinrichtungen, die mit Druckkammern zur Erzeugung eines fühlbaren Steuerwiderstandes versehen sind, weisen außer dem Arbeitskolben noch einen besonderen Differentialkolben auf, welche beide koaxial zueinander angeordnet sind und welche während des Betriebes in entgegengesetzte Richtungen gedrückt werden. Diese Einrichtung arbeitet daher bei einer Umsteuerung von einer Radauslenkungseinrichtung in die andere sehr träge und erfordert außerdem einen erheblichen Fertigungs- und Reparaturaufwand.

Es sind ferner Vorrichtungen zur Kraftverstärkung von Lenkeinrichtungen bekannt, welche aus einem Steuerzylinder und aus zwei parallel daneben angeordneten Steuerzylindern bestehen, die jedoch mit dem Nachteil behaftet sind, daß sie zum Einbau einen erheblichen Raumaufwand erfordern. Diese Nachteile werden bei der Steuereinrichtung der beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß im Kolben ein Kanal angeordnet ist, zu dem Zweck, den mit der entsprechenden Stirnseite des Druckmittelmotors verbundenen Ringkanal mit der entsprechenden Druckkammer zu verbinden. Auf diese Weise wird eine zuverlässig arbeitende und für den Einbau nur geringen Raum beanspruchende Hilfskraftlenkeinrichtung geschaffen, deren Fertigungs- und Wartungs- bzw. Reparaturaufwand im\^?'erhältnis zu bekannten Einrichtungen dieser Art sehr gering ist. Insbesondere entsteht dabei der Vorteil, daß die bei den bekannten Einrichtungen erforderlichen Leitungen außerhalb des Ventils für die Verbindung zwischen dem Reaktionsdruck ttnd dem Arbeitsdruck entfallen und daß, um den gleichen Zweck zu erreichen, lediglich eine Bohrung an jedem Ende des Ventilkörpers erforderlich ist, womit noch der weitere Vorteil verbunden ist, daß diese Bohrung sehr genau hergestellt werden kann.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besitzt der Kolben des Druckmittelmotors auf seinen entgegengesetzten Seiten ungleiche Wirkungsflächen. Dabei kann diejenige Stirnseite, an welcher die Kolbenstange befestigt ist, eine kleinere wirksame Fläche aufweisen, so daß eine ungleiche Steuerwirkung nach beiden Seiten, wie sie insbesondere bei Kraftfahrzeugen sehr unerwünscht ist, vermieden wird. Zu diesem Zweck sind bei dem Steuerventil nach der Erfindung die zur Verschiebungsrichtung des Kolbens quer verlaufenden Querschnittsfläche der Kammern verschieden groß ausgeführt, d. h., sie sind proportional zu den verschiedenen wirksamen Flächen der gegenüberliegenden Seiten des Motorkolbens bemessen. Allerdings hat sich in der Praxis gezeigt, daß trotz Berücksichtigung dieser Flächendifferenzen noch Ungleichheiten bestehenbleiben, die jedoch, da die wesentliche Differenz in der Steuerwirkung, die von der nicht wirksamen Ouerschnittsfläche der Kolbenstange her wirkt, beseitigt ist, durch geringfügige Änderungen leicht beherrscht werden können. go

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Zeichnung, in der die Erfindung an Ausführungsbeispielen veranschaulicht ist, und zwar zeigt

Fig. ι eine schematische Gesamtansicht einer gs Hilfskraftlenkvorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt durch das in der Vorrichtung· nach Fig. 1 verwendete Steuerventil und

Fig. 3 eine andere Hilfskraftlenkvorrichtuiig nach der Erfindung in schematischer Darstellung, während das Steuerventil im Schnitt dargestellt ist,

Fig. 4 den Kolben des Druckmittelmotors in einer ähnlichen schematischen Darstellung wie Fig. 1,

Fig. 5 einen Schnitt durch das in der in Fig. 4 gezeigten Steuervorrichtung verwendete Ventil und

Fig. 6 einen Schnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform des Ventils.

In Fig. ι bezeichnet 10 den Rahmen eines Fahrzeuges, auf welchem die Vorrichtung nach der Erfindung gelagert ist. Der Rahmen 10 wird von no Rädern 12 getragen, von denen nur eines gezeigt ist. Das Fahrzeug ist mit dem üblichen Steuergestänge ausgerüstet. Dieses besteht aus einer Querverbindungsstange 14, Seitenlenkern 16, welche die Querstange mit den Steuerarmen 18 verbinden, von denen nur einer gezeigt ist, ferner aus einer Radspindel 20, die mit dem Steuerarm fest verbunden ist, und aus einem Hauptbolzen 22, der von der Radspindel getragen wird, um den gesteuerten Teil des Rades 12 zu halten. Der genannte Teil ist verschwenkbar angelenkt. Das eine Ende der Stange 14 wird durch einen losen Lenker 24 vom Rahmen und das andere Ende durch einen Verbindungsarm 26 getragen, der mit einer Steuersäule und einem Steuerrad antriebsmäßig verbunden ist, um das Fahrzeug von Hand zu steuern.

Zur Erzielung der Kraftsteuerung wird in das Gestänge zwischen der Stange 14 und dem Verbindungsarm 26 ein Steuerventil 28 eingefügt, um das Druckmittel zu steuern, das zum Druckmittelmotor 30 fließt, der aus Kolben- und Zylinderteil 32 bzw. 34 besteht, durch welche er in entgegensetzte, nicht gezeigte Kammern geteilt wird. Der Kolbenteil 32 ist mit dem Rahmen durch einen Lenker 36 und einen Bolzen 38 verbunden, die es dem Motor ermöglichen, in der Zeichnungsebene¹ zu schwingen. Der Zylinderteil 34 ist durch ein beliebiges Mittel, wie z. B. einen Träger 40, an der Stange 14 befestigt. Der Zylinderteil kann um den Bolzen 42 frei schwingen, der den genannten Träger durchsetzt. Durch Verbindungsleitungen 44 und 46 wird das Druckmittel vom Steuerventil nach den entgegengesetzten Kammern des Druckmittelmotors geführt.

Das Steuerventil 28 besteht aus einem mit einer Bohrung 50 versehenen Ventilgehäuse 48, in dem ein Ventilkörper 52 in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise von einer normalen mittleren Stellung aus in entgegengesetzten Richtungen verschoben werden kann, um das zum Druckmittelmotor fließende Druckmittel zu steuern. Der Ventilkörper 52 und die Zylinderbohrung 50 weisen ringförmige Kanäle 54, 56, 58, 60 und 62 auf. Die im Ventilkörper 52 vorgesehenen Kanäle 56 und 60 sind von solcher Breite, daß eine freie Verbindung zwischen dem Kanal 58 und den Kanälen 54 und 62 dann hergestellt wird, wenn sich der Ventilkörper in seiner neutralen oder mittleren Stellung befindet. Die Kanäle 54 und 62 sind mit den Einlaßöffnungen 64 verbunden. Die Kanäle 56 und 60 sind mit den Arbeitsöffnungen 66 und der Kanal 58 ist mit einer Vorratsbehälteröffnung 68 verbunden. Der Ventilkörper 52 besteht aus einem mittleren Teil 70 und aus Endteilen 72 und 74, die durch einen Bolzen 76 miteinander verbunden sind.

Die Enden des Ventilgehäuses 48 sind mit zur Aufnahme der Endteile 72 bzw. 74 bestimmten Büchsen 78 und 80 versehen. Das innere Ende der Büchse 78 liegt an der Schulter 82 an und das äußere Ende dieser Büchse wird gegen eine in einer Nut 86 des Ventilgehäuses festgehaltene Unterlagscheibe 84 gehalten. Das linke Ende der Bohrung ist durch einen hutförmigen Deckel 88 geschlossen, dessen Rand zwischen der Büchse 78 und der geschlitzten Unterlagscheibe 84 festgeklemmt wird.

Durch eine Dichtung 90 wird ein Lecken zwischen der Büchse 78 und dem Gehäuse 48 einerseits und der Außenluft andererseits verhindert. Ein V-förmiger Packungsring 92 liegt in der Nut 94 und schleift gegen das Innere der Büchse 78. Dieser Packungsring 92 verhindert ein Lecken zwischen den Teilen 72 und 78. Die Vorratsbehälteröffnung 68 ist mit der Innenseite des V-förmigen Packungsringes durch den Kanal 96, den ringförmigen Kanal 98 und den radialen Kanal 100 verbunden, wodurch eine Schmierung für die Endteile des Ventilkörpers gesichert und ein Leckrückkehrweg nach dem Behälter gebildet wird. Die Büchse 80 wird durch eine äußere am Gehäuse 48 verschraubte Kappe 104 gegen die Schulter 102 gehalten. Das Gehäuse ist mit einem als Rohr 106 ausgebildeten Verlängerungsstück versehen, das einen flanschförmigen Teil 108 besitzt, welcher nach außen gerichtet und zwischen der Kappe 104 und der Büchse 80 eingesetzt ist. Die Büchse 80 ist ebenso wie die Büchse 78 mit einer Dichtung 90 versehen, um jedes Lecken nach der Außenluft zu verhindern. Der Teil 74 ist ebenfalls mit einem V-förmigen Packungsring 92 versehen, der an der Innenseite der Büchse 80 schleift und ein Lecken zwischen den Teilen 74 und 80 und der Außenluft verhindert. Die ,,zum Endteil 74 gehörige Innenseite des Packungsringes 92 ist durch den Kanal 110, den ringförmigen Kanal 98 und den radialen Kanal 100¹ mit der Behälteröffnung 68 verbunden. Das rechte Ende des Bolzens 76 besitzt einen erweiterten Kopf 112, der dazu bestimmt ist, mit einem Ende 114 einer Muffe 116 in Berührung zu kommen, die in dem rohrförmigen Verlängerungsstück 106 des Gehäuses 48 verschiebbar gelagert ist. Die Muffe 116 kann in dem Gehäuse zwischen dem Ende der Büchse 80 und einer im Rohr 106 vorgesehenen Schulter 118 gleiten. Der Bolzen 76 verbindet die Teile 70, 72, 74 und die Muffe 116 miteinander, damit sie sich zusammen als ein einziges Stück bewegen können. Das Rohr 106 und die Muffe 116 sind mit seitlichen go Öffnungen versehen, die zur Aufnahme eines Kugelzapfens 119 dienen, von dem das eine Ende mit dem Verbindungsarm 26 verbunden ist. Das andere Ende des Kugelzapfens bildet einen abgerundeten Teil 120, der in Büchsen 122 und 124 der Teile 123 bzw. 125 getragen wird, die sich in der Muffe 116 befinden. Ein Pfropfen 126 drückt den Teil 123 gegen die Teile 120 und 125, die ihrerseits die Feder 130 vorspannen. Die Feder 130 ist zwischen dem Ende 114 der Muffe 116 und dem Teil 125 angeordnet. Die Feder 130 ist stark genug, um eine verhältnismäßig starre Verbindung zwischen dem Ventilkörper 52 und dem Handsteuermittel zu bilden. Nach Almutzung der Teile 120, 123 und 125 dehnt sich die Feder um einen Betrag aus, der der Gesamtabnutzung der Teile entspricht. Die Stange 14 ist mit dem rohrförmigen Ende des Gehäuses 48 verschraubt.

Das Steuerventil nach der Erfindung ist mit neuartigen Mitteln versehen, um an den Enden des Ventilkörpers 52 bei einer Bewegung des letzteren aus seiner mittleren Stellung heraus einen Differentialdruck zu bilden, damit das Gehäuse dem Ventilkörper folgt. Hierzu sind Kammern 132 und 134 vorgesehen, die mit den ringförmigen Kanälen 56 bzw. 60 verbunden sind. Die ringförmigen Flächen 136 und 138 des Ventilkörpers 52 bilden eine bewegliche Wand für jede der Kammern 132 und 134, und die entgegengesetzten ringförmigen Flächen 140 und 142 des Gehäuseteiles 48 bilden eine andere bewegliche Wand für jede der vorgenannten Kammern. Die Kammern 132 und 134 sind durch Kanäle 144 und 146 mit den ringförmigen Kanälen 56 bzw. 60 verbunden.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des Steuerventils nach Fig. 2. Der prinzipielle Unter-

schied zwischen den Steuerventilen besteht in der Ausführung und Anordnung der ringförmigen Kanäle, und das Ventil soll nur in dieser Beziehung beschrieben werden. Bei der Beschreibung der Fig. 3 erhalten sämtliche Teile, die denen der Fig. ι und 2. entsprechen, dieselben Bezugsnummern. Das Ventil besteht aus einem Gehäuseteil 147 und einem \^entilkörper 148, der sich in der Bohrung des Gehäuses zwecks Steuerung des Durchflusses von einer

ίο mittleren Stellung aus in entgegengesetzten Richtungen bewegen kann. Das in einem Vorratsbehälter 150 enthaltene Druckmittel wird durch eine mit der Einlaßöffnung 154 des Ventils verbundene Pumpe 152 unter Druck gesetzt. Eine Behälteröffnung 156 ist durch eine Rohrleitung 158 mit dem Behälter 150 verbunden. Die Arbeitsöffnungen 160 sind durch die biegsamen Verbindungen 44 und 46 mit den entgegengesetzten Enden des Druckmittelmotors 30 verbunden. Der Ventilkörper 148 weist

ao ringförmige Kanäle 162 und 164 auf, die durch Kanäle 166 bzw. 168 mit der Einlaßöffnung verbunden sind. Ein ringförmiger Kanal 170 ist ebenfalls zwischen den Kanälen 162 und 164 im Ventilkörper vorgesehen und mit der Behälteröffnung 156 verbunden. Die ringförmigen Kanäle 172 und 174, mit denen die Bohrung des Gehäuseteiles 147 versehen ist, sind von solcher Weise, daß ein jeder gleiche Flächen der ringförmigen Kanäle 172 bzw. 170 und 164 überdeckt, wenn sich das Ventil in seiner mittleren Stellung befindet. Ringförmige Kammern 176 und 178 sind an den Enden des Ventilkörpers 148 zwischen diesem und dem Ventilgehäuse 147 vorgesehen. Diese Kammern sind durch Kanäle 182 und 180 mit den Arbeitsöffnungskanälen 172 bzw.. 174 verbunden. Hinsichtlich seiner Arbeitsweise ist dieses Steuerventil mit demjenigen der Fig. 2 identisch, nur daß das erstgenannte hinsichtlich der Ausführung so betrachtet werden könnte, als wenn sein Inneres nach außen gekehrt wäre. Mit anderen Worten, die ringförmigen Kanäle der Ventile nach den Fig. 2 und 3 befinden sich in verschiedenen Teilen.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt und hat folgenden Zweck: Wenn sich das Steuerventil nach den Fig. 1 und 2 in seiner mittleren: Stellung befindet, was dann der Fall ist, wenn nicht gesteuert wird, so verteilt sich das von der Druckmittelquelle kommende Druckmittel gleichmäßig zwischen die Einlaßöffnungen 64, von denen aus es durch die ringförmigen Kanäle 56 und 60 nach der Behälteröffnung 68 fließt. Das durch die ringförmigen Kanäle 56 und 60 fließende unter Druck stehende Druckmittel wirkt auch durch die Verbindungen 44 und 46 an den Enden des Druckmittelmotors 30.

Die Drücke in den Kammern 132 und 134 sind dann gleich, und da die entgegengesetzten Flächen 136 und 140 der Kammer 132 und die Flächen 138 und 142 der Kammer 134 ebenfalls gleich sind, so heben sich die resultierenden, auf diese Flächen wirkenden Kräfte gegenseitig auf.

Durch eine Bewegung des Ventilteiles 52 aus seiner mittleren Stellung heraus wird der Durchfluß in der einen der Arbeitsöffnungen 66 verringert, während der Durchfluß in der anderen Arbeitsöffnung zunimmt. Durch eine Bewegung des Ventilteiles 52 nach rechts in Fig. 2 z. B. wird der Durchfluß nach dem ringförmigen Kanal 56 und nach der Arbeitsöffnung 66 links verringert und der Durchfluß nach dem ringförmigen Kanal 60 und von hier aus nach der Arbeitsöffnung 66 auf der rechten Seite erhöht. Durch diese Wirkung des Ventils wird die eine Seite des Motors mit dem erhöhten von der Arbeitsöffnung auf der rechten Seite kommenden Durchfluß und die andere Seite des Motors mit der Behälteröffnung 68 verbunden, was durch die erweiterte Überdeckung zwischen den ringförmigen Kanälen 56 und 58 erfolgt und eine Bewegung des gesteuerten Teiles 12 bewirkt. Da das Gehäuse des Steuerventils und der Zylinder des Druckmittelmotors mit einer Querverbindungsstange verbunden sind, so wird das Ventil auch durch die Bewegung des gesteuerten Teiles nach seiner mittleren Stellung zurückgeführt. Die Steuervorrichtung ist also, eine zwangläufige Vorrichtung. Da die Kammer 132 durch den Kanal 144 mit der Arbeitsöffnung auf der linken Seite und die Kammer 134 mit der Arbeitsöffnung auf der rechten Seite durch den Kanal 146 verbunden ist, so wird der Druck in der letztgenannten Kammer größer sein. Wenn man berücksichtigt, daß die Oberflächen der beweglichen Wände in den beiden Kammern gleich sind, so ist es ersichtlich, daß die beweglichen Wände der Kammer, in welcher der Druck am größten ist, von einer Kraft beeinflußt werden, die dem zwischen den beiden Kammern Vorhändenen Druckunterschied entspricht und bestrebt ist, das Ventil in seine mittlere Stellung zurückzubringen. Diese auf den Gehäuseteil übertragene Rückwirkungskraft wird mit der Kraft vereinigt, die durch die Wirkung des Druckmittelmotors auf die i°° Ouerverbindungsstange wirkt, wodurch das Fahrzeug gesteuert wird. Eine mit dieser auf den Gehäuseteil 48 wirkende gleiche, aber entgegengesetzte Kraft wirkt auf das rechte Ende des Ventilkörpers und ist bestrebt, eine weitere Bewegung des letzteren zu verhindern. Diese im Ventilkörper aufgenommene Kraft wird vom Fahrer des Fahrzeuges gefühlt. Dieses Gefühl, durch welches sich der Fahrer ein Bild von der zur Steuerung des Fahrzeuges nötigen Kraft machen kann, läßt sich durch no die Wahl anderer Flächen für die beweglichen Wände verändern.

In der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform der Kraftsteuervorrichtung sind diejenigen Teile, die denen der Kraftsteuer vorrichtung H5 nach den Fig. 1 und 2 entsprechen, mit denselben Bezugsnummern bezeichnet. Die Arbeitsweise dieser anderen Ausführungsform ist im allgemeinen dieselbe. Das Steuerventil und der Druckmittelmotor nach den Fig. 4 und 5 sind jedoch so ausgebildet und gegenseitig verbunden, daß in der Steuerung ein neues Ergebnis erzielt wird, indem es nämlich möglich ist, ein Fahrzeug nach allen Richtungen mit der gleichen für einen gegebenen Radwiderstand vom Fahrer aufzuwendenden Kraft zu steuern. Die Kammern 240 und 242 befinden sich

an den Enden des Ventilteiles 52 zwischen diesem und dem Gehäuse 48. Ungleiche Oberflächen 244 und 246 sind den Kammern 240 und 242 ausgesetzt und bilden mit diesen bewegliche Wände. Die ungleichen Oberflächen 244 und 246 stehen in einem bestimmten Verhältnis zu den Oberflächen 248 bzw. 250. die an den entgegengesetzten Enden des Kolbens oder beweglichen Teiles 234 vorgesehen sind. Eine Verbindung ist durch den Kanal 249, den ringförmigen Kanal 56 und durch die Verbindungsleitung 44 zwischen der Kammer 238 des Druckmittelmotors, gegenüber welcher die größte der ungleichen Oberflächen des beweglichen Teiles liegt, und der Kammer 240 des Steuerventils hergestellt, gegenüber welcher die größte der ungleichen Oberflächen des Ventilteiles liegt. Desgleichen, ist durch den Kanal 251, den ringförmigen Kanal 60 und die Verbindungsleitung 46 eine Verbindung zwischen Kammer 237 des Druckmittelmotors, gegenüber welcher die kleinste der ungleichen Oberflächen des beweglichen Teiles liegt, und der Kammer 242 des Steuerventils hergestellt, gegenüber welcher die kleinste der Oberflächen des Ventilkörpers liegt. Die größeren Oberflächen 244 und 248, die den Kammern 240 bzw. 238 gegenüberliegen, stehen im gleichen Verhältnis zueinander wie die kleineren Oberflächen 246 und 250, die den Kammern 242 und 237 gegenüberliegen.

Da außerdem die an den Enden des Ventilkörpers vorgesehenen Oberflächen 244 und 246 in einem bestimmten Verhältnis zu den an den Enden des Kolbens vorgesehenen Oberflächen 248 und 250 stehen, so steht die Ventilrückwirkung bzw. die zum Steuern erforderliche Kraft in einem direkten Verhältnis zu der Verdrehungskraft, mit welcher der Kolben auf die Räder wirkt.

Fig. 6 zeigt eine Abänderung des Steuerventils nach Fig. 5. Der Hauptunterschied zwischen den Steuerventilen liegt in der Ausbildung und Anordnung der an den Enden des Ventilkörpers vorgesehenen Kammern. Das in einem Vorratsbehälter 352 enthaltene Druckmittel wird durch eine Pumpe 354 unter Druck gesetzt, die mit einer Einlaßöffnung 355 des Steuerventils 356 verbunden ist.

Eine BehälteröfFnung 358 verbindet das Steuerventil mit dem Behälter 352 durch eine Rohrleitung 360. Die Arbeitsöffnungen 362 und 364 des Steuerventils sind durch Verbindungsleitungen 368 und 370 mit den entgegengesetzten Enden desDruckmittelmotors 366 verbunden. Der Druckmittelmotor 366 kann in beliebiger nicht gezeigter Weise mit dem Steuergestänge der Fig. 4 verbunden sein. Eine ringförmige, am rechten Ende des Ventilkörpers 374 vorgesehene Kammer 372 ist durch den Kanal 376 und die Verbindungsleitung 370 mit einer am rechten Ende des Druckmittelmotors 366 vorgesehenen Kammer 375 verbunden. Eine am linken Ende des A^entilkörpers 374 vorgesehene Kammer 378 ist durch einen Kanal 382 und eine Verbindungsleitung 368 mit einer am linken Ende des Druckmittelmotors vorgesehenen Kammer 380 verbunden. Der Unterschied zwischen diesem Ventil und einem Ventil nach Fig. 5 ist lediglich ein Gradunterschied. Bei der am linken Ende des Ventilkörpers 374 vorgesehenen Kammer 378 wird z. B. das ganze Ende des Ventilkörpers und nicht nur ein Ring als Druck- oder Rückwirkungsfläche verwendet. Die Oberfläche des linken Endes des Ventilkörpers 374 steht jedoch in einem bestimmten Verhältnis zur Oberfläche des linken Endes des KoI-bens des Druckmittelmotors 366. Die Oberfläche des Ringes am rechten Ende des Ventilkörpers 374 steht ebenfalls in demselben Verhältnis zum rechten Ende des Kolbens des Druckmittelmotors 366. Hinsichtlich seiner Arbeitsweise ist das Steuerventil nach Fig. 5 mit dem Ventil nach Fig. 6 identisch und kann gegen dieses ausgewechselt werden. Jedenfalls wird das Verhältnis der Oberflächen zueinander ohne Rücksicht auf das verwendete Ventil durch die Kraft bestimmt, die wünschenswert erscheint, um einen vorbestimmten Radwiderstand zu überwinden. Es handelt sich hier um eine sehr anpassungsfähige Wahl, und das erwähnte Verhältnis läßt sich dadurch nach Wunsch einstellen, daß man das Verhältnis der Oberflächen zueinander in der oben beschriebenen Weise ändert.

Die Arbeitsweise der genannten Steuervorrichtung ist folgende: Wenn sich das Steuerventil in seiner neutralen Stellung befindet, so verteilt sich das von der Druckmittelquelle¹ kommende Druck- go mittel zwischen den Einlaßöffnungen 64, von denen aus es, wenn nicht gesteuert wird, durch die ringförmigen Kanäle 56 und 60 nach der BehälteröfFnung 68 fließt. Während dieser Zeit wirkt das Druckmittel auch in den Enden des Druckmittelmotors 30. Da die ungleichen Oberflächen 244 und 246, die an den Enden des Ventilkörpers 52 vorgesehen sind, den Kammern 240 bzw. 242 gegenüberliegen, so ist der Ventilkö-rper wegen dieses Mangels an Gleichgewicht bestrebt, sich nach rechts zu verschieben. In der Praxis bleibt der Ventilkörper jedoch tatsächlich in einer neutralen Stellung und im ausgeglichenen Zustand, weil das Druckmittel, das an dem die größere Oberfläche aufweisenden Ende des Ventilkörpers eingelassen wird, das Ventil in einer solchen Richtung bewegt, daß es den Druck an diesem Ende des Ventilkörpers aufhebt und gleichzeitig das entgegengesetzte Ende des Ventilkörpers zum Einlassen eines größeren Druckes öffnet. Zu dieser Zeit wirkt selbstverständlieh ein geringerer Druck mit einem vorbestimmten Wert auf eine größere Oberfläche an einem Ende des Ventilkörpers und ein größerer Druck mit einem vorbestimmten W⁷ert auf die kleinere Oberfläche am entgegengesetzten Ende des Ventilkörpers, um den Ventilkörper hierdurch im hydraulischen Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Da die Oberflächen an jeder Seite des Kolbens in demselben Verhältnis zu den entsprechenden Oberflächen des Ventilkörpers stehen, so ist im Druckmittelmotor ebenfalls Gleichgewichtszustand vorhanden.

Durch eine Bewegung des Ventilkörpers von seiner neutralen Stellung aus wird der Durchfluß nach einer der Arbeitsöffnungen 66 verringert und der Durchfluß nach der anderen Arbeitsöffnung erhöht. Durch eine Bewegung des Ventilkörpers nach

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rechts in der Fig. 5 z. B. wird der Durchfluß nach dem ringförmigen Kanal 56 und nach der Arbeitsöffnung 66 auf der linken Seite verringert, währen der Durchfluß nach dem ringförmigen Kanal 60 und von hier aus nach der Arbeitsöffnung 66 auf der rechten Seite erhöht wird. Durch diese Wirkung des Ventils wird die Kammer 237 des Druckmittelmotors mit dem erhöhten Durchfluß durch den Überdeckungsraum zwischen den Kanälen 60 und 62 und die Kammer 238 des Druckmittelmotors durch den Überdeckungsraum zwischen den ringförmigen Kanälen 56 und 58 mit dem Vorratsbehälter verbunden, was eine Bewegung des gesteuerten Teiles bewirkt. Da das Gehäuse 48 des Steuerventils und der Zylinder 34 des Druckmittelmotors mit der Querverbindungsstange 14 verbunden sind, so wird das Ventil durch die Bewegung des gesteuerten Teiles in seine neutrale Stellung zurückgebracht. Die Steuervorrichtung ist somit eine ao zwangläufige Vorrichtung.

Durch eine Bewegung des Ventilkörpers 52 nach rechts in der obenerwähnten Weise erhält die Kammer 242 einen größeren Druck, weil die Überdekkung zwischen den ringförmigen Kanälen 60 und 62 erhöht wird, während der Druck in der Kammer 240 sinkt, weil die Überdeckung zwischen den Kammern 54 und 56 abnimmt. In jeder der an den Enden des Ventilkörpers vorgesehenen Kammern 240 bzw. 242 wird eine Kraft entwickelt, die an dem betreffenden Ende des Ventilkörpers wirkt.

Die Größe dieser Kraft hängt von der der Kammer gegenüberliegenden Oberfläche des Ventilkörpers und von dem in der Kammer herrschenden Druck ab. Der Unterschied zwischen den in den beiden Kammern herrschenden Drücken wird dazu benutzt, um das Ventil in seine neutrale Stellung zurückzubringen. Wenn sich der Ventilkörper nicht bewegen kann, so wird die Rückwirkungskraft auf den Gehäuseteil übertragen, wo sie sich mit der Kraft vereinigt, welche der Druckmittelmotor auf die Stange ausübt, um das Fahrzeug zu steuern. Der auf den \^entilkörper wirkende Kraftunterschied wird vom Fahrer des Fahrzeuges gefühlt.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Steuerventil für einen doppeltwirkenden Druckmittelmotor, insbesondere für die Kraftsteuerung von Motorfahrzeugen, das einen Ventilzylinder und einen Ventilkolben enthält, von denen das eine Teil zwei axial voneinander entfernte äußere Ringkanäle, die mit der Druckmittelzuleitung verbunden sind, und einen mittleren Ringkanal aufweist, der mit der Druckmittelrückleitung verbunden ist, während das andere Teil zwei Ringkanäle aufweist, die mit entsprechenden Seiten des Motors verbunden und derart angeordnet sind, daß sie in der Mittellage der Teile die entsprechenden Seiten des Motors in gleicher Weise mit einem der äußeren Kanäle und mit dem Mittelkanal verbinden und ferner die Aufgabe haben, bei einer Verschiebung der Teile gegeneinander die erwähnte Verbindung in entgegengesetztem Sinne zu ändern, so daß der Motor in der einen oder anderen Richtung angetrieben wird, und daß ferner das Ventil eine Druckkammer zwischen jeder Stirnseite des Kolbens und einer entsprechenden Stirnseite des Ventilzylinders aufweist, die dauernd mit einer entsprechenden Seite des Motors in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß im Kolben (52, Fig. 5; 148, Fig. 3; 374, Fig. 6) ein Kanal (144 bzw. 146, Fig. 2; 180 bzw. 182, Fig. 3; 249 bzw. 151, Fig. 5; 382 bzw. 376, Fig. 6) angeordnet ist, zu dem Zweck, die Verbindung zwischen dem Ringkanal (56 bzw. 60, Fig. 2, 5; 172 bzw. 174, Fig. 3), der mit einer entsprechenden Stirnseite des Druckmittelmotors verbunden ist, und der Druckkammer (132 bzw. 134, Fig. 2; 176 bzw. 178, Fig. 3; 240 bzw. 242, Fig. 5; 378 bzw. 372, Fig. 6) herzustellen.
2. 2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Kanäle und der

   . mittlere Kanal (54, 62 bzw. 58) im Ventilzylinder (48, 147) und die beiden Kanäle (56, 60) im Kolben (52 bzw. 148 bzw. 374) während der gegenseitigen Verschiebung von Ventilkolben und -zylinder mit Öffnungen (66) in Verbindung stehen, die im Ventilzylinder angeordnet und mit den entsprechenden Seiten des Druckmittelmotors verbunden sind (Fig. 2, 5 und 6).
3. 3. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ringnut (92) in der zylindrischen Führungsfläche des Ventilkolbens, welche einen Dichtungsring (94) enthält und mit Hilfe von Kanälen (96, 98) im Kolben (52 bzw. 148 bzw. 374) mit der Flüssigkeitsrückleitung (68) dauernd in Verbindung steht.
4. 4. Steuerventil nach Anspruch 1 mit zwei volumenveränderlichen Reaktionskammern, welche zwischen Querwänden der entsprechenden Ventilteile ausgebildet sind, die die Kammern mit den entgegengesetzten Enden des Zylinders verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß — wie bei unsymmetrisch aufgebauten Steuerventilen bekannt·—die Reaktionskammern (132,134, Fig. 2; 176, 178, Fig. 3; 240, 242, Fig. 5; 378, 372, Fig. 6) ungleiche Wirkungsflächen aufweisen.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 548042, 570107, 642924, 729091;

   schweizerische Patentschriften Nr. 231 630, 814;

   britische Patentschriften Nr. 484919, 589359, 589381, 654415;

   USA.-Patentschriften Nr. 2 213 271, 2432721, 130, 2574335;

   SAE Journal vom April 1945, S. 239 bis 256.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   © 609 617/313 8.56 (309 624/10 6.63)