CH615251A5 - Control unit for devices which are actuated by pressure medium - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für druckmittelbetätigte Vorrichtungen, mit einem Druckmittel-Einlassanschluss, einem Druckmittel-Auslassanschluss und einem ersten sowie zweiten Steuer-Druckmittelanschluss, die an eine druckmittelbetätigte Vorrichtung anschliessbar sind.

Die erfindungsgemässe Ausbildung ist allgemein bei beliebigen Steuergeräten für druckmittelbetätigte Vorrichtungen geeignet, bei denen das Steuergerät mit einer Ventilkolbenoder -hülsenanordnung versehen ist; sie ist aber von besonderem Vorteil in Verbindung mit Steuergeräten für Servolenk-einrichtungen, wie sie bei geländegängigen Fahrzeugen eingesetzt werden. Die Erfindung wird infolgedessen in Verbindung mit einer solchen Anordnung näher erläutert. Während die Erfindung ferner anhand von drehbaren Haupt-Folgeventilelementanordnungen beschrieben ist, versteht es sich, dass sie auch bei Ventilen anwendbar ist, die in Abhängigkeit von einer Axialverstellung arbeiten.

Ein Steuergerät für eine Servolenkanordnung der vorliegend betrachteten Art ist in der DE-PS 1 293 029 beschrieben. Steuergeräte der dort offenbarten Ausbildung sind in der einschlägigen Technik allgemein bekannt; sie weisen ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass sowie zwei Steuerdruckmittelanschlüssen auf, über die ein Servolenkzylin-der mit Druckmittel beaufschlagt wird. Das Lenkrad des Fahrzeuges ist mit dem Steuergerät unmittelbar verbunden. Steht das Lenkrad in der Neutralstellung, kann Druckmittel vom Einlass über das Ventil zum Auslass gelangen (System mit offener Mittelstellung) oder wird das am Einlass anstehende Druckmittel daran gehindert, das Ventil zu durchlaufen (System mit geschlossener Mittelstellung).

Wenn das Lenkrad in der einen Richtung aus der Neutralstellung herausgedreht wird, wird das Ventil verstellt. Druckmittel strömt vom Einlass durch das Ventil hindurch zu der Dosiervorrichtung und aus dieser zu einem der Steuerdruckmittelanschlüsse, um den Servolenkzylinder zu verstellen. Wenn das Lenkrad in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, dreht sich das Ventil gleichfalls in entgegengesetzter Richtung. Druckmittel strömt von dem Einlassanschluss durch das Ventil hindurch und gelangt in entgegengesetzter Richtung über die Dosiervorrichtung zu dem anderen Steuerdruckmit-telanschluss, um den Servolenkzylinder in entgegengesetzter Richtung zu verstellen.

Bei bekannten Steuergeräten der beschriebenen Art wurden mit Haupt- und Folgeventilelementen ausgestattete Drehschieber benutzt, um den Druckmittelstrom entsprechend der Drehstellung des Lenkrades vom Einlassanschluss aus weiterzuleiten. Derartige Drehschieber sind allgemein mit einem

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Hauptventilelement, das unmittelbar mit dem Lenkrad verbunden ist, und einem Folgeventilelement versehen, welches das Hauptventilelement umgibt. In Axialrichtung neben dem Haupt- und dem Folgeventilelement befindet sich eine Dosiervorrichtung, die im allgemeinen als Zahnradverdrängervorrich-tung mit Inneneingriff (sogenannter Orbit-Hydromotor) ausgelegt ist und ein aussenverzahntes Innenzahnrad mit z.B.

sechs Zähnen aufweist, das innerhalb eines innenverzahnten Aussenzahnrades mit z.B. sieben Zähnen und entsprechend vielen Zahnkammern kreist. Das Innenzahnrad ist mit einer Antriebswelle oder Gelenkwelle verkeilt, deren anderes Ende mit dem Folgeventilelement verbunden ist, beispielsweise mittels eines durchlaufenden Mitnehmerstiftes. Wenn das Hauptventilelement gedreht wird, kann Druckmittel in aufeinanderfolgende Zahnkammern der Dosiervorrichtung gelangen, wodurch das Innenzahnrad veranlasst wird, eine Kreis- und Drehbewegung auszuführen. Über die Antriebswelle wird das Folgeventilelement zu einer Folgedrehbewegung veranlasst. Das hülsenförmige Folgeventilelement ist mit mehreren radial durchgehenden Öffnungen versehen, während das kolbenförmige Hauptventilelement an seiner Aussenfläche mehrere axial verlaufende Nuten trägt, die für eine Verbindung zwischen bestimmten Öffnungen des Folgeventilelements sorgen.

Eines der bei herkömmlichen Servolenkanordnungen und den dort verwendeten Steuergeräten auftretenden Probleme ist eine unerwünschte Präzessionsbewegung des Lenkrades, d. h. die der Neutralstellung des Steuergerätes entsprechende Stellung des Lenkrades bewegt sich während des Arbeitens der Anordnung langsam in der einen oder der anderen Richtung. Vermutlich wird dies in erster Linie durch eine Unsymmetrie der Strömungswege für das Druckmittel verursacht, d. h. dadurch, dass das Druckmittel in der einen Lenkrichtung einen längeren Weg zurücklegen muss und/oder die Strömung stärker gedrosselt wird als in der anderen Richtung. Zu den weiteren Problemen, die mit Anordnungen und Steuergeräten der beschriebenen Art verbunden sind, gehören interne Leckvorgänge, und zwar in erster Linie zwischen dem dosierten Druckmittel und dem rücklaufenden Druckmittel. Unter dosiertem Druckmittel soll vorliegend Druckmittel verstanden werden, das mittels der Dosiervorrichtung dosiert wurde und dann dem Servolenkzylinder zugeführt wird. Unter rücklaufendem Druckmittel wird Druckmittel verstanden, das durch die Verstellung des Servolenkzylinders verdrängt wird, zu dem Ventil zurückströmt und zu dem Auslassanschluss (oder Behälteran-schluss) gelangt. Die vorstehenden Definitionen gelten genau genommen nur für ein Steuergerät, bei dem das Druckmittel nacheinander vom Einlassanschluss zur Dosiervorrichtung, zum Zylinder und dann zum Auslassanschluss gelangt. Die erfindungsgemässe Ausbildung eignet sich jedoch in gleicher Weise auch für Steuergeräte mit anderer Strömungsführung, wie u. a. Einlassanschluss - Zylinder - Dosiervorrichtung-Auslassanschluss. Was die Definitionen dosiertes und rücklaufendes Druckmittel für ein bestimmtes Steuergerät anbelangt, so ist festzuhalten, dass das übrige durch das Ventil hindurchströmende Druckmittel im wesentlichen den gleichen Druck wie das dosierte Druckmittel hat, jedoch nicht dosiert wurde und damit als unter hohem Druck stehendes, nicht dosiertes Druckmittel bezeichnet werden kann.

Bei vielen herkömmlichen Haupt-Folgeventilelementanord-nungen sind die Öffnungen des Folgeventilelements, die zu den Steuerdruckmittelanschlüssen führen bzw. von dort kommen, und die damit in Verbindung stehenden Nuten des Hauptventilelements derart angeordnet, dass die dosiertes Druckmittel enthaltenden Nuten und die rücklaufendes Druckmittel aufnehmenden Nuten einander abwechseln, d. h. wechselweise aufeinanderfolgen, wodurch die Länge der Grenzfläche zwischen dosiertem und rücklaufenden Druckmittel sowie die Gefahr eines Leckens zwischen diesen Druckmittelströmen wesentlich erhöht wird (vgl. beispielsweise US-PS 3 819 307).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuergerät für druckmittelbetätigte Vorrichtungen zu schaffen, mit dem die vorstehend erläuterten Probleme ausgeräumt werden, und das, in einer Servolenkanordnung eingesetzt, keine oder allenfalls eine minimale Lenkradpräzision ergibt. Zudem soll das Steuergerät wahlweise für einen Betrieb mit offener Mittelstellung oder mit geschlossener Mittelstellung betriebsfähig sein, ohne dass interne Abwandlungen des Steuergerätes erforderlich sind.

Das erfindungsgemässe Steuergerät ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Gehäuse ein Hauptventilelement und ein Folgeventilelement aufweisende Ventilanordnung, die aus einer Neutralstellung in einer Richtung und in einer anderen Richtung verstellbar ist und bei der die beiden Ventilelemente miteinander für eine begrenzte unabhängige Bewegung bezüglich der Neutralstellung und für eine gemeinsame Bewegung durch eine Mitnehmeranordnung gekoppelt sind, und dem Gehäuse eine Dosiervorrichtung zum Dosieren des durchströmenden Druckmittels mit einem beweglichen Dosierorgan, welches durch Kopplungsmittel mit dem Folgeventilelement gekoppelt ist, zugeordnet ist, dass das Gehäuse zusammen mit der Ventilanordnung eine erste Druckmittel-Durchlassanord-nung, durch die der Einlassanschluss über die Dosiervorrichtung mit dem ersten Steuerdruckmittelanschluss verbunden ist, wenn die Ventilanordnung aus der Neutralstellung in der einen Richtung verstellt ist, sowie eine zweite Druckmittel-Durchlass-anordnung bilden, durch die der Einlassanschluss über die Dosiervorrichtung mit dem zweiten Steuerdruckmittel-Anschluss verbunden ist, wenn die Ventilanordnung aus der Neutralstellung in der anderen Richtung verstellt ist und dass die beiden Druckmittel-Durchlassanordnungen so ausgelegt und angeordnet sind, dass sie für die jeweils über die Dosiervorrichtung führenden Druckmittelströme zwischen dem Einlassanschluss und dem ersten bzw. dem zweiten Steuerdruck-mittel-Anschluss in jeder Verstellrichtung der Ventilanordnung aus der Neutralstellung wenigstens angenähert den gleichen Strömungswiderstand aufweisen und das Steuergerät in beiden Verstellrichtungen der Ventilanordnung aus der Neutralstellung ein gleichförmiges Ansprechverhalten hat.

Die erste und die zweite Druckmittel-Durchlassanordnung können spiegelbildlich zueinander mit Bezug auf eine gedachte Ebene angeordnet sein, die senkrecht zu der Längsachse der Ventilanordnung steht. Auf diese Weise werden im wesentlichen gleiche Strömungswege für das Druckmittel für beide Arbeitsrichtungen des Steuergerätes erhalten.

Das Gehäuse des Steuergerätes kann eine mit dem Einlass verbundene Zulaufdurchlassanordnung, erste und zweite Steuerdruckmitteldurchlässe zur Verbindung mit dem ersten und dem zweiten Steuerdruckmittel-Anschluss sowie erste und zweite Dosier-Durchlässe zum Anschluss an die Dosiervorrichtung aufweisen. Die Ventilanordnung kann erste und zweite Druckmittel-Durchlässe enthalten, die mit der Zulaufdurchlassanordnung und den ersten Dosierdurchlässen verbindbar sind, wenn die Ventilanordnung aus der Neutralstellung heraus in eine erste Steuerstellung gedreht wird, und die für eine Verbindung zwischen der Zulaufdurchlassanordnung und den zweiten Dosierdurchlässen sorgen, wenn die Ventilanordnung aus der Neutralstellung heraus in eine zweite Steuerstellung verstellt wird. Die ersten und zweiten Druckmittel-Durchlässe können gegenüber der gedachten Bezugsebene entgegengesetzt und im wesentlichen gleich angeordnet sein. Die Ventilanordnung kann ferner erste und zweite Arbeitsdurchlässe enthalten, mittels deren die ersten Dosier-Durchlässe und der erste Steuerdruckmittel-Durchlass miteinander verbindbar sind, wenn sich die Ventilanordnung in der zweiten Steuerstels

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lung befindet, und über die zweiten Dosier-Durchlässe an den zweiten Steuerdruckmittel-Durchlass anschliessbar sind, wenn die Ventilanordnung in der ersten Steuerstellung steht. Die ersten und zweiten Arbeitsdurchlässe können gegenüber der Bezugsebene entgegengesetzt und nahezu gleich angeordnet sein.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Servolenkanordnung für Fahrzeuge und des zugehörigen Steuergerätes,

Fig. 2 in grösserem Masstab einen Axialschnitt des in Fig. 1 schematisch veranschaulichten Steuergerätes,

Fig. 3 und 4 schematische übereinanderliegende Abwicklungen der Ventilelemente für eine Rechtsdrehung bzw. eine Linksdrehung,

Fig. 3A und 4A halbschematische Querschnitte entlang den Linien 3A-3A bzw. 4A-4A der Fig. 3 und 4,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Hauptventilelements des Steuergerätes und

Fig. 6 eine Seitenansicht des Folgeventilelements des Steuergerätes.

In Fig. 1 ist eine Servolenkanordnung für Kraftfahrzeuge dargestellt, für die sich das im folgenden näher erläuterte Steuergerät eignet. Derartige Servolenkanordnungen sind als solche bekannt. Dabei ist ein Lenkrad 11 mit einem Steuergerät 13, und zwar insbesondere mit einer Ventilanordnung 15 dieses Gerätes verbunden. Das Steuergerät 13 weist einen Einlassanschluss 17 auf, über den dem Steuergerät 13 der volle Druckmittelstrom der Anordnung von einer Quelle, beispielsweise einer Pumpe 19, zufliesst, die über eine Leitung 23 mit einem Behälter 21 verbunden ist. Das Steuergerät 13 ist ferner mit einem Auslassanschluss 25 ausgestattet, der über eine Leitung 27 mit dem Behälter 21 verbunden ist. Dem Steuergerät ist eine Dosiervorrichtung 29 zugeordnet, die in Verbindung mit der Ventilanordnung 15 steht, um den Druckmittel-strom entsprechend der Drehbewegung des Lenkrades 11 und der Ventilanordnung 15 zu dosieren. Das Steuergerät weist ferner einen Anschluss 31 für Linksfahrt und einen Anschluss 33 für Rechtsfahrt auf, wobei dem Anschluss 31 Druckmittel über einen Strömungsweg 35 und dem Anschluss 33 Druckmittel über einen Strömungsweg 37 zugeführt wird. In Fig. 1 ist die Anordnung für eine Rechtskurvenfahrt dargestellt, wobei der Strömungsweg 37 an die Dosiervorrichtung 29 angeschlossen ist. Ein Servolenkzylinder 39 wird von dem Steuergerät 13 über eine an den Anschluss 31 angeschlossene Leitung 41 und eine mit dem Anschluss 33 verbundene Leitung 43 mit Druckmittel beaufschlagt. Das Steuergerät 13 kann ferner gegebenenfalls mit einem Hilfsanschluss 45 ausgestattet sein, von dem aus Druckmittel einer Hilfsvorrichtung 47 über eine Leitung 49 zugeführt wird. Die Hilfsvorrichtung 47 ist ferner über eine Leitung 51 an den Behälter 21 angeschlossen.

Fig. 2 stellt einen Axialschnitt des Steuergerätes 13 dar, der in eine Ebene verläuft, in der keiner der Anschlüsse 17,25,31 oder 33 sichtbar ist. Das Steuergerät 13 weist ein Gehäuse 53, eine Platte 55, die Dosiervorrichtung 29 und eine Abschlussplatte 57 auf. Diese Teile werden mittels Schrauben 59, die in nicht veranschaulichte Gewindebohrungen des Gehäuses 53 eingreifen, in dichtem Eingriff miteinander gehalten.

Die Dosiervorrichtung 29 ist von einer für Servolenkungen üblichen Bauart (DR-PS 1 293 029) und weist ein innenverzahntes Aussenzahnrad 61 auf, das z.B. entsprechend der genannten DE-PS 1 293 029 sieben Zähne hat und mittels der Schrauben 59 in fester Lage mit Bezug auf die Platte 55 und die Abschlussplatte 57 gehalten wird und so sieben feststehende Zahnkammern 62 bildet. Ein aussenverzahntes Innenzahnrad 63, das im vorliegenden Beispiel sechs Zähne hat und eine mit einer Innenkeilverzahnung versehene Mittelöffnung 65 aufweist, sitzt exzentrisch innerhalb des Aussenzahnrades 61. Das Gehäuse 53 bildet eine im wesentlichen zylindrische, axial verlaufende Öffnung 67, innerhalb deren die Ventilanordnung 15 drehbar angeordnet ist. Für jede der in der Dosiervorrichtung 29 vom Aussenzahnrad 61 gebildeten Zahnkammern 62 weist das Gehäuse 53 einen zu zwei an seiner Innenwand liegenden Öffnungen 121L, 12R führenden Druckmittelkanal 68 auf. Am vorderen Ende des Gehäuses 53 befindet sich eine Ausnehmung 71, an der eine Abschlusskappe 73 anliegt, die mittels eines Sicherungsringes 75 festgehalten wird.

Die Ventilanordnung 15 weist ein kolben- oder hülsenför-miges Hauptventilelement 77 und ein damit zusammenwirkendes, relativ drehbares hülsenförmiges Folgeventilelement 79 auf. Das Hauptventilelement 77 läuft an seinem vorderen Ende in einem mit einer Innenkeilverzahnung versehenen Abschnitt 80 aus, in den eine nicht veranschaulichte, eine Aussenkeilverzahnung tragende Welle eingreifen kann, die am Lenkrad 11 angebracht ist. Das Folgeventilelement 79 ist mit dem Hauptventilelement 77 über eine Gelenkwelle 81 verbunden, die an ihrem hinteren Ende einen balligen, keilverzahnten Kopf 83 trägt, der mit der keilverzahnten Mittelöffnung 65 des Innenzahnrades 63 in Eingriff steht, wobei die Gelenkwelle 81 an einer Axialbewegung gehindert wird. Dazu dient u. a. ein Abstandshalter 84, der zwischen dem Kopf 83 und der Abschlussplatte 57 sitzt. Am gegenüberliegenden Ende der Gelenkwelle 81 befindet sich ein gegabelter Endabschnitt 85, durch den ein querverlaufender Mitnehmerstift 87 hindurchreicht. Der Mitnehmerstift 87 erstreckt sich durch eine Öffnung des Hauptventilelements 77 und steht in an sich bekannter Weise mit dem Folgeventilelement 79 in Eingriff. Im wesentlichen rechtwinklig zum Mitnehmerstift 87 sind mehrere Blattfedern 88 angeordnet, die das Hauptventilelement 77 und das Folgeventilelement 79 in Richtung auf die Neutralstellung gegeneinander zu verstellen suchen. Bezüglich weiterer Einzelheiten des Aufbaus und der Arbeitsweise eines solchen Steuergerätes, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden, sei auf die DE-PS 1 293 029 verwiesen.

Die Fig. 5 und 6 zeigen Seitenansichten des Hauptventilelements bzw. des Folgeventilelements in nahezu gleichem Massstab wie in Fig. 2. In beiden Fig. 5 und 6 ist eine Bezugsebene RP veranschaulicht, die senkrecht zu den Drehachsen von Hauptventilelement 77 und Folgeventilelement 79 verläuft und dem besseren Verständnis der vorliegend beschriebenen Anordnung dient.

Das Folgeventilelement 79 ist mit zwei diametral gegenüberliegenden Schlitzen 89 versehen, von denen in Fig. 6 nur der eine gezeigt ist und die mit dem querverlaufenden Mitnehmerstift 87 in Eingriff kommen können. In ähnlicher Weise ist das Hauptventilelement 77 mit zwei diametral gegenüberliegenden Schlitzen 91 ausgestattet, von denen in Fig. 5 nur der eine dargestellt ist und durch die sich der Mitnehmerstift 87 hindurcherstrecken kann, ohne, mit Ausnahme der Stellung maximaler Auslenkung, mit dem Hauptventilelement 77 in Eingriff zu kommen.

In Verbindung mit der folgenden Beschreibung der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Haupt- und Folgeventilelemente und der Erläuterung der Arbeitsweise anhand der Fig. 3, 3A, 4 und 4A sei festgehalten, dass zahlreiche Öffnungen, Durchlässe und Anschlüsse spiegelbildlich mit Bezug auf die Bezugsebene RP angeordnet sind. Sie sind mit einem Bezugszeichen versehen, dem der Buchstabe R oder L folgt, um anzuzeigen, dass sie auf der rechten bzw. der linken Seite der Bezugsebene RP liegen. Öffnungen, Durchlässe oder Anschlüsse, denen kein hinsichtlich der Bezugsebene RP entgegengesetzt angeordnetes s

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Gegenstück zugeordnet ist, sind nur mit einem Bezugszeichen versehen.

In der Aussenfläche des Folgeventilelements 79 ist eine mittig angeordnete Ringnut 93 ausgebildet, in die eine Gruppe von Hilfsanschlüssen 95 mündet. Auf gegenüberliegenden Seiten der Bezugsebene RP befinden sich Ringnuten 97L und 97R, die mit mehreren Druckanschlüssen 99L bzw. 99R in Verbindung stehen. Mehrere Dosieranschlüsse 101L und 101R liegen weiter in Abstand von der Bezugsebene RP. Schliesslich ist das Folgeventilelement 79 mit Gruppen von Arbeitsanschlüssen 103L und 103R versehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform haben innerhalb jeder Gruppe von Anschlüssen die einzelnen Anschlüsse in Umfangsrichtung im wesentlichen den gleichen Abstand. Ferner umfasst jede Gruppe von Anschlüssen jeweils sechs Anschlüsse, obwohl diese Anzahl variieren kann.

Das Hauptventilelement 77 trägt an seiner Aussenfläche zwei als Ringnuten ausgebildete Dosiernuten 105L und 105R, die in gleichem Abstand auf entgegengesetzten Seiten der Bezugsebene RP angeordnet sind. Wenn das Folgeventilelement 79 auf das Hauptventilelement 77 aufgeschoben ist, haben die Ventilelemente 77, 79 die gleiche axiale Relativlage wie in den Fig. 5 und 6, wobei die Bezugsebenen RP zusammenfallen. Die Dosiernuten 105L und 105R sind mit den Dosieranschlüssen 101L bzw. 101R axial ausgerichtet und stehen mit diesen Anschlüssen in Verbindung. Von den Dosiernuten 105L und 105R verlaufen mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Durchlässe 107L und 107R axial nach innen (in Richtung auf die Bezugsebene RP). Die Durchlässe 107L und 107R können mit den Druckanschlüssen 99L und 99R in Verbindung kommen, wenn das Hauptventilelement 77 und das Folgeventilelement 79 in der entsprechenden relativen Drehstellung stehen, wie dies weiter unten noch näher anhand der Fig. 3 und 4 erläutert ist. Von den Dosiernuten 105L und 105R gehen mehrere Arbeitsdurchlässe 109L und 109R axial nach aussen ab. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jeder Arbeitsdurchlass 109L, 109R mit einem der Durchlässe 107L bzw. 107R axial ausgerichtet. Die Arbeitsdurchlässe 109L und 109R können mit den Arbeitsanschlüssen 103L bzw. 103R in Verbindung kommen, wenn das Hauptventilelement 77 und das Folgeventilelement 79 eine vorbestimmte relative Winkelstellung einnehmen. Ebenso wie im Falle des Folgeventilelements 79 haben die einzelnen Anschlüsse, die jede der vorstehend genannten Anschlussgruppen bilden, vorzugsweise in Umfangsrichtung einen gleichförmigen gegenseitigen Abstand, der vorzugsweise der gleiche wie der gegenseitige Abstand der Anschlüsse des Folgeventilelements 79 ist. In Axialrichtung zwischen den Dosiernuten 105L und 105R sowie in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Durchlässen 107L und 107R sind mehrere Paare von Durchlässen 111 und 113 angeordnet, wobei der Durchlass 111 für eine Verbindung zwischen dem Druckanschluss 99L und dem Hilfsanschluss 95 sorgt, während über den Durchlass 113 der Druckanschluss 99R mit dem Hilfsanschluss 95 in Verbindung gebracht werden kann, wenn das Hauptventilelement 77 und das Folgeventilelement 79 in der Neutralstellung mit Bezug aufeinander stehen. Zusätzlich zu den vorstehend genannten Durchlässen in der Aussenfläche des Hauptventilelementes 77 sind eine Gruppe von Behälteranschlüssen 115L, die in Umfangsrichtung zwischen den Arbeitsdurchlässen 109L sitzen, sowie auf der gegenüberliegenden Seite der Bezugsebene RP eine Gruppe von Behälteranschlüssen 115R vorgesehen, die in Umfangsrichtung zwischen den Arbeitsdurchlässen 109R angeordnet sind. Jeder der Behälteranschlüsse 115L und 115R ist mit einem der Arbeitsanschlüsse 103L bzw. 103R ausgerichtet und verbunden.

Die Fig. 3 und 4 sowie die halbschematischen Querschnitte gemäss den Fig. 3A und 4A zeigen die Verhältnisse für eine

Rechtsdrehung bzw. eine Linksdrehung des Steuergerätes 13 und der Ventilanordnung 15. In den schematischen überlagerten Darstellungen nach den Fig. 3 und 4 sind jeweils Abwicklungen des Hauptventilelements 77 und des Folgeventilele-ments 79 veranschaulicht, wobei die Ventilelemente 77 und 79 aus der Neutralstellung heraus um ungefähr 10° gegeneinander verschoben sind, wie dies während des Lenkens des Fahrzeuges der Fall ist. Ausgezogene Linien stellen Anschlüsse dar, die von dem Folgeventilelement 79 gebildet werden, während mit gestrichelten Linien Anschlüsse oder Durchlässe des Hauptventilelementes 77 dargestellt sind, die von dem Folgeventilelement 79 überdeckt sind. Wie in den Fig. 3A und 4A schematisch angedeutet ist, bildet das Gehäuse 53 eine Mehrzahl von Durchlässen, die für eine Verbindung zwischen der Ventilanordnung 15 und den verschiedenen Anschlüssen wie dem Einlassanschluss 17, den zu dem Servolenkzylinder führenden Anschlüssen 31 und 33 usw. sorgen. Zu den von dem Gehäuse 53 gebildeten Durchlässen gehören ein Hilfsdurchlass 117 und zwei Zulaufdurchlässe 119L und 119R. Das Gehäuse 53 bildet ferner für jeden der zu den Zahnkammern der Dosiervorrichtung führenden Druckmittelkanäle zwei einander gegenüberliegende Dosierdurchlässe 121L und 121R, sowie Arbeitsdurchlässe 123L und 123R. Wesentlich ist, dass nicht nur die von dem Hauptventilelement 77 und dem Folgeventilelement 79 gebildeten Anschlüsse und Durchlässe symmetrisch mit Bezug auf die Bezugsebene RP liegen, sondern auch die von dem Gehäuse 53 gebildeten Verbindungsdurchlässe symmetrisch gegenüber der Bezugsebene RP oder der Drehachse der Ventilanordnung 15 sein können. Mindestens sind diese Durchlässe so anzuordnen, dass der Gesamtströmungsweg für jede Arbeitsrichtung (d. h. entweder eine Linkswendüng oder eine Rechtswendung) im wesentlichen die gleiche Länge und den gleichen Strömungswiderstand hat. Infolgedessen ist auch der Druckabfall entlang dem Strömungsweg in beiden Richtungen der gleiche. In den Fig. 3 und 4 sind die Ringnuten 93, 97L und 97R nicht veranschaulicht. Es versteht sich jedoch, dass über die Ringnuten 97L und 97R die Druckanschlüsse 99L und 99R unabhängig von der relativen Drehstellung von Hauptventilelement 77 und Folgeventilelement 79 ständig mit den Zulaufdurchlässen 119L bzw. 119R in Verbindung stehen.

Für den in Fig. 3 veranschaulichten Fall der Fahrt einer Rechtskurve gelangt am Einlassanschluss 17 zugeleitetes Druckmittel über den Zulauf durchlass 119L und die Ringnut 97L (Fig. 6) in die Druckanschlüsse 99L. Wenn das Hauptventilelement 77 und das Folgeventilelement 79 in der in Fig. 3 gezeigten Relativlage stehen, sind die Druckanschlüsse 99L jeweils mit einem der Durchlässe 107L ausgerichtet, so dass Druckmittel von dort zu der Dosiernut 105L (Fig. 5) und über die Dosieranschlüsse 101L und die in dieser Ventilstellung mit einigen derselben in Verbindung stehenden Dosierdurchlässe 121L zu Zahnkammern der Dosiervorrichtung 29 gelangen kann, wobei Druckmittel aus anderen Zahnkammern der Dosiervorrichtung 29 durch Dosierdurchlässe 121R und die mit diesen in Verbindung stehenden Dosieranschlüsse 101R in die Dosiernut 105R abströmen kann. Von der Dosiernut 105R gelangt das Druckmittel zu den Arbeitsdurchlässen 109R, die jetzt mit den Arbeitsanschlüssen 103R in Umfangsrichtung ausgerichtet sind, so dass das Druckmittel von dort über den Arbeitsdurchlass 123R zu dem Anschluss 33 für Rechtsfahrt (Fig. 1) gelangen kann. Vom Anschluss 33 aus strömt das Druckmittel über die Leitung 43 zum Servolenkzylinder 39. Das in den Servolenkzylinder 39 eingeleitete Druckmittel verschiebt den Kolben nach links, wodurch Druckmittel auf der linken Seite des Kolbens verdrängt und über die Leitung 41 zum Steuergerät zurückgeleitet wird. Dieses Druckmittel strömt in das Steuergerät über den Anschluss 31 ein und gelangt über den Arbeitsdurchlass 123L zur Ventilanordnung 15. Von dort strömt das rücklaufende (nicht dosierte) Drucks

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mittel über die Arbeitsanschlüsse Î.03L und die damit in Umfangsrichtung ausgerichteten Behälteranschlüsse 115L, um über den Innenraum des Hauptventilelements 77 zum Auslassanschluss 25 zu gelangen.

Bei dem in Fig. 4 veranschaulichten, einer Linkskurvenfahrt s entsprechenden Zustand sind das Hauptventilelement 77 und das Folgeventilelement 79 in entgegengesetzter Richtung gegeneinander verdreht, so dass sich ein Strömungsweg ausbilden kann, der im wesentlichen das Gegenstück des Strömungsweges für eine Rechtskurvenfahrt ist und praktisch die gleiche i« Länge hat. Druckmittel gelangt vom Einlassanschluss 17 über den Zulaufdurchlass 119R, die Ringnut 97R, die Gruppe der Druckanschlüsse 99R und die in Umfangsrichtung damit ausgerichteten Durchlässe 107R zur Dosiernut 105R. Von dort strömt das Druckmittel über Dosieranschlüsse 101R und die is mit diesen ausgerichteten Dosierdurchlässe 121R zu Zahnkammern der Dosiervorrichtung 29. Aus anderen Zahnkammern der Dosiervorrichtung gelangt Druckmittel über Dosierdurchlässe 12 IL, die mit diesen ausgerichteten Dosieran-schlüssel 101L und die Dosiernut 105L in Axialrichtung in die 20 Arbeitsdurchlässe 109L. Von den Arbeitsdurchlässen 109L strömt Druckmittel nach aussen durch die in Umfangsrichtung ausgerichteten Arbeitsanschlüsse 103L und den Arbeitsdurchlass 123L zum Anschluss 31 für Linksfahrt, um von dort über die Leitung 41 zum Servolenkzylinder 39 zu gelangen. Am 2s gegenüberliegenden Ende des Servolenkzylinders 39 verdrängtes Druckmittel strömt über die Leitung 43 zum Anschluss 33 zurück und gelangt über den Arbeitsdurchlass 123R zur Ventilanordnung 15 und dann über die Arbeitsanschlüsse 103R, die Behälteranschlüsse 115R und den Innenraum des Hauptventilelements 77 zum Auslassanschluss 25.

Für beide Arbeitsrichtungen (d. h. sowohl für Rechts- als auch für Linkskurvenfahrt) sind nicht nur die Strömungswege symmetrisch und damit bezütlich ihrer Länge ausgeglichen, sondern werden auch das dosierte Druckmittel und das rücklaufende Druckmittel in Axialrichtung voneinander getrennt gehalten. Aus den Fig. 3 und 3A ist zu erkennen, dass die Dosiernut 105R sowie die Durchlässe 107R und 109R dosiertes Druckmittel enthalten, während rücklaufendes Druckmittel am entgegengesetzten Ende der Ventilanordnung über die Arbeitsanschlüsse 103L und die Behälteranschlüsse 115L strömt. Dazwischen liegen die Durchlässe 109L, 107L, 111 und 113, die Dosiernut 105L und die Anschlüsse 101L, 99L, 95 und 99R, die sämtlich unter hohem Druck stehendes, nicht dosiertes Druckmittel führen, das als Puffer zwischen dem dosierten und dem rücklaufenden Druckmittel dient, wodurch die Neigung zu einem Lecken minimal gehalten wird. Eine entsprechende, jedoch entgegengesetzte Anordnung von dosiertem Druckmittel, rücklaufendem Druckmittel und unter hohem Druck stehendem, nicht dosiertem Druckmittel ergibt sich aus den Fig. 4 und 4A.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Steuergerät für druckmittelbetätigte Vorrichtungen, mit einem Druckmittel-Einlassanschluss (17), einem Druckmittel-Auslassanschluss (25) und einem ersten (33) sowie einem zweiten Steuer-Druckmittelanschluss (31), die an eine druckmittelbetätigte Vorrichtung (39) anschliessbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Gehäuse (53) eine ein Hauptventilelement (77) und ein Folgeventilelement (79) aufweisende Ventilanordnung (15; 77, 79) vorhanden ist, die aus einer Neutralstellung in einer Richtung und in einer anderen Richtung verstellbar ist und bei der die beiden Ventilelemente (77, 79) miteinander für eine begrenzte unabhängige Bewegung bezüglich der Neutralstellung und für eine gemeinsame Bewegung durch eine Mitnehmeranordnung (81, 85, 87, 89, 91) gekoppelt sind, dass dem Gehäuse (53) eine Dosiervorrichtung (29) zum Dosieren des durchströmenden Druckmittels mit einem beweglichen Dosierorgan (63), welches durch Kupplungsmittel (81, 83, 85, 87, 89) mit dem Folgeventilelement gekoppelt ist, zugeordnet ist, dass das Gehäuse (53) zusammen mit der Ventilanordnung (15; 77, 79) eine erste Druckmittel-Durchlassanordnung (119L, 97L, 99L, 107L, 105L, 101L, 121L-121R, 101R, 105R, 109R, 103R, 123R), durch die der Einlassanschluss (17) über die Dosiervorrichtung (29) mit dem ersten Steuerdruckmittel-Anschluss (33) verbunden ist, wenn die Ventilanordnung (15; 77,79) aus der Neutralstellung in der einen Richtung verstellt ist, sowie eine zweite Druckmittel-Durchlassanordnung (119R, 97R, 99R, 107R, 105R, 101R, 121R-121L, 101L, 109L, 105L, 103L, 123L) bilden, durch die der Einlassanschluss (17) über die Dosiervorrichtung (29) mit dem zweiten Steuerdruckmittel-Anschluss (31) verbunden ist, wenn die Ventilanordnung (15; 77, 79) aus der Neutralstellung in der anderen Richtung verstellt ist und dass die erste und die zweite Druckmittel-Durchlassanordnung derart ausgelegt und angeordnet sind, dass sie für die jeweils über die Dosiervorrichtung (29) führenden Druckmittelströme zwischen dem Einlassanschluss (17) und dem ersten bzw. dem zweiten Steuerdruckmittel-Anschluss (33; bzw. 31) in jeder Verstellrichtung der Ventilanordnung (15; 77,79) aus der Neutralstellung wenigstens angenähert den gleichen Strömungswiderstand aufweisen und das Steuergerät in beiden Verstellrichtungen der Ventilanordnung aus der Neutralstellung ein gleichförmiges Ansprechverhalten hat.
2. 2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (77, 79) zum Drehen aus der Neutralstellung in der einen und in der anderen Richtung eingerichtet ist.
3. 3. Steuergerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (15; 77, 79) ein drehbares Hauptventilelement (77) und ein damit zusammenwirkendes, gegenüber dem Hauptventilelement drehbares Folgeventilelement (79) enthält, welche beiden Ventilelemente (77, 79) mindestens angenähert zusammenfallende Drehachsen aufweisen.
4. 4. Steuergerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Druckmittel-Durchlassanordnung (119L, 97L, 99L, 107L, 105L, 101L, 121L—121R, 101R, 105R, 109R, 103R, 123Rbzw. 119R, 97R, 99R, 107R, 105R, 101R, 121R-121L, 101L, 105L, 109L, 103L, 123L) je eine Vielzahl von Druckmittel-Durchlässen umfasst.
5. 5. Steuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Vielzahl von Druckmittel-Durchlässen in bezug auf eine gedachte, zu den Drehachsen der Ventilelemente (77, 79) senkrechte Bezugsebene (RP) einander gegenüberliegend angeordnet sind.
6. 6. Steuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Vielzahl von Druckmittel-Durchlässen mindestens in etwa gleich ausgebildet und angeordnet sind.
7. 7. Steuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei aus der Neutralstellung in der einen Richtung verstellten Ventilelementen (77, 79) unter Arbeitsdruck stehendes, dosiertes Druckmittel auf der einen Seite der Bezugsebene (RP) geführt ist, und bei Verstellung der Ventilelemente (77, 79) aus der Neutralstellung in der anderen Richtung unter Arbeitsdruck stehendes, dosiertes Druckmittel auf der anderen Seite der Bezugsebene (RP) geführt ist.
8. 8. Steuergerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass über bestimmte Druckmittel-Durchlässe (123L, 103L, 115L) der einen Vielzahl von Druckmittel-Durchlässen (L) der zweite Steuerdruckmittel-Anschluss (31) mit dem Auslassanschluss (25) verbunden ist, wenn die Ventilelemente (77,79) aus der Neutralstellung in der einen Richtung gegeneinander verstellt sind, und dass über bestimmte Druckmittel-Durchlässe (123R, 103R, 115R) der anderen Vielzahl von Druckmittel-Durchlässen (R) der erste Steuerdruckmittel-Anschluss (33) mit dem Auslassanschluss (25) verbunden ist, wenn die Ventilelemente (77, 79) aus der Neutralstellung in der anderen Richtung gegeneinander verstellt sind.
9. 9. Steuergerät nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Vielzahl von Druckmit-tel-Durchlässen (L bzw. R) spiegelbildlich zueinander mit Bezug auf die zu den Drehachsen der Ventilelemente (77,79) senkrechte Bezugsebene (RP) angeordnet sind.
10. 10. Steuergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Vielzahl von Druckmittel-Durchlässen bei Verstellung der Ventilelemente aus der Neutralstellung dosiertes Druckmittel und rücklaufendes Druckmittel enthalten, wobei das dosierte Druckmittel und das rücklaufende Druckmittel auf entgegengesetzten Seiten der Bezugsebene geführt sind.
11. 11. Steuergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, das die erste und die zweite Vielzahl von Druckmittel-Durchlässen unter Arbeitsdruck stehendes, nicht dosiertes Druckmittel aufnehmen, das zwischen dem dosierten Druckmittel und dem rücklaufenden Druckmittel geführt ist.
12. 12. Steuergerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (53) eine mit dem Einlassanschluss (17) verbundene Zulauf-Durchlassanordnung (119L, 119R), einen mit dem ersten Steuerdruckmittel-Anschluss (33) verbundenen ersten Steuerdruckmittel-Durchlass (123R) und einen mit dem zweiten Steuerdruckmittel-Anschluss (31) verbundenen zweiten Steuerdruckmittel-Durchlass (123L), sowie eine erste und eine zweite Dosier-Durchlassanordnung (121L, 121R), die an die Dosiervorrichtung (29) angeschlossen sind, aufweist, dass bei dem Folgeventilelement (79) eine mindestens in etwa senkrecht zu den Drehachsen ausgerichtete Bezugsebene (RP) definierbar ist und das Folgeventilelement (79) eine erste und zweite Druckmittel-Anschlussanordnung (99L bzw. 99R), die mit der Zulauf-Durchlassanordnung (119L, 119R) in im wesentlichen ständig offener Verbindung stehen und gegenüber der Bezugsebene (RP) entgegengesetzt und mindestens in etwa gleich angeordnet sind, eine erste und zweite Dosier-Anschlussanordnung (101L, 101R), die mit der ersten bzw. der zweiten Dosier-Durchlassanordnung (121L, 121R) verbindbar und gegenüber der Bezugsebene (RP) entgegengesetzt sowie mindestens in etwa gleich angeordnet sind, und eine erste und zweite Arbeits-Anschlussanordnung (103L, 103R) aufweist, die mit dem ersten bzw. dem zweiten Steuer-druckmittel-Durchlass (123L bzw. 123R) in im wesentlichen ständig offener Verbindung stehen und gegenüber der Bezugsebene (RP) entgegengesetzt und mindestens in etwa gleich angeordnet sind, und dass das Hauptventilelement (77) einen ersten Druckmitteldurchlass (105L, 107L), über den eine Verbindung zwischen der ersten Druckmittel-Anschlussanord5

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    nung (99L) und der ersten Dosier-Anschlussanordnung (101L) in Abhängigkeit von einer Relatiwerstellung der Ventilelemente (77, 79) aus der Neutralstellung in der einen Richtung herstellbar ist, sowie einen zweiten Druckmitteldurchlass (105R, 107R), über den eine Verbindung zwischen der zweiten Druckmittel-Anschlussanordnung (99R) und der zweiten Dosier-Anschlussanordnung (101R) in Abhängigkeit von einer Relativverstellung der Ventilelemente aus der Neutralstellung in der anderen Richtung herstellbar ist, und einen ersten Arbeits-Durchlass (105L, 109L), über den eine Verbindung zwischen der ersten Dosier-Anschlussanordnung (101L) und der ersten Arbeits-Anschlussanordnung (103L) in Abhängigkeit von einer Relativverstellung der Ventilelemente aus der Neutralstellung in der anderen Richtung herstellbar ist, sowie einen zweiten Arbeits-Durchlass (105R, 109R) aufweist, über den eine Verbindung zwischen der zweiten Dosier-Anschlussanordnung (101R) und der zweiten Arbeits-Anschlussanordnung (103R) in Abhängigkeit von einer Relativverstellung der Ventilelemente aus der Neutralstellung in der einen Richtung herstellbar ist.
13. 13. Steuergerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptventilelement (77) eine erste und eine zweite umlaufende Dosier-Ringnut (105L, 105R) aufweist und die Dosier-Ringnuten beidseits der Bezugsebene (RP) angeordnet sind und von dieser gleichen Abstand haben.
14. 14. Steuergerät nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckmitteldurchlass (105L, 107L) die erste Dosier-Ringnut (105L) und der zweite Druckmitteldurchlass (105R, 107R) die zweite Dosier-Ringnut (105R) enthält.
15. 15. Steuergerät nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Arbeits-Durchlass (105L, 109L) die erste Dosier-Ringnut (105L) und der zweite Arbeits-Durchlass (105R, 109R) die zweite Dosier-Ringnut (105R) enthält.
16. 16. Steuergerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckmitteldurchlass (105L, 107L) mindestens eine erste axiale Druckmittel-Nut (107L) aufweist, die mit der ersten Dosier-Ringnut (105L) in Verbindung steht und so angeordnet ist, dass sie in Abhängigkeit von einer Relativverstellung der Ventilelemente (77, 79) aus der Neutralstellung in der einen Richtung mit der ersten Druckmittel-Anschlussanordnung (99L) verbindbar ist, und der zweite Druckmitteldurchlass (105R, 107R) mindestens eine zweite axiale Druckmittel-Nut (107R) aufweist, die mit der zweiten Dosier-Ringnut in Verbindung steht und so angeordnet ist, dass sie in Abhängigkeit von einer Relatiwerstellung der Ventilelemente aus der Neutralstellung in der anderen Richtung mit der zweiten Druckmittel-Anschlussanordnung (99R) verbindbar ist.
17. 17. Steuergerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Arbeits-Durchlass (105L, 109L) mindestens eine erste axiale Arbeits-Nut (109L) aufweist, die mit der ersten Dosier-Ringnut (105L) in Verbindung steht und so angeordnet ist, dass sie in Abhängigkeit von einer Relativverstellung der Ventilelemente (77,79) aus der Neutralstellung in der anderen Richtung mit der ersten Arbeits-Anschlussanordnung (103L) verbindbar ist, und der zweite Arbeits-Durchlass (105R, 109R) mindestens eine zweite axiale Arbeits-Nut (109R) aufweist, die mit der zweiten Dosier-Ringnut (105R) in Verbindung steht und so angeordnet ist, dass sie in Abhängigkeit von einer Relatiwerstellung der Ventilelemente aus der Neutralstellung in der einen Richtung mit der zweiten Arbeits-Anschlussanordnung (103R) verbindbar ist.
18. 18. Steuergerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptventilelement (77) und das Folgeventilelement (79) zusammen mit dem Gehäuse (53)

    eine erste und eine zweite Zulauf-Durchlassanordnung (119L, 99L bzw. 119R, 99R) bilden, die mit dem Einlassanschluss (17) verbunden und in bezug auf eine zu den Drehachsen der

    Ventilelemente mindestens in etwa senkrechten Bezugsebene (RP) einander gegenüberliegend angeordnet und mindestens angenähert gleich ausgebildet sind, dass das Hauptventilelement (77) und das Folgeventilelement (79) die erste und die zweite Druckmittel-Durchlassanordnung bilden und dass die erste Druckmittel-Durchlassanordnung eine erste Vielzahl von Druckmittel-Durchlässen enthält, durch die die erste Zulauf-Durchlassanordnung über die Dosiervorrichtung (29) mit dem ersten Steuerdruckmittel-Anschluss (33) verbunden ist, wenn die Ventilelemente (77, 79) aus der Neutralstellung in der einen Richtung verstellt sind, und die zweite Druckmittel-Durchlassanordnung eine zweite Vielzahl von Druckmittel-Durchlässen enthält, durch die die zweite Zulauf-Durchlassanordnung über die Dosiervorrichtung mit dem zweiten Steuerdruckmittel-Anschluss (31) verbunden ist, wenn die Ventilelemente aus der Neutralstellung in der anderen Richtung verstellt sind.