DD145389A5

DD145389A5 - Lenkventil mit geschlossener mitte

Info

Publication number: DD145389A5
Application number: DD79214736A
Authority: DD
Inventors: Horst Deininger; Hans Hofmann
Original assignee: Zahnradfabrik Friedrichshafen
Priority date: 1978-08-05
Filing date: 1979-08-01
Publication date: 1980-12-10
Also published as: FR2432421A1; ES482913A1; BR7904924A; IT1117441B; BE878061A; IT7949932A0; DE2834421A1; GB2026964A; SE7906528L; PL217529A1; YU153979A; NL7904823A; JPS5539882A; AR217938A1; DK319379A

Description

"^Λ" Berlin, den 12.11.1979

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Lenkventil mit geschlossener Mitte Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenkventil mit geschlossener Mitte, bei dem der Zulauf von einer Druckquelle in Neutralstellung geschlossen ist. Ein derartiges Lenkventil hat gegenüber einem mit offener Mitte, das einen ständigen Neutraldurchlauf des Strömungsmittels erfordert, den Vorteil, daß bei nichtbetätigter Lenkung wegen der fehlenden UmlaufVerluste weniger Energie verbraucht wird.

Derartige Lenkventile sollen hauptsächlich bei Hydrolenkungen eingesetzt werden, also solchen, bei denen eine mechanische Verbindung zwischen der Betätigungseinrichtung (Lenkbandrad) und einem Stellmotor für die zu lenkenden Fahrzeugteile besteht» Hier wird eine hydraulische Unterstützung nur bei Kurvenfahrten, nicht abor bei Geradeausfahrt, zum Beispiel auf Autobahnen, benötigt, so daß eine erhebliche Energieeinsparung bei Geradeausfahrt erzielbar ist.

Die Erfindung ist auch anwendbar auf hydrostatische Lenkungen, also solche_s bei denen eine mechanische Verbindung zwischen Betätigungseinrichtung und Stellmotor nicht vorhanden ist. So ausgerüstete Fahrzeuge sind zwar für hohe Geschwindigkeiten nicht zugelassen« Hier soll aber ein Energieverlust durch Umlauf des StrömungsmittaIs vermieden werden, wann ein bestimmter Lenkeinschlag unver~ ändert besteben bleibt, zum Beispiel dann_s wenn eine Arbeitsmaschine bei unverändertem Lenkeinschlag, in Hube oder in.Bewegung, Arbeiten durchführt.

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Lsnkventile mit geschlossener Mitte warden mit Vorteil each "bei Lenkanlagen mit Zentralhydraulik eingesetzt, damit für andere Verbraucher wie Bremsen oder eine Niveau« regulierung,der -volle Arbeitsdruck zur Verfügung steht.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Lenkventile mit geschlossener Mitte, bei denen einlaßseitig ein oder zwei Sitsventile vorgesehen sind, sind aus den DE-OSn 21 31 2?6 und 24 46 841 und der DE-AS 1 186 74? bekannt. Diese Sitzventile sind in der Neutralstellung geschlossen, so daß dann keine UmlaufVerluste eintreten.

Bei einem Lenkeinschlag wird nach Aufbrauch des Ansprechspiels das oder eines der Einlaß-Sitzventile durch mechanischen Anschlag j also plötzliches Starrwerden einer Verbindung von der Betätigungseinrichtung zum Ventil aufgestoßen. Hierdurch schießt plötzlich und in au hohem Maße Druckflüssigkeit in den jeweiligen Druckraum eines Stellmotors für die gelenkten Fahrzeugteile» Die Folge ist eine Unstetigkeit im Anlenkvorgangj die bei derartigen Lenkventilen bisher nicht beseitigt werden konnte.

Ziel der Erfindung ist es, die Unstetigkeit im Anlenkvorgang su überv7inden_e

Darlegung; des Wesens der Erfindung

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Lenkventil mit geschlossener Mitte mit Sitzventilen ausgestattet werden.

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die so arbeiten, daß beim Anlenkvorgang keine Unstetigkeit auftritt, wobei aber der Vorteil einer proportionalen Sück~ wirkung vom Druckraum, auf die Betätigungseinrichtung erkalten bleiben soll.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung derart gelöst_$ daß der Pederraum der Sitzventile Ablaufraum ist und die Schließfeder der Kraft entgegenwirkt_s die durch den am. Sitzventil auftretenden Druckabfall entsteht und daß mit der Betätigungseinrichtung des Fahrzeuges in Antriebsverbindung stehende Teile an den Schließfedern derart angreifen, daß bei einem Lenkeinschlag die Kraft der der Lenkrichtung entsprechenden Schließfeder vermindert wird«

Derartige Sitzventile können außer im Zulauf von der -Druckquelle zum Stellmotor auch im Rücklauf vom Stellmotor su eine ta Ausgleicbbehälter angeordnet werden. Bai Sitzventilen nach dem Stand der Technik wird jeweils der Ventilkörper von dera im. Zulauf raum des Ventils herrschenden Druck gegen die Kraft der Schließfeder geschlossen gehalten. Dor Pedorraum ist also Zulaufraum für das Ventil, Bei der Erfindung ist die Anordnung gerade umgekehrt;

Der Federraum, ist Ablauf raum_r- und die Schließfeder hält das Ventil entgegen dem Druckabfall am Ventil geschlossen_s also bei den Einlaß-Sitzventilon in Eotitralsteilung entgegen dem vollen Druck der Druckwelle,

Durch Einleiten einer Handkraft wird dio Zuhaltskraft der · Schließfeder verminderte Dadurch vermindert sich die Druckdifferenz zwischen Zulauf«· und Ablaufraum des Ventils»

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Der Ablaufraum, des Ventils steht in Verbindung mit einem der Arbeitsräume des Stellmotors«, Die Verminderung der Druckdifferenz bedeutet also einen gesteuerten Drnckaufbau im Arbeitsraum in Abhängigkeit ,von der aufgebrachten Handkraft*

Durch das Einleiten, der Handkraft auf die Schließfeder statt auf den Ventilkörper werden Unstetigkeiten im Anlenkvorgang vermieden_o

Für das Prinzip der Erfindung ist es belanglos, ob eine Kraftübertragung auf die Regelfeder(n) unmittelbar von einer Lenkspindel, von einem Teil eines Lenkgetriebes oder einem dem Lenkgetriebe „folgenden Teil abgegriffen wird.

Durch eine Weiterbildung der Erfindung nach Punkt 2 erzielt man eine günstige Einbatimöglichkeit der Sitzventile im Lenkventil. Nach dieser Weiterbildung weist es zwei gegeneinander verdrehbare Teile (Drehteile) auf, wobei der erste Drebteil mindestens zwei Ventilsitze und mindestens einen Zulasifraum enthält. Zweckmäßig stützt sich die mindestens eine Schließfeder an Ventilkörper(n) und erstem Drehteil ab, und ge ein vom zweiten Drebteil betätigbarer Stößel wirkt auf eine Schließfeder im. Sinne einer Verminderung der auf den. zugehörigen Ventilkörper ausgeübten Schließkraft ein. Der eine der Drehteile kann von der Lenkspindel her betätigt werden, während der andere ein Ritzel aufweist, das in eine Zahnstange eingreift oder für eine hydrostatische Lenkanlage eine Hand- und Dosierpumpe betätigte

Durch eine Weiterbildung nach Punkt 3 wird die Schließfeder des oder der Sitzventile so ausgebildet, daß sie in einem

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der Drehteile 6'der zwischen den Drebteilen gut unterzubringen ist dnd daß relativ viel Raum für Federmaterial zur Verfügung steht* Dann ist der zweite Drehteil ("innerer Drehteil") innerhalb des ersten ("äußerer Drehteil") drehbar gelagert, und am äußeren Drehteil ist mindestens eine Schließfeder gehaltert, die bogenförmig ausgebildet ist, auf einen oder zwei Ventilkörper einwirkt und den inneren Drebteil umgibt,, Zweckmäßig sind die Stößel im äußeren Drebteil etwa tangential zum inneren Drehteil verschiebbar, untergebracht, und ihre inneren Enden wirken mit je einer etwa radialen Fläche des inneren Drehteils zusammen, und ihre äußeren Enden greifen an der zugehörigen Schließfeder nabe deren Ventilsitzende an. Zwischen äußerem und innerem Drebteil ist eine Drehfeder und zwischen dem mit der Betätigungseinrichtung des Fahrzeuges in Antriebsverbindung stehenden Teil und der Schließfeder eine weitere Feder (Feinsteuerfeder) angeordnet, derart, daß der mit der Betätigungseinrichtung in Antriebsverbindung stehende Teil erst nach Aufbrauch des Federweges der Feinsteuerfeder durch direkten Anschlag auf die Schließfeder einwirkt.

Vorteilhaft ist die Feinsteuerfeder eine Biegefeder, die mit der Schließfeder fest verbunden ist. ^üie Biegefeder kann an die Schließfeder geklammert sein oder ist mit der Schließfeder einteilig ausgebildet. Die Feinsteuerfeder kann auch eine Schraubendruckfeder sein.

Bei Lenkanlagen j insbesondere für Personenkraftwagen, ist ein Lenkverbalten erwünscht, bei dem die Beziehungen zwischen dem hydraulischen Servodruck und der Handkraft in drei Bareichen unterschiedlich sind_e In einem Bereich beiderseits der Neutralstellung soll auf die Lenkung aas-

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schließlich die Handkraft einwirken« Jenseits einer bestimm ten Srenzkraft soll der Druck im Arbeitsraum des Servomotors linear mit der Handkraft ansteigen, wobei zunächst ^e Druckänderung relativ große .änderungen der Handkraft erforderlich sind und dann jenseits des sogenannten Abschneidepunktes der Druck bei nur geringen Handkraftänderun gen stark ansteigt« Diese beiden Bereiche werden "Peinsteuerbereich" und "Abschneidebereich" genannt. Der Feinsteoarbereich.ist für dan normalen Fährbetrieb wesentlich, bei dem nur geringere Lenkkrafte erforderlich sind, der Absciineidebereich dagegen beim Parken«

eine Weiterbildung nach Punkt 5 wird das Lenkventil so ausgebildet, daß es im Feinsteuerbereich und Abschneidebereich unterschiedliche Wirkungen hat. Es ist zusätzlich eine Feinsteu-arfeder vorgesehen, die nur im Feinsteuerbereich wirksam, ist. Der Abschneidepunkt wird erreicht, wenn der Weg der Feinsteuerfeder aufgebraucht ist. Im Zusammenwirken mit der Drehfeder_? die insbesondere als Dreh~ stab ausgebildet sein kann, ergibt sich im Feinsteuerbereich ein relativ großer Verdrehwinke1. Beim Verdrehen der Drehfeder wird die eingeleitete Handicraft aufgespalten in einen Anteil, der direkt als mechanischer Lenkanteil von dem einen auf den anderen Drehteil weitergeleitet wird, und in einen weiteren Anteil, der auf die Schließfeder des Sitsventils wirkt. Hierdurch erzielt man im Feinsteuerbarelch einen flachen Anstieg der Kennlinie des Arbeitsdruckes über der Handkraft„

Vom Erreichen des Abschneidepunktes an wirkt eine Steigerung der Bandkraft voll auf die Schließfeder ein. Da bierfür kein ins Gewicht fallender Verdrehweg mehr erforderlich ist, wird

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die Druckfeder im Abschneidebereich praktisch nicht weiter verdreht. Dadurch erzielt man bei nur geringem weiteren Anstieg der Handkraft große Druckanstiege.

Um dies zu erreichen, sind zwischen äußerem und innerem Drebteil eine Drehfeder und zwischen dem mit d.er Betätigungseinrichtung des Fahrzeuges in Antriebsverbindung stehenden Teil und der Schließfeder eine weitere Feder p?e ins tellerfeder) angeordnet, derart, daß der mit der Betätigungseinrichtung in Antriebsverbindung stehende Teil erst nach Aufbrauch des Federweges der Feinsteuerfeder durcb direkten Anschlag auf die Schließfeder einwirkt.

Vorteilhaft ist die Feinsteuerfedor eine Biegefeder, die mit der Schließfeder fest verbunden ist. Die Biegefeder kann an die Schließfeder geklammert sein oder ist mit der Schließfeder einteilig ausgebildet«Die Feinsteuerfeder kann auch eine Schraubendruckfeder sein_o

Durch eine Weiterbildung der Erfindung nach Punkt 10 werden Sitzventile geschaffen_s die vom Druck im Zulaufraum unab~ hängig sind« Derartige Ventile sind geeignet für niuhtkonstante Druckquellen, zum Beispiel Pumpen mit Speicherladeventilen mit SchaltdifferenZc Die Sitzventile sind dadurch vom Druck im Zulaufraum dadurch unabhängig, daß dieser Druck auf einander entgegengericbtete gleiche Querschnitte beiderseits eines Ventilstößels einwirkt, daß der Ventilstößel an seiner vom Ventilkörper abgekehrten Seite in Antriebsverbindung mit einem unter Abdichtung geführten Kolben steht, dessen Querschnitt kleiner ist als der des Ventilsitzes und dessen freie Stirnfläche vom Druck im Ablauf- und Federraum beaufschlagt ist und daß die bogen-

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förmige Schließfeder Ventilkörper und Kolben gegeneinanderdrückt«, Die dem Ventilstößel zugekehrte Stirnseite des Kolbens ist dann druckentlastet. Zum Zuhalten beim Druck Null ist eine Zusatzfeder vorgesehen, die am äußeren Drehteil angreift und die Schließfeder gegen den Ventilkörper drückt j wobei die Zusatzfeder auf das dem Kolben benachbarte Ende der Schließfeder einwirkt.

Die Zusatzfeder kann vorteilhaft eine an der Schließfeder befestigte Biegefeder sein, oder eine Schraubendruckfeder.

Gemäß einer Weiterbildung nach Punkt 16 werden zwei Sitz~ ventile innerhalb der Drehteile so angeordnet, daß in der einen Lenkrichtung das eine_s in der anderen das andere öffnet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es zweckmäßig seiöj daß die beiden Sitzventile je eine bogenförmige Schließfeder haben und asial gegeneinander versetzt und mit gegenläufigen Öffnungsrichtungen in den Drahteilen untergebracht sind und verschiedene Ablaufräume haben«

Es kann auch von Vorteil sein, daß beide Sitzventile nach entgegengesetzten -Seiten sich Öffnende Ventilsitze haben, daß eine gemeinsame Schließfeder zum Zuhalten beider Ventilkörper dient j daß beide Sitzventile einen gemeinsamen Ablauf raum haben und daß zwei Stöße J. in entgegengesetzten Richtungen auf dieselbe Schließfeder einwirken,,

Eine solcb.8 Anordnung ist zum Beispiel dann anwendbar, wenn einer Einrichtung, die Druckflüssigkeit dem einen oder anderen Arbeitsraum des Stellmotors zuteilt, im Grunde nur

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ein einziges Sitzventil vorangeschaltet werden soll. Da dieses Sitzventil aber bei beiden Lenkrichtungen öffnen muß, wird es hier durch zwei Sitzventile dargestellt, von denen jeweils nur das eine in Funktion tritt. Federmaterial wird hier dadurch eingespart, daß beide Sitzventile eine gemeinsame Schließfeder haben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 und 2: im Querschnitt bzw. Axialschnitt ein Lenkventil mit einer ersten Ausführungsform. von Sitz-» ventilen;

Fig. 3: eine erwünschte Kennlinie der Lenkanlage;

Fig_o 4-: im Querschnitt entsprechend Fig. 1 eine zweite Ausführungsform eines Sitzventils;

Fig.4a: eine Einzelheit einer Variante der zweiten Ausfuhr ungsform;

Fig. 5: in einem Querschnitt entsprechend Fig. 1 eine dritte Ausführungsform eines Sitzventils, nämlich ein druckausgeglichenes Ventil;

Fig. 6 und 7s schematisierte Schaltbilder von hydraulischen Lenkanlagen, in denen Sitzventile nach der Erfindung verwendbar sind;

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Pig» 8: in einem Querschnitt entsprechend Fig. 1 zwei gegenläufig betätigbare Sitaventile mit einer gemeinsamen Schließfeder und

Pig. 9* Kennlinien einer hydraulischen Lenkanlage entsprechend Fig. 7β

Die Ausführungsform nach ^ig. 1 und 2 zeigt ein Lenkventil, bei dem zwei ineinander und in einem Gehäuse verdrehbare Teile -("Drebteile") zur Halterung und Betätigung von zwei Einlaß-Sitzventilen dienen. Die Drehteile können nach Art eines Drehschiebers zur Bildung von Auslaß-Yerstelldrosseln dienen, was hier nicht dargestellt ist und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

In einem Gehäuse 10 ist unter Abdichtung ein äußerer Drehteil 12 drehbar gelagert. Innerhalb des äußeren Drehteils 12 ist ein innerer Drehteil 14 drehbar gelagert. Beide Drehteile sind durch einen Drehfederstab 16 miteinander verbunden_e Das rechte Ende des Drehfederstabes ist im inneren Drehteil 14, das linke Ende im äußeren Drehteil 12 drehfest verankert. Im äußeren Drehteil 12 sind zwei Ringkammern 18a und 18b vorgesehen, die mit je einem Arbeitsraum eines hier nicht dargestellten Stellmotors in Verbindung stehen. Der Stellmotor wirkt auf die gelenkten Fahrzeugteile ein. Einer der Drehteile, vorzugsweise der innere Drehteil 14, ist mit der vom Lenkhandrad zu betätigenden Lenkspindel drehfest verbunden, der andere Drehteil mit den gelenkten Fahrzeugteilen, wozu er ein Zahnstangenritzel 20 aufweist, das in eine Zahnstange 21 eingreift.

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Im äußeren Drehteil 12 und seinen Ringkammern 18a und 18b sind die beiden Einlaß-Sitzventile 22a und 22b untergebracht. Anhand von Fig. 1 wird die Anordnung des Sitzventils 22a beschrieben. Hierbei werden Indices "a" weitgehend weggelassen. Das Sitzventil hat im äußeren Drehteil 12 einen Ventilsitz 24. Der Zulaufrauin 28 dieses Sitzventils hat einen Anschluß an die Druckquelle durch einen Längskanal 30 im äußeren Drehteil 12. Der Längskanal 3O steht über einen schrägen Kanal 32, einen Raum 33 uncL einen Axialkanal 34 mit der Druckquelle in Verbindung. In jeder der beiden Ringkammern 18a und 18b ist eine Schließfeder in Gestalt einer annähernd kreisbogenförmigen Biegefeder vorgesehen. Sie wird im folgenden "Bogenfeder" genannt. Sie ist in Pig«, 1 nur mit 36, in Fig. 2 mit 36a bzw. b bezeichnet. Das linke obere Ende (Fig. 1) der Bogenfeder 36 drückt eine Ventilkugel 38 gegen den Ventilsitz 24, während ihr rechtes oberes Ende in einer Ausnehmung 39 ctes äußeren Drehteils 12 gehaltert ist«, Die Kraft, mit der die Bogenfeder 36 die Venti3.kugel 38 andrückt, entspricht dem im allgemeinen konstanten Druck der Druckquelle zuzüglich einem gewissen Überdruck. Die Bogenfeder 36 ist nur an ihren beiden oberen Enden festgelegt und liegt im übrigen frei in der Ringkammer 18.

Zur Drucksteuerung im Feinsteuerbereich ist zusätzlich eine Feinsteuerfeder, hier in Gestalt einer Schraubendruckfeder 40, vorgesehen. Ihr linkes Ende stützt sich an der Bogen~ feder 36 nahe dem Ventilkörperende ab und umgibt einen Anschlagstift 42. Das rechte Ende der Schräubendruckfeder 40 stützt sich an einem Bund 44 eines Stiftes 46 ab_r der im äußeren Drehteil 12 verschiebbar gelagert ist, und zwar in einer Richtung etwa tangential zum Umfang des inneren Dreh-

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teils 14« Das recbte Ende des Stiftes 46 kann von einer Nase 48 des inneren Drehteils 14 nach links gegen die Druckfeder 40 gedrückt werden_s \9obei die von der Bogenfeder auf die Ventilkugel ausgeübte Kraft mehr und mehr verringert wird« Schließlich berührt das linke Ende des Stiftes 46 das rechte Ende des Anscblagstiftes 42.

Hiermit ist das Ende des Feinsteuerbereicbs erreichte In dem sich anschließenden Abschneidebereich steigt der von dem Sitzventil im Arbeitsraum eingeregelte Druck mit der Handkraft am Lenkrad wesentlich stärker an als im Fein-Steuerbereiche Der Drehstab 16 wird hierbei praktisch nicht mehr weiter verdreht.

In der Ringkammer 18b (Fig. 2) ist das Sitzventil 22b gegenüber dem Sitzventil 22a seitenverkehrt untergebracht, nämlich spiegelbildlich zu der Mittelsenkrechten 5° ia Fig. 1. Die Ringkammern sind durch Dichtungen 51 gegeneinander und nach außen abgedichtet*

Beim Drehen am Lenkbandrad baut sich in Abhängigkeit vom Widerstand der auszulenkenden Räder ein Drehmoment zwischen innerem und äußerem Drehteil auf« Ein bestimmter Teil dieses Drehmoments wird vom Drehfederstab 16 aufgenommen, der Rest von den Druckfedern 40 der beiden Ventile. Wird der innere Drebteil 14 gegenüber dem.äußeren Drehteil 12 entgegen dem Uhrzeigersinne in Fig. 1 verdreht, so drückt der Stift 46 die Druckfeder 40 zusammen und verringert damit die auf die Ventilkugel 38 einwirkende Zuhaltekraft der Bogenfeder 36. In dem Maße, wie diese Zuhaltekraft abgebaut wird, baut sich in der Ringkammer 18 und dem damit verbundenen Arbeitsraum des Stellmotors ein Druck auf.

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Fig. 3 zeigt die Verhältnisse zwischen einer auf das Lenkhandrad ausgeübten Handkraft F und dem im jeweiligen Druckraum, des Stellmotors wirksamen Druck P. Beim Anstieg der Handkraft aus der Neutralstellung 0 wird zunächst kein Druck aufgebaut, bis die Grenzkraft G erreicht ist. Dort beginnt der Feinsteuerbereieh längs der Geraden 59» 3.Q^ für das Lenken auf gerader Strecke bei geringen Lenkeinschlägen, aber gutem Gefühl des Fahrers für die Fahrbahn wesentlich ist. Jenseits einer bestimmten Kraft, die dem Abschneidepunkt A entspricht, soll der Druck bei nur geringfügig weiter ansteigender Handkraft wesentlich steiler ansteigen, nämlich längs der Kennlinie 60 des Absebneidebereiches.

Wie Feig. 1 zeigt, ist der Abschneidepunkt erreicht, wenn das linke $nde des Stiftes 46 den Anschlagstift 42 berührt. Die Druckfeder 40 und der Drehfederstab 16 werden dann nicht bsw. nur geringfügig weiter gespannt. Bei nur wenig weiter ansteigender Handicraft ergeben sich starke Druckänderungen entsprechend der Geraden 60. (Im Abschneidebereich kann der Drehstab 16 praktisch nicht weiter gespannt werden, da der Weg der Bogenfeder 36 zur Betätigung des Sitzventils 22 vernachlässigbar klein ist).

Bei der Ausfübrungsform nach ^ig. 4 wurden gleiche oder sehr ähnliche Bauteile wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit gleichen Bezugszeicben versehen. Diese Teile werden hier nicht mehr beschrieben.

Anstelle der Schraubendruckfeder 40 ist hier eine Biegefeder 52 vorgesehen, deren unteres, umgebogenes und etwas abgewinkeltes Ende 54· i&it Hilfe einer Klammer 56 an der Bogenfeder 36 befestigt ist. Der Stift 46 ist in einer

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außermittigen Querbohrung 58 des äußeren Drehteils 12 tangential zum Umfang des inneren Drebteils 14 verschiebbar gelagert« Er liegt zwischen der Nase 48 des inneren Drehteils und dem oberen, freien Ende der Biegefeder 52. e

Fig. 4a zeigt eine Variante der zweiten Ausführungsform. Bogenfeder 36 und Biegefeder 52' sind hier einteilig ausgebildet, so daß die Klammer 56 entfällt«.

Die Funktion der zweiten Ausfübrungsform (Fig, 4 oder 4a) ist praktisch die gleiche wie die der ersten. Im Feinsteuerbereich ist die Biegefeder 52 oder 52* wirksam. ^: Sobald ihr oberes Ende eine Anschlagfläche 37 der Bogenfeder 36 berührt, beginnt der Abschneidebereich,

Bei der in i"ig. 5 dargestellten dritten .Ausführungsform ist innerhalb der Ventilbohrung 6? ein druckausgeglichenes Ventil untergebracht. Es hat einen einteiligen Bauteil 65, mit einem verdickten, in der Ventilbobrung 67 gleitbaren Abschnitt 66 mit Längskanälen 69* Links von diesem Abschnitt befindet sich der bier kegelförmig ausgebildete Ventilkörper 68, Rechts befindet sich ein Kolben 70» cLe*" unter Abdichtung in der Ventilbobrung 67 verschiebbar ist. Der wirksame Querschnitt des Kolbens 70 ist der gleiche wie der des Ventilsitzes 24. Rechts vom Kolben 7Q. ist ein Kolben 72 von kleinerem Durchmesser vorgesehen, der in einer passenden Bohrung 74 unter Abdichtung geführt ist. Die Kolben 70 und 72 stoßen aneinander, können aber auch einteilig ausgebildet sein. An der Stoßstelle zwischen beiden Kolben befindet sich ein druckentlasteter Ringraum Die Bogenfeder 36 greift mit je einem Kugelfortsatz 77; in Ausnehmungen des Kolbens 72 und des Ventilkörpers 68 ein.

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Für den Feinsteuerbereich ist hier wiederum eine Schraubendruckfeder 4-0 vorgesehen, die zwischen dem inneren Drehteil 14 und der Bogenfeder 36 wirksam ist«

Außderdem ist eine Zusatzfeder 80 vorgesehen, die einen mit der Bogenfeder 36 verbundenen Stift 82 umgibt und zwischen der Bogenfeder 36 und dem äußeren Drehteil 12 wirksam ist. Die Zusatzfeder 80 hält das Einlaß-Sitzventil 22 geschlossen, wenn das Lenkventil drucklos ist.

Bei den Ausführungsformen nach Fig« 4 und 5 ist ebenfalls ein zweites gleiches Ventil seitenverkehrt in einer zweiten Ringkammer angeordnet, ebenso, wie es anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben wurde» Anstelle der Scbraubendruckfedern 40 und 80 können Biegefedern nach Art der Biegefedern 52 oder 52.' verwendet werden„

Bei einer Verdrehung des inneren Drehteils 14 gegenüber dem äußeren Drehteil 12 entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 5 ^: wird die Zuhaltekraft vermindert, so daß sich in der Ring~ kainmer 18 ein Druck aufbauen kann, der der auf das Lenkhandrad ausgeübten Kraft entspricht. Der Äbschneidepunkt ist wiederum erreicht» wenn die einander zugekehrten Enden des Stiftes 46 und dos Anschlagstiftes 42 einander berühren«

Der sich im Ringraum 18 aufbauende Druck wirkt einerseits auf den Ventilkörper 68 in Schließricbtung, andererseits in entgegengesetzter Richtung auf den Kolben 72, dessen Querschnitt kleiner ist als der des Ventilsitzes 24₀ Der Druck im Ringraum 18 kann dagegen nicht auf den Kolben 70 · einwirken, da der ihm vorgeschaltete Ringraum 76 gegen den Ausgleichbehalter druckentlastet ist. Durch diese Konstruk-

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tion erreicht man, daß nur ein Teil des im Ringraum 18 wirksamen Druckes als Zuhaltekraft auf den Ventilkörper 68 einwirkt. Dieser Teil des Druckes oder Differenzdruck ist durch Bemessung der Querschnitte des Ventilsitzes und des Kolbens 72 beliebig wählbar. Der Differenzdruck steigt mit dem sich im Ringraum 18 aufbauenden Druck an.

Die oben beschriebenen Lenkventile nach Fig„ 1,₃2, 4 und 4a setzen konstanten oder nur geringfügig schwankenden Yersorgungsdruck voraus. Sie werden vorteilhafterweise von einer Hochdruckpumpe 84 (Fig. 6 und 7) versorgt, die ihren ^örderstrom bei Erreichen des gewünschten Hochdrucks selbsttätig zurückregelt, so daß nur noch Druckflüssigkeit gefördert wird, soweit sie von der Lenkung verarbeitet wird, und zum Wettmachen der Leckverluste. Bei Radialkolbenpurapen mit Saugregelung läßt sich die Druckregelung mit einem einfachen Ventil 86 verwirklichen. Wird in die Lenkanlage ein Hydrospeicher 88 (Fig. 6) eingebaut, so kann eine relativ kleine Hochdruckpumpe 84 verwendet werden, da der Speicher kurzzeitige Verbrauchsspitzen in der Lenkung abdeckt. Außerdem lassen sich mit dem Speicher weitere Verbraucher bedienen und Sicherungen für den Pumpenausfall realisieren.

Für die Ausführungsform nach Fig_e 5 ist ein konstanter Versorgungsdruck nicht erforderlich.

Pig.» 6 zeigt in einer Prinzipdarstellung, wie die Sitzventile der drei bisher beschriebenen Ausführungsbeispiels angeordnet werden können» An eine von der Hochdruck»- pumpe 84 versorgte Zulaufleitung 89 sind die beiden Einlaß-Sitzventile 22a und 22b angeschlossen«, Ihre Federräume oder

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Ringkammern I8a und 18b sind mit den beiden Arbeitsräumen 90a imd 90b des Stellmotors verbunden. In die beiden Ablauf leitungen 92a und 92b der Arbeitsräume zu einem Ausgleichbehälter 94 können weggesteuerte Verstelldrosseln 96a und 96b eingeschaltet werden«,

Fig. 7 ist ein Prinzipschaltbild einer Lenkanlage anderer Art, bei der für die Zuteilung von Druckflüssigkeit au den Arbeitsräumen 90a bzw. 90b des Stellmotors ein Drehschieber 97 dient. Zwischen Druckquelle und Drehschieber ist ein Einlaß-Sitzventil 98 eingeschaltet. Der Drehschieber steuert außerdem den Rücklauf aus den Arbeitsräumen zum Ausgleichbehälter 94· Ia den Rücklauf zum Ausgleichbehälter ist ein Sitzventil 108 eingeschaltet. Die Sitzventile 98 und 108 können in gleicher i'/eise ausgebildet sein und von gemeinsamen Drehteilen betätigt werden. Die im folgenden beschriebene vierte_ Ausfübrungsform betrifft derartige Sitzventile „ Diese müssen in beiden Lenkricbtungen betätigbar sein.

Wie Fig. 8 zeigt, sind zwei ^itzventile 98a und 98b vorgesehen, die einen gemeinsamen Zulaufkanal 110 haben, der in zwei nach entgegengesetzten Seiten weisenden Ventilsitzen 112a und 112b endet. An diese Ventilsitze werden zwei Ventilkugeln 114a und 114b von einer.gemeinsamen, bogenförmigen Schließfeder 116 gedrückt. Beide Ventile öffnen in einen gemeinsamen Ablaufraum 118_e Zur Betätigung der beiden Ventile dient ein Nocken 120 am inneren Drehteil 14, der auf zwei Stifte 46a und 46b in gegenläufigen Pachtungen einwirkt. Beide Stifte sind wie bei der ersten Ausführungsform (Fig. 1) mit Bunden 44a und 44b ausgerüstet, an denen sich Schraubendruckfedern 40a und 40b abstützen, die in der be-»

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schriebenen Weise auf die Bogen- oder Schließfeder 116 einwirken.

Die Funktion ist für jede Drehrichtung die gleiche wie anhand des ersten Äasfübrungsbeispiels beschrieben.

Ein derartiges Doppel-Sitzventil läßt sich sowohl als Einlaß-Sitzventil 98 nach Fig, 7 als auch als Auslaß-Sitzventil 108 verwenden«

Durch entsprechende Bemessung der Schließfedern 116 und der Scbrairbendruckfedern 40a und 4-Ob der Ventile 98 und 108 ist dafür zu sorgen, daß das Ventil 108 immer einem um eine Druckdifferenz ^Jp höheren Druck die Waage hält als das Ventil 98. Diese Verhältnisse zeigt Fig. 9. ^ort entspricht die Kennlinie 59-60 dem Einlaßventil 98 und eine Kennlinie 122-123 dem Auslaßventil 108.

Claims

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Erf indungsanspruch

1. Lenkventil mit geschlossener Mitte mit mindestens zwei •Sitzventilen, gekennzeichnet dadurch,

- daß der Federraum (18; 118) der Sitzventile (22; 112) Ablaufraum ist und die Schließfeder (36; 116) der Kraft entgegenwirkt, die durch den am Sitzventil auftretenden Druckabfall entsteht

und

- daß mit der Betätigungseinrichtung des Fahrzeuges in Antriebsverbindung stehende Teile (14; 46) an den · 4'öhließfedern derart angreifen, daß bei einem Lenkeinschlag die Kraft der der Lenkrichtung entsprechenden Schließfeder vermindert wird,

2. Lenkventil nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,

- daß es zwei gegeneinander verdrehbare Teile (Drehteile 12; 14) aufweist,

- daß der erste Drehteil (12) mindestens zwei Ventilsitze (24; 112) und mindestens einen Zulaufraum (28; 110) enthält,

- daß die mindestens eine Schließfeder (36; 116) sich an Ventilkörper(n) (38; 114) und erstem Drehteil (12) abstützt und

:<- daß je ein vom zweiten Drehteil (14) betätigbarer Stößel (46) auf eine Schließfeder (36; 116) im Sinne einer Verminderung der auf den zugehörigen Ventilkörper (38; 68; 114) ausgeübten Schließkraft einwirkt.

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3. Lenkventil nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der zweite Drehteil ("innerer Drehteil" 14) innerhalb des ersten ("äußerer Drehteil" 12) drehbar gelagert ist und daß am äußeren Drehteil mindestens eine Schließfeder (36; 116) gehaltert ist_s die bogenförmig ausgebildet ist, auf einen oder zwei Ventilkörper (38; 68; 114) einwirkt und den inneren.Drehteil umgibt.

4_e Lenkventil nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch,

- daß die Stößel (46) im äußeren Drehteil (12) etwa tangential zum inneren Drehteil (14) verschiebbar untergebracht sind_s

- daß ihre inneren Enden mit je einer etwa radialen Fläche (48; an 120) des inneren Drehteils (14) zusammenwirken und

- daß ihre äußeren -Enden an der zugehörigen Schließfeder (36; 116) nabe deren Ventilsitzende angreifen,

5. Lenkventil nach einem der vorangehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen äußerem und innerem Dren~ teil (12; 14) eine Drehfeder (16) und zwischen dem mit der Betätigungseinrichtung des. Fahrzeuges in Antriebsverbindung stehenden Teil (46) und der Schließfeder (36; 116) ©ine weitere Feder (Peinsteuerfeder 40; 52) angeordnet sind, derart, daß der mit der Betätigungseinrichtung in Antriebsverbindung stehende Teil (46) erst nach Aufbrauch des Pederweges der Peinsteuerfeder durch direkten Anschlag auf die Schließfeder einwirkt»

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6. Lenkventil nach Punkt 5» gekennzeichnet dadurch, daß die Peinsteuerfeder eine Biegefeder (52; 52¹) ist, die mit der Schließfeder (36) fest verbunden ist (Fig„ und 4a).

7. Lenkventil nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Biegefeder (52) an die Schließfeder (36) geklammert ist«

8. Lenkventil nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Biegefeder (52') mit der Schließfeder (36) einteilig ausgebildet ist.

9. Lenkventil nach Punkt 5» gekennzeichnet dadurch, daß die Feinsteuerfeder (40) eine Schraubendruckfeder ist.

10. Lenkventil nach einem der vorangehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch,

- daß die Sitzventile vom Druck im Zulaufraum (28) dadurch unabhängig sind, daß dieser Druck auf einander entgegengerichtete gleiche Querschnitte beiderseits eines Ventilstößels (66) einwirkt _t

- daß der Ventilstößel an seiner vom Ventilkörper (68) abgekehrten Seite in Antriebsverbindung mit einem unter Abdichtung geführten Kolben (72) steht, dessen Querschnitt kleiner ist als der des Ventilsitzes (24) und dessen freie Stirnfläche vom Druck im Ablauf- und Federraum (18) beaufschlagt ist und

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- daß die bogenförmige Schließfeder (36) Ventilkörper (68) und Kolben (72) gegeneinanderdrückt (Fig. 5)*

11, Lenkventil nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß die dem Ventilstößel (66) zugekehrte Stirnseite des Kolbens (72) druckentlastet ist (Raum 7$)·

12« Lenkventil nach Punkt 10 oder 11, gekennzeichnet dadurch, daß zum Zuhalten beim Druck Null eine Zusatzfeder (80) vorgesehen ist, die am äußeren Drehteil (12) angreift und die Schließfeder (36) gegen den Ventilkörper (68) drückt.

13«, Lenkventil nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Zusatzfeder (80) auf das dem Kolben (72) benachbarte Eade der Schließfeder (36) einwirkt.

14. Lenkventil nach Punkt 12 oder 13, gekennzeichnet dadurch, daß die Zusatzfeder eine an der Schließfeder (36) befestigte Biegefeder ist (nicht dargestellt).

15. Lenkventil nach Punkt 12 oder 13_? gekennzeichnet dadurch, daß die Zusatzfeder (80) eine Schraubendruckfeder ist.

16. Lenkventil nach einem der vorangehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß es zwei Sitze-ventile (22; 98a; 98b) bat, von denen das eine in der einen, das andere in der anderen Lenkriebtung betätigbar ist.

17. Lenkventil nach Punkt 16, gekennzeichnet dadurch, daß die beiden Sitzventile je eine bogenförmige Schließfeder (36) haben und assial gegeneinander versetzt und

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mit gegenlätifigen Öffnangsrichtungen in den Drehteilen untergebracht sind und verschiedene Ablaufräume haben (Fig. 1, 2, 4, 4a, 5). '

18. Lenkventil nach Punkt 16, gekennzeichnet dadurch, daß beide Sitaventile (98a; 98b) nach entgegengesetzten Seiten sich öffnende Ventilsitze haben, daß eine gemeinsame* Schließfeder (116) zum Zuhalten beider Ventilkörper dient, daß beide Sitzventile einen genieinsamen Ablauf-, raum (II8) haben und daß zwei Stößel (46a; 46b) in entgegengesetzten dichtungen auf dieselbe Schließfeder einwirken (Fig. 8)„