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Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere ein Entspannungs- oder Druckbegrenzungsventil.
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Aus der im Jahre 1996 durch das japanische Patentamt veröffentlichten
JP H08-42 513 A ist ein Entspannungsventil bekannt das in ein Flussmengensteuerventil einer Servolenkvorrichtung integriert ist.
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In 10 ist ein derartiges Steuerventil 200 dargestellt. Ein Entspannungsventil 250 ist in einen Schieber 201 des Fluß-Steuerventiles 200 integriert wie in der Darstellung gezeigt.
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Öl das im Bereich einer Zunge des Schiebers 201 aus einem Pumpenanschluss P fließt, gelangt in eine Kammer 202 zu der Servolenkungseinrichtung über eine Öffnung 203 und einen Öllieferanschluss 204.
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Der Öldruck auf der Seite des Öllieferanschlusses 204 (der Öldruck stromabwärts der Öffnung 203) liegt an einer Strömungsmengen-Steuerfederkammer 204 am Basisende des Schiebers 201 an. Der Schieber 201 wandert in einen Zustand eines Kräftegleichgewichts zwischen einer durch den Öldruckes in der Lieferkammer 202 und dem Lieferanschluss 204 (Öldruck stromaufwärts und stromabwärts der Mündung 203) verursachten Schubkraft und einer Federreaktionskraft einer Feder 206 die in der Strömungsraten-Steuerfederkammer 205 aufgenommen ist und dem Öldruck in der Strömungsraten-Steuerfederkammer 205. Wenn der Differenzdruck stromaufwärts und stromabwärts der Mündung 203 in Folge einer Zunahme der Pumpendrehzahl zunimmmt, überschreitet die Schubkraft aufgrund des Öldruckes in der Lieferkammer 202 die Reaktionskraft, so dass der Schieber 201 sich in Richtung zu seiner Basis hin (in 10 nach links) bewegt und die Lieferkammer 202 mit einem Tankanschluß T kommuniziert, damit kann ein Teil des von dem Pumpenanschluss P zuströmenden Mediums in den Tank zurück gelangen und die Strömungsmenge (Ölfluss) wird hierbei gesteuert.
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Wenn die Belastung der Servolenkvorrichtung zunimmt und der Öldruck des Öllieferanschlusses 204 scharf ansteigt, wird, wenn der Öldruck in der Drucksteuerfederkammer 205 den vorgegebenen Druck des Entspannungsventiles 250 überschreitet, das Entspannungsventil 250 in eine Offenstellung gedrängt und das Öl in der Drucksteuerfederkammer 205 entweicht zu dem Tankanschluss T. In der Folge wandert der Schieber 201 in Richtung zu seinem Basisende und der Öldruck in der Lieferkammer 202 entweicht in den Tankanschluss T, wobei verhindert wird, dass der Lieferdruck über einen zugelassenen Druckpegel hinaus ansteigt.
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Bei dem vorangehend beschriebenen Entspannungsventil 250 besteht jedoch ein großer Spalt zwischen einem Kugellagerteil 252 welches eine Kugel 251 lagert und dem Innenumfang einer Ventilbohrung 253, wobei die bewegbaren Teile (die Kugel 251 und das Kugellagerteil 252) leicht in Seitenrichtung (Radialrichtung) vibrieren aufgrund des Effekts infolge der Neigung der Rückstellfeder 254 und einer Seitenkraft die durch die Strömung hervorgerufen wird, wenn das Entspannungsventil 250 öffnet.
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Weiterhin besteht bei diesem Entspannungsventil 250 das Problem das in einem Übergangszustand wenn die bewegbaren Teile in eine Offenstellung gedrängt werden, durch Rattern ein Geräusch entsteht das die Funktion der bewegbaren Teile instabil werden lässt. Falls der Durchmesser einer Sitzmündung 255 vermindert wird, kann dieses Rattern unterdrückt werden, wobei in diesem Falle die Druckverluste zunehmen und die Übersteuerungscharakteristik des Entspannungsventils 250 und die Übersteuerungscharakteristik des Entspannungsventils 250 (die Charakteristik hinsichtlich der Abweichung von einem vorgegebenen Solldruck und einem Öffnungsdruck) verschlechtert wird.
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US 4 310 018 A offenbart ein Ventil mit einem Ventilsitz, der eine Sitzbohrung aufweist; einer Kugel, die die Sitzbohrung an ihrer stromabwärts liegenden Seite öffnet oder verschließt; einem bewegbaren Teil, das die Kugel an der stromabwärts liegenden Seite lagert; einem Gehäuseteil, das das bewegbare Teil aufnimmt; und mehreren Öffnungen, die stromabwärts der Sitzbohrung ausgebildet sind. Ferner ist eine Rückstellfeder vorgesehen, die an dem bewegbaren Teil angeordnet ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Funktion der bewegbaren Teile zu stabilisieren, Rattern zu verhindern und die Übersteuerungscharakteristik des Entspannungsventils zu verbessern.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche haben jeweils bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.
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Es wird ein Entspannungsventil geschaffen mit einem Ventilsitz mit einer Sitzbohrung, einer Kugel die jene Bohrung einer stromabwärts liegenden Seite öffnet oder verschließt, einem beweglichen Teil das die Kugel an der stromabwärts liegenden Seite lagert, einem Gehäuseteil das das bewegbare Teil lagert, und einer Mündung die stromabwärts der Sitzbohrung ausgebildet ist, welche die Vibration des bewegbaren Teiles dämpft und das Rattern durch Einschränken einer Ölströmung unterdrückt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird durch diese Erfindung ein Strömungsmengensteuerventil geschaffen welches die Strömungsmenge, welche von einer Pumpe zu einem Last-Kreis geliefert wird, steuert, wobei dieses ein Entspannungsventil umfasst, wobei das Entspannungsventil mit einem Ventilsitz der eine Sitzbohrung umfasst, einer Kugel die jene Sitzbohrung an einer stromabwärts liegenden Seite öffnet und schließt, einem beweglichen Teil das die Kugel an der stromabwärts liegenden Seite lagert und einem Gehäuseteil welches das bewegbare Teil aufnimmt und einer Öffnung die stromabwärts der Sitzbohrung ausgebildet ist und welche die Vibration des bewegbaren Teiles 4 dämpft und Rattern durch Einschränken einer Ölströmung unterdrückt. Das Entspannungsventil öffnet wenn der Druck auf der Seite des Last-Kreises ansteigt wobei ein Teil des von der Pumpe geförderten Fluides in einen Tankanschluss abgeleitet wird.
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Die vorgenannten Einzelheiten, sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im einzelnen in dem nachfolgenden Teil der Beschreibung erläutert und sind in den Zeichnungen dargestellt.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine Schnittansicht einer Flügelzellenpumpe in welcher das erfindungsgemäße Entspannungsventil Anwendung findet.
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2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 1.
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3 zeigt eine Schnittansicht eines Strömungsratensteuerventiles und eines Entspannungsventiles.
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4 zeigt ähnlich 3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung.
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5a zeigt eine Schnittdarstellung eines Entspannungsventils gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Beispiel.
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5b zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 5A.
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6a zeigt eine Schnittansicht eines Entspannungsventils gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
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6b zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in 6A.
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7 ist eine Darstellung ähnlich 3 jedoch zeigt diese eine fünfte Ausführungsform der Erfindung.
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8 ist eine Darstellung ähnlich 3 jedoch zeigt diese eine sechste Ausführungsform der Erfindung.
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9 zeigt eine Darstellung ähnlich 3 jedoch einer siebten Ausführungsform der Erfindung.
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10 zeigt den Stand der Technik.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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In den folgend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das erfindungsgemäße Entspannungsventil in einem Flußmengensteuerventil angeordnet, welches den von einer Flügelzellenpumpe abfließenden Ölstrom steuert.
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Die 1 und 2 zeigen die Konstruktion einer Flügelzellenpumpe 20. Der Aufbau dieser Flügelzellenpumpe ist bei jedem der Ausführungsbeispiele derselbe.
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Die Flügelzellenpumpe 20 umfasst einen Körper 21 eine Abdeckung 22, eine Welle 23 einen Rotor 24, einen Kurvenring 25 und eine Seitenplatte 26.
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Die Welle 23 ist eine Antriebswelle des Rotors 24 der in dem Körper 21 angeordnet und ist frei drehbar in dem Körper 21 gelagert ist. Die Welle 23 ist mit einem Antriebsmotor eines hier nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges gekoppelt und dreht sich gemeinsam mit einem Abtriebsorgan des Motors.
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Der Rotor 24 ist innerhalb des Kurvenringes 25 angeordnet, welcher eine elliptische Innenwandung aufweist. Der Rotor 24 ist zwischen der Abdeckung 22 und der Seitenplatte 26 aufgenommen.
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Eine Vielzahl radial ausgerichteter Flügeln sind entlang des Außenumfangs des Rotors 25 abfolgend angeordnet.
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Die Flügel 27 können sich in den Rotor 24 hinein und aus diesem heraus bewegen. Wenn sich der Rotor 24 dreht, stehen die Flügel 24 über den Rotor hervor, bis deren Enden mit der Innenumfangswandung des Kurvenringes 25 in Kontakt treten. Hierbei wird zwischen jedem der Flügel 27 eine Pumpenkammer gebildet. Diese Kammer expandiert oder kontrahiert mit der Drehung des Rotors 24.
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Während des Expansionshubes ziehen diese Pumpenkammern Öl aus einer Niederdruckpassage 28 die mit einem hier nicht näher dargestellten Tank kommuniziert. Andererseits wird während eines Kontraktionshubes das Öl in eine Hochdruckpassage 29 hinein abgegeben. Die Hochdruckpassage 29 kommuniziert mit der hier nicht näher dargestellten Servolenkungsvorrichtung über ein Flußmengensteuerventil 30 das nachfolgend noch beschrieben werden wird.
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3 zeigt den Aufbau des Flußmengensteuerventils 30 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung und ein Entspannungsventil 1 das in das Flußmengensteuerventil 30 eingebaut ist.
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Wenn sich der Motor mit einer niedrigen Geschwindigkeit dreht, wird Öl zu der Servolenkungsvorrichtung geliefert, wobei die Ölmenge mit der Motordrehzahl ansteigt. Im Falle hoher Motordrehzahlen muß jedoch die der Servolenkungsvorrichtung zugeführte Ölmenge begrenzt werden, so dass diese nicht unzulässig hoch ansteigt wenn der Motor hohe Drehzahlen erreicht. Das Flußmengensteuerventil 30 ist zu dieser Flussmengensteuerung vorgesehen, wobei dann wenn die Motordrehzahl (auch die Drehzahl der Flügelzellenpumpe 20) ansteigt, dann leitet diese jene Ölfraktion ab die die benötigte Ölmenge übersteigt.
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Das Flußmengensteuerventil 30 umfasst einen Schieber 40 der frei gleitbar in einer Gleitbohrung 31 aufgenommen ist, die in dem Körper 21 der Flügelzellenpumpe ausgebildet ist. Ein Verbinder 32 ist in das offene Ende der Gleitbohrung 31 eingeschraubt. Ein hohler Abschnitt des Verbinders 32 ist ein Öllieferanschluss 32A zur Lieferung von Öl zu der Servolenkungsvorrichtung die hier nicht näher dargestellt ist.
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Ein Stopfen 33 ist in die Basis des Verbinders 32 eingesetzt. Eine Bohrung ist in dem Stopfen 33 ausgebildet. Ein Wellenteil 41 des Schiebers 40 erstreckt sich durch diese Bohrung und ein Spalt zwischen der Außenumfangswand der Wellenkammer 41 und der Innenumfangswand des Loches bildet eine Mündung 33A.
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Ein Groß-Durchmesserteil 41A und ein Klein-Durchmesserteil 41B das einen kleineren Durchmesser aufweist als das Groß-Durchmesserteil 41A sind in Reihe abfolgend an dem Ende des Wellenteiles 41 des Schiebers 40 ausgebildet. Demzufolge variiert der Öffnungsquerschnitt der Mündung 33A entsprechend dem Groß-Durchmesserteil 41A oder dem Klein-Durchmesserteil 41B innerhalb der Bohrung.
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Bei dieser Ausführungsform kann der Öffnungsquerschnitt der Mündung 33A durch das Wellenteil 41 des Schiebers 40 auf diese Weise verändert werden, jedoch kann das Teil das den Öffnungsquerschnitt der Mündung 33A variiert von dem Flußmengensteuerventil 30 abgenommen werden. Das Teil welches den Öffnungsquerschnitt der Mündung 33 verändert kann über ein Spulenelement angetrieben werden. Auf diese Weise kann der Öffnungsquerschnitt der Mündung 33A noch präziser gesteuert werden.
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Der Öllieferanschluss 32A (stromabwärts der Mündung 33A) kommuniziert mit einer Flussmengensteuerfederkammer 35 über eine Verbindungspassage 37. Eine Öffnung 38 ist zwischen der Verbindungspassage 37 und dem Öllieferanschluss 32A vorgesehen und eine Öffnung 39 ist zwischen der Verbindungspassage 37 und der Flußmengensteuerfederkammer 35 bereitgestellt.
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Ein Kontaktstufenteil 42 ist an dem Basisende des Wellenteiles 41 des Schiebers 40 ausgebildet. Der Durchmesser des Kontaktstufenteiles 42 ist größer als der Durchmesser der Öffnung des Stopfens 33. Daher wird, wenn der Schieber 40 sich in Richtung zu dem Zungenende hin verlagert, (in die Richtung nach links der dargestellten Figur) und die Endfläche 42A des Kontaktstufenteiles 42 mit dem Stopfen 33 in Kontakt gelangt, die Mündung 33A durch den Kontaktstufenabschnitt 42 geschlossen.
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Ein Gleitteil (Vorsprungsteil) 43 ist an dem Basisende des Kontaktstufenteiles 42 des Schiebers 40 ausgebildet. Der Gleitteil 43 gleitet entlang der Innenumfangsfläche der Gleitbohrung 31. Die Innenseite der Gleitbohrung 31 ist in eine Lieferkammer 34 (stromaufwärts der Mündung 33A) und ein Zungenende des Schiebers 40 (linke Handseite in der Figur) und eine Strömungsmengensteuerfederkammer 35 an dem Basisende des Schiebers 40 (die rechte Handseite der Figur) durch dieses Gleitteil 43 unterteilt.
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Das Basisende des Gleitteils 43 des Schiebers 40 ist ein Basisendteil 44 dessen Durchmesser kleiner ist als der des Gleitteiles 43. eine Strömungsmengensteuerfeder 36 ist am Aussenumfang dieses Basisendteiles 44 angeordnet. Das Basisende der Strömungsmengensteuerfeder 36 gelangt mit der Basis der Gleitbohrung in Kontakt und die Flußmengensteuerfeder 36 drängt den Schieber 40 in die Richtung zu dem Zungenende (linke Handrichtung in dieser Figur).
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Ein Druckanschluss P der mit der Hochdruckpassage 29 der Flügelzellenpumpe 29 kommuniziert und ein Tankanschluss T der mit einem Tank kommuniziert, sind zur Seitenfläche der Gleitbohrung 31 hin offen. Der Pumpenanschluss befindet sich nahe dem offenen Endes der Gleitbohrung 31 und kommuniziert mit Lieferkammer 34. Der Tankanschluss T ist an der Innenseite der Gleitbohrung von dem Pumpenanschluss P entfernt angeordnet (rechte Handseite in dieser Figur) und steht in Verbindung bzw. Nicht-Verbindung mit der Lieferkammer 34 und der Verbindungsbereich wird im Falle jener Verbindung entsprechend der Auslenkung des Schiebers 40 verändert.
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Das Entspannungsventil 1 ist in den Schieber 40 von der Seite der Flußmengensteuerfederkammer 35 her eingebaut. Das Entspannungsventil 1 wird als Pilotventil verwendet wenn eine Drucksteuerung in dem Flußmengensteuerventil 30 durchgeführt wird. Speziell wirkt dann, wenn eine große Last an der Servolenkungsvorrichtung anliegt und der Druck an dem Öllieferanschluß 32A scharf ansteigt, das Strömungsratensteuerventil 30 auch als Drucksteuerungsventil das den Lieferdruck der Flügelzellenpumpe 20 vermindert. Bei dieser Drucksteuerung fungiert das Entspannungsventil 1 das als Ventil in den Schieber 40 des Flußmengensteuerventils 30 eingebaut ist, als Flußmengensteuerventil 30 wenn der Druck am Öllieferanschluß 32A ansteigt.
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Das Entspannungsventil 1 umfasst eine Rückstellfeder 3, ein Kugellagerteil 4, eine Kugel 5, einen Ventilsitz 6 und ein Hülsen 7 das in die Ventilbohrung 2 eingebaut ist welche sich auf der Seite des Basisendes des Schiebers 40 öffnet.
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Das Hülsenteil 7 ist an der Innenumfangsfläche des offenen Endes der Ventilbohrung 2 fixiert. Der Ventilsitz 6 ist an einer Innenumfangsfläche 7A des Hülsenteiles 7 fixiert. Eine Sitzöffnung 6A ist koaxial zu dem Ventilsitz 6 ausgebildet und an einem stromabwärts liegenden Endabschnitt dieser Sitzöffnung 6A ist eine Sitzbohrung 6B ausgebildet. Ein Filter 8 ist an dem offenen Ende befestigt (stromaufwärts der Sitzöffnung 6A) der Ventilbohrung 2.
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Die Kugel 5 und das Kugellagerteil 4 sind stromabwärts des Ventilsitzes 6 angeordnet (linke Handseite in 3). Eine Rückstellfeder 3 ist an dem Außenumfang des Kugellagerteiles 4 vorgesehen. Die Rückstellfeder 3 ist zwischen einem Flansch 4A und dem Kugellagerteil 4 und der Basisoberfläche der Ventilbohrung 2 angeordnet und drängt das Kugellagerteil 4 in die Richtung des Ventilsitzes 6.
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Die Kugel 5 ist durch ein Kugellagerteil 4 gelagert und wird gegen die Ventilsitzbohrung 6b des Ventilsitzes 6 durch die Federkraft der Rückstellfeder 3 gedrängt, so dass diese das Sitzloch 6B verschließt. Wenn ein Fluiddruck in der Flußmengensteuerfederkammer 35 des Flußmengensteuerventils 30 die den Federdruck der Rückstellfeder 3 überschreitet wird die Kugel 5 in eine Offenstellung gedrängt und Öl in die Ventilbohrung 2 von der Sitzöffnung 6A und das Sitzloch 6B eingeführt.
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Der Flansch 4A ist an dem Basisende des Kugellagerteiles 4 ausgebildet. Der Flansch 4A unterteilt die Innenseite der Ventilbohrung 2 in eine Kammer 9 und eine Drucksteuerfederkammer 10.
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Ein Spalt 11 ist als Kanal zwischen dem Flansch 4A und der Innenumfangsfläche des Hülsenteiles 7 ausgebildet welcher sich zur Seite des Flansches 4A hin erstreckt. Der Spalt 11 ist ein Spalt der hinreichend eng ist, um einen ausreichenden Dämpfungseffekt auf die Bewegung des Kugellagerteiles 4 auszuüben und seine Weite in radialer Richtung ist vorzugsweise kleiner gesetzt als 1/20 des Innendurchmessers des Hülsenteiles 7.
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Aufgrund dieses Spaltes 11 in dem Entspannungsventil 1 wird die Bewegung des Kugellagerteiles 4 und der Kugel 5 stabilisiert ohne die Übersteuerungscharakteristik zu beeinträchtigen und Geräusche durch Rattern können unterdrückt werden. Die Tatsache, dass ein ausreichender Dämpfungseffekt erreicht wird, wenn die Weite (Weite in radialer Richtung) des Spalts 11 kleiner gesetzt wird als 1/20 des Innendurchmessers des Hülsenteiles 7 wurde durch Experimente und Analysen bestätigt.
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Die Drucksteuerfederkammer 10 kommuniziert mit dem Tankanschluß T über mehrere Ölpassagen 12 und eine Außenumfangsnut 13. die Außenumfangsnut 13 ist eine ringförmige Nut die am Außenumfang des Gleitteiles 43 des Schiebers 40 ausgebildet ist. Nachfolgend wird die Funktion dieser Vorrichtung beschrieben.
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Wenn ein hier nicht dargestellter Motor im Betrieb genommen wird, dreht sich die Flügelzellenpumpe 20 nach Maßgabe der Drehzahl des Motors und Öl wird an die Öllieferkammer 34 des Flußmengensteuerventils 30 von dem Pumpenanschluß P her geliefert. Dieses Öl fließt in den Öllieferanschluß 32A über die Öffnung 33A und wird an die Servolenkungsvorrichtung abgegeben. Wenn die der Servolenkungsvorrichtung zugeführte Ölliefermenge bei niedriger Pumpendrehzahl ebenfalls niedrig ist, nimmt die Ölliefermenge direkt proportional mit der Pumpendrehzahl zu.
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In diesem Falle ist der Differenzdruck zwischen der Lieferkammer 34 (stromaufwärts der Mündung 33A) und dem Öllieferanschluß 32A (stromabwärts der Mündung 33A) bestimmt durch den Öffnungsquerschnitt der Mündung 33A und der Strömungsmenge die sich durch die Öffnung 33A hindurch ergießt und nimmt mit der Drehzahl der Flügelzellenpumpe 20 und der durch die Mündung 33A hindurch fließenden Ölmenge zu.
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Öl gelangt in die Drucksteuerfederkammer 35, des Ölmengensteuerventils 30 über die Mündung 38, die Ölpassage 37 und die Öffnung 39. Wenn die Drehzahl der Flügelzellenpumpe zunimmmt und der Differenzdruck stromaufwärts und stromabwärts der Öffnung 33A zunimmt, wandert der Schieber 40 in Richtung zum Basisende (rechte Handseite in der Fig.) entgegen der Strömungsratensteuerfeder 36. Insbesondere wenn die Strömungsrate die sich durch die Öffnung 33A ergießt zunimmt, entsteht eine Schubkraft (Produkt des Druckes P1 in der Lieferkammer 34 und der vom Druck beaufschlagten Fläche A1 auf der Seite der Lieferkammer 34 des Schiebers 40) und die Axialkraft aufgrund des Druckes in dem Öllieferanschluß 32A welche den Schieber 40 in Richtung zu dem Basisende hin drängt, übersteigt die Reaktion (Summe der Federkraft F der Strömungsmengensteuerfeder 36 und dem Produkt aus dem Strömungs-Druck P2 in der Steuerfederkammer 35 und der vom Druck beaufschlagten Fläche A2 auf der Seite der Strömungsmengensteuerfederkammer 35 des Schiebers 40) welche den Schieber 40 zurück zu seinem Zungenende (linke Handseite in der Fig.) drängt und den Schieber 40 in die Basisendrichtung zurückzieht.
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Infolge des Rückzugs des Schiebers 40 kommuniziert die Lieferkammer 34 mit dem Tankanschluß T. Somit kann ein Teil des Öl das von dem Pumpenanschluß P ausgegeben wird in den Tankanschluß T abgeleitet werden und ein Anstieg der, der Servolenkvorrichtung zugeführten Ölmenge wird unterdrückt, selbst wenn die Pumpendrehzahl zunimmt. Des weiteren wird wenn das Großdurchmesserteil 41 des Schiebers 40 in die Öffnung 33A einfährt der Öffnungsquerschnitt der Öffnung 33A verringert und die Ölliefermenge die zur Servolenkungsvorrichtung geleitet wird, wird ebenfalls verringert. Auf diese Weise wird die der Servolenkungsvorrichtung zugeführte Ölmenge im Einklang mit der Pumpendrehzahl gesteuert.
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Weiterhin wird der Druck in der Lieferkammer 34 wie folgt gesteuert. So wird, z. B. wenn der Druck des Öllieferanschlusses 32A aufgrund einer Überschwingung oder dergleichen der Servolenkungsvorrichtung scharf ansteigt, dieser Druck in die Strömungsratensteuerfederkammer 35 über die Öffnung 38, die Ölpassage 37 und die Öffnung 39 übertragen. Daher wird, wenn der Druck in der Strömungsratensteuerfederkammer 35 ansteigt und hierbei einen vorgegebenen Druck des Entspannungsventiles 1 übersteigt, das Entspannungsventil 1 in eine Offenstellung gedrängt und die Strömungsratensteuerfederkammer 35 und der Tankanschluß T kommunizieren miteinander. Insbesondere werden die Kugel 5 und das Kugellagerteil 4 in eine Offenstellung gegen die Federkraft der Rückstellfeder 3 gedrängt und das Öl in der Strömungsratensteuerfederkammer 35 wird in den Tankanschluß T hinein über den Filter 8 und die Sitzöffnung 6A des Sitzloches 6B, eine Kammer 9, der Spalt 11 der als Leitung fungiert, eine Drucksteuerfederkammer 10, eine Ölpassage 12 und die Außenumfangsnut 13, abgeleitet. Als Resultat nimmt der Druck in der Strömungsratensteuerfederkammer 35 ab und der Schieber 40 wandert in der Darstellung in Richtung nach rechts zurück. Daher wird der Lieferdruck in der Lieferkammer 34 zu dem Tankanschluß T hin abgebaut und dabei so gesteuert, dass dieser keine unzulässig hohen Werte annimmt. Weiterhin ist der Öffnungsquerschnitt der Öffnung 33A enger gemacht durch das Groß-Durchmesserteil 41A und die Flußmenge die zur Servolenkungsvorrichtung gelangt, ist damit begrenzt.
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Das Entspannungsventil 1 dient in dieser Weise der Drucksteuerung, jedoch ist bei dieser Ausführungsform der Spalt 11 zwischen dem Flansch 4A und der Innenumfangsfläche 7A des Hülsenteiles gebildet. Daher kann aufgrund des Widerstandes (Druckverluste) und der Dämpfungskraft wenn das Öl durch diesen Spalt 11 hindurchströmt die Übersteuerungscharakteristik verbessert werden und die Operation des Kugellagerteiles 4 wird stabilisiert und Rattern unterdrückt. Insbesondere Vibrationen des Kugellagerteiles 4 in seiten und axialer Richtung werden unterdrückt und Geräusche die mit dieser Vibration verbunden sind, werden vermieden.
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Weiterhin kann aufgrund des Spaltes 11 ein Druck der in der Kammer 9 auftritt, (stromabwärts der Sitzbohrung 6B des Entspannungsventiles 1) und der Druck mit dem Anstieg der Strömungsmenge ansteigen so dass die Übersteuerungscharakteristik des Entspannungsventils 1 (die Abweichung zwischen einem Vorgabedruck und dem Öffnungsdruck des Entspannungsventils 1) verbessert werden.
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4 zeigt eine zweite Ausführungsform.
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Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in den nachfolgend beschriebenen Einzelheiten.
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Das Hülsenteil 7 der zweiten Ausführungsform ist kürzer als das der ersten Ausführungsform und erstreckt sich nicht zur Seite des Flansches 4A des Kugellagerteiles 4 hin. Stattdessen ist eine Führungssenkung 62A in einer Ventilbohrung 2 auf der Seite des Flansches 4A ausgebildet und ein Spalt 63 zwischen dem Flansch 4A und der Führungssenkung 62A wirkt als Kanal. Der Spalt 63 ist hinreichend eng so dass dieser einen ausreichenden Dämpfungseffekt auf die Bewegung (Vibration) des Kugellagerteiles 4 ausübt und die Weite in der radialen Richtung ist vorzugsweise kleiner gewählt als 1/20 des Innendurchmessers der Senkung 62A.
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Daher besteht zusätzlich zu den mit der ersten Ausführungsform identischen Effekten, bei der zweiten Ausführungsform kein Bedarf zur Justierung der Beziehung zwischen dem Innendurchmesser des Hülsenteiles 7 und dem Außendurchmesser des Flansches 4A der den Spalt 63 bildet und die Gestaltungsfreiheit wird damit vergrößert.
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Es ist nicht absolut notwendig die Führungssenkung 62A in der Ventilbohrung 2 auszubilden und der Spalt 63 kann zwischen dem Flansch 4A und der Innenumfangsfläche des Ventilloches 2 ausgebildet werden welches keine Senkung aufweist.
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5A zeigt das Entspannungsventil 1 gemäß einem nicht erfindungsgemäßen Beispiel. 5b zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 5A.
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Das dritte Beispiel unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in den nachfolgend beschriebenen Punkten. Auch bei dem dritten Beispiel ist das Entspannungsventil 1 in den Schieber 40 des Strömungsratensteuerventiles 30 eingebaut wie dies auch bei dem vorangehend genannten ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Bei dem dritten Beispiel ist der Flansch 4a des Kugellagerteiles 4 in axialer Richtung größer ausgelegt und seine Außenumfangsfläche gleitet an der Innenumfangsfläche des Hülsenteiles 7. Eine Vielzahl an Nuten 73 (in diesem Ausführungsbeispiel 4 Nuten die in Intervallen von 90° angeordnet sind) sind so ausgebildet, dass sich diese in axialer Richtung des Kugellagerteiles 4 erstrecken und diese Nuten 73 wirken als Kanäle. Die Nuten 73 sind hinsichtlich Weite und Tiefe so ausgelegt, dass durch diese ein ausreichender Dämpfungseffekt hinsichtlich der Bewegung (Vibration) des Kugellagerteiles 4 erreicht wird.
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Aufgrund dieser Nuten 73 wird bei dem dritten Beispiel ein identischer Effekt erreicht wie dies bei der ersten Ausführungsform der Fall ist. Der Flansch 4a gelangt in Kontakt mit der Innenumfangsfläche 7A des Hülsenteiles 7, so dass Vibrationen des Kugellagerteiles 4 in Seitenrichtung vollständig verhindert sind. Gemäß diesem Beispiel sind die Nuten 73 ausgebildet durch Ausfräsen von Nuten aus der Außenumfangsfläche des Flansches 4A, so dass diese auf einfache Weise gefertigt werden können, wobei die Präzisionsbearbeitung vereinfacht wird und die Genauigkeit der Dämpfungskrafteinstellung verbessert wird. Weiterhin sind, da die Nuten 73 die an der Außenumfangsfläche des Flansches 4A ausgebildet sind, nicht nur die Kanten der Rückstellfeder 3 abgedichtet. In diesem Beispiel sind die Nuten 73 in der Außenumfangsfläche des Flansches 4A ausgebildet, jedoch können diese auch in der Innenumfangsfläche 7A des Hülsenteiles 7 ausgebildet sein.
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6A zeigt eine vierte Ausführungsform.
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6B zeigt eine Vertikalschnittansicht entlang der Linie C-C in 6A. die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in den folgenden Punkten. Auch bei der vierten Ausführungsform ist das Entspannungsventil in den Schieber 40 des Strömungsratensteuerventiles 30 eingebaut.
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Gemäß der vierten Ausführungsform ist der Flansch 4A des Kugellagerteiles 4 in axialer Richtung erweitert ausgebildet und seine Außenumfangsfläche gleitet vollständig auf der Innenumfangsfläche 7A des Hülsenteiles 7. Eine Vielzahl von Senkungen 83 welche zur Drucksteuerfederkammer 10 hin öffnen sind in der Außenumfangsfläche des Flansches 4A ausgebildet. Weiterhin sind Bohrungen 84 die sich axial durch den Flansch 4A hindurch erstrecken in dem inneren Teil der Senkungen 83. Diese Durchgangsbohrungen 84 wirken als Ausflußöffnungen. Die Durchgangsbohrungen 84 sind auf eine derartige Größe festgelegt, dass ein ausreichender Dämpfungseffekt auf die Bewegung (Vibration) des Kugellagerteiles 4 erreicht wird.
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Aufgrund der Durchgangsbohrungen 84 wird bei dieser vierten Ausführungsform ein identischer Effekt erreicht wie bei der ersten Ausführungsform. Weiterhin gelangt der Flansch 4A in Kontakt mit der Innenumfangsfläche 7A des Hülsenteiles 7, so dass Vibrationen des Kugellagerteiles 4 in Seitenrichtung vollständig verhindert sind. Die Ausflußöffnung ist als die Durchgangsbohrungen 84 bereitgestellt welche sich durch den Flansch 4A erstrecken und kann dabei auf einfache Weise ausgebildet werden, so dass die Präzisionsbearbeitung vereinfacht wird und die Präzision der Dämpfungskrafteinstellung verbessert wird. Weiterhin sind die Durchgangsbohrungen 84 innerhalb der Senkungsteile 83 ausgebildet, so dass selbst wenn die Rückstellfeder 3 an dem Ende des Flansches 4 installiert wird, diese nicht abgedichtet werden durch das Ende der Rückstellfeder 3.
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7 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel.
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Dieses fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in den nachfolgend im einzelnen dargelegten Punkten. Die verbleibenden Merkmale dieser Konstruktion sind mit den vorangehenden Ausführungsbeispielen identisch.
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Bei dem fünften Ausführungsbeispiel kommunizieren die Druck-Steuerfederkammer 10 und die Außenumfangsnut 13 nicht durch die Ölpassage 12 sondern durch eine Ausflußöffnung 93.
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Wenn das Entspannungsventil 1 in eine Offenstellung gedrängt wird, aufgrund der Strömung durch die Ausflußöffnung 93, wird ein ausreichender Sützdruck in der Druck-Steuerfederkammer 10 aufgebaut, und ein Luftmischungseffekt unterdrückt und Kavitationen in der Druck-Steuerfederkammer 10 werden verhindert. Die Funktion des Kugellagerteiles 4 wird stabilisiert und etwaige Geräusche aufgrund von Rattern werden vermindert. Weiterhin entsteht ein Druck in der Kammer 9 stromabwärts der Sitzbohrung 6B so dass die Übersteuerungscharakteristik verbessert wird.
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8 zeigt eine sechste Ausführungsform.
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Diese sechste Ausführungsform ähnelt in ihrem Aufbau der fünften Ausführungsform (7), wobei die Drucksteuerfederkammer 10 und die Außenumfangsnut 13 über eine Ausflußöffnung miteinander kommunizieren und eine nutförmige Ausflussöffnung 103 die an der Außenumfangsfläche des Flansches 4A ausgebildet ist.
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Insbesondere in der sechsten Ausführungsform gleitet der Flansch 4A des Kugellagerteiles 4 an der Innenumfangsfläche 7A des Hülsenteiles 7 und die nutförmige Ausflußöffnung 103 ist an der Außenumfangsfläche des Flansches 4A ausgebildet.
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Die Querschnittsfläche der Ausflußöffnung 103 ist auf ein derartiges Maß festgelegt, dass ein ausreichender Dämpfungseffekt hinsichtlich der Bewegung (Vibration) des Kugellagerteiles 4 erreicht wird.
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Die Drucksteuerventilkammer 10 und die Außenumfangsnut 13 kommunizieren miteinander über eine Ausflußöffnung 104. Aufgrund dieser Konstruktion können Vibrationen des Kugellagerteiles 4 in Seitenrichtung noch bestimmter unterdrückt werden.
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9 zeigt eine siebte Ausführungsform.
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In dieser siebten Ausführungsform gleicht die Konstruktion des Entspannungsventils 1 jener des ersten Ausführungsbeispiels jedoch ist der Öffnungsquerschnitt einer Ausflußöffnung 118 zwischen dem Pumpenanschluß P und einem Öllieferanschluß 120 welcher Öl zu einer Servolenkungsvorrichtung liefert, variierbar über ein Spulenventil 110 das von der ersten Ausführungsform abweicht. Der Schieber 40 des Flußmengensteuerventiles 20 umfasst ein Endteil 46 von kleinem Durchmesser das sich an einem Ende des Gleitteiles 43 befindet, welches in der Gleitbohrung 31 gleitet. Der Pumpenanschluß P öffnet zur Seite des Endteiles 46 hin. Der Tankanschluß T öffnet auf der Seite des Gleitteiles 43 und öffnet zu einem Endteil 46 hin wenn der Schieber 14 sich zurückgezogen hat, so dass ein Teil des Fluides von dem Pumpenanschluß P in den Tankanschluß T hin abgeleitet wird.
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Das Spulenventil 110 ist zwischen dem Öllieferanschluß 120 der mit der Servolenkungsvorrichtung kommuniziert und dem Pumpenanschluß P angeordnet.
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Das Spulenventil 110 umfaßt einen fixierten Eisenkern 112 welcher eine Spule 111 an seiner Außenumfangsfläche trägt und eine Stange 114 die einen bewegbaren Eisenkern an ihrer Außenumfangsfläche aufweist. Die Stange 114 ist so gelagert, dass diese in axialer Richtung über Lager 115, 116 frei verschiebbar ist und wird durch Aktivieren der Spule 111 angetrieben. der Endteil der Stange 114 der steht mit der Öffnung des Sitzes 117 in Eingriff. der Außenumfangsteil dieser Stange 114 und der Sitz 117 bilden eine Ausflußöffnunng 118. der Öffnungsquerschnitt dieser Ausflußöffnung 118 kann durch Zurückziehen der Stange 114 verändert werden.
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Bei dieser Konstruktion kann die Steuerung des Öffnungsquerschnittes der Ausflußöffnung 118 zwischen dem Pumpenanschluß P und dem Öllieferanschluß 120 noch präziser durchgeführt werden.
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Die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden und jegliche mögliche Kombination kann angewendet werden soweit dies gewünscht ist.
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Die Ausflußöffnung stromabwärts der Sitzbohrung des Entspannungsventiles kann auch auf andere Weise bereitgestellt werden.
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Bei den obigen Ausführungsbeispielen wurde das Entspannungsventil angewendet als Flußmengensteuerventil einer Flügelzellenpumpe zur Bereitstellung von Drucköl für eine Servolenkvorrichtung. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Ausführungsform beschränkt und kann beispielsweise auch als Entspannungsventil für andere Anwendungsfälle verwendet werden.
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Ausführungsformen dieser Erfindung für welche ein ausschließlicher Schutz beansprucht wird sind in den Ansprüchen definiert.
