DE102007024429A1

DE102007024429A1 - Servo valve assembly for hydraulic power steering, for providing power assisting force for vehicle driver, has output element subjected relative to input element in opposite directions, and pressure-subjecting elements lying in plane

Info

Publication number: DE102007024429A1
Application number: DE102007024429A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Dorn
Original assignee: TRW Automotive GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2008-12-04

Abstract

The assembly has a servo valve (12) that includes an input element (14) rotatable around a valve axis (A) and an output element (16) rotatable relative to the input element. A pressure controlled actuator (18) has pressure-subjecting elements (24, 26), which are effective between the input element and the output element. The output element is subjected relative to the input element in two opposite rotating directions based on a hydraulic center position of the servo valve, where the pressure-subjecting elements lie in a plane.

Description

Die Erfindung betrifft eine Servoventilbaugruppe mit einem Servoventil, das ein um eine Ventilachse drehbares Eingangselement und ein relativ zum Eingangselement verdrehbares Ausgangselement aufweist, sowie einem druckgesteuerten Aktuator, der mehrere Druckbeaufschlagungselemente aufweist, welche zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement wirksam sind und ausgehend von einer hydraulischen Mittenposition des Servoventils das Ausgangselement relativ zum Eingangselement in einer ersten Verdrehrichtung und/oder in einer entgegengesetzten zweiten Verdrehrichtung beaufschlagen können.The The invention relates to a servo valve assembly having a servo valve, the one about a valve axis rotatable input element and a relative to Input element has rotatable output element, and a pressure-controlled actuator having a plurality of pressurizing elements, which is effective between the input element and the output element are and starting from a hydraulic center position of the servo valve the output element relative to the input element in a first Apply twisting direction and / or in an opposite second direction of rotation can.

Ein Servoventil ist zentraler Bestandteil einer hydraulischen Servolenkung, durch die eine Lenkunterstützungskraft für den Fahrer eines Fahrzeugs bereitgestellt werden kann. Ein Beispiel für eine solche Servolenkung findet sich in der europäischen Patentschrift 0 551 619 . Die mit einem Lenkrad verbundene Eingangswelle und die mit einem Lenkgetriebe verbundene Steuerhülse sind jeweils mit Steuernuten versehen, mittels denen ein Hydraulikstrom durch das Servoventil gesteuert werden kann. In einem Ausgangszustand, in welchem sich die Eingangswelle und die Steuerhülse relativ zueinander in der hydraulischen Mittenposition befinden, wird ein von einer Pumpe bereitgestellter Hydraulikstrom gleichmäßig auf zwei Ausgänge des Servoventils verteilt. Wenn die Eingangswelle relativ zur Steuerhülse in einer Richtung verdreht ist, wird einer der Ausgänge mit einem größeren Anteil des Hydraulikstroms versorgt. Der Hydraulikstrom kann beispielsweise zu einer Seite eines Hydraulikzylinders geführt werden, so daß eine Lenkunterstützungskraft in einer ersten Richtung erzeugt wird. Wenn die Eingangswelle relativ zur Steuerhülse in der entgegengesetzten Richtung verdreht ist, wird auch die Lenkunterstützungskraft in der entgegengesetzten Richtung erzeugt.A servo valve is a central part of a hydraulic power steering system, by which a steering assist force for the driver of a vehicle can be provided. An example of such a power steering can be found in the European Patent Specification 0 551 619 , The input shaft connected to a steering wheel and the steering sleeve connected to a control sleeve are each provided with control grooves, by means of which a hydraulic flow can be controlled by the servo valve. In an initial state in which the input shaft and the control sleeve are in the hydraulic center position relative to each other, a hydraulic flow provided by a pump is equally distributed to two outputs of the servo valve. When the input shaft is rotated relative to the control sleeve in one direction, one of the outputs is supplied with a larger portion of the hydraulic flow. For example, the hydraulic flow may be directed to one side of a hydraulic cylinder so that a steering assist force is generated in a first direction. When the input shaft is rotated in the opposite direction relative to the control sleeve, the steering assist force is also generated in the opposite direction.

Bei modernen Fahrzeugen werden zunehmend Lenksysteme eingesetzt, mittels denen aktiv auf einen vom Fahrer über das Lenkrad vorgegebenen Lenkimpuls eingewirkt werden kann. Auf diese Weise ist eine Beeinflussung des Lenkverhaltens möglich, beispielsweise um eine höhere Fahrzeugstabilität zu erreichen oder um den Fahrer in bestimmten Fahrsituationen zu unterstützen. Zum Zweck der aktiven Erzeugung eines Lenkimpulses ist in der DE 20 2004 013 834 eine Servoventilbaugruppe beschrieben, die im Inneren des Servoventils einen Aktuator aufweist, der die Eingangswelle und die Steuerhülse relativ zueinander aus der hydraulischen Mittenposition heraus verdrehen kann. Allerdings benötigt der Aktuator in dieser Schrift einen beachtlichen Bauraum, insbesondere in einer axialen Ventilrichtung. Ferner nimmt die in einigen Ausführungsformen vorgesehene Vorrichtung zur hydraulischen Mittenzentrierung, die sich in axialer Richtung an den Aktuator anschließt, weiteren Bauraum in Anspruch.In modern vehicles steering systems are increasingly being used by means of which active can be acted upon by the driver via the steering wheel predetermined steering pulse. In this way, an influencing of the steering behavior is possible, for example, to achieve a higher vehicle stability or to assist the driver in certain driving situations. For the purpose of actively generating a steering pulse is in the DE 20 2004 013 834 a servo valve assembly is described which has an actuator inside the servo valve, which can rotate the input shaft and the control sleeve relative to each other from the hydraulic center position out. However, the actuator requires in this document a considerable space, especially in an axial valve direction. Furthermore, the device for hydraulic centering provided in some embodiments, which adjoins the actuator in the axial direction, takes up further installation space.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Servoventilbaugruppe der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß der Aktuator zur Erzeugung eines aktiven Lenkimpulses sehr kompakt ausgeführt ist und die Servoventilbaugruppe einen entsprechend geringen Bauraumbedarf aufweist.The The object of the invention is now a servo valve assembly of the type mentioned in such a way that the Actuator designed to generate an active steering pulse very compact is and the servo valve assembly a correspondingly small space requirement having.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Servoventilbaugruppe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, bei der die Druckbeaufschlagungselemente im wesentlichen in einer Ebene liegen. Durch diese Bauweise ergibt sich im Unterschied zu den Ausführungsformen im Stand der Technik, bei denen die Druckbeaufschlagungselemente versetzt zueinander angeordnet sind, eine besonders kompakte Bauweise der Servoventilbaugruppe. Da sich die Ebene vorzugsweise senkrecht zur Ventilachse erstreckt, reduziert sich insbesondere der benötigte Bauraum in axialer Ventilrichtung.According to the invention This object is achieved by a servo valve assembly according to the preamble of Claim 1, wherein the pressurizing elements lie essentially in one plane. By this construction results unlike the prior art embodiments, in which the pressurizing elements offset from one another are a particularly compact design of the servo valve assembly. Since the plane preferably extends perpendicular to the valve axis, In particular, reduces the required space in the axial Valve direction.

In einer Ausführungsform umfaßt der Aktuator ein Führungsbauteil und ein Widerlager, wobei die Druckbeaufschlagungselemente im Führungsbauteil geführt und gegen das Widerlager beaufschlagbar sind.In In one embodiment, the actuator includes Guide member and an abutment, wherein the pressurizing elements guided in the guide member and against the abutment can be acted upon.

Das Widerlager kann mehrere Vertiefungen aufweisen, wobei jedem Druckbeaufschlagungselement eine Vertiefung zugeordnet ist.The Abutment may have a plurality of recesses, each pressurizing element a depression is assigned.

Bevorzugt haben diese Vertiefungen in Umfangsrichtung geneigte und/oder gekrümmte Angriffsflächen, wobei die Druckbeaufschlagungselemente gegen die Angriffsflächen beaufschlagbar sind. Durch die Vertiefungen mit ihren jeweils geneigten und/oder gekrümmten Angriffsflächen wird auf einfache Art und Weise eine lineare Bewegung der Druckbeaufschlagungselemente, insbesondere eine lineare Bewegung in axialer Richtung, in eine Drehbewegung des Führungsbauteils relativ zum Widerlager umgesetzt. Über die Detailausführung der Vertiefungen lassen sich sehr einfach Parameter wie die Verdrehrichtung und der maximale Verdrehwinkel zwischen Führungsbauteil und Widerlager sowie das Verhältnis zwischen der linearen Bewegung eines Druckbeaufschlagungselements und dem Verdrehwinkel festlegen. Hierzu sind lediglich geringfügige Änderungen an den geneigten und/oder gekrümmten Angriffsflächen der Vertiefungen nötig. Außerdem läßt sich über die Neigungswinkel der Angriffsflächen auch das Überlagerungsmoment, d. h. das durch die Druckbeaufschlagungselemente erzeugte Moment zur aktiven Verdrehung des Servoventils, beeinflussen. Ein größerer Neigungswinkel der jeweiligen Angriffsfläche der Vertiefung ermöglicht im Vergleich zu einem kleineren Neigungswinkel ein größeres Überlagerungsmoment bei identischer Druckbeaufschlagung.These depressions preferably have inclined and / or curved engagement surfaces in the circumferential direction, wherein the pressurization elements can be acted upon against the engagement surfaces. Through the recesses with their respective inclined and / or curved engagement surfaces is converted in a simple manner, a linear movement of the pressurizing elements, in particular a linear movement in the axial direction, in a rotational movement of the guide member relative to the abutment. About the detail of the wells can be very easily set parameters such as the direction of rotation and the maximum angle of rotation between the guide member and abutment and the relationship between the linear movement of a pressurizing element and the angle of rotation. For this purpose, only slight changes to the inclined and / or curved surfaces of the depressions are necessary. In addition, can be on the inclination angle of the attack surfaces and the superposition torque, ie the moment generated by the pressurizing elements for active rotation of the servo valve, influence. A larger inclination angle of the respective engagement surface of the recess allows a larger over compared to a smaller inclination angle storage torque with identical pressurization.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Führungsbauteil fest mit dem Eingangselement verbunden. Beispielsweise ist das Führungsbauteil hülsenförmig ausgebildet und mit dem Eingangselement verpreßt.In a preferred embodiment is the guide member firmly connected to the input element. For example, the guide member is sleeve-shaped trained and pressed with the input element.

Das Widerlager ist in dieser Ausführungsform vorzugsweise fest mit dem Ausgangselement verbunden. Besonders bevorzugt ist das Widerlager einstückig mit dem Ausgangselement ausgebildet, um die Anzahl der Einzelbauteile gering zu halten und den Aufwand bei der später notwendigen, exakten Positionierung der Einzelbauteile relativ zueinander zu minimieren.The Abutment is preferably solid in this embodiment connected to the output element. Particularly preferably, the abutment is in one piece formed with the output element to the number of individual components to keep it low and the effort in later necessary, exact positioning of the individual components relative to each other minimize.

In einer weiteren Ausführungsform der Servoventilbaugruppe sind im Führungsbauteil des Aktuators Ringnuten ausgebildet, wobei eine erste Ringnut mit wenigstens einem ersten Druckbeaufschlagungselement und eine zweite Ringnut mit wenigstens einem zweiten Druckbeaufschlagungselement in Verbindung steht. Insbesondere bei mehreren ersten und mehreren zweiten Druckbeaufschlagungselementen stellen die jeweils zugeordneten Ringnuten eine sehr einfache Möglichkeit zur Versorgung der jeweiligen Druckbeaufschlagungselemente mit einem gewünschten Hydraulikdruck dar.In Another embodiment of the servo valve assembly are formed in the guide member of the actuator annular grooves, wherein a first annular groove having at least a first pressurizing element and a second annular groove having at least one second pressurizing element in Connection stands. Especially with several first and several second pressurizing elements provide the respectively associated Ring grooves a very easy way to supply the respective pressurizing elements with a desired Hydraulic pressure is.

Vorzugsweise ist im Führungsbauteil des Aktuators noch eine dritte Ringnut ausgebildet, die mit wenigstens einem dritten Druckbeaufschlagungselement in Verbindung steht.Preferably is still a third annular groove in the guide member of the actuator formed with at least one third pressurizing element communicates.

Dieses wenigstens eine dritte Druckbeaufschlagungselement kann in einer Ausführungsvariante das Ausgangselement und das Eingangselement in die hydraulische Mittenposition des Servoventils beaufschlagen. Über die dritte Ringnut läßt sich die Mittenzentrierung abhängig von beliebigen vorbestimmbaren Parametern mit äußerst geringem Aufwand hydraulisch steuern. Damit ist auf besonders einfache Art und Weise eine vorteilhafte Zentriervorrichtung in den Aktuator integriert, was zu einer extrem kompakten Bauweise der Servoventilbaugruppe beiträgt.This at least one third pressurizing element may be in one Embodiment variant, the output element and the input element act on the hydraulic center position of the servo valve. about the third annular groove can be the centering depending on any predeterminable parameters with extreme hydraulically control small effort. This is especially easy Way an advantageous centering device in the actuator integrated, resulting in an extremely compact design of the servo valve assembly contributes.

Der Aktuator kann darüber hinaus eine Feder aufweisen, wobei die Feder so auf das wenigstens eine dritte Druckbeaufschlagungselement einwirkt, daß das Ausgangselement relativ zum Eingangselement in die hydraulische Mittenposition des Servoventils beaufschlagt ist. Mit dieser Feder läßt sich für das wenigstens eine dritte Druckbeaufschlagungselement ein Kraftminimum einstellen, durch das auch im drucklosen Zustand eine gewisse Mittenzentrierung des Servoventils gewährleistet ist.Of the Actuator may also have a spring, wherein the spring so on the at least one third pressurizing element acting that the output element relative to the input element acted upon in the hydraulic center position of the servo valve is. With this spring can be for the at least one third pressurizing element a force minimum set, by the center of gravity even in the unpressurized state of the servo valve is guaranteed.

Bevorzugt liegen alle ersten, zweiten und dritten Druckbeaufschlagungselemente im wesentlichen in einer Ebene. Durch diese Konstruktion läßt sich der notwendige Bauraum der Servoventilbaugruppe minimieren.Prefers are all first, second and third pressurizing elements essentially in one plane. By this construction can be minimize the necessary installation space of the servo valve assembly.

In einer weiteren Ausführungsform sind im Führungsbauteil Kanäle ausgebildet, in denen jeweils ein zugeordnetes Druckbeaufschlagungselement geführt ist.In a further embodiment are in the guide member Channels formed, in each of which an associated pressurizing element is guided.

Vorzugsweise sind diese Kanäle durch die jeweils zugeordneten Druckbeaufschlagungselemente im wesentlichen dicht verschlossen. Bei einer Änderung der jeweiligen Druckverhältnisse gleiten die einzelnen Druckbeaufschlagungselemente weitgehend dicht in ihren zugeordneten Kanälen und führen zu einer aktiven Verdrehung des Servoventils oder einer mehr oder weniger starken Mittenzentrierung. Der Aktuator benötigt also keinen Fluidkreislauf mit dauernd strömendem Hydraulikfluid, sondern kann je nach Bedarf durch eine temporäre Druckbeaufschlagung aktiviert werden.Preferably these channels are through the respective associated pressurizing elements essentially sealed. In case of a change the individual pressure conditions slide the individual Pressurizing elements largely dense in their associated Channels and lead to an active twist of the servo valve or a more or less strong centering. The actuator does not need a fluid circuit with permanent flowing hydraulic fluid, but can be as needed be activated by a temporary pressurization.

In wenigstens einem Kanal kann eine Feder vorgesehen sein, welche das zugeordnete Druckbeaufschlagungselement gegen das Widerlager beaufschlagt. Derartige Federn stellen z. B. im drucklosen Zustand eine definierte Position der zugeordneten Druckbeaufschlagungselemente sicher, beispielsweise eine Anlageposition am Widerlager. Insbesondere bei einem Druckbeaufschlagungselement für die Mittenzentrierung ist es unter Umständen vorteilhaft, eine solche Druckfeder etwas stärker auszuführen, so daß auch im drucklosen Zustand eine Beaufschlagung des Servoventils in seine hydraulische Mitte sichergestellt ist.In at least one channel may be provided with a spring which the assigned pressurizing element against the abutment acted upon. Such springs provide z. B. in the pressureless state a defined Secure position of the associated pressurizing elements, for example an investment position on the abutment. Especially with a pressurizing element for centering it may be advantageous to carry out such a compression spring slightly stronger, so that even in the pressureless state, an admission of the Servo valve is ensured in its hydraulic center.

Bevorzugt ist wenigstens ein erstes Druckbeaufschlagungselement vorgesehen, welches das Ausgangselement relativ zum Eingangselement in der ersten Verdrehrichtung beaufschlagen kann, und wenigstens ein zweites Druckbeaufschlagungselement, welches das Ausgangselement relativ zum Eingangselement in der entgegengesetzten zweiten Verdrehrichtung beaufschlagen kann.Prefers at least a first pressurizing element is provided, which is the output element relative to the input element in the first Can apply twisting, and at least a second pressurizing element, which is the output element relative to the input element in the opposite can act on the second direction of rotation.

Im übrigen kann eine Zentriervorrichtung vorgesehen sein, welche die Ventilhülse relativ zur Eingangswelle in die hydraulische Mittenposition des Servoventils beaufschlagt. Hierfür kommt beispielsweise ein Torsionsstab, eine C-Feder oder eine hydraulisch betriebene Zentriervorrichtung zum Einsatz.Furthermore may be provided a centering device, which the valve sleeve relative to the input shaft in the hydraulic center position of the servo valve applied. For this example comes a torsion bar, a C-spring or a hydraulically operated centering device for use.

Besonders bevorzugt ist die Zentriervorrichtung in den druckgesteuerten Aktuator integriert.Especially Preferably, the centering device is in the pressure-controlled actuator integrated.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description a preferred embodiment with reference to the drawings. In these show:

1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Servoventilbaugruppe; 1 a side view of a servo valve assembly according to the invention;

2 eine teilgeschnittene Detailansicht der Servoventilbaugruppe nach 1 in einer hydraulischen Mittenposition; 2 a partially cut detail of the servo valve assembly after 1 in a hydraulic center position;

3 eine weitere teilgeschnittene Detailansicht der Servoventilbaugruppe nach 1 in der hydraulischen Mittenposition; und 3 another partially cut detail of the servo valve assembly after 1 in the hydraulic center position; and

4 noch eine weitere teilgeschnittene Detailansicht der Servoventilbaugruppe nach 1 in der hydraulischen Mittenposition. 4 Yet another partially cut detail of the servo valve assembly after 1 in the hydraulic center position.

Die 1 zeigt eine Servoventilbaugruppe 10 mit einem Servoventil 12, das ein als Eingangswelle ausgebildetes Eingangselement 14 sowie ein relativ zum Eingangselement 14 verdrehbares, als Steuerhülse ausgebildetes Ausgangselement 16 aufweist. Das Eingangselement 14 ist drehfest mit einem (nicht gezeigten) Lenkrad gekoppelt und um eine Ventilachse A drehbar, während das Ausgangselement 16 zwar ebenfalls um die Ventilachse A drehbar, aber mit einem (nicht gezeigten) Lenkgetriebe verbunden ist. Bei dem hier betrachteten Servoventil 12 handelt es sich um ein hydraulisches Servoventil, dessen grundsätzlicher Aufbau aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der US-Patentschrift 4,819,545 bekannt ist. Auf dieses Dokument wird ausdrücklich in vollem Umfang Bezug genommen.The 1 shows a servo valve assembly 10 with a servo valve 12 , which is an input element designed as an input shaft 14 as well as relative to the input element 14 rotatable, designed as a control sleeve output element 16 having. The input element 14 is rotatably coupled to a (not shown) steering wheel and rotatable about a valve axis A, while the output element 16 Although also about the valve axis A rotatable, but with a (not shown) steering gear is connected. In the servo valve considered here 12 it is a hydraulic servo valve, the basic structure of the prior art, for example from the U.S. Patent 4,819,545 is known. This document is hereby incorporated by reference in its entirety.

Die Servoventilbaugruppe 10 umfaßt darüber hinaus einen druckgesteuerten Aktuator 18, der ein Führungsbauteil 20, ein Widerlager 22 und mehrere Druckbeaufschlagungselemente 24, 26, 28 aufweist, welche im Führungsbauteil 20 geführt und gegen das Widerlager 22 beaufschlagbar sind.The servo valve assembly 10 also includes a pressure controlled actuator 18 who is a leader 20 , an abutment 22 and a plurality of pressurizing elements 24 . 26 . 28 having, which in the guide member 20 guided and against the abutment 22 can be acted upon.

Gemäß 1 ist das Führungsbauteil 20 fest mit dem Eingangselement 14 und das Widerlager 22 fest mit dem Ausgangselement 16 verbunden. Konkret ist das Führungsbauteil 20 mit der Eingangswelle verpreßt, und das Widerlager 22 ist einstückig mit der Steuerhülse ausgebildet. In alternativen Ausführungsvarianten ist es auch denkbar, daß das Führungsbauteil 20 fest mit dem Ausgangselement 16 und das Widerlager 22 fest mit dem Eingangselement 14 verbunden ist.According to 1 is the guiding component 20 fixed to the input element 14 and the abutment 22 fixed to the output element 16 connected. Specifically, the guide component 20 pressed with the input shaft, and the abutment 22 is formed integrally with the control sleeve. In alternative embodiments, it is also conceivable that the guide member 20 fixed to the output element 16 and the abutment 22 fixed to the input element 14 connected is.

Im vorliegenden Beispiel sind insgesamt sechs Druckbeaufschlagungselemente 24, 26, 28 vorgesehen, die in Umfangsrichtung des Servoventils 12 gleichmäßig, also unter einem Winkel von 60°, verteilt sind, wobei die jeweils gegenüberliegenden Druckbeaufschlagungselemente 24, 26, 28 einander in ihrer Funktion entsprechen. Folglich lassen sich die Druckbeaufschlagungselemente 24, 26, 28 in drei Gruppen mit jeweils zwei identisch wirkenden Druckbeaufschlagungselementen 24, 26, 28 unterteilen: So sind zwei erste Druckbeaufschlagungselemente 24 vorgesehen, welche ausgehend von einer hydraulischen Mittenposition des Servoventils 12 das Ausgangselement 16 relativ zum Eingangselement 14 in einer ersten Verdrehrichtung beaufschlagen können (vgl. 2), ferner sind zwei zweite Druckbeaufschlagungselemente 26 vorgesehen, welche ausgehend von der hydraulischen Mittenposition des Servoventils 12 das Ausgangselement 16 relativ zum Eingangselement 14 in einer entgegengesetzten zweiten Verdrehrichtung beaufschlagen können (vgl. 4), und schließlich sind noch zwei dritte Druckbeaufschlagungselemente 28 vorgesehen, welche das Ausgangselement 16 relativ zum Eingangselement 14 in die hydraulische Mittenposition des Servoventils 12 beaufschlagen können (vgl. 3). In alternativen Ausführungsformen ist selbstverständlich auch eine andere Anzahl und/oder Anordnung der Druckbeaufschlagungselemente 24, 26, 28 vorstellbar, wobei allerdings die gleichwirkenden Druckbeaufschlagungselemente 24, 26, 28 möglichst symmetrisch über den Ventilumfang verteilt sind und vorzugsweise gleich viele erste und zweite Druckbeaufschlagungselemente 24, 26 verwendet werden.In the present example, a total of six pressurizing elements 24 . 26 . 28 provided in the circumferential direction of the servo valve 12 evenly, ie at an angle of 60 °, are distributed, wherein the respective opposing pressurizing elements 24 . 26 . 28 correspond to each other in their function. Consequently, the pressurizing elements can be left 24 . 26 . 28 in three groups, each with two identically acting pressurizing elements 24 . 26 . 28 Divide: So are two first pressurization elements 24 provided, which starting from a hydraulic center position of the servo valve 12 the starting element 16 relative to the input element 14 act in a first direction of rotation (see. 2 Further, there are two second pressurizing elements 26 provided, which starting from the hydraulic center position of the servo valve 12 the starting element 16 relative to the input element 14 can act in an opposite second direction of rotation (see. 4 ), and finally there are still two third pressurizing elements 28 provided, which the output element 16 relative to the input element 14 in the hydraulic center position of the servo valve 12 can apply (cf. 3 ). In alternative embodiments, of course, another number and / or arrangement of the pressurizing elements 24 . 26 . 28 conceivable, but with the same effect pressurizing elements 24 . 26 . 28 are distributed symmetrically over the valve circumference and preferably equal to a plurality of first and second pressurizing elements 24 . 26 be used.

Die 2 bis 4 zeigen jeweils teilgeschnittene Detailansichten der Servoventilbaugruppe 10 im Bereich des Aktuators 18, wobei sich das Servoventil 12 stets in seiner hydraulischen Mittenposition befindet. Der Unterschied in den Figuren liegt darin, daß die gesamte Servoventilbaugruppe 10 in 3 gegenüber der Baugruppe in 2 sowie die gesamte Servoventilbaugruppe 10 in 4 gegenüber der Baugruppe in 3 jeweils um ca. 60° im Uhrzeigersinn gedreht ist. Die Richtung der Ansicht in 3 stimmt dabei mit der in 1 überein.The 2 to 4 show in each case partially sectioned detail views of the servo valve assembly 10 in the area of the actuator 18 , where the servo valve 12 always in its hydraulic center position. The difference in the figures is that the entire servo valve assembly 10 in 3 opposite to the module in 2 as well as the entire servo valve assembly 10 in 4 opposite to the module in 3 each rotated about 60 ° clockwise. The direction of the view in 3 agrees with the in 1 match.

Aus den 2 bis 4 wird deutlich, daß im Führungsbauteil 20 Kanäle 30 ausgebildet sind, die sich in axialer Richtung erstrecken und in denen jeweils ein zugeordnetes Druckbeaufschlagungselement 24, 26, 28 geführt ist. Die Druckbeaufschlagungselemente 24, 26, 28 sind als Kugeln ausgebildet und können in axialer Richtung in den Kanälen 30 gleiten oder rollen, wobei jeder Kanal 30 von seinem zugeordneten Druckbeaufschlagungselement 24, 26, 28, abgesehen von einer möglichen Leckage beim Gleiten oder Rollen der Kugeln, im wesentlichen dicht verschlossen ist. Zur besseren Abdichtung können die Druckbeaufschlagungselemente 24, 26, 28 in alternativen Ausführungsformen auch als Halbkugeln mit zylindrischem Fortsatz ausgebildet sein.From the 2 to 4 becomes clear that in the guide component 20 channels 30 are formed, which extend in the axial direction and in each of which an associated pressurizing element 24 . 26 . 28 is guided. The pressurizing elements 24 . 26 . 28 are formed as balls and can in the axial direction in the channels 30 slide or roll, with each channel 30 from its associated pressurizing element 24 . 26 . 28 , apart from a possible leakage when sliding or rolling the balls, is substantially sealed. For better sealing, the pressurizing elements 24 . 26 . 28 in alternative embodiments may also be formed as hemispheres with a cylindrical extension.

Der obere, dem Führungsbauteil 20 zugewandte Abschnitt des Ausgangselements 16 ist als Widerlager 22 für die Druckbeaufschlagungselemente 24, 26, 28 ausgebildet und weist mehrere Vertiefungen 32 auf, wobei jedem Druckbeaufschlagungselement 24, 26, 28 eine Vertiefung 32 zugeordnet ist. Die Vertiefungen 32 haben in Umfangsrichtung geneigte und gekrümmte Angriffsflächen, gegen die die Druckbeaufschlagungselemente 24, 26, 28 beaufschlagt werden können.The upper, the guide component 20 facing portion of the output element 16 is as an abutment 22 for the pressurizing elements 24 . 26 . 28 trained and has several Vertie levies 32 on, with each pressurizing element 24 . 26 . 28 a depression 32 assigned. The wells 32 have circumferentially inclined and curved engagement surfaces against which the pressurizing elements 24 . 26 . 28 can be applied.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bilden die dritten Druckbeaufschlagungselemente 28 mit ihren zugehörigen Vertiefungen 32 eine Zentriervorrichtung 34 (vgl. 3), welche das Ausgangselement 16 relativ zum Eingangselement 14 in die hydraulische Mittenposition des Servoventils 12 beaufschlagt. Alternativ zu dieser Ausführung können auch traditionelle Zentriervorrichtungen 34, wie z. B. ein Torsionsstab oder eine C-Feder zum Einsatz kommen.In the present embodiment form the third pressurizing elements 28 with their corresponding depressions 32 a centering device 34 (see. 3 ), which is the starting element 16 relative to the input element 14 in the hydraulic center position of the servo valve 12 applied. As an alternative to this embodiment, traditional centering devices can also be used 34 , such as B. a torsion bar or a C-spring are used.

Die Besonderheit der vorliegenden Servoventilbaugruppe 10 liegt darin, daß alle Druckbeaufschlagungselemente 24, 26, 28, insbesondere alle ersten und zweiten Druckbeaufschlagungselemente 24, 26 im wesentlichen in einer Ebene E liegen, die sich senkrecht zur Ventilachse A erstreckt. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise der Servoventilbaugruppe 10, die sich bezüglich ihrer axialen Bauhöhe kaum von herkömmlichen Servoventilbaugruppen mit hydraulischer Reaktion unterscheidet. Abhängig von der Verdrehung des Eingangselements 14 relativ zum Ausgangselement 16 liegen die Druckbeaufschlagungselemente 24, 26, 28 nicht exakt in derselben Ebene E, da sich die ersten, zweiten und dritten Druckbeaufschlagungselemente 24, 26, 28 an unterschiedlichen Stellen der Vertiefungen 32 und folglich auch in leicht unterschiedlicher axialer Position befinden, was allerdings vernachlässigbar ist.The special feature of the present servo valve assembly 10 is that all pressurizing elements 24 . 26 . 28 , in particular all first and second pressurizing elements 24 . 26 lie substantially in a plane E, which extends perpendicular to the valve axis A. This results in a particularly compact design of the servo valve assembly 10 which differs little in its axial height from conventional servo valve assemblies with hydraulic response. Depending on the rotation of the input element 14 relative to the starting element 16 are the pressurizing elements 24 . 26 . 28 not exactly in the same plane E, since the first, second and third pressurizing elements 24 . 26 . 28 at different locations of the wells 32 and therefore also in slightly different axial position, which is however negligible.

Die Versorgung der Druckbeaufschlagungselemente 24, 26, 28 mit Hydraulikfluid erfolgt durch Ringnuten 36, 38, 40, die im Führungsbauteil 20 des Aktuators 18 ausgebildet sind und über Radialbohrungen 42 mit den Kanälen 30 in Verbindung stehen, wobei eine erste Ringnut 36 den ersten Druckbeaufschlagungselementen 24, eine zweite Ringnut 38 den zweiten Druckbeaufschlagungselementen 26 und eine dritte Ringnut 40 den dritten Druckbeaufschlagungselementen 28 zugeordnet ist (vgl. insbesondere 3).The supply of the pressurizing elements 24 . 26 . 28 with hydraulic fluid through annular grooves 36 . 38 . 40 that are in the leadership component 20 of the actuator 18 are formed and over radial bores 42 with the channels 30 communicating with a first annular groove 36 the first pressurizing elements 24 , a second annular groove 38 the second pressurizing elements 26 and a third annular groove 40 the third pressurizing elements 28 is assigned (see in particular 3 ).

In der 3 ist in dem Kanal 30, der einem der dritten Druckbeaufschlagungselemente 28 zugeordnet ist, beispielhaft eine Feder 44 angeordnet. Diese als Druckfeder ausgebildete Feder 44 beaufschlagt das dritte Druckbeaufschlagungselement 28 auch dann gegen das Widerlager 22, wenn die dritte Ringnut 40 im wesentlichen drucklos geschaltet ist. Somit ist infolge der Federwirkung unabhängig vom Hydraulikdruck in den Ringnuten 36, 38, 40 eine Beaufschlagung des Servoventils 12 in seine hydraulische Mittenposition sichergestellt. In weiteren Ausführungsvarianten können auch in den Kanälen 30, die einem ersten oder zweiten Druckbeaufschlagungselement 24, 26 zugeordnet sind, Federn 44 vorgesehen sein. Diese sind beispielsweise als schwache Druckfedern ausgebildet und stellen in einem drucklosen Zustand des zugeordneten Kanals 30 lediglich sicher, daß die Druckbeaufschlagungselemente 24, 26 an den Anlageflächen der Vertiefungen 32 anliegen und somit eine definierte Position einnehmen.In the 3 is in the channel 30 , one of the third pressurizing elements 28 is assigned, for example, a spring 44 arranged. This trained as a compression spring spring 44 acts on the third pressurizing element 28 then against the abutment 22 if the third ring groove 40 is switched substantially without pressure. Thus, due to the spring action is independent of the hydraulic pressure in the annular grooves 36 . 38 . 40 an application of the servo valve 12 ensured in its hydraulic center position. In further embodiments can also in the channels 30 that is a first or second pressurizing element 24 . 26 are assigned, springs 44 be provided. These are designed, for example, as weak compression springs and provide in a depressurized state of the associated channel 30 only sure that the pressurizing elements 24 . 26 at the contact surfaces of the wells 32 and thus assume a defined position.

Das Servoventil 12 befindet sich in den Schnittansichten der 2 bis 4 jeweils in seiner hydraulischen Mittenposition. Dies ist daran zu erkennen, daß das dritte Druckbeaufschlagungselement 28 seine in axialer Richtung gesehen unterste Stellung in der zugeordneten Vertiefung 32 einnimmt (vgl. 3).The servo valve 12 is located in the sectional views of 2 to 4 each in its hydraulic center position. This can be seen that the third pressurizing element 28 its lowermost position seen in the associated recess in the axial direction 32 occupies (cf. 3 ).

In dieser hydraulischen Mittenposition liegen die ersten Druckbeaufschlagungselementen 24 an Angriffsflächen ihrer zugeordneten Vertiefungen 32 an, die in Umfangsrichtung genau entgegengesetzt zu denjenigen Angriffsflächen geneigt sind, an denen die zweiten Druckbeaufschlagungselemente 26 in ihren zugeord neten Vertiefungen 32 anliegen. So liegt das erste Druckbeaufschlagungselement 24 in 2 an der rechten Seite der Vertiefung 32 und das zweite Druckbeaufschlagungselement 26 in 4 an der linken Seite seiner zugeordneten Vertiefung 32 an. Infolge einer Druckbeaufschlagung der ersten oder zweiten Ringnut 36, 38 wird entsprechend das erste oder zweite Druckbeaufschlagungselement 24, 26 in seine axial unterste Stellung in der Vertiefung 32 bewegt, wodurch sich das Eingangselement 14 und das Ausgangselement 16 relativ zueinander in einer ersten Richtung oder einer entgegengesetzten zweiten Richtung um die Ventilachse A verdrehen. Dabei bewegen sich die dritten Druckbeaufschlagungselemente 28 aus ihren axial unteren Positionen entlang ihren geneigten und gekrümmten Angriffsflächen der Vertiefungen 32 nach oben.In this hydraulic center position are the first pressurizing elements 24 at attack surfaces of their associated wells 32 on, which are inclined in the circumferential direction exactly opposite to those engagement surfaces on which the second pressurizing elements 26 in their associated wells 32 issue. So lies the first pressurizing element 24 in 2 on the right side of the depression 32 and the second pressurizing element 26 in 4 on the left side of its associated recess 32 at. As a result of pressurization of the first or second annular groove 36 . 38 Accordingly, the first or second pressurizing element 24 . 26 in its axially lowest position in the recess 32 moves, causing the input element 14 and the starting element 16 rotate relative to each other in a first direction or an opposite second direction about the valve axis A. In this case, move the third pressurizing elements 28 from their axially lower positions along their inclined and curved engagement surfaces of the recesses 32 up.

Durch eine entsprechende Drucksteuerung in den Ringnuten 36, 38, 40 kann folglich jede beliebige Ventilposition des Servoventils 12 aktiv eingestellt werden. Der für diese Einstellung notwendige Aktuator 18 ist dabei äußerst kompakt ausgeführt, so daß die Servoventilbaugruppe 10 insbesondere in axialer Richtung gesehen einen verhältnismäßig geringen Bauraum beansprucht.By an appropriate pressure control in the annular grooves 36 . 38 . 40 can therefore any valve position of the servo valve 12 be actively set. The actuator required for this setting 18 is extremely compact, so that the servo valve assembly 10 seen in particular in the axial direction claimed a relatively small space.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0551619 [0002]
- DE 202004013834 [0003]
US 4819545 [0027]

Claims

Servo valve assembly with a servo valve ( 12 ), which is rotatable about a valve axis (A) input element ( 14 ) and a relative to the input element ( 14 ) rotatable output element ( 16 ), and a pressure-controlled actuator ( 18 ) comprising a plurality of pressurizing elements ( 24 . 26 ), which between the input element ( 14 ) and the output element ( 16 ) are effective and starting from a hydraulic center position of the servo valve ( 12 ) the starting element ( 16 ) relative to the input element ( 14 ) can act in a first direction of rotation and / or an opposite second direction of rotation, characterized in that the pressurizing elements ( 24 . 26 ) lie substantially in one plane (E).

Servo valve assembly according to claim 1, characterized in that the actuator ( 18 ) a guide component ( 20 ) and an abutment ( 22 ), wherein the pressurizing elements ( 24 . 26 ) in the guide component ( 20 ) and against the abutment ( 22 ) can be acted upon.

Servo valve assembly according to claim 2, characterized in that the abutment ( 22 ) several depressions ( 32 ), wherein each pressurizing element ( 24 . 26 ) a recess ( 32 ) assigned.

Servo valve assembly according to claim 3, characterized in that the depressions ( 32 ) have in the circumferential direction inclined and / or curved engagement surfaces, wherein the pressurizing elements ( 24 . 26 ) can be acted upon against these attack surfaces.

Servo valve assembly according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the guide component ( 20 ) fixed to the input element ( 14 ) connected is.

Servo valve assembly according to one of claims 2 to 5, characterized in that the abutment ( 22 ) fixed to the output element ( 16 ) connected is.

Servo valve assembly according to one of Claims 2 to 6, characterized in that in the guide component ( 20 ) of the actuator ( 18 ) Annular grooves ( 36 . 38 ) are formed, wherein a first annular groove ( 36 ) with at least one first pressurizing element ( 24 ) and a second annular groove ( 38 ) with at least one second pressurizing element ( 26 ).

Servo valve assembly according to claim 7, characterized in that in the guide component ( 20 ) of the actuator ( 18 ) a third annular groove ( 40 ) formed with at least one third pressurizing element ( 28 ).

Servo valve assembly according to claim 8, characterized in that the at least one third pressurizing element ( 28 ) the starting element ( 16 ) and the input element ( 14 ) in the hydraulic center position of the servo valve ( 12 ).

Servo valve assembly according to claim 8 or 9, characterized in that the actuator ( 18 ) a feather ( 44 ), wherein the spring ( 44 ) so on the at least one third pressurizing element ( 28 ) acts, that the output element ( 16 ) relative to the input element ( 14 ) in the hydraulic center position of the servo valve ( 12 ) is acted upon.

Servo valve assembly according to one of claims 8 to 10, characterized in that all first, second and third pressurizing elements ( 24 . 26 . 28 ) lie substantially in the plane (E).

Servo valve assembly according to one of claims 2 to 11, characterized in that in the guide component ( 20 ) Channels ( 30 ) are formed, in each of which an associated pressurizing element ( 24 . 26 . 28 ) is guided.

Servo valve assembly according to claim 12, characterized in that the channels ( 30 ) by the respective associated pressurization elements ( 24 . 26 . 28 ) are sealed substantially.

Servo valve assembly according to claim 12 or 13, characterized in that in at least one channel ( 30 ) a feather ( 44 ) is provided, which the associated pressurizing element ( 24 . 26 . 28 ) against the abutment ( 22 ).

Servo valve assembly according to one of the preceding claims, characterized in that at least one first pressurizing element ( 24 ) is provided which the output element ( 16 ) relative to the input element ( 14 ) in the first twisting direction, and at least one second pressurizing element ( 26 ), which is the starting element ( 16 ) relative to the input element ( 14 ) can act in an opposite second direction of rotation.

Servo valve assembly according to one of the preceding claims, characterized in that a centering device ( 34 ) is provided, which the output element ( 16 ) relative to Ein key element ( 14 ) in the hydraulic center position of the servo valve ( 12 ).

Servo valve assembly according to claim 16, characterized in that the centering device ( 34 ) in the actuator ( 18 ) is integrated.