DE1037791B - Steuerventil - Google Patents
SteuerventilInfo
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
- B62D5/08—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by type of steering valve used
- B62D5/087—Sliding spool valves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B9/00—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
- F15B9/02—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
- F15B9/08—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor
- F15B9/10—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor in which the controlling element and the servomotor each controls a separate member, these members influencing different fluid passages or the same passage
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für einen durch ein Strömungsmittel betätigten Motor mit zwei
Verschlußstücken, die auf einer gemeinsamen axial verschiebbaren Stange fest angeordnet sind und mit
zwei symmetrisch angeordneten Ventilsitzpaaren zusammenarbeiten. Hierbei ist jedes Verschlußstück
zwischen den beiden Ventilsitzen eines Paares bewegbar, um die Verbindung zwischen einem Einlaß,
einem Auslaß und zwei Motoröffnungen zu steuern. Die Verschlußstücke sind vorzugsweise in Form von
biegsamen membranartigen Scheiben ausgeführt.
Bei einer bekannten Ausführung eines derartigen Steuerventils sind die Auslaßventilsitze mit größerem
Durchmesser als die Einlaßventilsitze ausgeführt. Hierdurch wird eine Differentialkraft an der Ventilanordnung
erzeugt, welche die Ventilanordnung in ihrer eingestellten Stellung zu halten bestrebt ist.
Ferner sind Ventile bekannt, die lediglich ein aus einer flexiblen Scheibe bestehendes Verschluß stück
aufweisen, welches zwischen einem Einlaßventilsitz und einem Auslaßventilsitz bewegbar ist, wobei der
Einlaßventilsitz kleiner als der Auslaßventilsitz ausgeführt ist. Andere bekannte Ausführungen mit zwei
federnden Ventilgliedern sind in Abweichung von der der Erfindung zugrunde liegenden Form so ausgeführt,
daß die Ventilglieder jeweils nur mit einem Ventilsitz zusammenarbeiten und unabhängig voneinander
gesteuert werden. Derartige bekannte Ausführungen sind nur für eine Steuerung zwischen drei
öffnungen geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile der bekannten Ausführungen zu beseitigen und
gleichzeitig ein Steuerventil zu schaffen, das anders als die bekannten Ausführungen arbeitet. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in jedem Ventilsitzpaar der die betreffende Motoröffnung
mit dem Einlaß verbindende Sitz einen größeren Durchmesser als der die Motoröffnung mit dem
Auslaß verbindende Sitz hat, so daß die Verschlußstücke durch den sich ergebenden Differentialdruck
in eine neutrale Stellung zurückgeführt werden, in der sie sich zwischen ihren entsprechenden Sitzen befinden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist hierbei in der neutralen Stellung der Axialabstand
von jedem Verschluß stück zu dem zugeordneten Einlaßsitz kleiner als der Axialabstand zu dem
zugeordneten Auslaßsitz.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung hervor, das in der Zeichnung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Steuervorrichtung eines Kraftfahrzeuges, bei welchem das
Ventil nach der Erfindung Anwendung findet,
Anmelder:
Bendix Aviation Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41
Hamburg 36, Neuer Wall 41
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 24. Juli 1953
V. St. v. Amerika vom 24. Juli 1953
Howard Ellsworth Hruska, South Bend, Ind. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden
Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach der Erfindung, der die Einlaß- und Rückflußöffnungen
des Ventils zeigt,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung in größerem
Maßstab, der die Motoröffnungen des Ventils zeigt.
Die dargestellte Steuervorrichtung besitzt nach Fig. 1 ein Ventil 10 mit einem Einlaß 12, der durch
eine Leitung 16 mit der Pumpe 14 verbunden ist. Der Auslaß 18 des Ventils 10 ist durch die Leitung 22 mit
dem Vorratsbehälter 20 und dieser durch die Leitung 24 mit dem Einlaß der Pumpe 14 verbunden. Die
Motoröffnungen 26 und 28 des Ventils 10 sind mit entgegengesetzten Enden einer doppeltwirkenden
Krafteinheit 30, die aus einem Zylinder 32 und einem Kolben 34 besteht, verbunden. Die Kolbenstange 36
ist an dem Wagenkasten oder Rahmen des Kraftfahrzeuges bei 38 fest befestigt, und der Zylinder 32 ist
am Querträger 40, von welchem das eine Ende das Ventil 10 trägt, drehbar angelenkt. Der Querträger 40
ist bei 42 und 44 am Verbindungsarm 46 bzw. am Hebelarm 48 drehbar befestigt. Der Verbindungsarm
46 ist mit der Verbindungswelle 50 durch Tragzapfen verbunden, die sich von dem nicht dargestellten
Steuergetriebe des Kraftfahrzeuges aus erstrecken, und der Hebelarm 48 ist an dem Rahmen des Kraftfahrzeuges
bei 52 drehbar befestigt, um dadurch eine bogenförmige Bewegung des Querträgers um die Verbindungswelle
50 und des Drehzapfens 52 zu ermög-
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lichen. Der Querträger 40 ist mit den Stangen 54 und 56 verbunden, die ihrerseits mit den Vorderrädern 58
und 60 des Kraftfahrzeuges durch Steuerarme 62 bzw. 64 verbunden sind. Die Steuervorrichtung gehört
nicht zur vorliegenden Erfindung und wird hier nur zu dem Zweck erwähnt, um eine passende Anwendung
des Ventils zu zeigen.
Das in Fig. 2 gezeigte Ventil 10 besteht aus einem Gehäuse 66 mit einer Bohrung 68. In der Mitte der
Bohrung 68 ist eine in axialer Richtung bewegliche Stange 70 angeordnet, die durch einen Stift 74 auf
einer Hülse 72 befestigt ist. Die Hülse 72 ist ihrerseits in die Rohrbüchse 76 eingeschraubt, um einen
zylindrischen Hohlraum 78 zu bilden, der als Gehäuse für die zwischen den Kugelsitzen 82 und 84 eingesetzte
Gelenkkugel 80 dient. Eine Schraubenfeder 86 ist zwischen der Hülse 72 und dem Kugelsitz 82
eingesetzt, um die Gelenkkugel 80 zwischen den zugehörigen Sitzen nachgiebig festzuhalten. Die an dem
Querträger 40 in der in Fig. 1 gezeigten Weise befestigte Muffe 88 ist mit dem Gehäuse 66 durch
Bolzen oder sonstige Befestigungsmittel verbunden und dient als Kammer, in welcher die Gelenkkugelvorrichtung
sich hin- und herbewegen kann. Die Verlängerung 90 der Gelenkkugel 80 erstreckt sich durch
den in der Muffe 88 vorgesehenen Schlitz 92 hindurch und ist mit ihrem äußeren Ende an dem Verbindungsarm
46 befestigt. Der Schlitz 92 ist mit einer an der Verlängerung 90 befestigten Staubdecke 94 versehen.
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß an entgegengesetzten Seiten einer Zwischenwand 96 der Bohrung 68
gleiche Verschlußstücke 98 und 100 in Form membranartiger Scheiben angeordnet sind, die durch ein
Abstandsstück 102 voneinander getrennt werden. Durch die Abstandsstücke 104 und 106 werden die
Verschlußstücke 98 und 100 zwischen der Hülse 72 und der auf die Welle 70 aufgeschraubten Schraubenmutter
108 festgelegt. Die Dichtungsträger 110 und 112 werden zwischen das Gehäuse 66 und die Abstandsstücke
104 und 106 eingesetzt. Der Dichtungsträger 110 besitzt einen Teil 114 mit vergrößertem
Durchmesser, der mit der Schulter 116 der Bohrung 68 in Eingriff kommt, und der Dichtungsträger 112
hat einen ähnlichen, mit der Schulter 120 in Eingriff kommenden Teil 118. Das Ventil ist mit einer Kappe
122 versehen, die dazu dient, den Dichtungsträger 110 gegen die Schulter 116 zu drücken. Die Kappe
122 wird durch den Sprengring 124 gehalten Der Dichtungsträger 112 wird in ähnlicher Weise durch
das Abstandsstück 126 gehalten.
Die beschriebenen Teile bilden innerhalb des Gehäuses 66 und auf jeder Seite der Zwischenwand 96
Hohlräume 128 und 130. Diese sind mit dem Einlaß 12 über den Kanal 13 (Fig. 2) verbunden. Der Hohlraum
128 ist mit der Motoröffnung 28 und der Hohlraum 130 mit der Motoröffnung 26 verbunden. Ein
zwischen Zwischenwand 96 und dem Abstandsstück 102 gebildeter ringförmiger Kanal 144 dient dazu, die
Hohlräume 128 und 130 mit dem Auslaß 18 zu verbinden, wie Fig. 2 zeigt. Neben den Verschlußstücken
98 und 100 sind Sitzringe 136 und 138 angeordnet, die gegen die Schultern 137 bzw. 139 der Bohrung 68
stoßen. Auf den Sitzringen 136 und 138 sind ringförmige Ventilsitze 132 und 134 vorgesehen. Die Verschlußstücke
98 und 100 können auf ein zweites Paar von ringförmigen Ventilsitzen 140 und 142 zu sitzen
kommen. Der Abstand d zwischen dem Verschlußstück 98 und dem Ventilsitz 132 in der in Fig. 3 gezeigten
neutralen Stellung ist kleiner als der Abstand D zwischen dem Verschlußstück 98 und dem
Ventilsitz 140. Dasselbe gilt für das Verschluß stück 100. Wenn die Stange 70 das Verschlußstück 98 nach
links bewegt, so wird es auf den Ventilsitz 132 zu sitzen kommen, bevor das Verschlußstück 100 auf den
Sitz 142 zu sitzen kommt. Daher wird eine Biegung des Verschlußstückes 98 entstehen, die bestrebt ist,
das Verschlußstück 98 gegen den Ventilsitz 132 sicher festzuhalten. Bewegt sich die Stange 70 nach rechts,
so ist der Vorgang umgekehrt.
ίο Nimmt man nun an, daß sich das Ventil in der neutralen
Stellung befindet, wie Fig. 2 und 3 zeigen, so kann man sehen, daß eine Verbindung zwischen allen
öffnungen des Ventils vorhanden ist. Da jedoch in dieser Stellung beide Seiten der doppeltwirkenden
1S Krafteinheit 30 mit derselben Druckquelle verbunden
sind, so entsteht ein Gleichgewichtszustand, und die Flüssigkeit fließt durch keine der Motoröffnungen
hinaus. Falls eine von der Pumpe 14 kommende Flüssigkeit den Einlaß 12 durchströmt, so fließt sie
a° aus dem Auslaß 18 zum Vorratsbehälter 20 hinaus. Wenn das Steuerrad des Kraftfahrzeuges und infolgedessen
die Verbindungswelle 50 in der einen oder der anderen Richtung gedreht werden, so übt die mit
dem Verbindungsarm 46 verbundene Gelenkkugel 80 eine Kraft gegen den einen oder den anderen der
Kugelsitze 82 oder 84 aus. Wird eine Kraft gegen den Sitz 82 ausgeübt, so wird die Stange 70 nach links
verschoben. Dies bewirkt, daß das Verschluß stück 98 auf den Ventilsitz 132 und das Verschlußstück 100
auf den Ventilsitz 142 zu sitzen kommt. Das bewirkt eine Verbindung zwischen dem Einlaß 12 und der
Motoröffnung 26 über den Hohlraum 130 und zwischen der Motoröffnung 28 und dem Auslaß 18 über
den Hohlraum 128. Die Flüssigkeit kann weder auf die andere Seite des Ventilsitzes 132 noch auf die andere
Seite des Ventilsitzes 142 fließen, sondern muß durch die Motoröffnung 26 über die Leitung 148 nach
der Kammer 146 der doppeltwirkenden Krafteinheit 30 fließen. Die Krafteinheit wird daher betätigt, um
den Querträger 40 nach links zu verschieben, und die in der Kammer 150 befindliche Flüssigkeit wird aus
dieser über die Leitung 152 und die öffnung 28 ausgetrieben und nach dem Auslaß 18 geführt. Es genügt
also, wenn der Fahrer des Kraftfahrzeuges beim
4-5 Drehen des Steuerrades eine genügende Kraft ausübt,
um das Ventil 10 zu betätigen, wobei die wirkliche Steuerkraft durch die Krafteinheit 30 ausgeübt wird.
Beim Nachlassen der auf den Kugelsitz 82 ausgeübten Kraft wird der auf das Verschluß stück 98 wirkende
Druck das Ventil in die neutrale Stellung zurückbringen. Die hier wirksame Fläche des Verschlußstückes
98 wird durch den Unterschied zwischen den Flächen der Ventilsitze 132 und 140 bestimmt.
Sollte das Ventil- oder hydraulische System aus irgendeinem Grund! versagen, so wird die auf den
Kugelsitz 82 ausgeübte Kraft über die Stange 70 auf den Querträger 40 übertragen, und die Vereinigung
arbeitet wie ein' übliches Steuergestänge.
Eine Drehung der Verbindungswelle 50 in der entgegengesetzten
Richtung hat zur Folge, daß eine Kraft auf den Kugelsitz 84 ausgeübt wird, wodurch
der Vorgang gegenüber dem oben Beschriebenen umgekehrt ist und der Querträger 40 sich in der entgegengesetzten
Richtung verschiebt.
Claims (4)
1. Steuerventil für einen durch ein Strömungsmittel betätigten Motor mit zwei Verschlußstücken,
die auf einer gemeinsamen axial verschiebbaren Stange fest angeordnet sind und mit
zwei symmetrisch angeordneten Ventilsitzpaaren zusammenarbeiten, wobei jedes Verschlußstück
zwischen den beiden Ventilsitzen eines Paares bewegbar ist, um die Verbindung zwischen einem
Einlaß, einem Auslaß und zwei Motoröffnungen zu steuern, und die Verschlußstücke vorzugsweise
in Form von biegsamen membranartigen Scheiben ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß in
jedem Ventilsitzpaar (132, 140 bzw. 134,142) der die betreffende Motoröffnung (28 bzw. 26) mit
dem Einlaß (12) verbindende Sitz (132 bzw. 134) größeren Durchmesser als der die Motoröffnung
(28 bzw. 26) mit dem Auslaß (18) verbindende Sitz (140 bzw. 142) hat, so daß die Verschlußstücke
(98 bzw. 100) durch den sich ergebenden Differentialdruck in eine neutrale Stellung zurückgeführt
werden, in der sie sich zwischen ihren entsprechenden Sitzen befinden.
2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der neutralen Stellung der
Axialabstand (d) von jedem Verschlußstück (98 bzw. 100) zu dem zugeordneten Einlaßsitz (132
bzw. 134) kleiner als der Axialabstand (D) zu dem zugeordneten Auslaßsitz (140 bzw. 142) ist.
3. Steuerventil nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verschlußstück
(98 bzw. 100) in einer ringförmigen Kammer bewegbar ist, die an ihrer axial äußeren
Seite durch den entsprechenden Ventilsitz (132 bzw. 134) und an ihrer axial inneren Seite durch
den betreffenden Auslaßsitz (140 bzw. 142) begrenzt wird, wobei jede Kammer mit einer entsprechenden
Motoröffnung (28 bzw. 26) in Verbindung steht.
4. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung für
die Betätigung eines strömungsmittelbetätigten Hilfskraftsteuersystems für ein Motorfahrzeug.
In Betracht gezogene Druckscbriften:
Französische Patentschriften Nr. 640 011, 936 289, 954 075;
Französische Patentschriften Nr. 640 011, 936 289, 954 075;
britische Patentschrift Nr. 534 514;
USA.-Patentschriften Nr. 1 921 092, 2 565 929.
USA.-Patentschriften Nr. 1 921 092, 2 565 929.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Family
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Family Applications (1)
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Country Status (4)
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DE (1) | DE1037791B (de) |
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