DE2156840B1 - Hydraulisches Drehschieberventil fur Servomotorsysteme, insbesondere fur Lenkungssysteme - Google Patents

Description

Es liegt die Aufgabe vor, Störgeräusche zu vermin-65 dem, wie sie bei dem eingangs beschriebenen Dreh-Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches schieberventil auftreten.

Drehschieberventil für Servomotorsysteme, insbeson- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

dere für Lenkungssysteme, mit zwei relativ zueinan- löst, daß mindestens einem Teil der Löcherpaare, bei

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nicht gleichzeitig schließenden Löcherpaaren minde- Fig.4 eine andere Ausführungsform der Dreh-

stens den bei Zusteuerung zuletzt schließenden Schieberelemente in einer der Fig. 1 entsprechenden Löcherpaaren, eine Kammer nachgeschaltet ist, die Darstellung.

über mindestens eine Drosselöffnung mit der Ablauf- Das Steuergerät hat ein inneres Drehschieberele-

seite verbunden ist. 5 ment 1 und ein äußeres Drehschieberelement 2. Das

Die nachgeschaltete Kammer und die Drosselöff- innere Drehschieberelement 1 kann mit einem Steunung bilden ein Schalldämpfungssystem, mit dem errad, das äußere DrehschiebcTelement2 mit einem

sich die störenden Geräusche stark reduzieren lassen. Nachlaufmotor verbunden sein, wie es in der USA.-

Wenn die Löcherpaare auf mindestens zwei Kreis- Patentschrift Re 25 126 beschrieben ist Das äußere reihen am Mantelumfang der Drehschieberelemente « Drehschieberelement 2 kann aber auch feststehen aufgeteilt sind, empfiehlt es sich, daß die Anordnung und das innere Drehschieberelement 1 kann von der Löcheroaare auf den Kreisreihen so getroffen ist, einem anderen Bedienungsorgan verdreht werden,
daß wenigstens einige Löcherpaare auf der zweiten Im äußeren Drehschieberelement 2 sind Bohrun-Kreisreihe noch geöffnet sind, wenn alle Löcherpaare gen 3 vorgesehen, über die Druckflüssigkeit in Richauf der ersten Kreisreihe bereits geschlossen sind, 15 tung des Pfeiles P₁ zugeführt wird. Die Bohrungen 3 und daß die Kammer durch einen nur den Löcher- stehen mit einer Umfangsnut4 im inneren Drehschiepaaren der zweiten Kreisreihe nachgeschalteten berelementl in Verbindung, von der Axialnuten 5 Ringraum gebildet ist Bei dieser Ausgestaltung der ausgehen. Durch Linksdrehung kann eine der Axial-Erfindung darf die Drosselöffnung verhältnismäßig nuten 5 mit einer Bohrung 6 verbunden werden, die stark drosseln, weil in der Neutralstellung genügend ao Druckflüssigkeit in Richtung des Pfeiles S₁ zu einem Löcherpaare der ersten Kreisreihe für einen relativ nicht veranschaulichten Stellglied leitet, das dadurch ungehinderten Durchtritt der Kurzschlußmenge vor- in seiner einen Bewegungsrichtung verstellt wird. Bei handen sind. Umgekehrt ist die nachgeschaltete einer Rechtsdrehung kommt die Axialnut 5 mit einer Kammer voll bei den Löcherpaaren der zweiten Bohrung 7 in Verbindung, über die Druckflüssigkeit Kreisreihe wirksam, die beim Übergang von der Neu- 25 in Richtung des Pfeiles S₂ zum Stellglied geleitet tralstellung zur Arbeitsstellung als letzte schließen. wird, um dieses in seiner anderen Bewegungsrichtung Außerdem ergibt sich eine besonders einfache Bau- zu verstellen. Zweckmäßigerweise sind an den beiden form, weil nur eine Kammer allen Löcherpaaren der Schieberelementen analoge Nuten und Bohrungen zweiten Kreisreihe gemeinsam ist. vorgesehen, um die rücklaufende Druckflüssigkeit zu

Des weiteren ist es empfehlenswert, wenn ein Teil 30 steuern.

der auf der zweiten Kreisreihe liegenden Löcher- Die Drehschieberelemente besitzen für die Neupaare unterschiedlichen Querschnitt hat. Durch diese tralstellung Löcherpaare 8,9 α; 8,9 b; 8,9 c, die mit-Maßnahme ergeben sich in der zweiten Kreisreihe einander fluchten und in zwei Kreisreinen A unaß mindestens zwei Gruppen von Löcherpaaren, die ein axial versetzt nebeneinander angeordnet sind. Fs unterschiedliches Schließverhalten haben. Hierdurch 35 sind drei unterschiedliche Lochgrößen vorgesehen, wird die Gehäusebildung noch weiter herabgesetzt. Die Löcher 8 im inneren Drehschieberelement 1 ha-

Sehr günstig ist eine Konstruktion, bei der die ben sämtliche den gleichen Durchmesser bzw. Quer-Kammer in einem ringförmigen Einsatz, der U-Profil schnitt. Die Löcher 9 α in der ersten Kreisreihe A hahat und im freien Innern des inneren Drehschieber- ben den gleichen Durchmesser bzw. Querschnitt wie elements liegt, gebildet ist. welcher Einsatz mit sei- 4° die Löcher 8. Die Löcher 9 ft in der zweiten Kreisreinen U-Schenkeln am inneren Mantelumfang dieses he B haben einen größeren Durchmesser bzw. Quer-Drehschieberelements anliegt. Ein solcher Einsatz schnitt, die Löcher 9 c in der zweiten Kreisreihe B kann bequem oder nachträglich in ein Drehschieber- haben den größten Durchmesser bzw. Querschnitt, element eingebaut werden. Ein ringförmiger Einsatz 10 ist im Innern des inne-

Mit besonderem Vorteil ist dafür gesorgt, daß die 45 ren Drehschieberelements 1 im Bereich der zweiten

Kammer durch eine Nut am inneren Mantelumfang Kreisreihe B vorgesehen. Der Einsatz hat eine als

des inneren Drehschieberelements gebildet ist, deren nachgeschaltete Kammer 11 dienende Ringnut, die

offene Seite von einem geschlitzten Federring ab- über Drosselöffnungen 12 mit dem Innenraum der

deckbar ist, der unter Wirkung des Strömungsdrucks Drehschieberanordnung verbunden ist.

die Drosselöffnung als zwischen Nut und Federring 5° Es wird angenommen, daß an der Außenseite der

gebildeten Ringschlitz begrenzt. Der Federring kann Löcher 9 a bis 9 c Druckflüssigkeit zuläuft und der

somit im nicht beaufschlagten Zustand die Drossel- Innenraum der Drehschieberanordnung mit der Ab-

öffnung vollständig verschließen. Die Vergrößerung laufseite verbunden ist. Dann strömt in der Neutral-

des Drosselquerschnitts ergibt eine noch bessere An- stellung Druckflüssigkeit in Richtung der Pfeile P₂

passung an die betrieblichen Gegebenheiten. Das 55 und P₃ durch die Löcherpaare 8,9 α der ersten Kreis-

Abdecken einer Nut durch den Federring führt zu reihe A und durch die Löcherpaare 8, 9 ft und 8,9 c

einer sehr einfachen Bauform. der zweiten Kreisreihe B, wobei sie bei den letztge-

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach- nannten Löcherpaaren noch anschließend die Kamstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es mer 11 und die Drosselöffnungen 12 durchströmen zeigt 60 muß.

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch die Wenn die Drehschieberelemente 1 und2 relativ

Drehschieberelemente eines erfindungsgemäßen zueinander aus der Neutralstellung verdreht werden,

Steuergeräts, so verkleinert sich zunächst der freie Querschnitt der

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Umfang des äuße- Löcherpaare8, 9 a der ersten Kreisreihe A. Wenn

ren Drehschieberelements der Fig. 1, 65 diese Löcherpaare bereits geschlossen sind, sind die

F i g. 3 einen Querschnitt in Abwicklung durch die Löcherpaare 8, 9 b und 8,9 c noch geöffnet. Bei wei-

in Neustralstellung befindlichen Drehschieberele- terer Drehung verkleinert sich auch der freie Q^uer~

mente und schnitt dieser Löcherpaare, so daß eine immer star-

kere Drosselung eintritt. Trotzdem ergeben sich man eine Kurzschlußmengen-Drehwinkel-Kennlinie keine störenden Geräusche, weil die von den Löcher- bei der die Kurzschlußmenge mit dem Drehwinke] paaren bewirkte, allmählich zunehmende Drosselung zunächst steil, dann allmählich und schließlich sehi in Verbindung mit der nachgeschalteten Kammer 11 sanft abfällt. Bei einer solchen Auslegung spielt ei und den Drosselöffnungen 12 den Schall dämpft. 5 keine Rolle oder ist es sogar erwünscht, daß die Dieser Effekt wird noch dadurch unterstützt, daß die Axialnut 5 mit der Bohrung 6 bzw. der Bohrung 1 Löcher 9 b und 9 c größer sind als die ihnen nachge- bereits in Verbindung kommt, wenn der Kurzschlußschalteten Löcher 8. pfad noch nicht vollständig unterbrochen ist.

In Fig.3 ist links die KreisreiheA und rechts die In Fig.4 ist eine abgewandelte Ausführungsforn

Kreisreihe B veranschaulicht. Aus dieser Figur ist io veranschaulicht, bei der für gleiche Teile die gleicher

deutlich zu ersehen, daß bei einer Relatiwerschie- Bezugszeichen benutzt werden. Hier ist im innerer

bung sich zuerst nur der freie Querschnitt der Drehschieberelement 1 am inneren Umfang ein die

Löcherpaare 8, 9 α verkleinert, bis er ganz geschlos- Kammer 13 bildender Ringraum vorgesehen, der vor

sen ist, daß von einem bestimmten Drehwinkel an die einem geschlitzten Federring 14 abgedeckt ist. Dei

Löcherpaare 8, 9 & ihren freien Querschnitt zu ver- 15 Schlitz 15 erlaubt es, daß der Ring sich mit steigen-

kleinern beginnen und daß die Löcherpaare 8, 9 c ih- dem Druck von den Kanten der Kammer 13 abhebt

ren freien Querschnitt erst dann verkleinern, wenn wodurch Drosselöffnungen 16 in der Form vor

die Löcherpaare· der Kreisreihe Λ bereits geschlossen Ringspalten entstehen.

sind. Wählt man beispielsweise 18 Löcher 9 a, Yl Anstatt allen Löchern einer Kreisreihe eine Kam-

Löcher 9 b und 6 Löcher 9 c und wählt man die Um- 20 mer nachzuschalten, kann auch jedem Loch einei

fangserstreckung der Löcher 9 c wesentlich größer Gruppe eine eigene Kammer mit Drosselöffnuns

als die Umfangserstreckung der Löcher 9 a, erhält oder federndem Element nachgeschaltet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

der verschiebbaren, konzentrisch zueinander angeordneten Drehschieberelementen zur Verstellung Patentansprüche: aus eilier Neutralstellung in je eine zu beiden Seiten der Neutralstellung befindliche Arbeitsstellung, wo-

1. Hydraulisches Drehschieberventil für Servo- S bei die Drehschieberelemente eine Vielzahl von am motorsysteme, insbesondere für Lenkungssy- Mantelumfang der Drehschieberelemente angeordnesteme, mit zwei relativ zueinander verschiebba- ten Löcherpaaren aufweisen, deren Löcher in der ren, konzentrisch zueinander angeordneten Dreh- Neutralstellung miteinander fluchten und einen sich Schieberelementen zur Verstellung aus einer Neu- bei Betätigung des Drehschieberventils allmählich tralstellung in je eine zu beiden Seiten der Neu- io öffnenden bzw. schließenden Kurzschlußpfad zwitralstellung befindliche Arbeitsstellung, wobei die sehen Zulauf und Ablaufseite bilden.
Drehschieberelemente eine Vielzahl von am Bei einem bekannten Drehschieberventil dieser Mantelumfang der Drehschieberelemente an- Art (USA.-Patentschrift Re 25126) ist ein inneres geordneten Löcherpaaren aufweisen, deren Lö- Drehschieberelement mit einem Lenkhandrad und eher in der Neutralstellung miteinander fluchten 15 ein äußeres Drehschieberelement mit einem Nach- und einen sich bei Betätigung des Drehschieber- laufmotor verbunden. Beide Drehschieberelemente ventils allmählich öffnenden bzw. schließenden werden normalerweise durch eine Feder in der Neu-Kurzschlußpfad zwischen Zulauf- und Ablauf- tralstellung gehalten. Wird das Lenkhandrad in der seite bilden, dadurch gekennzeichnet, einen oder anderen Richtung gedreht, so wird ein daß mindestens einem Teil der Löcherpaare (8, ao Kurzschlußpfad zwischen Zulauf- und Ablaufseite 9 a; 8,9 b; 8,9 c), bei nicht gleichzeitig schließen- geschlossen und über andere öffnungen eine Arbeitsden Löcherpaaren mindestens den bei Zusteue- verbindung zu einem Stellglied, z. B. zu einem die zu rung zuletzt schließenden Löcherpaaren (8, 9 b, lenkenden Räder verstellenden Axialmotor, herge- 9 c), eine Kammer (11; 13) nachgeschaltet ist, die stellt. Durch die dabei über den Nachlaufmotor zum über mindestens eine Drosselöffnung (12; 16) mit 35 oder vom Stellglied fließende Druckflüssigkeit wird der Ablaufseite verbunden ist. das äußere Drehschieberelement im Sinne der Lenk-

2. Drehschieberventil nach Anspruch 1, wobei raddrehung verdreht, bis wieder die Neutralstellung die Löcherpaare auf mindestens zwei Kreisreihen erreicht ist.

am Mantelumfang der Drehschieberelemente auf- Das äußere Drehschieberelement ist im bekannten

geteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenig- 30 Fall in einer Gehäusebohrung gehalten; diese beiden

stens einige Löcherpaare (8, 9 b, 8,9 c) auf der Teile wirken als Verteilerventil für den als Rota-

zweiten Kreisreihe (B) noch geöffnet sind, wenn tionskolbenmaschine ausgebildeten Nachlaufmotor,

alle Löcherpaare (8,9 a) auf der ersten Kreisreihe Die Drehschieberelemente tragen je 36 Neutralstel-

(A) bereits geschlossen sind, und daß die Kam- lungslöcher, die in zwei axial gegeneinander versetz-

mer (11; 13) durch einen nur den Löcherpaaren 35 ten Kreisreihen zu je 18 Löchern angeordnet sind,

der zweiten Kreisreihe (B) nachgeschalteten Die Durchmesser dieser Löcher sind klein und in

Ringraum gebildet ist. beiden Drehschieberelementen gleich.

3. Drehschieberventil nach Anspruch 1 oder 2, Es hat sich gezeigt, daß bei Steuergeräten, die dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil solche Drehschieberventile aufweisen, Störgeräusche der zmI der zweiten Kreisreihe (B) liegenden 40 auftreten, insbesondere wenn die Neutralstellungslö-Löcherpaare (8, 9 ft; 8,9 c) unterschiedlichen eher eine solche Stellung haben, in der der Kurz-Querschnitt hat. schlußpfad bereits erheblich gedrosselt ist.

4. Drehschieberventil nach einem der An- Es ist ferner ein Linearschieber bekannt (deutsche Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Offenlegungsschrift 1 930 387), bei dem eine festste-Kammer (11) in einem ringförmigen Einsatz (10), 45 hende Ringnut und eine damit zusammenwirkende der U-Profil hat und im freien Innern des inneren Ringnut am Umfang des Schieberelements ein den Drehschieberelements (1) liegt, gebildet ist, wcl- Kurzschlußpfad öffnendes bzw. schließendes Ventil eher Einsatz (10) mit seinen U-Schenkeln am in- darstellen. Von der Nut am Umfang des Schiebereleneren Mantelumfang dieses Drehschieberele- ments gehen Radialbohrungen aus, die zu einer ments (1) anliegt. so Axialbohrung führen. In dieser Axialbohrung ist ein

5. Drehschieberventil nach einem der An- Vorspannventil vorgesehen, über das Druckflüssigsprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die keit zu weiteren Radialbohrungen und weiter über Kammer (13) durch eine Nut am inneren Mantel- einen zweiten Satz von Ringnuten zur Ablaufseite geumfang des inneren Drehschieberelements (1) langen kann. Dieser Linearschieber wird unter dem gebildet ist, deren offene Seite von einem ge- 55 Einfluß der Druckflüssigkeit schlagarüg aus der Neuschlitzten Federring (14) abdeckbar ist, der unter tralstellung in die eine oder andere Arbeitsstellung Wirkung des Strömungsdrucks die Drosselöff- gedrückt.

nung (16) als zwischen Nut und Federring (14) Die oben gemeinten Störgeräusche sind bei dem

gebildeten Ringschlitz begrenzt. bekannten Linearschieber nicht zu erwarten, da dort

60 lediglich zwei Ringnuten miteinander zusammenwirken, die einen relativ großen Querschnitt haben,

und da die Arbeitsstellung schlagartig eingestellt

wird.