DE2837821A1

DE2837821A1 - Hydraulisches steuerventil

Info

Publication number: DE2837821A1
Application number: DE19782837821
Authority: DE
Inventors: Alistair Gordon Taig
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1977-09-15
Filing date: 1978-08-30
Publication date: 1979-03-29
Also published as: GB2004236B; FR2403476B1; CA1090709A; IT1098527B; DE2837821C2; SU993835A3; BR7805831A; AU517464B2; JPS5453428A; AU3926278A; US4117864A; AR215521A1; SE439284B; FR2403476A1; ES473404A1; GB2004236A; SE7809654L; IT7827535A0; JPS6217B2

Description

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Hydraulisches Steuerventil

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuerventil.

In der französischen Patentveröffentlichung 2 308 001 ist ein Servo-Steuerventil beschrieben, bei dem ein Ausgangs— element innerhalb einer Blindbohrung zur Aufnahme eines Eingangselementes vorgesehen ist. Am Ausgangs- und Eingangselement sind passende Schlitze zur Aufnahme von zwei VorsprUngen vorgesehen, die die Rotation zwischen dem Eingangsund Ausgangselement begrenzen.

Die Vorsprünge wirken derart mit dem Eingangselement und dem Ausgangselement zusammen, daß Strömungsbahnen gebildet werden, die mit einem Auslaß in Verbindung stehen. Je nach der Richtung der Drehung zwischen dem Eingangs- und Ausgangselement nimmt der Strömungsmittelfluß durch diese Bahnen entweder ab oder er steigt an. Darüber hinaus wirken die Vorsprünge derart mit dem Eingangselement und dem Ausgangselement zusammen, daß Reaktionskammern gebildet werden, die mit den Strömungsbahnen in Verbindung stehen, so daß einer der Reaktionskammern zugeführtes Strömungsmittel der Rotation des Eingangselementes entgegenwirkt.

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ORIGINAL INSPECTED

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die in der o.a. Veröffentlichung beschriebene Vorrichtung in der Herstellung ziemlich teuer und kompliziert ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses bekannte Servo-Steuerventil derart zu verbessern, daß es zu einer kompaktsn Einheit wird, die in einfacher Weise hergestellt und montiert werden kann.

Das erfindungsgemäße Steuerventil umfaßt ein Gehäuse, das mit einer Quelle eines unter Druck stehenden Strömungsmittels in Verbindung steht, wobei innerhalb des Gehäuses eine abgestufte Bohrung vorgesehen ist, die eine Ventilhülse dichtend aufnimmt. Lösbar angeschlossen an die Ventilhülse ist ein Eingangselement, das sich in eine Bohrung an der Ventilhülse erstreckt. Diese Bohrung nimmt auch ein Ausgangselement auf. Radial zueinander ausgerichtete Nuten auf der Ventilhülse, dem Eingangselement und dem Ausgangselement nehmen mindestens einen Vorsprung auf, der die Drehung zwischen den Elementen begrenzt. Folglich erstreckt sich der eine Vorsprung in Axialrichtung über die Länge der Ventilhülse.

Zusätzlich dazu ist das Eingangselement mit einer Blindbohrung x/ersehen, um Binen radial ausgerichteten Ansatz am Ausgangselement aufzunehmen. Ein radialer Flansch am Ausgangselement ist innerhalb der Ventilhülsenbohrung angeordnet. Sich in Radialrichtung ausweitende Schnappringe drücken

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die Vorsprönge radial auswärts, so daß diese mit der Ventilhülse in Reibeingriff treten. Auf dem einen Vorsprung befindliche Schlitze nehmen die sich radial ausweitenden Schnappringe auf, die Schultern am Eingangselement entgegenwirken, um das Eingangselement, die Ventilhülse und einen Vorsprung als Montageeinheit zusammenzuhalten.

Die Erfindung sieht ein hydraulisches Steuerventil vor, das ein Gehäuse umfaßt, das eine darin befindliche Bohrung umgrenzt, eine innerhalb der Bohrung drehbar angeordnete Ventilhülse, ein drehbares Eingangselement, ein drehbares Ausgangselement, wobei die Ventilhülse in der Drehung am Eingangselement oder Ausgangselement befestigt ist und sich das andere dieser Elemente in die Bohrung der Hülse erstreckt, und mindestens einen Vorsprung, der mit der VentilhUlse und dem anderen der Elemente zusammenwirkt, um zwei Strömungsbahnen zu bilden, die unter Druck stehendes Strömungsmittel von einer Druckquelle erhalten, und wobei das andere Element relativ zur Ventilhülse drehbar ist, um den Strömungsmittelfluß durch eine Strömungsbahn zu erhöhen und den Strömungsmittelfluß durch die andere Strömungsbahn zu erniedrigen. Das erfindungsgemäße Steuerventil ist dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangselement, das Ausgangselement und die VentilhülsB aus drei getrennten Elementen gebildet sind, wobei sich das Eingangselement und das Ausgangselement beide in der Ventilhülsenbohrung erstrecken und einander gegenüberliegen und wobei mindestens ein Vorsprung eine Ausweitung aufweist, die zwischen der Ventilhülse und dem einen der Elemente angeordnet ist, so daß die Hülse und das eine Element in der Drehung aneinander befestigt sind.

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Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausfuhrungsbeispiels in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung im einzelnen beschrieben· Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt, eines erfindungsgemäß ausgebildeten Steuerventils im wesentlichen entlang der Linie 1-1 in Figur 2;

Figur 2 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Figur 1;

Figur 3 eine perspektivische Ansicht eines Teiles des in Figur 1 dargestellten Steuerventils im auseinanderraontierten Zustand;

Figur 4 einen Querschnitt durch eine Montageeinheit för einen Teil des erfindungsgemäßen Steuerventiles; und

Figur 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 in Figur 1.

Das in Figur 1 dargestellte, erfindungsgemäß ausgebildete Steuerventil ist mit der Bezugsziffer 10 bezsichnet. Eine Quelle 14 eines unter Druck stehenden Strömungsmittel,

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wie die Versorgungspumpe für das Lenksystem eines Fahrzeuges, steht über einen Einlaß 18 mit einer innerhalb eines Gehäuses 12 ausgebildeten abgestuften Bohrung 16 in Verbindung. Das Strömungsmittel wird Ober einen Auslaß 20 zur Niederdruckseite der Druckquelle 14 zurückgeführt.

Ein Eingangselement 22 ist mit einem Steuerrad (nicht gezeigt) am Fahrzeug wirksam verbunden, so daß es sich relativ zum Gehäuse 12 drehen kann. Ein Ausgangselement 24 wirkt mit dem Eingangselement 22 in einer nachfolgend beschriebenen Weise zusammen, um eine Bewegung auf ein Lenkgetriebe 26, wie beispielsweise eine Zahnstange in einem Steuersystem eines Fahrzeuges, zu übertragen. Das Ausgangselement 24 rotiert innerhalb der abgestuften Bohrung 16 des Gehäuses auf zwei Lagern bei 28. Eine Mutter 30 arretiert das Ausgangselement in Axialrichtung innerhalb der abgestuften Bohrung 16. Um das Ausgangselement und das Eingangselement in kompakter Weise anzuordnen sowie dieselben in Radialrichtung innerhalb der abgestuften Bohrung 16 auszurichten, ist das Eingangselement 22 mit einer Blindbohrung 32 versehen, und ein Ansatz 34 am Ausgangselement 24 erstreckt sich in die Blindbohrung 32. Ein Pfropfen 36 schließt ein Ende der abgestuften Bohrung 16 ab und lagert das Eingangselement 22 so, daß es sich relativ zu dem Pfropfen 36 drehen kann.

Gemäß der Erfindung trägt das Eingangselement 22 eine Ventilhülse 40, die sich mit der abgestuften Bohrung 16 in dichtendem

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Eingriff befindet. Die Ventilhülse 40 wirkt mit dem Eingangselement 22 zusammen, um den Strömungstnittelfluß von der Druckquelle 14 zu einem hydraulischen Stellglied (nicht gezeigt) zu steuern, das mit dem Lenkgetriebe 26 gekuppelt ist, um eine Servobetätigung desselben vorzusehen. Die Ventilhülse 40 funktioniert in der gleichen Weise wie das zweite Ventilelement 9 der vorstehend erwähnten französischen Patentveröffentlichung 2 30Θ 001, um eine Servobetätigung des Lenkgetriebes 26 vorzusehen. Wie man aus Figur 3 entnehmen kann, weisen das Eingangselement 22 und ein radialer Flansch 42 am Ausgangselement 24 jeweils in Radialrichtung ausgerichtete AuBennuten 44 und 46 auf, die zu einer Innennut 4Θ an der Ventilhülse 40 ausgerichtet sind oder dieser gegenüberliegen. Innerhalb der Nuten sind Vorsprünge 50 angeordnet, so daß die Rotation zwischen dem Eingangselement 22, der Ventilhülse 40 und dem Ausgangselement 24 begrenzt ist, wenn das Eingangselement 22 und der radiale Flansch 42 innerhalb einer Bohrung 52 an der Ventilhülse 40 angeordnet sind.

Darüber hinaus wirkt wie bei dem aus der FR-PS 2 308 001 bekannten Ventil der Vorsprung 50 mit der Ventilhülse 40 und dem Eingangselement 22 zusammen, um zwei Strömungsbahnen zu bilden, die unter Druck stehendes Strömungsmittel von einer Druckquelle aufnehmen. Das Eingangselement ist relativ zur Ventilhülse drehbar angeordnet, wodurch der Strömungsmittelfluß durch eine der Strömungsbahnen erhöht und durch die andere der Ströraungsbahnen erniedrigt werden kann.

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- Vr-

Aus Figur 4 kann man in Verbindung mit den Figuren 1, 2 und 3 entnehmen, daß Schlitze 54 auf den Vorsprüngen 50 Schnappringe 56 und 5B aufnehmen. Die Schnappringe expandieren in Radialrichtung in die Schlitze 54 und drücken die Vorsprünge 50 in Reibeingriff mit der Ventilhülse. Das Eingangselement umfaßt einen Flansch, der eine Außenschulter 60 bildet. Der Schnappring 56 liegt dieser Schulter 60 in Axialrichtung gegenüber, während der Schnappring 58 dem vorderen Ende des Eingangselementes 22 in Axialrichtung gegenüberliegt. Es ist klar, daß die Schnappringe einer Axialbewegung zwischen dem Eingangselement und den Vorsprüngen entgegenwirken. Zusätzlich dazu wirken die Vorsprünge durch Reibung einer Axialbewegung relativ zur Ventilhülse entgegen, so daß das Eingnagselement, die Vorsprünge und die Ventilhülse lösbar miteinander verbunden sind und eine Montageeinheit bilden, die in die abgestufte Bohrung 16 des Gehäuses eingesetzt werden kann.

Wie insbesondere in Figur 2 gezeigt ist, wird durch eine Feder 62, die sich von einer Öffnung 64 im Eingangselement 22 in gegenüberliegend angeordnete Schlitze 66 an der Ventil hülse 40 erstreckt, ein Widerstand gegen eine begrenzte Rotation zwischen dem Eingangselement 22 und der Ventilhülse 40 vorgesehen. Diese Feder wirkt mit Strömungsmitteldruck zusammen, der über die Ausschnitte 68 den Reaktionskammern 70 zugeführt wird, um einer Relativdrehung zwischen dem Eingangselement und der Ventilhülse entgegenzutreten.

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Zusätzlich dazu weisen die Nuten 44 am Eingangselement 22 Kanäle 72 am Boden derselben auf, die dazu beitragen, unter Druck stehendes Strömungsmittel aus den Reaktionskammern abzuziehen. Während die Nuten 44 am Eingangselement 22 mit den Vorsprüngen 50 zur Bildung der Reaktionskammern 70 zusammenwirken, passen sich die Nuten 46 am Ausgangselement 24 und die Nuten 48 an der Ventilhülse 40 im wesentlichen dem Krümmungsradius der Vorspränge 50 an, so daß die Ventilhülse 40 und das Ausgangselement 24 im wesentlichen zusammen rotieren.

Das vorstehend beschriebene Steuerventil funktioniert in der gleichen Weise wie das in der FR-PS 2 308 001 beschriebene Steuerventil. Insbesondere kann im Extremfall eines Abfallens des Strömungsmitteldruckes infolge einer gebrochenen Verbindung oder eines Defektes der hydraulischen Versorungspumpe die Eingangskraft durch direkten Kontakt der zylindrischen Vorsprünge 50 mit den Flanken der Nuten 44 auf das Ausgangselement übertragen werden.

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Leerseite

Claims

The Bendix Corporation
Executive Offices, Bendix Center
Southfield, Michigan 48076
USA

M-4697 28. August 1978

Patentansprüche

Hydraulisches Steuerventil mit einem Gehäuse, das eine darin befindliche Bohrung umgrenzt, einer drehbar in der Bohrung angeordneten Ventilhülse, einem drehbaren Eingangselement, einem drehbaren Ausgangselement, wobei die Ventilhülse in der Drehung an einem der Elemente befestigt ist und sich das andere der Elemente in die Bohrung der Hülse erstreckt, und mindestens einem Vorsprung, der zwischen der Ventilhülse und dem anderen Element angeordnet ist und der mit der Ventilhülse und dem anderen Element zusammenwirkt, um zwei Strömungsbahnen zu bilden, die unter Druck stehendes Strömungsmittel von einer Druckquelle empfangen, wobei das andere Element relativ zur Ventilhülse drehbar ist, um den Strömungsmittelfluß durch eine der Strömungsbahnen zu erhöhen und durch die andere der Strömungsbahnen zu erniedrigen, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangselement (22), das Ausgangselement (24) und die VentilhSlse (40) aus drei getrennten Elementen gebildet sind, von denen sich das Eingangselement (22) und das Ausgangselement (24) in der Bohrung der Ventilhülse (40) erstrecken und einander gegenüberliegen, und daß der Vorsprung (50) mindestens

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eine Ausweitung aufweist, die zwischen der Ventilhülse (40) und dem einen Element (24) angeordnet ist, so daß die Hülse und das eine Element in der Drehung aneinander befestigt sind.
2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilhulse (4θ) in bekannter Weise eine Innennut (48) aufweist und daß das andere Element (28) eine Außennut (44) umfaßt, die zu der Innennut (48) der Ventilhulse ausgerichtet ist, daß sich der eine Vorsprung (5θ) in die Nuten erstreckt und mit diesen zusammenwirkt, um die erste und zweite Strömungsbahn zu bilden, und daß das eine Element (24) auch eine Außennut (46) aufweist, die zu der Außennut (44) des anderen Elementes (22) und der Innennut (48) der Ventilhülse im wesentlichen ausgerichtet ist, wobei die Ausweitung (50.) des einen Vorsprunges (50) mit der Außennut (46) des einen Elementes (24) und mit der Innennut (48)· der Ventilhulse (40) zusammenwirkt, um letztere in der Drehung zu befestigen.
3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Element (24) das Ausgangselement und das andere Element (22) das Eingangselement ist.

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ORIGINAL

28//Ö21
4. Steuerventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Element (22), die Ventilhülse (40.) und der eine Vorsprung (50) lösbar zusammengehalten werden, um eine Montageeinheit zum Einsetzen in die GBhäusebohrung (ΐδ) vorzusehen.
5. Steuerventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Eingangselement (22), die Ventilhölse (40.) und der eine Vorsprung (5θ) durch zwei Schnappringe (56, 58) lösbar zusammengehalten werden.
6. Steuerventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schnappringe (56, 5B) in Reibeingriff von der VentilhQlsenbohrung (52) getragen werden, sich in Schlitze (54) auf dam einen Vorsprung erstrecken und einer

• Bewegung des anderen Elementes (22) relativ zu der Hülse (40) entgegenwirken.
7. Steuerventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schnappringe (56, 58) gegen das andere Element (22) stoßen und in einen Vorsprung (50) in Radialrichtung in Reibeingriff mit der Ventilhülse (4θ) drücken, um einer Axialbewegung zwischen dem anderen Element (22) und der Hülse (40) reibend entgegenzuwirken.

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ORIGINAL INSPECTED

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8. Steuerventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Element (22) einen Flanschabschnitt umfaßt, in dem seine Außennut (44) ausgebildet ist und der in die Hülsenbohrung (56) eingesetzt ist, wobei die Schnappringe (56, 58) in Axialrichtung den jeweiligen Endseiten des Flansches gegenüberliegen und den Vorsprung (50) in Radialrichtung in die Innennut (48) der Hülse (4θ) drücken, so daß das andere Element (22), die Hülse (4θ) und der Vorsprung (50) lösbar miteinander verbunden sind.
9. Steuerventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Element (22) eine Blindbohrung (32) umfaßt und daß das eine Element (24) einen Ansatz (34) aufweist, der in der Blindbohrung (32) aufgenommen ist.

10· Steuerventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Element (24) einen sich in Radialrichtung erstreckenden Flansch (42) aufweist, der in der Ventilhülsenbahrung (52) aufgenommen ist und der zusammen mit dem anderen Element (22) in Radialrichtung ausgerichtete Nuten (44, 46) zur Aufnahme des einen Vorsprungs (50) aufweist.

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