DE2902751B1 - Steuerventil - Google Patents

Steuerventil

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Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.
Derartige Steuerventile, die beispielsweise in hydrostatischen Lenkungen verwendet werden, steuern das Druckmittel über einen Drehschieber oder einen axial verschiebbaren Ventilkolbcn. Da der Ventilkolben im Gehäuse metallisch dichtend geführt ist, ist ein gewisser Leckstrom unvermeidbar. Bei hydrostatischen Lenkungen äußert sich ein Leckstrom in einem Synchronisationsfehler zwischen der vom Lenkhandrad betätigten, Steuerpumpe und dem Servomotor, d. h. zwischen der Bewegung am Lenkhandrad und der Bewegung der gelenkten Fahrzeugräder. Der Leckstrom muß deshalb so klein wie möglich gehalten werden.
Die Größe dieses Leckstroms hängt außer von der im wesentlichen unbeeinflußbaren Ölviskosität von den geometrischen Abmessungen des Leckölspaltes ab. Bei einem Axialschieber sind dies in radialer Richtung die Spalthöhe, in axialer Richtung die Spaltlänge und in Umfangsrichtung die Spaltbrcite.
Die Spalthöhe läßt sich aus Fertigungsgründen und wegen der Reibung nicht beliebig verkleinern, die Spaltlänge kann wegen der konstruktiven Gegebenheiten nicht beliebig groß gewählt werden. Der Leckstrom läßt sich also nur durch eine Verkleinerung der Spaltbreite verkleinern.
Bei einem bekannten Steuerventil (DE-OS 20 47 692) wird eine Verkleinerung der Spaltbreite dadurch erreicht, daß am Knde eines Kolbenbundes Ausnehmungen in Form von Schlitzen angebracht sind, über die der Olstrom abgercgelt wird.
Bei einer derartigen Anordnung ergeben sich jedoch durch die .Stromkonzentration an den Abstromöffnungen Turbulenzen, die aus Gründen der Gcräusehbildung und wegen der starken Stromabhängigkeit bei hydraulischen Kreisläufen, insbesondere ei hydrostatischen Lenkungen, nicht erwünscht sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß trotz klein gehaltener Leckspaltbreite eine Strömung mit laminarem Strömungsbild möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst
Ein vorteilhaftes Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung ist im Unteranspruch angegeben.
in Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Steuerventil mit sinnbildlicher Darstellung einer hydrostatischen Lenkeinrichtung und
π Fig.2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.
Eine hydrostatische Lenkanlage besteht im wesentlichen aus einer Servopumpe 1, einem Steuerventil 2, einer Steuerpumpe 3, einem Servomotor 4, einem
Ji) Druckmittelbehälters und zugehörigen Leitungen.
Der Steuerkoiben des Steuerventils ist in dem Ausführungsbeispiel aus konstruktiven Gründen auf zwei in einem Ventilgehäuse 6 axial verschiebbar gelagerte Ventilkolben, nämlich einen Steuerventilkol-
»i ben 7 und einen im folgenden Ventilkolben 8 genannten Verteilerventilkolben aufgeteilt.
Die Verstellung oes Ventilkolbens 8 erfolgt durch einen Betätigungsfinger 9. An dem Ventilkolben 8 sind für die Steuerung des Druckmittels zu und von dem
«ι Servomotor 4 zw.ei Kolbenbunde 10 und II, eine zentrale Kolbenringnut 12 und zwei äußere Kolbenringnuten 13 und 14 angeordnet. Im Bereich der Kolbenbunde 10 und 11 sind im Ventilgehäuse 6 zwei Gehäusenuten 15 und 16 angeordnet, die mit den beiden
(Ί Zylindersciten des Servomotors 4 in Verbindung stehen. Die Gehäusenuten 15 und 16 sind in Neutralstellung des Ventilkolbens 8 durch die Kolbenbunde 10 und 11 verschlossen. Die zentrale Kolbenringnut 12 steht mit dem Druckmittelbehälter 5 in ständiger Verbindung.
in Die äußeren Kolbenringnuten 13 und 14 sind an die beiden Seiten der Steuerpumpe 3 angeschlossen.
jeder der beiden Kolbenbunde 10 und 11 weist an seinem der zentralen Kolbenringnut 12 zugekehrten Ende 17 bzw. 18 Ausnehmungen 19 bzw. 20 auf. Die
■i1» einzelnen Ausnehmungen 19 und 20 sind am Umfang der Kolbenbunde 10 und 11 verteilt und vorzugsweise als radial angeordnete Sackbohrungen ausgebildet. Durch die Ausbildung der Ausnehmungen 19 und 20 als Bohrungen ist eine sehr genaue Festlegung nach Größe,
ίο Lage und Ausdehnung möglich. Dies ist für eine gute Regelung und eine günstige Festlegung der optimalen Le:kölmenge notwendig.
An das eigentliche Ende 17 bzw. 18des Kolbenbundes IO bzw. 11 schließt sich eine zusätzliche Ringnut 21 bzw.
■~>~> 22 an, die die Aufgabe hat, das aus den Ausnehmungen 19 bzw. 20 turbulent abströmende Druckmittel zu sammeln und zu beruhigen. Die Ringnut 2t bzw. 22 wird begrenzt durch einen schmalen zusätzlichen Koibenbund 23 bzw. 24, der mit der Bohrung des Ventilgehäu-
m> scs 6 einen Ringdrosselspalt 25 bzw. 26 bildet. Durch den Ringdrossclspalt 25 bzw. 26 wird die beruhigte Turbulenzströmung in eine Laminarströmung umgewandelt.
Dieser Effekt wird dadurch erzielt, daß der Drossel-
'·"' querschnitt des Ringdrossclspaltcs. verglichen mit dem benetzten Umfang, klein ist. Daraus ergibt sich eine entsprechend kleine Reynoldsschc Zahl.
Die Anordnung der Ausnehmungen mit anschließen-
3
der Dämpfungsstufe ist in entsprechender Weise an den \ den äußeren Kolbenringnuten 13 bzw, 14 zugekehrten
Enden der Kolbenbunde 10 und 11 möglich. Dadurch wird eine der oben beschriebenen entsprechende Wirkung beim Übergang von der Steuei pumpe 3 zum ί Servomotor 4 erzielt
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Steuerventil für die Druekmittelsteuerung von hydraulischen Servomotorsystemen, insbesondere von hydrostatischen Lenkungen von Kraftfahrzeugen, mit einem in einer Bohrung eines Ventilgehäuses axial verschiebbar gelagerten Ventilkolben, wobei das Ventilgehäuse wenigstens eine Gehäusenut und der Ventilkolben wenigstens eine der Gehäusenut zugeordnete und in Neutralstellung des Ventilgehäuses dichtend geführten Kolbenbund von der Gehäusenut getrennte Kolbenringnut aufweist, welcher Kolbenbund an seinem der Kolbennut zugekehrten Ende an seinem Umfang verteilte Ausnehmungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an das mit den Ausnehmungen (19 bzw. 20) versehene Ende (17 bzw. 18) des Kolbenbundes (10 bzw. 11) ein zusätzlicher, mit der Bohrung des Ventilgehäuses (6) einen Ripgdrosselspalt (25 bzw. 26) bildender Koibenbund (23 bzw. 24) am Ventilkolben (8) vorgesehen ist, wobei die Ausnehmungen (19 bzw. 20) in die zwischen diesen beiden Kolbenbunden (10, 23 bzw. 11, 24) vorhandene Ringnut (21 bzw. 22) einmünden.
2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (19,20) durch Teile von radial angeordneten Bohrungen gebildet sind.
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