DE3142660C2 - Strömungsmengen-Steuerventil - Google Patents

Abstract

Bei einem Strömungsmengensteuerventil derjenigen Bauart, die eine Ventilstange aufweist, welche zur Steuerung der Strömungsmenge einer, z.B. der Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs zugeführten, Arbeitsflüssigkeit auf eine im Flüssigkeitsweg gebildete Öffnung hin bzw. davon weg bewegt wird, und die weiter eine Antriebsvorrichtung aufweist, um die Ventilstange relativ zur Öffnung hin und her zu bewegen, ist ein ringförmiger Permanentmagnet vorgesehen, der die Ventilstange lose umgreift und nahe bei der Öffnung vorgesehen ist, damit in der Arbeitsflüssigkeit enthaltene magnetische Teilchen angezogen und entfernt werden, während die Antriebsvorrichtung aus einer Magnetspule und einem Tauchkolben besteht, wobei der der Magnetspule zugeführte Strom proportional der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eingestellt wird.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Strömungsmengen-Steuerventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Beispielsweise aus der DE-OS 29 06 047 ist ein derartiges Strömungsmengen-Steuerventil im Zusammenhang mit einer Servolenkvorrichtung, welche den Haupteinsatzbereich darstellt, bekanntgeworden. Das Strömungsmengen-Steuerventil dient dabei dazu, die Strömungsmenge des von der ölpumpe des Servolenksystems zur Servolenkvorrichtung hingelieferten Arbeitsöls entsprechend der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zu steuern, damit die Steuerkraft bei hoher Fahrgeschwindigkeit größer als bei geringer Fahrgeschwindigkeit wird, um so dem Fahrer ein der Fahrgeschwindigkeit angemessenes Lenkgefühi zu vermitteln. Es ist nun unvermeidlich, daß zufolge der vielen beweglichen Teile im ölkreis metallischer Abrieb, also Eisenpulver, in den ölstrom gelangt. Es hat sich nun gezeigt, daß die Funktion des Strömungsmengen-Steuerventils stark beeinträchtigt wird, wenn sich das im öl mitgeschwemmte Eisenpulver im Magnetfeld der Magnetspule und daher im Spalt zwischen dem Zylinder und dem darin hin und her beweglichen Tauchkolben ansammelt. Bei Verwendung der bekannten Strömungsmengen-Steuerventile ist es daher notwendig, häufig Inspektionen, Spülungen und Reinigungen vorzunehmen, wodurch die Unterhaltskosten eines mit einer solchen Servolenkung ausgestatteten Fahrzeugs sehr hoch werden. Auch verträgt sich dieser kurze Inspektionsintervall nicht mit den bei Kraftfahrzeugen üblichen langen Serviceintervallen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Strömungsmengen-Steuerventil der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welches speziell für den Gebrauch in einer Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs geeignet ist und die Lebensdauer des Servolenksystems verlängert und sein leichtes und vorschriftsmäßiges Arbeiten gewährleistet, dabei keine Extrainspektion und Spülungen erfordert.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs gelöst. Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, daß der ringförmige Permanent-Magnet relativ klein gehalten werden kann, da er nur ein Eindringen von Eisenpulver in den Zylinder mit dem Tauchkolben zu verhindern braucht und nicht im Hauptölstrom liegt. Es wird damit auf sehr einfache Weise zuverlässig verhindert, daß Eisenpulver in den Spalt zwischen dem Zylinder und dem Tauchkolben eindringen kann und daher spielt die Verunreinigung des Öls nur noch eine untergeordnete Rolle. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Strömungsmengen-Steuerventils kann man daher eine Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs ohne besondere Wartungsmaßnahmen bei zuverlässiger Betriebsweise einsetzen.

Ein gänzlich anderes Vorgehen bestünde darin, das Eisenpulver aus dem ölstrom vollständig herauszufiltern, etwa wie dies aus der DE-AS 10 10 343 in Verbindung mit einem manuell betätigbaren Ventil bekanntgeworden ist Dieses Prinzip setzt jedoch voraus, daß der Dauermagnet möglichst großflächig im Hauptölstrom liegt und daß er dann auch wirklich den gesamten metallischen Abrieb sammelt Dieses Prinzip ist jedoch bei einem Strömungsmengen-Steuerventil der gattungsgemäßen Art nicht sinnvoll anwendbar, weil der notwendige große und starke Magnet im Hauptölstrom zu einer ungebührlichen Vergrößerung der Ventilkammer fürhen würde und da es vor allem völlig ausgeschlossen ist, daß ein solcher Magnet bei der auftretenden großen ölströmung auch tatsächlich alle Eisenteilchen festhalten kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand «"ines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ströniungsmengen-Steuerventil gemäß der Erfindung und

F i g. 2 einen Teilbereich aus F i g. 1 in vergrößertem Maßstab.

Es soll zunächst der an sich bekannte Aufbau des Strömungsmengen-Steuerventils beschrieben werden. Ein Zylinder 20 ist aus zwei ferromagnetischen Zylindern 20a und 20c sowie einem dazwischen liegenden nichtmagnetischen Ring 20b gebildet. Er mündet an der linken Seite gemäß F i g. 1 in eine Ventilkammer 23 und das der Ventilkammer abgewandte Ende ist mittels eines Stopfens 35 abgeschlossen. Auf den Zylinder 20 ist ein Spulenkörper 31 aufgesteckt, der eine Magnetspule 32 trägt. Im Inneren des Zylinders 20 befindet sich ein Tauchkolben 21, dessen Durchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders 20 ist. In Achsrichtung des Tauchkolbens 21 erstrecken sich über diesen hinaus Führungsstangen 26 und 27, die in Lagern 28 und 29 mit Kugeln 28a und 29a in axiale Richtung frei beweglich gelagert sind. Die Führungsstangen 26 ist an ihrem linken, zur Ventilkammer 23 weisenden Ende durch eine aus nichtmagnetischem Werkstoff gebildete Ventilstange 30 verlängert, die in die Ventilkammer 23 hineinragt und auf eine öffnung 22 der Ventilkammer zu- bzw. davon wegbewegbar ist. Die Ventilkammer 23 ist weiterhin über radiale Durchbrüche 24 mit einer am Außenumfang dieses Ventilteiles angebrachten Ringnut 25 verbunden. Rückholfedern 33 bzw. 34, die sich an gegenüberliegenden Enden des Tauchkolbens 2t einerseits, sowie an geeigneten Abstützstellen innerhalb des Zylinders 20 abstützen, halten den Tauchkolben bei nicht erregter Magnetspule in einer solchen Position, daß die Strömungsmenge des Arbeitsöls im Spalt zwischen der öffnung 22 und der Ventilstangc 30 ihren Maximalwert erhält. Deckplatten 37 bzw. 36 schließen die Magnetspule 32 in sich ein und schließen auch den magnetischen Kreis außen zwischen den beiden ferromagnetischen Zylindern 20a und 20c. Wenn die Magnetspule 32 erregt wird, wird der Tauchkolben 21 in Richtung des ferromagnetischen Zylinders 20a gezogen, wodurch die Ventilstange 30 sich zur öffnung 22 hin be-

wegt und den Durchflußquerschnitt bei zunehmender Erregung der Magnetspule 32 zunehmend verringert

In Ergänzung zu diesem bekannten Aufbau ist nun innerhalb des Zylinders 20 im Bereich zwischen der Ventilkammer 23 und dem Tauchkolben 21 ein ringförmiger Permanent-Magnet 40 angeordnet, durch dessen Zentralbohrung die Führungsstange 26 bzw. die Ventilstange 30 unter Belassung eines kleinen Spaltes 40a hindurchtritt Zweckmäßigerweise wird der Permanent-Magnet 40 durch einen Bund 41 im ferromagnetischen Zylinder 20a in seiner richtigen Stellung gehalten und durch die sich an seiner gegenüberliegenden Seite abstützende Rückholfeder 33 festgelegt Dadurch ist eine äußerst einfache Herstellung und Montage dieses einzigen Zusatzteiles erzielt

Relativ große Eisenteilchen, die im Arbeitsöl enthalten sind und durch die öffnung 22 in die Ventilkammer 23 eintreten, werden durch die Stirnfläche Jes Permanent-Magneten 40 gehalten und werden sozusagen seitlich des Ölstroms gesichert Wenn sie sich dennoch durch den Ölstrom ablösen, so werden sie jedenfalls nicht in das Innere des Zylinders 20 gespült Kleine Eisenteilchen, sogenannter Eisenstaub, werden auf jeden Fall innerhalb des Spaltes 40a oder an der zum Tauchkolben 21 gewandten Stirnseite des Permanent-Magneten 40 festgehalten und sind dort völlig außerhalb des ölstroms. Eisenstaub, der im Spalt 40a gehalten wird, stört die Bewegung der Ventilstange 30 nicht und wirkt darüber hinaus wie ein Filtervorhang. Unabhängig vom Verunreinigungszustand des Arbeitsöls kann daher kein Eisenstaub zum Lager 28 oder zum Tauchkolben 21 gelangen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Strömungsmengen-Steuerventil mit einer Ventilkammer, einem in die Ventilkammer mündenden Zylinder, dessen der Ventilkammer abgewandtes Ende abgeschlossen ist, mit einem im Zylinder längsbeweglich geführten Tauchkolben, der mittels einer auf den Zylinder gewickelten Magnetspule bewegbar ist, mit einer vom Tauchkolben getragenen Ventilstange, die in die Ventilkammer hineinragt und auf eine öffnung der Ventilkainmer zu- bzw. davon wegbewegbar ist, sowie mit wenigstens einem radialen Durchbruch in der Ventilkammer, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Permanentmagent (40) im Zylinder (20) gehalten wind und die Ventilstange (30) lose umgreift