DE4428081A1

DE4428081A1 - Ventil zur Dämpfung von Druckstößen in Zylinderleitungen

Info

Publication number: DE4428081A1
Application number: DE19944428081
Authority: DE
Inventors: Rolf Fasbender; Ralf Urban
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1994-08-09
Publication date: 1996-02-15

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil zur Dämpfung von Druckstößen, wobei in die Arbeitsleitungen zwischen einem Steuerventil und den beiden Druckräumen eines Servomotors jeweils ein Ventil eingebaut ist. Jedes Ventil enthält in einem Gehäuse einen Kolben, der in seiner Grundstellung über eine stirnseitige Blende eine nahezu ungedrosselte Verbindung vom Steuerventil zu dem Servomotor herstellt. In der Schaltstellung verschließt der Kolben gegen die Kraft einer Feder den Öldurchfluß in Richtung zum Steuerventil. Dabei ist ein enger, die Dämpfung bewirkender Querschnitt einer Blendenbohrung geöffnet.

Aus der DE 41 06 310 A1 (Fig. 4) sind bereits derarti ge Ventile bekannt, die in die Arbeitsleitungen einer Hilfskraftlenkung eingebaut sind. Der Durchflußwiderstand vom Steuerventil zum Servomotor ist in einer solchen Anord nung klein. Bei kleineren Strömen vom Servomotor in Rich tung des Steuerventils ist der Durchflußwiderstand eben falls niedrig, während bei großen Strömen, zum Beispiel durch stoßartige Belastungen der gelenkten Räder, ein hoher Durchflußwiderstand in den Ventilen aufgebaut wird. Die Ventile sind so ausgelegt, daß die Dämpfung erst bei Öl strömen wirksam wird, die größer sind als die den normalen Lenkgeschwindigkeiten zugeordneten Ströme. Der bekannte Ventilaufbau mit einer kleinen Drosselbohrung im Kolbenbo den hat die Eigenschaft einer verhältnismäßig großen Hyste rese. Bei einem großen Strom in Richtung zum Steuerventil und dabei verstelltem Kolben muß nämlich der Differenzdruck über der Drosselbohrung erst wieder so weit abfallen, bis der Kolben aus seiner Schaltstellung in die Grundstellung zurückweicht. Befindet sich der Kolben in seiner Schalt stellung mit Dämpfungswirkung, während man gleichzeitig eine Lenkbewegung mit normaler Lenkgeschwindigkeit vor nimmt, ist somit die Lenkbarkeit infolge der Hysterese be einträchtigt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Ventil so abzuändern, daß der Kolben nach Einwirken eines starken Druckstoßes ohne Verzögerung aus seiner Schaltstel lung in die Grundstellung zurückkehrt.

Diese Aufgabe ist durch das im Hauptanspruch gekenn zeichnete Ventil gelöst. Nach der Erfindung ist der Kolben in einer gehäusefesten Büchse geführt und die enge Blenden bohrung für die Dämpfung befindet sich radial in einer Zy linderwand des Kolbens, die in der Schaltstellung mit einem zum Steuerventil führenden Kanal der Büchse in Verbindung tritt, wobei eine Endfläche des Kolbens eine Steuerkante der Büchse verschließt. In dieser Dämpfungsstellung kann sich der Druckstoß an der engen Blendenbohrung abbauen. Dabei wird der die Schaltstellung des Kolbens 7 beeinflus sende Differenzdruck an einer vom gesamten Strom durchflos senen Blende erzeugt, deren Querschnitt unveränderlich ist.

Dadurch, daß der den Kolben steuernde Differenzdruck in beiden Bewegungsrichtungen von der großen Blende im Kol benboden bestimmt wird und die enge, radiale Blendenbohrung in der Zylinderwand keinen Einfluß auf die Rückstellge schwindigkeit aus der Schaltstellung hat, kippt der Diffe renzdruck hysteresefrei auf den niedrigeren Wert.

In einer weiteren Ausführungsform hat die Büchse eine oder mehrere Bohrungen, und eine als Radialbohrung ausge führte Blende des Kolbens mündet in eine Ringnut, die in der Schaltstellung mit den Bohrungen der Büchse in Verbin dung kommt. Diese Variante ist in der Herstellung billiger, da man auf der Innenseite der Büchse ohne Ringnut auskommt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ventil zur Dämpfung von Druckstößen und

Fig. 2 eine weitere Kolbenausführung des Ventils im Teilschnitt.

Ein Ventilgehäuse 1 ist durch einen mit einem Dicht ring 2 abgedichteten Schraubstutzen 3 verschlossen. Eine Bohrung 4 steht an einem Anschluß S mit einem Druckraum eines Servomotors und eine Bohrung 5 an einem Anschluß V, beispielsweise mit einem Steuerventil einer Hilfskraftlen kung, in Verbindung. In die von dem Steuerventil zu den beiden Druckräumen des Servomotors verlegten Arbeitsleitun gen (die letzteren Baumerkmale sind in der Zeichnung nicht dargestellt) ist jeweils ein baugleiches Ventil eingebaut. Eine Büchse 6 ist bis zu einer Stufe der Bohrung 4 in das Ventilgehäuse 1 eingepreßt. In der Büchse 6 ist ein Kolben 7 geführt, der sich in seiner Grundstellung durch die Kraft einer Feder 8 an einem Anschlag 10 abstützt. Der Kolben hat in seinem Boden eine Blende 11, die den Durchfluß durch das Ventil nur unwesentlich beschränkt. In der Nähe der offenen Stirnseite des Kolbens 7 befindet sich in dessen Zylinder wand eine radiale Bohrung, die als enge Blende 12 ausge führt ist. Die Blende 12 erhält in der Schaltstellung des Kolbens 7 Verbindung mit einer Ringnut 13 der Büchse 6. Gleichzeitig verschließt der Kolben 7 an seinem offenen Ende eine Steuerkante 14. Die Ringnut 13 hat über eine oder mehrere Bohrungen 15, einen Ringkanal 16 und Durchbrüche 17 der Büchse 6 mit dem Anschluß V Verbindung.

Das Ventil befindet sich in Fig. 1 durch die Kraft der Feder 8 in seiner Grundstellung. Vom Anschluß S fließt über die große Blende 11, die geöffnete Steuerkante 14, die Ringnut 13, die Bohrungen 15 und den Ringkanal 16 ein Öl strom mit niedrigem Durchflußwiderstand zum Anschluß V. Wirkt sich am Anschluß S ein Druckstoß aus, der einen plötzlichen starken Anstieg des Ölstromes zur Folge hat, dann steigt der Differenzdruck an der Blende 11 so stark an, daß sich der Kolben 7 gegen die Kraft der Feder 8 nach rechts in die Schaltstellung verschiebt. Dabei verschließt der Kolben 7 die Steuerkante 14. Der Ölstrom muß jetzt über die kleine Blende 15 zum Anschluß V fließen. Der Differenz druck kippt deshalb auf einen hohen Wert und der Druckstoß wird abgefangen. Die kleine Blende 12 sorgt dafür, daß die Dämpfungswirkung nicht ins Unendliche ansteigt. Sinkt der Ölstrom wieder ab, dann kippt der Differenzdruck hysterese frei auf einen niedrigen Wert und der Kolben 7 bewegt sich in seine Grundstellung zurück. Wird das Ventil, beispiels weise bei einer Lenkbewegung, vom Anschluß V her durch strömt, dann ist der Durchflußwiderstand immer auf einem niedrigen Niveau, weil sich der Kolben 7 in seiner gezeich neten Grundstellung befindet.

Bei Bedarf kann man den Differenzdruck vom Anschluß S zum Anschluß V begrenzen, indem man zu der kleinen Blende 12 noch ein Druckbegrenzungsventil mit Wirkung von S nach V anordnet (siehe DE 41 06 310 A1).

In der Ausführung nach Fig. 2 weist eine Büchse 18 lediglich eine oder mehrere Bohrungen 20 auf. Außerdem mün det eine kleine, als Radialbohrung ausgeführte Blende 21 in eine Ringnut 23 eines Kolbens 22. Dadurch kann die Drehlage des Kolbens 22 beliebig zu den Bohrungen 20 sein.

Bezugszeichenliste

1 Ventilgehäuse
2 Dichtung
3 Schraubstutzen
4 Bohrung
5 Bohrung
6 Büchse
7 Kolben
8 Feder
9 -
10 Anschlag
11 große Blende
12 kleine Blende
13 Ringnut
14 Steuerkante
15 Bohrung
16 Ringkanal
17 Durchbrüche
18 Büchse
19 -
20 Bohrungen
21 Blende
22 Kolben
23 Ringnut
S Anschluß
V Anschluß.

Claims

1. Ventil zur Dämpfung von Druckstößen mit folgenden Merkmalen:

- in die Arbeitsleitungen zwischen einem Steuerventil und den beiden Druckräumen eines Servomotors ist je weils ein Ventil eingebaut;
- jedes Ventil enthält in einem Ventilgehäuse (1) einen Kolben (7), der in seiner Grundstellung über eine stirnseitige Blende (11) eine nahezu ungedrosselte Verbindung vom Steuerventil zu dem Servomotor her stellt;
- in der Schaltstellung verschließt der Kolben (7) gegen die Kraft einer Feder (8) den Öldurchfluß in Richtung zum Steuerventil, wobei ein enger, die Dämpfung bewir kender Querschnitt einer Blende (12) geöffnet ist,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- der Kolben (7) ist in einer gehäusefesten Büchse (6) geführt;
- die enge Blende (12) befindet sich radial in der Zy linderwand des Kolbens (7) und tritt in der Schalt stellung mit einer zum Steuerventil führenden Ring nut (13) der Büchse (6) in Verbindung;
- in der Büchse (6) ist eine mit der Endfläche des Kol bens (7) zusammenwirkende Steuerkante (14) vorgesehen und
- der die Schaltstellung des Kolbens (7) beeinflussende Differenzdruck wird an einer vom gesamten Strom durch das Ventil durchflossenen Blende (11) erzeugt, deren Querschnitt unveränderlich ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Büchse (18) eine oder mehrere Bohrungen (20) aufweist und eine als Radialbohrung ausge führte Blende (21) des Kolbens (22) in eine Ringnut (23) mündet (Fig. 2).