DE60309154T2

DE60309154T2 - Steuerventil für servolenkung

Info

Publication number: DE60309154T2
Application number: DE2003609154
Authority: DE
Inventors: Jinbo Morristown WANG
Original assignee: TRW Automotive US LLC
Current assignee: ZF Active Safety and Electronics US LLC
Priority date: 2002-05-03
Filing date: 2003-05-01
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2023-05-02
Also published as: KR20050009996A; ES2277100T3; EP1501716A1; US20050109408A1; JP2005524568A; CN100360364C; CN1659075A; DE60309154D1; AU2003265212A1; US7025091B2; WO2003093089A1; EP1501716B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein Fahrzeug-Servolenkgetriebe und insbesondere ein verbessertes Hydraulikfluid-Steuerventil, das zur Verwendung in einem solchen Fahrzeug-Servolenkgetriebe ausgeführt ist.
Ein bekanntes Hydraulikfluid-Steuerventil für ein Servolenkgetriebe enthält einen Ventileinsatz, der in einer Ventilbuchse drehbar ist. Der Einsatz und die Buchse steuern den Druck des durch das Ventil fließenden Hydraulikfluids zwischen einer Pumpe, einem Vorratsbehälter und einem Paar gegenüberliegender Fluidkammern auf entgegengesetzten Seiten eines Kolbens in einem Hydromotor. Wenn sich der Kern und die Buchse in Neutralstellungen befinden, sind die Hydraulikfluiddrücke in den gegenüberliegenden Fluidkammern gleich. Wenn der Einsatz und die Buchse aus den Neutralstellungen gedreht werden, wirken mehrere Stege und Nuten am Einsatz und an der Buchse zusammen, um den Hydraulikfluiddruck in einer der gegenüberliegenden Fluidkammern zu erhöhen, um hydraulische Servolenkungsunterstützung im Lenkgetriebe bereitzustellen. Die veröffentlichte europäische Patentanmeldung EP 0 585 107 A1 ist ein Beispiel für ein solches bekanntes Steuerventil mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Steuerventil mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen für ein Servolenkgetriebe bereit. Bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 16 aufgeführt.
Diese Erfindung betrifft einen verbesserten Aufbau eines Steuerventils für ein Servolenkgetriebe. Das Steuerventil enthält eine Ventilbuchse mit mehreren Stegen und einen in der Ventilbuchse drehbaren Ventileinsatz mit mehreren Stegen. Mindestens ein Steg des Ventileinsatzes und mindestens ein Stegpaar der Ventilbuchse, die auf entgegengesetzten Seiten des Stegs des Ventileinsatzes angeordnet sind, haben Oberflächen, die während der Drehung zusammenwirken, um eine erste Drosselöffnung zu Beginn der Drehung und eine zweite Drosselöffnung beim maximalen Aus maß der Drehung zu bilden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die zweite Drosselöffnung größer als die erste Drosselöffnung.
Andere Vorteile dieser Erfindung erschließen sich dem Fachmann anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik.
2 ist eine Ansicht von Teilen der Vorrichtung nach dem Stand der Technik aus 1, wobei bestimmte Teile im Schnitt und andere Teile schematisch gezeigt sind.
3 ist eine Ansicht ähnlich der 2, die Teile in anderen Positionen zeigt.
4 ist eine vergrößerte Teilansicht von in 2 dargestellten Teilen.
5 ist eine vergrößerte Ansicht einer überlagerten Beziehung von in 4 gezeigten Teilen.
6 ist eine Ansicht eines in den 2 und 3 vollständig dargestellten Teils.
7 ist eine Ansicht ähnlich der 5, die Teile einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt.
8 ist ein Graph der Leistungskennlinie der Vorrichtung nach dem Stand der Technik aus 7.
9 ist eine Ansicht ähnlich der 4, die Teile einer dritten Ausführungsform einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt.
10 ist eine Ansicht ähnlich der 9, die Teile einer vierten Ausführungsform einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt.
11 ist eine Ansicht ähnlich der 4, die Teile einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 ist eine Ansicht ähnlich der 11, die Teile in anderen Positionen zeigt.
13 ist eine vergrößerte Teilansicht von in 11 gezeigten Teilen.
14A bis 14E sind vergrößerte Ansichten eines Abschnitts der in 11 dargestellten Vorrichtung, die die Position der Teile während einer Drehung der Vorrichtung zeigt.
15 ist eine Ansicht ähnlich der 11, die einen Abschnitt von Teilen einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
15A bis 15E sind vergrößerte Ansichten von Abschnitten der in 15 dargestellten Vorrichtung, die die Position der Teile während einer Drehung der Vorrichtung zeigen.
16 ist eine Ansicht ähnlich der 11, die einen Abschnitt von Teilen einer dritten Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
16A bis 16E sind vergrößerte Ansichten von Abschnitten der in 16 dargestellten Vorrichtung, die die Position der Teile während einer Drehung der Vorrichtung darstellen.
Detaillierte Beschreibung
Bezugnehmend nunmehr auf 1 ist ein hydraulisches Servolenkgetriebe nach dem Stand der Technik dargestellt, das allgemein mit 10 gekennzeichnet und so eingerichtet ist, dass es in Verbindung mit dem Steuerventil der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Das Lenkgetriebe 10 sowie die 2 bis 10 nach dem Stand der Technik sind dem U.S.-Patent Nr. 6,082,403 an Strong entnommen, das dem Rechtsinhaber der vorliegenden Anmeldung übertragen worden ist. Nur die Abschnitte des Lenkgetriebes 10, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich sind, werden hierin erläutert. Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit dem hierin dargestellten und beschriebenen Lenkgetriebe 10 erläutert wird, versteht es sich ferner, dass das Steuerventil der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit anderen Lenkgetrieben verwendet werden kann.
Wie in 1 nach dem Stand der Technik dargestellt, ist das Lenkgetriebe 10 ein Zahnstangen-Lenkgetriebe mit Hydraulikunterstützung, das ein Gehäuse 12, eine Zahnstange 14 und eine Eingangswelle 16 aufweist. Die Zahnstange 14 erstreckt sich längs durch einen unteren Abschnitt 20 des Gehäuses 12 entlang einer waagrechten Achse 21 und ist zur Bewegung relativ zum Gehäuse 12 entlang der Achse 21 gelagert. Wenn das Lenkgetriebe 10 in ein Fahrzeug eingebaut ist, sind die entgegengesetzten Enden (nicht dargestellt) der Zahnstange 14 mit Lenkgestängen verbunden, die wiederum die Zahnstange 10 mit einem Paar lenkbarer Fahrzeugräder verbinden.
Die Eingangswelle 16 ragt aus einem oberen Abschnitt 22 des Gehäuses 12 entlang einer anderen Achse 23 nach außen und ist als Reaktion auf eine Drehung des Lenkrads des Fahrzeugs um die Achse 23 drehbar. Das Lenkgetriebe 10 bewirkt als Reaktion auf eine Drehung der Eingangswelle um die Achse 23 ein Bewegen der Zahnstange 14 entlang der Achse 21. Das Lenkgetriebe 10 betätigt so die Lenkgestänge, um die Fahrzeugräder als Reaktion auf eine Drehung des Lenkrads zu lenken.
Wie in 1 nach dem Stand der Technik schematisch gezeigt, enthält das Lenkgetriebe 10 ferner ein Hydraulikfluid-Steuerventil 18, das im Gehäuse 12 enthalten ist. Andere Teile des Lenkgetriebes 10 sind ein Ritzel 24 und einen Kolben 26. Das Ritzel 24 ist durch einen Drehstab 28 mit der Eingangswelle 16 verbunden und ist zur Drehung um die Achse 23 im Eingriff mit einer Reihe von Zahnstangenzähnen 20 auf der Zahnstange 14 abgestützt. Ein rohrförmiger Abschnitt 32 des unteren Gehäuseabschnitts 20 dient als ein Kraftzylinder. Der Kolben 26 ist im Kraftzylinder 32 an der Zahnstange 14 befestigt. Ein Paar Hydraulikfluidkammern 34 und 36 mit variablem Volumen ist im Kraftzylinder 32 auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens 26 angeordnet.
Das Steuerventil 18 kommuniziert über einen ersten Zweiwegekanal 40 mit der ersten Kammer 34 im Kraftzylinder 32. Das Steuerventil 18 kommuniziert über einen zweiten Zweiwegekanal 42 mit der zweiten Kammer 36 im Kraftzylinder 32. Wie darüber hinaus in 1 schematisch dargestellt, erhält das Steuerventil 18 aus einem Vorratsbehälter 44 und von einer Pumpe 46 Hydraulikfluid durch einen Einlasskanal 48. Die Pumpe 46 könnte eine Pumpe mit variierendem Durchfluss sein und durch einen Elektromotor oder durch den Fahrzeugmotor angetrieben sein. Ein Auslasskanal 50 führt Hydraulikfluid aus dem Steuerventil 18 zum Vorratsbehälter 44 ab.
Das Steuerventil 18 arbeitet als Reaktion auf eine Drehung der Eingangswelle 16 mit dem Lenkrad des Fahrzeugs. Wenn sich die Eingangswelle 16 mit dem Lenkrad in einer ersten Richtung um die Achse 23 dreht, dreht sie sich geringfügig relativ zum Ritzel 24. Der Drehstab 28 biegt sich, um die Drehung der Eingangswelle 16 relativ zum Ritzel 24 zu ermöglichen. Das Ventil 18 reagiert auf die resultierende Drehbewegung durch Öffnen von Hydraulikfluid-Durchflusswegen, die sich vom Einlasskanal 48 durch das Steuerventil 18 zum ersten Zweiwegekanal 40 erstrecken. Das Steuerventil 18 schließt gleichzeitig Hydraulikfluid-Durchflusswege, die sich vom zweiten Zweiwegekanal 42 durch das Steuerventil 18 zum Auslasskanal 50 erstrecken. Ein resultierender Hydraulikfluidfluss von der Pumpe 46 und eine über den Kolben 26 wirkende resultierende Hydraulikfluiddruckdifferenz bewirken, dass sich der Kolben 26 und die Zahnstange 14 in 1 gesehen entlang der Achse 21 nach rechts bewegen. Dies bewirkt, dass das Lenkgestänge die Fahrzeugräder in eine erste Richtung lenkt.
Wenn sich die Zahnstange mit den Kolben 26 entlang der Achse 21 bewegt, dreht sich das Ritzel 24 in kämmendem Eingriff mit den Zahnstangenzähnen 30. Das Ritzel 24 dreht sich dann nachlaufend um die Achse 23 relativ zur Eingangswelle 16, um die Drehbewegung zwischen dem Ritzel 24 und der Eingangswelle 16 aufzuheben. Das Steuerventil 18 reagiert durch Schließen der zuvor geöffneten Hydraulikfluid-Durchflusswege. Dadurch werden die auf den Kolben 26 in den zwei Kammern 34 und 36 im Kraftzylinder 32 wirkenden Hydraulikfluiddrücke ausgeglichen und der Kolben 26 und die Zahnstange 14 veranlasst, ihre Bewegung entlang der Achse 21 zu stoppen.
Wenn die Fahrzeugräder in eine entgegengesetzte Richtung gelenkt werden sollen, wird die Eingangswelle 16 mit dem Lenkrad in eine entgegengesetzte Richtung um die Achse 23 gedreht und beim Biegen des Drehstabs 28 wiederum geringfügig relativ zum Ritzel 24 gedreht. Das Steuerventil 18 reagiert durch Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer 36 und durch gleichzeitiges Entleeren der ersten Kammer 34. Der Kolben 26 und die Zahnstange 14 bewegen sich dann in 1 gesehen axial nach links. Eine resultierende Folgedrehung des Ritzels 24 relativ zur Eingangswelle 16 veranlasst das Steuerventil 18 wieder, die Hydraulikfluiddrücke in den zwei Kammern 34 und 36 im Kraftzylinder 32 auszugleichen.
Wie in 2 nach dem Stand der Technik gezeigt enthält das Steuerventil 18 einen Ventileinsatz 60 und eine Ventilbuchse 62. Der Einsatz 60 und die Buchse 62 haben allgemein auf die Achse 23 zentrierte zylindrische Formen. Der Einsatz 60 ist durch einen Abschnitt der Eingangswelle 16 definiert (1). Die Buchse 62 ist mit einem oberen Endabschnitt des Ritzels 24 verbunden (1). Folglich drehen sich der Einsatz 60 und die Buchse 62 relativ zueinander, wenn sich die Eingangswelle 16 und das Ritzel 24 relativ zueinander drehen. Wie nachstehend detailliert beschrieben wird, variieren dann der Einsatz 60 und die Buchse 62 die sich durch das Steuerventil 18 erstreckenden Hydraulikfluid-Flusswege, so dass bestimmte Flusswege relativ unverengt und bestimmte Flusswege relativ verengt werden. Druckbeaufschlagte Hydraulikfluidströme werden dadurch durch das Steuerventil 18 zwischen der Pumpe 46 und den Fluidkammern 34 und 36 im Kraftzylinder 32 geleitet, wie oben unter Bezugnahme auf 1 nach dem Stand der Technik beschrieben.
Die Buchse 62 hat einen radialen inneren Umfang 64, der sich in Umfangsrichtung um den Einsatz 60 erstreckt. Der innere Umfang 64 der Buchse 62 hat eine wellige Kontur, die durch mehrere in Umfangsrichtung beabstandeter Stege und Nuten definiert ist. Genauer hat die Buchse 62 neun Stege 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78 und 79, die in Umfangsrichtung um die Achse 23 beabstandet sind. Die Buchse 62 hat neun Nuten 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88 und 89, die jeweils in Umfangsrichtung zwischen einem Paar benachbarter Stege angeordnet sind.
Drei Einlassöffnungen 90 erstrecken sich in den Positionen des ersten Stegs 71, des vierten Stegs 74 und des fünften Stegs 77 durch die Buchse 62 radial nach innen. Wie in 2 nach dem Stand der Technik schematisch dargestellt ist, erhalten die Einlassöffnungen 90 Hydraulikfluid von der Pumpe 46. Wie darüber hinaus in 2 nach dem Stand der Technik schematisch gezeigt, kommunizieren einige der Nuten in der Buchse 62 mit den Fluidkammern 34 und 36 im Kraftzylinder 32 (1) und einige der Nuten kommunizieren mit dem Vorratsbehälter 44. Insbesondere die ersten, vierten und siebten Nuten 81, 84 und 87 kommunizieren mit der Kammer 36 auf der rechten Seite des Kolbens 26. Die dritten, sechsten und neunten Nuten 83, 86 und 89 kommunizieren mit der anderen Kammer 34 auf der linken Seite des Kolbens 26. Die zweiten, fünften und achten Nuten 82, 85 und 88 kommunizieren durch Auslassöffnungen 92 (schematisch dargestellt) an den Enden der Nuten 82, 85 und 88 mit dem Vorratsbehälter 44.
Der Einsatz 60 hat ebenfalls eine wellige Kontur, die durch in Umfangsrichtung beabstandete Stege und Nuten definiert ist. Diese umfassen neun Stege 101 bis 109 und neun Nuten 121 bis 129. Die Stege 101 bis 109 am Einsatz 60 sind radial gegenüber den Nuten 81 bis 89 in der Buchse 62 angeordnet. Die Nuten 121 bis 129 im Einsatz 60 sind radial gegenüber den Stegen 71 bis 79 an der Buchse 62 angeordnet. Folglich definieren die benachbarten Ecken der Stege 71 bis 79 und 101 bis 109 achtzehn Öffnungen 130 zwischen den Nuten 81 bis 89 und 121 bis 129.
Wenn kein Lenkmanöver ausgeführt wird, sind der Einsatz 60 und die Buchse 62 in Neutralstellungen angeordnet, wie in 2 dargestellt. Hydraulikfluid fließt dann durch die Nuten 121 bis 129, die Öffnungen 130 und die Nuten 81 bis 89 von den Einlassöffnungen 90 zu den Auslassöffnungen 92. Dieser Fluss resultiert aus einem Druckabfall zwischen der Pumpe 46 und dem Vorratsbehälter 44. Es gibt jedoch keine Druckdifferenz zwischen den Fluidkammern 34 und 36 im Kraftzylinder 32, wenn kein Lenkmanöver ausgeführt wird. Folglich gibt es keine Druckdifferenz zwischen dem Satz Nuten 81, 84 und 87, die mit der rechten Kammer 36 kommunizieren, und dem anderen Satz Nuten 83, 86 und 89, die mit der linken Kammer 34 kommunizieren.
Wenn das Fahrzeuglenkrad und die Eingangswelle 16 (1) nach links gedreht werden, dreht sich der Einsatz 60 in den 2 und 3 gesehen relativ zur Buchse 62 in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn. Neun der achtzehn Öffnungen 130 werden dann vergrößert und die anderen neun Öffnungen 130 werden dann verengt. Dies bewirkt einen Anstieg des Hydraulikfluiddrucks im Satz Nuten 83, 86 und 89, die mit der linken Kammer 34 im Kraftzylinder 32 kommunizieren, und gleichzeitig einen Anstieg des Hydraulikfluiddrucks in geringerem Ausmaß im Satz Nuten 31, 84 und 87, die mit der rechten Kammer 36 kommunizieren. Auf diese Weise wird ein kleiner Teil des Hydraulikfluidflusses, der voh von den Einlassöffnungen 90 zu den Auslassöffnungen 92 verläuft, durch die Nuten 83, 86 und 89 zur linken Kammer 34 umgeleitet. Ein gleicher Hydraulikfluidfluss wird gleichzeitig aus der rechten Kammer 36 zu den entsprechenden Nuten 81, 84 und 87 abgeleitet. Der Kolben 26 und die Zahnstange 14 bewegen sich dann in 1 gesehen nach rechts. Dies bewirkt, dass die Lenkgestänge die lenkbaren Fahrzeugräder nach links drehen.
Wie aus der vergrößerten Ansicht der 4 nach dem Stand der Technik ersichtlich ist, ist eine der sich vergrößernden Öffnungen 130 von den drei Öffnungen 130 unterschieden, die sich bei Drehung des Einsatzes 60 aus der Neutralstellung in 2 nach dem Stand der Technik in die verschobene Position der 3 nach dem Stand der Technik verengen. Genauer ist eine der sich vergrößernden Öffnungen 130 in 4 mit dem Bezugszeichen 130a gekennzeichnet. Ein benachbartes Paar Drossel öffnungen 130 ist mit den Bezugszeichen 130b und 130c gekennzeichnet. Die Drosselöffnungen 130b und 130c definieren in Umfangsrichtung entgegengesetzte Enden einer Hochdruckzone 140, die sich im Ventil 18 zwischen der Pumpe 46 und der linken Fluidkammer 34 befindet. Eine weitere Drosselöffnung 130 ist mit dem Bezugszeichen 130d gekennzeichnet. Die Drosselöffnungen 130d und 130c definieren in Umfangsrichtung entgegengesetzte Enden einer Niederdruckzone 142, die sich im Steuerventilventil 18 zwischen der rechten Fluidkammer 36 und dem Vorratsbehälter 44 befindet.
Wie oben beschrieben fließt Hydraulikfluid zwischen dem Einsatz 60 und der Buchse 62 kontinuierlich von den Einlassöffnungen 90 zu den Auslassöffnungen 92. Folglich ist die Drosselöffnung 130d aus 4 nach dem Stand der Technik stromabwärts der Drosselöffnung 130c angeordnet. Die Drosselöffnung 130d liefert so einen Gegendruck an der Drosselöffnung 130c, wenn sich der Einsatz 60 aus der Neutralstellung der 2 nach dem Stand der Technik zur verschobenen Position der 3 nach dem Stand der Technik dreht. Die Drosselöffnung 130b wird jedoch am in Umfangsrichtung entgegengesetzten Ende der Hochdruckzone 140 nicht mit einem Gegendruck beaufschlagt. Die nächste benachbarte stromabwärts gelegene Öffnung 130e vergrößert sich nämlich, statt dass sie sich verengt. Eine stabilisierende Gegendruckkraft wird auf diese Weise auf den Kolben 26 in der Niederdruck-Fluidkammer 36 ausgeübt, indem Gegendruck auf den Fluss an der Drosselöffnung 130c ausgeübt wird, während auf den Fluss an der Drosselöffnung 130b kein Gegendruck ausgeübt wird. Dies resultiert aus den abgeschrägten Formen der Eckabschnitte der Stege 109, 101 und 102 neben den Öffnungen 130b, 130c bzw. 130d.
5 nach dem Stand der Technik zeigt die abgeschrägten Eckabschnitte der Stege 109, 101 und 102 an den Öffnungen 130b, 130c bzw. 130d in einer überlagerten Beziehung radialer Profile zum Zwecke des Vergleichs miteinander. Der Steg 109 hat eine zylindrische Oberfläche 150 mit einem auf die Rotationsachse 23 zentrierten kreisförmigen radialen Profil. Der Steg 109 hat ferner eine Kantenoberfläche 152, die von der zylindrischen Oberfläche 150 zur benachbarten Ecke 154 des Stegs 109 radial nach innen geneigt ist. Die Kantenoberfläche 152 weist eine Mehrzahl kleinerer Oberflächen mit verschiedenen radialen Profilen auf. Diese umfassen eine erste plane Facette 156, eine zweite plane Facette 158 und eine bogenförmige Zwischenoberfläche 160. Die erste Facette 156 erstreckt sich von der zylindrischen Oberfläche 150 zur Zwischenoberfläche 160. Die zweite Facette 158 ist relativ zur ersten Facette 156 radial nach innen geneigt und erstreckt sich entgegengesetzt von der Ecke 154 zur Zwischenoberfläche 160. Die Zwischenoberfläche 160 verläuft tangential zu jeder der Facetten 156 und 158.
Der Steg 101 hat eine zylindrische Oberfläche 170, die konzentrisch zur zylindrischen Oberfläche 15C des Stegs 109 verläuft. Der Steg 101 hat außerdem eine Kantenoberfläche 172, die von der zylindrischen Oberfläche 170 zur benachbarten Ecke 174 des Stegs 101 radial nach innen verjüngt ist. Die Kantenoberfläche 172 weist eine erste plane Fläche 176, eine zweite plane Facette 178 und eine bogenförmige Zwischenoberfläche 180 auf, die jeweils auch ein gesondertes radiales Profil haben.
Im Vergleich zur ersten Facette 156 an der Kantenoberfläche 152 schneidet die erste Facette 176 an der Kantenoberfläche 172 die entsprechende zylindrische Oberfläche 170 in einer Position, die in Umfangsrichtung von der entsprechenden Ecke 174 weiter beabstandet ist. Die Facette 176 ist auch stärker als die Facette 156 nach innen geneigt und beabstandet. Die zweite Facette 178 an der Kantenoberfläche 172 weist im Vergleich zur zweiten Facette 158 an der Kantenoberfläche 152 einen kleineren Winkel der radialen Einwärtsneigung auf. Die zweite Facette 178 ist jedoch größer und radial einwärts weiter beabstandet als die zweite Facette 158. Die Zwischenoberfläche 180 ist kleiner als die Zwischenoberfläche 160, aber sie wird ebenfalls von den entsprechenden Facetten 176 und 173 tangential geschnitten.
Der Steg 102 hat keine zylindrische Oberfläche wie die zylindrischen Oberflächen 150 und 170 an den Stegen 109 und 101. Stattdessen hat der Steg 102 eine große plane Facette 190, die sich vollständig zwischen ihren abgeschrägten gegenüberliegenden Eckabschnitten erstreckt. Die Facette 190 ist senkrecht zu einer Mittellinie 191 des Stegs 102 angeordnet und erstreckt sich diametral durch die Achse 23. Die Kantenoberfläche 192 am abgeschrägten Eckabschnitt des Stegs 102, der in 5 nach dem Stand der Technik dargestellt ist, hat eine einzige plane Facette 194, die sich von der entsprechenden Ecke 196 zur Facette 190 erstreckt. Die Kantenoberfläche 192 hat ferner einen bogenförmigen Endabschnitt 198, der von den Facetten 190 und 194 tangential geschnitten wird. Die Ecke 196 des Stegs 102 ist radial zwischen den Ecken 154 und 174 der Stege 109 und 101 angeordnet. Die Facette 194 erstreckt sich über die Facette 178 in 5 nach dem Stand der Technik gesehen radial nach innen und die Facette 190 ist geneigt und von jeder der anderen Facetten 156, 158, 176, 178 und 194 radial einwärts beabstandet.
Wenn sich der Einsatz relativ zur Buchse 62 in 5 nach dem Stand der Technik gesehen nach links bewegt, verengen sich die Öffnungen 130b, 130c und 130d auf die oben unter Bezugnahme auf die 3 und 4 nach dem Stand der Technik beschriebene Weise. Insbesondere verengen sich anfangs die Öffnungen 130b, 130c und 130d, während sich die Ecken 154, 174 und 196 der Stege 109, 101 und 102 zu den gegenüberliegenden Ecken an der Buchse 62 in Richtungen bewegen, die sich in 5 nach dem Stand der Technik von rechts nach links erstrecken. 5 nach dem Stand der Technik zeigt auch eine kreisförmigen Linie 199, die konzentrisch zu den zylindrischen Oberflächen 150 und 170 verläuft. Da die Ecken 154, 174 und 196 sämtlich von der kreisförmigen Linie 199 radial nach innen beabstandet sind, wird keine der Öffnungen 130b, 130c und 130d vollständig verengt, wenn sich die entsprechende Ecke 154, 174 oder 196 neben die gegenüberliegende Ecke an der Buchse 62 bewegt. Stattdessen verengt sich jede dieser Öffnungen 130b, 130c und 130d weiter, während sich die entsprechende Kantenoberfläche 152, 172 oder 192 an der gegenüberliegenden Ecke an der Buchse 62 vorbei bewegt.
Wenn sich die Öffnung 130d auf die obige Weise verengt, übt sie einen Gegendruck auf den Fluss des Hydraulikfluids aus, das dann durch die Öffnung 130c strömt, wie oben unter Bezugnahme auf 4 nach dem Stand der Technik beschrieben. Der dann die Öffnung 130b passierende Hydraulikfluidstrom fließt ohne einen Gegendruck auzuüben in gleicher Weise weiter, ebenfalls wie oben unter Bezugnahme auf 4 nach dem Stand der Technik beschrieben.
Die Öffnung 130b verengt sich dann vollständig, wenn die zylindrische Oberfläche 150 die gegenüberliegende Ecke an der Buchse 62 erreicht und sich neben sie bewegt. Die Öffnung 130c wird vollständig und in gleicher Weise verengt, wenn die konzentrische zylindrische Oberfläche 170 die entsprechende Ecke an der Buchse 62 erreicht und sich neben sie bewegt. Die Öffnung 130d verengt sich jedoch zu einem wesentlich früheren Zeitpunkt vollständig, wenn die Facette 190 die entsprechende Ecke an der Buchse 62 erreicht und sich neben sie bewegt, und sie ist im vollständig verengten Zustand viel größer ist als die vollständig verengten Öffnungen 130b und 130c. Dies stellt sicher, dass der durch die Verengung der Öffnung 130d gelieferte Gegendruck ein vorgegebenes Niveau nicht überschreitet.
Wie in 5 nach dem Stand der Technik weiter gezeigt, ist die abgeschrägte Eckkontur des Stegs 109 neben der Öffnung 130b mit dem Buchstaben B gekennzeichnet. Die abgeschrägte Eckkontur des Stegs 101 neben der Öffnung 130c ist mit dem Buchstaben C gekennzeichnet. Ähnlich ist die abgeschrägte Kontur des Stegs 102 neben der Öffnung 130d mit dem Buchstaben D gekennzeichnet. 6 nach dem Stand der Technik zeigt die bevorzugten Positionen, in denen die Konturen B, C und D um den Umfang des Einsatzes 60 wiederholt werden. Obwohl sich die Konturen B und C vorzugsweise voneinander unterscheiden wie in 5 gezeigt, könnten sie wahlweise gleich sein.
Bei der Anordnung in 6 nach dem Stand der Technik wird bei jedem Paar Drosselöffnungen an entgegengesetzten Enden einer Hochdruckzone zwischen dem Einsatz 60 und der Buchse 62 an einer der Öffnungen des Paars ein Gegendruck ausgeübt, nicht jedoch an der anderen, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Der Gegendruck wird durch die nächste Drosselöffnung ausgeübt, die stromabwärts der mit Gegendruck beaufschlagten Öffnung angeordnet ist. Mit anderen Worten wird immer dann, wenn ein Paar Ecken mit den Konturen B und C entgegengesetzte Enden einer Hochdruckzone wie der Hochdruckzone 140 von 4 definiert, die Drosselöffnung an der Ecke mit der Kontur C mit einem Gegendruck von der Öffnung an der nächsten benachbarten stromabwärts angeordneten Ecke mit der Kontur D beaufschlagt. Die gegenteilige Wirkung wird erreicht, wenn der Einsatz 60 in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird.
Ein zweites Beispiel nach dem Stand der Technik ist in 7 teilweise dargestellt. Der Steg 109 in 5 hat eine mit B1 gekennzeichnete alternative Kontur. Im Gegensatz zur Kontur B aus 5 ist die Kontur B1 aus 7 nicht abgeschrägt. Die Kontur 21 ist stattdessen durch eine zylindrische Oberfläche 200 des Stegs 109 definiert, der sich ganz bis zur Ecke 202 des Stegs 109 erstreckt. Im Gegensatz zur Öffnung 130b aus 5 wird eine Öffnung neben der Kontur B1 von 7 vollständig verengt, wenn sich die Ecke 202 und die zylindrische Oberfläche 200 zusammen neben eine gegenüberliegende Ecke an der Buchse 62 bewegen und an dieser vorbeibewegen. Folglich wird eine solche Öffnung zu einer relativ früheren Zeit vollständig verengt. Dieses Merkmal ermöglicht dem Steuerventil 18 nach dem Stand der Technik die Bereitstellung einer linearen Beziehung zwischen dem Drehmoment der Eingangswelle 16 (1) und der über dem Kolben 26 wirkenden Druckdifferenz, falls eine solche lineare Beziehung gewünscht wird, wie in 8 dargestellt ist.
Ein drittes Beispiel nach dem Stand der Technik ist in 9 teilweise dargestellt. Der Steg 102 aus 4 hat eine alternative Konfiguration. Insbesondere hat der Steg 102 bei der dritten Ausführungsform eine Mittellinie 211, die die Achse 23 schneidet, und ist um die Mittellinie 211 symmetrisch, hat jedoch ein Paar abgeschrägter gegenüberliegender Eckabschnitte mit alternativen Konturen D1.
Der Steg 102 aus 9 hat ein Paar große plane Facetten 212, die sich von den entgegengesetzten Eckabschnitten zur Mittellinie 211 erstrecken. In 9 ist auch die kreisförmige Linie 199 aus 5 dargestellt. Wie die plane Facette 190 am Steg 102 aus 5 ist jede der planen Facetten 212 am alternativen Steg 102 aus 9 von der kreisförmigen Linie 199 vollständig radial nach innen beabstandet. Dies stellt sicher, dass jede der planen Facetten 212 eine verengte Größe für ihre entsprechende Öffnung, die wesentlich größer ist als die vollständig verengten Größen eines zugeordneten Paars paralleler Drosselöffnungen, auf dieselbe Weise vollständig definieren wie oben unter Bezugnahme auf die in 5 gezeigten Öffnungen beschrieben ist. Im Gegensatz zur planen Facette 190 aus 5 sind die planen Facetten 212 aus 9 relativ zur zugehörigen Mittellinie 211 geneigt. Der alternative Steg 102 hat daher einen balligen radialen Querschnitt. Im Vergleich zur Menge Metallmaterial, das von dem vollständiger abgeflachten Steg 102 der 4 und 5 abgetragen werden muss, muss bei der Bildung des balligen Stegs 102 aus 9 eine geringere Metallmaterialmenge vom ursprünglichen Außendurchmesser des Einsatzes 60 abgetragen werden.
Ein viertes Beispiel nach dem Stand der Technik ist in 10 teilweise dargestellt. Der Steg 102 hat einen alternativen balligen Querschnitt, der sich etwas von dem in 9 gezeigten balligen Querschnitt unterscheidet.
Der Steg 102 in 10 nach dem Stand der Technik ist ebenfalls symmetrisch um die Mittellinie 211 und hat ein Paar abgeschrägter entgegengesetzter Eckabschnitte mit alternativen Konturen D2. Jede der Konturen D2 ist durch eine einzige plane Facette 220 definiert. Eine zylindrische Außenoberfläche 222 des Stegs 102 erstreckt sich entlang der kreisförmigen Linie 199 vollständig zwischen den planen Facetten 220. Jede dieser planen Facetten 220 bleibt durch den gesamten Drehbereich des Einsatzes 60 um die Achse 23 von der kreisförmigen Linie 199 radial einwärts beabstandet. Dies stellt sicher, dass die durch die planen Facetten 220 definierten Öffnungen vollständig verengte Größen haben, die größer sind als die vollständig verengten Größen, die durch zylindrische Oberflächen definiert sind, die sich entlang der kreisförmigen Linie 199 erstrecken. Im Gegensatz zu den planen Facetten 212 aus 9 sind die planen Facetten 220 aus 10 jedoch nicht vollständig von der kreisförmigen Linie 199 radial nach innen beabstandet. Stattdessen schneidet jede plane Facette 220 die kreisförmige Linie 199 an einer von der Mittellinie 211 beabstandeten Stelle.
Nunmehr wird unter Verwendung identischer Bezugszeichen zur Kennzeichnung entsprechender Teile auf die 11, 12, 13 und 14A bis 14E Bezug genommenen, in denen eine erste Ausführungsform eines allgemein mit 18A gekennzeichneten Steuerventils dargestellt ist, das in der hydraulischen Fahrzeugservolenkgetriebe-Baugruppe 10 der 1 verwendet werden kann. Das Steuerventil 18A ähnelt dem Steuerventil 18, abgesehen davon, dass drei Stege des Einsatzes 60A und sechs Stege der Buchse 62A eine andere Form oder ein anderes Profil haben als das Steuerventil 18. Insbesondere haben die Stege 102A, 105A und 108A des Einsatzes 60A und die Stege 72A, 73A, 75A, 76A, 78A und 79A der Buchse 62A ein anderes Profil oder eine andere Form im Vergleich zu dem bzw. der in Zusammenhang mit dem Steuerventil 18 gezeigten.
Wie am besten aus 13 ersichtlich ist, hat der Steg 108A des Einsatzes 60A bei dieser Ausführungsform eine in ihm ausgebildete, allgemein mit 200 bezeichnete Aussparung. Um dies zu erreichen, hat der Steg 108A eine erste Oberfläche 202, eine zweite Oberfläche 204, eine dritte Oberfläche 206, eine vierte Oberfläche 208 und eine fünfte Oberfläche 210. Die erste Oberfläche 202 und die fünfte Oberfläche 210 sind allgemein radial nach außen gewandte ebene Oberflächen. Die zweite Oberfläche 204 und die vierte Oberfläche 208 sind allgemein radial nach innen gewandte ebene Oberflächen. Die dritte Oberfläche 206 ist eine allgemein ebene Oberfläche und wirkt mit den zweiten und vierten Oberflächen 204 und 208 zusammen, um die Aussparung 200 zu definieren. Wie bei dieser Ausführungsform gezeigt ist, hat die Aussparung 200 eine allgemein rechteckige Form. Falls gewünscht, kann das Profil des Stegs 108A des Einsatzes 60A alternativ anders sein als dargestellt, wie nachstehend erläutert wird. Außerdem kann das Profil des Stegs 108A des Einsatzes 60A demjenigen ähneln, das oben erläutert und in den 2, 3, 4, 6, 9 und 10 nach dem Stand der Technik dargestellt ist.
Bei dieser Ausführungsform ist im Steg 78A der Buchse 60A ein Schlitz 220 ausgebildet. Um dies zu erreichen, hat der Steg 78A eine erste Oberfläche 222, eine zweite Oberfläche 224, eine dritte Oberfläche 226, eine vierte Oberfläche 228 und eine fünfte Oberfläche 230. Die erste Oberfläche 222 und die fünfte Oberfläche 230 sind gekrümmte Oberflächen und bei dieser Ausführungsform entlang der gemeinsamen Innendurchmesser-Oberfläche der Buchse 60A angeordnet. Die zweite Oberfläche 224 und die vierte Oberfläche 228 sind allgemein radial nach außen gewandte ebene Oberflächen. Die dritte Oberfläche 226 ist eine allgemein ebene Oberfläche und wirkt mit den zweiten und vierten Oberflächen 224 und 228 zusammen, um die Aussparung 220 zu definieren. Wie bei dieser Ausführungsform gezeigt, hat der Schlitz 220 eine allgemein rechteckige Form. Falls gewünscht, kann das Profil des Stegs 78A und/oder das Profil des im Steg 78A der Buchse 62A ausgebildeten Schlitzes 220 alternativ anders sein als dargestellt, so lange es zur Bereitstellung der Funktion wie nachstehend erläutert wirksam ist.
Ähnlich ist im Steg 79A der Buchse 60A eine Aussparung 240 ausgebildet. Um dies zu erreichen, hat der Steg 79A eine erste Oberfläche 242, eine zweite Oberfläche 244, eine dritte Oberfläche 246, eine vierte Oberfläche 248 und eine fünfte Oberfläche 250. Die erste Oberfläche 242 und die fünfte Oberfläche 250 sind gekrümmte Oberflächen. Die zweite Oberfläche 244 und die vierte Oberfläche 248 sind allgemein radial nach außen gewandte ebene Oberflächen. Die dritte Oberfläche 246 ist eine allgemein ebene Oberfläche und wirkt mit den zweiten und vierten Oberflächen 244 und 248 zusammen, um die Aussparung 240 zu definieren. Wie bei dieser Ausführungsform gezeigt, hat die Aussparung 240 eine allgemein rechteckige Form.
Bei dieser Ausführungsform haben die Stege 102A und 105A des Einsatzes 60A und die Stege 72A und 73A und 75A und 76A der Buchse 62A ein identisches Profil wie das des Stegs 108A des Einsatzes 60A und der Stege 78A und 79A der Buchse 62A. Das Profil von einem oder mehreren der Stege 102A, 105A und 108A des Einsatzes 60A und/oder das Profil von einem oder mehreren der Stege 72A, 73A, 75A, 76A, 78A und 79A der Buchse 62A kann jedoch anders sein als dargestellt, falls gewünscht. Obwohl vorzugsweise die drei Sätze benachbarter Stege, 72A und 73A, 75A und 76A und 78A und 79A geändert werden wie erläutert wird, könnte auch nur einer dieser Sätze Stege geändert werden. Außerdem sind bei dieser Ausführungsform drei Stege 102A, 105A und 108A des Einsatzes 60A im Vergleich zu den Stegen 102, 105 und 108 des Einsatzes 60 des Steuerventils 18 nach dem Stand der Technik sämtlich geändert worden. Wie nachstehend erläutert wird, muss jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung keiner oder nur einer der drei Stege 102, 105 und 108 des Einsatzes 60 geändert werden. Es versteht sich, dass der Steg oder die Stege, die zwischen den Stegpaaren der Buchse angeordnet sind, geändert werden, falls einer oder mehrere der Stege des Einsatzes geändert werden sollen.
Nunmehr wird die Funktionsweise der Erfindung gemäß dieser Ausführungsform anhand der 14A bis 14E erläutert. 14A ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Ventils 18A, die die Position des Stegs 108A des Einsatzes 60A und des Stegs 78A der Buchse 62A zeigt, wenn sich der Einsatz 60A etwa zwei Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat, wobei die Teile der Klarheit halber übertrieben dargestellt sind. Wie dort gezeigt entsteht in dieser Position eine Drosselöffnung 260 zwischen der Oberfläche 230 des Buchsenstegs 78A und der Oberfläche 202 des Einsatzstegs 108A. Die Drosselöffnung 240 definiert einen Abstand D1.
14B ist eine vergrößerte Ansicht, die die Position des Stegs 108A des Einsatzes 60A und des Stegs 78A der Buchse 62A zeigt, wenn sich der Einsatz 60A etwa drei Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat. Wie dort gezeigt entsteht in dieser Position eine Drosselöffnung 262 zwischen der Oberfläche 230 des Buchsenstegs 78A und der Oberfläche 202 des Einsatzstegs 108A. Die Drosselöffnung 262 definiert einen Abstand D2.
14C ist eine vergrößerte Ansicht, die die Position des Stegs 108A des Einsatzes 60A und des Stegs 78A der Buchse 62A zeigt, wenn sich der Einsatz 60A etwa vier Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat. Wie dort gezeigt entsteht in dieser Position eine Drosselöffnung 264 zwischen der Oberfläche 230 des Buchsenstegs 78A und der Oberfläche 202 des Einsatzstegs 108A. Die Drosselöffnung 264 definiert einen Abstand D3.
14D ist eine vergrößerte Ansicht, die die Position des Stegs 108A des Einsatzes 60A und des Stegs 78A der Buchse 62A zeigt, wenn sich der Einsatz 60A etwa sechs Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat (12 zeigt auch ungefähr die gleiche Position des gesamten Ventils 18A bei einer Drehung von etwa sechs Grad). Wie dort gezeigt entsteht in dieser Position eine Drosselöffnung 266 zwischen einer Innenecke 230A der Oberfläche 230 des Buchsenstegs 78A und einer Innenecke 202A der Oberfläche 202 des Einsatzstegs 108A. Die Drosselöffnung 266 definiert einen Abstand D4.
14E ist eine vergrößerte Ansicht, die die Position des Stegs 108A des Einsatzes 60A und des Stegs 78A der Buchse 62A zeigt, wenn sich der Einsatz 60A etwa acht Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat. Wie dort gezeigt entsteht in dieser Position eine Drosselöffnung 268 zwischen der Innenecke 230A der Oberfläche 230 des Buchsenstegs 78A und der Innenecke 202A der Oberfläche 202 des Einsatzstegs 108A. Die Drosselöffnung 268 definiert einen Abstand D5. Je nach der speziellen Struktur des Schlitzes 220 der Buchse 62A und der Aussparung 200 des Einsatzes 60A kann die bei acht Grad Drehung definierte Drosselöffnung 268 alternativ durch andere Oberflächen definiert sein. Wie in 14E gezeigt, können z. B. eine zweite Drosselöffnung 268A zwischen der Oberfläche 230 und der Oberfläche 206 und eine dritte Drosselöffnung 268B zwischen der Oberfläche 226 und der Oberfläche 202 festgelegt werden. Die zweite Drosselöffnung 268A definiert einen Abstand D6 und die dritte Drosselöffnung 268B definiert einen Abstand D7. Bei dieser Ausführungsform sind die Abstände D5, D6 und D7 einander ungefähr gleich.
Gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Abstände D1, D2 und D3 einander ungefähr gleich. Der Abstand D4 ist größer als die Abstände D1, D2 und D3, und der Abstand D5 ist größer als der Abstand D4. Falls gewünscht, können die Abstände D1 bis D5 alternativ anders sein als dargestellt. Die Abstände D1, D2 und D3 müssen z. B. nicht die gleichen sein und/oder der Abstand D5 kann größer sein als D4. Somit folgt, dass bei Drehung des Einsatzes 60A und der Buchse 62A relativ zueinander anfangs eine Drosselöffnung 260 zwischen dem Einsatzsteg 108A und dem Buchsensteg 78A definiert wird. Bei dieser Ausführungsform beginnt sich die Drosselöffnung nach einem bestimmten Ausmaß der Drehung größer als vier Grad und kleiner als sechs Grad zu vergrößern (wie durch Öffnung 266 gezeigt) und sie vergrößert sich weiter, bis die maximale Drehung von etwa acht Grad erreicht ist. Die gleiche Wirkung wird erreicht, wenn der Einsatz 60A in die entgegengesetzte Richtung (im Uhrzeigersinn) gedreht wird. Alternativ können die Struktur-/Profilstege 78A und 79A der Buchse 62A und/oder der Steg 108A des Einsatzes 60A anders ausgelegt sein als dargestellt, falls gewünscht, sofern die Drosselöffnungen) sich zu vergrößern beginnt (beginnen), wie oben erläutert wurde. Um dies zu erreichen, muss nur der Aufbau der Stege 78A und 79A der Buchse 62A modifiziert werden, wie nachstehend erläutert wird. Eine solche modifizierte Buchse 62A könnte mit allen oben in Zusammenhang mit den 2, 3, 4, 6, 9 und 10 nach dem Stand der Technik gezeigten und erläuterten Strukturen des Einsatzes 60 nach dem Stand der Technik verwendet werden, um die gewünschte Funktion der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Ferner beträgt das maximale Ausmaß der Drehung bei dieser Ausführungsform acht Grad. Falls gewünscht, kann das maximale Ausmaß der Drehung jedoch kleiner oder größer sein als acht Grad. Das maximale Ausmaß der Drehung könnte z. B. sechs Grad betragen.
Nunmehr wird unter Verwendung gleicher Bezugzeichen zur Kennzeichnung entsprechender Teile auf 15 Bezug genommenen, in der ein Abschnitt einer zweiten Ausführungsform eines allgemein mit 18B angegebenen Steuerventils dargestellt ist, das in der hydraulischen Fahrzeugservolenkgetriebe-Baugruppe 10 der 1 verwendet werden kann. Das Steuerventil 18B ähnelt dem Steuerventil 18A, außer dass drei Stege des Einsatzes 60B und sechs Stege der Buchse 62B eine andere Form oder ein anderes Profil haben als das Steuerventil 18A. Insbesondere haben die Stege 102B, 105B (nicht dargestellt) und 108B des Einsatzes 60B und Stege 72B, 73B, 75B (nicht gezeigt), 76B (nicht dargestellt), 78B und 79B der Buchse 62B ein anderes Profil oder eine andere Form im Vergleich zu dem bzw. der in Zusammenhang mit dem Steuerventil 18A gezeigten.
Wie am besten aus 15 ersichtlich ist, hat der Steg 108B des Einsatzes 60B bei dieser Ausführungsform eine in ihm ausgebildete Aussparung, die allgemein mit 300 gekennzeichnet ist. Um dies zu erreichen, hat der Steg 108B eine erste Oberfläche 302, eine zweite Oberfläche 304 und eine dritte Oberfläche 306. Die erste Oberfläche 302 und die dritte Oberfläche 306 sind allgemein ebene Oberflächen. Die zweite Oberfläche 204 ist eine nach innen gekrümmte Oberfläche und definiert die Aussparung 300. Wie bei dieser Ausführungsform gezeigt, hat die Aussparung 300 eine allgemein konkave Form.
Bei dieser Ausführungsform ist im Steg 78B der Buchse 60B ein Schlitz 320 ausgebildet. Um dies zu erreichen, hat der Steg 78B eine erste Oberfläche 322, eine zweite Oberfläche 324 und eine dritte Oberfläche 326. Die erste Oberfläche 322 und die dritte Oberfläche 326 sind gekrümmte Oberflächen. Die zweite Oberfläche 324 ist eine allgemein nach außen gekrümmte Oberfläche. Die zweite Oberfläche 326 definiert den Schlitz 320. Wie bei dieser Ausführungsform gezeigt, hat der Schlitz 320 eine allgemein konkave Form.
Anhand der 15A bis 15E wird nunmehr die Funktionsweise der Erfindung gemäß dieser Ausführungsform erläutert. 15A ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Ventils 18B, die die Position des Stegs 108B des Einsatzes 60B und des Stegs 78B der Buchse 62B zeigt, wenn sich der Einsatz 60B etwa zwei Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat, wobei die Teile der Klarheit halber übertrieben dargestellt sind. Wie dort gezeigt entsteht in dieser Position eine Drosselöffnung 360 zwischen der Oberfläche 326 des Buchsenstegs 78B und der Oberfläche 302 des Einsatzstegs 108B. Die Drosselöffnung 360 definiert einen Abstand E1.
15B ist eine vergrößerte Ansicht, die die Position des Stegs 108B des Einsatzes 60B und des Stegs 78B der Buchse 62B zeigt, wenn sich der Einsatz 60B etwa drei Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat. Wie dort gezeigt entsteht in dieser Position eine Drosselöffnung 362 zwischen der Oberfläche 326 des Buchsenstegs 78B und der Oberfläche 302 des Einsatzstegs 108B. Die Drosselöffnung 362 definiert einen Abstand E2.
15C ist eine vergrößerte Ansicht, die die Position des Stegs 108B des Einsatzes 60B und des Stegs 78B der Buchse 62B zeigt, wenn sich der Einsatz 60B etwa vier Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat. Wie dort gezeigt entsteht in dieser Position eine Drosselöffnung 364 zwischen der Oberfläche 302 des Buchsenstegs 78B und der Oberfläche 302 des Einsatzstegs 108B. Die Drosselöffnung 364 definiert einen Abstand E3.
15D ist eine vergrößerte Ansicht, die die Position des Stegs 108B des Einsatzes 60B und des Stegs 78B der Buchse 62B zeigt, wenn sich der Einsatz 60B etwa sechs Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat. Wie dort gezeigt entsteht in dieser Position eine Drosselöffnung 366 zwischen einer Innenecke 326A der Oberfläche 326 des Buchsenstegs 78B und einer Innenecke 30A der Oberfläche 302 des Einsatzstegs 108B. Die Drosselöffnung 366 definiert einen Abstand E4.
15E ist eine vergrößerte Ansicht, die die Position des Stegs 108B des Einsatzes 60B und des Stegs 78B der Buchse 62B zeigt, wenn sich der Einsatz 60B etwa acht Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat. Wie dort gezeigt entsteht in dieser Position eine Drosselöffnung 368 zwischen der Innenecke 326A der Oberfläche 326 des Buchsenstegs 78B und einem Punkt 304A, der entlang der Oberfläche 304 des Einsatzstegs 108B angeordnet ist. Die Drosselöffnung 368 definiert einen Abstand E5. Je nach der speziellen Struktur des Schlitzes 320 der Buchse 62B und der Aussparung 300 des Einsatzes 60B kann die bei acht Grad Drehung definierte Drosselöffnung 368 durch andere Oberflächen definiert sein.
Gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Abstände E1, E2 und E3 einander ungefähr gleich. Der Abstand E4 ist größer als die Abstände E1, E2 und E3, und der Abstand E5 ist größer als der Abstand E4. Daraus folgt, dass bei Drehung des Einsatzes 60B und der Buchse 62B relativ zueinander anfangs eine Drosselöffnung 360 zwischen dem Einsatzsteg 108B und dem Buchsensteg 78B definiert wird. Bei dieser Ausführungsform beginnt sich die Drosselöffnung nach einem bestimmten Drehbetrag über vier Grad und unter sechs Grad zu vergrößern (wie durch Öffnung 366 gezeigt) und vergrößert sich weiter, bis die maximale Drehung von etwa acht Grad erreicht ist. Die gleiche Wirkung wird erreicht, wenn der Einsatz 60B in die entgegengesetzte Richtung (im Uhrzeigersinn) gedreht wird.
Nunmehr wird unter Verwendung gleicher Bezugszeichen zur Kennzeichnung entsprechender Teile auf 16 Bezug genommenen, in der ein Abschnitt einer dritten Ausführungsform eines allgemein mit 18C gekennzeichneten Steuerventils dargestellt ist, das in der hydraulischen Fahrzeugservolenkgetriebe-Baugruppe 10 der 1 verwendet werden kann. Das Steuerventil 18C ähnelt den Steuerventilen 18A und 18B, außer dass drei Stege des Einsatzes 60C und sechs Stege der Buchse 62C eine andere Form oder ein anderes Profil haben als die Steuerventile 18A und 18B. Insbesondere haben die Stege 102C, 105C (nicht dargestellt) und 108C des Einsatzes 60C und Stege 72C, 73C, 75C (nicht dargestellt), 76B (nicht dargestellt), 78C und 79C der Buchse 62C ein anderes Profil oder eine andere Form im Vergleich zu dem bzw. der in Zusammenhang mit den Steuerventilen 18A und 18B gezeigten.
Wie am besten aus 16 ersichtlich ist, hat der Steg 108C des Einsatzes 60C bei dieser Ausführungsform eine erste Oberfläche 402, eine zweite Oberfläche 404 und eine dritte Oberfläche 406. Die erste Oberfläche 402, die zweite Oberfläche 404 und die dritte Oberfläche 406 sind allgemein ebene Oberflächen.
Bei dieser Ausführungsform ist im Steg 78C der Buchse 60B ein Schlitz 420 ausgebildet. Um dies zu erreichen, hat der Steg 78C eine erste Oberfläche 422, eine zweite Oberfläche 424, eine dritte Oberfläche 426, eine vierte Oberfläche 428 und eine fünfte Oberfläche 430. Die erste Oberfläche 422 und die fünfte Oberfläche 430 sind gekrümmte Oberflächen. Die zweite Oberfläche 424 und die vierte Oberfläche 428 sind allgemein radial nach außen gewandte ebene Oberflächen. Die dritte Oberfläche 426 ist eine allgemein ebene Oberfläche und wirkt mit den zweiten und vierten Oberflächen 424 und 428 zusammen, um die Aussparung 420 zu definieren. Wie bei dieser Ausführungsform gezeigt hat der Schlitz 420 eine allgemein rechteckige Form.
Anhand der 16A bis 16E wird nunmehr die Funktionsweise der Erfindung gemäß dieser Ausführungsform erläutert. 16A ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Ventils 18C, die die Position des Stegs 108C des Einsatzes 60C und des Stegs 78C der Buchse 62C zeigt, wenn sich der Einsatz 60C etwa zwei Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat, wobei die Teile der Klarheit halber übertrieben dargestellt sind. Wie hier gezeigt ist entsteht in dieser Position eine Drosselöffnung 460 zwischen der Oberfläche 430 des Buchsenstegs 78C und der Oberfläche 402 des Einsatzstegs 108C. Die Drosselöffnung 460 definiert einen Abstand F1.
16B ist eine vergrößerte Ansicht, die die Position des Stegs 108C des Einsatzes 60C und des Stegs 78C der Buchse 62C zeigt, wenn sich der Einsatz 60C etwa drei Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat. Wie dort gezeigt entsteht in dieser Position eine Drosselöffnung 462 zwischen der Oberfläche 430 des Buchsenstegs 78C und der Oberfläche 402 des Einsatzstegs 108C. Die Drosselöffnung 462 definiert einen Abstand F2.
16C ist eine vergrößerte Ansicht, die die Position des Stegs 108C des Einsatzes 60C und des Stegs 78C der Buchse 62C zeigt, wenn sich der Einsatz 60C etwa vier Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat. Wie dort gezeigt entsteht in dieser Position eine Drosselöffnung 464 zwischen einer Innenecke 430A der Oberfläche 430 des Buchsenstegs 78C und einer Innenecke 402A der Oberfläche 402 des Einsatzstegs 108C. Die Drosselöffnung 464 definiert einen Abstand F3.
16D ist eine vergrößerte Ansicht, die die Position des Stegs 108C des Einsatzes 60C und des Stegs 78C der Buchse 62C zeigt, wenn sich der Einsatz 60C etwa sechs Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat. Wie dort gezeigt entsteht in dieser Position eine Drosselöffnung 466 zwischen der Innenecke 430A der Oberfläche 430 des Buchsenstegs 78C und der Oberfläche 404 des Einsatzstegs 108C. Die Drosselöffnung 466 definiert einen Abstand F4.
15E ist eine vergrößerte Ansicht, die die Position des Stegs 108C des Einsatzes 60C und des Stegs 78C der Buchse 62C zeigt, wenn sich der Einsatz 60C etwa acht Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat. Wie dort gezeigt entsteht in dieser Position eine Drosselöffnung 468 zwischen der Innenecke 430A der Oberfläche 430 des Buchsenstegs 78C und der Oberfläche 404 des Einsatzstegs 108C. Die Drosselöffnung 468 definiert einen Abstand F5.
Gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Abstände F1, F2 und F3 einander ungefähr gleich. Der Abstand F4 ist größer als die Abstände F1, F2 und F3, und der Abstand F5 ist ungefähr gleich dem Abstand F4. Somit ist ersichtlich, dass bei Drehung des Einsatzes 60C und der Buchse 62C relativ zueinander anfangs eine Drosselöffnung 460 zwischen dem Einsatzsteg 108C und dem Buchsensteg 78C definiert wird. Bei dieser Ausführungsform beginnt sich die Drosselöffnung nach einem bestimmten Drehbetrag über vier Grad und unter sechs Grad zu vergrößern (wie durch Öffnung 466 gezeigt) und vergrößert sich weiter, bis die maximale Drehung von etwa acht Grad erreicht ist. Die gleiche Wirkung wird erreicht, wenn der Einsatz 60C in die entgegengesetzte Richtung (im Uhrzeigersinn) gedreht wird.
Ein Vorteil des Steuerventils der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Drosselöffnungen) an den zugeordneten Stegen des Ventils sich zu vergrößern beginnen, nachdem ein bestimmtes Ausmaß einer Drehung aufgetreten ist. Als Folge wird bei maximaler Ventildrehung (etwa acht Grad) und insbesondere bei kalter Lenkflüssigkeit wie z. B. in den ersten paar Minuten nach dem Anlassen des Fahrzeugs bei kaltem Wetter die durch das Steuerventil der vorliegenden Erfindung bereitgestellte hydraulische Unterstützung im Vergleich zu der durch das Steuerventil nach dem Stand der Technik bereitgestellten hydraulischen Unterstützung erhöht. Beim Steuerventil nach dem Stand der Technik kann die Drosselöffnung (bzw. können die Drosselöffnungen) des Steuerventils nicht auf diese Weise funktionieren, während eine Drehung auftritt, weil die zugehörigen Oberflächen der Stege der Buchse keinen darin ausgebildeten Schlitz aufweisen wie in den Stegen der Buchse des Steuerventils der vorliegenden Erfindung. Demgemäss stellt das Steuerventil der vorliegenden Erfindung eine verbesserte hydraulische Unterstützung in solchen "Kaltstart"-Situationen bereit.
Das Prinzip und die Funktionsweise dieser Erfindung sind in ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben und dargestellt worden.

Claims

Steuerventil (18A) für ein Servolenkgetriebe, mit: einer Ventilbuchse (62A) mit einer Mehrzahl Stege (71A bis 79A); und einem Ventileinsatz (60A), der in der Ventilbuchse (62A) drehbar ist, wobei der Ventileinsatz (60A) eine Mehrzahl Stege (101A bis 109A) hat; wobei mindestens ein Steg (101A; 105A; 108A) des Ventileinsatzes (60A) und mindestens ein Stegpaar (72A–73A; 75A–76A; 78A–79A) der Ventilbuchse (62A) auf gegenüberliegenden Seiten des Stegs (102A; 105A; 108A) des Ventileinsatzes (60A) Oberflächen (202–210; 226–230; 242–246) haben, die während der Drehung zusammenwirken, um eine erste Drosselöffnung (260) zwischen dem Ventileinsatzsteg (102A; 105A; 108A) und einem Paar der Ventilbuchsenstege (72A–73A; 75A–76A; 78A–79A) zu Beginn der Drehung des Ventileinsatzstegs (102A; 105A; 108A) zu dem einen Paar der Ventilbuchsenstege (72A–73A; 75A–76A; 78A–79A) und bei der maximalen Drehung eine zweite Drosselöffnung (268) dazwischen zu bilden; dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der zweiten Drosselöffnung (268) größer ist als die Größe der ersten Drosselöffnung (260).
Steuerventil (18A) nach Anspruch 1, bei dem die Stegoberflächen (226–230; 242–246) der Buchse (62A) einen darin ausgebildeten Schlitz (220, 240) aufweisen.
Steuerventil (18A) nach Anspruch 2, bei dem die Stegoberfläche (202–210) des mindestens einen Stegs (102A; 105A; 108A) des Einsatzes (60A) einen darin ausgebildeten Schlitz (200) aufweist.
Steuerventil (18A) nach Anspruch 1, bei dem die Größe der zweiten Drosselöffnung (268) nach den ersten vier Grad Drehung allgemein konstant bleibt.
Steuerventil (18A) nach Anspruch 1, bei dem die Größe der zweiten Drosselöffnung (268) von etwa vier bis etwa acht Grad Drehung allmählich zunimmt.
Steuerventil (18A) nach Anspruch 1, bei dem die maximale Drehung im Bereich von etwa sechs Grad bis etwa acht Grad liegt, und die Größe der ersten Drosselöffnung (260) von den etwa ersten zwei bis zu den etwa ersten fünf Grad Drehung allgemein konstant bleibt und dann zunimmt.
Steuerventil (18A) nach Anspruch 1, bei dem die maximale Drehung etwa acht Grad beträgt, und die Größe der ersten Drosselöffnung (260) während der ersten etwa drei Grad Drehung allgemein konstant bleibt und dann zunimmt.
Steuerventil (18A) nach Anspruch 1, bei dem die maximale Drehung etwa acht Grad beträgt, und die Größe der ersten Drosselöffnung (260) während der ersten etwa vier Grad Drehung allgemein konstant bleibt und dann zunimmt.
Steuerventil (18A) nach Anspruch 1, bei dem drei Stege (102A, 105A, 108A) des Ventileinsatzes (60A) und drei Stegpaare (72A–73A, 75A–76A, 78A–79A) der Ventilbuchse (62A), die sich an gegenüberliegenden Seiten der drei Stege (102A, 105A, 108A) des Ventileinsatzes (60A) befinden, Oberflächen (202–210, 226–230, 242–246) haben, die während der Drehung zusammenwirken, um die erste Drosselöffnung (260) zu Beginn der Drehung und die zweite Drosselöffnung (268) beim maximalen Ausmaß der Drehung zu bilden.
Steuerventil (18A) nach Anspruch 9, bei dem die Stegoberflächen (226–230, 242–246) der Buchse (62A) einen darin ausgebildeten Schlitz (220, 240) aufweisen.
Steuerventil (18A) nach Anspruch 10, bei dem die Stegoberfläche (202–210) des Einsatzes (60A) einen darin ausgebildeten Schlitz (200) aufweist.
Steuerventil (18A) nach Anspruch 9, bei dem die Größe der zweiten Drosselöffnung (268) nach den ersten vier Grad Drehung allgemein konstant bleibt.
Steuerventil (18A) nach Anspruch 9, bei dem die Größe der zweiten Drosselöffnung (268) von etwa vier bis etwa acht Grad Drehung allmählich zunimmt.
Steuerventil (18A) nach Anspruch 9, bei dem die maximale Drehung im Bereich von etwa sechs Grad bis etwa acht Grad liegt, und die Größe der ersten Drosselöffnung (260) von den etwa ersten zwei bis zu den etwa ersten fünf Grad Drehung allgemein konstant bleibt und dann zunimmt.
Steuerventil (18A) nach Anspruch 9, bei dem die maximale Drehung etwa acht Grad beträgt, und die Größe der ersten Drosselöffnung (260) während der ersten etwa drei Grad Drehung allgemein konstant bleibt und dann zunimmt.
Steuerventil (18A) nach Anspruch 9, bei dem die maximale Drehung etwa acht Grad beträgt, und die Größe der ersten Drosselöffnung (260) während der ersten etwa vier Grad Drehung allgemein konstant bleibt und dann zunimmt.