DE69117862T2

DE69117862T2 - Drehschieberlenkventil mit grosser Auslenkung

Info

Publication number: DE69117862T2
Application number: DE69117862T
Authority: DE
Inventors: Dwight Bruce Stephenson
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1990-10-24
Filing date: 1991-10-10
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2011-10-11
Also published as: EP0482440A1; JPH04271961A; KR960015714B1; DE69117862D1; US5080135A; EP0482440B1; JP2574713B2; DK0482440T3

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Druckmittelsteuergeräte, die betätigbar sind, um den Strom an Druckmittel von einer Quelle von unter Druck stehendem Druckmittel zu einer druckmittelbetätigten Vorrichtung, wie beispielsweise einem Fahrzeuglenkzylinder, wie sie in dem Oberbegriff von Anspruch 1 definiert sind, zu steuern. Solch ein Druckmittelsteuergerät ist aus US-A-4 862 690 bekannt.
Ein typisches Druckmittelsteuergerät dieser Art weist ein Gehäuse auf, welches verschiedene Druckmittelanschlüsse einschließt, sowie ferner einen Druckmitteldosierer, eine Steuergerätventilausrüstung und eine Anordnung dafür auf, um der Ventilausrüstung in Abhängigkeit von dem Strom durch den Druckmitteldosierer eine Nachlautbewegung zu verleihen. Der Strom durch die Steuergerätventilausrüstung ist direkt proportional zu der Fläche der variablen Hauptstromsteueröffnung, welche wiederum proportional zu der relativen Verlagerung zwischen den Ventilorganen der Steuergerätventilausrüstung ist.
Druckmittel steuergeräte des Typs, auf welchen sich die vorliegende Erfindung bezieht, werden häufig bei großen, schweren Fahrzeugen verwendet. Insbesondere werden solche Steuergeräte bei Gelenkfahrzeugen verwendet, welche hohe Trägheitslasten auf der der Schwenkverbindung gegenüberliegenden Seite der Räder aufweisen. Das Gewicht solcher Fahrzeuge und die Trägheitslasten machten es schwierig, einen sanfien Lenkvorgang zu erzielen, und als ein Ergebnis ergab es sich als gängige Praxis bei solchen Fahrzeugen, ein Dämpftingsventil in dem das Druckmittelsteuergerät und den Lenkzylinder verbindenden Leitungen vorzusehen. Bei einigen Systemen wurde ein Akkumulator anstelle eines Dämpfungsventils verwendet. Einer der Zwecke der Verwendung entweder eines Dämpfungsventils oder eines Akkumulators besteht darin, das "laterale Rucken" zu verringern, welches beispielsweise auftritt, wenn der Fahrzeuglenker in eine Richtung lenkte, dann das Steuerrad in seine Mittelposition zurückbringt, wodurch die Steuergerätventilausrüstung geschlossen wird. Das laterale Rucken tritt als Ergebnis der von Druckpulsen innerhalb des Systems angetriebenen Fahrzeugträgheit auf, welche auftreten, weil der Fahrzeuglenker die Steuergerätventilausrüstung von einer Arbeitsstellung schneller in eine andere (z.B. von maximaler Verlagerung in eine Richtung in die Neutralstellung) bringen kann, als das System die laterale Bewegung des Fahrzeugs abbremsen kann.
Obschon die vorliegende Erfindung mit verschiedenen Arten von Steuergeräten mit verschiedenen Ventilarchitekturen verwendet werden kann, wird sie besonders vorteilhaft mit einem Steuergerät verwendet, wenn es eine Ventilausrüstung des Dreh-Ventilspulen-Ventilhülsen- Typs aufweist, und sie wird in Verbindung damit beschrieben. Bei den typischen herkömmlichen Ventilspulen-Ventilhülsen-Steuergeräten bestehen die verschiedenen Stromöffnungen in der Steuergerätventilausrüstung aus einer Mehrzahl von Anschlüssen in der Ventilhülse, welche mit einer Mehrzahl von Durchlässen in der Ventuspule überlappen. Wobei der insgesamte Überlapp eine spezielle Stromsteueröffnung bildet.
Bei herkömmlichen Ventilspulen-Ventilhülsen-Steuergeräten war es akzeptierte Praxis, sechs Ventilhülsenanschlüsse und sechs entsprechende Ventuspulendurchlässe vorzusehen. Es wird angenommen, daß dies teilweise ohne Berücksichtigung eines ordnungsgemäßen radialen Ausgleichs der Ventilhülse relativ zu der Ventilspule ausgeführt wird. Jedoch war folglich bei den herkömmlichen Ventilspulen-Ventilhülsen-Steuergeräten die relative Verlagerung zwischen der Ventilspule und der Ventilhülse in gewisser Weise begrenzt. Typischerweise betrug die relative Verlagerung zwischen der Ventilspule und der Ventilhülse bei Übergang von der Neutralstellung in die Stellung maximaler Verlagerung nur etwa 10 oder 12 Grad. US-A-4,862,690 offenbart eine relative maximale Verlagerung zwischen der Ventuspule und der Ventilhülse von 10º. In einigen größeren, neueren Steuergeräten betrug die maximale relative Verlagerung zwischen den Ventilspule und der Ventilhülse etwa 19º.
Obschon die Steuergerätventilausrüstung der oben beschriebenen und aus US-A-4 862 690 bekannten Art allgemein zufriedenstellend war, führte sie häufig zu übermäßigem lateralem Rucken, wenn solche Steuergeräte bei großen Gelenkfahrzeugen verwendet wurden, wodurch die Verwendung eines Dämpfiingsventils oder eines Akkumulators in dem System erforderlich wurde. Die Verwendung eines Akkumulators führte normalerweise zu einer zufriedenstellenden Leistungsfiihigkeit, jedoch erhöht ein Akkumulator die Kosten des Systems wesentlich und erfordert einen wesentlichen zusätzlichen Wartungsaufwand. Andererseits sorgt ein Dämpflingsventil im allgemeinen mindestens für eine zufriedenstellende Dämpfüng einer ersten Druckspitze, jedoch nicht immer von nachfolgenden Druckspitzen. Ferner erhöht ein typisches Dämpftingsventil wesentlich die Kosten des Systems.

Zusammenfassung der Erfindung

Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Druckmittelsteuergerät zur Verwendung in einem Lenksystem zu schaffen, in weichem das Steuergerät das laterale Rucken in einem Gelenkfahrzeug wesentlich reduzieren kann, ohne daß ein Dämpfungsventil oder ein Akkumulator in dem Lenksystem erforderlich wäre.
Die obige Aufgabe und weitere Aufgaben der Erfindung werden durch ein Steuergerät zum Steuern des Druckmittelstromes von einer Quelle für unter Druck stehendes Druckmittel zu einer druckmittelbetätigten Vorrichtung; wobei das Steuergerät versehen ist mit einer Gehäuseanordnung, die einen Einlaßanschluß zur Verbindung mit der Druckmittelquelle, einen Rücklaufanschluß zur Verbindung mit einem Behälter sowie einen ersten und einen zweiten Steuerdruckmittelanschluß zur Verbindung mit der druckmittelbetätigten Vorrichtung aufweist; mit einer Ventilanordnung, die in der Gehäuseanordnung untergebracht ist und ein drehbares Hauptventilorgan und ein damit zusammenwirkendes, relativ zu dem Hauptventilorgan drehbares Nachlaufventilorgan aufweist, wobei das Hauptventilorgan und das Nachlaufventil- Organ eine Neutralstellung und eine erste Arbeitsstellung bestimmen, in welcher das Hauptventilorgan aus der Neutral stel lung in einer ersten Richtung mit Bezug auf das Nachlaulventilorgan herausgedreht ist, wobei das Hauptventilorgan einen ersten Druckmitteldurchlaß bestimmt und das Nachlaufventilorgan eine mit dem Einlaßanschluß in ständiger Druckmittelverbindung stehende erste Druckmittelanschlußanordnung bestimmt, wobei die erste Druckmittelanschlußanordnung gegen Druckmittelverbindung mit dem ersten Druckmitteldurchlaß gesperrt ist, wenn die Ventilorgane in der Neutralstellung stehen; wobei die erste Druckmittelanschlußanordnung mit dem ersten Druckmitteldurchlaß unter Bildung einer ersten verstellbaren Stromsteueröffnung in Druckmittelverbindung steht, wenn sich die Ventilorgane in der ersten Arbeitsstellung befinden; wobei die Gehäuseanordnung und die Ventilorgane zusammen einen ersten Hauptdruckmittelweg bilden, der tür eine Druckmittelverbindung von dem Einlaßanschluß über die erste verstellbare Stromsteueröffnung zu dem ersten Steuerdruckinittelanschluß sorgt, wenn die Ventilorgane in der ersten Arbeitsstellung stehen; wobei der erste Druckmitteldurchlaß einen axial ausgerichteten Durchlaß aufweist, der von einer zylindrischen Außenfläche des Hauptventilorgans bestimmt ist; und wobei die erste Druckmittelanschlußanordnung fur eine ständige Druckmittelverbindung zwischen dem Einlaßanschluß und dem ersten Druckmitteldurchlaß sorgen kann, wenn sich das Hauptventilorgan mit Bezug auf das Nachlaufventilorgan von der Neutralstellung zu der ersten Arbeitsstellung dreht, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckmittelanschlußanordnung eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Anschlußanordnung aufweist, die füir die ständige Druckmittelverbindung zwischen dem Einlaßanschluß und dem ersten Druckmitteldurchlaß zwecks Relativdrehung des Hauptventilorgans um mindestens etwa 450 sorgt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Druckmittelsteuergeräts.
Fig. 2 ist ein unidirektionales Öffnungsdiagramm, welches das Druckmittelsteuergerät von Fig. 1 veranschaulicht, welches in einem Lenksystem verwendet wird.
Fig. 3 ist ein vergrößerter, fragmentarischer Querschnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 1, wobei sich die Ventilspule und die Ventilhülse in ihrer relativen Neutralstellung befinden. Fig. 4 ist ein Längsschnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 3, im wesentlichen in dem gleichen Maßstab wie Fig. 3.
Fig. 5 ist ein Querschnitt ähnlich zu Fig. 3, welcher die Ventilspule und die Ventilhülse in einer relativ verlagerten Stellung veranschaulicht.
Fig. 6 ist ein vergrößerter, fragnientarischer Querschnitt entlang der Linie 6-6 von Fig. 1.
Fig. 7 ist eine fraginentarische Überlagerungsansicht des in dem Druckmittelsteuergerät von Fig. 1 verwendeten Ventilspulenorgans und Ventilhülsenorgans, jedoch in größerem Maßstab als Fig. 1, wobei die Ventuspule und die Ventilhülse in ihrer relativen Neutralstellung dargestellt sind.
Fig. 8 ist eine weiter vergrößerte, fragmentarische Überlagerungsansicht ähnlich zu Fig. 7, wobei die Ventilspule und die Ventilhülse in einer mittleren Arbeitsstellung dargestellt sind. Fig. 9 ist eine Überlagerungsansicht ähnlich zu den Figuren 7 und 8, wobei jedoch Ventilspule und Ventilhülse in ihrer vollständig verlagerten Arbeitsstellung dargestellt sind.
Fig. 10 ist ein fraginentanscher Querschnitt der Ventilspule und der Ventilhülse entlang der Linie 10-10 von Fig. 8.
Fig. 11 ist eine fraginentarische Überlagerungsansicht der Ventilspule und der Ventilhülse, welche eine alternative Auslührungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, wobei die Ventil spule und die Ventilhülse in ihrer relativen Neutral stellung dargestellt sind.
Fig. 12 ist eine Überlagerungsansicht ähnlich zu Fig. 11, zeigt jedoch die Ventilspule und die Ventilhülse der alternativen Ausfiihrungsform in der vollständig verlagerten Arbeitsstellung.
Fig. 13 ist ei ne graphische Darstellung des Strömungsquerschnitts über der Ventilverlagerung für verschiedene, in Fig. 2 veranschaulichte, variable Stromsteueröffnungen.
Fig. 14 ist eine graphische Darstellung des Schwenkpunktruckens in G/sec über der Zeit mit und ohne die vorliegende Erfindung.

Beschreibung der bevorzugen Ausführungsformen

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, welche die Erfindung nicht begrenzen sollen, veranschaulicht Fig. 1 ein Druckmittelsteuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Steuergerät, welches allgemein mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet ist, kann von der allgemeinen Art sein, wie sie in US-E-25 126 veranschaulicht und beschrieben ist, und bei der vorliegenden Austührungsform ist das Steuergerät insbesondere von der Art, wie sie in US-A-4 862 690 veranschaulicht ist, wobei beide Patente dem Inhaber der vorliegenden Erfindung überschrieben sind und wobei auf beide Patente hier in vollem Umfang Bezug genommen wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 weist das Druckmittelsteuergerät 11 mehrere Abschnitte einschließlich eines Ventilgehäuses 13, einer Anschlußplatte 15, einem Abschnitt mit einem Druckmitteldosierer 17, und einer Endkappe 19 auf Diese Abschnitte sind mittels einer Mehrzahl von Bolzen 21 in dichtendem Eingriff miteinander gehalten, welche in Schraubeingriff mit dem Ventilgehäuse 13 stehen.
Das Ventilgehäuse 13 weist einen Druckmitteleinlaßanschluß 23 (nur in Fig. 2 gezeigt), einen Druckmittelrücklaufanschluß 25 (ebenfalls nur in Fig. 2 gezeigt) sowie zwei Steuer(zylinder)druckmittelanschlüsse 27 und 29 auf Das Ventilgehäuse 13 weist auch eine Ventilbohrung 31 auf, und eine Ventilanordnung mit einem drehbaren Hauptventilorgan 33 (im folgenden als "Ventilspule" bezeichnet) und ein damit zusammenwirkendes, relativ dazu drehbares Nachlaufventilorgan 35 (im folgenden als die "Ventilhülse" bezeichnet) ist drehbar darin angeordnet. An dem vorderen Ende der Ventilspule 33 befindet sich ein Abschnitt mit verringertem Durchmesser, der einen Satz von Innenkeilzähnen 37 autweist, welche für eine direkte mechanische Verbindung zwischen den Ventilspule 33 und einem Lenkrad (nicht gezeigt) sorgt. Die Ventilspule 33 und die Ventilhülse 35 werden nachfolgend detaillierter beschrieben. Der Druckmitteldosierer 17 kann von jeder bekannten Art sein, und bei der vorliegenden Ausführungsform weist er ein innenverzahntes Ringteil 39 und ein außenverzahntes Sternteil 41 auf, welches exzentrisch innerhalb des Ringteils 39 angeordnet ist, um umzulaufen und sich relativ zu diesem zu drehen. Das Sternteil 41 weist einen Satz von Innenkeilzähnen 43 auf, und in verzahntem Eingriff damit steht ein Satz Außenkeilzähne 45, der an dem hinteren Ende einer Hauptantriebswelle 47 ausgebildet ist. Die Antriebswelle 47 weist einen gegabelten vorderen Endabschnitt 49 auf, welcher eine Antriebsverbindung zwischen der Welle 47 und der Ventilhülse 35 mittels eines Antriebsstifts 51 erlaubt. Die Enden des Stifts 51 erstrecken sich durch zwei in Umfangsrichtung langgestreckte Stiftöffnungen 53 (siehe Fig. 6), die in der Spule 33 ausgebildet sind, und sie sind in satt anliegenden Öffnungen in der Ventilhülse 35 aufgenommen.
Wie es sich für den Fachmann versteht, strömt unter Druck stehendes Druckmittel, welches von dem Einlaßanschluß 23 durch verschiedene, in der Ventuspule 33 und der Ventilhülse 35 ausgebildeten Durchlässen strömt, dann durch den Druckmitteldosierer 17, wobei es eine Umlauf-und Drehbwegung des Sterns 41 innerhalb des Rings 39 bewirkt. Eine solche Bewegung des Sterns 41 bewirkt eine Nachlaufdrehbewegung der Ventilhülse 35 mittels der Antriebswelle 47 und des Antrieb sstifts 51 um eine bestimmte relative Drehverlagerung zwischen der Ventilspule 33 und der Ventilhülse 35 proportional zu der Drehrate des Lenkrads aufrecht zu erhalten. Die Ventilspule und die Ventilhülse sind gegen die in den Figuren 3, 6 und 7 gezeigte relative Neutralstellung mittels einer wendelförmigen Zentrier-Schraubenfeder 55, welche in den Figuren 3 bis 5 gezeigt ist und später detaillierter beschrieben wird, vorgespannt.
Unter hauptsächlicher Bezugnahme auf Fig. 1 legt die Ventilbohrung 31 des Gehäuses 13 eine Mehrzahl von ringförmigen Druckmittelkammern fest, welche die Ventilhülse 35 umgeben, um für eine Druckmittelverbindung zwischen den verschiedenen Anschlüssen und der Außenfläche der Ventilhülse 35 zu sorgen. Eine nngförmige Kammer 57 erhält unter Druck stehendes Druckmittel von dem Einlaßanschluß 23, während eine ringförmige Kammer 59 Rücklaufdruckmittel zu dem Rücklaufanschluß 25 bringt. Ferner sorgt eine ringförmige Kammer 61 für eine Verbindung zu oder von dem Steueranschluß 27, während eine ringförmige Kammer 63 für eine Verbindung zu oder von dem Steueranschluß 29 sorgt.
Der verzahnte Eingriff des Sterns 41, welcher innerhalb des Rings 39 umläuft und sich in diesem dreht, legt eine Mehrzahl von sich vergrößernden und verkleinernden Druckmittelvolumenkammern 65 fest, und benachbart zu jeder solchen Volumenkammer 65 weist die Anschlußplatte 15 einen Druck mittelanschluß 67 auf Das Ventilgehäuse 13 weist eine Mehrzahl von Axialbohrungen 69 (von denen nur eine in Fig 1 gezeigt ist) auf, die jeweils in offener Verbindung mit einem der Druckmittelanschlüsse 67 stehen. Das Ventilgehäuse 13 weist ferner zwei Radialbohrungen 71L und 71R auf, welche für eine Verbindung zwischen jeder der Axialbohrungen 69 und der Ventilbohrung 31 sorgen.
Unter hauptsächlicher Bezugnahme auf Fig. 2 ist das Druckmittel steuergerät 11 in einem Lenksystem veranschaulicht, bei welchem der Einlaßanschluß 23 des Steuergeräts 11 unter Druck stehendes Druckmittel von einer Quelle 73 für unter Druck stehendem Druckmittel erhält, während der Rücklaufanschluß 25 in Druckmittelverbindung mit einem Systemvorrat 75 steht. Die Quelle 73 weist typischerweise eine Hydraulikpumpe auf, jedoch kann der Begriff "Quelle", wie er hier verwendet wird, auch verschiedene andere Elemente umfassen, wie beispielsweise eine Kombination aus einem lasterfassenden Prioritätsstromsteuerventil und einer Pumpe in der Art, wie sie in US-A-4 043 419, welche dem Inhaber der vorliegenden Erfindung überschrieben ist und auf welches hier in vollem Umfang Bezug genommen werden soll, beschrieben und veranschaulicht ist. Die Steueranschlüsse 27 und 29 sind mit den gegenüberliegenden Enden eines Lenkzylinders 77 verbunden. Obschon das Steuergerät 11 in Fig. 1 nicht in Verbindung mit einem Lasterfassungsanschluß beschrieben wurde, ist das Steuergerät 11 in Fig. 2 schematisch mit einem Lasterfassungsanschluß 79 veranschaulicht, welcher auf jede bekannte Art mit der Quelle 73 verbunden sein kann, wodurch die Ausgabe der Quelle 73 in Abhängigkeit von dem Lastsignalwert an dem Lasterfassungsanschluß 79 gesteuert wird. In Verbindung mit der Beschreibung der verschiedenen Stromwege und -öffnungen in dem Steuergerät 11 wird nachfolgend auf Fig. 2 weiter Bezug genommen.
Unter hauptsächlicher Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 5 wird die Zentrierfederanordnung der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie dem Fachmann bekannt ist, liegt bei einem herkömmuchen Dreh-Spulen-Hülsen-Druckmittel-Steuergerät die mögliche relative Drehverlagerung zwischen der Ventilspule und der Ventilhülse zwischen etwa 100 und etwa 19º. Für solch begrenzte relative Verlagerungen war es hinreichend, eine Zentrierfederanordnung mit einer Mehrzahl von flachen Blattfederbauteilen vorzusehen, welche sich durch diametral gegenüberliegende Öffnungen in der Ventuspule und der Ventilhülse erstrecken. Solch eine Anordnung ist in US-A-3 819 307 veranschaulicht und beschrieben, welche dem Inhaber der vorliegenden Erfindung überschri eben ist und auf welche hier in vollem Umfang Bezug genommen werden soll. Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die relative Drehverlagerung zwischen der Ventilspule 33 und der Ventilhülse 35 wesentlich größer als diejenige ist, die typischerweise beim Stand der Technik auftrat. Beispielsweise beträgt bei der vorliegenden Ausfiihrungsform die maximale relative Verlagerung zwischen der Ventilspule und der Ventilhülse näherungsweise 60º. Deshalb ist eine Zentrierfederanordnung nötig, welche sich wesentlich von den aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen unterscheidet.
Unter weiterer Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 5 weist die Ventilhülse 35 eine ringförmige Nut 81 mit einem allgemein V-förmigen Querschnitt benachbart zu dem hinteren Ende der Ventilhülse 35 auf, das heißt zum rechten Ende in Fig. 1 hin. Benachbart zu der Nut 81 weist die Ventilspule 33 eine Ausnehmung 83 mit einem allgemein rechteckigen Querschnitt auf Die oben erwähnte wendelförmige Spulenzentrierfeder 55 ist sowohl in der Nut 81 als auch in der Ausnehmung 83 angeordnet. Wie am besten aus den Figuren 3 und 5 ersichtlich ist, ist ein Scheibenkeil 85 in einen Schlitz in deni Ende der Ventilhülse 35 eingesetzt, und ein ähnlicher Scheibenkeil 87 ist in einen Schlitz in dein Ende der Ventuspule 33 eingesetzt. Die Keile 85 und 87 dienen in einer hinsichtlich Federn wie der Feder 55 schon allgemein bekannten Weise als Sitze für die Feder 55.
Zum Zusammenfligen der Federanordnung werden die beiden Keile 85 und 87 in die Ventilhülse 35 bzw. die Ventilspule 33 eingesetzt, und dann wird die Feder 55 innerhalb der Nut 81 in der Ventilhülse positioniert. Nachfolgend wird die Ventilspule 33 in die Ventilhülse eingesetzt, wobei das rückwärtige Ende der Ventilspule in das vordere (linkes Ende in Fig. 1) Ende der Ventilhülse eingesetzt und dann in die in Fig. 1 gezeigte relative Stellung bewegt wird. Während dies geschieht, müssen sich die Ventilspule und die Ventilhülse in ihrer relativen Neutralstellung (in Fig. 3 gezeigt) befinden, so daß der Keil 87 mit dem Keil 85 ausgerichtet ist und zwischen die Enden der Feder 55 zu der in Fig. 3 gezeigten Stellung gleitet.
Wenn das Lenkrad und die Ventilspule 33 im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden (siehe Pfeil in Fig. 5) bleibt unter hauptsächlicher Bezugnahme auf Fig. 5 ein Ende 55a der Feder 55 gegen den Keil 85 sitzen, während ein anderes Ende 55b der Feder gegen den Keil 87 sitzen bleibt, und somit wird die Feder 55 nach und nach zusammengedrückt, wenn sich die Ventilspule 33 aus ihrer relativen Neutralstellung, die in Fig. 3 gezeigt ist, in ihre vollständig verlagerte Arbeitsstellung dreht, die in Fig. 5 gezeigt ist. Wie es sich für den Fachmann ohne weiteres versteht, spannt die Zentrierfeder 55 die Ventilspule 33 aus ihrer verlagerten Arbeitsstellung, die in Fig. 5 gezeigt ist, vor, wodurch sie in ihre relative Neutralstellung zurückkehrt, die in Fig. 3 gezeigt ist.
Bei der Ausführungsform von Fig. list die Feder 55 zum hinteren Ende der Ventilspule und der Ventil hülse hin angeordnet, das heißt zu deren rechtem Ende hin in Fig. 1. Jedoch sollte es sich für den Fachmann verstehen, daß die neuartige, in den Figuren 1 und 3 bis 5 veranschaulichte Zentrierfederanordnung im Rahmen der Erfindung überall angeordnet sein konnte, wie beispielsweise benachbart dem vorderen Ende der Ventilhülse und der Ventilspule, das heißt benachbart zu dem Antriebsstift 51.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist die Ventilspule in ihrer Neutralstellung relativ zu der Ventilhülse 35 veranschaulicht, und die entgegengesetzten Enden des Antriebsstifts 51 sind relativ zu den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Stiftöffnungen 53 zentriert. Die allgemeine in Fig. 6 veranschaulichte Anordnung ist dem Fachmann bekannt. Um jedoch die relativ große Winkelverlagerung zwischen der Ventilspule und der Ventilhülse (siehe Fig. 5) auszugleichen, müssen sich die Stiftöffnungen 53 auf jeder Seite eines jeden Endes des Stifts 51 um einen ähnlichen Winkelbetrag erstrecken. Somit ist in Fig. 6 ersichtlich, daß eine Drehung des Lenkrades und der Ventilspule 33 nicht zu einem Betrieb "auf dem Stift" führt, bis die volle 60º-Verlagerung zwischen der Ventilspule und der Ventilhülse auftritt.
Wie es sich dem Fachmann versteht, sind die Kompression der Zentrierfeder 55 und die Drehung der Ventuspule 33 relativ zu der Ventilhülse durch den Antriebsstift 51 begrenzt, welcher sich innerhalb der langgestreckten Stiftöffnung 53 bewegt. Beispielsweise befindet sich die Ventuspule 33 in der in Fig. 5 gezeigten Stellung in solch einer Stellung, daß zwei Öffnungsendwände 53' (siehe Fig. 6) in Eingriff mit dem Antriebsstift 51 stehen. Wie bereits erwähnt wurde, und wie in den Figuren 5 und 6 ersichtlich ist, erlaubt die vorliegende Ausführungsform der Erfindung eine Drehung von etwa 60º der Ventilspule 33 relativ zu der Ventilhülse 35.

Fig. 7 - Ventilausrüstung

Unter hauptsächlicher Bezugnahme auf Fig. 7 sind die Ventilspule 33 und die Ventilhülse 35 detaillierter im Hinblick auf den Ventilaspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben. In Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung sei angemerkt, daß viele der Anschlüsse und Durchlässe allgemein symmetrisch bezüglich einer Mittenreferenzebene RP angeordnet sind, und solche Elemente werden mit einem Bezugszeichen beschrieben, welches entweder von einem L oder einem R gefolgt ist, um anzuzeigen, daß das Element auf der linken bzw. auf der rechten Seite der Referenzebene RP angeordnet ist. Ferner sollte es sich verstehen, daß die Überlagerungsansicht in Fig. 7 (und ebenso in den Figuren 8 und 9) hauptsächlich die Grenzfläche zwischen der Ventilspule 33 und der Ventilhülse Hauptventilorgan 35 veranschaulichen soll, das heißt, die Nuten und Durchlässe, die auf einer Außenfläche 89 (siehe Fig. 6) der Ventilspule 33 (gestrichelte Linien) ausgebildet sind, und die Anschlußöffnungen, die an einer benachbarten Innenfläche der Ventilhülse 33 (durchgezogene Linien) ausgebildet sind.
Es sei angemerkt, daß die Überlagerungsansicht von Fig. 7 die gesamte 360º-Umfangsausdehnung sowohl der Ventilspule als auch der Ventilhülse veranschaulicht, wohingegen die vergrößerten fragmentarischen Ansichten von Fig. 8 und 9 nur etwas mehr als 180 º der Umfangsausdehnung der Ventilspule und der Ventilhülse veranschaulichen, um eine detailliertere Veranschaulichung der Erfindung zu erleichtern.
Unter erneuter hauptsächlicher Bezugnahme auf Fig. 7 weist die Ventilspule 33 zwei Umfangsdosiernuten 91 L und 91 R auf, welche einander näherungsweise gegenüberliegend und gleich hinsichtlich der Referenzebene RP angeordnet sind, und welche angeordnet sind, um axial zu den Radialbohrungen 71L bzw. 71R (siehe Fig. 8) ausgerichtet zu sein. Zwei Druckdurchlässe 93L stehen in Druckmittelverbindung mit der Dosiernut 91L, und zwei Druckdurchlässe 93R stehen in Druckmittelverbindung mit der Dosiernut 91R. Zwei Arbeitsdurchlässe 95L stehen ebenfalls in Druckmittelverbindung mit der Dosiernut 91L, und zwei Arbeitsdurchlässe 95R stehen in Druckmittelverbindung mit der Dosiernut 91R. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Nuten und Durchlässen, welche nur in der Außenfläche 89 der Ventilspule 33 ausgebildet sind, weist die Ventuspule zwei Behälteranschlüsse 97L und 97R auf, die axial benachbart zu den Enden der Arbeitsdurchlässe 95L bzw. 95R angeordnet sind. Die Behälteranschlüsse 97L und 97R stehen in Druckmittelverbindung mit dem Inneren der Ventuspule 33, so daß Rücklaufdruckmittel durch das Innere der Ventuspule gelangt und radial nach außen durch die Stiftöffnungen 53 in die ringförmige Kammer 59 gelangt, welche mit dem Rück laufanschluß 25 in Verbindung steht.
Die Ventilhülse 35 weist zwei im wesentlichen identische Gruppen von Druckanschlüssen 101L sowie zwei im wesentlichen identische Gruppen von Druckanschlüssen 101R auf Mle Druckanschlüsse 101L und 101R sind angeordnet, um mittels der ringförmigen Kammer 57 in kontinuierlicher Druckmittelverbindung mit dem Einlaßanschluß 23 zu stehen. Näherungsweise gleich und gegenüberliegend bezüglich der Referenzebene RP ist eine Mehrzahl von Dosieranschlüssen 103L und eine Mehrzahl von Dosieranschlüssen 103R angeordnet. Die Dosieranschlüsse 103 L sind angeordnet, um eine Druckmittelverbindung mit den Radialbohrungen 71L zu kommutieren, und gleichzeitig stehen sie in kontinuierlicher Druckmittelverbindung mit der Dosiernut 91L. In gleicher Weise sind die Dosieranschlüsse 103R angeordnet, um eine Druckmittelverbindung mit den Radialbohrungen 71R zu kommutieren, während sie in kontinuierlicher Druckmittelverbindung mit der Dosiernut 91R stehen.
Ebenfalls annähernd gleich und gegenüberliegend bezüglich der Referenzebene RP, und weiter davon entfernt als die Dosieranschlüsse, sind zwei im wesentlichen gleiche Gruppen von Arbeitsanschlüssen 105L sowie zwei im wesentlichen gleiche Gruppen von Arbeitsanschlüssen 105R angeordnet. Die Arbeitsanschlüsse 105L sind angeordnet, um mittels der ringförmigen Kammer 61 in kontinuierlicher Druckmittelverbindung mit dem Steuerdruckmittelanschluß 27 zu stehen, während die Arbeitsanschlüsse 105R angeordnet sind, um mittels der ringförmigen Kammer 63 in kontinuierlicher Druckmittelverbindung mit dem Steuerdruckmittelanschluß 29 zu stehen.
Zwei im wesentlichen gleiche Gruppen von Rücklaufanschlüssen 107L sowie zwei im wesentlichen gleiche Gruppen von Rücklaufanschlüssen 107R sind ebenfalls annähernd gleich und einander gegenüberliegend bezüglich der Referenzebene RP, und noch weiter davon entfernt als die Arbeitsanschlüsse, angeordnet. Die Rücklaufanschlüsse 107L und 107R sind axial angeordnet, um in Druckmittelverbindung mit den Behälteranschlüssen 97L bzw. 97k zu stehen, wenn die Ventilspule und die Ventilhülse aus der in Fig. 7 gezeigten Neutralstellung in eine Arbeitsstellung verlagert sind, wie sie in den Figuren 8 und 9 veranschaulicht ist.
Benachbart zu jeder Gruppe von Druckanschlüssen 101L ist eine Gruppe von Verstärkungsanschlüssen 109R angeordnet, und benachbart zu jeder Gruppe von Druckanschlüssen 101R ist eine Gruppe von Verstärkungsanschlüssen 109L angeordnet. Die Funktion der Verstärkungsanschlüsse wird detaillierter nachfolgend in Verbindung mit den Figuren 8 und 9 sowie unter Rückbezug auf das Öffnungsdiagramm von Fig. 2 beschrieben.
Eine Gruppe von Zylinderdämpfungsanschlüssen 11 iL ist gegenüberliegend um den Behälteranschluß 97L von einer der Gruppen der Rücklaufanschlüsse 107L angeordnet. Eine Gruppe von Zylinderdämpfiingsanschlüssen 111R ist auf gleiche Weise gegenüberliegend um den Behälteranschluß 97R von einer der Gruppen von Rücklaufanschlüssen 107R angeordnet. Die Funktion der Dämpfungsanschlüsse 111L und 111R wird nachfolgend detaillierter in Verbindung mit den Figuren 8 und 9 und dem Öffnungsdiagramm von Fig. 2 beschrieben.

Figuren 8 und 9 - Arbeitsstellungen

Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 7 gelangt unter Druck stehendes Druckmittel von dem Einlaßanschluß 23 zu der ringförmigen Kammer 57 und dann durch alle Druckanschlüsse 101L und 101R, wenn die Ventilspule und die Ventilhülse sich in ihrer relativen Neutralstellung (keine Drehung des Lenkrads) befinden. Wenn sich die Ventuspule und die Ventilhülse in der Neutral stellung befinden, ist jedoch der Strom durch die Druckanschlüsse durch die Außenfläche 89 der Ventilspule blockiert, und deshalb ist die in Fig. 7 bis 9 veranschaulichte Ventilanordnung "in Mittelstellung geschlossen", obwohl es sich für den Fachmann versteht, daß die Erfindung nicht auf eine in Mittelstellung geschlossene Ventilausrüstung beschränkt ist.
Es wird angenommen, daß die grundlegende Funktionsweise des Druckmittelsteuergeräts 11 sowie der Spulen- und Hülsenventilausrüstung, soweit bisher beschrieben, im Hinblick auf die Lehren auf die US-Patentschrifien, auf welche oben Bezug genommen wurde, ohne weiteres ersichtlich sein sollte. Dennoch wird die Funktionsweise des Steuergeräts und der Ventilausrüstung kurz beschrieben, zum Teil, um die in Fig. 7 bis 9 veranschaulichte Struktur mit dem Öffnungsdiagramm von Fig. 2 in Beziehung zu setzen. Wie bereits erwähnt wurde, ist das Steuergerät 11 in dem Öffnungsdiagramm von Fig. 2 als lasterfassend veranschaulicht, obwohl die besondere Struktur, mittels welcher die Ventilspule und die Ventilhülse ein Lastsignal dem Lasterfassungsanschluß 79 von Fig. 2 zuführen können, kein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung darstellt und nicht in Verbindung mit Fig. 7 bis 9 veranschaulicht oder beschrieben wird.
Wenn das Lenkrad mit einer bestimmten Drehgeschwindigkeit gedreht wird, wird die Ventilspule 33 relativ zu der Ventilhülse 35 um eine bestimmte Drehverlagerung verlagert, welche der Drehgeschwindigkeit des Lenkrads entspricht. Danach föhrt bei fortgesetzter Drehung des Lenkrads das durch den Druckmitteldosierer 17 strömende Druckmittel zu einer Nachlaufbewegung der Ventilhülse 35, um die bestimmte Drehverlagerung aufrecht zu erhalten.
In Fig. 8 ist veranschaulicht, wie die Ventuspule 33 relativ zu der Ventilhülse 35 in einer einer Rechtsdrehung entsprechenden Weise verlagert ist. Wenn die Ventuspule 33 wie in Fig. 8 gezeigt verlagert ist, strömt unter Druck stehendes Druckmittel aus der ringförmigen Kammer 57 durch die beiden Gruppen von Druckanschlüssen 101R und in die Druckdurchlässe 93R, wobei die insgesamte Überlappfiäche dazwischen eine variable Hauptstromsteueröffnung A1 (siehe Fig. 2) bildet. Dieses unter Druck stehende Druckmittel strömt in die Dosiernut 91R, dann durch die Dosieranschlüsse 103R, welche auf eine dem Fachmann bekannte Weise in kommutierende Druckmittelverbindung mit den Radialbohrungen 71R treten. Das unter Druck stehende Druckmittel (welches an dieser Stelle als "nicht dosiert" betrachtet wird) strömt dann durch den Druckmitteldosierer 17 (und wird nun als "dosiertes" Druckmittel betrachtet) und strömt dann durch die Radialbohrungen 71L, welche in kommutierende Druckmittelverbindung mit den Dosieranschlüssen 103L treten. Dieses dosierte Druckmittel tritt dann in die Dosiernut 91L ein und strömt dann in die Arbeitsdurchlässe 95L. Das Druckmittel, welches durch die variable Hauptstromsteueröffnung AI und dann durch den Druckmitteldosierer 17 strömt, bildet einen Hauptdruckmittelweg 113.
Zur gleichen Zeit strömt unter Druck stehendes Druckmittel durch die ringförmige Kammer 57 und durch die Verstärkungsanschlüsse 1 09L in die Druckdurchlässe 93L, wobei die insgesamte Überlappfläche dazwischen eine variable Verstärkungsöffnung Aqa bildet (siehe Fig. 2). Dieses "Verstärkungs"-Druckmittel vereinigt sich mit dem oben beschriebenen dosierten Druckmittel, welches in die Arbeitsdurchlässe 95L strömt. Für eine weitere Erklärung hinsichtlich des Hintergrunds, Zwecks, der Konstruktion und der Funktion der Verstärkungsöffnung Aqa sei auf US-A-4 759 182 verwiesen, welche dem Inhaber der vorliegenden Erfindung überschrieben ist und auf welche hier in vollem Umfang Bezug genommen werden soll.
Die Kombination aus dem "dosierten" und dem "Verstärkungs"-Druckmittel strömt dann von den Arbeitsdurchlässen 95L durch die Arbeitsanschlüsse 105L, wobei der insgesamte Überlapp dazwischen eine variable Stromsteueröffnung A4 bildet (siehe Fig. 2). Der Strom durch die A4-Öffnung tritt dann in die ringförmige Kammer 61 ein und strömt dann zu dem Steueranschluß 27 (es sei angemerkt, daß die relativen Positionen der Steueranschlüsse 27 und 29 im Vergleich zu der Querschnittsansicht von Fig. 1 in dem Öffnungsdiagramm von Fig. 2 umgekehrt sind). Druckmittel von dem Anschluß 27 strömt zu dem Lenkzylinder 77, um eine Rechtsdrehung des Fahrzeugs zu bewirken, wobei von dem Lenkzylinder 77 ausgestoßenes Druckmittel zu dem Steueranschluß 29 zurückströmt und dann zu der ringförmigen Kammer 63 strömt.
Unter niedrigem Druck stehendes ausgestoßenes Druckmittel in der ringförmigen Kammer 63 strömt durch die Rücklaufanschlüsse 107R und dann durch die Behält eranschlüsse 97R, wobei die insgesamte Überlappfläche dazwischen eine variable Stromsteueröffnung A5 bildet. Rück laufdruckmittel strömt durch die Tankanschlüsse 97R in das Innere der Ventuspule 33 und dann durch die Stiftöffnungen 53 in die ringförmige Kammer 59 und dann durch den Rücklaufanschluß 25, wie es oben beschrieben wurde. Dieser Strom an ausgestoßenem Druckmittel bildet einen Hauptdruckmittelweg 115. Gleichzeitig stehen die Zylinderdämpfiingsanschlüsse 111L, welche wie die Arbeitsanschlüsse 105L in Druckmittelverbindung mit der ringförmigen Kammer 61 stehen, ebenfalls in Druckmittelverbindung mit einem der Behälteranschlüsse 97L (in Fig. 8 nicht gezeigt), wobei die insgesamte Überlappfläche dazwischen eine variable Zylinderdämpfungsöffnung Acd bildet (siehe Fig. 2). Die Zylinderdämpfungsöffnung Acd dämpft Druckpulse, welche ansonsten in der ringförmigen Kammer 61 und dem Steueranschluß 27 auftreten können und einen unerwünschten Effekt auf die Fahrzeuglenkung hätten. Bezüglich einer zusätzlichen Erklärung des Hintergrunds, Zwecks, der Konstruktion und Funktion der Zylinderdämpfungsöffnung Acd sei auf US-A-4 781 219 verwiesen, welche dem Inhaber der vorliegenden Erfindung überschrieben ist und auf welche hier in vollem Umfang Bezug genommen werden soll.
In Fig. 8 ist veranschaulicht, wie die Ventilspule 33 relativ zu der Ventilhülse 35 um etwa 22º drehverlagert ist, was nur zu einer teilweisen Öffnung der variablen Öffnungen A1, A4 und A5 führt. Unter Bezugnahme auf Fig. 9 ist ersichtlich daß die Ventilspule 33 nun um etwa 60º relativ zu der Ventilhülse 35 drehverlagert ist, was, wie bereits erklärt wurde, die maximale Verlagerungsstellung der Ventilspule relativ zu der Ventilhülse darstellt und auch zu der maximalen Stromfläche der verschiedenen Stromsteueröffnungen A1, A4 und A5 führt.
Gemäß einem wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung stellte sich heraus, daß der große Betrag der relativen Drehverlagerung zwischen der Ventilspule und der Ventilhülse den Grad an seitlichem Rucken wesentlich verringert, welcher während Lenkvorgängen auftritt, selbst wenn kein Pufferventil oder kein Akkumulator irgendwo in dem Lenksystem verwendet wird. Es wird angenommen, daß der Hauptgrund für die Verringerung des lateralen Ruckens darin besteht, daß, da der Falirzeuglenker mehr Zeit zum Schließen der Ventilausrüstung aus der 60º-Verlagerung verwendet, das Fahrzeug abgebremst wird, wodurch sich seine Trägheit und kinetische Energie verflngert, bevor die Ventilausrüstung schließt.

Figuren 11 und 12-- alternative Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Figuren 11 und 12 ist eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, bei welcher die Anzahl der in die Ventilhülse 35 zu bohrenden Löcher stark verringert ist. Wie in Verbindung mit der Überlagerungsansicht in Fig. 7 angezeigt ist, soll Fig. 11 hauptsächlich die Grenzfläche zwischen der Ventuspule und der Ventilhülse veranschaulichen. Die auf der Außenfläche der Ventilspule ausgebildeten Nuten und Durchlässe sind mit gestrichelten Linien dargestellt, und die an der benachbarten Innenfläche der Ventilhülse ausgebildeten Anschlußöffnungen sind als durchgezogene Linien dargestellt. Wie im Fall von Fig. 7 veranschaulicht die Überlagerungsansicht von Fig. 11 die gesamte 360º- Umfangsausdehnung sowohl der Ventilspule als auch der Ventilhülse, wohingegen die vergrößerte fragmentarische Ansicht von Fig. 12 nur wenig mehr als 180º der Umfangsausdehnung der Ventilspule und der Ventilhülse veranschaulicht. Eine weitere Ahnlichkeit besteht darin, daß die alternative Ausführungsform die Zentrierfeder 55 verwenden kann, die in den Figuren 3 bis 5 veranschaulicht ist, wobei jedoch bei der alternativen Ausführungsform die Feder 55 zum vorderen Ende der Ventilspule und der Ventilhülse hin angeordnet ist, anstatt daß sie Zulil hinteren Ende hin angeordnet ist, wie in Fig. 1 gezeigt. Es ist auf die Anordnung des Scheibenkeils 85 in Fig. 11 zu achten.
Unter Bezugnahme auf Fig. 11 weist die Ventilspule zwei Umfangsdosiernuten 121L und 121R auf, welche annähernd gegenüberliegend und gleich bezüglich der Referenzebene RP angeordnet sind. Zwei Druckdurchlässe 123L stehen in Druckmittelverbindung mit der Dosiernut 121L, und zwei Druckdurchlässe 123R stehen in Druckinittelverbindung mit der Dosiernut 121R. Zwei Arbeitsdurchlässe 125L stehen ebenfalls in Druckmittelverbindung mit der Dosiernut 121L, und zwei Arbeitsdurchlässe 125R stehen in Druckmittelverbindung mit der Dosiernut 121R. Die Ventilspule weist auch zwei Behälteranschlüsse 127L und zwei Behälteranschlüsse 127R auf Wie bei der Ausführungsform von Fig. 7 stehen die Behälteranschlüsse 127L und 127R in Druckmittelverbindung mit dem Inneren der Ventilspule, so daß Rücklaufdruckmittel durch das Innere der Ventilspule gelangt und tatsächlich mit dem Rücklaufanschluß 25 in Verbindung steht.
Die Ventilhülse weist zwei Druckanschlüsse 131L und 131R auf Hinsichtlich der Druckanschlüsse werden die Bezeichnungen "L" und "R" nicht verwendet, um eine Position auf gegenüberliegenden Seiten der Referenzebene RP anzuzeigen, sondern sie werden statt dessen verwendet, um eine anfängliche Beteiligung an einer Linksdrehung bzw. einer Rechtsdrehung anzuzeigen. Wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 sind alle Anschlüsse, welche die Druckanschlüsse 131L und 131R aufweisen, angeordnet, um in kontinuierlicher Druckmittelverbindung mit deni Einlaßanschluß 23 zu stehen.
Die Ventilhülse weist eine Mehrzahl von Dosieranschlüssen 133L und eine Mehrzahl von Dosieranschlüssen 133R in kontinuierlicher Druckmittelverbindung mit den Dosiernuten 121L bzw. 121R auf Zwei Paare von Arbeitsanschlüssen 135L sowie zwei Paare von Arbeitsanschlüssen 135R sind annähernd gleich und gegenüberliegend bezüglich der Referenzebene RP angeordnet. Die Arbeitsanschlüsse 135L sind angeordnet, um in kontinuierlicher Druckmittelverbindung mit dem Steueranschluß 27 zu stehen, während die Arbeitsanschlüsse 135R angeordnet sind, um in kontinuierlicher Druckmittelverbindung mit dem Arbeitsanschluß 29 zu stehen.
Die Ventilhülse weist auch eine Mehrzahl von Rücklaufanschlüssen 137 auf, welche mittels zwei in Umfangsrichtung langgestreckten Stiftöffnungen 129 in offener Verbindung mit dem Inneren der Ventilspule stehen. Die Rücklaufanschlüsse 137 stehen auch auf dieselbe Weise wie in der Ausführungsform gemäß Fig. 7 in Druckmittelverbindung mit dem Rücklaufanschluß 25.
Zur Erleichterung der Veranschaulichung schließen die Ausführungsformen von Fig. 11 und 12 weder das Stromverstärkungsmerkmal noch das Zylinderdämpfungsmerkmal der Ausführungsform gemäß Fig. 7 ein. Jedoch versteht es sich für den Fachmann, daß eines der Merkmale oder beide Merkmale in der in der Ausführungsform gemäß Fig. 11 und 12 veranschaulichten Architektur eingeschlossen sein kann.
Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 11 weist die Ventilspule einen Umfangsdurchlaß 141L auf, welcher in kontinuierlicher Druckmittelverbindung mit dem Druckdurchlaß 123L steht, und sie weist ferner einen Umfangsdurchlaß 141R auf, welcher in kontinuierlicher Druckmittelverbindung mit dem Druckdurchlaß 123R steht. Der Zweck der Durchlässe 141L und 141R wird nachfolgend beschrieben. Benachbart den Enden der Durchlässe 141L und 141R sind Lastsignalablaßbohrungen 143L bzw. 143R angeordnet. Die Ventilhülse weist zwei Lastsignaldurchlässe 145L und 145R auf, welche in Fig. 11 nicht gezeigt sind, jedoch statt dessen nur in Fig. 12 gezeigt sind. Die Lastsignaldurchlässe 145L und 145R sind in Fig. 11 nicht gezeigt, da bei in der in Fig. 11 gezeigten relativen Neutral stellung befindlichen Ventilspule und Ventilhülse die Lastsignaldurchlässe 145L und 145R zu den Lastsignalablaßbohrungen 143L bzw. 143R ausgerichtet sind. Die Lastsignaldurchlässe 145L und 145R stehen vorzugsweise in Verbindung mit einer Lastsignalnut (nicht gezeigt), welche auf eine deni Fachmann bekannte Weise in der Ventilhülse und/oder dem Gehäuse ausgebildet sein kann. Die Lastsignalnut steht in Verbindung mit dem Lasterfassungsanschluß 79, der in Fig. 2 schematisch gezeigt ist. Wenn das Lenkrad gedreht wird, wird die Ventilspule relativ zu der Ventilhülse verlagert, wie es bereits beschrieben wurde, und unter Bezugnahme auf Fig. 12 ist die alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, wobei die Ventilspule relativ zu der Ventilhülse entsprechend einer Rechtsdreliungsbedienung verlagert ist. In Fig. 12 wurden die Ventilspule und die Ventilhülse um etwa 60º relativ verlagert oder verdreht, entsprechend der Stellung maximaler Verlagerung. In Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung der Funktionsweise der Ventilausrüstung sei gleichzeitig auf Fig. 13 verwiesen, welche die Stromfläche der variablen Stromsteueröffnungen A1, A4 und A5 als Funktion der relativen Verlagerung der Ventuspule und der Ventilhülse veranschaulicht.
Bei einer Rechtsdrehung kommt der Druckdurchlaß 123L nach etwa 5º relativer Verlagerung in Verbindung mit deni kleineren der Druckanschlüsse 131R, wodurch er die A1-Öffnung bildet. Etwa zur gleichen Zeit kommen die Arbeitsdurchlässe 125R in Verbindung mit dem kleineren der Arbeitsanschlüsse 135R, um die A4-Öffnung zu bilden. Das unter Druck stehende dosierte Druckmittel, welches durch die A4-Öffnung strömt, strömt dann zu dem Lenkzylinder und strömt von dem Lenkzylinder zurück, und strömt durch die Arbeitsanschlüsse 135L, welche bereits in Verbindung mit den Behälteranschlüssen 127L stehen, um die A5-Öffnung zu bilden.
Wenn die relative Verlagerung der Ventilspule und Ventilhülse zunimmt, nimmt die Stromfläche der A1-, A4- und A5-Öffnungen weiter zu (in derselben Weise wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7). Wenn die Ventilspule und die Ventilhülse aus ihrer relativen Neutralstellung gedreht werden, wird die Druckmittelverbindung zwischen den Lastsignalablaßbohrungen 143L bzw. 143R und den Lastsignaldurchlässen 145L bzw. 145R bei einer Rechtsdrehung unterbrochen, der Lastsignaldurclilaß 145R kommt in Verbindung mit dem Umfangsdurchlaß 141L und kann deshalb ein Drucksignal stromab der A1-Öffnung zu dem Lasterfassungsanschluß 79 auf eine dem Fachmann nun bekannte Weise leiten.
Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 12 haben die A1-, A4- und A1-Öffnungen wieder auf dieselbe Weise wie bei der Ausführungsform ihre maximale Stromfläche erreicht, wenn die relative Verlagerung der Ventilspule und Ventilhülse etwa 60º erreicht hat, was die maximale relative Verlagerung für die Ventilspule und die Ventilhülse für diese Ausführungsform darstellt. Unter Bezugnahme auf Fig. 14 ist ein Vergleich von Steuergeräten mit und ohne Verwendung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Fig. 14 stellt eine graphische Darstellung des seitlichen Ruckens (in G pro sec) als Funktion der Zeit dar, wobei das seitliche Rucken an der Position des Fahrzeugfuhrers bei einem Gelenkfahrzeug gemessen ist. Wie dem Fachmann bekannt ist, ist "seitliches Rucken" die Änderungsrate (erste Ableitung) der Beschleunigung. Die graphischen Darstellungen von Fig. 14 sind mit dem Computer erzeugte Graphen, welche auf einem mathematischen Modell eines Steuergeräts der in Fig. 1 gezeigten Art basieren. Bei dem mit "Stand der Technik" bezeichneten Graph ist das Steuergerät mit einer Ventilausrüstung in der Art ausgerüstet, wie sie in einem von dem Inhaber der vorliegenden Erfindung unter der Bezeichnung "Orb 25" kommerziell verkauft wird, wobei die maximale Verlagerung der Ventilspule und Ventilhülse etwa 19º beträgt. Bei dem mit "Erfindung" bezeichneten Graph entspricht die Ventilausrüstung der in den Figuren 11 und 12 oben veranschaulichten Konfiguration. Das System weist in keinem Fall ein Pufferventil oder einen Akkumulator auf und bei dem mathematischen Modell sind das System und das Steuergerät identisch, mit Ausnahme der Unterschiede in den Ventilausrüstungsüberlegungen und den maximalen Verlagerungen der Ventuspule und Ventilhülse.
Die Ordinate des Graphs in Fig. 14 ist in einem mit "akzeptabel" bezeichneten mittleren Bereich und darüber und darunter in zwei mit "nicht akzeptabel" bezeichneten Bereichen unterteilt. Diese mit "akzeptabel" und "nicht akzeptabel" bezeichneten Bereiche zeigen Werte des seitlichen Ruckens an, welche sich aus der Erfahrung als akzeptabel bzw. nicht akzeptabel für Fahrzeughersteller und ihre Kunden erwiesen. Wie aus Fig. 14 ersichtlich ist, weist der "Stand der Technik"-Graph wesentlich mehr Ausschläge in die "nicht akzeptabel"-Bereiche auf als der "Erfindungs"-Graph.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 bis 9 bestand jede Anschlußgruppe aus 5 oder 6 einzelnen Anschlüssen, wohingegen in der Ausflihrungsform gemäß Fig. 11 und 12 jede Anschlußgruppe aus zwei Einzelanschlüssen bestand. Es sollte sich klar verstehen, daß die bestimmte Anzahl von Anschlüssen jeder Anschlußgruppe kein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung darstellt. Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, unterschiedliche Schlitze und Durchlässe auf der Oberfläche der Spule zu konfigurieren, um die Verbindung über einen weiteren Winkelverlagerungsbereich der Ventilspule und Ventilhülse zu erzielen.
Die Erfindung wurde in der vorstehenden Beschreibung sehr detailliert beschrieben; es wird angenommen, daß sich für den Fachmann aus der Beschreibung verschiedene Abänderungen und Modifikationen der Erfindung ergeben, und alle solchen Abänderungen und Modifikationen sollen als Teil der Erfindung eingeschlossen sein, insofern sie in den Rahmen der anhängenden Ansprüche fallen.

Claims

1.Steuergerät (11) zum Steuern des Druckmittelstromes von einer Quelle (73) für unter Druck stehendes Druckmittel zu einer druckmittelbetätigten Vorrichtung (77); wobei das Steuergerät versehen ist mit einer Gehäuseanordnung (13), die einen Einlaßanschluß (23) zur Verbindung mit der Druckmittelquelle, einen Rücklaufanschluß (25) zur Verbindung mit einem Behälter (75) sowie einen ersten (27) und einen zweiten (29) Steuerdruckmittelanschluß zur Verbindung mit der druckmittelbetätigten Vorrichtung aufweist; mit einer Ventilanordnung, die in der Gehäuseanordnung untergebracht ist und ein drehbares Hauptventilorgan (33) und ein damit zusammenwirkendes, relativ zu dem Hauptventilorgan drehbares Nachlaufventilorgan (35) aufweist, wobei das Hauptventil organ und das Nachlaulventilorgan eine Neutralstellung (Fig. 7; Fig. 11) und eine erste Arbeitsstellung (Fig. 9; Fig. 12) bestimmen, in welcher das Hauptventilorgan aus der Neutral stellung in einer ersten Richtung mit Bezug auf das Nachlautventilorgan herausgedreht ist, wobei das Hauptventilorgan einen ersten Druckmitteldurchlaß (93R; 123L) bestimmt und das Nachlaulventilorgan eine mit dem Einlaßanschluß (23) in ständiger Druckmittelverbindung stehende erste Druckmittelanschlußanordnung (101R; 131R) bestimmt, wobei die erste Druckmittelanschlußanordnung gegen Druckmittelverbindung mit dem ersten Druckmitteldurchlaß (93R; 123L) gesperrt ist, wenn die Ventilorgane in der Neutral stellung stehen (Fig. 7; Fig. 11); wobei die erste Druckmittelanschlußanordnung (101R; 131R) mit dem ersten Druckmitteldurchlaß (93R; 123L) unter Bildung einer ersten verstellbaren Stromsteueröffnung (A1) in Druckmittelverbindung steht, wenn sich die Ventilorgane in der ersten Arbeitsstellung (Fig. 9; Fig. 12) befinden; wobei die Gehäuseanordnung (13) und die Ventilorgane zusammen einen ersten Hauptdruckmittelweg (113) bilden, der für eine Druckmittelverbindung von dem Einlaßanschluß (23) über die erste verstellbare Stromsteueröffnung (A1) zu dem ersten Steuerdruckmittelanschluß (27) sorgt, wenn die Ventilorgane in der ersten Arbeitsstellung stehen;

wobei der erste Druckmitteldurchlaß (93R; 123L) einen axial ausgerichteten Durchlaß aufweist, der von einer zylindrischen Außenfläche (89) des Hauptventilorgans bestimmt ist; und wobei die erste Druckmittelanschlußanordnung (101R; 131R) für eine ständige Druckmittelverbindung zwischen dem Einlaßanschluß (23) und dem ersten Druckmitteldurchlaß (93R; 123L) sorgen kann, wenn sich das Hauptventilorgan (33) mit Bezug auf das Nachlautventilorgan (35) von der Neutralstellung zu der ersten Arbeitsstellung dreht,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckmittelanschlußanordnung (101 R; 131 R) eine sich in Umfangsnchtung erstreckende Anschlußanordnung aufweist, die für die ständige Druckmittelverbindung zwischen dem Einlaßanschluß (23) und dem ersten Druckmitteldurchlaß (93R; 123L) zwecks Relativdrehung des Hauptventilorgans (33) um mindestens etwa 450 sorgt.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativdrehung mindestens etwa 60º beträgt.

3. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckmittelanschlußanordnung (101R, 131R) eine Gruppe von in Umfangsrichtung in Abstand voneinander angeordneten Anschlüssen aufweist, die sich über mindestens etwa 45º des Nachlaufventilorgans (35) erstrecken.

4. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckmittelanschlußanordnung (101R; 131R) eine Gruppe von in Umfangsrichtung in Abstand voneinander angeordneten Anschlüssen aufweist, die sich über mindestens etwa 60º des Nachlaufventilorgans (35) erstrecken, wobei die Anschlüsse so bemessen sind, daß der Strömungsquerschnitt der ersten verstellbaren Stromsteueröffnung (A1) allmählich zunimmt, wenn die Ventilorgane von der Neutralstellung (Fig. 7; Fig. 11) zu der ersten Arbeitsstellung (Fig. 9; Fig. 12) verstellt werden.

5. Steuergerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine druckmittelbetätigte Anordnung (17), die das Nachlaufventilorgan (35) zu einer Nachlautbewegung veranlaßt, die proportional dem Volumen des Druckmittelstromes durch den ersten Hauptdruckmittelweg (113) ist, wenn die Ventilorgane (33, 35) in der ersten Arbeitsstellung (Fig. 9; Fig. 12) stehen.

6. Steuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die druckmittelbetätigte Anordnung (17) in dem ersten Hauptdruckmittelweg (113) strömungsmäßig in Reihe stromab von der ersten verstellbaren Stromsteueröffnung (A1) angeordnet ist.

7. Steuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventilorgan (33) einen zweiten Druckmitteldurchlaß (95L; 125R) bestimmt und das Nachlaulventilorgan (35) eine zweite Druckmittelanschlußanordnung (105L; 135R) bestimmt, die mit dem ersten Steuerdruckmittelanschluß (27) in ständiger Druckmittelverbindung steht; daß die zweite Druckmittelanschlußanordnung gegen Druckmittelverbindung mit dem zweiten Druckmitteldurchlaß gesperrt ist, wenn die Ventilorgane in der Neutralstellung (Fig. 7; Fig. 11) stehen; und daß die zweite Druckmittelanschlußanordnung mit dem zweiten Druckmittelanscliluß unter Bildung einer zweiten verstellbaren Stromsteueröffnung (A4) in Druckmittelverbindung steht, wenn die Ventilorgane in der ersten Arbeitsstellung (Fig. 9; Fig. 12) stehen.

8. Steuergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Druckmitteldurchlaß (95L; 125R) einen axial ausgerichteten Durchlaß autweist, der von der zylindrischen Außenfläche (89) des Hauptventilorgans bestimmt ist, und daß die zweite Druckmittelanschlußanordnung (105L; 135R) eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Anschlußanordnung aufweist, die für eine ständige Druckmittelverbindung zwischen dem zweiten Druckmitteldurchlaß und dem ersten Steuerdruckmittelanschluß (27) sorgen kann, wenn sich das Hauptventilorgan mit Bezug auf das Nachlaulventilorgan von der Neutralstellung zu der ersten Arbeitsstellung dreht, wobei diese Relativdrehung mindestens etwa 45º beträgt.

9. Steuergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativdrehung mindestens etwa 60º beträgt.

10. Steuergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Druckmittelanschlußanordnung (105L; 135R) eine Gruppe von in Umfangsrichtung in Abstand voneinander angeordneten Anschlüssen autweist, die sich über mindestens etwa 450 des Nachlaufventilorgans (35) erstrecken.

11. Steuergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Druckmittelanschlußanordnung (105L; 135R) eine Gruppe von in Umfangsrichtung in Abstand voneinander angeordneten Anschlüssen aufweist, die sich über mindestens etwa 60º des Nachlaufventilorgans (35) erstrecken, wobei diese Anschlüsse so bemessen sind, daß sich der Strömungsquerschnitt der zweiten verstellbaren Stromsteueröffnung (A4) allmählich vergrößert, wenn die Ventilorgane von der Neutralstellung (Fig. 7; Fig. 11) zu der ersten Arbeitsstellung (Fig. 9; Fig. 12) verstellt werden.

12. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseanordnung (13) und die Ventilorgane (33, 35) zusammen einen zweiten Hauptdruckmittelweg (115) bilden, der für eine Druckmittelverbindung von dem zweiten Steuerdruckmittelanschluß (29) zu dem Rücklaufanschluß (25) sorgt, wenn die Ventilorgane in der ersten Arbeitsstellung (Fig. 9; Fig. 12) stehen.

13. Steuergerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventilorgan (33) einen dritten Druckmitteldurchlaß (97R; 127L) bestimmt und das Nachlaufventilorgan (35) eine mit dem zweiten Steuerdruckmittelanschluß (29) in ständiger Druckmittelverbindung stehende dritte Druckmittelanschlußanordnung (107R; 135L) bestimmt; daß die dritte Druckmittelanschlußanordnung gegen Druckmittelverbindung mit dem dritten Druckmitteldurchlaß gesperrt ist, wenn die Ventilorgane in der Neutralstellung (Fig. 7: Fig. 11) stehen; und daß die dritte Druckmittelanschlußanordnung mit dem dritten Druckmitteldurclilaß unter Bildung einer dritten verstellbaren Stromsteueröffnung (A5) in Druckmittelverbindung steht, wenn sich die Ventilorgane in der ersten Arbeitsstellung (Fig. 9; Fig. 12) befinden.

14. Steuergerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Druckmitteldurchlaß (97R; 127L) eine von dem Hauptventilorgan bestimmte Bohrung aufweist und die dritte Druckmittelanschlußanordnung (107R; 135L) eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Anschlußanordnung aufweist, die für eine ständige Druckmittelverbindung zwischen dem zweiten Steuerdruckmittelanschluß (29) und dem dritten Druckmitteldurchlaß (97R; 127L) sorgen kann, wenn sich das Hauptventilorgan gegenüber dem Nachlaulventilorgan von der Neutralstellung zu der ersten Arbeitsstellung dreht, wobei diese Relativdrehung mindestens etwa 45º beträgt.

15. Steuergerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativdrehung mindestens etwa 600 beträgt.

16. Steuergerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Druckmittelanschlußanordnung (107R; 135L) eine Gruppe von in Umfangsnchtung von in Abstand voneinander angeordneten Anschlüssen aufweist, die sich über mindestens etwa 45º des Nachjaufventilorgans (35) erstrecken.

17. Steuergerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Druckmittelanschlußanordnung (107R; 135L) eine Gruppe von in Umfangsrichtung in Abstand voneinander angeordneten Anschlüssen aufweist, die sich über mindestens etwa 60º des Nachlautventilorgans (35) erstrecken, wobei diese Anschlüsse so bemessen sind, daß der Strömungsquerschnitt der dritten verstellbaren Stromsteueröffnung (A5) allmählich zunimmt, wenn die Ventilorgane von der Neutralstellung (Fig. 7; Fig. 11) zu der ersten Arbeitsstellung (Fig. 9; Fig. 12) verstellt werden.

18. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventilorgan und das Nachlaufventilorgan des weiteren eine zweite Arbeitsstellung bestimmen, in welcher das Hauptventilorgan aus der Neutralstellung in einer zu der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung herausgedreht ist; daß das Hauptventilorgan (33) des weiteren einen zweiten Druckmitteldurchlaß (93L; 123R) bestimmt und das Nachlaulventilorgan (35) des weiteren eine mit dem Einlaßanschluß (23) in ständiger Druckmittelverbindung stehende zweite Druckmittelanschlußanordnung (101L; 131L) bestimmt; daß die zweite Druckmittelanschlußanordnung gegen Druckmittelverbindung mit dem zweiten Druckmitteldurchlaß gesperrt ist, wenn die Ventilorgane in der Neutralstellung stehen; und daß die zweite Druckmittelanschlußanordnung mit dem zweiten Druckmitteldurchlaß (93L; 123R) unter Bildung einer weiteren verstellbaren Stromsteueröffnung (A1) in Druckmittelverbindung steht, wenn die Ventilorgane in der zweiten Arbeitsstellung stehen; daß die Gehäuseanordnung (13) und die Ventilorgane zusammen des weiteren einen zweiten Hauptdruckmittelweg (113) bilden, der für eine Druckmittelverbindung von dem Einlaßanschluß über die weitere verstellbare Stromsteueröffnung (A1) zu dem zweiten Steuerdruckmittelanschluß (29) sorgt, wenn die Ventilorgane in der zweiten Arbeitsstellung stehen; daß der zweite Druckmitteldurchlaß (93L; 123R) einen axial ausgerichteten Durchlaß aufäveist, der von der zylindrischen Außenfläche (89) des Hauptventilorgans bestimmt ist; und daß die zweite Druckmittelanschlußanordnung 101L; 131L) eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Anschlußanordnung aufweist, die für eine ständige Druckmittelverbindung zwischen dem Einlaßanschluß (23) und dem zweiten Druckmitteldurchlaß (93L; 123R) sorgt, wenn sich das Hauptventilorgan gegenüber dem Nachlaufventilorgan von der Neutralstellung zu der zweiten Arbeitsstellung dreht; sowie daß die Relativdrehung von der Neutralstellung zu der Arbeitsstellung mindestens etwa 45º in der zweiten Richtung beträgt.

19. Steuergerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativdrehung mindestens etwa 600 in der ersten Richtung und mindestens etwa 60º in der zweiten Richtung beträgt.

20. Steuergerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckmittelanschlußanordnung (101R; 131R) eine Gruppe von in Umfangsrichtung in Abstand voneinander angeordneten Anschlüssen aulweist, die sich über mindestens etwa 45º des Nachlaufventilorgans (35) erstrecken, und die zweite Druckrnittelanschlußanordnung (101L; 131L) eine Gruppe von in Unifangsrichtung in Abstand voneinander angeordneten Anschlüssen aufweist, die sich über mindestens etwa 45º des Nachlaufventilorgans erstrecken.

21. Steuergerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckmittelanschlußanordnung (101R; 131R) eine Gruppe von in Umfangsrichtung in Abstand voneinander angeordneten ersten Anschlüssen aufiveist, die sich über mindestens etwa 60º des Nachlaufventilorgans (35) erstrecken, und die zweite Druckmittelanschlußanordnung (101L, 131L) eine Gruppe von in Umfangsrichtung in Abstand voneinander angeordneten zweiten Anschlüssen aufweist, die sich über mindestens etwa 60º des Nachlaufventilorgans erstrecken, wobei die ersten Anschlüsse und die zweiten Anschlüsse so bemessen sind, daß die Strömungsquerschnitte der einen und der weiteren verstellbaren Stromsteueröffnung (A1) allmählich zunehmen, wenn die Ventilorgane von der Neutralstellung zu der ersten Arbeitsstellung bzw. zu der zweiten Arbeitsstellung verstellt werden.

22. Steuergerät nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine druckmittelbetätigte Anordnung (17), die für eine Nachlaufbewegung des Nachlautventilorgans (35) sorgt, die proportional dem Volumen des durch den ersten und den zweiten Hauptdruckmittelweg (113) strömenden Druckmittels ist, wenn die Ventilorgane in der ersten Arbeitsstellung bzw. der zweiten Arbeitsstellung stehen.

23. Steuergerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die druckmittelbetätigte Anordnung (17) strömungsmäßig in Reihe in dem ersten Hauptdruckmittelweg (113) stromabwärts von der einen verstellbaren Stromsteueröffnung (A1) liegt, wenn sich die Ventilorgane in der ersten Arbeitsstellung befinden, und die druckmittelbetätigte Anordnung strömungsmäßig in Reihe in dem zweiten Hauptdruckmittelweg (113) stromabwärts von der weiteren verstellbaren Stromsteueröffnung (A1) liegt, wenn sich die Ventilorgane in der zweiten Arbeitsstellung befinden.