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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hydraulikströmungsmittelsteuerventil
für ein
Servolenkgetriebe.
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Hintergrund
der Erfindung
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Ein
bekanntes Hydraulikströmungsmittelsteuerventil
für ein
Servolenkgetriebe umfasst einen in einer Ventilhülse drehbaren Ventilkern, siehe
z. B.
US 5 417 244 .
Der Kern und die Hülse
steuern den Druck des Hydraulikströmungsmittels, das durch das Ventil
zwischen einer Pumpe, einem Reservoir und einem Paar gegenüberliegenden
Kammern an entgegengesetzten Seiten eines Kolbens in einem Hydraulikmotor
fließt.
Wenn sich der Kern und die Hülse in
neutralen Positionen befinden, sind die Hydraulikströmungsmitteldrücke in den
gegenüberliegenden Kammern
gleich. Wenn der Kern und die Hülle
von den neutralen Positionen weg gedreht sind, arbeiten eine Vielzahl
von Stegen und Nuten auf dem Kern und der Hülse zusammen, um den Hydraulikströmungsmitteldruck
in einer der gegenüberliegenden Strömungsmittelkammern
zu erhöhen,
um hydraulische Servolenkhilfe in dem Lenkgetriebe vorzusehen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung weist eine Vorrichtung erste und zweite relativ drehbare Ventilglieder
auf, die Hydraulikströmungsmittel
leiten, um zwischen den Ventilgliedern von Einlassanschlüssen zu
Rückführanschlüssen zu
fließen.
Die Ventilglieder besitzen radial entgegengesetzte Stege und Nuten,
die Zumessöffnungen
definieren, die sich vergrößern, und
Zumessöffnungen,
die sich bei relativer Drehung der Ventilglieder von neutralen Positionen
weg verengen, wobei die Außenoberflächenteile des
inneren Ventilkerns radial nach innen von den konzentrischen, zylindrischen
Innenoberflächenteilen
der äußeren Ventilhülse beabstandet
sind.
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Ein
Paar sich verengender Zumessöffnungen
ist parallel zwischen den Einlassanschlüssen und den Rückführanschlüssen gelegen.
Jede dieser parallelen, sich verengenden Zumessöffnungen wird durch eine abgefaste
Ecke eines entsprechenden Stegs definiert. Zusätzlich weisen die Ventilglieder Mittel
auf zum Liefern von Gegendruck an nur eine dieser parallelen, sich
verengenden Zumessöffnungen.
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Ein
Hydraulikströmungsmittelsteuerventil, das
gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt ist, stabilisiert den Kolben in einem assoziierten
Hydraulikmotor und stabilisiert ferner den Kern und die Hülse in dem
Ventil durch Vorsehen von Gegendruck an sich verengenden Zumessöffnungen,
die mit der Strömungsmittelkammer
an der Niedrigdruckseite des Kolbens in Verbindung stehen. Dies
hilft, das Lenk"gefühl" zu verbessern und
auch Geräusch
zu reduzieren.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Weitere
Merkmale der vorliegenden Erfindung werden den Fachleuten des Gebietes,
auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, beim Lesen der folgenden
Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich
werden, wobei zeigt:
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1 eine Ansicht einer Vorrichtung,
die ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung aufweist;
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2 eine Ansicht von Teilen
der Vorrichtung der 1,
wobei bestimmte Teile im Schnitt gezeigt sind und wobei andere Teile
schematisch gezeigt werden;
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3 eine Ansicht ähnlich wie
bei 2, die Teile in
unterschiedlichen Positionen zeigt;
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4 eine vergrößerte Teilansicht
von in 2 gezeigten Teilen;
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5 eine vergrößerte Ansicht,
die eine überlagerte
Beziehung von in 4 gezeigten
Teilen zeigt;
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6 eine Ansicht von einem
Teil, das vollständig
in 2 und 3 gezeigt wird;
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7 eine Ansicht ähnlich 5, die Teile einer Vorrichtung
zeigt, die ein zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst;
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8 ein Diagramm, das die
Leistungsfähigkeitsmerkmale
der Vorrichtung der 7 zeigt;
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9 eine Ansicht ähnlich 4, die Teile einer Vorrichtung
zeigt, die ein drittes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst; und
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10 eine Ansicht ähnlich 9, die Teile einer Vorrichtung
zeigt, die ein viertes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung aufweist.
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Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Ein
hydraulisches Servolenkgetriebe 10, das ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst, wird in 1 gezeigt. Das Lenkgetriebe 10 ist
ein hydraulisch unterstütztes
Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebe, das ein Gehäuse 12 aufweist, eine
Lenkzahnstange 14 und eine Eingabe- bzw. Antriebswelle 16.
Wie schematisch in 1 gezeigt,
umfasst das Lenkgetriebe 10 ferner ein Hydraulikströmungsmittelsteuerventil 18,
das in dem Gehäuse 12 enthalten
ist.
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Die
Zahnstange 14 erstreckt sich längs durch einen unteren Teil 20 des
Gehäuses 12 entlang
einer Horizontalachse 21 und wird für Bewegung relativ zu dem Gehäuse 12 entlang
der Achse 21 getragen. Wenn das Lenkgetriebe 10 in
einem Fahrzeug angebracht wird, werden die entgegengesetzten Enden (nicht
gezeigt) der Zahnstange 14 mit den Lenkverbindungen verbunden,
die wiederum das Lenkgetriebe 10 mit einem Paar lenkbarer
Fahrzeugräder
verbinden.
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Die
Antriebswelle 16 ragt weg von einem oberen Teil 22 des
Gehäuses 12 entlang
einer weiteren Achse 23 und ist um die Achse 23 drehbar,
ansprechend auf Drehung des Fahrzeuglenkrads. Das Lenkgetriebe 10 arbeitet,
um die Zahnstange 14 entlang der Achse 21 zu bewegen,
und zwar ansprechend auf Drehung der Antriebswelle um die Achse 23.
Das Lenkgetriebe 10 betätigt
somit die Lenkverbindungen, um die Fahrzeugräder ansprechend auf Drehung
des Lenkrads zu lenken.
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Andere
Teile des Lenkgetriebes 10 umfassen ein Ritzelgetriebe 24 und
einen Kolben 26. Das Ritzelgetriebe 24 ist mit
der Antriebswelle 16 durch eine Torsionsstange 28 verbunden
und wird für
die Drehung um die Achse 23 getragen, und zwar in Zahneingriff
mit einer Reihe von Zahnstangenzähnen 30 auf
der Zahnstange 14. Ein Rohrabschnitt 32 des unteren
Gehäuseteils 20 wirkt
als ein Kraftzylinder. Der Kolben 26 ist an der Zahnstange 14 innerhalb des
Kraftzylinders 32 befestigt. Ein Paar von Hydraulikströmungsmittelkammern 34 und 36 mit
variablem Volumen ist in dem Kraftzylinder 32 an entgegengesetzten
Seiten des Kolbens 26 angebracht.
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Das
Ventil 18 steht in Verbindung mit der ersten Kammer 34 in
dem Kraftzylinder 32 durch eine erste Zwei-Wege-Leitung 40.
Das Ventil 18 steht in Verbindung mit der zweiten Kammer 36 in
dem Kraftzylinder 32 durch eine zweite Zwei-Wege-Leitung 42. Wie
ferner schematisch in 1 gezeigt,
empfängt das
Ventil 18 Hydraulikströmungsmittel
von einem Reservoir 44 und einer Pumpe 46 durch
eine Einlassleitung 48. Die Pumpe 46 könnte eine
flussvariierende Pumpe sein und könnte durch einen Elektromotor oder
durch den Fahrzeugmotor angetrieben werden. Eine Auslassleitung 50 entleert
Hydraulikströmungsmittel
von dem Ventil 18 zu dem Reservoir 44.
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Das
Ventil 18 arbeitet ansprechend auf Drehung der Antriebswelle 16 mit
dem Fahrzeuglenkrad. Wenn sich die Antriebswelle 16 mit
dem Lenkrad in einer ersten Richtung um die Achse 23 dreht,
dreht es sich leicht relativ zu dem Ritzelgetriebe 24.
Die Torsionsstange 28 biegt sich, um solche Drehung der Antriebswelle 16 relativ
zu dem Ritzelgetriebe 24 zuzulassen. Das Ventil 18 spricht
an auf die resultierende Drehverschiebung durch Öffnen von Hydraulikströmungsmittelströmungspfaden,
die sich durch das Ventil 18 von der Einlassleitung 48 zu
der ersten Zwei-Wege-Leitung 40 erstrecken. Das Ventil 18 schließt gleichzeitig
Hydraulikströmungsmittelströmungspfade,
die sich durch das Ventil 18 von der zweiten Zwei-Wege-Leitung 42 zu
der Auslassleitung 50 erstrecken. Eine resultierende Strömung von
Hydraulikströmungsmittel
von der Pumpe 46 und eine resultierende Hydraulikströmungsmitteldruckdifferenz,
die über
den Kolben 26 hinweg wirkt, bewirken, dass sich der Kolben 26 und
die Zahnstange 14 nach rechts bewegen, wie in 1 gesehen, und zwar entlang
der Achse 21. Dies bewirkt, dass die Lenkverbindung die
Fahrzeugräder
in einer ersten Richtung lenkt.
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Wenn
sich die Zahnstange entlang der Achse 21 mit dem Kolben 26 bewegt,
dann dreht sich das Ritzelgetriebe 24 in Zahneingriff mit
den Zahnstangenzähnen 30.
Das Ritzelgetriebe 24 dreht sich dann um die Achse 23 relativ
zu der Antriebswelle 16 in einer Nachfolgeweise, um die
Drehverschiebung zwischen dem Ritzelgetriebe 24 und der
Antriebswelle 16 aufzuheben. Das Ventil 18 spricht
an durch Schließen
der zuvor geöffneten
Hydraulikströmungsmittelströmungspfade.
Dies gleicht die Hydraulikströmungsmitteldrücke aus,
die auf den Kolben 26 in den zwei Kammern 34 und 36 in
dem Kraftzylinder 32 wirken, und bewirkt, dass der Kolben 26 und
die Zahnstange 14 aufhören,
sich entlang der Achse 21 zu bewegen.
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Wenn
die Fahrzeugräder
in einer entgegengesetzten Richtung gelenkt werden sollen, wird
die Antriebswelle 16 mit dem Lenkrad in einer entgegengesetzten
Richtung um die Achse 23 gedreht und wird wieder leicht
relativ zu dem Ritzelgetriebe 24 gedreht, und zwar durch
Biegen der Torsionsstange 28. Das Ventil 18 spricht
an durch Unter-Druck-Setzen der zweiten Kammer 36 und durch
gleichzeitiges Ablassen bzw. Entleeren der ersten Kammer 34.
Der Kolben 26 und die Zahnstange 14 bewegen sich dann
axial nach links, wie in 1 gesehen.
Eine resultierende Nachfolgedrehung des Ritzelgetriebes 24 relativ
zu der Antriebswelle 16 bewirkt, dass das Ventil 18 wieder
den Hydraulikströmungsmitteldruck
in den zwei Kammern 34 und 36 in dem Kraftzylinder 32 ausgleicht.
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Wie
in 2 gezeigt, umfasst
das Ventil 18 einen Ventilkern 60 und eine Ventilhülse 62.
Sowohl der Kern 60 als auch die Hülse 62 besitzen im
Wesentlichen zylindrische Formen, und zwar zentriert auf der Achse 23.
Der Kern 60 wird durch einen Abschnitt der Antriebswelle 16 (1) definiert. Die Hülse 62 ist
mit einem Oberendteil des Ritzelgetriebes 24 (1) verbunden. Demgemäß drehen
sich der Kern 60 und die Hülse 62 relativ zueinander, wenn
sich die Antriebswelle 16 und das Ritzelgetriebe 24 relativ
zueinander drehen. Wie unten im Detail beschrieben, variieren dann
der Kern 60 und die Hülse 62 die
Hydraulikströmungsmittelströmungspfade, die
sich durch das Ventil 18 erstrecken, so dass gewisse Strömungspfade
relativ uneingeschränkt
werden und gewisse Strömungspfade
relativ eingeschränkt
werden. Unter Druck stehende Ströme
von Hydraulikströmungsmittel
werden dadurch durch das Ventil 18 geleitet, und zwar zwischen
der Pumpe 46 und den Strömungsmittelkammern 34 und 36 in
dem Kraftzylinder 32, wie oben mit Bezug auf 1 beschrieben.
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Die
Hülse 62 besitzt
einen radialen Innenumfang 64, der sich umfangsmäßig um den
Kern 60 erstreckt. Der Innenumfang 64 der Hülse 62 besitzt eine
wellenförmige
Kontur, die durch eine Vielzahl von umfangsmäßig beabstandeten Stegen und
Nuten definiert wird. Genau gesagt, besitzt die Hülse 62 neun
Stege 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78 und 79,
die umfangsmäßig um die
Achse 23 voneinander beabstandet sind. Die Hülse 62 besitzt
ferner neun Nuten 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88 und 89,
von denen jede umfangsmäßig zwischen
einem Paar benachbarter Stege gelegen sind.
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Drei
Einlassanschlüsse 90 erstrecken
sich radial nach innen durch die Hülse 62 an den Stellen des
ersten Stegs 71, des vierten Stegs 74 und des siebten
Stegs 77. Wie schematisch in 2 gezeigt, empfangen
die Einlassanschlüsse 90 Hydraulikströmungsmittel
von der Pumpe 46.
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Wie
ferner schematisch in 2 gezeigt, stehen
einige der Nuten in der Hülse 62 in
Verbindung mit den Strömungsmittelkammern 34 und 36 in dem
Kraftzylinder 32 (1)
und einige der Nuten stehen in Verbindung mit dem Reser voir 44.
Genau gesagt, stehen die erste, vierte und siebte Nut 81, 84 und 87 in
Verbindung mit der Kammer 36 an der rechten Seite des Kolbens 26.
Die dritte, sechste und neunte Nut 83, 86 und 89 stehen
in Verbindung mit der anderen Kammer 34 auf der linken
Seite des Kolbens 26. Die zweite, fünfte und achte Nut 82, 85 und 88 stehen
in Verbindung mit dem Reservoir 44 durch Auslassanschlüsse 92 (schematisch
gezeigt) an den Enden der Nuten 82, 85 und 88.
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Der
Kern 60 besitzt ebenfalls eine wellenförmige Kontur, definiert durch
umfangsmäßig beabstandete
Stege und Nuten. Diese umfassen neun Stege 101–109 und
neun Nuten 121–129.
Die Stege 102–109 auf
dem Kern 60 sind radial gegenüber von den Nuten 81–89 in
der Hülse 62 gelegen.
Die Nuten 121–129 in
dem Kern 60 sind radial gegenüber den Stegen 71–79 auf
der Hülse
gelegen. Demgemäß definieren
die benachbarten Ecken der Stege 71–79 und 101–109 achtzehn
Zumessöffnungen 130 zwischen
den Nuten 81–89 und 121–129.
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Wenn
kein Lenkmanöver
durchgeführt
wird, sind der Kern 60 und die Hülse 62 in neutralen
Positionen gelegen, wie in 2 gezeigt.
Hydraulikströmungsmittel
fließt
dann von den Einlassanschlüssen 90 zu
den Auslassanschlüssen 92 durch
die Nuten 121–129,
die Zumessöffnungen 130 und
die Nuten 81–89.
Dieses Fließen
resultiert aus einem Druckabfall zwischen der Pumpe 46 und
dem Reservoir 44. Jedoch gibt es keine Druckdifferenz zwischen
den Druckkammern 34 und 36 in dem Kraftzylinder 32, wenn
kein Lenkmanöver
durchgeführt
wird. Demgemäß gibt es
keine Druckdifferenz zwischen dem Satz von Nuten 81, 84 und 87,
die mit der rechten Kammer 36 in Verbindung stehen, und
dem anderen Satz von Nuten 83, 86 und 89,
die mit der linken Kammer 34 in Verbindung stehen.
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Wenn
das Fahrzeuglenkrad und die Antriebswelle 16 (1) nach links gedreht werden, dann
dreht sich der Kern 60 relativ zu der Hülse 62 in einer Richtung
gegen den Uhrzeigersinn, wie in 2 und 3 gesehen. Neun der achtzehn
Zumessöffnungen 130 sind
dann vergrößert und
die anderen neun Zumessöffnungen 130 sind
dann eingeschränkt bzw.
eingeengt. Dies bewirkt, dass sich der Hydraulikströmungsmitteldruck
in dem Satz von Nuten 83, 86 und 89,
die mit der linken Kammer 34 in dem Kraftzylinder 32 in
Verbindung stehen, erhöht
und verursacht gleichzeitig, dass sich der Hydraulikströmungsmitteldruck
um einen geringeren Betrag in dem Satz von Nuten 81, 84 und 87 erhöht, die
in Verbindung mit der rechten Kammer 36 stehen. Auf diese
Weise wird ein kleiner Teil der Hydraulikströmungsmittelströmung, die
sich von den Einlassanschlüssen 90 zu den
Auslassanschlüssen 92 erstrecken,
zu der linken Kammer 34 umgeleitet, und zwar durch die
Nuten 83, 86 und 89. Eine gleiche Strömung von
Hydraulikströmungsmittel
wird gleichzeitig von der rechten Kammer 36 zu den entsprechenden
Nuten 81, 84 und 87 abgelassen. Der Kolben 26 und
die Zahnstange 14 bewegen sich dann nach rechts, wie in 1 gesehen. Dies bewirkt,
dass die Lenkverbindungen die lenkbaren Fahrzeugräder nach
links bewegen.
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Wie
in der vergrößerten Ansicht
von 4 gezeigt, wird
eine der Zumessöffnungen 130,
die sich vergrößert, differenziert
von drei der Zumessöffnungen 130,
die sich bei Drehung des Kerns 60 von der neutralen Position
der 2 zu der verschobenen Position
der 3 verengen. Genau
gesagt, ist eine der sich vergrößernden
Zumessöffnungen 130 mit dem
Bezugszeichen 130a in 4 bezeichnet.
Ein benachbartes Paar sich verengender Zumessöffnungen 130 sind
mit den Bezugszeichen 130b und 130c bezeichnet.
Diese sich verengenden Zumessöffnungen 130b und 130c definieren
umfangsmäßig gegenüberliegende Enden eines Hochdruckbereichs 140, der
in dem Ventil 18 zwischen der Pumpe 46 und der linken
Strömungsmittelkammer 34 gelegen
ist. Eine andere sich verengende Zumessöffnung 130 ist mit dem
Bezugszeichen 130d bezeichnet. Die sich verengenden Zumessöffnungen 130d und 130c definieren
umfangsmäßig gegenüberliegende
Enden eines Niedrigdruckbereichs 142, der in dem Ventil 18 zwischen
der rechten Strömungsmittelkammer 36 und dem
Reservoir 44 gelegen ist.
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Wie
oben beschrieben, fließt
Hydraulikströmungsmittel
kontinuierlich zwischen dem Kern 60 und der Hülse 62 von
den Einlassanschlüssen 90 zu den
Aus lassanschlüssen 92.
Demgemäß ist die
sich verengende Zumessöffnung 130d von 4 stromabwärts von
der sich verengenden Zumessöffnung 130c gelegen.
Die sich verengende Zumessöffnung 130d liefert
somit Gegendruck an der sich verengenden Zumessöffnung 130c, wenn
sich der Kern 60 von der neutralen Position der 2 zu der verschobenen Position
der 3 dreht. Jedoch
wird kein Gegendruck an die sich verengenden Zumessöffnung 130b an
dem umfangsmäßig entgegengesetzten Ende
des Hochdruckbereichs 140 angelegt. Dies geschieht, da
sich die nächste,
stromabwärts
benachbarte Zumessöffnung 130e eher
vergrößert als
verengt. Eine stabilisierend Gegendruckkraft wird an den Kolben 26 in
der Niedrigdruckströmungsmittelkammer 36 angelegt,
und zwar durch Anlegen von Gegendruck an die Strömung bei der sich verengenden
Zumessöffnung 130c,
während
kein Gegendruck an die Strömung
bei der sich verengenden Zumessöffnung 130b in
dieser Weise angelegt wird. Dies resultiert aus den abgefasten Formen
der Eckteile der Stege 109, 101 und 102 neben
den Zumessöffnungen 130b, 130c bzw. 130d.
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5 zeigt die abgefasten Eckenteile
der Stege 109, 101 und 102 an den Zumessöffnungen 130b, 130c bzw. 130d in
einer überlagerten
Beziehung von radialen Profilen zum Zwecke des Vergleichs miteinander.
Der Steg 109 besitzt eine zylindrische Oberfläche 150 mit
einem kreisförmigen,
radialen Profil, und zwar zentriert auf der Drehachse 23. Der
Steg 109 besitzt ferner eine Kantenoberfläche 152,
die radial nach innen geneigt ist von der zylindrischen Oberfläche 150 zu
der benachbarten Ecke 154 des Stegs 109. Die Kantenoberfläche 152 weist eine
Vielzahl kleinerer Oberflächen
auf, die charakteristische radiale Profile besitzen. Diese umfassen eine
erste planare Facette 156, eine zweite planare Facette 158 und
eine bogenförmige
Zwischenoberfläche 160.
Die erste Facette 156 erstreckt sich von der zylindrischen
Oberfläche 150 zu
der Zwischenoberfläche 160.
Die zweite Facette 158 ist radial nach innen geneigt relativ
zu der ersten Facette 156 und erstreckt sich entgegengesetzt
von der Ecke 154 zu der Zwischenoberfläche 160. Die Zwischenoberfläche 160 ist
zu jeder der Facetten 156 und 158 tangierend.
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Der
Steg 101 besitzt eine zylindrische Oberfläche 170,
konzentrisch mit der zylindrischen Oberfläche 150 von Steg 109.
Der Steg 101 besitzt ebenfalls eine Kantenoberfläche 172,
die sich radial nach innen von der zylindrischen Oberfläche 170 zu
der benachbarten Ecke 174 von Steg 101 verjüngt. Die Kantenoberfläche 172 weist
eine erste planare Facette 176, eine zweite planare Facette 178 und
eine bogenförmige
Zwischenoberfläche 180 auf,
von denen jede ebenfalls ein charakteristisches radiales Profil
besitzt.
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Im
Vergleich mit der ersten Facette 156 an der Kantenoberfläche 152 schneidet
die erste Facette 176 an der Kantenoberfläche 172 die
entsprechende zylindrische Oberfläche 170 an einer Stelle,
die umfangsmäßig weiter
entfernt von der entsprechenden Ecke 174 beabstandet ist.
Die Facette 176 ist ebenfalls geneigt und radial mehr nach
innen beabstandet als die Facette 156. Die zweite Facette 178 an
der Kantenoberfläche 172 besitzt
einen geringeren Winkel radialer Neigung nach innen im Vergleich zu
der zweiten Facette 158 an der Kantenoberfläche 152.
Jedoch ist die zweite Facette 178 größer und radial weiter nach
innen beabstandet als die zweite Facette 158. Die Zwischenoberfläche 180 ist
kleiner als die Zwischenoberfläche 160,
aber wird auch tangential durch die entsprechenden Facetten 176 und 178 geschnitten.
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Der
Steg 102 besitzt keine zylindrische Oberfläche wie
die zylindrischen Oberflächen 150 und 170 an
den Stegen 109 und 101. Stattdessen besitzt der Steg 102 eine
größere, planare
Facette 190, die sich vollständig zwischen seinen entgegengesetzten
abgefasten Eckteilen erstreckt. Die Facette 190 ist senkrecht
zu einer Mittelllinie 192 des Stegs 102, die sich
diametral durch die Achse 23 erstreckt. Die Kantenoberfläche 192 an
dem abgefasten Eckteil von Steg 102, die in 5 gezeigt ist, besitzt eine
einzelne, planare Facette 194, die sich von der entsprechenden
Ecke 196 zu der Facette 190 erstreckt. Die Kantenoberfläche 192 besitzt
ferner einen bogenförmigen
Endteil 198, der tangential von den Facetten 190 und 194 geschnitten
wird. Die Ecke 196 von Steg 102 ist radial zwischen
den Ecken 154 und 174 von den Stegen 109 und 101 gelegen.
Die Facette 194 erstreckt sich radial nach innen über die
Facette 178 hinweg, wie in 5 gesehen,
und die Facette 190 ist geneigt und ra dial nach innen von
jeder der Facetten 156, 158, 176, 178 und 194 beabstandet.
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Wenn
sich der Kern relativ zu der Hülse 62 nach
links dreht, wie in 5 gesehen,
werden die Zumessöffnungen 130b, 130c und 130d,
in der oben beschriebenen Weise mit Bezug auf die 3 und 4, verengt.
Genau gesagt, verengen sich die Zumessöffnungen 130b, 130c und 130d anfangs,
wenn sich die Ecken 154, 174 und 196 von
den Stegen 109, 101 und 102 zu den entgegengesetzten
Ecken auf der Hülse 62 in
Richtungen bewegen, die sich von rechts nach links in 5 erstrecken. Ebenfalls
in 5 gezeigt ist eine
Kreislinie 199, die konzentrisch mit den zylindrischen
Oberflächen 150 und 170 ist.
Da die Ecken 154, 174 und 196 alle radial
nach innen von der Kreislinie 199 beabstandet sind, wird
keine der Zumessöffnungen 130b, 130c und 130d vollständig verengt,
wenn sich die entsprechenden Ecken 154, 174 oder 196 neben
die entgegengesetzten Ecken auf der Hülse 62 bewegen. Stattdessen
verengen sich jede dieser Zumessöffnungen 130b, 130c und 130d weiterhin,
wenn sich die entsprechenden Kantenoberflächen 152, 172 oder 192 an
den entgegengesetzten Ecken auf der Hülse 62 vorbeibewegen.
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Wenn
sich die Zumessöffnung 130d in
der vorangegangenen Weise verengt, legt sie Gegendruck an den Fluss
von Hydraulikströmungsmittel, der
dann durch die Zumessöffnung 130c gelangt,
an, wie oben mit Bezug auf 4 beschrieben
ist. Der Strom von Hydraulikströmungsmittel,
der dann durch die Zumessöffnung 130b hindurch
geht, geschieht weiterhin ohne solch ein Anlegen von Gegendruck, ebenso
wie oben mit Bezug auf 4 beschrieben.
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Die
Zumessöffnung 130b wird
nachfolgend vollständig
verengt, wenn die zylindrische Oberfläche 150 die entgegengesetzte
Ecke an der Hülse 62 erreicht
und sich neben sie bewegt. Die Zumessöffnung 130c wird vollständig und
in gleicher Weise eingeschränkt,
wenn die konzentrische, zylindrische Oberfläche 170 die entsprechende
Ecke auf der Hülse 62 erreicht
und sich neben sie bewegt. Jedoch wird die Zumessöffnung 130d vollständig eingeschränkt zu einem
wesentlich früheren
Zeitpunkt, wenn die Facette 190 die entsprechende Ecke
auf der Hülse
erreicht und sich neben sie bewegt, und sie besitzt eine vollständig eingeschränkte Größe, die viel
größer ist
als die vollständig
eingeschränkten Größen der
Zumessöffnungen 130b und 130c.
Dies stellt sicher, dass der Gegendruck, der durch das Einschränken bzw.
Verengen der Zumessöffnung 130d vorgesehen
wird, nicht ein vorbestimmtes Niveau überschreitet.
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Wie
ferner in 5 gezeigt,
ist die abgefaste Eckkontur von Steg 109 neben der Zumessöffnung 130b mit
dem Buchstaben B bezeichnet. Die abgefaste Eckkontur von Steg 101 neben
der Zumessöffnung 130c ist
mit den Buchstaben C bezeichnet. Die abgefaste Kontur von Steg 102 neben
der Zumessöffnung 130d wird
in ähnlicher
Weise mit dem Buchstaben D bezeichnet. 6 zeigt die bevorzugten Stellen, wo die
B, C und D Konturen um den Umfang von Kern 60 wiederholt
werden. Obwohl sich die B und C Konturen vorzugsweise voneinander
unterscheiden, wie in 5 gezeigt,
könnten
sie alternativ gleich sein.
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In
der Anordnung von 6 wird
bei jedem Paar sich verengender Zumessöffnungen an entgegengesetzten
Enden des Hochdruckbereichs zwischen dem Kern 60 und der
Hülse 62 Gegendruck
an eine der Zumessöffnungen
in dem Paar angelegt, aber nicht an der anderen, gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der Gegendruck wird durch die nächste, sich
verengende Zumessöffnung
angelegt, die stromab von der Zumessöffnung gelegen ist, die Gegendruck
empfängt.
Mit anderen Worten, immer wenn ein Paar von Ecken mit B und C Konturen
entgegengesetzte Enden von Hochdruckbereichen, wie den Hochdruckbereich 140 von 4, definieren, dann wird
die sich verengende Zumessöffnung,
an der Ecke, die die C Kontur besitzt, dem Gegendruck von der Zumessöffnung an
der nächsten
stromab benachbarten Ecke, die eine D Kontur besitzt, ausgesetzt.
Der entgegengesetzte Effekt wird vorgesehen, wenn der Kern 60 in
die entgegengesetzte Richtung gedreht wird.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird teilweise in 7 gezeigt. In dem zweiten Ausführungsbeispiel
besitzt der Steg 109 von
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5 eine alternative, als
B1 bezeichnete, Kontur. Anders als die B Kontur der 5 ist die B1 Kontur der 7 nicht abgefast. Die B1 Kontur ist stattdessen
durch eine zylindrische Oberfläche 200 von
Steg 109 definiert, die sich vollständig zu der Ecke 202 von
Steg 109 erstreckt. Anders als die Zumessöffnung 130b von 5 wird eine Zumessöffnung neben
der B1 Kontur von 7 vollständig eingeschränkt bzw.
verengt, wenn sich die Ecke 202 und die zylindrische Oberfläche 200 zusammen
neben die entgegengesetzten Ecke auf der Hülse 62 und daran vorbei
bewegen. Demgemäß wird solch
eine Zumessöffnung
zu einem relativ früheren
Zeitpunkt vollständig
verengt werden. Dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung ermöglicht es
dem Ventil 18, eine lineare Beziehung zwischen dem Drehmoment in
der Antriebswelle 16 (1)
und der Druckdifferenz vorzusehen, das über den Kolben 26 hinweg wirkt,
wenn eine solche lineare Beziehung erwünscht ist, wie in 8 gezeigt.
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Ein
drittes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird teilweise in 9 gezeigt. In dem dritten Ausführungsbeispiel
besitzt der Steg 102 von 4 eine
alternative Konfiguration. Genau gesagt, besitzt der Steg 102 in
dem dritten Ausführungsbeispiel
eine Mittellinie 211, die die Achse 23 schneidet,
und ist um die Mittellinie 211 symmetrisch, besitzt aber
ein Paar entgegengesetzter, abgefaster Eckenteile mit alternativen
Konturen D1.
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Der
Steg 102 von 9 besitzt
ein Paar großer,
planarer Facetten 212, die sich von entgegengesetzten Eckteilen
zu der Mittellinie 211 erstrecken. Ebenfalls in 9 gezeigt ist eine kreisförmige Linie 199 in 5. Wie die planare Facette 190 auf
dem Steg 102 von 5 ist
jede der planaren Facetten 212 auf dem alternativen Steg 102 von 9 vollständig radial nach innen von
der kreisförmigen
Linie 199 beabstandet. Dies stellt sicher, dass jede der
planaren Facetten 212 eine vollständig verengte Größe für seine
entsprechende Zumessöffnung
definiert, die im Wesentlichen größer ist als die vollständig verengte
Größe eines
assoziierten Paars von parallelen, sich verengenden Zumessöffnungen,
und zwar in der gleichen Weise wie oben beschrieben mit Bezug auf die
in 5 gezeigten Zumessöffnungen.
Jedoch sind die planaren Facetten 212 von 9, anders als die planare Facette 190 der 5, relativ zu der entsprechenden
Mittellinie 211 geneigt. Der alternative Steg 102 besitzt
somit einen kronenförmigen
radialen Querschnitt. Eine geringere Menge von Metallmaterial muß von dem
ursprünglich äußeren Durchmesser des
Kerns 60 weggeschnitten werden beim Bilden des kronenförmigen Stegs 102 von 9, im Vergleich zu der Menge
von Metallmaterial, das weggeschnitten werden muss, um den vollständiger abgeflachten
Steg 102 der 4 und 5 zu bilden.
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Ein
viertes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird teilweise in 10 gezeigt. In dem vierten Ausführungsbeispiel
besitzt der Steg 102 einen alternativen kronenförmigen Querschnitt, der
sich etwas von dem kronenförmigen
Querschnitt, der in 9 gezeigt
wird, unterscheidet.
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Der
Steg von 10 ist ebenfalls
symmetrisch um die Mittellinie 211 und besitzt ein Paar
von abgefasten entgegengesetzten Eckenteilen mit alternativen Konturen
D2. Jede von den D2 Konturen wird durch eine einzelne, planare Facette 220 definiert. Eine
zylindrische Außenoberfläche 222 von
Steg 102 erstreckt sich vollständig zwischen den planaren
Facetten 220 entlang der Kreislinie 199. Gemäß der vorliegenden
Erfindung bleibt jede dieser planaren Facetten 220 radial
nach innen beabstandet von der Kreislinie 199 durch den
gesamten Drehbereich von Kern 60 um die Achse 23.
Dies stellt sicher, dass die Zumessöffnungen, die durch die planaren
Facetten 220 definiert werden, vollständig verengte Größen besitzen,
die größer sind
als die vollständig
verengten Größen, die
durch zylindrische Oberflächen
definiert werden, die sich entlang der Kreislinie 199 erstrecken.
Jedoch sind die planaren Facetten 220 von 10, anders als die planaren Facetten 212 von 9, nicht vollständig radial
nach innen beabstandet von der kreisförmigen Linie 199.
Stattdessen schneidet jede planare Facette 220 die kreisförmige Linie 199 an
einer Stelle, die von der Mittellinie 211 beabstandet ist.
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Aus
der obigen Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserungen,
Veränderungen und
Modifikationen entnehmen. Zum Beispiel ist die vorliegende Erfindung
ebenso anwendbar auf einen relativ drehbaren Ventilteil, der mehr
oder weniger als neun Stege und Nuten besitzt. Solche Verbesserungen,
Veränderungen
und Modifikationen in dem Fachgebiet sollen durch die abhängigen Ansprüche abgedeckt
werden.
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Gemäß seinem
breitesten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung,
die Folgendes aufweist: erste und zweite relativ drehbare Ventilglieder,
die eine gemeinsame Achse besitzen, wobei die Ventilglieder konfiguriert
sind, um Hydraulikströmungsmittel
zu leiten, um zwischen den Ventilgliedern von Einlassanschlüssen zu
Auslassanschlüssen
zu fließen;
wobei die Ventilglieder radial entgegengesetzte Stege und Nuten
besitzen, die Zumessöffnungen
definieren, die sich vergrößern und Zumessöffnungen,
die sich bei relativer Drehung der Ventilglieder von neutralen Positionen
verengen; und wobei ein Paar sich verengender Zumessöffnungen parallel
zwischen den Einlassanschlüssen
und den Auslassanschlüssen
gelegen ist.