DE69713723T2

DE69713723T2 - Steuerventil für eine Servolenkung mit Gegendruck

Info

Publication number: DE69713723T2
Application number: DE69713723T
Authority: DE
Inventors: Daniel J. Strong
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1997-12-09
Publication date: 2003-03-13
Anticipated expiration: 2017-12-10
Also published as: EP0846609A2; ES2179258T3; JPH10203388A; EP0846609A3; DE69713723D1; EP0846609B1; AU696873B2; US5794507A; JP3004956B2; AU4691397A

Description

Hintergrund der Erfindung

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hydraulikströmungsmittel- Steuerventil für ein Servolenkgetriebe.

Beschreibung des Standes der Technik

Ein bekanntes Hydraulikströmungsmittel-Steuerventil für ein Servolenkgetriebe umfasst einen in einer Ventilhülse drehbaren Ventilkern. Der Kern und die Hülse steuern den Druck des Hydraulikströmungsmittels, das durch das Ventil zwischen einer Pumpe, einem Behälter und einem Paar entgegengesetzter Strömungsmittelkammern in einem Hydraulikmotor fließt. Wenn sich der Kern und die Hülse in neutralen Positionen befinden, sind die Hydraulikströmungsmitteldrucke in den entgegengesetzten Strömungsmittelkammern gleich. Wenn der Kern und die Hülse von den neutralen Positionen gedreht werden, arbeiten eine Vielzahl von Stegen und Nuten an dem Kern und der Hülse zusammen, um den Hydraulikströmungsmitteldruck in einer der entgegengesetzten Strömungsmittelkammern zu erhöhen und dadurch hydraulische Servolenkhilfe in dem Lenkgetriebe vorzusehen.
Weiterhin soll auf US-A-5 417 244 aufmerksam gemacht werden, die verwendet wurde, um den Oberbegriff von Anspruch 1 zu entwerfen.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Servolenksteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung weist die in Anspruch 1 definierten Merkmale auf.
Ein Hydraulikströmungsmittel-Steuerventil, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, stabilisiert den Kolben und stabilisiert somit den Kern und die Hülse in dem Ventil, indem es Gegendruck an sich verengenden Zumessöffnun gen vorsieht, die mit der Strömungsmittelkammer an der Niedrigdruckseite des Kolbens kommunizieren. Dies hilft das Lenk-"Gefühl" zu verbessern und auch Geräusch zu reduzieren.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann des Gebietes, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, beim Lesen der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, offensichtlich werden, wobei zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht einer Vorrichtung, die eine erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst;
Fig. 2 eine Ansicht von Teilen der Vorrichtung der Fig. 1, wobei gewisse Teile im Schnitt gezeigt werden und andere Teile schematisch gezeigt werden;
Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, die Teile in unterschiedlichen Positionen zeigt;
Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht von Teilen, die in Fig. 2 gezeigt wurden;
Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht, die eine überlagerte Beziehung von in Fig. 4 gezeigten Teilen zeigt;
Fig. 6 eine Ansicht eines Teils, der in den Fig. 2 und 3 vollständig gezeigt wird;
Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 5, die Teile einer Vorrichtung zeigt, die eine zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist; und
Fig. 8 einen Graph, der die Ausführungskennzeichen der Vorrichtung der Fig. 7 zeigt.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Ein Hydraulikservolenkgetriebe 10, das ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst, ist in Fig. 1 gezeigt. Das Lenkgetriebe 10 ist ein hydraulisch unterstütztes Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebe, das ein Gehäuse 12 umfasst, eine langgestreckte Lenkzahnstange 14 und eine Eingabe bzw. Antriebswelle 16. Wie schematisch in Fig. 1 gezeigt, umfasst das Lenkgetriebe 10 ferner ein Hydraulikströmungsmittel-Steuerventil 18, das in dem Gehäuse 12 enthalten ist.
Die Zahnstange 14 erstreckt sich längs durch einen unteren Teil 20 des Gehäuses 12 entlang einer horizontalen Achse 21 und wird für Bewegung relativ zu dem Gehäuse 12 entlang der Achse 21 getragen. Wenn das Lenkgetriebe 10 in einem Fahrzeug installiert wird, werden die entgegengesetzten Enden (nicht gezeigt) der Zahnstange 14 mit Lenkverbindungen verbunden, die wiederum das Lenkgetriebe 10 mit einem Paar lenkbarer Fahrzeugräder verbinden.
Die Antriebswelle 16 ragt nach außen von einem oberen Teil 22 des Gehäuses 12 entlang einer weiteren Achse 23 und ist um die Achse 23, ansprechend auf Drehung des Fahrzeuglenkrads, drehbar. Das Lenkgetriebe 10 arbeitet, um die Zahnstange 14 entlang der Achse 21, ansprechend auf Drehung der Antriebswelle um die Achse 23, zu bewegen. Das Lenkgetriebe betätigt somit die Lenkverbindungen, um die Fahrzeugräder, ansprechend auf die Drehung des Lenkrads, zu lenken.
Andere Teile des Lenkgetriebes 10 umfassen ein Ritzelgetriebe 24 und einen Kolben 26. Das Ritzelgetriebe 24 ist mit der Antriebswelle 16 durch einen Torsionsstab 28 verbunden und wird für Drehung um die Achse 23 in Zahneingriff mit einer Reihe von Zahnstangezähnen 30 auf der Zahnstange 14 getragen. Ein rohrförmiger Abschnitt 32 des unteren Gehäuseteils 20 fungiert als ein Leistungszylinder. Der Kolben 26 ist an der Zahnstange 14 befestigt innerhalb des Leistungszylinders 32. Ein Paar Hydraulikströmungsmittelkammern 34 und 36 mit variablem Volumen sind in dem Leistungszylinder 32 an entgegengesetzten Seiten des Kolben 26 angeordnet.
Das Ventil 18 steht in Verbindung mit der ersten Kammer 34 in dem Leistungszylinder 32 durch eine erste Zwei-Wege-Leitung 40. Das Ventil 18 steht in Verbindung mit der zweiten Kammer 36 in dem Leistungszylinder 32 durch eine zweite Zwei-Wege-Leitung 42. Wie weiter schematisch in Fig. 1 gezeigt, empfängt das Ventil 18 Hydraulikströmungsmittel von einem Behälter 44 und einer Pumpe 46 durch eine Einlassleitung 48. Die Pumpe 46 könnte eine strömungsvariierende Pumpe sein und könnte durch einen elektrischen Motor oder durch den Fahr zeugmotor angetrieben werden. Eine Auslassleiltung 50 lässt Hydraulikströmungsmittel von dem Ventil 18 zu dem Behälter 44 ab.
Das Ventil 18 arbeitet ansprechend auf Drehung der Antriebswelle 16 mit dem Fahrzeuglenkrad. Wenn sich die Antriebswelle 16 mit dem Lenkrad in eine erste Richtung um die Achse 23 dreht, dreht sie sich geringfügig relativ zu dem Ritzelgetriebe 24. Der Torsionsstab 28 biegt sich, um solche Drehung der Antriebswelle 16 relativ zu dem Ritzelgetriebe 24 zuzulassen. Das Ventil 18 reagiert auf die resultierende Drehverschiebung durch Öffnen von Hydraulikströmungsmittel- Strömungspfaden, die sich durch das Ventil 18 von der Einlassleitung 48 zu der ersten Zwei-Wege-Leitung 40 erstrecken. Das Ventil 18 schließt gleichzeitig Hydraulikströmungsmittel-Strömungspfade, die sich durch das Ventil 18 von der zweiten Zwei-Wege-Strömungsleitung 42 zu der Auslassleitung 50 erstrecken. Eine resultierende Strömung von Hydraulikströmungsmittel von der Pumpe 46 und eine resultierende Hydraulikströmungsmitteldruckdifferenz, die über dem Kolben 26 wirkt, bewirken, dass sich der Kolben 26 und die Zahnstange 14 nach rechts, wie in Fig. 1 gesehen, entlang der Achse 21 bewegen. Dies bewirkt, dass die Lenkverbindung die Fahrzeugräder in eine erste Richtung lenkt.
Wenn sich die Zahnstange entlang der Achse 21 mit dem Kolben 26 bewegt, dreht sich das Ritzelgetriebe 24 in Zahneingriff mit den Zahnstangenzähnen 30. Das Ritzelgetriebe 24 dreht sich somit um die Achse 23 relativ zu der Antriebswelle 15 in einer Nachlaufweise, so dass die Drehverschiebung zwischen dem Ritzelgetriebe 24 und der Antriebswelle 16 aufgehoben wird. Das Ventil 18 antwortet durch Schließen der zuvor geöffneten Hydraulikströmungsmittel-Strömungspfade. Dies gleicht die Hydraulikströmungsmitteldrücke, die auf den Kolben 26 in den zwei Kammern 34 und 36 in dem Leistungszylinder 32 wirken, aus und bewirkt, dass der Kolben 26 und die Zahnstange 14 aufhören, sich entlang der Achse 21 zu bewegen.
Wenn die Fahrzeugräder in eine entgegengesetzte Richtung gelenkt werden sollen, wird die Antriebswelle 16 mit dem Lenkrad in eine entgegengesetzte Richtung um die Achse 23 gedreht und wird wieder geringfügig relativ zu dem Ritzelgetriebe 24 gedreht bei Biegen des Torsionsstabes 28. Das Ventil 18 antwortet 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 Fig. 1 gesehen. Eine resultierende Nachlaufdrehung des Ritzelgetriebes 24 relativ zu der Antriebswelle 16 bewirkt, dass das Ventil 18 wieder die Hydraulikströmungsmitteldrücke in den zwei Kammern 34 und 36 in dem Leistungszylinder 32 ausgleicht. Das Lenkgetriebe 10 lenkt auf diese Weise die Fahrzeugräder in Richtungen und Größen, die den Richtungen und Größen der Drehung des Lenkrads und der Antriebswelle 16 entsprechen.
Wie in Fig. 2 gezeigt umfasst das Ventil 18 einen Ventilkern 60 und eine Ventilhülse 62. Sowohl der Kern 60 als auch die Hülse 62 haben im Allgemeinen zylindrische Formen, die auf der Achse 23 zentriert sind. Der Kern 60 wird durch einen Abschnitt der Antriebswelle 16 (Fig. 1) definiert. Die Hülse 62 ist mit einem oberen Endteil des Ritzelgetriebes 24 (Fig. 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 Hydraulikströmungsmittel- Strömungspfade, die sich durch das Ventil 18 erstrecken, so dass gewisse Strömungspfade relativ uneinschränkt werden und gewisse Strömungspfade relativ eingeschränkt werden. Unter Druck stehendes Strömen von Hydraulikströmungsmittel wird somit durch das Ventil 18 zwischen der Pumpe 46 und den Strömungsmittelkammern 34 und 36 in dem Leistungszylinder 32 geleitet, wie oben mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben.
Die Hülse 62 hat einen radialen inneren Umfang 64, der sich umfangsmäßig um den Kern 60 erstreckt. Der innere Umfang 64 der Hülse 62 hat eine wellenförmige Kontur, die durch eine Vielzahl von umfangsmäßig beabstandeten Stegen und Nuten definiert wird. Genau gesagt hat die Hülse 62 neun Stege 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78 und 79, die um die Achse 23 umfangsmäßig voneinander beabstandet sind. Die Hülse 62 hat ferner neun Nuten 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88 und 89, von denen jede umfangsmäßig zwischen einem Paar von benachbarten Stegen angeordnet ist.
Drei Einlassanschlüsse 90 erstrecken sich radial nach innen durch die Hülse 62 an den Stellen des ersten Steges 71, des vierten Steges 74 und des siebenten Steges 77. Wie schematisch in Fig. 2 gezeigt, erhalten die Einlassanschlüsse 90 Hydraulikströmungsmittel von der Pumpe 46.
Wie weiter schematisch in Fig. 2 gezeigt, kommunizieren einige der Nuten in der Hülse 62 mit den Strömungsmittelkammern 34 und 36 in dem Leistungszylinder 32 (Fig. 1), und einige der Nuten stehen in Verbindung mit dem Behälter 44. Genau gesagt stehen die ersten, vierten und siebenten Nuten 81, 84 und 87 in Verbindung mit der Kammer 36 auf der rechten Seiten des Kolben 26. Die dritten, sechsten und neunten Nuten 83, 86 und 89 stehen in Verbindung mit der anderen Kammer 34 auf der linken Seite des Kolben 26. Die zweiten, fünften und achten Nuten 82, 85 und 88 stehen in Verbindung mit dem Behälter 44 durch die Auslassanschlüsse 92 (schematisch gezeigt) an den Enden der Nuten 82, 85 und 88.
Der Kern 60 hat auch eine wellenförmige Kontur, die durch umfangsmäßig beabstandete Stege und Nuten definiert wird. Diese umfassen neun Stege 101-109 und neun Nuten 121-129. Die Stege 101-109 auf dem Kern 60 sind radial entgegengesetzt zu den Nuten 81-89 in der Hülse 62 angeordnet. Die Nuten 121-129 in dem Kern 60 sind radial entgegengesetzt zu den Stegen 71-79 auf der Hülse 62 angeordnet. Demgemäß definieren die benachbarten Ecken der Stegen 71-79 und 101-109 achtzehn Zumessöffnungen 130 zwischen den Nuten 81-89 und 121-129.
Wenn kein Lenkmanöver ausgeführt wird, sind der Kern 60 und die Hülse 62 in neutralen Positionen angeordnet, wie in Fig. 2 gezeigt. Hydraulikströmungsmittel strömt dann von den Einlassanschlüssen 90 zu den Auslassanschlüssen 92 durch die Nuten 121-129, die Zumessöffnungen 130 und die Nuten 81-89. Dies Strömen resultiert aus einem Druckfall zwischen der Pumpe 46 und dem Behälter 44. Jedoch gibt es keine Druckdifferenz zwischen den Strömungsmittelkammern 34 und 36 in dem Leistungszylinder 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.
Wenn das Fahrzeuglenkrad und die Antriebswelle 16 (Fig. 1) nach links gedreht werden, dreht sich der Kern 60 relativ zu der Hülse 62 in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn, wie in den Fig. 2 und 3 gesehen. Neun der achtzehn Zumessöffnungen 130 werden dann vergrößert und die anderen neun Zumessöffnungen 130 werden dann eingeengt oder eingeschränkt. Dies bewirkt, dass sich der Hydraulikströmungsmitteldruck in dem Satz von Nuten 83, 86 und 89, die mit der linken Kammer 34 in dem Leistungszylinder 32 verbunden sind, erhöht und bewirkt gleichzeitig, dass der Hydraulikströmungsmitteldruck um einen geringeren Betrag in dem Satz von Nuten 81, 84 und 87 zunimmt, die mit der rechten Kammer 36 verbunden sind. Ein kleiner Teil der Strömung des Hydraulikströmungsmittels, der sich von den Einlassanschlüssen 90 zu den Auslassanschlüssen 92 erstreckt, wird somit zu der linken Kammer 34 durch die Nuten 83, 86 und 89 umgeleitet. Ein gleicher Strom 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 Fig. 1 gesehen. Dies bewirkt, dass sich die Lenkverbindungen der lenkbaren Fahrzeugräder nach links drehen.
Wie in der vergrößerten Ansicht der Fig. 4 gezeigt, wird eine der Zumessöffnungen 130, die sich vergrößert, von drei der Zumessöffnungen 130, die sich bei Drehung des Kerns 60 aus der neutralen Position der Fig. 2 zu der verschobenen Position der Fig. 3 verengen, unterschieden. Genau gesagt ist eine der sich vergrößernden Zumessöffnungen 130 mit der Bezugsziffer 130a in der Fig. 4 bezeichnet. Ein benachbartes Paar sich verengender Zumessöffnungen 130 ist mit Bezugsziffern 130b und 130c bezeichnet. Diese sich verengenden Zumessöffnungen 130b und 130c definieren umfangsmäßig entgegengesetzte Enden eines Hochdruckgebietes 140, das innerhalb des Ventils 18 zwischen der Pumpe 46 und der linken Strömungsmittelkammer 34 angeordnet ist. Eine andere, sich verengende Zumessöffnung 130 ist mit der Bezugsziffer 130d bezeichnet. Die sich verengenden Zumessöffnungen 130d und 130c definieren umfangsmäßig entgegenge setzte Enden eines Niedrigdruckgebietes 142, das innerhalb des Ventils 18 zwischen der rechten Strömungsmittelkammer 36 und dem Behälter bzw. Reservoir 44 angeordnet ist.
Wie oben beschrieben, fließt Hydraulikströmungsmittel kontinuierlich zwischen dem Kern 60 und der Hülse 62 von den Einlassanschlüssen 90 zu den Auslassanschlüssen 92. Demgemäß ist die sich verengende Zumessöffnung 130d der Fig. 4 stromabwärts von der sich verengenden Zumessöffnung 130c angeordnet. Die sich verengende Zumessöffnung 130d sieht somit Gegendruck an der sich verengenden Zumessöffnung 130c vor, wenn der Kern 60 aus der neutralen Position der Fig. 2 zu der verschobenen Position der Fig. 3 gedreht wird. Jedoch wird keinen Gegendruck an die sich verengende Zumessöffnung 130b an dem umfangsmäßig entgegengesetzten Ende des Hochdruckgebietes 140 angelegt. Dies geschieht, da sich die nächste benachbarte Zumessöffnung 130e stromabwärts eher vergrößert als verengt. Eine stabilisierende Gegendruckkraft wird an den Kolben 26 in der Niedrigdruckströmungsmittelkammer 36 angelegt, und zwar durch das Anlegen von Gegendruck an das Strömen an der sich verengenden Zumessöffnung 130c, wobei kein Gegendruck an das Fließen an der sich verengenden Zumessöffnung 130b, auf diese Weise angelegt wird. Dies resultiert aus den abgeschrägten Formen der Eckteile der Stege 109, 101 und 102 neben den Zumessöffnungen 130b bzw. 130c bzw. 130d.
Fig. 5 zeigt die abgeschrägten Eckteile der Stege 109, 101 und 102 an den Zumessöffnungen 130b bzw. 130c bzw. 130d in einer überlagerten Beziehung zum Zweck des Vergleichs miteinander. Der Steg 109 hat eine zylindrische Oberfläche 150 mit einer kreisförmigen, radialen Kontur, die auf der Drehachse 23 zentriert ist. Der Steg 109 hat ferner eine Kantenoberfläche 152, die radial nach innen von der zylindrischen Oberfläche 150 zu der benachbarten Ecke 154 des Stegs 109 geneigt ist. Die Kantenoberfläche 152 hat eine erste ebene Facette 156, eine zweite ebene Facette 158 und einen bogenförmigen Mittelabschnitt 160. Die erste Facette 156 erstreckt sich von der zylindrischen Oberfläche 150 zu dem Mittelabschnitt 160. Die zweite Facette 158 ist radial nach innen relativ zu der ersten Facette 156 geneigt und erstreckt sich entgegengesetzt von der Ecke 154 zu dem Mittelabschnitt 160. Der Mittelabschnitt 160 der Kantenoberfläche 152 ist tangential zu jeder der Facetten 156 und 158.
Der Steg 101 hat eine zylindrische Oberfläche 170, die mit der zylindrischen Oberfläche 150 des Steges 109 konzentrisch ist. Der Steg 101 besitzt ebenfalls eine Kantenoberfläche 172, die sich radial nach innen von der zylindrischen Oberfläche 170 zu der benachbarten Ecke 174 des Steges 101 verjüngt. Die Kantenoberfläche 172 hat eine erste ebene Facette 176, eine zweite ebene Facette 178 und einen bogenförmigen Mittelabschnitt 180, der sich zwischen den Facetten 176 und 178 erstreckt.
Wenn mit der ersten Facette 156 an der Kantenoberfläche 152 verglichen, schneidet die erste Facette 176 an der Kantenoberfläche 172 die entsprechende zylindrische Oberfläche 170 an einer Stelle, die umfangsmäßig weiter von der entsprechenden Ecke 174 entfernt ist. Die Facette 176 ist auch geneigt und mehr als die Facette 156 nach innen beabstandet. Die zweite Facette 178 an der Kantenoberfläche 172 hat einen geringeren Neigungswinkel von radial nach innen verglichen mit der zweiten Facette 158 an der Kantenoberfläche 152. Jedoch ist die zweite Facette 178 größer und mehr nach innen beabstandet als die zweite Facette 158. Der Mittelabschnitt 180 der Kantenoberfläche 172 ist kleiner als der Mittelabschnitt 160 der Kantenoberfläche 152, ist aber ebenfalls tangential von den entsprechenden Facetten 176 und 178 geschnitten.
Der Steg 102 hat keine zylindrische Oberfläche wie die zylindrischen Oberflächen 150 und 170 an den Stegen 109 und 101. Stattdessen besitzt der Steg 102 eine große ebene Facette 190, die sich vollständig zwischen seinen abgeschrägten Eckteilen ausdehnt. Die Facette 190 verläuft senkrecht zu einer Linie 191, die sich diametral durch die Achse 23 erstreckt. Die Kantenoberfläche 192 besitzt an dem abgeschrägten Eckteil des Stegs 102, der in Fig. 5 gezeigt ist, eine einzelne, ebene Facette 194, die sich von der entsprechenden Ecke 196 zu der Facette 190 erstreckt. Die Kantenoberfläche 192 besitzt ferner einen bogenförmigen Endabschnitt 198, der tangential durch die Facetten 190 und 194 geschnitten wird. Die Ecke 196 des Stegs 102 ist radial zwischen den Ecken 154 und 174 der Stege 109 und 101 angeordnet. Die Facette 194 erstreckt sich radial nach innen über die Facette 178, wie in Fig. 5 gesehen, und die Facette 190 ist geneigt und radial nach innen gegenüber jeder der anderen Facetten 156, 158, 176, 178 und 194 beabstandet.
Wenn der Kern 60 sich relativ zu der Hülse 62 nach links dreht, wie in Fig. 5 gezeigt, werden die Zumessöffnungen 130b, 130c und 130d in der oben mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 beschriebenen Weise verengt. Genau gesagt, verengen sich die Zumessöffnungen 130b, 130c und 130d anfangs, wenn sich die Ecken 154, 174 und 196 der Stege 109, 101 und 102 zu den gegenüberliegenden Ecken an der Hülse 62 in Richtungen bewegen, die sich in Fig. 5 von rechts nach links erstrecken. Ebenso in Fig. 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 entsprechende Ecke 154, 174 und 196 neben die gegenüberliegende Ecke auf der Hülse 62 bewegen. Stattdessen verengt sich jede Zumessöffnung 130b, 130c und 130d weiter, wenn die entsprechenden Kantenoberflächen 152, 172 und 192 sich an der gegenüberliegenden Ecke auf der Hülse 62 vorbei bewegt.
Wenn sich die Zumessöffnung 130d in der vorangegangenen Weise verengt, legt sie Gegendruck an die Strömung von Hydraulikströmungsmittel, das dann durch die Zumessöffnung 130c fließt, an, wie oben mit Bezug auf Fig. 4 beschreiben. Die Strömung von Hydraulikströmungsmittel, das dann durch die Zumessöffnung 130b hindurchkommt, fährt ohne solch eine Anwendung von Gegendruck fort, ebenso wie oben mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben.
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 gleich verengt, wenn die konzentrische zylindrische Oberfläche 170 die entsprechende Ecke an der Hülse 62 erreicht und sich neben sie bewegt. Jedoch wird die Zumessöffnung 130d vollständig verengt zu einer wesentlich früheren Zeit, wenn die Facette 194 die entsprechende Ecke an der Hülse 62 erreicht und sich neben sie bewegt und hat eine vollständig verengte Größe, die viel größer als die vollständig verengten Größen der Zumessöffnungen 130b und 130c sind. Dies stellt sicher, dass der Gegendruck, der durch die Verengung der Zumessöffnung 130d vorgesehen wird, nicht ein vorbestimmtes Niveau überschreitet.
Wie ferner in Fig. 5 gezeigt ist, wird die abgeschrägte Eckkontur des Stegs 109 neben der Zumessöffnung 130b durch den Buchstaben B gekennzeichnet. Die abgeschrägte Eckkontur des Stegs 101 neben der Zumessöffnung 130c ist durch den Buchstaben C gekennzeichnet. Die abgeschrägte Eckkontur des Stegs 102 neben der Zumessöffnung 130d ist durch den Buchstaben D gekennzeichnet. Fig. 6 zeigt die bevorzugten Stellen, wo die B, C und D Konturen um den Umfang des Kerns 60 wiederholt werden. Obwohl die B und C Konturen vorzugsweise voneinander abweichen, wie in Fig. 5 gezeigt, könnten sie alternativ auch die gleichen sein.
In der Anordnung der Fig. 6 wird jedes Paar von sich verengenden Zumessöffnungen an entgegengesetzten Enden eines Hochdruckgebietes zwischen dem Kern 60 und der Hülse 62 einen Gegendruck haben, der an einer der Zumessöffnungen in dem Paar angelegt wird, aber nicht an der anderen, gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Gegendruck wird durch die nächste sich verengende Zumessöffnung, die stromabwärts von der Zumessöffnung, die den Gegendruck empfängt, angeordnet ist, angelegt. Mit anderen Worten, immer wenn ein Paar von Ecken, die die B und C Konturen haben, entgegengesetzte Enden des Hochdruckgebietes definieren, wie das Hochdruckgebiet 140 der Fig. 4, dann wird die sich verengende Zumessöffnung an der Ecke, die die C Kontur hat, dem Gegendruck von der Zumessöffnung an der nächsten benachbarten Ecke stromabwärts, die die D Kontur hat, ausgesetzt. Der entgegengesetzte Effekt wird vorgesehen, wenn der Kern 60 in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist teilweise in Fig. 7 gezeigt. In dem zweiten Ausführungsbeispiel besitzt der Steg 109 der Fig. 5 eine als E bezeichnete, alternative Kontur. Anders als die B Kontur der Fig. 5 ist die E Kontur der Fig. 7 nicht abgeschrägt. Die E Kontur ist somit durch eine zylindrische Oberfläche 200 des Stegs 109 definiert, die sich vollständig zu der Ecke 202 des Stegs 109 erstreckt. Anders als die Zumessöffnung 130b der Fig. 5 wird die Zumessöffnung neben der E Kontur der Fig. 7 vollständig verengt werden, wenn sich die Ecke 202 und die zylindrische Oberfläche 200 zusammen neben und vorbei an der gegenüberliegenden Ecke auf der Hülse 62 (nicht gezeigt) bewegt. Solch eine Zumessöffnung wird somit zu einer relativ früheren Zeit vollständig verengt bzw. eingeschränkt werden. Dies Merkmal der vorliegenden Erfindung ermöglicht dem Ventil 18, eine lineare Beziehung zwischen dem Drehmoment in der Antriebswelle 16 (Fig. 1) und der Druckdifferenz vorzusehen, die über dem Kolben 26 wirkt, wenn eine solche lineare Beziehung gewünscht wird, wie in Fig. 8 gezeigt.
Von der obigen Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen entnehmen. Zum Beispiel ist die vorliegende Erfindung ebenso anwendbar auf ein relativ drehbares Ventilteil, das mehr oder weniger als neun Stege und Nuten hat.

Claims

1. Eine Vorrichtung, die Folgendes aufweist:

erste und zweite, relativ drehbare Ventilglieder (60, 62), die eine gemeinsame Achse (23) haben, wobei die Ventilglieder so konfiguriert sind, dass sie hydraulisches Strömungsmittel so leiten, dass es zwischen den Ventilgliedern von den Einlaßanschlüssen (90) zu dem Auslassanschlüssen (92) fließt;

wobei die Ventilglieder radial entgegengesetzte Stege (71-79; 101-109) und Nuten (81-89; 121-129) haben, die Zumessöffnungen definieren, die sich vergrößern und Zumessöffnungen, die sich verengen als Folge relativer Rotation bzw. Drehung der Ventilglieder von neutralen Positionen aus;

wobei ein Paar der erwähnten sich verengenden Zumessöffnungen (130b, 130c) parallel zwischen den Einlaßanschlüssen (90) und den Auslassanschlüssen (92) gelegen ist, wobei das Paar paralleler, sich verengender Zumessöffnungen (130b, 130c) völlig eingeschränkte bzw. verengte Größen besitzen, die durch ein Paar konzentrischer, zylindrischer Oberflächen (150,170) auf einem entsprechenden Paar von Stegen (101, 109) definiert sind;

wobei die Ventilglieder Mittel (130d) umfassen zum Vorsehen von Gegendruck an ausgewählten Zumessöffnungen (130c) zwischen den Auslassanschlüssen und den Einlassanschlüssen, wobei die ausgewählten Zumessöffnungen nur eine (130c) des Paares paralleler, sich verengender Zumessöffnungen umfasst;

wobei die Mittel zum Liefern von Gegendruck einen dritten Steg (102) aufweisen, der beabstandet ist von dem Paar von Stegen (101, 109), wobei der dritte Steg (102) eine dritte Zumessöffnung (130d) definiert, die in Serie gelegen ist mit der einen (130c) von dem Paar paralleler, sich verengender Zumessöffnungen;

wobei der dritte Steg (102) eine Mittellinie (191) hat, die die Achse (23) schneidet bzw. kreuzt, und wobei ein Oberflächenteil (190,194) des dritten Stegs, der ein Radialprofil (194) hat, und zwar relativ zu der Mittellinie geneigt;

dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Öffnung (130d) eine völlig verengte Größe hat, die durch den Oberflächenteil (190,194) des dritten Stegs definiert wird, der radial nach innen von den konzentrischen, zylindrischen Oberflächen (150, Zumessöffnung (130d) größer als die völlig verengte Größe des Paares von parallel, sich verengender Zumessöffnungen (130b, 130c)ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der dritte Steg (102) symmetrisch um die Mittellinie (191) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Oberflächenteil (190,194) des dritten Stegs (102) ein Teil einer planen bzw. ebenen Oberfläche ist, die vollständig radial nach innen von den konzentrischen, zylindrischen Oberflächen (150, 170) beabstandet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die konzentrischen, zylindrischen Oberflächen (150, 170) radiale Profile haben, die sich entlang einer kreisförmigen Linie (199) erstrecken, die auf der Achse (23) zentriert ist, wobei der Oberflächenteil (190, 194) des dritten Stegs (102) ein Teil einer ebenen Oberfläche ist, die ein Radialprofil hat, das die Mittellinie (191) an einer Stelle schneidet, die radial beabstandet ist von der kreisförmigen Linie (199).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Oberflächenteil des dritten Stegs ein Teil einer ebenen Oberfläche ist, der nicht vollständig radial nach innen von den konzentrischen, zylindrischen Oberflächen (150, 170) beabstandet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die konzentrischen, zylindrischen Oberflächen (150, 170) Radialprofile haben, die sich entlang einer kreisförmigen Linie (199) erstrecken, die auf der Achse (23) zentriert ist, wobei der Oberflächenteil des dritten Steges (102) ein Teil einer ebenen Oberfläche ist, die ein Radialprofil hat, das die kreisförmige Linie an einer von der Mittellinie beabstandeten Stelle schneidet.