DE69114215T2 - Hydraulisches Druckregelventil. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisches Druckregelventil, das an zwei verschiedene Zielorte auszugebendes Drucköl entsprechend der relativen Winkelverschiebung zwischen dem Ventil und dem Gehäuse regelt, und insbesondere ein hydraulisches Druckregelventil, das in einer hydraulischen Servolenkvorrichtung verwendet wird, um das an zwei Ölkammern eines hydraulischen doppeltwirkenden Zylinders zur Lenkunterstützung entsprechend der Lenkbewegung zu regeln.
• Es ist eine Servolenkvorrichtung bekannt, die in einem hydraulischen doppeltwirkenden Zylinder, der in einem Letikmechanismus vorgesehen ist, eine hydraulische Druckkraft erzeugt, die der Richtung und der Größe des auf ein Lenkrad aufgebrachten Drehmoments entspricht, und welche die für den Lenkvorgang erforderliche Kraft unterstützt. Bei einer solchen Servolenkvorrichtung ist ein in der Mitte einer Lenkwelle ausgebildetes hydraulisches Druckregelventil zwischen einer motorgetriebenen Hydraulikpumpe (Druckölzufuhrquelle) und einem auf einem geringen Druck gehaltenen Öltank (Auslaßöffnung) und zwei Kammern eines Hydraulikzylinders (Zielort) angeordnet. Durch das Wirken des hydraulischen Druckregelventils wird das den beiden Ölkammern zuzuführende Drucköl entsprechend dem Lenkvorgang geregelt.
• Als hydraulisches Druckregelventil wird im allgemeinen ein hydraulisches Dreh-Druckregelventil verwendet, dessen Querschnitt in Fig. 1 dargestellt ist. Das Regelventil weist ein zylindrisches Gehäuse 10 mit mehreren sich in axialer Richtung auf der Innenumfangsfläche in bestimmtem gegenseitigem Abstand erstreckenden Ölnuten 11 und einen zylindrischen Ventilkörper 12 auf, der axial und drehbar in dem Gehäuse 10 angeordnet ist und auf der Außenumfangsfläche in bestimmtem gegenseitigem Abstand angeordnete Ölnuten 13 aufweist, deren Anzahl gleich derjenigen der sich axial erstreckenden Ölnuten 11 ist, wodurch die genannte Regelung entsprechend der relativen Winkelverschiebung um die Achse zwischen beiden erfolgt. Das Gehäuse 10 und der Ventilkörper 12 sind derart angeordnet, daß die ersteren Ölnuten 11 und die letzteren Ölnuten 13 in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind. Beide zwischen den Ölnuten 11 und den Ölnuten 13 in Umfangsrichtung zu beiden Seiten der Ölnut 11 befindlichen Verbindungsbereiche dienen als Drosseleinheiten 2, 3, die die Flächen entsprechend der relativen Winkelverschiebung derart verändern, daß eine vergrößert wird, wenn die andere verringert wird.
• Bei Verwendung des hydraulischen Druckregelventils in einer Servolenkvorrichtung sind eine mit dem Lenkrad verbundene Eingangswelle und eine mit einem Lenkinechanismus verbundene Ausgangswelle über eine Torsionsstange 4 koaxial miteinander verbunden, wobei das Gehäuse 10 koaxial an einem Ende der Verbindung und der ventilkörper 12 einstückig am anderen Ende der Verbindung vorgesehen ist. Wenn auf das Lenkrad ein Lenkdrehmoment aufgebracht wird, wird entsprechend der Torsion der Torsionsstange 4 eine relative Winkelverschiebung zwischen dem Gehäuse 10 und dem Ventilkörper 12 erzeugt. Wie in den Zeichnungen dargestellt, ist jede zweite der Ölnuten 11 des Gehäuses 10 mit einer Ölkammer eines Servolenk-Hydraulikzylinders S verbunden, während die übrigen mit der anderen Ölkammer verbunden sind. Jede zweite Ölnut 13 des Ventilkörpers 12 ist mit der Ausgabeseite einer Hydraulikpumpe P verbunden, die eine Druckölzufuhrquelle bildet, und die übrigen sind mit einem Öltank T verbunden, der eine Auslaßöffnung bildet. Dementsprechend sind die beiden Ölkammem des einen Zielort fur das Drucköl bildenden Hydraulikzylinders S mit der Ausgabeseite der Hydraulikpumpe P bzw. dem Öltank T über eine Drosseleinheit, die aus den Drosseleinrichtungen 2 besteht, mit dem Öltank T oder über eine andere Drosseleinheit, die aus den Drosseleinrichtungen 3 besteht, mit der Ausgabeseite der Ölpumpe P verbunden.
• Wenn durch das auf das Lenkrad aufgebrachte Lenkdrehmoment eine relative Winkelverschiebung zwischen dem Gehäuse 10 und dem Ventilkörper 12 erzeugt wird, wird die Drosselfläche der Drosseleinrichtungen 2 vergrößert und die Drosselfläche der Drosseleinrichtungen 3 wird verringert, und wenn von der Hydraulikpumpe P an jede Ölnut 13 ausgegebenes Drucköl durch die Drosseleinrichtungen 2,3 zu beiden Seiten der Nut in die benachbarte Ölnut 11 strömt, wird der Strömungswiderstand an der Drosseleinrichtung 2 geringer als an der Drosseleinrichtung 3. Daher wird zwischen der über die Drosseleinrichtung 2 mit der Ölnut 13 verbundene Ölnut 11 und der mit derselben über die Drosseleinrichtung 3 verbundene Ölnut 11 und zwischen beiden Ölkammern des Hydraulikzylinders 5, die jeweils mit den Ölnuten 11 verbunden sind, eine derartige Druckdifferenz erzeugt, daß der Druck in der ersteren höher ist als in der letzteren, wobei der Hydraulikzylinder S eine der Druckdifferenz entsprechende Lenkunterstützungskraft erzeugt.
• Ferner kann bei einem solchen hydraulischen Druckregelventil die Zahl der Ölnuten 11 am Gehäuse 10 und der Ölnuten 13 am Ventilkörper 12 verringert werden, um ein Ventil mit geringen Abmessungen zu erhalten, und, wie in Fig. 1 dargestellt, wird in der Praxis ein (im folgenden als Ventil mit 6 äquidistant beabstandeten Elementen bezeichnetes) Ventil mit sechs Ölnuten 1 lund sechs Ölnuten 13 sowie jeweils zwischen diesen vorgesehenen sechs Drosseleinrichtungen 2 und sechs Drosseleinrichtungen 3 verwendet.
• Die Stärke der zum Lenken eines Fahrzeugs erforderlichen Kraft entspricht der Stärke der auf die Räder einwirkenden Straßenreaktionskrafi. Wenn die Straßenreaktionskraft beispielsweise bei Fahrten mit geringer Geschwindigkeit groß ist, ist für den Lenkvorgang eine große Kraft erforderlich. Wenn die Straßenreaktionskraft beispielsweise bei Fahrten mit hoher Geschwindigkeit gering ist, kann das Lenken mit relativ geringer Kraft erfolgen. Es ist daher bei einer Servolenkvorrichtung erwünscht, daß eine wie im folgenden beschriebene Lenkunterstützungskraft erzeugt wird, insbesondere, um die Stabilität beim Geradeausfahren zu erhöhen. Wenn das auf das Lenkrad aufzubringende Drehmoment gering ist, wird beinahe keine Lenkunterstützungskraft erzeugt, und das Lenkrad ist gleich schwer lenkbar wie bei nicht unterstütztem Lenken. Erreicht das Lenkdrehmoment eine vorbestimmte Stärke erreicht, ist es erforderlich, daß eine große Lenkunterstützungskraft erzeugt wird, so daß die für den Lenkvorgang erforderliche Kraft so gering wie möglich ist. In der Mitte zwischen diesen Zuständen ist es erforderlich, daß die Lenkunterstützungskraft proportional zum gegebenen Anstieg des Drehmoments allmählich erhöht wird, um kein unnatürliches Lenkgefühl durch die plötzliche Abnahme der für den Lenkvorgang erforderlichen Kraft zu erzeugen. Eine erwünschte Inkrementcharakteristik der Lenkunterstützungskraft in einer Servolenkvorrichtung ist die in "SAE Technical Paper No. 880706, 1988" dargelegte sogenannte zweistufige Charakteristik nach Fig. 2, die zwischen einem konstanten Bereich, in dem das Lenkdrehmoment gering ist, und einem Bereich des plötzlichen Anstiegs, in dem das Drehmoment groß ist, einen Bereich des proportionalen allmählichen Anstiegs aulweist. Eine weitere erwünschte Charakteristik besteht darin, daß die Steigerungsrate (Neigung des Bereichs des allmählichen Anstiegs in Fig. 2) eine vorbestimmte Rate in dem Bereich des allmählichen Anstiegs übersteigt.
• Der Hydraulikzylinder S erzeugt eine Lenkunterstützungskraft entsprechend der zuvor beschriebenen Betätigung des hydraulischen Druckregelventils, wobei die Stärke der Kraft von der in Reaktion auf die relative Winkelverschiebung zwischen dem Gehäuse 10 und dem Ventilkörper 12 erzeugten Reduzierung der Drosselflächen der Drosseleinrichtungen 2 oder der Drosseleinrichtungen 3 abhängt. Um die zuvor erwähnte zweistufige Charakteristik zu erhalten, ist es erforderlich, den Modus der Verringerung der Drosselflächen der Drosseleinrichtungen 2 und 3 zu erhalten, der allmählich abnimmt, bis die relative Winkelverschiebung einen vorbestimmten Wert erreicht, und bei Erreichen des vorbestimmten Werts plötzlich wieder ansteigt. Zur Realisierung des erwähnten Verringerungsmodus ist ein hydraulisches Druckregelventil aus US-A-3 591136 bekannt, bei dem ein Kerbenbereich 20 an der Kante zwischen dem Innenumfang des Gehäuses 10 und der Seitenwand der Ölnut 11 ausgebildet ist, und das die Drosseleinrichtungen 2 und 3 aufweist, wobei die Kerbung, wie in Fig. 3 dargestellt, einen die Seitenwand der Ölnut 11 im wesentlichen rechtwinklig kreuzenden und beinahe parallel zur Innenumfangsfläche des Gehäuses 10 verlaufenden ersten Bereich 21 und einen zweiten Bereich 22 aufweist, der das verlängerte Ende des ersten Bereichs 21 und die Innenumfangsfläche des Gehäuses 10 im wesentlichen rechtwinklig kreuzt, um beide zu verbinden. Ferner zeigt Fig. 3 eine Ansicht, bei der die Umfangsflächen des Gehäuses 10 und des Ventilkörpers 12 in gerader Linie dargestellt sind. Das bedeutet, daß in den mit der Einkerbung 20 versehenen Drosseleinrichtungen 2 und 3 konstante Drosselflächen, die nur von der Tiefe d der Einkerbung 20 in radialer Richtung abhängen, erhalten werden können, bis die Kante der dem Einkerbungsbereich 20 zugewandten Fläche des Ventilkörpers 12 entsprechend der Zunahme der relativen Winkelverschiebung im wesentlichen mit dem verlängerten Ende des ersten Bereichs 21 übereinstimmt, und ferner kann durch die proportionale Verringerung der anderen Drosseleinrichtungen 2 und 3, in denen die Einkerbung 20 nicht vorgesehen ist, der genannte Verringerungsmodus ebenfalls erreicht werden. Ferner kann die Einkerbung 20 an der Kante der Fläche des Ventilkörpers 12 vorgesehen sein, die der Kante des Gehäuses 10 zugewandt ist, jedoch ist es sehr schwierig, die Einkerbung 20 an dem Ventilkörper 12 auszubilden. Im allgemeinen wird die Einkerbung 20 gebildet, indem die entsprechende Kante des Gehäuses 10 durch Polieren nach dem Räumen der Innenumfangsfläche des Gehäuses 10 abgetragen wird.
• Eines der genannten Ventile mit sechs äquidistant angeordneten Elementen zum Erzielen der zweistufigen Charakteristik ist das in JP-A-61-94370 offenbarte Ventil (entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1). Die Einkerbungen sind in drei Drosseleinrichtungen 2 und den Drosseleinrichtungen 3 ausgebildet, die jeweils entweder zu beiden Seiten von drei Ölnuten 13, die mit der Ausgabeseite der Hydraulikpumpe P verbunden sind, oder von denjenigen der sechs Ölnuten 13 des Ventilkörpers 12 in Fig. 1 angeordnet sind, die mit dem Öltank T verbunden sind.
• Bei der durch die Ausbildung der Einkerbung 20 erhaltenen und in Fig. 2 dargestellten zweistufigen Charakteristik ist, wie bereits zuvor erwähnt, erwünscht, daß im Bereich des allmählichen Anstiegs eine Neigung erreicht wird, die größer als die vorbestimmte Neigung ist. Da die Neigung von der Summe der Tiefen d in Radialrichtung der Einkerbung 20 abhängt, wie in Fig. 3 dargestellt, und mit der Abnahme der Summe zunimmt, ist es erforderlich, die jeweilige Tiefe djeder Einkerbung 20 so gering wie möglich auszubilden, um so die erwünschte zweistufige Charakteristik zu erhalten. Bei der vor dem geschilderten Vorgang durchgeführten Bildung der Einkerbung 20 entsteht jedoch ein Bearbeitungs- Fehler von ungefähr 0,02 mm beim Räumen sowie ein Bearbeitungsfehler von ungefähr 0,005 mm beim Polieren der Innenumfangsfläche des Gehäuses 10. Ferner kann das Auftreten eines Kernverschiebungsfehlers von ungefahr 0,01 mm beim Räumen und Polieren nicht verhindert werden. Der untere Grenzwert der Tiefe d sollte 0,04 mm betragen, um einen gewissen Grad des Öldurchlasses zu gewährleisten, selbst wenn diese Abweichungen sämtlich in der gleichen Richtung auftreten.
• Wie in der genannten JP-A-61-94870 offenbart, besteht jedoch das Problem, daß, wenn die Einkerbungen 20 an drei Drosseleinrichtungen 2 und drei Drosseleinrichtungen 3 ausgebildet ist und selbst wenn die jeweiligen Tiefen d der Nuten mit dem unteren Grenzwert von 0,04 mm ausgebildet sind, die Neigung im Bereich des allmählichen Anstiegs der Lenkunterstützungskraft bei einer das hydraulische Druckregelventil verwendenden Servolenkvorrichtung zu gering ist, wodurch das Lenkgefühl durch eine plötzliche Abnahme der Lenkradbetätigungskraft in einem Übergangsbereich vom Bereich des allmählichen Anstiegs zum Bereich des plötzlichen Anstiegs verschlechtert wird.
• Aus US-A4 924910 ist ein hydraulisches Druckregelventil bekannt, bei dem die Verbindung des Öltanks T mit den beiden einander zugewandten Ölnuten 13 zwischen den vier ursprünglich mit dem Öltank T zu verbindenden Ölnuten 13 des Ventilkörpers 12 gesperrt wird und gleichzeitig sind bei diesem Ventil die zuvor genannten Einkerbungen 20 an den Drosseleinrichtungen 2 und 3 zu beiden Seiten des abgesperrten Bereichs ausgebildet, zur Verringerung der beim Betrieb eines mit acht äquidistant angeordneten Elementen versehenen Ventils, das zwei Drosseleinheiten mit acht Drosseleinrichtungen aufweist, entstehenden Strömungsgeräusche. Da bei diesem hydraulischen Druckregelventil die Einkerbungen 20 nur an zwei Drosseleinrichtungen 2 und den Drosseleinrichtungen 3 vorgesehen sind, kann eine ausreichende Neigung im Bereich des allmählichen Anstiegs erreicht werden, um ein gutes Lenkgefühl in dem Fall zu erhalten, in dem die Tiefen d der Einkerbungen mit dem unteren Grenzwert von 0,04 mm gewählt sind. Wenn im Gegensatz dazu diese Konstruktion derart angewandt wird, daß sechs äquidistant angeordnete Ventile vorgesehen sind, sollte die Verbindung einer oder zweier von drei mit dem Öltank T verbundenen Ölnuten 13 dadurch gesperrt werden, wodurch in Radialrichtung des Ventilkörpers 12 ein Druckungleichgewicht erzeugt wird. Wenn das Ungleichgewicht aufgrund einer großen Lenkradbetätigung größer ist, ist die relative Drehung zwischen dem Gehäuse 10 und dem ventilkörper 12 gesperrt und das hydraulische Druckregelventil kann nicht normal arbeiten.
• In Anbetracht der erwähnten Umstände ist es die Aufgabe der Erfindung, ein hydraulisches Druckregelventil zu schaffen, das in der Lage ist, eine gewünschte Neigung (Anstiegsrate) in einem Bereich des allmählichen Anstiegs der Lenkunterstützungskraft zu bewirken, wenn das Ventil in einer Servolenkvorrichtung verwendet wird.
• Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein hydraulisches Druckregelventil zu schaffen, bei dem die relative Drehung zwischen einem Gehäuse und einem Ventil bei Verwendung des Ventils in einer Servolenkvorrichtung nicht behindert ist.
• Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, ein hydraulisches Drucktegelventil vorzusehen, das in der Lage ist, ein zufriedenstellendes Lenkgefühl zu bewirken, wenn die Vorrichtung in einer Servolenkvorrichtung angewendet wird.
• Das Problem wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Das erfindungsgemäße hydraulische Druckregelventil ist derart aufgebaut, daß ein Ventilkörper mit kreisförmigem Querschnitt, dessen Außenumfangsfläche mit sechs in bestimmten Abständen angeordneten Ölnuten versehen ist, in einem Zylindergehäuse angeordnet ist, dessen Innenumfangsfläche mit sechs in bestimmten Abständen angeordneten Ölnuten versehen ist, und daß zwei jeweils aus sechs Drosseln bestehende Drosseleinheiten vorgesehen sind, welche durch Ausbilden von Drosseln auf beiden Seiten jeder Ölnut gebildet sind, und daß von sechs eine Drosseleinheit bildenden Drosseln zwei einander in radialer Richtung zugewandte Drosseln Bereiche aufweisen, in denen sich die Drosselflächen im wesentlichen nicht ändern, bis die relative Winkelverschiebung zwischen dem Ventilkörper und dem Gehäuse einen vorbestimmten Wert erreicht. Insbesondere sind bei dem erfindungsgemäßen hydraulischen Druckregelventil zwei Drosseleinheiten zwischen jeweils zwei verschiedenen Zielorten und der Druckölzuführquelle sowie der Auslaßöffnung angeordnet, wodurch der Fluß des Drucköls zum Zielort durch die in beiden Drosseleinheiten in Reaktion auf die relative Winkelverschiebung erzeugte Veränderung der Drosselflächen geregelt wird.
• Die genannten und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen, welche zeigen:
• Fig. 1 - eine schematische Querschnittsdarstellung eines herkömmlichen hydraulischen Druckregelventils;
• Fig. 2- eine Darstellung einer erwünschten Charakteristik des Anstiegs der Lenkunterstützungskrafi in einer Servolenkvorrichtung;
• Fig. 3 - eine Darstellung der Ausbildung einer Drossel mit einem Bereich, dessen Fläche nicht variiert;
• Fig. 4- eine schematische Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Druckregelventils;
• Fig. 5 - eine Darstellung eines Betriebszustands eines erfindungsgemäßen hydraulischen Druckregelventils;
• Fig. 6- eine vergrößerte Schnittdarstellung der Ausbildung zweier von sechs Drosseln;
• Fig. 7 - eine vergrößerte Schnittdarstellung der Ausbildung der restlichen vier Drosseln; und
• Fig. 8 - eine Darstellung der Veränderung der Drosselfläche eines erfindungsgemäßen hydraulischen Druckregelventils.
• Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines in einer Servolenkvorrichtung angewendeten hydraulischen Druckregelventils.
• Das hydraulische Druckregelventil ist ein Ventil mit sechs äquidistant angeordneten Elementen, das ein Zylindergehäuse 10 mit sich in axialer Richtung in bestimmten Abständen voneinander auf der Innenumfangsfläche erstreckenden sechs Ölnuten 11 und einen zylindrischen Ventilkörper 12 aufweist, der axial und drehbar in dem Gehäuse 10 angeordnet ist und sechs sich in axialer Richtung auf der Außenumfangsfläche in bestimmten Abständen angeordnete Ölnuten 13 aufweist. Wie in der Zeichnung dargestellt, sind das Gehäuse 10 und der Ventilkörper 12 derart angeordnet, daß die Ölnuten 11 des Gehäuses 10 und die Ölnuten 13 des Ventilkörpers 12 in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind. Zwischen den Ölnuten 11 und den Ölnuten 13 sind einander benachbart auf beiden Seiten derselben in Umfangsrichtung zwei Drosseleinheiten ausgebildet, die jeweils sechs Drosseln 2a bis 2f und 3a bis 3f aufweisen. Die Öffnung einer Einheit vergrößert sich mit der Verringerung der Öffnung der anderen in Reaktion auf die relative Winkelverschiebung zwischen dem Gehäuse 10 und dem Ventilkörper 12.
• Das hydraulische Druckregelventil ist derart in der Servolenkvorrichtung eingesetzt, daß, wie bei dem herkömmlichen Ventil, beim Aufbringen eines Lenkdrehmoments auf das Lenkrad in Reaktion auf die Torsion der Torsionsstange 4 eine relative Winkelverschiebung zwischen dem Gehäuse 10 und dem Ventilkörper 12 erzeugt wird, indem die mit dem Lenkrad verbundene (nicht dargestellte) Eingangswelle mit der über die Torsionsstange 4 koaxial mit dem Lenkmechanismus verbundenen (nicht dargestellten) Ausgangswelle verbunden ist, und indem das Gehäuse 10 koaxial am Gelenkende einer Seite dieser Wellen angeordnet ist, während der Ventilkörper 12 einstückig am anderen Gelenkende angebracht ist. Wie in der Figur gezeigt, sind von sechs Ölnuten 11 des Gehäuses 10 drei Ölnuten 11, das heißt jede zweite, mit jeweils einer der Ölkammern auf beiden Seiten des in dem Lenkmecbanismus angeordneten und der Lenkunterstützung dienenden Hydraulikzylinders 5 verbunden. Von den sechs Ölnuten 13 des Ventilkörpers 12 sind drei Ölnuten 13, und zwar jede zweite, mit der Ausgabeseite der die Druckölzuführquelle bildenden Hydraulikpumpe P verbunden, während die übrigen drei Ölnuten 13 jeweils mit einem Öltank T verbunden sind, der auf einem niedrigen Druck gehalten ist. Ferner ist die Torsionsstange 4 im hohlen Teil koaxial mit dem Ventilkörper 12 angeordnet, wobei die zwischen dem Außenumfang der Torsionsstange 4 und dem Innenumfang des Ventilkörpers 12 gebildete Ringraum als Ölrückflußkanal zum Tank T dient, wie in der Figur dargestellt.
• Die den Zielort des Drucköls darstellenden beiden Kammern des Hydraulikzylinders S sind jeweils mit der Hydraulikpumpe P oder dem Hydrauliktank T über eine Drosseleinheit verbunden, die aus sechs Drosseln 2a und 2f besteht, während sie durch die aus den sechs Drosseln 3a bis 3f bestehende Drosseleinheit jeweils mit dem Hydrauliktank T oder der Hydraulikpumpe P verbunden sind. Das in die drei Ölnuten 13 von der Hydraulikpumpe P her eingeleitete Drucköl strömt in die jeweiligen benachbarten Ölnuten 11 durch die Drosseln 2a, 2c, 2e oder die Drosseln 3a, 3c, 3e auf beiden Seiten der Nuten 13 und strömt in die übrigen drei Ölnuten 13 durch die Drosseln 3f, 3b, 3d oder die Drosseln 2b, 2d, 2f auf der anderen Seite der Ölnuten 11 und strömt über eine Rückflußöffnung und die Ringkammer auf der Innenseite des Ventilkörpers 12 zum Öltank T zurück.
• Fig. 5 zeigt einen Zustand, in dem auf das Lenkrad ein Lenkdrehmoment aufgebracht wird und die relative Winkelverschiebung zwischen dem Gehäuse 10 und dem Ventilkörper 12 erzeugt wird, das heißt, den Betriebszustand. Wenn, wie in der Figur dargestellt, die Drosselflächen der Drosseln 2a bis 2f verringert werden und diejenigen der Drosseln 3a bis 3f vergrößert werden, wenn das von der Hydraulikpumpe P in die Ölnuten 13 eingeleitete Drucköl wie zuvor beschrieben strömt, ist der Strömungswiderstand an den Drosseln 2a, 2c, 2e auf einer Seite der Ölnut 13 größer als an den Drosseln auf der anderen Seite. In diesem Fall wird zwischen den mit den Ölnuten 13 über die Drosseln 2a, 2c, 2e verbundenen Ölnuten 11 und den mit den Ölnuten 13 über die Drosseln 3a, 3c, 3f verbundenen Ölnuten 11 eine Druckdifferenz erzeugt, wobei der Druck der letzteren höher ist als der der ersteren, wodurch der Hydraulikzylinder 5 eine der Druckdifferenz entsprechende Lenkunterstützungskraft erzeugt.
• Wenn andererseits die relative Winkelverschiebung zwischen dem Gehäuse 10 und dem Ventilkörper 12 entgegengesetzt zu der in Fig. 5 dargestellten Richtung verläuft, wobei die Drosselflächen der Drosseln 2a bis 2f vergrößert und diejenigen der Drosseln 3a bis 3f verringert werden, wird zwischen den beiden Ölkammern des Hydraulikzylinders 5 eine Druckdifferenz erzeugt, die entgegengesetzt zu der vorherigen ist, und der Hydraulikzylinder 5 erzeugt eine der Druckdifferenz entsprechende Lenkunterstützungskrift.
• Auf diese Weise verändert das hydraulische Druckregelventil die Drosselflächen der Drosseln 2a bis 2f und der Drosseln 3a bis 3f in Reaktion auf die relative Winkelverschiebung zwischen dem Gehäuse 10 und dem Ventilkörper 12 im wesentlichen proportional zu dem auf das Lenkrad aufgebrachten Lenkdrehmoment, und es regelt die Druckölverteilung an beide Ölkammem des Hydraulikzylinders 5, wodurch der Hydraulikzylinder S Lenkunterstützungskraft erzeugt. Die Anstiegscharakteristik der Lenkunterstützungskraft zu diesem Zeitpunkt hängt von der Art der Verringerung der Drosselflächen ab, die von den Drosseln 2a bis 2f oder 3a bis 3f entsprechend der relativen Winkelverschiebung erzeugt wird. Um die in Fig. 2 dargestellte Charakteristik des Anstiegs der Lenkunterstützungskraft, das heißt eine zweistufige Charakteristik zu erhalten, sollte wie zuvor erwähnt in den Drosseln 2a bis 2f und 3a bis 3f der Modus der Verringerung der Drosselflächen realisiert werden, bei dem eine allmähliche Abnahme vorliegt, bis die relative Winkelverschiebung einen vorbestimmten Wert erreicht hat, und der anschließend plötzlich abnimmt. Das erfindungsgemäße hydraulische Druckregelventil ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß der zuvor erwähnte Veränderungsmodus der Drosselflächen in sämtlichen Drosseleinheiten erhalten wird, indem jeweils zwei einander in Radialrichtung zugewandte Drosseln der sechs Drosseln 2a bis 2f oder der Drosseln 3a bis 3f, welche jeweils die Drosseleinheiten bilden, Drosseln (im folgenden U-Drosseln genannt) sind, die einen Bereich aufweisen, in dem sich die Drosselflächen im wesentlichen nicht verändern, bis die erwähnte relative Winkelverschiebung einen vorbestimmten Betrag erreicht, und indem die übrigen vier Drosseln (im folgenden T-Drosseln genannt) solche Drosseln sind, bei denen die Drosselflächen im wesentlichen proportional zur Zunahme der relativen Winkelverschiebung abnehmen. In Fig. 4 und Fig. 5 sind die Drosseln 2a, 3a und 2d, 3d, die einander in Radialrichtung jeweils zugewandt sind, U-Drosseln. Die Kombination zweier Drosseln, die als U-Drosseln dienen sollen, kann beliebig aus den Drosseln 2a bis 2f gewählt werden, solange diese einander in Radialrichtung zugewandt sind, und das gleiche gilt für die Kombination aus den Drosseln 3a bis 3f Ferner können die Kombinationen in beiden Drosseleinheiten unterschiedlich sein. Wenn beispielsweise die Drosseln 2a und 2d in einer Drosseleinheit U-Drosseln sein sollen, können die Drosseln 3b und 3e oder die Drosseln 3c und 3f in der anderen Drosseleinheit die U-Drosseln sein.
• Fig. 6 und Fig. 7 sind vergrößerte Schnittdarstellungen einer konkreten Ausbildungsform einer U-Drossel bzw. einer T-Drossel. Ferner sind in beiden Darstellungen die Umfangsflächen des Gehäuses 10 und des Ventilkörpers 12 geradlinig dargestellt.
• Wie in Fig. 6 dargestellt, ist die U-Drossel an der Kante zwischen der Innenumfangsfläche des Gehäuses 10 und der Seitenwand der Ölnut 11 mit der Einkerbung 20 versehen, die aus dem ersten Bereich 21, der die Seitenwand beinahe rechtwinklig kreuzt und parallel zur Innenumfangsfläche des Gehäuses 10 verläufi, und einem zweiten Bereich 22 besteht, der den Bereich 21 und die Innenumfangsfläche des Gehäuses 10 jeweils im wesentlichen rechtwinklig kreuzt und beide miteinander verbindet, und an der Kante, die der genannten Kante zugewandt ist und zwischen der Außenumfangsfläche des Ventilkörpers 12 und der Seitenwand der Ölnut 13 ausgebildet ist, weist die U-Drossel eine lineare oder kreisbogenartige Einkerbung 23 auf, die eine Abschrägung der Kante in einem bestimmten Winkel bildet. Des weiteren ist die Einkerbung im wesentlichen gleich derjenigen von Fig. 3. Die Drosselflächen der U-Drosseln werden ungeachtet der Zunahme der relativen Winkelverschiebung im wesentlichen konstant gehalten, da sie durch die Tiefe d in Radialrichtung des ersten Bereichs 21 der Einkerbung geregelt sind, bis die relative Winkelverschiebung zwischen dem Gehäuse 10 und dem Ventilkörper 12 erzeugt wird und der Ventilkörper 12 die Position erreicht, in der die Seitenwand der Ölnut 13 in Umfangsrichtung mit dem Endbereich der Einkerbung 20 übereinstimmt, das heißt, der Ventilkörper 12 erreicht die in der Figur in gestrichelten Linien dargestellte Position. Danach nehmen sie allmählich bis mit zunehmender relativer Winkelverschiebung auf beinahe Null ab, bis der Ventilkörper 12 die Position erreicht (Schließposition) hat, in der der Endbereich der Einkerbung 20 und der Endbereich der Einkerbung 23 des Ventilkörpers 12 übereinstimmen, da sie durch die Tiefe der Nut 23 geregelt sind, die in Umfangsrichtung fortschreitend abnimmt.
• Die in Fig. 7 dargestellte T-Drossel weist nur an der Kante des Ventilkörpers 12 eine Einkerbung 24 auf, die die Kante in einem vorbestimmten Winkel abschrägt. Dadurch erfolgt bei der T-Drossel unmittelbar nach der relativen Winkelverschiebung zwischen dem Gehäuse 10 und dem Ventilkörper 12 eine erhebliche Veränderung der Drosselflächen, und bis der Endbereich am Außenumfangsbereich des Ventilkörpers 12 der Einkerbung 24 die Schließposition erreicht, in der er mit der zugewandten Kante des Gehäuses 10 fluchtet, erfolgt eine Veränderung der Drosselflächen derart, daß sie allmählich mit im wesentlichen konstanter Veränderungsrate ungeachtet der Zunahme der relativen Winkelverschiebung abnimmt. Ferner ist die Länge der Einkerbung 24 der T- Drossel in Umfangsrichtung derart gewählt, daß sie ungefähr gleich der Summe der Länge der Einkerbung 20 und der Länge der Einkerbung 23 in der U-Drossel ist, wodurch die U- Drossel und die T-Drossel gleichzeitig geschlossen werden können.
• Fig. 8 ist eine Darstellung des Veränderungsmodus der Drosselflächen sämtlicher Drosseleinheiten, die mit U-Drosseln und T-Drosseln versehen sind. Wie in der Figur in gestrichelten Linien dargestellt, wird bei der U-Drossel ein Bereich konstanter Drosseifläche in dem Bereich erhalten, in dem die relative Verschiebungswinkel kleiner als 3º ist. Wie durch eine strichpunktierte Linie in der Figur dargestellt ist, nimmt bei der T-Drossel die Drosselfläche allmählich und proportional im wesentlichen im gesamten Bereich der relativen Verschiebungswinkel ab. Wie bereits zuvor erwahnt, sind zwei U-Drosseln und vier T-Drosseln vorgesehen und die in gestrichelter Linie bzw. in strichpunktierter Linie dargestellten Drosselflächen zeigen die jeweiligen Gesamtflächen. Bei den aus den Drosseln 2a bis 2f oder 3a bis 3f bestehenden Drosseleinheiten des erfindungsgemäßen hydraulischen Druckregelventils, die in der Figur in durchgezogener Linie dargestellt sind, ergibt sich an der Stelle, die bei der T-Drossel dem konstanten Bereich entspricht, ein Bereich der allmählichen Verringerung, in dem die Drosselfläche allmählich proportional zur Zunahme der relativen Winkelverschiebung abnimmt, und zwar nach dem Bereich der plötzlichen Verringerung der Drosselfläche, in einem Bereich, in dem der relative Verschiebungswinkel klein ist, wobei der Bereich der allmählichen Zunahme der Lenkunterstützungskraft nach Fig. 2 entsprechend der genannten Periode erhalten wird.
• Die Anstiegsrate der Lenkunterstützungskraft im Bereich der allmählichen Zunahme entspricht der Abnahmerate der Drosselflächen im Bereich der allmählichen Verringerung, und der Bereich der allmählichen Verringerung der Drosselflächen zeigt sich in einem Bereich, in dem die Flächen der U-Drossel konstant sind. Um zum Erzielen eines zufriedenstellenden Lenkgefühls in dem Bereich der allmählichen Zunahme eine höhere Anstiegsrate der Lenkunterstützungskraft als die vorbestimmte Rate zu gewährleisten, ist es wirksam, die Tiefe d in Radialrichtung der Einkerbung 20, die die Drosselfläche des U- Drossel im Bereich der konstanten Fläche bestimmt, klein zu wählen. Die Tiefe d hat jedoch aufgrund der genannten Bearbeitungsbeschränkungen einen unteren Grenzwert.
• Bei dem erfindungsgemäßen hydraulischen Druckregelventil sind lediglich zwei der sechs Drosseln 2a bis 2f und zwei der sechs Drosseln 3a bis 3f U-Drosseln, und wenn diese Drosseln beide den genannten unteren Grenzwert aufweisen, können sie dem Bereich der allmählichen Zunahme der Lenkunterstützungskraft eine vorbestimmte Neigung verleihen. Das die U-Drosseln ferner an einander in Radialrichtung zugewandten Positionen ausgebildet sind, besteht keine Gefahr der Erzeugung einer Druckungleichheit in Radialrichtung. Der Grund, daß die Zahl der U-Drosseln in jeder Drosseleinheit mit zwei gewählt ist, liegt darin, daß eine ausreichende Neigung des Bereichs der allmählichen Zunahme der Lenkunterstützungskralt gesichert werden soll, indem die geringste Zahl der Drosseln als U- Drosseln unter der Voraussetzung vorgesehen ist, daß in Radialrichtung keine Druckungleichheit erzeugt wird, und indem die genannte konstante Fläche entsprechend der Tiefe d der Einkerbung 20 mit der Bearbeitungstoleranz so klein wie möglich gewählt wird. Bei dem erfindungsgemaßen hydraulischen Druckregelventil ist die zweistufige Charakteristik derart realisiert, daß ein zufriedenstellendes Lenkgefhhl erhalten wird.

Claims (6)

1. Hydraulisches Druckregelventil mit

- einem Zylindergehäuse (10), dessen Innenumfangsfläche mit sechs äquidistant angeordneten ersten Ölnuten (11) versehen ist;

- einem drehbar in dem Gehäuse (10) angeordneten Ventilkörper (12), dessen Außenumfangsfläche mit sechs äquidistanten Abständen angeordneten zweiten Ölnuten (13) versehen ist;

- zwei Drosseleinheiten (2; 3), die jeweils aus sechs Drosseln (2a-f; 3a-f) bestehen, welche durch die Verbindungsbereiche der zweiten Ölnuten (13) mit der einen bzw. der anderen der beiden benachbarten ersten Ölnuten (11) gebildet sind, wobei die Fläche einer Drosseleinheit vergrößert wird, wenn die andere Drosseleinheit entsprechend einer relativen Winkelverschiebung zwischen dem Gehäuse (10) und dem Ventilkörper (12) verkleinert wird;

- einer drei der zweiten Ölnuten (13) mit Druck beaufschlagenden Zufhhrquelle (P), wobei jede der anderen drei zweiten Ölnuten (13) jeweils zwischen zwei druckbeaufschlagten zweiten Ölnuten (13) angeordnet ist, die nicht druckbeaufschlagten zweiten Ölnuten (13) mit einer Druckölauslaßöffnung (T) verbunden sind, und wobei jede der ersten Nuten (11), die mit einer druckbeaufschlagten zweiten Nut (13) eine Drossel (2a, 2c, 2e) der einen Drosseleinheit (2) bildet, mit einem ersten Zielort verbunden ist, und jede der ersten Nuten (11), die mit einer druckbeaufschlagten zweiten Nut (13) eine Drossel (3a, 3c, 3e) der anderen Drosseleinheit (3) bildet, mit einem zweiten Zielort verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet,

- daß sich in beiden Drosseleinheiten (2; 3) jeweils nur ein Paar aus zwei Drosseln (2a, 2d; 3a, 3d) befindet, deren Drosselflächen sich nicht wesentlich verändern, bis die relative Winkelverschiebung zwischen dem Gehäuse (10) und dem Ventilkörper (12) eine vorbestimmte Größe erreicht, und

- daß die Drosseln (2a, 2d; 3a, 3d) einander in radialer Richtung des Ventilkörpers zugewandt sind.

2. Hydraulisches Druckregelventil nach Anspruch 1, bei dem die beiden Zielorte zwei entgegengesetzte Ölkammern eines Hydraulikzylinders (S) zum Unterstützen der Lenkwirkung eines hydraulischen Servolenkmechanismus sind.

3. Hydraulisches Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die sich im wesentlichen nicht verändernden beiden Drosseln (2a, 2d; 3a, 3d) jeweils eine erste Einkerbung (20) an einem ersten Rand aufweisen, der zwischen der Innenumfangsfläche des Gehäuses (10) und der Seitenwand der ersten Ölnut (11) gebildet ist, wobei die erste Einkerbung (20) einen ersten Bereich (21), der die Seitenwand im wesentlichen rechtwinklig kreuzt und im wesentlichen parallel zur Innenumfangsfläche verläuft, und einen zweiten Bereich (22) aufweist, der den ersten Bereich und die Innenumfangsfläche des Gehäuses (10) im wesentlichen rechtwinklig kreuzt, um beide zu verbinden, und die Drosseln jeweils eine zweite lineare oder gerundete Einkerbung (23) an einem zweiten Rand aufweisen, der zwischen der Außenumfangsfläche des Ventilkörpers (12) und der Seitenwand der zweiten Ölnut (13) ausgebildet ist, wobei die zweite Einkerbung (23) durch Auschrägen des zweiten Randes in einem vorbestimmten Winkel gebildet ist.

4. Hydraulisches Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1-3, bei dem sich die Drosselflächen der Drosseln in dem Bereich der übrigen vier Drosseln (2b, 2c, 2e, 2f; 3b, 3c, 3e, 3f) der beiden Drosseleinheiten (2; 3) wesentlich und allmählich in Relation zur Zunahme der relativen Winkelverschiebung verkleinern.

5. Hydraulisches Druckregelventil nach einem der Anspruche 14, bei dem die Drosseln in dem Bereich der übrigen vier Drosseln (2b, 2c, 2e, 2f; 3b, 3c, 3e, 3f) der beiden Drosseleinheiten (2; 3) jeweils eine dritte lineare oder abgerundete Einkerbung (24) an einem dritten Rand aufweisen, der zwischen der Außenumfangsfläche des Ventilkörpers (12) und der Seitenwand der zweiten Ölnut (13) ausgebildet ist, wobei die dritte Einkerbung durch Auschrägen des dritten Randes in einem vorbestimmten Winkel gebildet ist.

6. Hydraulisches Druckregelventil nach Anspruchs, bei dem die Länge der dritten Einkerbung (24) in Umfangsrichtung im wesentlichen gleich der Summe deijenigen der ersten Einkerbung (20) und derjenigen der zweiten Einkerbung (23) ist.