PHILIPPI, Andreas (Wegnerstrasse 66, Duisburg, 47057, DE)
Patentansprüche
1. Servoventil mit einer drehbaren Eingangswelle (10), der erste Steuernuten zugeordnet sind, und einer äußeren Ventilhülse (12), die mit der Eingangswelle gekoppelt ist und in der zweite Steuernuten ausgebildet sind, wobei die Eingangswelle (10) relativ zur äußeren Ventilhülse (12) drehbar ist und die ersten und zweiten Steuernuten so zusammenwirken, daß sie einen Durchflußquerschnitt im Servoventil festlegen, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Eingangswelle (10) gekoppelte und relativ zur Eingangswelle (10) drehbare innere Ventilhülse (38) vorgesehen ist, in der die ersten Steuernuten ausgebildet sind.
2. Servoventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle (10), die innere Ventilhülse (38) und die äußere Ventilhülse (12) relativ zueinander um eine Achse (A) drehbar sind, wobei die innere Ventilhülse (38) in radialer Richtung gesehen zwischen der Eingangswelle (10) und der äußeren Ventilhülse (12) angeordnet ist.
3. Servoventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zentrierelement (46) vorgesehen ist, welches die innere Ventilhülse (38) relativ zur Eingangswelle (10) in eine vordefinierte Position beaufschlagt.
4. Servoventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aktuator (26) vorgesehen ist, der die innere Ventilhülse (38) relativ zur Eingangswelle (10) verdrehen kann.
5. Servoventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (26) druckgesteuert ist.
6. Servoventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (26) mehrere axial geführte Druckbeaufschlagungselemente (X 1 , X 2 , X3, X 4 ) aufweist, wobei die innere Ventilhülse (38) durch eine axiale Bewegung der Druckbeaufschlagungselemente (X 1 , X 2 , X3, X 4 ) relativ zur Eingangswelle (10) verdreht werden kann.
7. Servoventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (26) ein fest mit der Eingangswelle (10) verbundenes Führungsbauteil (22) umfaßt, in dem die Druckbeaufschlagungselemente (X 1 , X 2 , X3, X 4 ) axial geführt sind, und einen fest mit der inneren Ventilhülse (38) verbundenen Flansch (20), der in Umfangsrichtung geneigte Angriffsflächen (28) aufweist, wobei die Druckbeaufschlagungselemente (Xi, X 2 , X 3 , X 4 ) gegen die Angriffsflächen (28) beaufschlagt werden können.
8. Servoventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigten Angriffsflächen (28) unterschiedliche, insbesondere entgegengesetzte Neigungen aufweisen, und nur ein Teil der Druckbeaufschlagungselemente (X 1 , X 2 , X 3 , X 4 ) unter Druck gesetzt werden kann. |
Servoventil
Die Erfindung betrifft ein Servoventil mit einer drehbaren Eingangswelle, der erste Steuernuten zugeordnet sind, und einer äußeren Ventilhülse, die mit der Eingangswelle gekoppelt ist und in der zweite Steuernuten ausgebildet sind, wobei die Eingangswelle relativ zur äußeren Ventilhülse drehbar ist und die ersten und zweiten Steuernuten so zusammenwirken, daß sie einen Durchflußquerschnitt im Servoventil festlegen.
Derartige Servoventile werden auch als Drehschieberventile bezeichnet und sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden insbesondere in hydrau- lische Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen eingebaut, um den Durchfluß von Hydraulikfluid zu den Arbeitskammern einer Zylinder-Kolben-Einheit in Abhängigkeit von einem manuell aufgebrachten Lenkwinkel/Lenkmoment zu steuern. In jüngerer Zeit wurden die Servoventile dahingehend weiterentwickelt, daß neben dem Lenkwinkel/Lenkmoment auch weitere Parameter wie z.B. die Fahrzeugge- schwindigkeit Einfluß auf die Servoventilsteuerung nehmen können.
Bei modernen Lenksystemen besteht mittlerweile der Wunsch, den Lenkvorgang des Fahrzeugs von außen zu beeinflussen, unabhängig vom Handmoment, welches der Fahrer ausübt. Eine solche vom Fahrer unabhängige Lenkungsbetätigung ist beispielsweise bei automatischen Einparkvorgängen notwendig. Darüber hinaus können Störkräfte wie z.B. Seitenwind ausgeglichen werden, und es besteht die Möglichkeit, den Fahrer durch eine fahrsituationsabhängige Lenkmomentveränderung in kritischen Fahrsituationen zu unterstützen und das Fahrzeug zu stabilisieren.
In diesem Zusammenhang ist in der DE 20 2004 006 294 U1 bereits ein Servoventil mit Stellantrieb offenbart, wobei der Stellantrieb ein Bauteil des Servoventils gegenüber einem anderen Bauteil so verdrehen kann, daß einer Eingangsgröße, die durch die Betätigung der Eingangswelle vorgegeben ist, eine weitere Größe überlagert wird. Die überlagerungsgröße wird dabei von einem separaten Antriebsmotors erzeugt und über ein Wellgetriebe in einen
Torsionsstab des Servoventils eingeleitet. Die offenbarte Servoventilbaugruppe ist in ihrer Herstellung insgesamt aufwendig und beansprucht einen relativ großen Bauraum.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein kompaktes Servoventil mit einer einfachen und zuverlässigen Ventilkonstruktion zu schaffen, welches in einer Hilfskraftlenkung eine fahrerunabhängige Lenkungsbetätigung ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Servoventil der eingangs genannten Art eine mit der Eingangswelle gekoppelte und relativ zur Eingangswelle drehbare innere Ventilhülse vorgesehen, in der die ersten Steuernuten ausgebildet sind. Bei einer Verdrehung der inneren Ventilhülse relativ zur Eingangswelle läßt sich der Durchflußquerschnitt im Servoventil somit unabhängig von der Position der Eingangswelle verändern. Da das vom Fahrer aufgebrachte manuelle Lenkmoment in der Regel von einem Lenkrad über ein Lenkgestänge zur Eingangswelle übertragen wird, ist dementsprechend eine fahrerunabhängige Lenkungsbetätigung möglich. Um dies zu erreichen, sind nur geringe änderungen an der herkömmlichen Ventilkonstruktion notwendig. Die ursprünglich einstückig ausgebildete Ventilwelle ist erfindungsgemäß zweiteilig als Eingangswelle mit innerer Ventilhülse ausgeführt, wobei sich die Eingangswelle und die innere Ventilhülse relativ zueinander verdrehen können. Bei einer starren Verbindung zwischen der Eingangswelle und der inneren Ventilhülse ist die Funktion des erfindungsgemäßen Servoventils mit der Funktion herkömmlicher Servoventile identisch.
In einer Ausführungsform sind die Eingangswelle, die innere Ventilhülse und die äußere Ventilhülse relativ zueinander um eine Achse A drehbar, wobei die innere Ventilhülse in radialer Richtung gesehen zwischen der Eingangswelle und der äußeren Ventilhülse angeordnet ist. Diese Konstruktion ergibt eine sehr kompakte Servoventilbauweise, die insbesondere eine geringe axiale Bauhöhe aufweist.
Vorzugsweise ist ein Zentrierelement vorgesehen, welches die innere Ventilhülse relativ zur Eingangswelle in eine vordefinierte Position beaufschlagt.
Für den Fall, daß keine fahrerunabhängige Lenkungsbetätigung vorliegt, ist durch das Zentrierelement gewährleistet, daß sich die innere Ventilhülse und die
Eingangswelle relativ zueinander in einer definierten Position befinden.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Aktuator vorgesehen, der die innere Ventilhülse relativ zur Eingangswelle verdrehen kann. Der Aktuator ist in Abhängigkeit von beliebigen relevanten Parametern ansteuerbar, so daß jederzeit eine fahrerunabhängige Lenkungsbetätigung möglich ist. Der Aktuator kann dabei insbesondere druckgesteuert sein. Dies trägt zu einer kompakten Servoventilbauweise bei, da im Bereich des Servoventils kein Antriebsmotor, sondern lediglich Druckanschlüsse vorgesehen werden müssen. Infolge des üblicherweise sehr knappen Bauraums im Bereich des Servoventils ist eine solch kompakte Bauweise besonders vorteilhaft. Der Aktuator weist bevorzugt mehrere axial geführte Druckbeaufschlagungselemente auf, wobei die innere Ventilhülse durch eine axiale Bewegung der Druckbeaufschlagungselemente relativ zur Eingangswelle verdreht werden kann. Der druckgesteuerte Aktuator ist in dieser Ausführungsform sehr einfach aufgebaut, da die Druckbeaufschlagungselemente nur linear in axialer Richtung bewegt werden müssen. Diese axiale Bewegung der Druckbeaufschlagungselemente wird dann mit geringem Aufwand in die gewünschte Relativdrehung zwischen Eingangswelle und innerer Ventilhülse umgesetzt.
Der Aktuator kann in dieser Ausführungsform ein fest mit der Eingangswelle verbundenes Führungsbauteil umfassen, in dem die Druckbeaufschlagungs- elemente axial geführt sind, und einen fest mit der inneren Ventilhülse verbundenen Flansch, der in Umfangsrichtung geneigte Angriffsflächen aufweist, wobei die Druckbeaufschlagungselemente gegen die Angriffsflächen beaufschlagt werden können. Infolge der Druckbeaufschlagung gegen in Umfangsrichtung geneigte Angriffsflächen wird die axiale Bewegung der Druckbeaufschlagungs- elemente zuverlässig und mit geringem Aufwand in eine Rotationsbewegung des Flansches und damit auch der inneren Ventilhülse umgesetzt.
Besonders bevorzugt weisen die Angriffsflächen unterschiedliche, insbesondere entgegengesetzte Neigungen auf, und es kann nur ein Teil der Druckbeaufschlagungselemente unter Druck gesetzt werden. Abhängig von der Richtung der Angriffsflächenneigung der unter Druck gesetzten Druckbeaufschlagungselemente erzeugt der Aktuator eine Relativdrehung zwischen der Eingangswelle und der inneren Ventilhülse in einer ersten oder einer entgegengesetzten zweiten Richtung.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
- Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Servoventils; - Figuren 2a und 2b jeweils eine vergrößerte Detailansicht des erfindungsgemäßen Servoventils nach Figur 1 ;
- Figuren 3a bis 3c zwei Längsschnitte und einen zugehörigen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Servoventils in einer ersten Ausführungsform;
- Figur 4 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Servoventils in einer zweiten Ausführungsform;
- Figur 5 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Servoventils in einer dritten Ausführungsform;
- Figuren 6a bis 6c einen Längsschnitt sowie zwei Seitenansichten eines erfindungsgemäßen Servoventils in einer Mittenstellung; - Figuren 7a bis 7c einen Längsschnitt sowie zwei Seitenansichten eines erfindungsgemäßen Servoventils in einer ersten Ventilendstellung; und
- Figuren 8a bis 8c einen Längsschnitt sowie zwei Seitenansichten eines erfindungsgemäßen Servoventils in einer zweiten Ventilendstellung.
Die Figur 1 zeigt ein Servoventil 8 mit einer drehbaren Eingangswelle 10, der erste Steuernuten zugeordnet sind, und einer äußeren Ventilhülse 12, die mit der
Eingangswelle 10 gekoppelt ist und in der zweite Steuemuten ausgebildet sind.
Die Eingangswelle 10 ist relativ zur äußeren Ventilhülse 12 um eine Achse A drehbar, und die ersten und zweiten Steuernuten wirken so zusammen, daß sie einen Durchflußquerschnitt im Servoventil 8 festlegen. Des weiteren ist eine Ausgangswelle 14 mit einem Ritzel 16 zu sehen, wobei das Ritzel 16 im eingebauten Zustand des Servoventil 8 in bekannter Weise mit einer Zahnstange zusammenwirkt, um über Spurstangen lenkbare Räder eines Fahrzeugs bewegen zu können.
Der bis dahin beschriebene Aufbau des Servoventils 8 mit der durch eine Lenkhandhabe betätigbaren Eingangswelle 10, der äußeren Ventilhülse 12 und
der Ausgangswelle 14, wobei der Eingangswelle 10 und der äußeren Ventilhülse 12 zusammenwirkende Steuernuten zugeordnet sind, ist aus dem Stand der Technik bekannt. Das Funktionsprinzip eines solchen Servoventils ist ebenfalls im Stand der Technik beschrieben, so daß hier nicht weiter darauf eingegangen wird.
An einem der Eingangswelle 10 zugewandten axialen Ende 18 der äußeren Ventilhülse 12 ist ein Flansch 20 sowie ein Führungsbauteil 22 vorgesehen, wobei in der Figur 1 zwischen dem Flansch 20 und dem Führungsbauteil 22 bereits Druckbeaufschlagungselemente Xi, X 2 zu erkennen sind. Das Führungs- bauteil 22, die Druckbeaufschlagungselemente und der Flansch 20 sind Bauteile eines Aktuators 26 der unabhängig von einem Handmoment, welches über die Eingangswelle 10 aufgebracht wird, den Durchflußquerschnitt im Servoventil 8 verändern kann. Das Führungsbauteil 22 ist im vorliegenden Fall eine über die Eingangswelle 10 gestülpte Führungshülse, wobei das Führungsbauteil 22 fest, insbesondere drehfest mit der Eingangswelle 10 verbunden ist. Beispielsweise ist das Führungsbauteil 22 mit der Eingangswelle 10 verschweißt, verlötet, verstiftet oder verpreßt.
Die Figuren 2a und 2b zeigen Seitenansichtdetails des Servoventils 8 aus
Figur 1 im Bereich des Aktuators 26. Die Blickrichtungen der beiden Seiten- ansächten verlaufen unter 90°, so daß die Figur 2b mit anderen Worten eine
Draufsicht der Figur 2a ist, wobei die Blickrichtung in Figur 2a durch einen vertikalen Pfeil angedeutet ist.
über den Umfang des Flansches 20 bzw. des Führungsbauteils 22 sind vier Druckbeaufschlagungselemente X 1 , X 2 , X 3 und X 4 gleichmäßig verteilt. Im Flansch 20 sind kalottenähnliche Ausnehmungen 30 mit geneigten oder gekrümmten Angriffsflächen 28 ausgebildet, wobei die Druckbeaufschlagungselemente Xi bis X 4 an den Angriffsflächen 28 anliegen.
Ferner sind im Führungsbauteil 22 zwei Ringnuten 34, 36 zu erkennen, wobei eine erste Ringnut 34 in radialer Richtung tiefer ausgeführt ist als eine zweite Ringnut 36. Der Aktuator 26 ist im dargestellten Beispiel druckgesteuert und kann über die Ringnuten 34, 36 die Druckbeaufschlagungselemente Xi bis X 4 gegen den Flansch 20 beaufschlagen.
Die Figuren 3a bis 3c zeigen den erfindungsrelevanten Teil einer ersten Ausführungsform des Servoventils 8 im Längsschnitt bzw. im Querschnitt. Aus diesen Schnitten wird deutlich, daß eine innere Ventilhülse 38 vorgesehen ist, die mit der Eingangswelle 10 gekoppelt und relativ zur Eingangswelle 10 drehbar ist. In radialer Richtung gesehen ist die innere Ventilhülse 38 zwischen der Eingangswelle 10 und der äußeren Ventilhülse 12 angeordnet, so daß die innere Ventilhülse 38 die Eingangswelle 10 umschließt und die äußere Ventilhülse 12 die innere Ventilhülse 38 umschließt.
Aus den Figuren 3a und 3b wird auch deutlich, daß der von außen sichtbare Flansch 20 fest mit der inneren Ventilhülse 38 verbunden ist. In einer bevorzugten Ausführungsform sind der Flansch 20 und die innere Ventilhülse 38 einstückig ausgeführt, alternativ kann der Flansch 20 jedoch auch separat ausgeführt und mit der inneren Ventilhülse 38 verschweißt oder auf eine andere Art und Weise an der inneren Ventilhülse 38 befestigt sein (z.B. verpreßt). Der Schnitt in Figur 3a ist durch die Druckbeaufschlagungselemente X 1 , X 3 geführt, welche in Führungen 40 des Führungsbauteils 22 in axialer Richtung verschieblich geführt sind. Die Druckbeaufschlagungselemente X 1 , X 3 stehen jeweils über einen Druckkanal 42 mit der zweiten Ringnut 36 in Verbindung und grenzen jeweils auf der dem Druckkanal 42 entgegengesetzten Seite an eine Angriffsflächen 28 des Flansches 20 an. Die Druckbeaufschiagungselemente X 2 , X 4 (vgl. Fig. 3c) sind auch axialverschieblich geführt und grenzen ebenfalls jeweils an eine Angriffsfläche 28 des Flansches 20 an. Im Unterschied zu den Druckbeaufschlagungselementen X 1 , X 3 stehen sie jedoch über einen Druckkanal 44 mit der ersten Ringnut 34 in Verbindung (in Figur 3a gestrichelt angedeutet), und die Angriffsflächen 28 der Ausnehmungen 30 sind in Umfangsrichtung entgegen den Angriffsflächen der Druckbeaufschlagungselementen Xi, X 3 geneigt (vgl. z.B. Figuren 2a und b).
Es wird explizit darauf hingewiesen, daß die beschriebene Ventilausführung mit vier Druckbeaufschlagungselementen X 1 bis X 4 lediglich beispielhaft zu verstehen ist. Die Anzahl der Druckbeaufschiagungselemente ist für die Erfindungsidee unerheblich, wobei sich jedoch die Verwendung einer geraden Anzahl, insbesondere von vier, sechs oder acht Druckbeaufschlagungselementen als besonders vorteilhaft darstellt. In einer solchen Ausführung sind die
Druckbeaufschlagungselemente in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt, stehen abwechselnd mit der ersten Ringnut 34 bzw. der zweiten Ringnut 36 in Verbindung und grenzen an Angriffsflächen 28 an, die in Umfangsrichtung abwechselnd in der einen und der entgegengesetzten anderen Richtung geneigt sind.
In den Figuren 3a bis 3c ist außerdem ein Zentrierelement 46 zu sehen, welches die innere Ventilhülse 38 relativ zur Eingangswelle 10 in eine vordefinierte Position, vorzugsweise die Mittenposition beaufschlagt. In der ersten Ausführungsform des Servoventils 8 gemäß den Figuren 3a bis 3c ist dieses Zentrierelement 46 eine C-Feder, welche durch einen Mitnehmerstift 48 mit der Eingangswelle 10 und durch einen axialen Vorsprung 50 der inneren Ventilhülse 38 mit der inneren Ventilhülse 38 gekoppelt ist. Das Zentrierelement 46 wirkt einer Relativverdrehung zwischen der Eingangswelle 10 und der inneren Ventilhülse 38 entgegen und beaufschlagt die Eingangswelle 10 und die innere Ventilhülse 38 in die in den Figuren 3a bis 3c gezeigte Mittenstellung des Servoventils 8. Im Grenzfall einer C-Feder mit unendlicher Federhärte würde die Eingangswelle 10 und die innere Ventilhülse 38 wie ein einstückiges, starres Bauteil wirken. Der Aktuator 26 hätte dann keinerlei Funktion, und das Servoventil 8 würde wie ein herkömmliches Drehschieberventil wirken, wobei die herkömmliche Eingangswelle dann aus der Eingangswelle 10, der inneren Ventilhülse 38, dem Aktuator 26 und dem Zentrierelement 46 bestehen würde.
In der Figur 4 ist ein Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform des Servoventils 8 gezeigt, wobei der dargestellte Schnitt im wesentlichen dem Schnitt der Figur 3a entspricht. Der einzige Unterschied liegt in der veränderten Form der Druckbeaufschlagungselemente X 1 bis X 4 . In der zweiten Ausführungsform sind die Druckbeaufschlagungselemente Vollkugeln, wohingegen sie in einer vorteilhaften Weiterbildung gemäß Figur 3a Halbkugeln mit zylinderförmigem Fortsatz sind. Auf die Funktionsweise des beschriebenen Servoventils 8 und die Vorteile der verschiedenen Formen der Druckbeaufschlagungselemente X 1 bis X 4 wird weiter unten in der Beschreibung der Figuren 6 bis 8 eingegangen.
Die Figur 5 zeigt eine dritte Ausführungsform des Servoventils 8, wobei diese Ausführungsform der zweiten Ausführungsform gemäß Figur 4 sehr ähnlich ist. In Figur 5 ist kein „gerader Vollschnitt", sondern ein „aufgeklappter Sektorschnitt"
dargestellt, d.h. die geschnitten dargestellten Druckbeaufschlagungselemente X 2 , X 3 sind im Servoventil 8 nicht gegenüber, sondern benachbart (unter 90°) angeordnet. Dementsprechend ist der Druckkanal 44 der Führung 40 des Druckbeaufschlagungselements X 2 auch mit der ersten Ringnut 34 verbunden, wohingegen der Druckkanal 42 der Führung 40 des Druckbeaufschlagungselements X 3 mit der zweiten Ringnut 36 verbunden ist. Die Schnittführung ist in Figur 3c gepunktet dargestellt.
Die Besonderheit in der dritten Ausführungsform liegt in der veränderten Ausgestaltung des Zentrierelements 46. Die zuvor beschriebene C-Feder wurde in dieser Ausführungsform durch federbeaufschlagte Kugeln 52 ersetzt, welche in Radialbohrungen 54 der Eingangswelle 10 eingesetzt sind, so daß die Kugeln 52 radial nach außen gedrückt werden. Die federbeaufschlagten Kugeln 52 werden dadurch in Gleitnuten 56 gepreßt, die an der Innenseite der inneren Ventilhülse 38 ausgebildet sind. Die Gleitnuten 56 haben in Umfangsrichtung eine veränderliche Tiefe, wobei sich die tiefste Stelle der Gleitnuten 56 in der Ventilmittenstellung jeweils gegenüber einer Radialbohrung 54 befindet. Ohne eine entgegenwirkende Kraft wird die innere Ventilhülse 38 relativ zur Eingangswelle 10 so verdreht, daß die druckfederbeaufschlagten Kugeln 52 an der Stelle mit der größten Nuttiefe angreifen. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die innere Ventilhülse 38 relativ zur Eingangswelle 10 in die Ventilmittenstellung beaufschlagt wird, analog zu den vorherigen Ausführungsformen.
Die Funktionsweise des Servoventils 8 wird im folgenden anhand der Figuren
6 bis 8 beschrieben, wobei sich das Servoventil 8 in den Figuren 6a bis 6c in einer Ventilmittenstellung, in den Figuren 7a bis 7c in einer ersten Ventilend- Stellung und in den Figuren 8a bis 8c in einer entgegengesetzten zweiten
Ventilendstellung befindet.
In der Ventilmittenstellung gemäß den Figuren 6a bis 6c sind die Drücke in der ersten und zweiten Ringnut 34, 36 im wesentlichen identisch, so daß alle Druckbeaufschlagungselemente X 1 bis X 4 gleichmäßig beaufschlagt sind. Bei- spielsweise sind beide Ringnuten 34, 36 drucklos, so daß sich die dargestellte Ventilmittenstellung in Folge der Wirkung des Zentrierelements 46 einstellt. Bevorzugt herrscht jedoch in den Ringnuten 34, 36 ein geringer überdruck, um die Druckbeaufschlagungselemente X 1 bis X 4 stets in Anlage mit den Angriffs-
flächen 28 und damit in einer definierten Position zu halten. Alternativ oder zusätzlich können in den Führungen 40 auch Federn vorgesehen sein, um eine definierte Position der Druckbeaufschlagungselemente X 1 bis X 4 sicherzustellen. Der überdruck und/oder die Federkraft der Federn wird dabei so gewählt, daß sich keine Verdrehung der inneren Ventilhülse 38 relativ zur äußeren Ventilhülse 12 einstellt und das Servoventil 8 folglich in seiner Mittenstellung bleibt. Gemäß der Figur 6b befindet sich das Druckbeaufschlagungselement X 3 sowie das gegenüberliegende Druckbeaufschlagungselement X 1 etwa in der Mitte der jeweils zugeordneten geneigten Angriffsfläche 28. Auch das Druckbeaufschlagungselement X 4 sowie das gegenüberliegende
Druckbeaufschlagungselement X 2 befinden sich gemäß Figur 6c etwa in der Mitte der jeweils zugeordneten geneigten Angriffsfläche 28, wobei jedoch darauf hingewiesen wird, daß die geneigten Flächen der Druckbeaufschlagungselemente Xi, X 3 und der Druckbeaufschlagungselement X 2 , X 4 in Umfangsrichtung entgegengesetzt geneigt sind.
Die Figuren 7a bis 7c zeigen das Servoventil 8 im Bereich einer ersten Ventilendstellung. Die erste Ventilendstellung ist dabei so definiert, daß sich die zusammenwirkenden Steuernuten aus ihrer Mittenstellung relativ zueinander in einer Richtung maximal verdreht haben. Bei einer Verdrehung in der anderen, entgegengesetzten Richtung wird entsprechend die zweite Ventälendstellung (vgl. Figuren 8a bis 8c) erreicht. üblicherweise sind die zusammenwirkenden Steuernuten in einer der Ventilendstellungen gegenüber der Mittenstellung um ca. 3° verdreht.
Um das Servoventil 8 ohne Aufbringen eines Handmoments in die erste Ventilendstellung zu bewegen, wird die zweite Ringnut 36 mit Druck beaufschlagt, so daß die Druckbeaufschlagungselemente X 1 bis X 4 unter
Drehung des Flansches 20 und damit der inneren Ventilhülse 38 auf den geneigten Angriffsflächen 28 gleiten. Die Druckbeaufschlagungselemente X 1 , X 3 werden dabei in axialer Richtung aus ihren Führungen 40 heraus in Richtung zur Ausgangswelle 14 (in den Figuren 7a bis 7c nach links) gedrückt. Die
Druckbeaufschlagungselemente X 2 , X 4 werden durch diese Verdrehung des
Flansches 20 bzw. der inneren Ventilhülse 38 in entgegengesetzter Richtung in ihre Führungen 40 hineingedrückt (Figur 7c).
Um das Servoventil 8 gemäß den Figuren 8a bis 8c in eine zweite Ventilendstellung zu bewegen, wird die erste Ringnut 34 unter Druck gesetzt, so daß sich die Druckbeaufschlagungselement X 2 , X 4 aus ihren Führungen 40 heraus in Richtung zur Ausgangswelle 14 (in den Figur 8a bis 8c nach links) bewegen. Die Druckbeaufschlagungselemente X 2 , X 4 gleiten dabei auf ihren zugeordneten, geneigten Angriffsflächen 28 so, daß sich der Flansch 20 und die innere Ventilhülse 38 relativ zum Führungsbauteil 22 bzw. der Eingangswelle 10 verdrehen. In diesem Fall werden die Druckbeaufschlagungselemente X 1 , X 3 in ihre jeweils zugeordneten Führungen 40 hineingedrückt. In der Figur 8b ist dies als eine Verschiebung des Druckbeaufschlagungselements X 3 nach rechts dargestellt.
Gemäß den obigen Ausführungen befinden sich die Druckbeaufschlagungselemente X 1 , X 3 in der zweiten Ventilendstellung auf ihrem „höchsten" Punkt bezüglich ihrer zugeordneten Ausnehmung 30, und die Druckbeaufschlagungselemente X 2 , X 4 befinden sich auf ihrem „tiefsten" Punkt bezüglich ihrer zugeordneten Ausnehmungen 30. Da die Angriffsflächen 28 der Druckbeaufschlagungselemente X 1 , X 3 in Umfangsrichtung entgegengesetzt zu den Angriffsflächen 28 der Druckbeaufschlagungselemente X 2 , X 4 geneigt sind, können die Eingangswelle 10 und die innere Ventilhülse 38 ausgehend von der Mittenstellung relativ zueinander in beide Richtungen verdreht werden. Die Druckbeaufschlagungseiemente X 1 bis X 4 sind unabhängig von der
Ventilstellung in ihren jeweiligen Führungen 40 dichtend geführt. Im Falle einer Ausführung der Druckbeaufschlagungseiemente X 1 bis X 4 als Halbkugeln mit zylinderförmigen Fortsatz (vgl. z.B. Figur 3a) ist eine besonders gute Dichtwirkung zu erzielen, da die Druckbeaufschlagungseiemente X 1 bis X 4 jeweils über die gesamte axiale Abmessung ihres zylinderförmigen Fortsatzes dichtend an der Führung 40 anliegen.
Bei einer Ausführung der Druckbeaufschlagungseiemente Xi bis X 4 als Vollkugeln (vgl. z.B. Figuren 4 und 5) besteht eine geringere Dichtwirkung, da die Kugel in axialer Richtung gesehen lediglich in einem Punkt, nämlich dem Kugeldurchmesser an der Führung 40 anliegt. Der Vorteil einer Kugelausführung liegt in der geringeren Reibung innerhalb des Aktuators 26, da die Kugeln bei einer Druckbeaufschlagung entlang der geneigten Angriffsflächen 28 rollen können. In der Ausführung gemäß Figur 3a ist ein Rollen der Druckbeauf-
schlagungselemente X 1 bis X 4 nicht möglich, so daß die Druckbeaufschlagungselemente X 1 bis X 4 entlang den geneigten Angriffsflächen 28 gleiten, wobei verglichen mit der niedrigeren Rollreibung eine erhöhte Gleitreibung entsteht.