ES2216370T3 - Valvula de control para direccion asistida a contrapresion. - Google Patents

Abstract

VALVULA DE CONTROL DEL FLUIDO HIDRAULICO (18) PARA UN MECANISMO DE SERVODIRECCION (10) QUE INCLUYE UNA PRIMERA Y UNA SEGUNDA PIEZA DE VALVULA (60,62) QUE PUEDEN GIRAN UNA EN RELACION CON LA OTRA Y DIRIGEN EL FLUIDO HIDRAULICO PARA QUE PASE ENTRE LAS PIEZAS (60,62) DESDE LOS ORIFICIOS DE ENTRADA (70) A LOS DE SALIDA (92). LAS PIEZAS DE VALVULA (60,62) TIENEN ACANALADURAS (81-89, 21-129) Y ESPACIOS ENTRE ESTAS (71-19, 101-109) OPUESTOS RADIALMENTE QUE DEFINEN ORIFICIOS (130) QUE SE ESTRECHAN TRAS EL GIRO RELATIVO DE LAS PIEZAS DE VALVULA (60,62) DESDE POSICIONES NEUTRAS. SE SITUAN EN PARALELO UN PAR DE ORIFICIOS QUE SE ESTRECHAN (130B,130C) ENTRE LOS ORIFICIOS DE ENTRADA (90) Y LOS DE SALIDA (92). CADA UNO DE LOS ORIFICIOS QUE SE ESTRECHAN (130B,130C) ESTA DEFINIDO POR UNA PARTE DE ESQUINA BISELADA CORRESPONDIENTE DE UN ESPACIO ENTRE ACANALADURAS RESPECTIVO (101,102). LAS PIEZAS DE VALVULA (60,62) LE PROPORCIONAN PRESION AUXILIAR A LOS ORIFICIOS SELECCIONADOS ENTRE LOS ORIFICIOS DE SALIDA (92) Y DE ENTRADA (90). LOS ORIFICIOS SELECCIONADOS EN QUE SE PROPORCIONA LA PRESION AUXILIAR INCLUYEN SOLO UNO (130C) DEL PAR DE ORIFICIOS PARALELOS QUE SE ESTRECHAN (130B,130C).

Description

Válvula de control para dirección asistida a contrapresión.

Campo técnico

La presente invención se refiere a una válvula de control de fluido hidráulico para un engranaje de dirección asistida.

Antecedentes de la invención

Una válvula de control de fluido hidráulico conocida para un engranaje de dirección asistida incluye un núcleo de válvula que puede girar dentro de un manguito de válvula; véase por ejemplo US 5 417 244. El núcleo y el manguito controlan la presión de fluido hidráulico que fluye a través de la válvula entre una bomba, un depósito, y un par de cámaras de fluido opuestas en lados opuestos de un pistón en un motor hidráulico. Cuando el núcleo y el manguito están en posiciones neutras, las presiones de fluido hidráulico en las cámaras de fluido opuestas son iguales. Cuando el núcleo y el manguito se giran desde las posiciones neutras, una pluralidad de mesetas y ranuras en el núcleo y el manguito cooperan para incrementar la presión del fluido hidráulico en una de las cámaras de fluido opuestas de manera que proporcionen potencia hidráulica de dirección asistida al engranaje de dirección.

Resumen de la invención

Según la presente invención, un aparato incluye elementos de válvula primero y segundo relativamente rotativos que dirigen fluido hidráulico de modo que fluya entre los elementos de válvula desde orificios de entrada a orificios de retorno. Los elementos de válvula tienen mesetas radialmente opuestas y ranuras que definen orificios que se ensanchan y orificios que se estrechan a la rotación relativa de los elementos de válvula desde posiciones neutras donde las porciones superficiales exteriores del núcleo interior de válvula están espaciadas radialmente hacia dentro de las porciones superficiales cilíndricas concéntricas interiores del manguito exterior de válvula.

Un par de los orificios de estrechamiento están situados en paralelo entre los orificios de entrada y los orificios de retorno. Cada uno de los orificios de estrechamiento paralelos se define por una esquina achaflanada de una meseta correspondiente de las mesetas. Además, los elementos de válvula incluyen medios para obtener contrapresión solamente en uno de los orificios de estrechamiento paralelos.

Una válvula de control de fluido hidráulico construida según la presente invención estabiliza el pistón en un motor hidráulico asociado, y además estabiliza el núcleo y manguito en la válvula, proporcionando contrapresión en los orificios de estrechamiento que comunican con la cámara de fluido en el lado de baja presión del pistón. Esto contribuye a mejorar la "sensación" de dirección y también a reducir el ruido.

Breve descripción de los dibujos

Otras características de la presente invención serán evidentes a los expertos en la materia a la que se refiere la presente invención por la lectura de la descripción siguiente con referencia a los dibujos anexos, en los que:

La figura 1 es una vista de un aparato que incluye una primera realización de la presente invención.

La figura 2 es una vista de partes del aparato de la figura 1, representándose algunas partes en sección y representándose otras partes esquemáticamente.

La figura 3 es una vista similar a la figura 2 mostrando partes en posiciones diferentes.

La figura 4 es una vista parcial ampliada de partes mostradas en la figura 2.

La figura 5 es una vista ampliada que muestra una relación superpuesta de partes mostradas en la figura 4.

La figura 6 es una vista de una parte mostrada plenamente en las figuras 2 y 3.

La figura 7 es una vista similar a la figura 5 mostrando partes de un aparato que incluye una segunda realización de la presente invención.

La figura 8 es un gráfico que muestra características de rendimiento del aparato de la figura 7.

La figura 9 es una vista similar a la figura 4 mostrando partes de un aparato que incluye una tercera realización de la presente invención.

Y la figura 10 es una vista similar a la figura 9 mostrando partes de un aparato que incluye una cuarta realización de la presente invención.

Descripción de realizaciones preferidas

Un engranaje hidráulico de dirección asistida 10 incluyendo una primera realización de la presente invención se representa en la figura 1. El engranaje de dirección 10 es un engranaje de dirección de cremallera y piñón asistida hidráulicamente incluyendo una carcasa 12, una cremallera de dirección 14 y un eje de entrada 16. Como se representa esquemáticamente en la figura 1, el engranaje de dirección 10 incluye además una válvula de control de fluido hidráulico 18 que se contiene en la carcasa 12.

La cremallera 14 se extiende longitudinalmente a través de una porción inferior 20 de la carcasa 12 a lo largo de un eje horizontal 21, y se soporta para movimiento con relación a la carcasa 12 a lo largo del eje 21. Cuando el engranaje de dirección 10 se instala en un vehículo, los extremos opuestos (no representados) de la cremallera 14 están conectados a articulaciones de dirección que, a su vez, conectan el engranaje de dirección 10 a un par de ruedas dirigibles del vehículo.

El eje de entrada 16 sobresale hacia fuera de una porción superior 22 de la carcasa 12 a lo largo de otro eje 23, y puede girar alrededor del eje 23 en respuesta a la rotación del volante de dirección del vehículo. El engranaje de dirección 10 opera para mover la cremallera 14 a lo largo del eje 21 en respuesta a la rotación del eje de entrada alrededor del eje 23. El engranaje de dirección 10 acciona así las articulaciones de dirección para dirigir las ruedas de vehículo en respuesta a la rotación del volante.

Otras partes del engranaje de dirección 10 incluyen un piñón diferencial 24 y un pistón 26. El piñón diferencial 24 está conectado con el eje de entrada 16 por una barra de torsión 28, y se soporta para rotación alrededor del eje 23 en enganche de engrane con una fila de dientes de cremallera 30 en la cremallera 14. Una sección tubular 32 de la porción inferior de carcasa 20 funciona como un cilindro de potencia. El pistón 26 está fijado a la cremallera 14 dentro del cilindro de potencia 32. Un par de cámaras de fluido hidráulico de volumen variable 34 y 36 están situadas en el cilindro de potencia 32 en lados opuestos del pistón 26.

La válvula 18 comunica con la primera cámara 34 en el cilindro de potencia 32 mediante un primer conducto bidireccional 40. La válvula 18 comunica con la segunda cámara 36 en el cilindro de potencia 32 mediante un segundo conducto bidireccional 42. Como también se representa esquemáticamente en la figura 1, la válvula 18 recibe fluido hidráulico de un depósito 44 y una bomba 46 mediante un conducto de entrada 48. La bomba 46 podría ser una bomba de flujo variable, y podría ser movida por un motor eléctrico o por el motor de vehículo. Un conducto de salida 50 expulsa fluido hidráulico de la válvula 18 al depósito 44.

La válvula 18 opera en respuesta a la rotación del eje de entrada 16 con el volante de dirección del vehículo. Cuando el eje de entrada 16 gira con el volante en una primera dirección alrededor del eje 23, gira ligeramente con relación al piñón diferencial 24. La barra de torsión 28 se flexiona para permitir tal rotación del eje de entrada 16 con relación al piñón diferencial 24. La válvula 18 responde al desplazamiento rotacional resultante abriendo recorridos de flujo de fluido hidráulico que se extienden a través de la válvula 18 del conducto de entrada 48 al primer conducto de flujo bidireccional 40. La válvula 18 cierra simultáneamente los recorridos de flujo de fluido hidráulico que se extienden a través de la válvula 18 del segundo conducto de flujo bidireccional 42 al conducto de salida 50. Un flujo de fluido hidráulico resultante de la bomba 46, y una presión diferencial resultante del fluido hidráulico que actúan a través del pistón 26, hacen que el pistón 26 y la cremallera 14 se desplacen a la derecha, según se ve en la figura 1, a lo largo del eje 21. Esto hace que el varillaje de dirección dirija las ruedas del vehículo en una primera dirección.

Cuando la cremallera se mueve a lo largo del eje 21 con el pistón 26, el piñón diferencial 24 gira en enganche de engrane con los dientes de cremallera 30. El piñón diferencial 24 gira después alrededor del eje 23 con relación al eje de entrada 16 a modo de seguimiento para cancelar el desplazamiento rotacional entre el piñón diferencial 24 y el eje de entrada 16. La válvula 18 responde cerrando los recorridos de flujo de fluido hidráulico previamente abiertos. Esto iguala las presiones de fluido hidráulico que actúan en el pistón 26 en las dos cámaras 34 y 36 en el cilindro de potencia 32, y hace que el pistón 26 y la cremallera 14 dejen de moverse a lo largo del eje 21.

Cuando las ruedas de vehículo han de ser dirigidas en una dirección contraria, el eje de entrada 16 se hace girar con el volante en una dirección contraria alrededor del eje 23, y de nuevo gira ligeramente con relación al piñón diferencial 24 a la flexión de la barra de torsión 28. La válvula 18 responde presionizando la segunda cámara 36 y evacuando simultáneamente la primera cámara 34. El pistón 26 y la cremallera 14 se desplazan después axialmente a la izquierda, como se observa en la figura 1. Una rotación de seguimiento resultante del piñón diferencial 24 con relación al eje de entrada 16 hace que la válvula 18 iguale de nuevo las presiones de fluido hidráulico en las dos cámaras 34 y 36 en el cilindro de potencia 32.

Como se representa en la figura 2, la válvula 18 incluye un núcleo de válvula 60 y un manguito de válvula 62. El núcleo 60 y el manguito 62 tienen formas generalmente cilíndricas centradas en el eje 23. El núcleo 60 se define por una sección del eje de entrada 16 (figura 1). El manguito 62 está conectado con una porción de extremo superior del piñón diferencial 24 (figura 1). Por consiguiente, el núcleo 60 y el manguito 62 giran uno con relación a otro cuando el eje de entrada 16 y el piñón diferencial 24 giran uno con relación a otro. Como se describe con detalle a continuación, el núcleo 60 y el manguito 62 varían después los recorridos de flujo de fluido hidráulico que se extienden a través de la válvula 18 de manera que algunos recorridos de flujo estén relativamente no estrechados y algunos recorridos de flujo estén relativamente estrechados. Por lo tanto, los flujos a presión de fluido hidráulico se dirigen a través de la válvula 18 entre la bomba 46 y las cámaras de fluido 34 y 36 en el cilindro de potencia 32, como se ha descrito anteriormente con referencia a la figura 1.

El manguito 62 tiene una periferia radialmente interna 64 que se extiende circunferencialmente alrededor del núcleo 60. La periferia interna 64 del manguito 62 tiene un contorno ondulante definido por una pluralidad de mesetas y ranuras espaciadas circunferencialmente. Específicamente, el manguito 62 tiene nueve mesetas 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78 y 79 que están espaciadas circunferencialmente alrededor del eje 23. El manguito 62 también tiene nueve ranuras 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88 y 89, cada una de las cuales está situada circunferencialmente entre un par de mesetas adyacentes.

Tres orificios de entrada 90 se extienden radialmente hacia dentro a través del manguito 62' en las posiciones de la primera meseta 71, la cuarta meseta 74, y la séptima meseta 77. Como se representa esquemáticamente en la figura 2, los orificios de entrada 90 reciben fluido hidráulico de la bomba 46. Como también se representa esquemáticamente en la figura 2, algunas ranuras en el manguito 62 comunican con las cámaras de fluido 34 y 36 en el cilindro de potencia 32 (figura 1), y algunas ranuras comunican con el depósito 44. Específicamente, las ranuras primera, cuarta y séptima 81, 84 y 87 comunican con la cámara 36 en el lado derecho del pistón 26. Las ranuras tercera, sexta y novena 83, 86 y 89 comunican con la otra cámara 34 en el lado izquierdo del pistón 26. Las ranuras segunda, quinta y octava 82, 85 y 88 comunican con el depósito 44 mediante orificios de salida 92 (representados esquemáticamente) en los extremos de las ranuras 82, 85 y 88.

El núcleo 60 también tiene un contorno ondulado definido por mesetas y ranuras espaciadas circunferencialmente. Éstas incluyen nueve mesetas 101-109 y nueve ranuras 121-129. Las mesetas 101-109 en el núcleo 60 están situadas radialmente enfrente de las ranuras 81-89 en el manguito 62. Las ranuras 121-129 en el núcleo 60 están situadas radialmente enfrente de las mesetas 71-79 en el manguito 62. Por consiguiente, las esquinas adyacentes de las mesetas 71-79 y 101-109 definen dieciocho orificios 130 entre las ranuras 81-89 y 121-129.

Cuando no se está realizando ninguna maniobra de dirección, el núcleo 60 y el manguito 62 están situados en posiciones neutras, como se representa en la figura 2. Después fluye fluido hidráulico desde los orificios de entrada 90 a los orificios de salida 92 a través de las ranuras 121-129, los orificios 130, y las ranuras 81-89. Dicho flujo resulta de una caída de presión entre la bomba 46 y el depósito 44. Sin embargo, no hay presión diferencial entre las cámaras de fluido 34 y 36 en el cilindro de potencia 32 cuando no se está realizando una maniobra de dirección. Por consiguiente, no hay presión diferencial entre el conjunto de ranuras 81, 84 y 87 que comunican con la cámara derecha 36 y el otro conjunto de ranuras 83, 86 y 89 que comunican con la cámara izquierda 34.

Cuando el volante de dirección del vehículo y el eje de entrada 16 (figura 1) se giran a la izquierda, el núcleo 60 gira con relación al manguito 62 en una dirección hacia la izquierda, según se ve en las figuras 2 y 3. Nueve de los dieciocho orificios 130 se ensanchan después, y los otros nueve orificios 130 se estrechan después. Esto hace que aumente la presión del fluido hidráulico del conjunto de ranuras 83, 86 y 89 que comunican con la cámara izquierda 34 en el cilindro de potencia 32, y simultáneamente hace que la presión del fluido hidráulico se incremente una menor cantidad en el conjunto de ranuras 81, 84 y 87 que comunican con la cámara derecha 36. De esta manera, una porción pequeña del flujo de fluido hidráulico que se extiende desde los orificios de entrada 90 a los orificios de salida 92 se desvía a la cámara izquierda 34 mediante las ranuras 83, 86 y 89. Un flujo igual de fluido hidráulico es expulsado simultáneamente de la cámara derecha 36 a las ranuras correspondientes 81, 84 y 87. El pistón 26 y la cremallera 14 se desplazan después a la derecha, según se ve en la figura 1. Esto hace que las articulaciones de dirección giren las ruedas dirigibles del vehículo a la izquierda.

Como se representa en la vista ampliada de la figura 4, uno de los orificios 130 que se ensancha se diferencia de tres de los orificios 130 que se estrechan a la rotación del núcleo 60 desde la posición neutra de la figura 2 a la posición desplazada de la figura 3. Específicamente, uno de los orificios de ensanchamiento 130 se designa por el número de referencia 130a en la figura 4. Un par adyacente de orificios de estrechamiento 130 se designan por los números de referencia 130b y 130c. Los orificios de estrechamiento 130b y 130c definen extremos circunferencialmente opuestos de una región de alta presión 140 situada dentro de la válvula 18 entre la bomba 46 y la cámara izquierda de fluido 34. Otro orificio de estrechamiento 130 se designa por el número de referencia 130d. Los orificios de estrechamiento 130d y 130c definen extremos circunferencialmente opuestos de una región de presión baja 142 que está situada dentro de la válvula 18 entre la cámara derecha de fluido 36 y el depósito 44.

Como se ha descrito anteriormente, fluido hidráulico fluye continuamente entre el núcleo 60 y el manguito 62 desde los orificios de entrada 90 a los orificios de salida 92. Por consiguiente, el orificio de estrechamiento 130d de la figura 4 está situado hacia abajo del orificio de estrechamiento 130c. El orificio de estrechamiento 130d proporciona así contrapresión en el orificio de estrechamiento 130c cuando el núcleo 60 está girando desde la posición neutra de la figura 2 hacia la posición desplazada de la figura 3. Sin embargo, no se aplica contrapresión en el orificio de estrechamiento 130b en el extremo circunferencialmente opuesto de la región de alta presión 140. Esto es debido a que el orificio situado hacia abajo adyacente siguiente 130e se está ensanchando en lugar de estrechando. Una fuerza de contrapresión estabilizante se aplica al pistón 26 en la cámara de fluido a baja presión 36 aplicando contrapresión al flujo en el orificio de estrechamiento 130c, mientras que no aplica contrapresión al flujo al orificio de estrechamiento 130b, de esta manera. Esto resulta de las formas achaflanadas de las porciones de esquina de las mesetas 109, 101, y 102 junto a los orificios 130b, 130c y 130d, respectivamente.

La figura 5 muestra las porciones de esquina achaflanadas de las mesetas 109, 101 y 102 en los orificios 130b, 130c, y 130d, respectivamente, en una relación superpuesta de perfiles radiales para comparación entre sí. La meseta 109 tiene una superficie cilíndrica 150 con un perfil radial circular centrado en el eje 23 de rotación. La meseta 109 tiene además una superficie de borde 152 que está inclinada radialmente hacia dentro de la superficie cilíndrica 150 a la esquina adyacente 154 de la meseta 109. La superficie de borde 152 incluye una pluralidad de superficies más pequeñas que tienen perfile radiales distintos. Éstas incluyen una primera faceta plana 156, una segunda faceta plana 158, y una superficie intermedia arqueada 160. La primera faceta 156 se extiende desde la superficie cilíndrica 150 a la superficie intermedia 160. La segunda faceta 158 está inclinada radialmente hacia dentro con relación a la primera faceta 156, y se extiende en sentido opuesto desde la esquina 154 a la superficie intermedia 160. La superficie intermedia 160 es tangente a cada una de las facetas 156 y 158.

La meseta 101 tiene una superficie cilíndrica 170 concéntrica con la superficie cilíndrica 150 de la meseta 109. La meseta 101 también tiene una superficie de borde 172 que se ahusa radialmente hacia dentro de la superficie cilíndrica 170 a la esquina adyacente 174 de la meseta 101. La superficie de borde 172 incluye una primera faceta plana 176, una segunda faceta plana 178, y una superficie intermedia arqueada 180, cada una de las cuales también tiene un perfil radial distinto.

En comparación con la primera faceta 156 en la superficie de borde 152, la primera faceta 176 en la superficie de borde 172 interseca la superficie cilíndrica correspondiente 170 en una posición que está más espaciada circunferencialmente de la esquina correspondiente 174. La faceta 176 también está inclinada y más espaciada radialmente hacia dentro que la faceta 156. La segunda faceta 178 en la superficie de borde 172 tiene un ángulo menor de inclinación radialmente hacia dentro, en comparación con la segunda faceta 158 en la superficie de borde 152. Sin embargo, la segunda faceta 178 es mayor y está más espaciada radialmente hacia dentro de la segunda faceta 158. La superficie intermedia 180 es más pequeña que la superficie intermedia 160, pero también es intersecada tangencialmente por las facetas correspondientes 176 y 178.

La meseta 102 no tiene una superficie cilíndrica como las superficies cilíndricas 150 y 170 en las mesetas 109 y 101. En cambio, la meseta 102 tiene una faceta plana grande 190 que se extiende completamente entre sus porciones de esquina achaflanadas opuestas. La faceta 190 es perpendicular a una línea central 191 de la meseta 102 que se extiende diametralmente a través del eje 23. La superficie de borde 192 en la porción de esquina achaflanada de la meseta 102 que se representa en la figura 5 tiene una sola faceta plana 194 que se extiende desde la esquina correspondiente 196 hacia la faceta 190. La superficie de borde 192 tiene además una sección de extremo arqueado 198 que es intersecada tangencialmente por las facetas 190 y 194. La esquina 196 de la meseta 102 está situada radialmente entre las esquinas 154 y 174 de las mesetas 109 y 101. La faceta 194 se extiende radialmente hacia dentro a través de la faceta 178, según se ve en la figura 5, y la faceta 190 está inclinada y espaciada radialmente hacia dentro de cada una de las otras facetas 156, 158, 176, 178 y 194.

Cuando el núcleo gira con relación al manguito 62 a la izquierda, según se ve en la figura 5, los orificios 130b, 130c y 130d se estrechan de la manera descrita anteriormente con referencia a las figuras 3 y 4. Específicamente, los orificios 130b, 130c y 130d se estrechan inicialmente cuando las esquinas 154, 174 y 196 de las mesetas 109, 101 y 102 se aproximan a las esquinas opuestas en el manguito 62 en direcciones que se extienden de derecha a izquierda en la figura 5. también se muestra en la figura 5 una línea circular 199 que es concéntrica con las superficies cilíndricas 150 y 170. Puesto que todas las esquinas 154, 174 y 196 están espaciadas radialmente hacia dentro de la línea circular 199, ninguno de los orificios 130b, 130c y 130d resulta completamente estrechado cuando la esquina correspondiente 154, 174 o 196 se desplaza junto a la esquina opuesta en el manguito 62. En cambio, cada uno de los orificios 130b, 130c, y 130d sigue estrechándose cuando la superficie de borde correspondiente 152, 172 o 192 pasa por la esquina opuesta en el manguito 62.

Cuando el orificio 130d se estrecha de la forma anterior, aplica contrapresión al flujo de fluido hidráulico después de pasar a través del orificio 130c, como se ha descrito anteriormente con referencia a la figura 4. El flujo de fluido hidráulico que pasa después a través del orificio 130b continúa sin tal aplicación de contrapresión, también como se ha descrito anteriormente con referencia a la figura 4.

El orificio 130b se estrecha después completamente cuando la superficie cilíndrica 150 llega y se desplaza junto a la esquina opuesta en el manguito 62. El orificio 130c resulta completamente e igualmente estrechado cuando la superficie cilíndrica concéntrica 170 llega y se desplaza junto a la esquina correspondiente en el manguito 62. Sin embargo, el orificio 130d resulta completamente estrechado en un tiempo sustancialmente anterior cuando la faceta 190 llega y se desplaza junto a la esquina correspondiente en el manguito 62, y tiene un tamaño completamente estrechado que es mucho más grande que los tamaños completamente estrechados de los orificios 130b y 130c. Esto garantiza que la contrapresión proporcionada por el estrechamiento del orificio 130d no exceda de un nivel predeterminado.

Como también se representa en la figura 5, el contorno de esquina achaflanada de la meseta 109 junto al orificio 130b se designa con la letra B. El contorno de esquina achaflanada de la meseta 101 junto al orificio 130c se designa con la letra C. El contorno achaflanado de la meseta 102 junto al orificio 130d se designa igualmente con la letra D. La figura 6 muestra las posiciones preferidas donde los contornos B, C, y D se repiten alrededor de la circunferencia del núcleo 60. Aunque los contornos B y C son preferiblemente diferentes uno de otro, como se representa en la figura 5, podrían ser alternativamente idénticos entre sí.

En la disposición de la figura 6, en cualquier par de orificios de estrechamiento en extremos opuestos de una región de alta presión entre el núcleo 60 y el manguito 62 se aplicará contrapresión en uno de los orificios en el par, pero no en el otro, según la presente invención. La contrapresión se aplicará por el orificio de estrechamiento siguiente situado hacia abajo del orificio que recibe contrapresión. En otros términos, siempre que un par de esquinas que tienen los contornos B y C definen extremos opuestos de una región de alta presión como la región de alta presión 140 de la figura 4, el orificio de estrechamiento en la esquina que tiene el contorno C se someterá a contrapresión del orificio en la esquina situada hacia abajo adyacente siguiente que tiene el contorno D. Se obtendrá el efecto opuesto cuando el núcleo 60 se haga girar en la dirección contraria.

Una segunda realización de la presente invención se representa parcialmente en la figura 7. En la segunda realización, la meseta 109 de la figura 5 tiene un contorno alternativo designado B1. A diferencia del contorno B de la figura 5, el contorno B1 de la figura 7 no está achaflanado. El contorno B1 lo define en cambio una superficie cilíndrica 200 de la meseta 109 que se extiende completamente a la esquina 202 de la meseta 109. A diferencia del orificio 130b de la figura 5, un orificio junto al contorno B1 de la figura 7 se estrechará completamente cuando la esquina 202 y la superficie cilíndrica 200 se desplacen junto a y por una esquina opuesta en el manguito 62.

Por consiguiente, tal orificio se estrechará completamente en un tiempo relativamente anterior. Esta característica de la presente invención permite a la válvula 18 proporcionar una relación lineal entre el par en el eje de entrada 16 (figura 1) y la presión diferencial que actúa a través del pistón 26, si se desea tal relación lineal, como se representa en la figura 8.

Una tercera realización de la presente invención se representa parcialmente en la figura 9. En la tercera realización, la meseta 102 de la figura 4 tiene una configuración alternativa. Específicamente, la meseta 102 en la tercera realización tiene una línea central 211 que interseca el eje 23, y es simétrica alrededor de la línea central 211, pero tiene un par de porciones de esquina achaflanadas opuestas con contornos alternativos D1.

La meseta 102 de la figura 9 tiene un par de facetas planas grandes 212 que se extienden desde las porciones de esquina opuestas a la línea central 211. también se representa en la figura 9 la línea circular 199 de la figura 5. Como la faceta plana 190 en la meseta 102 de la figura 5, cada una de las facetas planas 212 en la meseta alternativa 102de la figura 9 está totalmente espaciada radialmente hacia dentro de la línea circular 199. Esto garantiza que cada una de las facetas planas 212 defina completamente un tamaño estrechado para su orificio correspondiente que es sustancialmente más grande que los tamaños completamente estrechados de un par asociado de orificios de estrechamiento paralelos de la misma manera que se ha descrito anteriormente con referencia a los orificios mostrados en la figura 5. Sin embargo, a diferencia de la faceta plana 190 de la figura 5, las facetas planas 212 de la figura 9 están inclinadas con relación a la línea central correspondiente 211. La meseta alternativa 102 tiene así una sección transversal radial en forma de corona. Hay que cortar una menor cantidad de material metálico del diámetro externo original del núcleo 60 después de la formación de la meseta en forma de corona 102 de la figura 9, en comparación con la cantidad de material metálico que hay que cortar para formar la meseta más plenamente aplanada 102 de las figuras 4 y 5.

Una cuarta realización de la presente invención se representa parcialmente en la figura 10. En la cuarta realización, la meseta 102 tiene una sección transversal en forma de corona alternativa que difiere algo de la sección transversal en forma de corona representada en la figura 9.

La meseta 102 de la figura 10 también es simétrica alrededor de la línea central 211, y tiene un par de porciones de esquina achaflanadas opuestas con contornos alternativos D2. Cada uno de los contornos D2 se define por una sola faceta plana 220. Una superficie cilíndrica exterior 222 de la meseta 102 se extiende completamente entre las facetas planas 220 a lo largo de la línea circular 199. Según la presente invención, cada una de estas facetas planas 220 permanece radialmente espaciada hacia dentro de la línea circular 199 en todo el rango de rotación del núcleo 60 alrededor del eje 23. Esto garantiza que los orificios definidos por las facetas planas 220 tengan tamaños completamente estrechados que sean más grandes que los tamaños completamente estrechados definidos por superficies cilíndricas que se extienden a lo largo de la línea circular 199. Sin embargo, a diferencia de las facetas planas 212 de la figura 9, las facetas planas 220 de la figura 10 no están totalmente espaciadas radialmente hacia dentro de la línea circular 199. En cambio, cada faceta plana 220 interseca la línea circular 199 en una posición espaciada de la línea central 211.

Los expertos en la materia observarán por la descripción anterior de la invención mejoras, cambios y modificaciones. Por ejemplo, la presente invención es igualmente aplicable a una parte de válvula relativamente rotativa que tiene más o menos de nueve mesetas y ranuras. Se pretende que tales mejoras, cambios y modificaciones dentro de los conocimientos de la técnica sean cubiertos por las reivindicaciones anexas.

Según su aspecto más amplio, la invención se refiere a un aparato que incluye: elementos de válvula primero y segundo relativamente rotativos que tienen un eje común, estando configurados dichos elementos de válvula para dirigir fluido hidráulico de modo que fluya entre dichos elementos de válvula de orificios de entrada a orificios de salida; teniendo dichos elementos de válvula mesetas y ranuras radialmente opuestas que definen orificios que se ensanchan y orificios que se estrechan a la rotación relativa de dichos elementos de válvula desde posiciones neutras; y estando situado un par de dichos orificios de estrechamiento en paralelo entre dichos orificios de entrada y dichos orificios de salida.

Claims (5)

1. Aparato que incluye:

elementos de válvula primero (60) y segundo (62) relativamente rotativos que tienen un eje común (23), estando configurados dichos elementos de válvula para dirigir fluido hidráulico para que fluya entre dichos elementos de válvula desde orificios de entrada (46), (90) a orificios de salida (44), (92);

teniendo dichos elementos de válvula mesetas radialmente opuestas (71)-(74), (101), (102), (108), (109) y ranuras (81), (82), (88), (89), (121)-(123), (128), (129) que definen orificios (130) que se ensanchan y orificios que se estrechan a la rotación relativa de dichos elementos de válvula desde posiciones neutras;

estando situado un par de dichos orificios de estrechamiento (130) en paralelo entre dichos orificios de entrada y dichos orificios de salida, teniendo dicho par de orificios de estrechamiento paralelos (130b), (130c) tamaños completamente estrechados definidos por un par de superficies cilíndricas concéntricas (170) en un par correspondiente de mesetas;

incluyendo dichos elementos de válvula medios para obtener contrapresión en orificios seleccionados entre dichos orificios de salida y dichos orificios de entrada, incluyendo dichos orificios seleccionados solamente uno de dicho par de orificios de estrechamiento paralelos;

incluyendo dichos medios para obtener contrapresión una tercera meseta que está espaciada de dicho par de mesetas, definiendo dicha tercera meseta un tercer orificio situado en serie con dicho orificio de dicho par de orificios de estrechamiento paralelos;

teniendo dicho tercer orificio un tamaño totalmente estrechado definido por una porción superficial de dicha tercera meseta que está espaciada radialmente hacia dentro de dichas superficies cilíndricas concéntricas, por lo que dicho tamaño completamente estrechado de dicho tercer orificio es mayor que dichos tamaños completamente estrechados de dicho par de orificios de estrechamiento paralelos;

teniendo dicha tercera meseta una línea central (211) que interseca dicho eje (23), teniendo dicha porción superficial de dicha tercera meseta un perfil radial inclinado con relación a dicha línea central, y

donde dicha porción superficial de dicha tercera meseta es una porción de una superficie plana que no está totalmente espaciada radialmente hacia dentro de dichas superficies cilíndricas concéntricas.

2. Aparato como el definido en la reivindicación 1, donde dicha tercera meseta es simétrica alrededor de dicha línea central (211).

3. Aparato como el definido en la reivindicación 1, donde dicha porción superficial de dicha tercera meseta es una porción de una superficie plana que está totalmente espaciada radialmente hacia dentro de dichas superficies cilíndricas concéntricas.

4. Aparato como el definido en la reivindicación 3, donde dichas superficies cilíndricas concéntricas tienen perfiles radiales que se extienden a lo largo de una línea circular centrada en dicho eje, siendo dicha porción superficial de dicha tercera meseta una porción de una superficie plana que tiene un perfil radial que interseca dicha línea central en una posición espaciada radialmente de dicha línea circular.

5. Aparato como el definido en la reivindicación 1, donde dichas superficies cilíndricas concéntricas tienen perfiles radiales que se extienden a lo largo de una línea circular centrada en dicho eje, siendo dicha porción superficial de dicha tercera meseta una porción de una superficie plana que tiene un perfil radial que interseca dicha línea circular en una posición espaciada de dicha línea central.