DE10017876A1 - Drehschieberventil für Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen - Google Patents
Drehschieberventil für Hilfskraftlenkungen von KraftfahrzeugenInfo
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
- B62D5/08—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by type of steering valve used
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Abstract
Ein Drehschieberventil (1) für Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen enthält einen Drehschieber (2), der mit einem Ventil-Eingangsglied (4) drehfest verbunden ist. Die Steuerbuchse (3) ist mit einem Ventil-Ausgangsglied (5) drehfest verbunden. DOLLAR A Die beiden Ventilelemente sind koaxial ineinander beweglich angeordnet und sind maximal um den Verdrehweg einer Totgangkupplung relativ zueinander verdrehbar. Der Drehschieber (2) weist außen- und die Steuerbuchse innenliegende Steuerlängsnuten (6, 7) auf, die miteinander zur Steuerung eines Druckmittels zu und von zwei Arbeitsräumen eines Servomotors zusammenwirken. DOLLAR A Der Drehschieber (2) ist über eine Drehstabfeder (9) mit dem Ventil-Ausgangsglied (5) verbunden. Durch eine spielfreie Mitnahmeverbindung (10) werden fertigungsbedingte Toleranzen ausgeglichen, die zu unerwünschten Effekten beim Fahrverhalten führen können.
Description
Die Erfindung betrifft ein Drehschieberventil für Hilfskraftlenkungen für
Kraftfahrzeuge nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Ein Drehschieberventil enthält zwei Ventilelemente, die koaxial ineinander
beweglich angeordnet und zum Erzielen eines Steuerweges begrenzt zueinander
verdrehbar angeordnet sind.
Dabei ist ein erstes Ventilelement, das mit einem Ventil-Eingangsglied verbunden
ist, als radial innenliegender Drehschieber ausgebildet. Ein zweites Ventilelement
ist mit einem Ventil-Ausgangsglied drehfest verbunden und als radial außenlie
gende Steuerbuchse ausgebildet. Der Drehschieber ist zusätzlich über eine einen
Steuerweg begrenzende Totgangkupplung mit einem Antriebsritzel verbunden.
Ein in dem Antriebsritzel spielfrei eingepresster Stift greift zur Drehmitnahme in die
Steuerbuchse ein.
Beide Ventilelemente weisen Steuerlängsnuten auf, die wenigstens zu einem Teil
in ihrer axialen Erstreckung begrenzt sind und zur Steuerung eines Druckmittels
von oder zu einem der zwei Arbeitsräume eines Servomotors dienen. Zur Rück
stellung der beiden Ventilelemente aus einer ausgelenkten Stellung in ihre Neutral
stellung dient eine Drehstabfeder.
Die Steuerbuchse wird in den bekannten Drehschieberventilen bei der Mon
tage mit einem in das Antriebsritzel eingepressten Stift verbunden. Um diesen
Montageschritt zu ermöglichen, muß die Verbindung von Steuerbuchse und Stift
ein Spiel aufweisen.
Durch das vorhandene Spiel zwischen Steuerbuchse und Stift kann es zu
einer Relativbewegung zwischen dem Drehschieber und der Steuerbuchse ohne
ein vom Lenkhandrad eingeleitetes, spürbares Lenkmoment kommen. Dies hat
unerwünschte Ölströme zum Arbeitszylinder zur Folge. Zusätzlich macht sich das
Spiel am Lenkhandrad durch Drehmomentsprünge negativ bemerkbar. Diese auf
tretenden Drehmomentsprünge werden als Selbstlenkeffekte am Lenkhandrad
wahrgenommen und führen zu einem Unsicherheitsgefühl des Fahrers.
In der bisher beschriebenen Ausführungsform ist der Drehschieber fest mit
dem Ventil-Eingangsglied und die Steuerbuchse mit dem Ventil-Ausgangsglied
verbunden. Es gibt aber auch Drehschieberventile, die mit umgekehrt zugeordne
ten Ventilelementen arbeiten. Für diese Drehschieberventile kann die Erfindung
ebenfalls, mit den gleichen Vorteilen, verwendet werden.
Das Ventil-Ausgangsglied kann als Antriebsritzel oder als Kugelgewinde
spindel ausgebildet sein, abhängig von der Verwendung bei Zahnstangen- oder
Kugelmutter-Hilfskraftlen-kungen.
Ein solches Drehschieberventil ist beispielsweise bekannt aus der DE 198 08 796 A1.
Die Mitnahmeverbindung zwischen Steuerbuchse und Antriebsritzel wird
durch federnde Elemente spielfrei ausgebildet. Durch das Einbringen von Schlitzen
in die zur Mitnahmeverbindung gehörenden Bauteile wird ein Spielausgleich der
montagebedingten Toleranzen ermöglicht.
Nachteilig wirkt sich an dem Stand der Technik, wie er in der DE 198 08 796 A1
beschrieben ist, die Tatsache aus, daß durch das Einbringen von Schlitzen
Schwachstellen in den Bauteilen erzeugt werden, was zu einer geringeren Dauer
festigkeit im Bereich der Schlitze der Bauteile führt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein spielfreies
Drehschieberventil mit einer Mitnahmeverbindung darzustellen, das die negativen
Auswirkungen der montagebedingten Toleranzen auf das Lenkverhalten ausglei
chen kann, ohne daß die Dauerfestigkeit der Bauteile beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird durch ein, auch die kennzeichnenden Merkmale des
Hauptanspruchs aufweisendes, gattungsgemäßes Drehschieberventil für Hilfs
kraftlenkungen gelöst.
Durch die Verwendung eines federnden Elementes als zusätzliches Element
in der Mitnahmeverbindung können auftretende Form- und Lagetoleranzen in
einfacher Art und Weise ausgeglichen werden. Dies bietet auch den Vorteil, daß
die Bohrungen der Mitnahmeverbindung nicht so aufwendig, d. h. sehr präzise
bearbeitet sein müssen, um Bauteiltoleranzen, Rundlauffehler und Achsversätze
ausgleichen zu können. Die Mitnahmeverbindung wird erfindungsgemäß so aus
geführt, daß zwischen dem Stift und einem der beiden Ventilteile zumindest ein
federndes Element integriert wird, das die beiden Ventilteile so miteinander ver
bindet daß kein Spiel mehr in dieser Mitnahmeverbindung auftreten kann. Durch
die Verwendung beispielhaft eines Nicht-Elastomers als federndes Element treten
in der Mitnahmeverbindung auch keine Setz- oder Versprödungserscheinungen
über die Lebensdauer auf, so daß eine dauerhafte, spielfreie Mitnahme gewährlei
stet ist.
Das federnde Element kann beispielsweise als Polygonring oder -hülse ausgeführt
sein. Die Polygonhülse wird zwischen dem Stift und einem Ventilteil integriert,
während der Polygonring in einer radial verlaufenden Nut in dem Stift geführt
wird. Eine andere Variante der Erfindung sieht eine oder mehrere in Längsrichtung
verlaufende Nuten in dem Bereich der Mitnahmeverbindung vor, in denen die
federnden Elemente integriert sind. Diese Nuten können vollständig oder nur
partiell durchgängig sein.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung ist aber nicht auf die Merkmalskom
binationen der Ansprüche beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann
weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen
Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.
Nachfolgend sind anhand der Zeichnungen verschiedenen Ausführungsbei
spiele der vorliegenden Erfindung prinzipgemäß beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch ein Drehschieberventil einer
Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs der Mitnahmever
bindung eines erfindungsgemäßen Drehschieberventils,
Fig. 3 eine Darstellung des Stiftes der Mitnahmeverbindung mit in
tegrierten, in Längsrichtung montierten Drahtringen,
Fig. 4 ein federndes Element in Form eines polygonförmigen Drah
tringes und
Fig. 5 eine Darstellung der Mitnahmeverbindung mit
einem, in einer im Stift verlaufenden Radialnut montierten
Drahtring.
Die Erfindung wird anhand des Beispieles eines Drehschieberventiles für
Zahnstangen-Hilfskraftlenkungen beschrieben. Mit gleicher Wirkung kann die
Erfindung jedoch auch bei anderen Hilfskraftlenkungen, wie beispielsweise Ku
gelmutter-Hilfskraftlenkungen, verwendet werden.
Ein erfindungsgemäßes Drehschieberventil 1 enthält ein erstes Ventilele
ment in Form eines Drehschiebers 2 und ein zweites Ventilelement, das als Steuer
buchse 3 ausgebildet ist.
Der Drehschieber 2 ist mit einem Ventil-Eingangsglied 4 drehfest verbunden, wel
ches als Lenkspindelanschluß ausgebildet ist. Der Lenkspindelanschluß ist bei
spielsweise mit einer nicht dargestellten Lenkspindel, die ein Lenkhandrad trägt,
über ein ebenfalls nicht dargestelltes Kreuzgelenk verbunden. Der Drehschieber 2
ist außerdem über eine nicht dargestellte Totgangkupplung mit dem Ventil-
Ausgangsglied 5 verbunden.
Das Ventil-Ausgangsglied 5 kann als Antriebsritzel oder als Kugelgewindespindel
ausgebildet sein, abhängig von der Verwendung bei Zahnstangen- oder Kugelmut
ter-Hilfskraftlenkungen.
An der äußeren Mantelfläche des Drehschiebers 2. sind Steuerlängsnuten 6
angeordnet, die mit den Steuerlängsnuten 7 der Steuerbuchse 3 zusammenwir
ken. Das Drehschieberventil 1 stellt, je nach Drehrichtung, eine Druckmittelverbin
dung über die Steuerlängsnuten 6 und 7 sowie über Ringnuten 8 in der Steuer
buchse 3 zu einem nicht dargestellten Servomotor dar.
Das Ventil-Eingangsglied 4 ist zudem über eine Drehstabfeder 9 mit dem Ventil-
Ausgangsglied 5 verbunden. Das Ventil-Ausgangsglied 5 seinerseits ist über eine
Mitnahmeverbindung 10 drehfest mit der Steuerbuchse 3 verbunden.
Durch diese verschiedenen Verbindungen ist eine begrenzte, relative Verdrehung
des Drehschiebers 2 zur Steuerbuchse 3 möglich. Durch die Verdrehung der bei
den Ventilelemente relativ zueinander wird das von einer nicht dargestellten Ser
vopumpe geförderte Druckmittel über einen ebenfalls nicht dargestellten Druck
mittelbehälter von dem entlasteten in den belasteten Arbeitsraum des Servomotors
geleitet.
Eine Ausführungsform der Mitnahmeverbindung 10 ist in Fig. 2 dargestellt.
Zwischen dem Drehschieber 2 und dem Stift 11 ist ein federndes Element 12 inte
griert, das auftretende Toleranzfehler kompensiert.
Fig. 3 zeigt eine Darstellung des Stiftes 11 der Mitnahmeverbindung 10 mit
integrierten, in Längsrichtung montierten federnden Elementen 12, die in Längs
nuten 13 verspannt sind.
In Fig. 4 ist ein federndes Element 12 in Form eines polygonförmigen Drah
tringes dargestellt.
Fig. 5 zeigt eine Darstellung der Mitnahmeverbindung 10 mit einem, in
einer im Stift 11 verlaufenden Radialnut 14 montierten Drahtring.
1
Drehschieberventil
2
Drehschieber
3
Steuerbuchse
4
Ventil-Eingangsglied
5
Ventil-Ausgangsglied
6
Steuerlängsnuten
7
Steuerlängsnuten
8
Ringnuten
9
Drehstabfeder
10
Mitnahmeverbindung
11
Stift
12
Federndes Element
13
Längsnuten
14
Radialnut
Claims (5)
1. Drehschieberventil (1) für Hilfskraftlenkungen für Kraftfahrzeuge, mit
einem ersten Ventilelement, das mit einem Ventil-Eingangsglied (4)
drehfest verbunden ist und einem zweiten Ventilelement, das mit ei
nem Ventil-Ausgangsglied (5) über eine Mitnahmeverbindung (10)
drehfest verbunden ist mit folgenden Merkmalen:
- - das erste Ventilelement ist mit dem Ventil-Ausgangsglied (5) über eine Drehstabfeder (9) und eine Totgangkupplung verbunden;
- - die beiden Ventilelemente sind in einem Ventilgehäuse koaxial ineinan der beweglich angeordnet und können sich maximal um den Verdreh weg der Totgangkupplung relativ zueinander verdrehen;
- - das radial außenliegende Ventilelement weist innenliegende, das radial außenliegende Ventilelement außenliegende, wenigstens teilweise in ih rer axialen Länge begrenzte Steuerlängsnuten (6, 7) auf, die miteinander zur Steuerung eines Druckmediums zu und von zwei Arbeitsräumen ei nes Servomotors zusammenwirken;
- - die Mitnahmeverbindung (10) besteht aus einem Stift (11), der mit ei nem ersten Bereich in ein Antriebsritzel eingepreßt wird und mit einem zweiten Bereich in ein Ventilelement eingreift; wobei
- - in diesem zweiten Bereich mindestens ein federndes, aus einem Nicht- Elastomer bestehendes Element (12) integriert ist, das eine spielfreie Mitnahmeverbindung (10) gewährleistet.
2. Drehschieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das federnde Element (12) eine Polygonhülse ist.
3. Drehschieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das federnde Element (12) ein Drahtring ist.
4. Drehschieberventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Drahtring polygonförmig ausgebildet ist und in einer Radialnut (14)
des Stiftes (11) gehalten wird.
5. Drehschieberventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Drahtring in einer in Längsnut (13) im Stift (11) integriert ist.
Priority Applications (3)
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