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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Hydraulische
Lenkeinrichtungen arbeiten vollhydraulisch und werden zum Lenken
von vorzugsweise schweren und langsam fahrenden Fahrzeugen eingesetzt.
Sie bestehen in der Regel aus einer nach dem Gerotorprinzip arbeitenden
Dosierpumpe und einem Drehschiebersteuerventil. Dieses Drehschiebersteuerventil
ist in einem Gehäuse
untergebracht, das dazu einen Zulaufanschluss für eine Versorgungspumpe, einen
Ablaufanschluss für
einen Tank und zwei richtungswechselnde Anschlüsse für den Zulauf zu einem Lenkzylinder
und einen Rücklaufanschluss
vom Lenkzylinder besitzt. Das Drehschiebersteuerventil besteht aus
einer äußeren Steuerhülse, die
im Gehäuse
eingepasst ist, und aus einem inneren, in der Steuerhülse laufenden
Steuerkolben, wobei beide gegen die Kraft einer Feder relativ und
begrenzt zueinander drehbar ausgeführt sind. Der innere Steuerkolben
des Drehschiebersteuerventils ist mechanisch einerseits mit einem
Lenkrad und andererseits über
eine Antriebswelle mit der Dosierpumpe verbunden. Die äußere Steuerhülse steht über Kommutatorkanäle hydraulisch
mit den volumenveränderlichen
Kammern der Dosierpumpe in Verbindung.
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Die äußere Steuerhülse und
der innere Steuerkolben besitzen Bohrungen und radiale und axiale Kanäle, die
zusammen mehrere verstellbare und parallel wirkende Drosseln ausbilden.
Diese Drosseln bewirken, dass der anliegende Ölstrom in der Neutralstellung
des Drehschiehersteuerventils über
eine geöffnete
Kurzschlussdrossel zum Tank zurückströmt, während sich
der Ölstrom
in einer ausgelenkten Stellung des Drehschiebersteuerventils in
einen Kurzschlussstrom und in einen dosierten Arbeitsstrom aufteilt.
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Dabei
wird der dosierte Arbeitsstrom über
einen der beiden Zylinderanschlüsse
zum Lenkzylinder geführt.
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Die
in der Neutralstellung geöffnete
Kurzschlussdrossel wird durch mehrere axiale Schlitze im inneren
Steuerkolben und durch dementsprechende axiale Schlitze oder durch
Reihen von Bohrungen in der äußeren Steuerhülse gebildet.
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Es
ist seit geraumer Zeit bekannt, dass diese Kurzschlussdrossel insbesondere
in der Schließrichtung
starke Geräusche
entwickeln. Diese Geräusche sind
für den
Fahrer äußerst unangenehm
und störend
und so gibt es seit langem Bestrebungen, diese Geräusche abzustellen
oder zumindest zu minimieren.
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So
wird in der
DE 42 04
336 C2 eine gattungsgemäße Lenkeinrichtung
vorgestellt, deren Kurzschlussdrossel jeweils aus einer axial ausgerichteten
Reihe von Kurzschlussbohrungen in der äußeren Steuerhülse und
aus einem axialen Kurzschlussschlitz im inneren Steuerkolben bestehen.
Dabei sind die Kurzschlussbohrungen und der Kurzschlussschlitz axial
zueinander versetzt angeordnet. Dazu befindet sich im Steuerkolben
zwischen den Kurzschlussbohrungen und dem Kurzschlussschlitz und in
Höhe der
Kurzschlussbohrungen eine kammerartig ausgebildete axiale Kurzschlussnut.
Mit dieser kammerartigen Kurzschlussnut wird erreicht, dass der
Kurzschlussstrom nach dem Verlassen der Kurzschlussbohrungen umgelenkt
und von einer geräuschstarken
auf eine geräuschmindere
Strömungsgeschwindigkeit
abgedrosselt wird.
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Diese
Kurzschlussdrossel ist speziell für große Volumenströme fertigungstechnisch
relativ aufwendig herzustellen und sie erfordert eine relativ große Baulänge. Diese
Baulänge
ist bei den gegebenen Platzverhältnissen
des Drehschiebersteuerventils nicht immer vorhanden.
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Aus
der
DE 31 26 040 C2 ist
eine weitere gattungsgemäße Lenkeinrichtung
beschrieben. Deren Kurzschlussdrossel besteht aus axialen Schlitzen
in der äußeren Steuerhülse und
aus axialen Schlitzen im inneren Steuerkolben. Während die axialen Schlitze
in der äußeren Steuerhülse zur
inneren Umfangsfläche
der Steuerhülse
scharfkantig ausgebildet sind, weisen die axialen Schlitze im inneren
Steuerkolben an der äußeren Umfangs fläche des
Steuerkolbens zu beiden Seilen jeweils eine Begrenzungsfläche auf. Diese
beiden Begrenzungsflächen
einerseits und andererseits des axialen Schlitzes flachen die Kanten der
axialen Schlitze ab. Dabei haben die Begrenzungsflächen jeweils
einen umfänglichen
Verlauf, der den radialen Abstand der Drosselfläche zur äußeren Umfangsfläche des
Steuerkolbens in jeder Drehrichtung immer geringer werden lässt. Axial
erstrecken sich die beiden Begrenzungsflächen über die ganze Länge des
Kurzschlussschlitzes. Diese Begrenzungsflächen sind im Profil entweder
als durchgehende gerade Fläche,
als konvex gekrümmt
Fläche oder
als eine aus geraden und gekrümmten
Flächen zusammen
gesetzte Fläche
ausgebildet.
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Diese
Begrenzungsflächen
werden durch Schleifen hergestellt und wie es das in der 2 sichtbare scharfkantige
Ende der Begrenzungsflächen
erkennbar macht, wird dazu eine quer zur Achse des Steuerkolbens
ausgerichtete Schleifscheibe eingesetzt. Dabei wird zunächst der
Steuerkolben so ausgerichtet, dass sich der zu bearbeitende Schlitz
in einer Nulllage zur Schleifscheibe befindet. Dann wird die Schleifscheibe
zugestellt, bis die beiden Kanten des Schlitzes bis in die nötige Tiefe
abgeschliffen sind. Anschließend
wird der Steuerkolben mit einer Bearbeitungsgeschwindigkeit in eine
Drehrichtung gedreht und gleichzeitig die Zustellung der Schleifscheibe
zurückgenommen.
Nach Fertigstellung der einen Begrenzungsfläche wird der Steuerkolben im Eilgang
wieder in seine Nulllage zurückgedreht
und die Schleifscheibe wieder in ihre tiefste Zustellposition verfahren.
Zur Bearbeitung der zweiten Begrenzungsfläche wird der Steuerkolben mit
der gleichen Bearbeitungsgeschwindigkeit in die andere Richtung verdreht
und gleichzeitig wieder die Zustellung der Schleifscheibe zurückgenommen.
Nach der Fertigung der Begrenzungsflächen für den einen Schlitz wird der
Steuerkolben in eine neue Teilungsposition verdreht und die Bearbeitung
der Begrenzungsflächen
eines neuen Schlitzes nach dem gleichen Ablauf vorgenommen.
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Diese
Herstellung ist sehr zeitaufwendig, weil die beiden Begrenzungsflächen nacheinander geschliffen
werden müssen,
und sie erfordert eine aufwendige Fertigungstechnik, weil viele
Bearbeitungsbewegungen notwendig sind und einige Bearbeitungsbewegungen
obendrein überlagert
ablaufen. So muss die Schleifscheibe eine radiale Zustellbe wegung
und in entgegen gesetzter Richtung eine Bearbeitungsbewegung ausführen können und
der Steuerkolben muss zu einer Verdrehbewegung für die Bearbeitung und für die Teilung
in der Lage sein. Mit einer dafür
notwendigen Maschinentechnik wird das Drehschiebersteuerventil zu
teuer. Die nacheinander folgende Bearbeitung der beiden Begrenzungsflächen, die Überlagerung
der Bewegungen der Schleifscheibe und des Steuerkolbens und die
wechselnden Bearbeitungsrichtungen führen aber auch zu Qualitätsproblemen,
wenn die einzelnen Begrenzungsflächen
ungenau und beide Begrenzungsflächen
zueinander ungleichmäßig werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, das gattungsgemäße Verfahren
zur Herstellung eines Drehschiebersteuerventils zu vereinfachen.
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Diese
Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1
gelöst.
Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit
ergibt sich aus dein Unteranspruch 2.
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Das
neue Verfahren beseitigt die genannten Nachteile des Standes der
Technik. Dabei liegt der besondere Vorteil des neuen Verfahrens
darin, mit einer bedeutend einfacheren Technik eine verbesserte Qualität der Drosselschlitze
im Steuerkolben zu erhalten. Dadurch, dass sich die bislang erforderliche aufwendige
und kostenintensive Spezialtechnik erübrigt, wird jeder Maschinenbaubetrieb
in die Lage versetzt, solche hoch komplizierten Drehschiebersteuerventile
mit seinen konventionellen Maschinen herzustellen.
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Die
Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert werden.
Dazu zeigen:
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1 eine
hydraulische Lenkeinrichtung im Schnitt,
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2 die
Steuerhülse
des Drehschieberventils in einer Ansicht,
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3 der
Steuerkolben des Drehschiebersteuerventils in einer Perspektive,
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4 eine
Kurzschlussdrossel im Teilschnitt in der Offenstellung,
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5 die
Kurzschlussdrossel nach der 2 in einer
Drosselstellung und
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6 der
Steuerkolben in der Bearbeitungsposition.
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Nach
der 1 besteht die hydraulische Lenkeinrichtung in
der Hauptsache aus einem Gehäuse 1 mit
einem Drehschiebersteuerventil und einer nach dem Gerotorprinzip
arbeitenden Dosierpumpe 2. Die Dosierpumpe 2 ist
stirnseitig an das Gehäuse 1 angeflanscht
und besitzt mehrere volumenveränderliche
Verdrängerkammern 3,
die über Kanäle 4 im
Gehäuse 1 hydraulisch
mit dem Drehschiebersteuerventil und mit einem doppeltwirkenden
Lenkzylinder verbunden sind.
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Das
Drehschiebersteuerventil besteht aus einer äußeren, im Gehäuse 1 eingepassten
Steuerhülse 5 und
einem, in der Steuerhülse 5 laufenden Steuerkolben 6.
Der Steuerkolben 6 hat einerseits eine drehfeste Verbindung
zu einem nicht dargestellten Handrad und andererseits über eine
Antriebswelle 7 eine Verbindung zu einem Rotor 8 der
Dosierpumpe 2. Die Steuerhülse 5 und der Steuerkolben 6 sind
drehbar zueinander eingepasst und stützen sich in ihrer Drehfreiheit
gegen die Kraft eines gemeinsamen Federelementes 9 ab.
Dabei wird der Verdrehwinkel zwischen der Steuerhülse 5 und
dem Steuerkolben durch einen radialen Stift 10 begrenzt.
Weiterhin besitzen die Steuerhülse 5 und
der Steuerkolben 6 mehrere axiale Kanäle und radiale Bohrungen, die jeweils
paarweise mehrere parallele Durchflussdrosseln ausbilden. Dazu gehört auch
eine Kurzschlussdrossel 11, die auf der Verdrängerseite
des Drehschiebersteuerventils angeordnet ist.
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Diese
Kurzschlussdrossel 11 wird aus mehreren radialen Drosselbohrungen 12 in
der Steuerhülse,
so wie sie in der 2 gezeigt sind, und aus mehreren
axialen Drosselschlitzen 13 im Steuerkolben 6,
so wie es die 3 zeigt, gebildet. Dabei sind die
radialen Drosselbohrungen 12 zu achtzehn, gleichmäßig am Umfang
der Steuerhülse 5 verteilten und
axial ausgerichteten Reihen angeordnet, wobei jede Reihe aus drei
Drosselbohrungen 12 besteht. Ebenso besitzt der Steuerkolben 6 achtzehn
in gleicher Teilung angeordnete axiale Drosselschlitze 13, wobei
jeder Reihe von radialen Drosselbohrungen 12 in der Steuerhülse 5 ein
axialer Drosselschlitz 13 im Steuerkolben 6 zugeordnet
ist.
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Wie
die 3, 4 und 5 zeigen,
sind die axialen Drosselschlitze 13 im Steuerkolben 6 in besonderer
Weise ausgebildet. So sind die axialen Drosselschlitze 13 gemäß der 3 radial
durchbrechend ausgeführt,
sodass sie die radialen Drosselbohrungen 12 in der Steuerhülse 5 direkt
mit dem Innenraum des Steuerkolbens 6 verbinden. Axial
erstrecken sie sich in einer begrenzten axialen Länge bis
vor einem angrenzenden Ringspalt 14. Jeder Drosselschlitz 13 im
Steuerkolben 6 besitzt an seiner der Steuerhülse 5 zugewandten
Seite eine Aussenkung 15, die zwei gleich große Aussenkflächen 16, 17 einerseits
und andererseits des Drosselschlitzes 13 ausbilden. Diese
beiden Aussenkflächen 16, 17 und
die Innenwandung der Steuerhülse 5 begrenzen einen
zwischen der Reihe von radialen Drosselbohrungen 12 in
der Steuerhülse 5 und
dem axialen Drosselschlitz 13 im Steuerkolben 6 liegende
Drosselkammer 18. Die Aussenkflächen 16, 17 sind
nun aus funktionellen Gründen
im Profil so ausgebildet, dass sie einen ebenen, konvexen oder einen
im Winkel gestuften Verlauf haben.
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Mit
dieser Drosselform wird erreicht, dass sich der Öffnungsquerschnitt zwischen
den radialen Drosselbohrungen 12 und dem axialen Drosselschlitz 13 in
der Schließbewegung
nur allmählich
verringert. Das verhindert weitestgehend Turbulenzen in der Strömung, was
sich damit positiv auf die Geräuschentwicklung
auswirkt.
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Diese
axialen Drosselschlitze 13 im Steuerkolben 6 werden
nun in besonderer Weise hergestellt. Dabei erfolgt die Herstellung
des Steuerkolbens 6 und die Einbringung der axialen Drosselschlitze 13 nach
herkömmlichen
Verfahren.
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Zur
Aussenkung der axialen Drosselschlitze 13 wird eine konventionelle
Flachschleif maschine verwendet, die mit einer horizontalen Hauptspindel und
mit einem Profilschleifkörper 19 ausgerüstet ist. Für die Aufspannung
des Steuerkolbens 6 kommt eine Spanneinrichtung mit einem
Teilapparat zur Anwendung. Dabei ist die Achse des eingespannten Steuerkolbens 6 parallel
zur Hauptspindel der Flachschleifmaschine ausgerichtet.
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Die
Schleifscheibe der Flachschleifmaschine ist mit einem Profil abgerichtet,
das dem herzustellenden Profil der beiden Aussenkflächen 16, 17 des Steuerkolbens 6 entspricht.
Zunächst
wird der zu bearbeitende Steuerkolben 6 in die Spanneinrichtung der
Schleifmaschine eingelegt, in die richtige Teilungsposition ausgerichtet
und verspannt. Danach wird der Profilschleifkörper 14 bis in die
erforderliche Höhe
zugestellt und dann zur Bearbeitung der Drosselschlitze 13 mit
einer Bearbeitungsgeschwindigkeit in axialer Richtung zum Steuerkolben 6 vorgeschoben.
Auf Grund der nur geringen abzuarbeitenden Materialstärke ist
für die
Herstellung der Aussenkflächen 16, 17 nur
ein Arbeitshub notwendig. Nach der Fertigstellung der beiden Aussenkflächen 16, 17 fährt der
Profilschleifkörper 14 in
seine Ausgangsposition zurück.
Danach dreht der Teilapparat den eingespannten Steuerkolben 6 um
eine Teilung weiter und rastet in dieser Stellung ein, sodass dann
die Bearbeitung der beiden Aussenkflächen 16, 17 des zweiten
Drosselschlitzes 6 erfolgen kann. In gleicher Weise werden
alle Aussenkflächen 16, 17 der
nachfolgenden Drosselschlitze 13 hergestellt.
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Dosierpumpe
- 3
- Verdrängerkammer
- 4
- Kanal
- 5
- Steuerhülse
- 6
- Steuerkolben
- 7
- Antriebswelle
- 8
- Rotor
- 9
- Federelement
- 10
- Stift
- 11
- Kurzschlussdrossel
- 12
- radiale
Drosselbohrung
- 13
- axialer
Drosselschlitz
- 14
- Ringspalt
- 15
- Aussenkung
- 16
- Aussenkfläche
- 17
- Aussenkfläche
- 18
- Drosselkammer
- 19
- Profilschleifkörper