DE102006057577A1

DE102006057577A1 - Servoventilbaugruppe

Info

Publication number: DE102006057577A1
Application number: DE200610057577
Authority: DE
Inventors: Andreas Philippi
Original assignee: TRW Automotive GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2008-06-12
Also published as: WO2008068001A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Servoventilbaugruppe (10) mit einer Ventilwelle (16), die einen Druckmittelkanal (32) und eine erste Passfläche (24) aufweist, und einem Hydraulikmodul (12), das eine zweite Passfläche (30) aufweist, wobei die erste und zweite Passfläche (24, 30) in einem montierten Zustand so aneinander anliegen, dass die Ventilwelle (16) und das Hydraulikmodul (12) über eine Presspassung fest miteinander verbunden sind. Die Ventilwelle (16) weist dabei in der ersten Passfläche (24) wenigstens eine Bohrung (28) auf, die mit dem Druckmittelkanal (32) in Verbindung steht. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Montage eines hülsenförmigen Hydraulikmoduls (12) an einer Ventilwelle (16) eines Servoventils (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Servoventilbaugruppe mit einer Ventilwelle, die einen Druckmittelkanal und eine erste Paßfläche aufweist, und einem Hydraulikmodul, das eine zweite Paßfläche aufweist, wobei die erste und zweite Paßfläche in einem montierten Zustand so aneinander anliegen, daß die Ventilwelle und das Hydraulikmodul über eine Preßpassung fest miteinander verbunden sind.
Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines hülsenförmigen Hydraulikmoduls an einer Ventilwelle eines Servoventils.
Das Hydraulikmodul ermöglicht in Servoventilen die Beeinflussung des manuell aufzubringenden Lenkmoments in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder weiteren relevanten Parametern. Bei sogenannten Servoventilen mit hydraulischer Reaktion ist das Hydraulikmodul ein hydraulisches Reaktionsmodul, bei dem zusätzlich die mechanische Mittenzentrierung des Servoventils variiert werden kann. Durch eine Weiterentwicklung der Hydraulikmodule für Servoventile ist es in modernen Lenksystemen mittlerweile sogar möglich, den Lenkvorgang des Fahrzeugs von außen zu beeinflussen, unabhängig von einem Handmoment, welches der Fahrer ausübt. Eine solche vom Fahrer unabhängige Lenkungsbetätigung ist beispielsweise bei automatischen Einparkvorgängen nötig. Das Hydraulikmodul kann bei derartigen Servoventilen unverschieblich an der Ventilwelle befestigt werden, so daß eine Servoventilbaugruppe aus einem Servoventil und einem Hydraulikmodul entsteht. In diesem Fall umfaßt das Hydraulikmodul üblicherweise einen Kolben, der relativ zur Ventilwelle drehfest aber axial beweglich gehalten ist.
Zur Zeit sind verschiedene Verfahren bekannt, um zwischen der Eingangswelle und dem Hydraulikmodul eine feste Verbindung herzustellen. Eine Möglichkeit besteht darin, die beiden Bauteile durch Laserschweißen zu verbinden. Nachteile dieses Verfahrens sind die hohen Investitionskosten für eine Laserschweißvorrichtung sowie die Hitzeentwicklung im Bereich der Schweißnaht. Durch diese Hitzeentwicklung kann sich die Ventilwelle leicht verformen bzw. verwinden, so daß die Ventilwelle bzw. das Hydraulikmodul nicht mehr in der gewünschten Weise mit einer Ventilhülse zusammenwirken. Im Detail bedeutet dies, daß die am Hydraulikmodul und an der Ventilhülse vorgesehenen Angriffsflächen für zwischen dem Hydraulikmodul und der Ventilhülse befindliche kugelförmige Kopplungskörper so zueinander versetzt sind, daß ein Rückstellmoment zur Mittenzentrierung nicht mehr symmetrisch bezüglich einer Ventilmittenstellung ist. Darüber hinaus können durch die Hitzeentwicklung auch Ventildichtungen im Bereich der Schweißnaht beschädigt werden. Ein weiterer Nachteil des Laserschweißens ist die unlösbare Schweißverbindung zwischen der Ventilwelle und dem Hydraulikmodul. Eine zerstörungsfreie Demontage und Weiterverwendung der Ventilwelle und des Hydraulikmoduls sind praktisch unmöglich. Des weiteren können in der Schweißnaht Risse entstehen, da der Stahl für die Eingangswelle einen relativ hohen Kohlenstoffgehalt aufweist, um eine in der Regel notwendige Induktionshärtung der Eingangswelle durchführen zu können.
Zum Herstellen der Verbindung kann das Hydraulikmodul alternativ auch auf die Ventilwelle aufgeschrumpft werden. Infolge der notwendigen Erhitzung des Hydraulikmoduls ergeben sich dabei ähnliche Probleme wie beim Laserschweißen. Da sich das Hydraulikmodul außerdem (spätestens beim Kontakt mit der Ventilwelle) rasch abkühlt, ist die Zeitspanne zur präzisen Ausrichtung und Justierung der Bauteile relativ zueinander sehr kurz, so daß unter Umständen höhere Toleranzen in Kauf genommen werden müssen. Nach Ausbildung eines Schrumpfsitzes ist analog zum Laserschweißen ein zerstörungsfreies Lösen der Verbindung kaum möglich.
Neben den genannten Verfahren ist es auch bekannt, die Ventilwelle und das Hydraulikmodul über eine Preßpassung zu verbinden. Problematisch ist dabei vor allem die präzise Ausrichtung der beiden Bauteile relativ zueinander, insbesondere in Umfangsrichtung der Ventilwelle. Dabei müssen zum Teil hohe Kräfte aufgebracht werden, was zu einer Verformung bzw. Verwindung des Hydraulikmoduls führen kann. Außerdem können sich die beiden Bauteile, welche vor dem Verpressen relativ zueinander ausgerichtet werden, beim Aufpressen des Hydraulikmoduls auf die Ventilwelle infolge von Fertigungstoleranzen in unvorhersehbarer Weise relativ zueinander verdrehen, so daß die anfangs präzise Ausrichtung nicht mehr gegeben ist. Des weiteren ist analog zu den vorgenannten Verfahren auch ein zerstörungsfreies Lösen der Verbindung schwierig, da die Paßflächen bei der Demontage beschädigt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Servoventilbaugruppe, bei der ein Hydraulikmodul zuverlässig mit einer Ventilwelle verbunden ist, wobei die Verbindung zum einen eine exakte Positionierbarkeit des Hydraulikmoduls relativ zur Ventilwelle ermöglicht und zum anderen mit geringem Aufwand hergestellt und gelöst werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Servoventilbaugruppe der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Ventilwelle in der ersten Paßfläche wenigstens eine Bohrung aufweist, die mit dem Druckmittelkanal in Verbindung steht. Über den Druckmittelkanal und die Bohrung kann mit geringem Aufwand Druckmittel zwischen die erste und zweite Paßfläche gedrückt werden. Bei der Montage des Hydraulikmoduls an der Ventilwelle wird dadurch die Reibung zwischen den Paßflächen herabgesetzt, so daß eine exakte Positionierung der Bauteile relativ zueinander mit geringem Kraftaufwand möglich ist. Bei einer gewünschten Demontage läßt sich erneut Druckmittel zwischen die beiden Paßflächen pressen, wobei die geringere Reibung dann ein Entfernen des Hydraulikmoduls von der Ventilwelle zuläßt, ohne daß die jeweiligen Paßflächen beschädigt werden.
Vorzugsweise sind die erste und zweite Paßfläche konisch ausgebildet. Somit kann durch eine axiale Verschiebung des Hydraulikmoduls relativ zur Ventilwelle die Festigkeit der Verbindung eingestellt werden. Darüber hinaus ist durch die konische Ausbildung der Paßflächen eine zerstörungsfreie Demontage der Servoventilbaugruppe, d.h. eine Demontage ohne Beschädigung der Paßflächen, besonders gut möglich.
In einer Ausführungsform weist die Ventilwelle in der ersten Paßfläche eine umlaufende Kerbe auf, in der die wenigstens eine Bohrung vorgesehen ist. In Umfangsrichtung der Ventilwelle gesehen ergibt sich durch diese umlaufende Kerbe beim Einpressen des Druckmittels eine bessere Druckmittelverteilung über die erste und zweite Paßfläche.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Druckmittelkanal im späteren Betrieb der Servoventilbaugruppe ein Rücklaufkanal für Hydraulikfluid. Die Zuführung des Druckmittels erfolgt somit über einen Druckmittelkanal, der sowieso vorhanden ist, da er im späteren Betrieb der Servoventilbaugruppe als Rücklaufkanal für Hydraulikfluid benötigt wird. Der Zusatzaufwand zur Verbesserung der Verbindung zwischen Hydraulikmodul und Ventilwelle beschränkt sich somit auf eine zusätzliche Bohrung in der Ventilwelle und eine optionale, umlaufende Kerbe an der Ventilwelle.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Ventilwelle eine Ventilhülse, da es unter bestimmten Umständen vorteilhaft sein kann, das Hydraulikmodul fest mit der Ventilhülse zu verbinden. Entsprechend muß bei einer solchen Servoventilbaugruppe die Ventilhülse zur Befestigung des Hydraulikmoduls angepaßt werden.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe umfaßt die Erfindung darüber hinaus ein Verfahren zur Montage eines hülsenförmigen Hydraulikmoduls an einer Ventilwelle eines Servoventils, das die folgenden Schritte aufweist:

a) Das hülsenförmige Hydraulikmodul wird in axialer Richtung über die Ventilwelle geschoben, bis eine axiale Zwischenposition erreicht ist, in der eine erste Paßfläche der Ventilwelle an einer zweiten Paßfläche des Hydraulikmoduls anliegt;
b) über einen Druckmittelkanal in der Ventilwelle wird zwischen die erste und zweite Paßfläche Druckmittel eingepreßt, so daß das hülsenförmige Hydraulikmodul aufgeweitet und/oder die Reibung zwischen der ersten und zweiten Paßfläche reduziert wird;
c) das Hydraulikmodul wird relativ zur Ventilwelle in axialer Richtung und in Umfangsrichtung positioniert, und
d) das Einpressen des Druckmittels wird beendet, nachdem das Hydraulikmodul die gewünschte Position relativ zur Ventilwelle eingenommen hat, so daß sich zwischen dem Hydraulikmodul und der Eingangswelle eine Preßpassung ausbilden kann, über die das Hydraulikmodul fest mit der Ventilwelle verbunden ist.

Durch dieses Verfahren wird das Hydraulikmodul einerseits über eine Preßpassung fest und zuverlässig mit der Ventilwelle verbunden; andererseits wird durch das Einpressen von Druckmittel das hülsenförmige Hydraulikmodul so aufgeweitet und/oder die Reibung zwischen der ersten und zweiten Paßfläche so reduziert, daß mit vergleichsweise geringer Kraft eine exakte Positionierung des Hydraulikmoduls relativ zur Ventilwelle in axialer Richtung und in Umfangsrichtung möglich ist.
Die beiden Paßflächen können konisch oder zylindrisch ausgebildet sein, wobei das Verfahren bei einer konischen Ausführung der Paßflächen Vorteile bei einer zerstörungsfreien Demontage der Servoventilbaugruppe, d.h. einer Demontage ohne Beschädigung der Paßflächen aufweist.
Vorzugsweise wird das Druckmittel im Schritt b) über wenigstens einen Druckmittelkanal eingepreßt, der im späteren Betrieb des Servoventils als Rücklaufkanal für Hydraulikfluid genutzt wird. Durch die Verwendung dieses sowieso vorhandenen Druckmittelkanals wird der Zusatzaufwand, der in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Montageverfahren entsteht, minimiert.
In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird im Schritt c) eine gewünschte Vorspannung in axialer Richtung zwischen dem Hydraulikmodul und einer Ventilhülse eingestellt. Die exakte Positionierung des Hydraulikmoduls relativ zur Ventilwelle in Umfangsrichtung erfolgt somit in besonders effizienter Weise gleichzeitig mit dem Einstellen der gewünschten Vorspannung zwischen dem Hydraulikmodul und der Ventilhülse. Die Montage und die Ausrichtung der einzelnen Bauteile untereinander wird dadurch erheblich vereinfacht.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
1a bis 1c Seitenansichten einer erfindungsgemäßen Servoventilbaugruppe während der Montage eines Hydraulikmoduls;
2a bis 2d Teillängsschnitte durch die Servoventilbaugruppe gemäß 1 während der Montage des Hydraulikmoduls; und
3 einen kompletten Längsschnitt durch die Servoventilbaugruppe gemäß 1 während der Druckbeaufschlagung der Paßflächen.
Die 1a zeigt eine Servoventilbaugruppe 10 mit einem Hydraulikmodul 12 und einem Servoventil 14, wobei das Servoventil 14 eine Ventilwelle 16, eine Ventilhülse 18 sowie eine weitere Ventilwelle, die als Ritzel 20 ausgebildet ist, umfaßt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 3 weist das Servoventil 14 ferner einen Torsionsstab 22 auf, der in den Schnittfiguren 2a bis 2d und 3 zu sehen ist.
Der prinzipielle Aufbau und das Funktionsprinzip eines Servoventils 14 sind aus dem Stand der Technik bekannt (siehe z.B. DE 42 01 311 C1 oder DE 102 03 384 A1 ), so daß darauf im folgenden nicht weiter eingegangen wird. Erfindungswesentlich ist, daß es sich bei der Servoventilbaugruppe 10 um ein Servoventil 14 mit Hydraulikmodul 12 handelt, welches üblicherweise als separates Bauteil ausgebildet ist und unverschieblich an der Ventilwelle 16 des Servoventils 14 montiert werden muß.
Um die Montage im Vergleich zu bestehenden Montageverfahren zu verbessern, weist die Ventilwelle 16 eine erste Paßfläche 24 mit einer in Umfangsrichtung der Ventilwelle 16 umlaufenden Kerbe 26 auf, in der (wenigstens) eine radiale Bohrung 28 vorgesehen ist (vgl. 1a). Das Hydraulikmodul 12 ist hülsenförmig ausgebildet und weist innenseitig eine zweite Paßfläche 30 auf (vgl. 2a). Wie in 1a zu sehen, wird das Hydraulikmodul 12 in einem ersten Montageschritt in axialer Richtung über die Ventilwelle 16 geschoben. Die erste Paßfläche 24 und die zweite Paßfläche 30 sind in der dargestellten Ausführungsform leicht konisch ausgebildet, so daß die zweite Paßfläche 30 bereits vor Erreichen der endgültigen Montageposition des Hydraulikmoduls 12 in Anlage mit der ersten Paßfläche 24 kommt und das Hydraulikmodul 12 an einer weiteren axialen Verschiebung auf der Ventilwelle 16 hindert (1b). Der axiale Abstand x zwischen dem Hydraulikmodul 12 und der Ventilhülse 18 ist in dieser Position größer als der gewünschte axiale Abstand x' nach Abschluß des Montageverfahrens. Durch Einpressen von Druckmittel zwischen die erste Paßfläche 24 und die zweite Paßfläche 30 weitet sich das Hydraulikmodul 12 etwas auf (wobei sich gleichzeitig auch der Durchmesser der Ventilwelle minimal reduzieren kann) und/oder die Reibung zwischen den beiden Paßflächen 24, 30 wird reduziert. Dementsprechend läßt sich mit relativ geringem Kraftaufwand der axiale Abstand zwischen dem Hydraulikmodul 12 und der Ventilhülse 18 auf den gewünschten Wert x' verringern. Darüber hinaus läßt sich das Hydraulikmodul 12 auch in Umfangsrichtung relativ zur Ventilwelle 16 sehr einfach und genau positionieren. Wenn im folgenden von einer Positionierung des Hydraulikmoduls 12 relativ zur Ventilwelle 16 die Rede ist, impliziert dies in der Regel auch eine Positionierung des Hydraulikmoduls 12 relativ zur Ventilhülse 18 und umgekehrt. Da die Ventilwelle 16 und die Ventilhülse 18 nämlich bereits vor der Montage des Hydraulikmoduls 12 auf ihre hydraulische Mitte ausgerichtet sind, bewegt sich das Hydraulikmodul 12 bei seiner Positionierung relativ zu einer festen Einheit bestehend aus der Ventilwelle 16 und der Ventilhülse 18, damit deren hydraulische Mittenposition erhalten bleibt. Eine exakte Positionierung der Ventilwelle 16, der Ventilhülse 18 und des Hydraulikmoduls 12 relativ zueinander ist später für eine einwandfreie und mit geringen Toleranzen behaftete Funktion der Servoventilbaugruppe 10 von großer Bedeutung.
Nachdem das Hydraulikmodul 12 relativ zur Ventilwelle 16 in axialer Richtung und in Umfangsrichtung positioniert ist, also seine axiale Endmontageposition eingenommen hat (1c), wird das Einpressen von Druckmittel zwischen die beiden Paßflächen 24, 30 beendet. Das Hydraulikmodul 12 zieht sich infolgedessen wieder zusammen und versucht, seinen ursprünglichen Durchmesser einzunehmen. Darüber hinaus nimmt durch das abströmende Druckmittel auch die Reibung zwischen den Paßflächen 24, 30 wieder zu, so daß sich zwischen dem Hydraulikmodul 12 und der Ventilwelle 16 eine Preßpassung ausbildet, über die das Hydraulikmodul 12 fest mit der Ventilwelle 16 verbunden ist.
Die einzelnen Verfahrensschritte zur Montage des hülsenförmigen Hydraulikmoduls 12 an der Ventilwelle 16 eines Servoventils 14 werden im folgenden anhand der Schnittfiguren 2a bis 2d detailliert erläutert.
Gut zu erkennen sind in der 2a die geschnittene erste Paßfläche 24 der Ventilwelle 16 und die geschnittene zweite Paßfläche 30 des Hydraulikmoduls 12, wohingegen die leicht konische Ausbildung der beiden Paßflächen 24, 30 (bezüglich 2a jeweils eine Verjüngung von links nach rechts) lediglich zu erahnen ist. Die Ventilwelle 16 weist in der ersten Paßfläche 24 die umlaufende Kerbe 26 auf, in der die radiale Bohrung 28 vorgesehen ist. Die radiale Bohrung 28 steht mit einem Druckmittelkanal 32 im Inneren der Ventilwelle 16 in Verbindung. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich durch diesen Druckmittelkanal 32 auch der Torsionsstab 22 des Servoventils 14.
In einem ersten Verfahrensschritt (2a) wird das hülsenförmige Hydraulikmodul 12 in axialer Richtung über die Ventilwelle 16 geschoben, bis eine axiale Zwischenposition erreicht ist, in der das Hydraulikmodul 12 auf der Ventilwelle 16 klemmt und die konische erste Paßfläche 24 der Ventilwelle 16 an der konischen zweiten Paßfläche 30 des Hydraulikmoduls 12 anliegt (2b).
In einer Verfahrensvariante mit zylindrischen Paßflächen 24, 30 ist die axiale Zwischenposition des ersten Verfahrensschritts dann erreicht, wenn die erste Paßfläche 24 der Ventilwelle 16 an der zweiten Paßfläche 30 des Hydraulikmoduls 12 anliegt und die Bohrung 28 in der Ventilwelle 16 von der zweiten Paßfläche 30 überdeckt wird. Für den Fall, daß die Ventilwelle 16 mehrere Bohrungen 28 aufweist, müssen in der axialen Zwischenposition alle Bohrungen 28 von der zweiten Paßfläche 30 überdeckt sein. Falls alternativ oder zusätzlich die umlaufende Kerbe 26 vorgesehen ist, so muß auch diese in der axialen Zwischenposition von der zweiten Paßfläche 30 überdeckt sein.
In einem zweiten Verfahrensschritt (2c) wird über den Druckmittelkanal 32 zwischen die erste und zweite Paßfläche 24, 30 Druckmittel eingepreßt, so daß das hülsenförmige Hydraulikmodul 12 aufgeweitet und/oder die Reibung zwischen der ersten und zweiten Paßfläche 24, 30 reduziert wird. Außerdem wird sich auch der Durchmesser der Ventilwelle 16 minimal verringern. Die Beaufschlagung mit Druckmittel erfolgt dabei über einen Druckmittelanschluß 34 in der Ventilhülse 18, der mit dem Druckmittelkanal 32 in der Ventilwelle 16 in Verbindung steht. Über den Druckmittelkanal 32 und die radiale Bohrung 28 wird die umlaufende Kerbe 26 mit Druckmittel versorgt, welches sich ausgehend von der umlaufenden Kerbe 26 in axialer Richtung zwischen die erste Paßfläche 24 und die zweite Paßfläche 30 drückt (fett eingezeichnete Linie in 2c).
Während das Druckmittel zwischen die erste Paßfläche 24 und die zweite Paßfläche 30 gepreßt wird, läßt sich das Hydraulikmodul 12 in einem dritten Verfahrensschritt relativ zur Ventilwelle 16 in axialer Richtung und in Umfangsrichtung einfach positionieren. In der 2c ist die axiale Positionierung durch zwei Pfeile P am Hydraulikmodul 12 angedeutet. Die axiale Positionierung beinhaltet dabei immer eine Verringerung des axialen Abstands zwischen dem Hydraulikmodul 12 und der Ventilhülse 18 von einem Betrag x, bei dem sich das Hydraulikmodul 12 in seiner axialen Zwischenposition befindet, auf einen Betrag x', bei dem sich das Hydraulikmodul 12 in seiner axialen Endmontageposition befindet (vgl. 1). Zwischen dem Hydraulikmodul 12 und der Ventilhülse 18 sind kugelförmige Kopplungskörper 44 vorgesehen, die eine Verbindung zwischen dem Hydraulikmodul 12 und der Ventilhülse 18 herstellen, wobei die Kopplungskörper 44 in der axialen Endposition des Hydraulikmoduls 12 sowohl eine Angriffsfläche 39 am Hydraulikmodul 12 als auch eine Angriffsfläche 46 an der Ventilhülse 18 berühren, und wobei das Hydraulikmodul 12 und die Ventilhülse 18 in der axialen Endposition den kleinstmöglichen Abstand haben, d.h. maximal angenähert sind (1c und 2d).
Das Hydraulikmodul 12 umfaßt im Einzelnen eine Hülse 36 mit einem Flansch 38, wobei die Hülse 36 die zweite Paßfläche 30 aufweist, sowie einen Kolben 40, der axial verschieblich aber drehfest mit der Hülse 36 verbunden ist. Ferner umfaßt das Hydraulikmodul 12 eine Druckfeder 42, die sich zum einen am Flansch 38 und zum anderen am Kolben 40 abstützt, wobei sich der axial bewegliche Kolben 40 im montierten Zustand des Hydraulikmoduls 12 über kugelförmige Kopplungskörper 44 an der Ventilhülse 18 abstützt. Folglich kann in der gezeigten Ausführungsform gleichzeitig mit der axialen Positionierung des Hydraulikmoduls 12 auch eine gewünschte Vorspannung in axialer Richtung zwischen dem Hydraulikmodul 12 und der Ventilhülse 18 eingestellt werden. Im Detail wird dabei die Druckfeder 42 des Hydraulikmoduls 12 bei der axialen Positionierung des Hydraulikmoduls 12 so weit zusammengedrückt, daß sie das Hydraulikmodul 12 und die Ventilhülse 18 später mit der gewünschten Kraft gegeneinander beaufschlagt.
Noch wichtiger wie die axiale Ausrichtung des Hydraulikmoduls 12 ist die Positionierung des Hydraulikmoduls 12 relativ zur Ventilwelle 16 bzw. zur Ventilhülse 18 in Umfangsrichtung. Im vorliegenden Fall wird dadurch sichergestellt, daß die Angriffsflächen 39 und damit auch die kugelförmigen Kopplungskörper 44 des Hydraulikmoduls 12 exakt zu ihren zugeordneten Angriffsflächen 46 auf der Ventilhülse 18 ausgerichtet sind.
Nachdem das Hydraulikmodul 12 die gewünschte Position relativ zur Ventilwelle 16 eingenommen hat, wird das Einpressen des Druckmittels beendet, so daß sich zwischen dem Hydraulikmodul 12 und der Ventilwelle 16 eine Preßpassung ausbilden kann, über die das Hydraulikmodul 12 fest mit der Ventilwelle 16 verbunden ist (2d). Die Bereiche, in denen eine Preßpassung vorliegt, sind in 2d durch fett eingezeichnete Linien gekennzeichnet.
Die 3 zeigt einen gesamten Längsschnitt der Servoventilbaugruppe 10, um konkret die Druckbeaufschlagung der Paßflächen 24, 30 sowie die Positionierung des Hydraulikmoduls 12 zu veranschaulichen. Das Servoventil 14 ist bei aufgeschobenem Hydraulikmodul 12 zwischen zwei axial beweglichen Druckplatten 48 fixiert. Ferner ist das Servoventil 14 wenigstens abschnittsweise von einer Druckbeaufschlagungsvorrichtung 50 umschlossen, die mehrere Dichtungen 52 aufweist, um ein unerwünschtes Austreten von Druckmittel zwischen der Druckbeaufschlagungsvorrichtung 50 und dem Servoventil 14 zu verhindern. Dementsprechend kann von der Druckbeaufschlagungsvorrichtung 50 über den Druckmittelanschluß 34 der Ventilhülse 18 im Servoventil 14 ein so hoher Druck aufgebaut werden (gepunkteter Bereich in 3), daß das Druckmittel zwischen die Paßflächen 24, 30 gepreßt wird, wodurch sich das Hydraulikmodul 12 relativ zur Ventilwelle 16 einfach positionieren läßt. Zur Positionierung des Hydraulikmoduls 12 ist ein Stempel 54 vorgesehen, der das Hydraulikmodul 12 in Richtung zum Ritzel 20 bewegen kann. Auch wenn in der 3 durch die zwei Pfeile P lediglich eine axiale Bewegung des Stempels 54 angedeutet ist, kann bei geeigneter Ausführung des Stempels 54 auch eine Positionierung des Hydraulikmoduls 12 in Umfangsrichtung vorgenommen werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die aus dem Stand der Technik bekannten Montageprobleme beim Herstellen der Verbindung zwischen dem Hydraulikmodul 12 und der Ventilwelle 16 einer Servoventilbaugruppe 10 mit geringem Aufwand beseitigt. Der konstruktive Mehraufwand am Servoventil 14 betrifft lediglich das Ausbilden der umlaufenden Kerbe 26 und der radialen Bohrung 28 in der Ventilwelle 16. Darüber hinaus ist während des Montagevorgangs eine Druckbeaufschlagungsvorrichtung 50 notwendig, die das Servoventil 14 abschnittweise dicht umschließt und Druckmittel zwischen die Paßflächen 24, 30 pressen kann.
Der Druckmittelkanal 32 in der Ventilwelle 16 ist im späteren Betrieb der Servoventilbaugruppe 10 ein Rücklaufkanal für Hydraulikfluid. Folglich ist dieser Druckmittelkanal 32 sowieso vorhanden und stellt keinen Zusatzaufwand dar, der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Montageverfahren steht. Da das Hydraulikfluid im Rücklaufkanal beim späteren Betrieb der Servoventilbaugruppe 10 lediglich unter Atmosphärendruck oder einem geringen Staudruck steht, besteht auch keine Gefahr, daß sich die Preßpassung zwischen dem Hydraulikmodul 12 und der Ventilwelle 16 im späteren Betrieb wieder löst.
In den 1 bis 3 ist beispielhaft eine Servoventilbaugruppe 10 dargestellt, bei der ein Hydraulikmodul 12 zur Beeinflussung des Lenkmoments des Servoventils 14 vorgesehen ist (sogenanntes Servoventil mit hydraulischer Reaktion). In anderen Ausführungsformen der Servoventilbaugruppe 10 ist das Hydraulikmodul 12 hingegen so ausgebildet, daß die Servoventilbaugruppe 10 eine fahrerunabhängige Lenkungsbetätigung ermöglicht. Derartige Modulvarianten haben allerdings weder Einfluß auf das Montageverfahren des Hydraulikmoduls 12 noch auf die damit verbundenen konstruktiven Veränderungen der Ventilwelle 16 (radiale Bohrung, umlaufende Kerbe), so daß die Beschreibung zu den 1 bis 3 auch für diese Hydraulikmodulvarianten gilt.
Neben der in den 1 bis 3 gezeigten Servoventilbaugruppe 10, bei der das Hydraulikmodul 12 fest mit Ventilwelle 16 verbunden wird, sind im Rahmen der Erfindung auch Ausführungsformen denkbar, bei denen das Hydraulikmodul 12 an der Ventilhülse 18 befestigt wird. Analog zu den oben beschriebenen, konstruktiven Veränderungen der Ventilwelle muß in diesen Ausführungsformen die Ventilhülse 18 entsprechend angepaßt werden. Das beschriebene Montageverfahrens läßt sich ebenfalls analog durchführen, am Verfahrensprinzip ändert sich dabei nichts.

Claims

Servoventilbaugruppe mit einer Ventilwelle (16), die einen Druckmittelkanal (32) und eine erste Paßfläche (24) aufweist, und einem Hydraulikmodul (12), das eine zweite Paßfläche (30) aufweist, wobei die erste und zweite Paßfläche (24, 30) in einem montierten Zustand so aneinander anliegen, daß die Ventilwelle (16) und das Hydraulikmodul (12) über eine Preßpassung fest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilwelle (16) in der ersten Paßfläche (24) wenigstens eine Bohrung (28) aufweist, die mit dem Druckmittelkanal (32) in Verbindung steht.
Servoventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Paßflächen (24, 30) konisch ausgebildet sind.
Servoventilbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilwelle (16) in der ersten Paßfläche (24) eine umlaufende Kerbe (26) aufweist, in der die wenigstens eine Bohrung (28) vorgesehen ist.
Servoventilbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelkanal (32) im späteren Betrieb der Servoventilbaugruppe (10) ein Rücklaufkanal für Hydraulikfluid ist.
Servoventilbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilwelle (16) eine Ventilhülse (18) ist.
Verfahren zur Montage eines hülsenförmigen Hydraulikmoduls (12) an einer Ventilwelle (16) eines Servoventils (14), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a) Das hülsenförmige Hydraulikmodul (12) wird in axialer Richtung über die Ventilwelle (16) geschoben, bis eine axiale Zwischenposition erreicht ist, in der eine erste Paßfläche (24) der Ventilwelle (16) an einer zweiten Paßfläche (30) des Hydraulikmoduls (12) anliegt; b) über einen Druckmittelkanal (32) in der Ventilwelle (16) wird zwischen die erste und zweite Paßfläche (24, 30) Druckmittel eingepreßt, so daß das hülsenförmige Hydraulikmodul (12) aufgeweitet und/oder die Reibung zwischen der ersten und zweiten Paßfläche (24, 30) reduziert wird; c) das Hydraulikmodul (12) wird relativ zur Ventilwelle (16) in axialer Richtung und in Umfangsrichtung positioniert, und d) das Einpressen des Druckmittels wird beendet, nachdem das Hydraulikmodul (12) die gewünschte Position relativ zur Ventilwelle (16) eingenommen hat, so daß sich zwischen dem Hydraulikmodul (12) und der Ventilwelle (16) eine Preßpassung ausbilden kann, über die das Hydraulikmodul (12) fest mit der Ventilwelle (16) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Paßflächen (24, 30) konisch ausgebildet sind und die axiale Zwischenposition im Schritt a) erreicht ist, wenn das Hydraulikmodul (12) auf der Ventilwelle (16) klemmt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Paßflächen (24, 30) zylindrisch ausgebildet sind und die erste Paßfläche (24) wenigstens eine Bohrung (28) aufweist, über die Druckmittel zwischen die beiden Paßflächen (24, 30) gepreßt werden kann, wobei die axiale Zwischenposition im Schritt a) erreicht ist, wenn die wenigstens eine Bohrung (28) von der zweiten Paßfläche (30) überdeckt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel im Schritt b) über wenigstens einen Druckmittelkanal (32) eingepreßt wird, der im späteren Betrieb des Servoventils (14) als Rücklaufkanal für Hydraulikfluid genutzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt c) eine gewünschte Vorspannung in axialer Richtung zwischen dem Hydraulikmodul (12) und einer Ventilhülse (18) eingestellt wird.