DE19921434A1

DE19921434A1 - Drehschieberventil für Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE19921434A1
Application number: DE1999121434
Authority: DE
Inventors: Juergen Bieber; Hans-Werner Majer; Rainer Schaenzel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-05-08
Filing date: 1999-05-08
Publication date: 2000-11-09
Also published as: WO2000068062A1; AU4917400A

Abstract

Ein Drehschieberventil (1) für Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen enthält einen Drehschieber (2), der mit einem Ventil-Eingangslied (4) drehfest verbunden ist. Die Steuerbuchse (3) ist mit einem Ventil-Ausgangslied (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-Ausgangslied (5) verbunden. Durch ein einteiliges Verbindungselement (10) werden fertigungsbedingte Toleranzen ausgeglichen, die zu unerwünschten Effekten beim Fahrverhalten führen können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehschieberventil für Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen nach der im Oberbe griff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Drehschieberventile für Hilfskraftlenkungen enthalten normalerweise 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 innenliegender Drehschie ber ausgebildet. Ein zweites Ventilelement ist mit einem als Antriebsritzel ausgebildeten Ventil-Ausgangsglied dreh fest verbunden und als radial außenliegende Steuerbuchse ausgebildet. Der Drehschieber ist zusätzlich über einen einen Steuerweg begrenzende Totgangkupplung mit dem An triebsritzel verbunden. Beide Ventilelemente weisen Steuer längsnuten auf, die wenigstens zu einem Teil in ihrer axia len Erstreckung begrenzt sind und zur Steuerung eines Druckmittels von oder zu Arbeitsräumen eines Servomotors dienen.

Zur Rückstellung der beiden Ventilelemente aus einer ausgelenkten Stellung in ihre Neutralstellung dient eine Drehstabfeder.

Ein solches Drehschieberventil ist in der DE 196 44 511 A1 dargestellt.

Im Bereich der größten Exzentrizität des im Durchmes ser exzentrisch ausgebildeten Ventil-Ausgangsgliedes wird die Einhängeverbindung angeordnet. Dadurch ist Einhängever bindung hochfest und zudem leichter montierbar.

Bei den bekannten Drehschieberventilen wird die Steu erbuchse in einen, in das Antriebsritzel eingepressten, Einhängestift eingehängt. Für diesen Montageschritt ist ein Spiel in der Einhängeverbindung zwischen Einhängestift und Steuerbuchse erforderlich. Durch das vorhandene Spiel kann es nun aber zu einer Relativbewegung zwischen dem Dreh schieber und der Steuerbuchse kommen, ohne daß von einem Lenkhandrad ein Lenkmoment eingeleitet worden ist. Dies hat unerwünschte Ölströme zu den Arbeitsräumen des Servomotors zur Folge. Diese unerwünschten Ölströme machen sich zusätz lich durch Lenkmomentsprünge am Lenkhandrad bemerkbar, die Selbstlenkeffekte zur Folge haben und somit beim Fahrer zu einem Unsicherheitsgefühl führen können. In den bisher be schriebenen Ausführungsbeispielen ist der Drehschieber fest mit dem Ventil-Eingangsglied und die Steuerbuchse mit dem Ventil-Ausgangsglied verbunden.

Es gibt aber auch Drehschieberventile, die mit umge kehrt zugeordneten Ventilelementen arbeiten. Für diese Drehschieberventile kann die Erfindung ebenfalls, mit den gleichen Vorteilen, verwendet werden.

Das Ventil-Ausgangsglied kann als Antriebsritzel oder als Kugelgewindespindel ausgebildet sein, abhängig von der Verwendung bei Zahnstangen- oder Kugelmutter-Hilfskraftlen kungen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Drehschieberventil darzustellen, bei dem das Spiel zwi schen Ventil-Eingangsglied und Ventil-Ausgangsglied elimi niert wird und trotzdem eine Winkelbeweglichkeit zwischen einem als Steuerbuchse ausgebildeten Ventilelement und ei nem als Antriebsritzel ausgebildeten Ventil-Ausgangsgliedes erhalten bleibt, um einen lateralen Fehlerausgleich zu er möglichen. Eine weitere Aufgabe ist es eine erleichterte, automatisierte Montage von Drehschieberventilen zu ermögli chen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisendes, gattungsgemäßes Drehschieberventil gelöst.

Durch die Verwendung von einem Verbindungselement, das das Antriebsritzel und die Steuerbuchse über Verbindungs stellen miteinander verbindet, können auftretende Querkräf te, die auf den Drehschieber wirken, gleichmäßig verteilt werden. Dabei greifen jeweils mindestens zwei Verbindungs stellen in das Antriebsritzel und die Steuerbuchse ein. Zusätzlich werden das Antriebsritzel und die Steuerbuchse axial durch weitere Verbindungsstellen aneinander gekop pelt. Dadurch wird eine spielfreie Mitnahme der Steuerbuch se erreicht.

Durch die Verwendung eines elastischen Materials er möglicht das Verbindungselement aber dennoch eine winkelbe wegliche Anbindung der Steuerbuchse an das Antriebsritzel. Vorzugsweise wird ein Verbindungselement aus Stahl verwen det, doch es ist auch der Einsatz von Verbindungsmitteln aus Leichtmetall wie Aluminium, Magnesium oder deren Legie rungen sowie aus geeigneten Kunststoffen möglich.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Drehschie berventils liegt darin, daß die Montage des Drehschieber ventils stark vereinfacht wird und so automatisierbar ist. Die Steuerbuchse muß nicht mehr aufwendig eingehängt wer den, sondern kann auch bei bereits montiertem Drehschieber mit dem Antriebsritzel verbunden werden.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Er findung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfin dung ist aber nicht auf die Merkmalskombinationen der An sprüche beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Nachfolgend ist anhand der Figuren ein Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung prinzipgemäß beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfin dungsgemäßen Drehschieberventils für Hilfs kraftlenkungen von Kraftfahrzeugen;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II des in Fig. 1 beschriebenen Drehschieberventils und

Fig. 3 eine Ausführungsform eines in einem erfin dungsgemäßen Drehschieberventil verwendeten Verbindungselementes.

Ein erfindungsgemäßes Drehschieberventil 1 enthält ein erstes Ventilelement in Form eines Drehschiebers 2 und ein zweites Ventilelement, das als Steuerbuchse 3 ausgebildet ist.

Der Drehschieber 2 ist mit einem Ventil-Eingangs glied 4 drehfest verbunden, welches als Lenkspindelanschluß ausgestaltet sein kann. Der Lenkspindelanschluß ist bei spielsweise mit einer nicht dargestellten Lenkspindel, die ein Lenkhandrad trägt, über ein ebenfalls nicht dargestell tes Kreuzgelenk verbunden. Der Drehschieber 2 ist zudem über eine nicht dargestellte Totgangkupplung mit einem Ven til-Ausgangsglied 5 verbunden.

Das Ventil-Ausgangsglied 5 kann als Antriebsritzel oder als Kugelgewindespindel ausgebildet sein, abhängig von der Ver wendung bei Zahnstangen- oder Kugelmutter-Hilfskraftlenkun gen.

An der äußeren Mantelfläche des Drehschiebers 2 sind Steuerlängsnuten 6 angeordnet, die mit Steuerlängsnuten 7 der Steuerbuchse 3 zusammenwirken.

Das Drehschieberventil 1 stellt, je nach Drehrichtung, eine Druckmittelverbindung über die Steuerlängsnuten 6 und 7 sowie über Ringnuten 8 in der Steuerbuchse 3 zu einem nicht dargestellten Servomotor dar.

Das Ventil-Eingangsglied 4 ist zudem über eine Dreh stabfeder 9 mit dem Ventil-Ausgangsglied 5 verbunden. Das Ventil-Ausgangsglied 5 seinerseits ist über ein Verbin dungselement 10 drehfest mit der Steuerbuchse 3 verbunden.

Durch diese verschiedenen Verbindungen untereinander ist eine begrenzte, relative Verdrehung des Drehschiebers 2 zur Steuerbuchse 3 möglich. Durch diese relative Verdrehung der Ventilelemente zueinander wird das von einer nicht darge stellten Servopumpe geförderte Druckmittel über einen gleichfalls nicht dargestellten Druckmittelbehälter von dem entlasteten in den belasteten Arbeitsraum des nicht darge stellten Servomotors geleitet.

Die Kopplung von Ventil-Ausgangsglied 5 und Steuer buchse 3 wird, wie in Fig. 1 dargestellt, durch ein Verbin dungselement 10 realisiert, das auf das Ventil-Ausgangs glied 5 aufgesteckt wird und dessen sich am Umfang befind lichen Verbindungsstellen 11 in eine auf dem Ventil-Aus gangsglied 5 umlaufende Nut 12 eingreifen und somit eine Axialsicherung darstellen.

Stirnseitige Verbindungsstellen 13 des Verbindungselemen tes 10 legen sich an einer Stirnfläche 14 des Ventil-Aus gangsgliedes 5 an und ermöglichen somit eine spielfreie Mitnahme. Die Steuerbuchse 3 ist über weitere Verbindungs stellen 15 des Verbindungselementes 10 mit dem Ventil- Ausgangsglied 5 axial fest verbunden. Durch zusätzliche Verbindungsstellen 16 am Verbindungselement 10 wird eine spielfreie Mitnahme der Steuerbuchse 3 erreicht.

Bezugszeichen

1

Drehschieberventil

2

Drehschieber

3

Steuerbuchse

4

Ventil-Eingangsglied

5

Ventil-Ausgangsglied

6

Steuerlängsnuten (Drehschieber)

7

Steuerlängsnuten (Steuerbuchse)

8

Ringnuten (Steuerbuchse)

9

Drehstabfeder

10

Verbindungselement

11

Verbindungsstelle

12

Nut

13

Verbindungsstelle

14

Stirnfläche

15

Verbindungsstelle

16

Verbindungsstelle

17

Ventilgehäuse

18

Mittelachse

Claims

1. Drehschieberventil (1) für Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen, mit einem ersten Ventilelement, das mit einem Ventil-Eingangsglied (4) drehfest verbunden ist, mit einem zweiten Ventilelement, das mit einem Ventil-Aus gangsglied (5) drehfest verbunden ist, wobei das erste Ven tilelement mit dem Ventil-Ausgangsglied (5) über eine Dreh stabfeder (9) und über eine Totgangkupplung verbunden ist, die beiden Ventilelemente in einem Ventilgehäuse (17) koa xial ineinander beweglich angeordnet sind und maximal um den Verdrehweg der Totgangkupplung relativ zueinander ver drehbar sind und das radial außenliegende Ventilelement innenliegende und das radial innenliegende Ventilelement außenliegende, wenigstens teilweise in ihrer axialen Länge begrenzte Steuerlängsnuten (6, 7) aufweisen, die miteinan der zur Steuerung eines Druckmittels zu und von zwei Ar beitsräumen eines Servomotors zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil-Ausgangs glied (5) und das mit dem Ventil-Ausgangsglied (5) verbun dene Ventilelement über wenigstens ein einteiliges Verbin dungselement (10) miteinander verbunden sind, welches we nigstens zwei Verbindungsstellen aufweist.

2. Drehschieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsele ment (10) wenigstens eine zur Mittelachse (18) hin und we nigstens eine von der Mittelachse (18) des Drehschieberven tils (1) weg gerichtete Verbindungsstelle aufweist.

3. Drehschieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsele ment (10) wenigstens eine Verbindungsstelle aufweist, die das Ventil-Ausgangsglied (5) und das mit dem Ventil- Ausgangsglied (5) verbundene Ventilelement axial miteinan der verbindet.

4. Drehschieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement aus einem elastische Material besteht.