CN1092118C - 汽车助力转向用的旋转滑阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车助力转向用的旋转滑阀(1)，包括一个与阀输入件(23)连接的旋转滑块(4)。在阀旋转滑块(4)的轴向孔内导引一个可旋转有限角度的控制套筒(7)。控制套筒(7)与阀输出件(18)旋转固定连接。在旋转滑块(4)与阀输出件(18)之间设定心装置(31)，它包括两个可相对转动的定心机件(32、33)以及至少一个位于两个定心机件(32、33)之间的滚动体(36)。其中一个定心机件(33)与反作用活塞(37)固定连接并与阀输出件(18)通过金属波纹管(38)不可转动但可轴向移动地连接。另一个定心机件(32)与旋转滑块(4)不可转动和不可移动地连接。反作用活塞(37)设在定心装置(31)的区域内沿径向在旋转滑块(4)外面围绕着它并沿轴向伸入旋转滑块(4)区域内。采用这些互相套叠的构件，缩短了旋转滑阀的轴向长度。

Description

汽车助力转向用的旋转滑阀

本发明涉及一种按汽车助力转向用的旋转滑阀。旋转滑阀包括两个阀门机件，它们同轴地相互插套并可运动并最多可彼此相对转动无效行程离合器的旋转路程。其中，与阀输入件连接的第一阀门机件设计为沿径向在外面的旋转滑块。第二阀门机件与阀输出件旋转固定地连接并设计为沿径向在里面的控制套筒，它在旋转滑块的轴向孔内被导引。两个阀门机件有控制/纵向槽，它们的轴向长度至少一部分是有限的并互相配合工作用于控制压力介质流入伺服马达的两个工作腔和从那里流出。扭杆弹簧用于使两个阀门机件从偏转后的位置恢复到它们的中立位置。

为了支持扭杆弹簧，在旋转滑块与阀输出件之间设定心装置，它包括两个可相对转动的定心机件和至少一个位于两个定心机件之间的滚动体。其中一个定心机件与反作用活塞旋转固定地连接。

由DE-A1-4433599已知一种这类旋转滑阀。该旋转滑阀的优点是，通过在旋转滑块的内部特别地布置控制套筒，可使整个阀的外尺寸保持得非常小。在此旋转滑阀内，定心借助于扭杆弹簧实现。扭杆弹簧众所周知有这样的特性，即在旋转滑阀真正的中心区扭杆弹簧产生的复位作用是很小的。因此，除扭杆弹簧外还应设一定心装置，它尤其在旋转滑阀直接的中心区能非常准确地定心。在这种方案中，附加的定心装置和尤其是其中一个定心机件的纵向导引装置需要沿轴向的附加结构空间。

由于定心装置设在旋转滑块与阀输出件之间，所以定心装置的一个定心机件可与阀输出件在预定的位置固定。因此，定心装置的定心位置和定心力也可以在各部分制造后再方便地调整。因为反作用活塞与旋转滑块一起旋转，所以在反作用活塞与阀门外壳之间形成相对运动。由于反作用活塞相对于阀门外壳必须密封，所以在那里产生摩擦，这种摩擦直接影响到施加在方向盘上的手作用力。

本发明的目的是改进已知的旋转滑阀，以减少摩擦。与此同时应缩短旋转滑阀的长度。

此目的通过这种旋转滑阀达到，它包括一个与阀输入件旋转固定连接的第一阀门机件和一个与阀输出件旋转固定连接的第二阀门机件，并且：-第一阀门机件设计为沿径向在外面的旋转滑块并有一轴向孔，以及通过扭杆弹簧和通过无效行程离合器与阀输出件连接；-第二阀门机件是沿径向在里面的控制套筒，它在旋转滑块的轴向孔内被导引；-两个阀门机件同轴地相互插套可运动地装在阀门外壳内，它们可彼此相对转动最多为无效行程离合器的旋转路程；-旋转滑块有位于里面的和控制套筒有位于外面的控制/纵向槽，它们的轴向长度至少部分是有限的以及它们互相配合工作，用于控制压力介质流入伺服马达的两个工作腔并从那里流出；-在旋转滑块与阀输出件之间设一定心装置，它包括两个可相对转动的定心机件和至少一个在两个定心机件之间的滚动体，其中，滚动体被保持在两个定心机件的槽之间；其中：-定心装置的定心机件与反作用活塞旋转固定地连接；-定心装置的定心机件与旋转滑阀旋转固定地连接，-与反作用活塞固定连接的定心机件是不能转动的但可轴向移动并与阀输出件连接；-另一个定心机件在预先规定的位置与旋转滑阀不可旋转和不可移动地连接；-反作用活塞设在定心装置的区域内沿径向在旋转滑阀外面并围绕着它以及沿轴向伸入旋转滑阀区内。

为达到上述目的采取的措施是，在此类型的旋转滑阀中，与反作用活塞固定连接的定心机件不可旋转但可轴向移动地与阀输出件连接。另一个定心机件与旋转滑块在预定位置不可旋转和不可移动地连接。此反作用活塞设在定心装置区域内沿径向在旋转滑块外面围绕着它并沿轴向伸入旋转滑块的区域内。

在按本发明的结构中，反作用活塞与阀输出件旋转固定地连接，但可沿轴向移动。因此在反作用活塞与阀门外壳之间密封圈的摩擦从旋转滑阀的初级侧转移到次级侧。可以无间隙地产生反作用力矩，从而获得准确的作用方式。因此，旋转滑阀恢复到它的中立位置不会因在反作用活塞密封圈处的摩擦而产生任何附加的滞后。通过反作用活塞与旋转滑块的“互相套叠”，换句话说通过将反作用活塞伸入旋转滑块的区域内，获得一种紧凑和短的结构形式。

若使反作用活塞通过金属波纹管与阀输出件旋转固定地连接，则可进一步减小旋转滑阀的轴向尺寸。此金属波纹管沿径向安装在定心机件的外面，所以在这里也通过“互相套叠”节省轴向的结构长度。

金属波纹管主要用来保证防止反作用活塞相对于阀输出件旋转。借助于附加地预紧此金属波纹管使之还起弹簧的作用，可直接影响阀门特性曲线的位置。

若金属波纹管与反作用活塞互相固定连接，则反作用活塞的防转可以设计得特别简单。于是在定心装置调整后金属波纹管还只需通过形状相配或摩擦连接与阀输出件固定连接。

若应在装配旋转滑阀和定心装置时省去金属波纹管与阀输出件连接的步骤，则可在金属波纹管上装一个套筒，套筒有摩擦或胶粘剂层，它与在反作用活塞的一个面上的摩擦或胶粘剂层通过预紧金属波纹管或通过胶粘剂的固化形成旋转固定的摩擦连接或粘结。于是此金属波纹管便无需进行位置固定的装配。

下面借助于附图表示的两种实施例进一步说明本发明。

其中：

图1和2分别通过按本发明的具有示意表示的所属转向传动装置的旋转滑阀两种实施例的纵剖面；以及

图3沿图1箭头III方向的局部视图。

旋转滑阀1装在助力转向器3的阀门外壳2内。

旋转滑阀1包括形式上为旋转滑块4的第一阀门机件，旋转滑块4在阀门外壳2的阀孔5内可旋转地被导引。旋转滑块4有一轴向孔6，形式上为控制套筒7的第二阀门机件可旋转地在此孔内被导引。也就是说，旋转滑块4沿径向位于外面，而控制套筒7沿径向位于里面。

旋转滑块4在其外表面上有环槽8、10、11，伺服泵12或伺服马达15的两个工作腔13和14与它们连通。环槽8、10、11借助密封圈16相对于阀孔5密封。旋转滑块4通过滚动轴承17支承在阀门外壳2内以通过滚动轴承20支承在阀输出件18上。旋转滑块4在其轴向孔6内有图中未表示的控制/纵向槽，它们的轴向长度有限并与制在控制套筒7外表面上的控制/纵向槽21配合作用。部分控制/纵向槽21向控制套筒7的两端方向是封闭的。有些控制/纵向槽21向控制套筒7一端的方向是开放的并与压力介质容器22连接，伺服泵12从压力介质容器22抽出压力介质。

旋转滑块4与阀输入件23旋转固定地连接，阀输入件设计为转向轴连接件。转向轴连接件例如与图中未表示的转向轴通过同样没有表示的十字轴万向节连接。此外，旋转滑块4通过没有详细表示的无效行程离合器24与阀输出件18连接。无效行程离合器24例如由在旋转滑块4上的内齿与阀输出件18上的外齿组成。阀输出件18同时也意味着是助力转向器3机械部分的输入机件并例如与小齿轮25连接。小齿轮25可旋转地装在转向器壳体26内并与图中未表示的齿条配合工作，齿条可在转向器壳体26内轴向移动。此外，旋转滑块4通过扭杆弹簧28与阀输出件18连接。阀输出件18本身借助于销钉30与控制套筒7旋转固定地连接，控制套筒的一端装入阀输出件18的轴向孔内。

通过这些不同的连接，允许在旋转滑块4与控制套筒7之间有限地转动。由于这两个阀门机件之间的转动，由伺服泵12输送的压力介质被供入伺服马达15相应的工作腔13或14，并从对应的另一个工作腔14或13引回压力介质容器22。

在旋转滑块4与阀输出件18之间设定心装置31，它包括两个可相对转动的定心机件32和33。在定心装置31的这两个定心机件32和33互相面对的端面，各制有至少一个具有彼此倾斜的V形斜面的槽34或35。取代具有彼此倾斜的V形斜面的槽，可例如设具有弧形面的槽34和35。在两个槽34和35之间装入一个滚动体36，例如一个滚珠，它被保持在一个塑料保持器内。其中一个定心机件32与旋转滑块4固定连接(图1)，或与它设计成一体(图2)。另一个定心机件33与反作用活塞37固定连接。反作用活塞37及其定心机件33不可转动但可轴向移动地与阀输出件18连接。这一连接借助于金属波纹管38实现，金属波纹管一端与反作用活塞37固定连接，另一端直接或例如通过套筒40与阀输出件18固定连接。反作用活塞37设在定心装置31的区域内沿径向在旋转滑块4的外面围绕着它并沿轴向伸入旋转滑块4的区域内。以此方式使反作用活塞37实际上不需要轴向附加的结构空间。

反作用活塞37既在阀输出件18上也在阀门外壳2内密封地导引。因此它隔出了一个反作用室41，与转向力有关的伺服压力通过导管42可输入此室内。伺服压力可按已知的方式借助于电气液压的转换器43根据行驶速度或其他参数影响。如在图1和2的实施例中所表示的那样，反作用室可包含金属波纹管38，或是设计在一个腔内，此腔相对于反作用活塞37在金属波纹管38对面。在后一种情况下，反作用压力抵抗金属波纹管38的力。在这种情况下金属波纹管38有比较大的预紧力，在转向时通过加反作用压力释放。

金属波纹管38主要用来使定心机件33与阀输出件18旋转固定地连接。然而若应影响阀门特性曲线的位置，则可以预紧金属波纹管38。通过这种预紧使金属波纹管38获得弹簧的特性。为了影响和必要时调整阀门特性曲线，金属波纹管38的弹簧预紧度设计为可以改变的。通过金属波纹管38的几何结构，例如波纹形状和壁厚，可以调整旋转滑阀的刚性。

具有定心装置31的旋转滑阀1的装配和调整如下：两个阀门机件旋转滑块4和控制套筒7彼此相对地置入一个与液压中心对应的确定的位置，并在那里通过将两个阀门机件用扭杆弹簧28互相连接起来而固定。其中一个定心机件32与旋转滑块4固定连接，由此确定了定心机件32相对于旋转滑阀1液压中心的位置。第二个与反作用活塞37构成一个零件的定心机件33与预先固定在反作用活塞37上的金属波纹管38一起首先松动地装在套筒40上。此套筒40旋转固定和轴向不可移动地装在阀输出件18上。现在反作用活塞37及其定心机件33和金属波纹管38一起相对于定心机件32运动。一旦这两个定心机件32和33通过滚动体36彼此定位，必要时有预定的预紧度的波纹管38便固定在套筒40上。

图2的实施例与图1所示的实施例基本一致。仅仅在金属波纹管38的部分有一些差别。在按图2的实施例中金属波纹管38不与反作用活塞37固定连接。确切地说，在金属波纹管38上固定了一个套筒44，它设有一个摩擦层45。反作用活塞37面朝套筒44的面同样有摩擦层46。这两个摩擦层45和46在金属波纹管38装配后构成摩擦连接。取代这种摩擦层可以采用胶粘剂层。在这种情况下采用不立即固化的胶粘剂。所以在固化前各部分的准确位置可以自动调整。这种设计的优点在于，金属波纹管38不必与套筒40位置固定地装配。

Claims (10)

1.汽车助力转向用的旋转滑阀，包括一个与阀输入件(23)旋转固定连接的第一阀门机件和一个与阀输出件(18)旋转固定连接的第二阀门机件，并且：-第一阀门机件设计为沿径向在外面的旋转滑块(4)并有一轴向孔(6)，以及通过扭杆弹簧(30)和通过无效行程离合器(24)与阀输出件(18)连接；-第二阀门机件是沿径向在里面的控制套筒(7)，它在旋转滑块(4)的轴向孔(6)内被导引；-两个阀门机件同轴地相互插套可运动地装在阀门外壳(2)内，它们可彼此相对转动最多为无效行程离合器(24)的旋转路程；-旋转滑块(4)有位于里面的和控制套筒(7)有位于外面的控制/纵向槽(21)，它们的轴向长度至少部分是有限的以及它们互相配合工作，用于控制压力介质流入伺服马达(15)的两个工作腔(13、14)并从那里流出；-在旋转滑块(4)与阀输出件(18)之间设一定心装置(31)，它包括两个可相对转动的定心机件(32、33)和至少一个在两个定心机件(32、33)之间的滚动体(36)，其中，滚动体(36)被保持在两个定心机件(32、33)的槽(34、35)之间；其特征在于：-定心装置(31)的定心机件(33)与反作用活塞(37)旋转固定地连接；-定心装置(31)的定心机件(32)与旋转滑阀(4)旋转固定地连接，-与反作用活塞(37)固定连接的定心机件(33)是不能转动的但可轴向移动并与阀输出件(18)连接；-另一个定心机件(32)在预先规定的位置与旋转滑阀(4)不可旋转和不可移动地连接；-反作用活塞(37)设在定心装置(31)的区域内沿径向在旋转滑阀(4)外面并围绕着它以及沿轴向伸入旋转滑阀(4)区内。

2.按照权利要求1所述的旋转滑阀，其特征为：反作用活塞(37)通过金属波纹管(38)实现与阀输出件(18)旋转固定的连接。

3.按照权利要求2所述的旋转滑阀，其特征为：金属波纹管(38)只是设计用于防止反作用活塞(37)相对于阀输出件(18)旋转。

4.按照权利要求2所述的旋转滑阀，其特征为：金属波纹管(38)除用于防止反作用活塞(37)相对于阀输出件(18)旋转外设计为弹簧，定心装置(31)的定心机件(33)可借助它朝另一个定心机件(32)的方向加载。

5.按照权利要求2至4之一所述的旋转滑阀，其特征为：反作用活塞(37)与金属波纹管(38)固定连接。

6.按照权利要求2至4之一所述的旋转滑阀，其特征为：反作用活塞(37)借助于摩擦或胶粘连接通过一个固定在金属波纹管(38)上的套筒(44)与金属波纹管(38)连接。

7.按照权利要求6所述的旋转滑阀，其特征为：反作用活塞(37)和固定在金属波纹管(38)上的套筒(44)在互相面对的表面上设摩擦或胶粘剂层(45、46)

8.按照权利要求1所述的旋转滑阀，其特征为：另一个与旋转滑块(4)在预定位置不可转动和不可移动地连接的定心机件(32)与旋转滑块(4)设计为一体。

9.按照权利要求1所述的旋转滑阀，其特征为：两个定心机件(32、33)的槽(34、35)设计为彼此倾斜的V形斜面或弧形面。

10.按照权利要求4所述的旋转滑阀，其特征为：金属波纹管(38)设计为有可调的弹性力。

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