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Die
Erfindung betrifft eine Abdichtvorrichtung in einem Lenksystem oder
Automatgetriebe eines Fahrzeugs zwischen einem ersten Gehäuse
und einem zweiten Gehäuse, nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Die
DE 10 2005 018 308
A1 beschreibt ein Servoventil für eine hydraulische
Servolenkung mit einer Eingangswelle, die mit einer Lenkhandhabe
eines Fahrzeugs wirkverbunden ist und mit einer Ausgangswelle, die
mit einem Lenkgetriebe wirkverbunden ist, und einem Torsionsstab,
der die Eingangswelle und die Ausgangswelle relativ zueinander in eine
Mittelstellung zu halten sucht.
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Das
Servoventil ist als Drehschieberventil gebildet und besteht im Wesentlichen
aus einem Drehschieber, der ein erstes Ventilelement darstellt und
aus einer koaxial um den Drehschieber angeordneten Steuerbuchse,
die ein zweites Ventilelement bildet. Das Drehschieberventil besitzt
in an sich bekannter Weise einen Druckanschluss der mit der Druckseite
einer Servopumpe verbunden ist. An das Drehschieberventil mündet
ferner ein Niederdruckanschluss und zwei Motoranschlüsse
eines hydrostatischen Servomotors zur Lenkwinkelverstellung gelenkter
Räder des Fahrzeugs.
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Der
Drehschieber ist drehfest mit der Eingangswelle verbunden. Die Steuerbuchse
ist drehfest mit der Ausgangswelle verbunden. Wird der Drehschieber
relativ zu der Steuerbuchse in der einen oder anderen Richtung verdreht,
wird bei arbeitender Servopumpe zwischen den Motoranschlüssen eine
mehr oder weniger große steuerbare Druckdifferenz in der
einen oder anderen Richtung erzeugt, mit der Folge, dass der Servomotor
in die eine oder andere Richtung eine entsprechend große
Stellkraft erzeugt.
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Das
Servoventil als Teil einer hydraulischen Anlage ist in einem ersten
Gehäuse angeordnet.
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Zur
Modifizierung der durch die Betätigung der Eingangswelle
vorgegebenen Eingangsgröße ist das der Eingangswelle
zugeordnete Ende des Torsionsstabes nicht drehfest mit der Eingangswelle
verbunden, sondern kann über eine Totgangskupplung gesteuert
relativ zu dieser verdreht werden. Insbesondere kann die Steuer buchse
relativ zu der Ausgangswelle oder das der Eingangswelle zugeordnete Ende
des Torsionsstabes relativ zu der Eingangswelle verdreht werden,
wozu ein in einem zweiten Gehäuse untergebrachter elektrischer
Aktuator mit einem Wellgetriebe dient, der eine Stellhülse
antreibt, die auf ein Ende des Torsionsstabes wirkt.
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Der
Torsionsstab und die Eingangswelle stellen bewegliche Bauteile dar,
die die beiden Gehäuse durchragen. In den beiden Gehäusen
herrschen unterschiedliche Druckpotentiale, die durch eine Abdichteinrichtung
in Form eines Wellendichtrings zwischen der Eingangswelle und dem
ersten Gehäuse abgedichtet sind.
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Bei
einer etwaigen Leckage des Drehschieberventils und des Wellendichtrings
könnte das zweite Gehäuse mit dem elektrischen
Aktuator mit Druckmittel volllaufen und die Überlagerungslenkung
wäre nicht mehr betriebsfähig.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtvorrichtung in
einem Lenksystem oder Automatgetriebe zu schaffen, die einen sicheren, dauerhaften
Betrieb ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird mit einer Abdichtvorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
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Dadurch
dass eine statische Formdichtung zwischen dem ersten und zweiten
Gehäuse angeordnet ist, die das bewegliche Bauteil vorzugsweise
mit radialem Abstand umschließt und wobei die statische Formdichtung
im Gefälle der Druckpotentiale zwischen den Gehäusen
der Abdichteinrichtung um das bewegliche Bauteil nachgelagert ist
und eine fluidische Verbindung zwischen der Abdichteinrichtung und
der statischen Formdichtung besteht, kann bei einer etwaigen Leckage
und einem Druckanstieg stromauf der statischen Formdichtung Druckmittel von
der statischen Formdichtung ab Überschreiten eines vorgebbaren
Drucks in einen annähernd drucklosen Raum außerhalb
der Gehäuse abgegeben werden, ohne daß Druckmittel
von einem Gehäuse in das andere strömt.
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Bevorzugte
Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
statische Formdichtung ist bevorzugt aus einem Elastomer einstückig
gebildet und ringförmig mit einer glatten, ringförmigen
Arbeitsleiste gebildet, die in axialer Richtung des beweglichen
Bauteils auf eine Dichtfläche eines der beiden Gehäuse
vorgespannt ist. Die Vorspannung kann durch einen Stützring
in oder an der statischen Formdichtung bewirkt sein. Die statische
Formdichtung ist bevorzugt in einer rechteckförmigen oder
U-förmigen Ringnut an einer Stirnfläche eines
Gehäuses eingelegt, wobei die Tiefe der Ringnut die Vorspannung
der statischen Formdichtung vorgeben kann. Sie öffnet bevorzugt ab
einem Druckmitteldruck von etwa 0,5 bar einen Strömungspfad
von dem Wellendichtring über die statische Formdichtung
in einen annähernd drucklosen oder drucklosen Raum außerhalb
der beiden Gehäuse. Leckageöl kann so ins Freie
abgeführt werden. Die Arbeitsleiste der statischen Formdichtung schließt
nach Abströmen des Druckmittels und verhindert so ein Eintritt
von beispielsweise Spritzwasser in die Gehäuse.
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Die
Abdichtvorrichtung kann bevorzugt in einer als hydraulische Servolenkung
ausgebildeten hydraulischen Anlage eingesetzt werden. Beispielsweise
kann das bewegliche Bauteil eine Welle eines elektrischen Aktuators
sein, die zusätzlich zu einem manuellen Verdrehen eines
Ventilelements (Drehschieber) eines Lenkventils das Ventilelement
in die eine oder andere Richtung verdreht, wodurch beispielsweise
ein Geradeauslauf eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs,
geregelt werden kann. Zudem lassen sich damit querdynamische Störgrößen
wie Seitenwind oder Fahrbahnneigungen ausregeln und/oder den Istgierwinkel
eines Fahrzeugs entsprechend einem aktuellen Lenkradwinkel regeln.
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Die
Erfindung wird nun näher anhand eines Ausführungsbeispiels
beschrieben und anhand der beiliegenden Zeichnung wiedergegeben.
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- 1
- Abdichtvorrichtung
- 2
- Gehäuse,
erstes
- 3
- Gehäuse,
zweites
- 4
- Anlageteil,
hydraulisch
- 5
- Bauteil,
beweglich
- 6
- Abdichteinrichtung
- 7
- Formdichtung,
statisch
- 8
- Raum,
drucklos
- 9
- Arbeitsleiste
- 10
- Dichtfläche
- 11
- Ringnut
- 12
- Welle
- 13
- Aktuator,
elektrisch
- 14
- Lenkventil
- 15
- Ventilelement
- 16
- Drehschieber
- 17
- Drehschieberventil
- 18
- Längsachse
- 19
- Steuerbuchse
- 20
- Torsionsstab
- 21
- Wellendichtring,
erster
- 22
- Wellendichtring,
zweiter
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1 zeigt
einen teilweisen Längsschnitt durch eine Abdichtvorrichtung
an einem Lenkventil.
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In 1 ist
in einem teilweisen Längsschnitt entlang seiner Längsachse 18 ein
Lenkventil 14, das als Drehschieberventil 17 gebildet
ist, gezeigt. Das Drehschieberventil 17, als Teil 4 einer
hydraulischen Anlage, nämlich einer Überlagerungslenkung,
ist im Wesentlichen aus einem ersten Gehäuse 2 aufgebaut,
das einen, mit einer Lenkhandhabe wirkverbundenen Drehschieber 16 aufnimmt
und in einer Steuerbuchse 19 angeordnet ist, zu der der
Drehschieber 16 begrenzt drehbar gelagert ist. Die Steuerbuchse 19 ist
mit einem nicht gezeigten Ventilausgangsglied verbunden, welches
zur Verschiebung einer nicht gezeigten Zahnstange dient. Die Zahnstange
ist in an sich bekannter Weise parallel oder in Reihe mit einem
Servozylinder zusammen über Spurstangen und Radlenkhebel
mit gelenkten Rädern eines Nutzkraftwagens verbunden.
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Der
Drehschieber 16 und die Steuerbuchse 19 weisen
Steuerlängsnuten auf, deren relative Verdrehung zueinander
einen Druckmittelstrom für den Servozylinder steuern.
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Zur
Rückstellung des Drehschiebers 16 relativ zu der
Steuerbuchse 19 dient ein Torsionsstab 20.
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In
einem zweiten Gehäuse 3, das mit dem ersten Gehäuse 2 lösbar
verbunden ist, ist ein elektrischer Aktuator 13 mit einem
Schneckengetriebe angeordnet. Ein als Welle 12 gebildetes
Bauteil 5 des elektrischen Aktuators 13 ist über
eine Profilwellenverbindung mit dem als Drehschieber 16 gebildeten Ventilelement 15 des
Lenkventils 14 drehfest verbunden und dient zur Eingabe
einer Überlagerungsgröße für
das vom Fahrer an der Lenkhandhabe eingegebenen Lenkmomentes.
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Um
das Einströmen von Leckageöl oder Druckmittel
des Lenkventils 14 in das Gehäuse 3 des elektrischen
Aktuators 13 sicher zu vermeiden, ist eine Abdichtungsvorrichtung 1 an
der Trennebene der beiden Gehäuse 2, 3 vorgesehen,
die aus einem ersten Wellendichtring 21 (Abdichteinrichtung 6)
zwischen dem Drehschieber 17 und dem ersten Gehäuse 2 und
aus einem weiteren, zweiten Wellendichtring 22 zwischen
dem Drehschieberventil 17 und dem zweiten Gehäuse 3 besteht.
Zwischen dem ersten Wellendichtring 21 und dem zweiten
Wellendichtring 22 ist ein Strömungspfad für
Leckageöl in dem ersten und/oder zweiten Gehäuse
vorgesehen, der Leckageöl zu einer statischen Formdichtung 7 lenkt. Die
statische Formdichtung 7 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
als einstückige Ringdichtung aus einem Elastomeren gebildet
und weist einen konisch sich in radialer Richtung verjüngenden
Rand mit einer Arbeitsleiste 9 auf. Die ringförmige
Arbeitsleiste 9 liegt mit axialer Vorspannung an einer
Dichtfläche 10 des zweiten Gehäuses 3 an.
Die statische Formdichtung 7 ist in einer rechteckförmigen
Ringnut 11 an der Trennebene der beiden Gehäuse 2, 3 in das
erste Gehäuse 2 eingelegt.
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Die
statische Formdichtung 7 ist in der Lage, bei Überschreiten
eines vorgegebenen Druckmitteldrucks, beispielsweise 0,5 bar, Druckmittel,
welches sich zwischen den Wellendichtringen 21, 22 und
der statischen Formdichtung 7 angestaut hat, nach Ablösen
der Arbeitsleiste 9 von der Dichtfläche 10 in
einen drucklosen Raum 8 an dem Gehäuseäußeren des
Lenkventils 14 abzugeben. Die statische Formdichtung 7 verhindert
zudem ein Eindringen von Spritzwasser ins Gehäuseinnere
der beiden Gehäuse.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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