DE102018115482A1 - Valve elements with radial radial connection - Google Patents
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- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
- B62D5/08—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by type of steering valve used
- B62D5/083—Rotary valves
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Drehschieberventil (20) mit einem ersten Ventilelement, das mit einem zweiten Ventilelement fest verbunden ist. Das Drehschieberventil (20) ist dadurch gekennzeichnet, dass
- das erste Ventilelement (22) einen Einsteckabschnitt (28) mit einer stirnseitigen konvexen ersten Stirnfläche (32) aufweist,
- das zweite Ventilelement (24) einen Aufnahmekanal (38) zur Aufnahme des Einsteckabschnitts (28) des ersten Ventilelements (22) aufweist, wobei der Aufnahmekanal (38) eine mit der konvexen ersten Stirnfläche (32) des Einsteckabschnittes (28) korrespondierende konkave Bodenfläche (40) aufweist und der Einsteckabschnitt (28) des ersten Ventilelements (22) in den Aufnahmekanal (38) des zweiten Ventilelements (24) derart einführbar ist, dass die konvexe erste Stirnfläche (32) an der konkaven Bodenfläche (40) zur Anlage kommt, wobei eine Außenkontur des Einsteckabschnitts (28) und eine Innenkontur des Aufnahmekanals (38) zumindest abschnittsweise einen unrunden Querschnitt aufweisen.
The invention relates to a rotary slide valve (20) with a first valve element which is fixedly connected to a second valve element. The rotary slide valve (20) is characterized in that
- The first valve element (22) has an insertion section (28) with an end convex end face (32),
- The second valve element (24) has a receiving channel (38) for receiving the insertion section (28) of the first valve element (22), the receiving channel (38) having a concave bottom surface corresponding to the convex first end face (32) of the insertion section (28) (40) and the insertion section (28) of the first valve element (22) can be inserted into the receiving channel (38) of the second valve element (24) in such a way that the convex first end face (32) comes into contact with the concave bottom surface (40) , wherein an outer contour of the insertion section (28) and an inner contour of the receiving channel (38) have a non-circular cross section at least in sections.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehschieberventil mit einem ersten Ventilelement, das mit einem zweiten Ventilelement fest verbunden ist.The present invention relates to a rotary slide valve with a first valve element which is fixedly connected to a second valve element.
Die Erfindung bezieht sich somit auf ein Lenkventil für Hilfskraftlenkungen. Bei einem solchen Lenkventil sind eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle über einen Drehstab miteinander verbunden. Ein Drehschieber ist dabei mit der Eingangswelle fest verbunden. Ein solches Drehschieberventil ist beispielsweise aus der
Die Verbindung des Drehschiebers mit der Eingangswelle ist für die Übertragung des Lenkmoments wesentlich. Auch ist die Verbindung für das Lenkgefühl des Fahrers wichtig, da eine Verdrehung des Lenkrades eine möglich exakte Bewegung der Räder bewirken soll.The connection of the rotary valve with the input shaft is essential for the transmission of the steering torque. The connection is also important for the driver's steering feel, since turning the steering wheel is intended to cause the wheels to move as precisely as possible.
Ein wesentliches Problem bei der Verbindung des Drehschiebers mit der Eingangswelle besteht darin, dass die Verbindung im Laufe der Zeit verschleißt und sich Spiel einstellen kann. Dies bedeutet, dass ein Verdrehen des Lenkrades nicht unmittelbar zu einer Bewegung der gelenkten Räder führt, da sich die beiden Ventilelemente um einen gewissen Betrag frei gegeneinander verdrehen können. Hinzu kommen ggf. Störgeräusche beim Lenken.A major problem with the connection of the rotary valve to the input shaft is that the connection wears out over time and play can occur. This means that turning the steering wheel does not immediately lead to a movement of the steered wheels, since the two valve elements can freely rotate against one another by a certain amount. There may also be noise when steering.
Weiterhin muss die Verbindung zwischen den beiden Ventilelementen eine maximale Drehmomentübertragung ermöglichen und dabei gleichzeitig einen präzisen Rundlauf aufweisen. Aus diesem Grund können bisher bekannte Methoden vorgespannter Verbindungen, wie Keilverbindung, Stirnzahnverbindung oder Kreiskeilverbindung nicht zur Anwendung kommen.Furthermore, the connection between the two valve elements must enable maximum torque transmission and at the same time have precise concentricity. For this reason, previously known methods of prestressed connections, such as wedge connections, front tooth connections or circular wedge connections, cannot be used.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine vorteilhafte Verbindung zweier Ventilelemente, vorzugsweise einem Drehschieber und einer Eingangswelle, vorzuschlagen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. Insbesondere soll die Verbindung die Übertragung eines maximalen Drehmoments bei gleichzeitig präzisem Rundlauf der Verbindung gewährleisten. Wesentlich ist insbesondere auch, dass die Verbindung spielfrei ist und möglichst über einen langen Benutzungszeitraum spielfrei bleibt.The object of the invention is to propose an advantageous connection of two valve elements, preferably a rotary slide valve and an input shaft, which does not have the disadvantages of the prior art. In particular, the connection should ensure the transmission of a maximum torque with simultaneous precise concentricity of the connection. It is also particularly important that the connection is free of play and if possible remains free of play over a long period of use.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass
- - das erste Ventilelement einen Einsteckabschnitt mit einer stirnseitigen konvexen/ersten Stirnfläche aufweist,
- - das zweite Ventilelement einen Aufnahmekanal zur Aufnahme des Einsteckabschnitts des ersten Ventilelements aufweist, wobei der Aufnahmekanal eine mit der konvexen/ersten Stirnfläche des Einsteckabschnittes korrespondierende konkave Bodenfläche aufweist und der Einsteckabschnitt des ersten Ventilelements in den Aufnahmekanal des zweiten Ventilelements derart einführbar ist, dass die konvexe/erste Stirnfläche an der konkaven Bodenfläche zur Anlage kommt, wobei eine Außenkontur des Einsteckabschnitts und eine Innenkontur des Aufnahmekanals zumindest abschnittsweise einen unrunden Querschnitt aufweisen.
- the first valve element has an insertion section with an end convex / first end face,
- - The second valve element has a receiving channel for receiving the insertion section of the first valve element, wherein the receiving channel has a concave bottom surface corresponding to the convex / first end face of the insertion section and the insertion section of the first valve element can be inserted into the receiving channel of the second valve element such that the convex / The first end face comes into contact with the concave bottom surface, an outer contour of the insertion section and an inner contour of the receiving channel having a non-circular cross section at least in sections.
Die erfindungsgemäße Verbindung ist aufgrund des unrunden Querschnitts der beiden Verbindungselemente in der Lage, maximale Drehmomente zu übertragen. Beispielsweise kann der Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig ausgeführt sein, wobei aber zumindest ein, vorzugsweise zwei einander gegenüberliegende Kreissegmente fehlen. Mit anderen Worten sind dadurch zwei gerade verlaufende Flanken abgebildet. Vorteilhaft sind insbesondere Querschnitte, die in Bezug auf eine Mittelachse drehsymmetrisch ausgebildet sind. Dadurch wird eine Unwucht vermieden. Denkbar sind beispielsweise ovale oder sternförmige, aber auch andpolygone Querschnitte.Due to the non-circular cross-section of the two connecting elements, the connection according to the invention is able to transmit maximum torques. For example, the cross section can be essentially circular, but at least one, preferably two, opposing circular segments are missing. In other words, two straight edges are shown. Cross-sections that are rotationally symmetrical with respect to a central axis are particularly advantageous. This prevents an imbalance. For example, oval or star-shaped, but also polygonal cross sections are conceivable.
Um eine spielfreie Verbindung zu gewährleisten, weist der Einsteckabschnitt des ersten Ventilelements eine konverse Stirnseite auf, die im eingesteckten Zustand an einer konkav ausgeführten Bodenfläche des Aufnahmekanals zur Anlage kommt. Durch die Anlage der beiden kuppelförmigen bzw. sphärischen Flächen aneinander ist eine dauerhaft spielfreie Verbindung der beiden Ventilelemente gewährleistet. Die beiden sphärischen Flächen weisen dabei den gleichen Radius auf.In order to ensure a play-free connection, the plug-in section of the first valve element has a converse end face which, when plugged in, comes into contact with a concave bottom surface of the receiving channel. The two dome-shaped or spherical surfaces are in contact with one another to ensure a permanently play-free connection of the two valve elements. The two spherical surfaces have the same radius.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante können die beiden Ventilelemente zusätzlich durch ein Verbindungsmittel miteinander verbunden bzw. zusätzlich gesichert werden. Beispielsweise kann das erste Ventilelement stirnseitig eine Gewindebohrung aufweisen, in die eine Verbindungsschraube einschraubbar ist. Die Verbindungsschraube erstreckt sich durch eine Schraubenöffnung im zweiten Ventilelement. Die Gewindebohrung und entsprechend die Verbindungsschraube sowie die Schraubenöffnung sind auf einer gemeinsamen Mittelachse der beiden Ventilelemente angeordnet. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist die Verbindungsschraube als Dehnschraube ausgeführt, um eine Vorspannung auch während des Betriebs möglichst lange aufrecht zu erhalten.In a particularly advantageous embodiment variant, the two valve elements can additionally be connected to one another or additionally secured by a connecting means. For example, the first valve element can have a threaded bore on the end face into which a connecting screw can be screwed. The connecting screw extends through a screw opening in the second valve element. The threaded bore and correspondingly the connecting screw and the screw opening are arranged on a common central axis of the two valve elements. In a particularly advantageous embodiment variant, the connecting screw is designed as an expansion screw in order to maintain a pretension as long as possible even during operation.
Die konkave Bodenfläche innerhalb des zweiten Verbindungselements kann beispielsweise mechanisch durch eine von außen quer zur Mittelachse eingebrachte Bohrung erzeugt werden. Dadurch entsteht zumindest eine Öffnung im Wandabschnitt des Aufnahmekanals. Um eine möglichst gleichmäßige Gewichtsverteilung zu bewirken, ist es auch möglich, eine gegenüberliegende zweite Öffnung zu erzeugen, beispielsweise indem der Bohrer in einem Arbeitsschritt entsprechend tief eingebracht wird.The concave bottom surface within the second connecting element can, for example, be generated mechanically through a bore made transversely to the central axis from outside. This creates at least one opening in the wall section of the recording channel. In order to achieve a weight distribution that is as uniform as possible, it is also possible to create an opposite second opening, for example by inserting the drill accordingly deeply in one work step.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Diese sind lediglich beispielhaft zu verstehen und sollen die Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränken. Es zeigen:
-
1 : zwei erfindungsgemäße Ventilelemente und eine Verbindungsschraube in perspektivischer Darstellung in Seitenansicht, -
2 : die Elemente aus1 in perspektivischer Darstellung von schräg oben, -
3 : die Elemente aus den1 und2 in zusammengestecktem, aber noch nicht montiertem Zustand, -
4 : die Elemente aus den1 und2 in verschraubtem Zustand, -
5 : die Elemente aus den1 und2 in zusammengefügtem Zustand im Querschnitt.
-
1 : two valve elements according to the invention and a connecting screw in a perspective view in side view, -
2 : the elements out1 in perspective from obliquely above, -
3 : the elements from the1 and2 in assembled but not yet assembled condition, -
4 : the elements from the1 and2 in screwed condition, -
5 : the elements from the1 and2 in cross-section when assembled.
Die
Der Drehschieber
Eine erste Stirnfläche
Erkennbar ist weiterhin, dass im gezeigten Ausführungsbeispiel in der Stirnfläche
Die Eingangswelle
Die
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante wird die Verbindung der beiden Ventilelemente
Die Eingangswelle
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern zeigt auch weitere Ausführungsvarianten. Insbesondere sind die Figuren nicht in allen Details maßstabsgetreu, sie dienen lediglich der Verdeutlichung der Erfindung bzw. der gezeigten Elemente. Beispielsweise können die beiden Ventilelemente
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 2020
- DrehschieberventilRotary valve
- 2222
- Drehschieber (erstes Ventilelement)Rotary valve (first valve element)
- 2424
- Eingangswelle (zweites Ventilelement)Input shaft (second valve element)
- 2626
- Verbindungsschraubeconnecting screw
- 2828
- Einsteckabschnittinsertion section
- 3030
- Flankenflanks
- 32 32
- erste Stirnflächefirst face
- 3434
- Gewindebohrungthreaded hole
- 3636
- Verbindungsschraubeconnecting screw
- 3838
- Aufnahmekanalreceiving channel
- 4040
- Bodenflächefloor area
- 4242
- Schraubenöffnungscrew opening
- 4444
- Schraubenkopfscrew head
- 4646
- zweite Stirnflächesecond face
- 4848
- Bohrungdrilling
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 19633633 A1 [0002]DE 19633633 A1 [0002]
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DE102018115482.8A DE102018115482A1 (en) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | Valve elements with radial radial connection |
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WO2020002231A1 (en) | 2020-01-02 |
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