DE19616439C1 - Rückwirkungsanordnung an einer Servoventilanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rückwirkungsanordnung an einer nach Art einer Drehschieberanordnung ausgebildeten Servoven­ tilanordnung mit Drehschieber sowie den Drehschieber koaxial umfassender, relativ zum Drehschieber drehbarer Steuerbuchse, insbesondere für Servolenkungen von Kraftfahrzeugen.

Hydraulische Servolenkungen sind allgemein bekannt und werden in die meisten Kraftfahrzeuge serienmäßig eingebaut. In die­ sem Zusammenhang ist es auch grundsätzlich bekannt, die am Lenkhandrad spürbare bzw. bei Lenkmanövern aufzubringende Kraft parameterabhängig zu verändern, um beispielsweise die Lenkung bei hoher Geschwindigkeit etwas schwergängiger und bei sehr geringer Geschwindigkeit, insbesondere für einen für Rangiermanöver typischen Geschwindigkeitsbereich, besonders leichtgängig zu machen. Dazu werden sogenannte Rückwirkungs­ anordnungen eingesetzt, durch die sich die für eine Verstel­ lung der Servoventilanordnung notwendige Kraft verändern läßt. Wenn die Servoventilanordnung nach Art einer Drehschie­ beranordnung ausgebildet ist, ist dies gleichbedeutend damit, daß sich die für eine Verdrehung von Drehschieber und Steuer­ buchse relativ zueinander notwendige Kraft steuerbar variie­ ren läßt. Eine entsprechende Servosteuerung mit Rückwirkungs­ anordnung geht z. B. aus der DE 42 42 441 C1 hervor.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Rückwirkungsanordnung an einer Servoven­ tilanordnung der eingangs angegebenen Art aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an ei­ nem drehschieberseitigen Wellenteil axiale Nuten angeordnet sind, die im Schnittbild V-förmig ausgebildet sind, daß an einem Buchsenabschnitt, welcher das Wellenteil mit den axia­ len Nuten koaxial umfaßt, Radialführungen für mit steuerbarem Hydraulikdruck in die Nuten eindrückbare Rückwirkungskörper zugeordnet sind, und daß der Buchsenabschnitt und die Steuer­ buchse miteinander mittels eines am einen Teil angeordneten Außenkonus sowie eines am anderen Teil angeordneten Innenko­ nus kraftschlüssig verpreßt sind.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine An­ ordnung zu schaffen, bei der die hydraulische Mitte der Dreh­ schieberanordnung und die Mittellage der im wesentlichen aus dem Wellenteil mit den axialen Nuten sowie dem Buchsenteil sowie den Rückwirkungskörpern bestehenden Rückwirkungsanord­ nung unabhängig voneinander einstellbar sind, bevor die Steu­ erbuchse und das Buchsenteil drehfest miteinander verbunden werden. Bevor die Verpressung von Steuerbuchse und Buchsen­ teil miteinander erfolgt, sind der Innenkonus am einen Teil und der Außenkonus am anderen Teil relativ zueinander dreh­ bar. Durch axiale Stauchung läßt sich dann bei entsprechend geringer Konizität ein hoher Kraftschluß erzielen, wobei die Preßverbindung zwischen Steuerbuchse und Buchsenteil eine ho­ he Standfestigkeit aufweist.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform, für die unabhängig von der Art der Verbindung zwischen Steuerbuchse und Buchsenteil Schutz beansprucht wird, ist vorgesehen, den Buchsenabschnitt mit einem offenen oder geschlossenen Feder­ ring zu umfassen, welcher die Rückwirkungskörper in die Nuten einzudrücken sucht.

Hier wird der allgemeine Gedanke verwirklicht, durch mechani­ sche Elemente eine Mindestkraft einzustellen, die überwunden werden muß, wenn eine Relativdrehung zwischen Wellenteil und Buchsenteil erzeugt werden soll. Solange dann die tatsächlich an den Fahrzeuglenkrädern wirkenden Lenkkräfte hinreichend gering bleiben, kann die vorgenannte Mindestkraft bei einem Lenkmanöver nicht überschritten werden, mit der Folge, daß die Steuerung des Fahrzeuges in einem Kraftbereich unterhalb der genannten Mindestkraft ohne Servounterstützung erfolgt und dem Fahrer ein sehr direktes Gefühl für die Straßenver­ hältnisse gegeben wird.

Da im montierten Zustand der Rückwirkungsanordnung das Buchsenteil mit der Steuerbuchse und das Wellenteil mit dem Drehschieber drehfest verbunden sind, bewirkt die auf die Rückwirkungskörper wirkende Federkraft zwangsläufig auch eine Rückstellkraft, die den Drehschieber und die Steuerbuchse in eine Mittellage relativ zueinander zurückzustellen sucht. Ge­ gebenenfalls kann also auf die sonst übliche drehelastische Verbindung zwischen Drehschieber und Steuerbuchse, z. B. mit­ tels eines Torsionsstabes, verzichtet werden.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfin­ dung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben wird.

Dabei zeigt

Fig. 1 einen schematisierten Axialschnitt der Drehschieber- sowie der Rückwirkungsanordnung,

Fig. 2 ein Schnittbild entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 ein der Fig. 2 entsprechendes Schnittbild einer abgewandelten Ausführungsform,

Fig. 4 ein der Fig. 2 entsprechendes Schnittbild einer weiteren Ausführungsform und

Fig. 5 ein der Fig. 2 entsprechendes Schnittbild einer nochmals abgewandelten Ausführungsform.

Gemäß Fig. 1 wird ein Drehschieber 1 von einer dazu koaxialen Steuerbuchse umfaßt, die innerhalb eines nur schematisch an­ gedeuteten Gehäuses 3 drehbar angeordnet ist.

Drehschieber 1 und Steuerbuchse 2 lassen sich relativ zuein­ ander begrenzt verdrehen, wodurch miteinander zusammenwirken­ de, am Drehschieber 1 bzw. an der Steuerbuchse 2 angeordnete axiale Steuerkanten 4 relativ zueinander verstellt werden. Dies hat zur Folge, daß zwischen zwei nur schematisch darge­ stellten Motoranschlüssen 5, die hydraulisch zwischen einem nur schematisch dargestellten Druckanschluß 6 für die Druck­ seite einer Hydraulikpumpe und einem ebenfalls nur schema­ isch dargestellten Anschluß 8 für ein mit der Saugseite der Plumpe 7 verbundenes Hydraulikreservoir 9 angeschlossen sind, eine steuerbare Druckdifferenz in der einen oder anderen Richtung, je nach relativer Drehrichtung von Drehschieber und Steuerbuchse 2, auftritt. Dies ist grundsätzlich bekannt.

Der Drehschieber 2 besitzt einen von seinen Steuerkanten 4 axial beabstandeten Wellenabschnitt mit auf dem Umfang gleichförmig verteilten axialen Nuten 10, die im Schnittbild V-förmig sind und jeweils in ihrem axial mittleren Abschnitt eine maximale Tiefe erreichen, welche zu den axialen Enden der Nuten 10 kontinuierlich abnimmt, derart, daß die Mittel­ linie jeder Nut 10 den aus Fig. 1 ersichtlichen Kreisbogen­ verlauf hat.

Der mit den Nuten 10 versehene Wellenabschnitt des Drehschie­ bers 1 wird von einem Buchsenteil 11 umfaßt, welches eine der Anzahl der Nuten 10 entsprechende Anzahl von Radialbohrungen 12 aufweist. Das Buchsenteil 11 ist so mit der Steuerbuchse 2 drehfest verbunden, daß die Mittelachsen der Radialbohrungen 12 jeweils in einer die Längsmittellinie einer Nut 10 enthal­ tenden Axialebene des Drehschiebers 1 enthalten sind, wenn Drehschieber 1 und Steuerbuchse 2 ihre Mittellage relativ zu­ einander einnehmen, in der die Motoranschlüsse 5 gleiche hy­ draulische Drucke aufweisen.

Das Buchsenteil 11 und die Steuerbuchse 2 sind in einer ent­ sprechenden Relativlage miteinander verbunden, indem das Buchsenteil 11 mit einem an ihm angeordneten Innenkonus 13 auf einem an der Steuerbuchse 2 vorhandenen Außenkonus 14 verpreßt ist. Diese Verbindung ermöglicht eine exakte Justage des Buchsenteiles 11 relativ zur Steuerbuchse 2.

In den Radialbohrungen 12 sind Kugeln 15 verschiebbar aufge­ nommen, welche sich durch hydraulische Druckbeaufschlagung mit mehr oder weniger Kraft in die Nuten 10 eindrücken las­ sen.

Dazu kann ein im Gehäuse 3 im Bereich der Radialbohrungen 12 ausgebildeter Ringraum 16 mit parameterabhängig steuerbarem hydraulischen Druck beaufschlagt werden. Außerdem kommunizie­ ren die Nuten 10 in nur schematisch dargestellter Weise mit dem relativ drucklosen Hydraulikreservoir 9, so daß sich die Kugeln 15 wirksam in die Nuten 10 einschieben lassen.

Wenn nun Drehschieber 1 und Steuerbuchse 2 der Servoven­ tilanordnung relativ zueinander verdreht werden, verdreht sich auch das Buchsenteil 11 relativ zu den Nuten 10, mit der Folge, daß die Kugeln 15 lediglich an entweder den rechten oder den linken Flanken der Nuten 10 anliegen und entspre­ chend den Druckkräften, die die Kugeln 15 nach radial ein­ wärts zu drängen suchen, eine Rückstellkraft erzeugen, welche einer Verstellung von Drehschieber 1 und Steuerbuchse 2 aus deren relativer Mittellage entgegenwirkt.

Gegebenenfalls kann im Bereich der Radialbohrungen 12 auf dem Außenumfang des Buchsenteiles 11 eine im wesentlichen ring­ förmige Feder 17 angeordnet sein, die die Kugeln 15 ständig nach radial einwärts drängt und dementsprechend unabhängig von der hydraulischen Druckbeaufschlagung der Kugeln 15 eine Grundlast bestimmt, die überwunden werden muß, wenn das Buchsenteil 11 relativ zu den Nuten 10 gedreht werden soll.

Gemäß Fig. 3 kann diese Feder 17 als geschlossener Ring aus­ gebildet sein.

Statt dessen ist es gemäß Fig. 4 auch möglich, die Feder 17 als offenen Federring auszubilden.

Gemäß Fig. 5 kann die Feder 17 an einem Ende auch an einer Ausnehmung 18 des Buchsenteiles 11 eingehängt und am anderen Ende mittels einer Einstellschraube 19 mit Exzenter befestigt sein, um die Federspannung in vorgebbarer Weise justieren zu können.

Gegebenenfalls kann anstelle der Feder auch lediglich ein aus Fig. 1 ersichtlicher Sprengring 20 vorgesehen sein, welcher im wesentlichen nur dazu dient, bei der Montage die Kugeln 15 gegen Herausfallen aus den Radialbohrungen 12 zu sichern. Darüber hinaus bewirkt jedoch der Sprengring 20 auch eine zu­ sätzliche Kraft, die die Kugeln 15 nach radial einwärts drückt, sobald das Buchsenteil 11 relativ zu den V-Nuten 10 so weit verdreht ist, daß die Kugeln 15 unter Aufzehrung des Spielraumes radial innerhalb des Sprengringes 20 durch Zusam­ menwirken mit den Flanken der Nuten 10 gegen den Sprengring 20 gedrängt werden.

Claims (5)

1. Rückwirkungsanordnung an einer nach Art einer Drehschie­ beranordnung ausgebildeten hydraulischen Servoventilanordnung mit Drehschieber sowie den Drehschieber koaxial umfassender, relativ zum Drehschieber drehbarer Steuerbuchse, insbesondere für Servolenkungen von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß an einem drehschieberseitigen Wellenteil axiale Nuten (10) angeordnet sind, die im Schnittbild (II-II) V-förmig ausgebildet sind,
daß an einem Buchsenabschnitt (11), welcher das Wellenteil mit den axialen Nuten (10) koaxial umfaßt, Radialführungen (12) für mit steuerbarem Hydraulikdruck in die Nuten (10) eindrückbare Rückwirkungskörper (15) angeordnet sind, und
daß der Buchsenabschnitt (11) und die Steuerbuchse (2) mit­ einander mittels eines am einen Teil angeordneten Außenkonus (14) sowie eines am anderen Teil angeordneten Innenkonus (13) kraftschlüssig verpreßt sind.

2. Rückwirkungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Buchsenabschnitt (11) von einer Feder (17) umfaßt wird, welche die Rückwirkungskörper (15) in die Nuten (10) einzudrücken sucht.

3. Rückwirkungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kugeln (15) als Rückwirkungskörper angeordnet sind.

4. Rückwirkungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Radialbohrungen (12) als Radialführungen vorgesehen sind.

5. Rückwirkungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (10) hydraulisch mit einem Niederdruckanschluß (8) kommunizieren.