DE19858995B4

DE19858995B4 - Zentriereinrichtung, insbesondere für Lenkventile

Info

Publication number: DE19858995B4
Application number: DE1998158995
Authority: DE
Inventors: Uwe Abraham; Alexander Dipl.-Ing. Zernickel; Peter Jennes
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2018-12-22
Also published as: DE19858995A1

Abstract

Zentriereinrichtung für Lenkventile von Kraftfahrzeugen, bei der ein elastischer Drehstab (1) mit beidseitigen Endabschnitten (3, 4) mit einer Antriebs- (5) und mit einer Abtriebswelle (7) und die Abtriebswelle (7) mit einer Ventilbuchse (12) des Lenkventils verbunden sind, in der Ventilbuchse (12) ein mit der Antriebswelle (5) einstückig ausgebildeter verstellbarer Drehschieber (10) eingesetzt ist, so daß durch eine begrenzte Relativbewegung der Antriebswelle (5) gegenüber der Abtriebswelle (7) einem Servoelement Drucköl zuführbar ist und wobei der Drehschieber (10) über in einem Käfig (14) geführte Lagernadeln (15) eines Nadellagers (13) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abtriebswelle (7) und dem Drehstab (1) ein vom Nadellager (13) aufgenommenes und mit Abtriebswelle (7) und Drehstab (1) verbundenes Zentrierstück (6) angeordnet ist, das Nadellager (13) einen als dünnwandige Hülse ausgebildeten Lageraußenring (16) aufweist, der wenigstens in einem Umfangsabschnitt eine von der Kreisform abweichende elastisch nachgiebige Laufbahnwölbung (17) aufweist, wobei sowohl dieser Umfangsabschnitt als auch ein...

Description

Anwendungsgebiet der Erindung
Die Erfindung betrifft eine Zentriereinrichtung für Lenkventile von Kraftfahrzeugen, bei der ein elastischer Drehstab mit beidseitigen Endabschnitten mit einer Antriebs- und mit einer Abtriebswelle und die Abtriebswelle mit einer Ventilbuchse des Lenkventils verbunden sind, in der Ventilbuchse ein mit der Antriebswelle einstückig ausgebildeter verstellbarer Drehschieber eingesetzt ist, so daß durch eine begrenzte Relativbewegung der Antriebswelle gegenüber der Abtriebswelle einem Servoelement Drucköl zuführbar ist und wobei der Drehschieber über in einem Käfig geführte Lagernadeln eines Nadellagers abgestützt ist.

Hintergrund der Erfindung

Eine Zentriereinrichtung dieser Bauart ist aus der DE 43 00 612 A1 vorbekannt und enthält als Federelement einen Metallfaltenbalg. Der Metallfaltenbalg ist einerseits durch ein an der Antriebswelle befestigtes Endstück des Drehstabes und andererseits mit einem Zentrierstück verbunden. Das durch den Metallfaltenbalg axial gefederte Zentrierstück drückt über Wälzkörper gegen ein weiteres an einem Endstück befestigtes zweites Zentrierstück. Dieses Endstück verbindet den Drehstab mit der Abtriebswelle. Da die Wälzkörper in Schrägflä chennuten der Zentrierstücke abrollen, erhält man eine von der Relativverdrehung der beiden Wellen abhängige Rückstellkraft, die sich zur Verdrehkraft des Drehstabes addiert. Eine so aufgebaute Zentriereinrichtung übernimmt die exakte Einstellung der beiden Wellen und damit des Lenkventils in der hydraulischen Mitte. Diese bekannte Zentriereinrichtung eignet sich für Lenkventile in der Drehschieber- oder in der Drehkolbenbauweise und sichert ein einwandfreies Geradeausfahrtverhalten.

Dabei ist von Nachteil, daß in aufwendiger Weise als Federelement ein Faltenbalg zu fertigen ist, dessen Verbindung mit Zentrierstück und Drehstab ebenfalls sehr aufwendig ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Zentriereinrichtung zu entwickeln, die wesentlich unkomplizierter aufgebaut ist und sich daher auch einfacher fertigen läßt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß zwischen der Abtriebswelle und dem Drehstab ein vom Nadellager aufgenommenes und mit Abtriebswelle und Drehstab verbundenes Zentrierstück angeordnet ist, das Nadellager einen als dünnwandige Hülse ausgebildeten Lageraußenring aufweist, der wenigstens in einem Umfangsabschnitt eine von der Kreisform abweichende elastisch nachgiebige Laufbahnwölbung aufweist, wobei sowohl dieser Umfangsabschnitt als auch ein zugehöriger Abschnitt des Zentrierstücks je eine in radialer Richtung gegenüberliegende Schrägflächennut aufweist, in die eine Lagernadel einrastet.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, daß ein bereits vorhandenes Bauelement der Zentriereinrichtung, nämlich das Nadellager, als Federmittel zur Erzeugung der Rückstellkraft ausgenutzt wird. Diese Rückstellkraft zur Einstellung des Längsventils in der hydraulischen Mitte wird durch die federnden Umfangsabschnitte der dünnwandigen Hülse bewirkt, so daß Me tallfaltenbalg, erstes und zweites Zentrierstück mit dazwischen angeordneten Wälzkörpern nach dem bisherigen Stand der Technik entbehrlich sind. Das der Abstützung des Drehschiebers dienende Nadellager ist ohnehin vorhanden, wird aber in erfindungsgemäßer Weise in seiner Funktion erweitert. Zum einen dienen wie bisher die nicht von der Kreisform abweichenden Bereiche der Hülse zur radialen Abstützung des Drehschiebers und zum anderen erhält das Lager eine Art Rastierfunktion durch die von der Kreisform abweichenden Bereiche der dünnwandigen Hülse. Bedingt durch die von der Kreisform abweichenden Bereiche mit ihren Schrägflächennuten und bedingt durch die Schrägflächennuten des Zentrierstückes wird bei einer Relativverdrehung der beiden Wellen zueinander eine Rückstellkraft ausgelöst, die dafür sorgt, daß die Wälzkörper genau in die Schrägflächennuten von Zentrierstück und elastischer Hülse einrasten, so daß eine hochgenaue Einstellung der hydraulischen Mitte des Lenkventiles gegeben ist.

Nach Anspruch 2 ist vorgesehen, daß die Hülse an drei gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangsabschnitten eine von der Kreisform abweichende Laufbahnwölbung aufweist. Durch diese symmetrische Ausbildung der elastischen Hülse wird eine besonders gleichmäßige Verteilung der Rückstellkraft erzielt.

Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 3 sollen der Drehstab und das Zentrierstück einstückig ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, daß beim Montagevorgang der Zentriereinrichtung die kraftschlüssige Verbindung zwischen Drehstab und Zentrierstück nicht hergestellt werden muß.

Schließlich geht aus Anspruch 4 hervor, daß die Schrägflächennut des Zentrierstücks von einem separaten Lagerinnenring gebildet ist.

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein Drehschieberventil,
2 einen Querschnitt im Bereich des Zentrierstückes mit erfindungsgemäß ausgebildetem Nadellager.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die Zentriereinrichtung nach 1 weist einen Drehstab 1 auf, an dessen im Querschnitt reduzierten Torsionsbereich 2 sich verdickte Endabschnitte 3 und 4 anschließen. Der Endabschnitt 3 ist über einen Stift 9 mit einer Antriebswelle 5 und der Endabschnitt 4 ist über ein Zentrierstück 6 mit einer Abtriebswelle 7 mit Hilfe eines Stiftes 8 verbunden. Die Verbindung zwischen Endabschnitt 4 des Drehstabes 1 und Zentrierstück 6 erfolgt dabei durch Preßpassung. Die Antriebswelle 5 trägt in ihrer Verlängerung einen Drehschieber 10. An die Abtriebswelle 7 schließt sich eine mit dieser durch einen weiteren Stift 11 gekuppelte Ventilbuchse 12 an, in der der Drehschieber 10 eine Relativbewegung zum Ansteuern eines Druckes ausführen kann. Der Drehschieber 10 und die Ventilbuchse 12 bilden in bekannter Weise ein Drehschieberventil, das über ein Steuernutensystem einem nicht dargestellten Servomotor Drucköl zuleitet. Zur Zentriereinrichtung gehört ebenfalls ein Nadellager 13, dessen in einem Käfig 14 geführte Lagernadeln 15 über einen Lageraußenring 16 den Drehschieber 10 abstützen.
Ist nun beim Lenkvorgang zwischen Antriebswelle 5 und Abtriebswelle 7 keine Drehmomentendifferenz mehr vorhanden, so erfolgt die Rückstellung des Drehschieberventiles auf seine hydraulische Mitte durch den Drehstab 1. Da dieser jedoch keine exakte Mittenzentrierung zwischen dem Drehschieber 10 und der Ventilbuchse 12 herstellen kann, ist in erfindungsgemäßer Weise eine Feinzentrierung über das Nadellager 13 vorgesehen. Wie 2 zeigt, weist der als spanlos gefertigte Hülse mit gleicher Wandstärke ausgebildete Lageraußenring 16 an drei gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangsstellen eine von der Kreisform abweichende elastische nachgiebige Laufbahnwölbung 17 auf, so daß zwischen einer Aufnahmebohrung 18 der Antriebswelle 5 drei Spalte 19 gebildet sind. Mit seinen nicht von der Kreisform abweichenden Umfangsabschnitten 20 ist die Hülse 16 drehfest in die Aufnahmebohrung 18 eingepreßt. Die 2 zeigt weiter, daß im Bereich der Laufbahnwölbung 17 sowohl der Lageraußenring 16 als auch der zugehörige Umfangsabschnitt des Zentrierstückes 6 je zwei in radialer Richtung gegenüberliegende Schrägflächennuten 21 und 22 aufweisen, zwischen denen je eine Lagernadel 15 angeordnet ist. Die 2 zeigt die Zentriereinrichtung und damit auch das aus Drehschieber 10 und Ventilbuchse 12 bestehende Drehschieberventil in der Mitten- oder Neutralstellung. Dabei sind die Lagernadeln 15 im Bereich der Laufbahnwölbung 17 innerhalb der zugehörigen Schrägflächennuten 21 und 22 eingerastet. Ist nun die Rückstellung auf die Neutralstellung des Lenkventils durch den Drehstab 1 nicht exakt erfolgt, so befinden sich die Lagernadeln 15 nicht in ihrer Endlage, d. h. sie liegen nicht in dem von den Schrägflächennuten 21 und 22 von Laufbahnwölbung 17 und Zentrierstück 6 gebildeten Nutgrund an. In der nicht dargestellten Verdrehstellung laufen die Lagernadeln 15 auf den Schrägflächen hoch, so daß die Laufbahnwölbung 17 in Richtung der Aufnahmebohrung 18 verschoben wird, d. h. die Hülse 16 ist stärker vorgespannt und erzeugt auf diese Art eine entsprechende Feinrückstellkraft.
Das vorstehend erfindungsgemäß beschriebene Nadellager 13 wird auch als Polygonlager bezeichnet, wobei die Steifigkeit der Hülse 16 von der Banddicke des Hülsenwerkstoffes, von der Gestaltung der Borde des Lageraußenringes 16, von der Polygonform des Lageraußenringes 16 und/oder von dessen Wärmebehandlung abhängt.

1: Drehstab
2: Torsionsbereich
3: Endabschnitt
4: Endabschnitt
5: Antriebswelle
6: Zentrierstück
7: Abtriebswelle
8: Stift
9: Stift
10: Drehschieber
11: Stift
12: Ventilbuchse
13: Nadellager
14: Käfig
15: Lagernadel
16: Lageraußenring
17: Laufbahnwölbung
18: Aufnahmebohrung
19: Spalt
20: Umfangsabschnitt
21: Schrägflächennut
22: Schrägflächennut

Claims

Zentriereinrichtung für Lenkventile von Kraftfahrzeugen, bei der ein elastischer Drehstab (1) mit beidseitigen Endabschnitten (3, 4) mit einer Antriebs- (5) und mit einer Abtriebswelle (7) und die Abtriebswelle (7) mit einer Ventilbuchse (12) des Lenkventils verbunden sind, in der Ventilbuchse (12) ein mit der Antriebswelle (5) einstückig ausgebildeter verstellbarer Drehschieber (10) eingesetzt ist, so daß durch eine begrenzte Relativbewegung der Antriebswelle (5) gegenüber der Abtriebswelle (7) einem Servoelement Drucköl zuführbar ist und wobei der Drehschieber (10) über in einem Käfig (14) geführte Lagernadeln (15) eines Nadellagers (13) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abtriebswelle (7) und dem Drehstab (1) ein vom Nadellager (13) aufgenommenes und mit Abtriebswelle (7) und Drehstab (1) verbundenes Zentrierstück (6) angeordnet ist, das Nadellager (13) einen als dünnwandige Hülse ausgebildeten Lageraußenring (16) aufweist, der wenigstens in einem Umfangsabschnitt eine von der Kreisform abweichende elastisch nachgiebige Laufbahnwölbung (17) aufweist, wobei sowohl dieser Umfangsabschnitt als auch ein zugehöriger Abschnitt des Zentrierstücks (6) je eine in radialer Richtung gegenüberliegende Schrägflächennut (21, 22) aufweist, in die eine Lagernadel (15) einrastet.
Zentriereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (16) an drei gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangsabschnitten eine von der Kreisform abweichende Laufbahnwölbung (17) aufweist.
Zentriereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Drehstab (1) und Zentrierstück (6) einstückig ausgebildet sind.
Zentriereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächennut (22) des Zentrierstücks (6) von einem separaten Lagerinnenring gebildet ist.