DE19937282A1 - Zentriereinrichtung, insbesondere für Lenkventile - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zentriereinrichtung für Lenkventile von Kraftfahrzeugen und zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen der Antriebswelle (5) und der Ventilbuchse (12) ein Nadellager (16) angeordnet ist, dessen Lageraußenring (17) als dünnwandige Hülse ausgebildet ist, der wenigstens in einem Umfangsabschnitt eine von der Kreisform abweichende elastisch nachgiebige Laufbahnwölbung (18) aufweist, wobei sowohl dieser Umfangsabschnitt als auch ein zugehöriger Abschnitt der Antriebswelle (5) je eine in radialer Richtung gegenüberliegende Schrägflächennut (22, 23) aufweist. DOLLAR A Mit Hilfe dieses erfindungsgemäß gestalteten Nadellagers (16) wird eine Feinzentrierung auf die hydraulische Mitte des Lenkventils erreicht.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Zentriereinrichtung, insbesondere für Lenkventile von Kraftfahrzeugen, bei der ein elastischer Drehstab mit beidseitigen Endab­ schnitten 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 ein­ gesetzt ist, so daß durch eine begrenzte Relativbewegung der Antriebswelle gegenüber der Abtriebswelle einem Servoelement Drucköl zuführbar 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 Metallfal­ tenbalg axial gefederte Zentrierstück drückt über Wälzkörper gegen ein weite­ res an einem Endstück befestigtes zweites Zentrierstück. Dieses Endstück ver­ bindet den Drehstab mit der Abtriebswelle. Da die Wälzkörper in Schrägflä­ chennuten der Zentrierstücke abrollen, erhält man eine von der Relativverdre­ hung 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 hydrau­ lischen Mitte. Diese bekannte Zentriereinrichtung eignet sich für Lenkventile in der Drehschieber- oder in der Drehkolbenbauweise und sichert ein einwand­ freies Geradeausfahrtverhalten.

Dabei ist von Nachteil, daß in aufwendiger Weise als Federelement ein Falten­ balg zu fertigen ist, dessen Verbindung mit Zentrierstück und Drehstab eben­ falls 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 Antriebswelle und der Ventil­ buchse ein Nadellager angeordnet ist, dessen Lageraußenring als dünnwandi­ ge Hülse ausgebildet ist, der wenigstens in einem Umfangsabschnitt eine von der Kreisform abweichende elastisch nachgiebige Laufbahnwölbung aufweist, wobei sowohl dieser Umfangsabschnitt als auch ein zugehöriger Abschnitt der Antriebswelle je eine in radialer Richtung gegenüberliegende Schrägflächennut aufweist.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, daß ein Nadellager als Federmittel zur Erzeugung der Rückstellkraft ausgenutzt wird. Diese Rückstell­ kraft 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. Bedingt durch die von der Kreisform abweichenden Bereiche mit ihren Schrägflächen­ nuten und bedingt durch die Schrägflächennuten der Antriebswelle wird bei einer Relativverdrehung der beiden Wellen zueinander eine Rückstellkraft ausgelöst, die dafür sorgt, daß die Wälzkörper genau in die Schrägflächennu­ ten von Antriebswelle und elastischer Hülse einrasten, so daß eine hochge­ naue Einstellung der hydraulischen Mitte des Lenkventiles gegeben ist. Dabei erhält das zwischen Antriebswelle und der Ventilbuchse angeordnete Nadella­ ger eine Rastierfunktion.

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

Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 3 soll die Schrägflächennut der Antriebswelle von einem separaten Lagerinnen­ ring gebildet sein.

Schließlich geht aus Anspruch 4 hervor, daß das den Drehschieber abstützen­ de Lager als ein Gleit- oder als ein Wälzlager ausgebildet sein soll. Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Drehschieberventil,

Fig. 2 einen Querschnitt im Bereich der Ventilbuchse mit erfin­ dungsgemäß ausgebildetem Nadellager.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Die Zentriereinrichtung nach Fig. 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 Ab­ triebswelle 7 schließt sich eine mit dieser durch einen weiteren Stift 11 gekup­ pelte 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 Lagerna­ deln 14 über einen Lageraußenring 15 den Drehschieber 10 abstützen, wobei dieses Nadellager 13 jedoch auch als ein Gleitlager ausgebildet sein kann. Zur Zentriereinrichtung gehört ein weiteres Nadellager 16 das erfindungsgemäß zwischen der Antriebswelle 5 und der Ventilbuchse 12 angeordnet ist.

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 in der Mittenstellung nur ein geringes Rückstellmoment zwischen Dreh­ schieber 10 und Ventilbuchse 12 aufweist (flache Federkennlinie), ist in erfin­ dungsgemäßer Weise eine Feinzentrierung mit in einem kleinen Bereich stark ansteigenden und dann degressiv abfallenden Rückstellmoment über das Na­ dellager 16 vorgesehen. Wie Fig. 2 zeigt, weist der als spanlos gefertigte Hülse mit gleicher Wandstärke ausgebildete Lageraußenring 17 an drei gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangsstellen eine von der Kreis­ form abweichende elastische nachgiebige Laufbahnwölbung 18 auf, so daß zwischen einer Aufnahmebohrung 19 der Ventilbuchse 12 drei Spalte 20 gebil­ det sind. Mit seinen nicht von der Kreisform abweichenden Umfangsabschnit­ ten 21 ist die Hülse drehfest in die Aufnahmebohrung 19 eingepreßt. Die Fig. 2 zeigt weiter, daß im Bereich der Laufbahnwölbung 18 sowohl der Lagerau­ ßenring 17 als auch der zugehörige Umfangsabschnitt der Antriebswelle 5 je zwei in radialer Richtung gegenüberliegende Schrägflächennuten 22 und 23 aufweisen, zwischen denen je eine Lagernadel 24 angeordnet ist. Die Fig. 2 zeigt die Zentriereinrichtung und damit auch das aus Drehschieber 10 und Ventilbuchse 12 bestehende Drehschieberventil in der Mitten- oder Neutral­ stellung. Dabei sind die in einem Käfig 25 geführten Lagernadeln 24 im Bereich der Laufbahnwölbung 18 innerhalb der zugehörigen Schrägflächennuten 22 und 23 eingerastet. Ist nun die Rückstellung auf die Neutralstellung des Lenk­ ventils durch den Drehstab 1 nicht exakt erfolgt, so befinden sich die Lagerna­ deln 24 nicht in ihrer Endlage, d. h. sie liegen nicht in dem von den Schrägflä­ chennuten 22 und 23 von Laufbahnwölbung 18 und Antriebswelle 5 gebildeten Nutgrund an. In der nicht dargestellten Verdrehstellung laufen die Lagernadeln 24 auf den Schrägflächen 22, 23 hoch, so daß die Laufbahnwölbung 18 in Richtung der Aufnahmebohrung 19 verschoben wird, d. h. die Hülse ist stärker vorgespannt und erzeugt auf diese Art eine entsprechende Feinrückstellkraft.

Das vorstehend erfindungsgemäß beschriebene Nadellager 16 wird auch als Polygonlager bezeichnet, dessen Steifigkeit von der verwendeten Materialstär­ ke des Außenrings 17, ob dieser Borde aufweist oder nicht, sowie von dessen Wärmebehandlung abhängt.

Bezugszeichen

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

Lagernadel

15

Lageraußenring

16

Nadellager

17

Lageraußenring

18

Laufbahnwölbung

19

Aufnahmebohrung

20

Spalt

21

Umfangsabschnitt

22

Schrägflächennut

23

Schrägflächennut

24

Lagernadel

25

Käfig

Claims (4)

1. Zentriereinrichtung, insbesondere 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 Ventil­ buchse (12) ein mit der Antriebswelle (5) einstückig ausgebildeter verstell­ barer Drehschieber (10) eingesetzt ist, so daß durch eine begrenzte Rela­ tivbewegung der Antriebswelle (5) gegenüber der Abtriebswelle (7) einem Servoelement Drucköl zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen der Antriebswelle (5) und der Ventilbuchse (12) ein Nadellager (16) angeordnet ist, dessen Lageraußenring (17) als dünnwandige Hülse aus­ gebildet ist, der wenigstens in einem Umfangsabschnitt eine von der Kreis­ form abweichende elastisch nachgiebige Laufbahnwölbung (18) aufweist, wobei sowohl dieser Umfangsabschnitt als auch ein zugehöriger Abschnitt der Antriebswelle (5) je eine in radialer Richtung gegenüberliegende Schrägflächennut (22, 23) aufweist.

2. Zentriereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse an drei gleichmäßig voneinander beabstandeten Umfangsabschnit­ ten eine von der Kreisform abweichende Laufbahnwölbung (18) aufweist.

3. Zentriereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächennut (23) der Antriebswelle (5) von einem separaten Lagerin­ nenring gebildet ist.

4. Zentriereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (10) über ein Nadellager (13) oder ein Gleitlager abgestützt ist.