DE2315550A1 - Servolenkgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ganz allgemein integrale Servolenkgetriebe und insbesondere den Schiebermechanismus, der in diesen Getrieben zur Steuerung der Strömung eines unter Druck stehenden Druckmittels zwischen der Hauptpumpe, der das Lenkgetriebe zugeordnet ist und den gegenüberliegenden Enden des Hydraulikzylinders, in dem der Arbeitskolben angeordnet ist, verwendet wird.

Es sei bemerkt, daß der Schiebermechanismus, der gemäß der Erfindung aufgebaut ist, auch auf anderen Gebieten verwendet werden kann und daß dieser Schiebermechanismus in vorteilhafter Weise in allen Anwendungsfällen verwendet werden kann, in denen ein Drehschieber verwendet wird, um eine Schieberfunktion durchzuführen.

Integrale Servolenkgetriebe sowie andere Servolenksysteme werden zur Steuerung des Ausschlagwinkels der lenkbaren Räder einer großen Vielzahl von Fahrzeugen verwendet, die Personenkraftfahr-

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ORIGINAL INSPECTH)

zeuge, Autobusse, Lastkraftfahrzeuge, landwirtschaftliche Fahrzeuge und Traktoren umfassen. Unabhängig von der Art der in Frage kommenden Servolenksystemen weisen alle im allgemeinen verschiedene Basiskomponenten auf, zu denen eine Hauptmotorpumpe, ein Hydraulikzylinder, ein im Zylinder angeordneter Kolbenj der mit dem mechanischen Lenkgestänge verbunden ist, eine Lenksäule und ein Schiebermechanismus gehören, mit dem die Strömung des unter Druck stehenden Druckmittels zwischen der Pumpe und dem, Hydraulikzylinder gesteuert wird und zwar gemäß einer Drehung der Steuersäule.

In einigen Servolenksystemen ist die Lenksäule direkt oder indirekt mechanisch mit dem Lenkgestänge verbunden, wobei die mechanische Steuerleistung durch die hydraulische Arbeit ergänzt wird, wohingegen in anderen Systemen keine mechanische sondern stattdessen lediglich eine hydraulische Verbindung zwischen der Lenksäule und dem Lenkgestänge besteht.In einigen Lenksystemen weist der Schiebermechanismus ein erstes Schieberglied auf, welches sich axial gegenüber einem"zweiten Schieberglied bewegt und zwar bei der Durchführung einer Schieberfunkt ion ~₃ wohingegen in anderen Systemen sich ein Schieberglied lediglich relativ zu einem anderen dreht,

Durch die Erfindung wird ein Drehschiebermechanismus geschaffen, der in vorteilhafter Weise in vielen Servolenksystemen verwendet werden kann, wobei in der vorliegenden Beschreibung dieser Schiebermechanismus in Verbindung mit einem integralen Servolenkgetriebe beschrieben wird. Ein integrales Getriebe weist im wesentlichen ein einziges Gehäuse auf, in welchem der Hydraulikzylinder, der Arbeitskolben und der Schiebermechanismus angeordnet sind.

Durch die Erfindung wird der Aufbau einer Schieberhülse vereinfacht und es werden die Herstellungskosten einer derartigen Schieberhülse verringert und zwar durch Verwendung von Gestaltungsmerkmalen, die bisher nicht bekannt sind. Da die Schi-eber-

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hülse eines Drehschiebermechanismus bisher einen Hauptkostenfaktor im fertigen Schieber darstellte, ermöglichen es die Kostenminderungen, die durch die Erfindung ermöglicht werden, daß Drehschiebermechanismen in Anwendungsfällen verwendet werden können, in denen sie mit Ausnahme der Kostenbetrachtungen in anderer Weise bevorzugt sind, wobei jedoch in diesen Anwendungsfällen bisher axial verschiebbare Schieberglieder verwendet wurden. Da Drehschiebermechanismen in einigen Anwendungsfällen arbeitsmäßig gegenüber einem axial verschiebbaren Schiebermechanismus bevorzugt sind, erlaubt die Erfindung durch die Verminderung der Kosten, daß eine Drehschieberanordnung auf einem breiteren Gebiet verwendet werden kann, wenn die verschiedenen in Betracht gezogenen Gestaltungsparameter anzeigen, daß ein Drehschiebermechanismus vorteilhafter ist. Die Erfindung kann dahingehend zusammengefaßt werden, daß eine gesinterte Metallschieberhülse für einen Drehschiebermechanismus eines Servolenksystems vorgesehen ist, wie beispielsweise eines integralen Servolenkgetriebes. Bei der Herstellung weist die Schieberhülse anfangs zwei getrennte Schieberhülsenelemente auf, die aus gesintertem Metall gebildet sind und zwar mittels irgendeines üblichen Sintermetallverfahrens. Nach der individuellen Ausbildung werden die beiden Elemente miteinander verbunden und zwar mittels eines entsprechenden Wärmebehandlungsverfahrens, um einen einheitlichen Bauteil herzustellen. Danach findet eine Bearbeitung statt, um bestimmte Umfangsnuten in der Umfangswandung auszubilden.

Der im Vorstehenden beschriebene Aufbau und das Herstellungsverfahren erlauben die Ausbildung bestimmter Strömungskanäle, die wegen der auftretenden technischen Schwierigkeiten und der Herstellungsschwierigkeiten oder der Kosten in anderer Weise nicht hergestellt werden können.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf die Ausbildung von bestimmten Verriegölungs- und Verbindungsmitteln, welche die Verbindung zwischen den beiden Elementen verbessern und eine

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genaue Ausrichtung dieser Elemente sicherstellen und eine axiale Verdrillung zwischen diesen Elementen ausschalten.

Weitere Merkmale, Vorteile und zusätzliche Ziele der Erfindung sollen in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittansicht eines integralen Servolenkgetriebes gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des rechten Abschnittes der Fig. 1, in den jedoch der Schiebermechanismüs, der in Fig. 1 teilweise in Seitenansicht gezeigt ist, im Schnitt gezeigt ist und zwar ist dieser Schnitt im wesentlichen längs der Linie VtV der Fig. 6 genommen,

Pig· *· * 5 und 6 eine Seitenansicht, eine Schnittansicht und eine Endansicht einer Schieberhülse, die in dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Schiebermechanismus verwendet wird,

Fig. 7 bis 11 verschiedene Ansichten eines der Schieberhülsenelemente, die in den Fig. 4 bis 6 gezeigt sind, wobei die Fig. 7 und 9 entgegengesetzte Endansichfeen darstellen und wobei Fig. 8 eine Vertikalschnittansicht ist, genommen längs der Linie VIII-VII der Fig. 7 und Fig. 10 eine Ansicht, gesehen .von der Linie X-X der Fig. 9 aus und Fig. 11 eine Teilansicht, gesehen von den Linien XI-XI der Fig. 9 aus,

Fig.12 bis 14 ein anderes Element der Schieberhülse, die in den Fig. 4 bis 6 gezeigt ist, wobei die Fig. 12 eine Endansicht ist und die Fig. 13 und 14 Schnittansichten, genommen längs der Linien XIII-XIII und XIV-XIV der Fig.

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Fig. 15 und 16 End- und Schnittansichten der Schieberhülse der Erfindung, nachdem das Schieberhülsenelement, das in den Fig. 7 bis 11 dargestellt ist, mit dem Schieberelement, welches in den Fig. 12 bis 14 dargestellt ist, verbunden ist, wobei die dargestellte-Hülse .sich in einem Zustand befindet, ehe bestimmte Bearbeitungen durchgeführt wurden, mit denen der endgültige Aufbau, der in den Fig. 4 bis 6 gezeigt ist, hergestellt wird.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein integrales Servolenkgetriebe, bei dem die Erfindung angewendet wird. Das Servolenkgetriebe ist im allgemeinen mit 10 bezeichnet und weist ein Gehäuse 11 auf, in dem ein Zylinder 12 ausgebildet ist. Die Zylinderwandung 13 dieses Zylindersnimmt gleitbar einen Arbeitskolben 14 auf. Am unteren Abschnitt des Kolbens 14 ist ein Zahnstangenabschnitt 16 ausgebildet, der mit den Zähnen 17 eines Zahnsegmentes l8 kämmt.

Das Zahnsegment l8 ist an einer Querwelle 19 angeordnet, die drehbar im Gehäuse 11 gelagert ist und an dieser ist für eine gemeinsame Drehung ein Verbindungsgestänge od. dgl. befestigt, das mit dem mechanischen Lenkgestänge des Fahrzeuges verbunden werden kann, wobei in diesem Fahrzeug das integrale Servolenkgetriebe 10 angeordnet ist. Wenn sich der Kolben 14 im Zylinder 12 hin und her bewegt, werden das Zahnsegment 18, die Welle 19 und das mit der Welle verbundene Verbindungsgestänge gedreht, um die Auslenkung der lenkbaren Räder des Fahrzeuges zu steuern.

Der Kolben 14 unterteilt den Zylinder 12 in Druckkammern 20 und 21, die an den gegenüberliegenden Enden des Zylinders angeordnet sind. Die Druckkammer 20 ist mittels einer Wandung 22 verschlossen und die Druckkammer 21 ist mittels eines Endgehäuseabschnittes 23 verschlossen.

Um Druckmittel in die Druckkammern 20 und 21 hinein und aus diesen heraus zu leiten, sind eine Auslaßöffnung 24 und eine Einlaßöffnung 26 im Endgehäuse 23 vorgesehen und diese öffnungen

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sind über Verbindungsleitungen mit einer Hauptmotorpumpe verbunden. Eine Lenkwelle 27 ist drehbar im Endgehäuse 23 gelagert und weist an einem äußeren Ende 28 eine Keilverzahnung auf, um ein Lenkrad oder ein ähnliches Betätigungsglied aufzunehmen oder um eine Verbindung mit einer Lenksäule herzustellen. Im ; Endgehäuse 23 ist ein Schiebermechanismus 29 vorgesehen. Der Betrieb dieses Schiebermechanismus steuert die Strömung des Druckmittels zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen 2¹J und 26 und den Druckkammern 20 und 21 und zwar gemäß einer Drehung der Lenkwelle 27· ' '

Vom Schiebermechanismus 29 aus erstreckt sich eine im allgemeinen zylindrisch geformte Schnecke 30, die axial mit der Lenkwelle 27 fluchtet und mit einer zylindrischen Bohrung 31* die sich zentral in axialer Richtung durch den Kolben I¹J hindurch erstreckt. Durch diese zylindrische Bohrung 31 hindurch erstreckt sich die Schnecke 30.

Die Lenkwelle 27 und die Schnecke 30 weisen zentrale Bohrungen 32 und 33 auf und diese Bohrungen nehmen einen langen, schlanken Torsionsstab 34 auf. Ein Ende 36 dieses Torsionsstabes ist für eine gemeinsame Drehung mit der Betätigungswelle 27 verbunden und zwar mittels einer querverlaufenden Zapfens 37. Das entgegengesetzte Ende 38 dieses Torsionsstabes ist für eine gemeinsame Drehung mit der Schnecke 30 verbunden und zwar mittels eines querverlaufenden Zapfens 39· Die Schnecke 30 weist bei 40 eine Querbohrung auf und hat einen etwas verminderten Durchmesser an dem außen .liegenden Ende ¹Il, wodurch ein Strömungskanal 42 zwischen der Schnecke 30 und der Bohrung 31 geschaffen wird. Eine Dichtung ¹O ist an der Schnecke 30 innerhalb des Endabschnittes 41 montiert und dadurch steht die Druckkammer 20 in Verbindung mit dem Kanal 42, der Querbohrung 40, der Längsbohrung 33 und der Bohrung 32 der Lenkwelle, Eine Strömungsverbindung zwischen den Druckkammern 20 und 21 wird jedoch verhindert.

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Das Ende 41 der Schnecke 30 ist drehbar an einem Kugellager 44 gelagert. Dieses Kugellager sitzt in einer V-förmigen Aussparung 46, die sich zur Endwandung 47 der Schnecke 30 hin öffnet. Das Lager 44 ist am inneren Ende eines Gewindezapfens 48 ausgebildet, der in einer Gewindebohrung 49 angeordnet ist, die in der Endkappe 22 angeordnet ist und axial mit der Schnecke 30 und der Lenkwelle 27 fluchtet. Durch die Schraubverbindung zwischen dem Zapfen 48 und der Bohrung 49 kann das Lager 44 in axialer Richtung in Bezug auf die Schnecke 30 eingestellt werden und in seiner Lage mittels einer Einstellmutter 50 verriegelt werden, die auf das äußere Ende des Zapfens 48 aufgeschraubt ist.

Der Schiebermechanismus 29 ist in der Kammer 51 angeordnet, die im Endgehäuse 23 ausgebildet ist und die in Strömungsverbindung mit der Einlaß- und Auslaßöffnung 24 und 26 steht. Der Schiebermechanismus 29 weist ein zylindrisches Schieberglied 52 auf, welches integral mit der Betriebswelle 27 ausgebildet ist und eine Verlängerung dieser Welle 27 bildet.· Ferner ist eine Schieberhülse 53 vorgesehen, die das Schieberglied 52 umgibt.

Die Schieberhülse 52 ist im allgemeinen zylindrisch geformt und weist eine äußere Umfangswandung 54 auf, die drehbar in einer Bohrungswandung 56 gelagert ist, welche die Kammer 51 bildet. Die Schieberhülse weist ferner eine innere Umfangswandung 57 auf, die eine zylindrische Bohrung bildet, in der das Schieberglied 52 angeordnet ist.

Das Schieberglied 52 und die Schieberhülse 53 sind relativ zueinander drehbar und zusätzlich ist die Schieberhülse 53 relativ zum Gehäuse 11 drehbar. Andererseits ist die Schnecke 30 für eine gemeinsame Drehung mit der Schieberhülse 53 verbunden. Ein verbreiterter Endabschnitt 58 dieser Schieberhülse weist eine axiale Bohrung 59 auf, die einen Endabschnitt 60 des Schiebergliedes 52 aufnimmt.

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Der Schiebermechanismus 29 ist derart aufgebaut und angeordnet, daß wenn die Betriebswelle 27 in einer Richtung gedreht wird, das Schieberglied 52 aus einer neutralen Stellung relativ zur Schieberhülse 53 gedreht wird, wobei Druckmittel vom Hochdruckeinlaß 26 in eine vorbestimmte der Druckkammern 20 und 21 geleitet wird und Niederdruckmittel aus der anderen Druckkammer zum Niederdruckauslaß 24 geführt wird. Die Unterdrucksetzung einer der Druckkammern 20 und 21 hat zur Folge, daß der Kolben 14 hydraulisch unabgeglichen ist, wodurch eine Bewegung dieses Kolbens 14 erfolgt, die bewirkt, daß die Querwelle 29 ge.dreht wird und damit auch die lenkbaren Räder, mit der diese verbunden ist. Zusätzlich hat die axiale Bewegung des Kolbens 14 die Wirkung, daß die Schnecke 30 in der gleichen Drehrichtung gedreht wird, in der die Betriebsrolle 27 gedreht wurde, um die Bewegung des Kolbens 14 einzuleiten. Die Drehung der Schnecke 30 ruft eine Drehbewegung der Schieberhülse 53 hervor, so daß diese der vorhergehenden Drehbewegung der Betriebswelle 27 und des Ventilgliedes 52 nachläuft. Wenn die Drehung der Betriebswelle 27 und damit die Drehung des Schiebergliedes 52 beendet ist, hat das fortgesetzte Nachlaufen der Schieberhülse 53 die Wirkung, daß die Schieberhülse 53 in eine neutrale Stellung relativ zum Ventilglied 52 zurückgebracht wird, wodurch die Strömungsverbindung zwischen der Einlaßöffnung 26 und der unter Druck stehenden Kammer 20 oder 21 unterbrochen wird.. Danach hört die Bewegung des Kolbens 1,4 und der lenkbaren Räder, mit dem der Kolben über die Querwelle 19 verbunden ist, auf und in Abhängigkeit davon die Nachlaufbewegung der Schnecke 30 und der Schieberhülse 53·

Der Schiebermeehanismus 29 kann als Drehschiebermechanismus bezeichnet werden, da sich weder das Schieberglied 52 noch die Schieberhülse 53 ajfial verschiebt. Es findet stattdessen lediglich eine relative Drehung zwischen dem Schieberglied 52 und der Schieberhülse 53 statt, die bewirkt, daß der Schiebermeehanismus 29 entweder die Verbindung zwischen den Einlaßöffnungen 24 und 26 und den Druckkammern 20 und 21 herstellt oder blockiert

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Es sei nunmehr auf die Fig. 3 bis 6 Bezug genommen. Die Schieberhülse 53 weist zwei radiale Kanäle 6l und 62 auf, die einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Es sind ferner zwei weitere einander diametral gegenüberliegende, radiale Kanäle 63 und 6H vorgesehen, die im axialen Abstand von den Kanälen 61 und 62 angeordnet sind.

Die Kanäle 6l und 62 verbinden die Bohrung 57 der Schieberhülse 53 mit einer Ringnut 66, die ihrerseits mit der Druckmitteleinlaßöffnung 26 verbunden ist. Die radialen Kanäle 63 und 64 stehen mit einer Nut 67 in Verbindung, die ihrerseits in offener Verbindung mit der Auslaßöffnung 26 steht.

Zusätzlich ist eine Anzahl von axial sich erstreckenden Nuten oder Strömungskanälen in der inneren Umfangswandung 57 der Schieberhülse 53 ausgebildet. Zwei dieser Kanäle, die mit 68 und 69 bezeichnet sind, enden in axialer Richtung innerhalb der axialen Grenzen der Schieberhülse 53· Jede der Nuten 68 und 69 weist zwei Endwandungen 70 und 71 auf. Die Nuten 68 und 69 sind an einem Ende mit den radialen Kanälen 6l und 62 verbunden und am anderen Ende mit zwei radialen Kanälen 72 und 73» die im inneren Ventilglied 52 ausgebildet sind und die mit einer axialen Bohrung

75 in Verbindung stehen, die im Ventilglied 52 ausgebildet ist. Zwei andere axiale Nuten 7^ und 76 sind in der inneren Umfangswandung 57 der Schieberhülse 53 ausgebildet. Die Nuten Jk und

76 sind diametral zueinander angeordnet und sind zwischen den Nuten 68 und 69 angeordnet. Jede der Nuten 7^ und 76 weist eine Endwandung 77 auf, die so angeordnet ist, daß eine Verbindung mit den radialen Kanälen 6l und 62 hergestellt werden kann. Andererseits können die Nuten 7k und 76 nicht mit den radialen Kanälen 72 und 73 des Schiebergliedes 53 in Verbindung gebracht werden und stehen stattdessen mit axialen Verbindungen 7^a und 76a in Verbindung, die in einer Endwandung 78 der Schieberhülse 53 münden, um über die Kammer 51 eine Verbindung mit der Druckkammer 21 herzustellen.

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Um die Betriebsweise des Servolenkgetriebes 10 zu erläutern, sei anfänglich angenommen, daß die Betriebswelle 27 gegenüber dem Gehäuse 11 relativ stationär gehalten wird. Das innere Schieberglied 52, das an der Betätigungswelle 27 ausgebildet ist, befindet sich unter diesen Betriebsbedingungen gegenüber der Schieberhülse 53 in einer neutralen Stellung. Diese neutrale Stellung des Schiebergliedes ist in Fig. 2 gezeigt, in der eine Reihe von vier axial sich erstreckenden Nuten 79, 80, 81 und und Schieberkanten 83 bis 86 zwischen Nuten dazu dienen, eine Verbindung zwischen den Nuten 68, 69, 74 undTö der Schieberhülse 53 herzustellen.' Es sei bemerkt, daß unter diesen Umständen die Einlaßöffnung 26 in direkter Verbindung mit der Auslaßöffnung 24 sich befindet. Da die Druckkammern 20 und 21 dem gleichen Druck ausgesetzt sind, ist der Druckunterschied am Kolben 14 im wesentlichen Null und der Kolben befindet sich in einer Ruhelage. Es sei nunmehr doch angenommen, daß die Betriebswelle 27 bei der Betrachtung der Fig. 1 vom rechten Ende aus im Uhrzei- ' gerdrehsinn gedreht wird. Eine Druckmittelverbindung zwischen der Einlaßöffnung 24, der Hochdrucknut 66 und der.Druckkammer 21 des hydraulischen Zylinders wird' dann über die Nuten 79 und 81 des Ventilgliedes 52, die Nuten 74 und 76 und die axialen Strömungskanäle 74a und 76a der Schieberhülse 53 und die Druckkammer 51 hergestellt, die den verbreiterten Endabschnitt 58 der Schnecke 30 umgibt. Dadurch beginnt der Kolben 14 bei Betrachtung der Fig. 1, sich in einer Richtung nach links zu bewegen. Das Druckmittel aus der Niederdruckkammer 20 gelangt über die Niederdrucknut 67 zur Auslaßöffnung 26 und zwar über den Ringkanal 42, der den Endabschnitt 41 der Schnecke 30; umgibt, den radialen Kanal 40, den axialen Kanal 33, der in der Schnecke 30 ausgebildet ist, und die Bohrung 32 und die radialen Kanäle 72 und 73, die im Schieberglied 72 ausgebildet sind und dann durch die Nuten 68 und 69, die in der Schieberhülse 63 ausgebildet sind.

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Eine Bewegung des Kolbens ^Jj nach links bewirkt, daß sich die Schnecke 30 in der gleichen Richtung des Uhrzeigerdrehsinns dreht wie die Betätigungswelle 27, wobei der Kolben seine Bewegung so lange fortsetzt, wie die Betätigungswelle 27 und das Schieberglied 52 im Drehsinn der Schnecke 30 und der Schieberhülse 53 voraus sind.

Nachdem die Drehung der Betätigungswelle 27 und des Schiebergliedes 52 beendet ist, bewegt die fortgesetzte Nachlaufdrehung der Schnecke 30 und der Schieberhülse 53 diese Schieberhülse in eine neutrale relative Stellung zum Schieberglied 52 zurück, es ist die Stellung, die in Fig. 2 gezeigt ist. Der Druckmitteldruck in den Kammern 20 und 21 wird dann wieder abgeglichen und die Bewegung des Kolbens 14 wird beendet. Die Drehung der Betriebswelle 27 in einer Richtung entgegengesetzt zum Uhrzeigerdrehsinn und damit die entsprechende Drehung des Ventilmechanismus 29 hat die Wirkung, daß der Kolben I¹I bei der Darstellung in Pig. 1 nach rechts bewegt wird. Wenn die Drehung der Betriebswelle 27 wieder aufhört, werden die Schieberhülse 53 und das Schieberglied 52-wieder in eine gegenseitig neutrale Stellung gebracht und die axiale Bewegung des Arbeitskolbens I¹I wird beendet.

Die Antriebsverbindung .zwischen dem Arbeitskolben 1*1 und der Schnecke 30 weist eine Reihe von Kugeln 87 -auf, die in schraubenförmig gewundenen, miteinander zusammenwirkenden, gewölbt ausgebildeten Nuten 88 und 89 angeordnet sind, welche in der Bohrungswandung 31 des Kolbens 14 und in der Schnecke 30 ausgebildet sind. Die Kugel- und Nutenanordnung kann von der umlaufenden Bauart sein. Als Folge dieser Anordnung bewirkt eine axiale Bewegung des Kolbens 1*1 eine Drehung der Schnecke 30 und umgekehrt bewirkt eine Drehung der Schnecke 30 eine axiale Verschiebung des Kolbens 14.

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Es sei nun auf die Fig. 4 bis 6 Bezug genommen. Die Schieberhülse 53 weist zwei Schieberhülsenelemente 90 und 91 auf, die anfangs getrennt voneinander ausgebildet werden und aus gesintertem Metall bestehen und die dann miteinander mittels eines WärmebehandlungsVerfahrens verbunden werden, um einen einteiligen Aufbau herzustellen. Dieser Aufbau ermöglicht es, daß die verschiedenen inneren Kanäle der Schieberhülse. 53 in einer höchst wirtschaftlichen Weise hergestellt werden können und dadurch wird ganz erheblich die wirtschaftliche Herstellung des Drehventiles verbessert. \

Es sei nunmehr auf die Fig. 7 bis 11 Bezug genommen. Das Schieberhülsenelement 91 ist im allgemeinen ringförmig ausgebildet und weist zwei radiale Endwandungen 92 und 93 auf, zwischen denen sich die axialen Strömungskanäle 7*Ja und 76a erstrecken. In einer äußeren Umfangswandung 9^ ist eine im wesentlichen rechteckige Aussparung 96 vorgesehen, die - wie noch erläutert werden soll - für eine Ausfluchtungsfunktion gegenüber dem anderen Schieberhülsenelement 90 dient.

Die innere Umfangswandung 97 bildet einen Teil der Wandung der Bohrung 57, die in der Schieberhülse 53 ausgebildet ist. Zwei diametral gegenüberliegenden Nuten 98 und 99 bilden Teile der Nuten 68 und 69 der Schieberhülse 53. Es sei bemerkt, daß ein Teil der Nuten 68 und 69, der innerhalb der axialen Grenzen der Schieberhülse 53 endet, im Schieberhülsenelement 91 ausgebildet ist, während der restliche Teil im zweiten Schieberhülsenelement 90 ausgebildet ist.

Von der radialen Endwandung 93 aus erstreckt sich eine Reihe von im gleichen Winkelabstand voneinander angeordneten Vorsprüngen 100 bis 103. Beim dargestellten Beispiel weist jeder Vorsprung zwei im Abstand voneinander.angeordnete parallel und axial sich erstreckende Wandungen 104 bis 106 und eine flache radiale Wandung 107 auf, welche die axial sich erstreckenden

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Seitenwandungen 10*1 und 106 miteinander verbindet. Wie noch dargelegt werden soll, üben die Vorsprünge 1,00 bis 103 Verriegelungs- und Verbindungsfunktionen zwischen.den beiden Schieberhülsenelementen 90 und 91 aus.

Die Fig. 12 bis 1*1 zeigen das Schieberhülsenelement 90 in einem Zustand, ehe die Umfangsnuten 115a bis 115d und die radialen Bohrungen 61 bis 64, die in den Fig. 4 bis 6 dargestellt sind, ausgebildet sind. Dieses Schieberhülsenelement ist mittels eines Metallsinterverfahrens hergestellt, wodurch es möglich i-st, verschiedene axial sich erstreckende innere Strömungskanäle ohne irgendeine maschinelle Bearbeitung herzustellen.

Wie dargestellt, weist das Schieberhülsenelement 90 eine innere Umfangswandung 108 auf, die einen Teil der Bohrungswandung 57 der vollständigen Schieberhülse 53 bildet. Axiale Nuten 109 bis

113 sind in dieser Bohrungswandung ausgebildet, die Teile der Nuten 68, 69, 74 und 76 bilden.

Zusätzlich weist das Schieberhülsenelement 90 eine zylindrische Bohrungswandung 113 niit vergrößertem Durchmesser auf, die im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die äußere Wandung 94 des Schieberhülsenelementes 91 aufweist. Eine radiale Wandung

114 verbindet die zylindrische Wandung 108 und die zylindrische Wandung 113 und in dieser Wandung ist in axialer Richtung eine Reihe von im wesentlichen rechteckigen Ausschnitten 116 bis 119 vorgesehen, die in fluchtender Lage zu den Ansätzen 100 bis 103 angeordnet sind, die sich von der radialen Wandung 93 des Schieberhülsenelementes 91 aus erstrecken. Zusätzlich ist eine axial sich erstreckende Rippe 120 innerhalb der Aussparung 116 vorgesehen und diese arbeitet mit der Aussparung 96 zusammen, die in der äußeren Wandung 94 des Schieberhülsenelementes 91 ausgebildet ist.

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Um das Schieberhülsenelement 90 und den verbreiterten Endabschnitt 58 der Schnecke 30 für eine gemeinsame Drehung zu verbinden, sind zwei Aussparungen 121 und 122 in einer radialen Endwandung 123 des Schieberhülsenelementes 90 vorgesehen. Wie Fig. 3 zeigt, erstrecken sich zwei Ansätze 123 und 124 axial vom Endabschnitt 58 der Schnecke und werden mit Paßsitz in den Aussparungen 121 und. 122 aufgenommen, um eine gemeinsame Antriebsverbindung zwischen diesen Teilen herzustellen.

Um eine einheitliche Schieberhülse 53 auszubilden, wird das Schieberhülsenelement 91 teleskopartig in die zylindrische Bohrung 113 des Schieberhülsenelementes 90 eingesetzt, wie es in den Fig. 15 und l6 dargestellt ist» Es kann ein sehr leichter Festsitz oder Sitz mit Übermaß zwischen der äußeren Wandung 94des Schieberhülsenelementes 91 und der zylindrischen Wandung 13 vorgesehen sein» in jedem Fall liegen diese beiden Wandungsoberflächen nach dem Zusammenbau gegeneinander an. Die axial sich erstreckenden Seitenwandungen 10¹I und 106 und die radiale Wandung 107 eines jeden der Vorsprünge 100 bis 103 des Schieberhülsenelementes 91 befinden sich in Anlage gegen die entsprechenden Wandungen 125, 126 und 127 der Aussparungen II6 bis 119 _s die in der radialen Wandung 114 des Schieberhülsenelementes 90 ausgebildet sind, wobei diese Wandungen mit Paßsitz aneinander angepaßt sind.

Nachdem die Schieberhülsenelemente 90 und 91 miteinander verbunden und zusammengebaut sind, wie es in den Fig» 15 und 16 dargestellt ist, werden sie einem geeigneten Wärmebehandlungsverfahren unterworfen, um eine Bidnung der gegeneinander anliegenden Oberflächen dieser Teile zu bewirken_s damit ein einteiliger Bauteil erzeugt wird. Das geeignete Wärmebehandlungsverfahren hängt selbstverständlich von der speziellen Art des verwendeten Sintermetalles ab_s wie es an und für sich bekannt ist, Eine Wärmebehandlung der beiden zusammengebauten Elemente 90 und 91 erzeugt eine molekulare Bindung zwischen den gegen-

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einander anliegenden Oberflächen der gesinterten Metallelemente und als Folge davon kann der hergestellte Bauteil für alle praktischen Zwecke als einzelne, einteilige, monolytische Schieberhülse betrachtet werden.

Die Aussparung 96, die in der äußeren Wandung 9^ des Schieberhülsenelementes 91 ausgebildet ist und die Rippe 120, die' in dem Schieberhülsenelement 90 ausgebildet ist, sind vorgesehen, um ein leichtes Zusammensetzen der Elemente 90 und 91 in einer richtigen Winkellage zu-ermöglichen. Die Vorsprünge 100 bis I03 des Ventilhülsenelementes 91 und die entsprechenden Aussparungen 116 bis 119 des Ventilschieberelementes 90 bilden zusammen eine Verstärkung und verhindern eine relative Verdrillung.oder Verdrehung der Elemente 90 und 91 und tragen ferner zu einer außerordentlich guten Verbindung zwischen diesen beiden Elementen bei.

Zusätzlich zu den zylindrischen gegeneinander anliegenden Oberflächen 9¹J und 113 und den radialen Oberflächen 93 und 114 sind ebenfalls axiale, radiale und in Umfangsrichtung verlaufende gegeneinander anliegende und angepaßte Oberflächen zwischen den verschiedenen Wandungen der Ansätze 100 bis 103 und der Aussparungen 116 bis 119 vorgesehen. Es sind deshalb Binde- oder Verbindungsoberflächen vorgesehen, die nicht nur im wesentlichen in Umfangsrichtung und in radialer Richtung verlaufen sondern auch axial. Die zusätzlichen Verriegelungs- und Verbindungseffekte der Vorsprünge 100 bis 103 und der Aussparungen 116 bis 119 ermöglichen es, daß die aus zwei Sintermetallelementen bestehende Schieberhülse 53 mit einer hohen Zuverlässigkeit ver- < wendet werden kann wie im Fall, in dem diese ein einteiliger Bauteil wäre. Die Verbindung zwischen den Elementen 90 und 91 ist wegen der dreidimensionalen Lage der verschiedenen gegeneinander anliegenden und miteinander verbundenen Oberflächen ganz ausgezeichnet und eine .axiale Verdrillung oder Verdrehung

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zwischen den Elementen 90 und 91 ist" durch den Verriegelungseffekt verhindert, der durch die Vorsprünge 100 bis 103 und die Aussparungen 116 bis 119 erzeugt wird.

Nachdem die Schieberhülse 53 zu einem einteiligen Bauteil zusammengebaut ist, wie es in den Fig. 15 und 16 dargestellt ist, werden O-Ringnuten u< dgl. in die äußere Wandung eingearbeitet, wie es in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist., Die Ausbildung dieser Nuten eignet sich nicht speziell für ein Metallsinterverfahren.

Trotzdem kann die Schieberhülse 53» die aus zwei gesinterten Metallschieberhülsenelemehten 90 und 91 besteht, die die verschiedenen axialen Strömungskanäle aufweisen, gemäß der Erfindung wesentlich wirtschaftlicher hergestellt werden als in anderer Weise bei der Verwendung von üblichen Fertigungsverfahren. Die Gesamtfestigkeit der Schieberhülse 53 wird durch die Ausbildung der Vorsprünge 100 bis 103 und der Aussparungen 116 bis 119 verbessert und der Zusammenbau der Schieberhülsenelemente 90 und 91 wird dadurch verbessert, daß die Aussparung 96 und die Rippe 120 vorgesehen sind.

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Claims (12)

Pat e η t a n s ρ r ü c h e

1. Servosteuergetriebe mit einem Gehäuse, welches eine zylindri-...-/ sehe Bohrung aufweist, einem Arbeitszylinder, einem Kolben, der gleitbar in dem Zylinder angeordnet ist, eine Druckmitteleinlaßöffnung und eine Druckmittelauslaßöffnung,.die mit der Bohrung verbunden sind und mit einem Drehschiebermechanismus zur Steuerung der Druckmittelströmung zum Arbeitszylinder und vom Arbeitszylinder, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Schiebermechanismus ein zylindrisch geformtes Schieberglied aufweist, welches eine Anzahl von axial sich erstreckenden Nuten hat, die im Umfang ausgebildet sind, daß eine Schieberhülse drehbar in dieser Bohrung gelagert ist und ein erstes und zvreites im allgemeinen zylindrisch geformtes Schieberhülsenelement aufweist, die axial miteinander fluchten und die in Anlage Ende gegen Ende miteinander verbunden sind, wobei beide innere und, äußere Rotationsoberflächen aufweisen und wobei beide zwei radiale Endwandungen haben, wobei eine Endwandung eines der Schieberhülsenelemente neben einer Endwandung des anderen Schieberhülsenelementes liegt, wobei die inneren Rotationsoberflächen zusammen die Wandung einer Bohrung bilden, in die hinein sich das Schieberglied erstreckt und relativ zu welcher das Schieberglied drehbar ist, daß eine Anzahl von axial sich erstreckenden Nuten in der Schieberhülse vorgesehen ist, die mit den Nuten zusammenarbeiten, die in dem Schieberglied ausgebildet sind, daß diese Nuten zwei radial sich erstreckende Nutenendwandüngen umfassen, wobei eine dieser Endwandungen in dem einen der Schieberhülsenelemente ausgebildet ist und die andere in dem anderen der Schieberhülsenelemente, daß Verriegelungs- und Verbindungseinrichtungen an den Schieberhülsenelementen vorgesehen sind, die einen Vorsprung umfassen, der an einer der benachbarten Endwandung ausgebildet ist und sich axial erstreckt, daß eine mit diesem zusammenarbeitende Aussparung vorgesehen ist, die diesen Vorsprung aufnimmt und die im anderen Schieberhülsenelement ausgebildet ist und die in der anderen der benachbarten End-

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wandung mündet und sich axial von dieser aus erstreckt, daß ■ die radiale Winkelbreite des Vorsprunges und der Aussparung dicht aneinander angepaßt sind, um eine relative Drehung zwischen den Schieberelementen um die fluchtende Achse zu verhindern .

2. Servolenkungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung und die Aussparung in axialer und radialer Richtung ähnlich geformt sind, um eine relative Drehung und eine radiale Bewegung zwischen den Ventilschieberelementen zu verhindern.

3. Servolenkungsgetrieb-e nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungs- und Bindungseinriehtungen eine Anzahl von miteinander zusammenwirkenden Vorsprüngen und Aussparungen aufweisen, die im gleichen Winkelabstand um die fluchtenden Achsen der Schieberhülsenelemente angeordnet sind.

k. Servolenkungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zusammenarbeitenden Vorsprünge und Aussparungen in Umfangsrichtung, axial und radial sich erstreckend gegeneinander anliegende und miteinander verbundene Wandungsoberflächen bilden.

5. Servolenkungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Strömungskanäle vorgesehen sind, die sich vollständig axial durch eines der Schieberhülsenelemente hindurch erstrecken.

6. Servolenkungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Endwandungen der Schieberhülsenelemente gegeneinander anliegen und miteinander verbunden sind.

7. Servolenkungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß miteinander zusammenarbeitende axial sich erstreckende radial und in Winkelrichtung ausgefluchtete Rippen- und Nutenelemente an den Ventilschieberelementen ausgebildet sind.

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8. Schieberhülse, die mit einem zugehörigen Drehschieberglied bei der Durchführung einer Schieberfunktion zusammenarbeitet, gekennzeichnet durch zwei rohrförmige Schieberelemente, die aus gesintertem Metall bestehen und in Anlage Ende gegen Ende miteinander verbunden sind, um einen einteiligen Schieberbauteil zu bilden, der im allgemeinen, zylindrisch geformte innere und äußere Umfangswandungsoberflachen hat, die die inneren und äusseren Umfangsgrenzen der·Schieberhülse bilden, in Längsrichtung sich erstreckende Strömungskanäle, die radial außerhalb der inneren Umfangswandungsoberfläche angeordnet sind und sich nach innen in diese öffnen, wobei diese zwei radiale Endwandungen aufweisen, die in .den beiden Schieberelementen zwischen den axialen Enden der Schieberhülse angeordnet sind, um die Enden der Strömungskanäle abzuschließen, wobei sich die Strömungskanäle in Längsrichtung über die gegeneinander anliegenden Enden der Schieberelemente erstrecken, wodurch ein erster Abschnitt der Kanäle oder Nuten in einem der Schieberelemente ausgebildet ist und ein zweiter Abschnitt in dem anderen der Schieberelemente, wobei Verbindungsansätze und Aussparungen an den gegeneinander anliegenden Enden der Schieberelernente ausgebildet sind, die miteinander zusammenarbeitende und gegeneinander anliegende Wandungsoberflächen haben, die sich in Längsrichtung erstrecken, um eine relative axiale Verdrehung der beiden Schieberelemente zu verhindern.

9. Schieberhülse nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch weiter in Längsrichtung sich erstreckende Strömungskanäle in der Schieberhülse, wobei ein erster Abschnitt dieser in einem der Schieberelemente ausgebildet ist und in offener Verbindung mit der inneren Umfangswandung steht und ein zweiter Abschnitt im anderen der Schieberelemente ausgebildet ist und sich in Längsrichtung zwischen den inneren und äußeren Grenzen erstreckt.

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10. Schieberhülse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsansätze und Aussparungen zusätzliche miteinander zusammenarbeitende Wandungsoberflächen aufweisen, die sich gegenüber der Achse der Schieberhülse in Umfangsrichtung und radial erstrecken, um zusätzliche Verbindungsoberflächen auszubilden.

11. Integrales Servolenkungsgetriebe, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, welches eine Einlaßöffnung, eine Auslaßöffnung und einen Zylinder aufweist, einen mit einer zentralen Längsbohrung versehenen Kolben, der in dem Zylinder angeordnet ist und an dem eine Zahnstange ausgebildet ist, eine Querwelle, die in dem Gehäuse drehbar gelagert ist und die mit der Zahnstange kämmt, eine Betätigungswelle,' die drehbar am Gehäuse gelagert ist, eine axiale Schnecke, die sich durch die Bohrung des Kolbens hindurch erstreckt und die ein Ende aufweist, das dicht bei der Betätigungswelle liegt und ein anderes Ende, das sich über die Bohrung des Kolbens hinaus erstreckt, einen Schieber, der die Betätigungswelle und die Schnecke erfaßt, um die'Strömung zwischen den öffnungen und dem Zylinder zu steuern, Einrichtungen, die den Kolben und die Schnecke für eine relative axiale und Drehbewegung verbinden, Lager, die an dem Gehäuse und der Schnecke ausgebildet sind, um das Ende der Schnecke drehbar zu tragen, wobei das Lager ein Kugellager ist, welches eine konisch geformte Lageroberfläche zur Aufnahme der Kugel aufweist.

12. Integrales Servolenkungsgetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Achse der Lageroberfläche durch die Mitte des Lagers erstreckt und koaxial mit der Schnecke fluchtet, daß Einrichtungen zur Einstellung des Lagers längs der Achse der Lageroberfläche vorgesehen sind, um einen dichten Lagesitz herzustellen und um einen Verschleiß aufzuholen.

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