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Vorrichtung zum Prägen von Steuerkanten eines
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Steuerschiebers einer Hilfskraftlenkung Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Prägen von Steuerkanten eines Steuerschiebers einer Hilfskraftlenkung
mit wenigstens einem Prägestempel, der über eine Halterung mit einem in einem Gehäuse
verschiebbar gelagerten Kolben verbunden ist, wobei der Prägestempel an den Steuerschieber,
der in einer Einspanneinrichtung gehalten ist, hydraulisch oder pneumatisch anpressbar
ist.
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Eine Vorrichtung dieser Art ist in der DE-OS 28 00 331 beschrieben
Die Verteilung des Druckmittels in einer Hilfskraftlenkung erfolgt in üblicher Weise
durch Steuernuten in einem Steuerschieber, der innerhalb einer Buchse drehbar und/oder
ggf. axial verschiebbar gelagert ist0 Dabei wirken eine Vielzahl von Axialnuten
mit Steuerkanten in dem Steuerschieber mit entsprechenden Axialnuten mit Steuerkanten
in der Buchse zusammen, Zum Teil sind dabei die Axialnuten noch mit Abfasungen versehen.
Insbesondere diese Abfasungen müssen mit großer Präzision hergestellt werden, damit
eine entsprechend genaue Durchfluß steuerung erreicht wird.
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Im allgemeinen werden die Nuten durch Schleif- oder Fräsvorgänge oder
Rollieren hergestellt. In der DE-OS 28 00 331 ist nun eine Vorrichtung beschrieben,
bei der die genaue Länge und Tiefe der Axialnuten bzw. Abfasungen der Axialnuten
durch ein Stanz-bzw. Prägewerkzeug hergestellt werden, das eine Länge und Oberfläche
aufweist, die der gewünschten Länge und Tiefe der Abfasungen entspricht. Hierzu
wird das Werkzeug auf den Steuerschieber aufgesetzt und dann entsprechend die Abfasung
eingeprägt.
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Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist jedoch, daß der Auß~endurchmesser
des Steuerschiebers als Fehler bei der Prägung eingeht. Die Außendurchmesser der
Steuerschieber sind nämlich nur innerhalb bestimmter Toleranzen bekannt0 Nach der
Prägung werden die Steuerschieber gehärtet
und anschließend auf
das exakte Maß geschliffen. Aus diesem Grunde ergeben sich in Abhängigkeit von dem
Rohmaß des Steuerschiebers unterschiedliche Tiefen der Steuerkanten bzw. Abfasungen.
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Die dabei auftretenden Streuungen der Prägetiefe wirken sich bezüglich
der Durchflußmenge bzw. dem Differenzdruck aus.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei der
Prägung der Steuerkanten eines Steuerschiebers der eingangs erwähnten Art eine höhere
Genauigkeit bezüglich der Prägetiefe und damit eine exaktere Steuerung der Durchflußmenge
zu erreichen, wobei die Vorrichtung gleichzeitig einfach im Aufbau und problemlos
und schnell an unterschiedliche Gegebenheiten, wie z.B. unterschiedliche Steuerkanten
und Steuerschieber, einstellbar sein soll.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich zwischen
einem stirnseitigen Abschnitt des Gehäuses und dem Kolben im Kolbenweg ein Freiraum
befindet, in den Paßstücke einlegbar sind, durch die ein gewählter Abstand zwischen
der Vorderkante des Prägestempels und der Mittellinie der Einspanneinrichtung einstellbar
ist.
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Im Unterschied zu der bisher bekannten Lösung ist nun nicht mehr die
Oberfläche des Steuerschiebers für die Prägetiefe maßgebend. Für die Prägetiefe
ist vielmehr nun der Abstand des Prägestempels von der Mittellinie
der
Einspanneinrichtung bzw. dessen Mittelpunkt maßgebende Damit läßt sich eine exakte
Tiefe der Steuerkanten bzw, Abfasungen im Fertigzustand erreichen, denn der gewünschte
Durchmesser des gehärteten und abgeschliffenen Steuerschiebers ist bekannt. Unterschiedliche
Durchmesser des Steuerschiebers im 1,Rohzustand" werden aufgrund der erfindungsgemäßen
Abstandsmessung durch unterschiedliche Prägetiefen im Rohzustand ausgeglichen.
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Wie angegeben, wird das exakte Maß dabei durch in den Kolbenweg einlegbare
Paßstücke erreicht. Diese Paßstücke begrenzen exakt den Kolbenweg. Sollen Steuerschieber
unterschiedlichen Durchmessers hergestellt werden, so können diese Paßstücke auf
einfache Weise gegen entsprechend abgestimmte Paßstücke ausgetauscht werden.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß bei einem
gleichzeitigen Prägen aller am Umfang eines Steuerschiebers angeordneten Steuerkanten
durch eine entsprechende Anzahl von Prägestempeln, was im allgemeinen der Fall sein
wird, mit den Paßstücken auch Toleranzunterschiede der Vorrichtung selbst ausgeglichen
werden können. So können auf einfache Weise die entsprechend über den Umfang verteilten
in den Freiräumen liegenden Paßstücke vor Prägebeginn entsprechend exakt so justiert
werden, daß alle Steuerkanten eine gleiche Prägetiefe bekommen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Freiraum vor
einer vorderen Stirnseite des Kolbens liegt und sich zum Einschieben des Paßstückes
in der Umfangswand des Gehäuses ein Schlitz befindet.
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Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme lassen sich die Paßstücke auf
einfache Weise sehr schnell auswechseln.
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Es ist lediglich erforderlich, sie von außen durch den Schlitz einzuschieben.
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Eine einfache Ausgestaltung des Paßstückes besteht darin, daß der
Durchmesser oder die Dicke des Kolbens im Bereich des Freiraumes kleiner ist und
daß das Paßstück im vorderen Bereich gabelförmig ausgebildet ist und den Kolben
im Bereich der Durchmesser-oder Dickenreduzierung umfasst.
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Der Kolben, der im allgemeinen einen zylindrischen Durchmesser besitzt,
kann z.B. an zwei gegenüberliegenden Seiten abgeflacht sein und im Bereich dieser
Abflachungen liegen die beiden "Zinken" der Gabel. Auf diese Weise bleibt der Außendurchmesser
des den Kolben umgebenden Gehäuses unverändert.
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Von Vorteil ist es dabei, wenn die Auflageflächen des Paß stückes
ballig ausgebildet sind oder Auflagenocken besitzen.
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Durch diese Maßnahme ergibt sich eine nur punkt- oder linienförmige
Auflagefläche, wodurch die Maßgenauigkeit
erhöht wird und Verklemmungen
vermieden werden.
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Eine einfache Befestigung des Prägestempels an dem Kolben besteht
darin, daß der Kolben im vorderen Bereich zwei sich gegenüberliegende, in Richtung
auf den Steuerschieber ragende seitliche Führungslappen für den Prägestempel aufweist.
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Hierzu kann vorgesehen sein, daß im Bereich der Führungslappen rechtwinklig
dazu zwei sich gegenüberliegende Klemmhalter angeordnet sind, über die der Prägestempel
mit dem Kolben verbindbar ist.
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Auf diese Weise ist der Prägestempel sowohl sicher in seiner Lage
festgehalten als auch schnell montier-und demontierbar Ein exakter und sicherer
Sitz des Prägestempels wird erreicht, wenn der Prägestempel im hinteren Bereich
einen Absatz mit vergrößerter Breite aufweist und wenn die Klemmhalter im Querschnitt
gesehen eine U-Profilform besitzen, wobei ein U-Schenkel den Absatz des Prägestempele
umfasst,twährend der andere U-Schenkel in einer Hinterschneidung des Kolbens liegt.
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Wenn z.B. die beiden nach vorne ragenden Lappen des Kolbens oder eines
mit dem Kolben verbundenen Teiles nicht auf Passung mit dem Prägestempel gearbeitet
sind, sondern ein entsprechendes Spiel vorgesehen ist, kann der Prägestempel im
Bedarfefalle noch ausgerichtet werden. Hierzu kann statt einem herzustellenden Steuerschieber
im
Rohzustand ein fertiges Musterstück in die Einspanneinrichtung eingespannt werden
und der Prägestempel auf dieses Muster ausgerichtet werden, wonach die Klemmhalter
entsprechend angezogen werden.
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Wenn dabei keilförmige Anlageflächen zwischen den Kolben und den Klemmhaltern
vorgesehen sind, wird die Sitzgenauigkeit noch weiter verbessert.
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Von Vorteil ist es, wenn der Kolben mit einer Wegmeßeinrichtung versehen
ist, die z.B. eine Differentialspule als induktiven Wegaufnehmer aufweist.
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Durch diese Maßnahme lassen sich automatisch Kontrollen vor oder während
des Prägevorganges durchführen. So kann z.B. damit die Vorrichtung abgeschaltet
werden, wenn die vorgegebenen Werte erreicht oder überschritten wurden.
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In konstruktiver Ausgestaltung kann dabei vorgesehen sein, daß der
Kolben auf seiner Rückseite mit einem Stab versehen ist, der einen Magnetkern aufweist,
wobei der Magnetkern im Inneren eines Rohres, das an das Gehäuse oder einem Deckel
des Gehäuses angeflanscht ist, verschiebbar ist und das Rohr mit einer Differentialspule
umwickelt ist.
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Die Einspanneinrichtung kann in Ausgestaltung der Erfindung so ausgestaltet
sein, daß der Drehschieber -wie an sich bekannt - zwischen seinen beiden Stirnseiten
eingespannt ist, wobei wenigstens ein Teil der Einspanneinrichtung zur axialen Verschiebung
mit einer Keilwelle versehen ist, die in einem mit dem
Gehäuse
verbundenen Lagerteil geführt ist.
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Bei Zweikreislenkungen sind auf einem Steuerschieber, z.B. einem Drehschieber,
zwei Nutsysteme axial hintereinander angeordnet, wobei das zweite Nutsystem in einer
gleichen Winkellage zu dem ersten System geprägt werden muß0 Hierzu ist es erforderlich,
daß der Steuerschieber im eingebauten Zustande, nach Prägen des ersten Nutsystemes,
komplett verschoben wird.
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Durch die Keilwellenverzahnung ist dabei eine Sicherung gegen eine
Verdrehung gegeben.
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Hierzu kann vorgesehen sein, daß die Keilwelle mit einem Gewindering
versehen ist, der mit dem Innengewinde eines Schaftes, mit welchem ein Handrad verbunden
ist, zusammenarbeitet.
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Statt einem Handrad, durch das die axiale Verschiebung erreicht wird,
kann selbstverständlich im Rahmen der Erfindung auch eine Verschiebung auf pneumatische,
mechanische oder hydraulische Art erreicht werden.
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Von Vorteil ist es, wenn das Lagerteil als Glocke ausgebildet ist,
die in Umfangsrichtung verstellbar mit dem Gehäuse verbunden ist.
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Im allgemeinen ist der Steuerschieber auf einer Seite in einer Spitze
eingespannt, während auf der anderen Seite ein Adapter vorgesehen ist, der in Nuten
oder Vorsprünge des Steuerschiebers eingepasst ist. Treten nun bei dieser oder bei
einer anderen Einspannart Ungenauigkeiten bezüglich der Winkellage auf, so können
diese
durch die Verschiebbarkeit der Glocke bis zu einem bestimmten Grad ausgeglichen
werden.
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In einfacher Weise kann dies dadurch geschehen, daß die Glocke mit
Langlöchern versehen ist, durch die in dem Gehäuse befestigte Befestigungsschrauben
gesteckt sind.
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Weiterhin kann hierzu vorgesehen sein, daß das Gehäuse mit einem zur
Glocke g-erichteten Zapfen versehen ist, an dem auf zwei gegenüberliegenden Seiten,
annähernd mit ihren Längsachsen in Umfangsrichtung liegende Einstellschrauben angreifen,
die über eine Halteeinrichtung mit der Glocke verbunden sind.
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Nach einem Lockern der Befestigungsschrauben in ihren Langlöchern
brauchen nunmehr lediglich die Einstellschrauben entsprechend verstellt werden,
wodurch die Lage der Glocke relativ zu dem Zapfen, der an dem Gehäuse befestigt
ist, geändert wird, womit eine Verdrehung der Glocke relativ zum Gehäuse in Umfangsrichtung
gegeben ist.
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Nachfolgend sind anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung,
aus denen sich weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben, prinzipmäßig beschrieben.
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Es zeigt:
Fig. 1: eine Gegenüberstellung in Prinzipdarstellung
der Prägung nach dem Stand der Technik und der Erfindung; Fig0 2: einen Längsschnitt
durch-einen Teil der erfindungsgemäßen Prägevorrichtung; Fig0 3: einen Schnitt nach
der Linie III - III nach der Fig0 2 in einer ähnlichen Ausgestaltung; Fig0 4: eine
Teilansicht in Pfeilrichtung A nach der Fig0 3.
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In der Fig0 1 ist mit I der maximale Durchmesser und mit II der minimale
Durchmesser eines Drehschiebers im "Rohzustand" angegeben. Mit"III" ist das Fertigmaß
des Drehschiebers nach dem Härten und Abschleifen angegeben.
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Entsprechend dem Herstellungsverfahren nach dem Stand der Technik
wurde der Prägestempel auf die Oberfläche des Drehschiebers aufgesetzt und anschließend
der Kolben um die Strecke a vorgeschoben, womit sich eine entsprechende Prägetiefe
a ergab. Bei einem Ausgangspunkt von dem Durchmesserkreis I aus, ergab sich eine
Prägetiefe bis "IV", bei einem Ausgangspunkt vom minimalen Durchmesserkreis II hingegen
eine Prägetiefe bis V.
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Nach dem Abschleifen des Drehschiebers auf einen Durchmesser entsprechend
der Linie III, ergibt sich bei einem Drehschieber mit dem maximalen Durchmesser
I nur noch eine Resttiefe x für die Tiefe der geprägten Steuerkante, während bei
einem Steuerschieber mit dem minimalen Durchmesser II eine Tiefe y vorhanden ist.
Die
Normtiefe sollte hingegen o sein.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hingegen läßt sich diese Normtiefe
Q jedoch sicher erreichen. Da der Normdurchmesser des fertigen Drehschiebers ja
bekannt ist und erfindungsgemäß nicht mehr von der Oberfläche aus gemessen wird,
sondern das Maß für die Prägetiefe der Abstand vom Mittelpunkt des Drehschiebers
bis zu 'VI", dem Nutgrund der exakten Nut,ist, kann der Prägestempel exakt so vorgefahren
werden, daß der Punkt VI erreicht wird. Im Unterschied zum Stand der Technik, bei
dem im Rohzustand des Drehschiebers stets eine gleiche Prägetiefe a vorgenommen
wurde, werden nun - entsprechend den unterschiedlichen Durchmessern der Drehschieber
- unterschiedliche Prägetiefen vorgenommen, damit der Punkt VI präzise erreicht
wird.
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In der Fig. 2 ist ein Drehschieber 7 dargestellt, der sechs über den
Umfang verteilte Axialnuten mit zu prägenden Steuerkanten zeigt. Zur Vereinfachung
ist dabei nur der Teil eines Gehäuses 1 mit einem Kolben 2 zur Prägung für eine
Axialnut dargestellt. Die fünf übrigen Kolben sind nur angedeutet, weil sie von
gleichem Aufbau sind.
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Der Kolben 2 ist als Stufenkolben ausgebildet mit einem hinteren Kolbenraum
3 für den Prägehub und einem entgegengesetzt zu diesem Kolbenraum wirkenden Kolbenraum
4 für den Rückhub.
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Die entsprechende Steuerschaltung zur Befüllung der Kolbenräume 3
und 4 ist mit einem 4/2- Wegeventil 5, einer Pumpe 6 und einem Rücklaufbehälter
7 angedeutet (Fig. 3).
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Vor einer vorderen Stirnseite 8 des Kolbens 2 befinden sich ein Freiraum
9. Der Freiraum 9 ist dabei dadurch entstanden, daß der Kolben 2 an seinem vorderen
Ende in erheblichem Maße auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten abgeflacht ist
In diesem Freiraum 9 liegt ein Paßstück 10, das im vorderen Bereich gabelförmig
ausgebildet ist und von der Seite her durch einen Schlitz in dem Gehäuse eingeführt
ist. Das Paßstück 10 dient als Anschlagbegrenzung für den Kolben 2. Wie aus der
Fig. 3 ersichtlich ist, ist es ballig ausgebildet, damit eine definierte Auflagefläche
gebildet wird.
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Das aus dem Gehäuse 1 ragende Ende des Kolbens 2, besitzt zwei sich
gegenüberliegende Führungslappen 11 und 12 Selbstverständlich ist es im Rahmen der
Erfindung auch möglich, daß dieser Teil des Kolbens 2 als ein separates Teil ausgebildet
ist, das fest mit dem hinteren Teil des Kolbens verbunden ist. Zwischen die beiden
Führungslappen 11 und 12 ist ein Prägestempel 13 eingeschoben. In einer Ebene, die
um 900 versetzt zu den beiden Führungslappen 11 und 12 ist,sind zwei sich gegenüberliegende
Klemmhalter 14 und 15 angeordnet, die über Schrauben 16 mit dem Kolben verbunden
sind.
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Die Befestigungsart des Prägestempels 13 mit dem Kolben ist aus der
Fig. 3 näher ersichtlich. Hierzu sind die beiden Klemmhalter 14 und 15 jeweils U-profilförmig
ausgebildet. Der Prägestempel 13 besitzt an seinem hinteren Ende einen Absatz 17
mit vergrößerter Breite bzw. bei einem zylindrischen Teil mit vergrößertem Durchmesser.
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jeweils ein U-Schenkel der Klemmhalter 14 bzw. 15 umfasst
den
Absatz 17 des Prägestempels 13, während der andere U-Schenkel, der eine keilförmige
Anlagefläche besitzt mit einer Hinterschneidung 18 in den Kolben 2, die ebenfalls
eine keilförmige Anlagefläche aufweist, zusammenarbeitet. Auf diese Weise wird der
Prägestempel 13 sicher und maßgenau auf dem Kolben 2 gehalten. Gleichzeitig ergibt
sich durch diese Bauart eine relativ kurze Baulänge, womit unvermeidliche Elastizitäten
des Materiales, die Toleranzfehler verursachen können, auf ein Minimum beschränkt
werden.
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Um eine exakte Prägetiefe bzw. eine exakte Tiefe der Steuerkanten
des fertigen Drehschiebers zu erreichen, ist lediglich eine einmalige Einstellung
vor Beginn des Prägeverfahrens erforderlich. Hierzu ist lediglich das Maß bis zum
Mittelpunkt M bzw. der Mittellinie M des Drehschiebers 7 zu bestimmen und entsprechend
der gewünschten Nuttiefe den Kolben 2 vorzufahren. Dabei wird das Hubende, mit dem
die Prägetiefe bestimmt wird, durch eine entsprechende Dicke bzw. Höhe h des Paßstückes
10 bestimmt. Je nach vorhandenen Toleranzen können dabei die über den Umfang verteilten
und in den Freiräumen 9 liegenden Paßstücke 10 unterschiedliche Dicken h besitzen.
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Bei auftretenden Anderungen können die Paßstücke 10 auf einfache Weise
aus dem Schlitz in dem Gehäuse herausgezogen und durch Paßstücke 10 mit anderen
Maßen ersetzt werden.
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Zur automatischen Kontrolle kann der Kolben 2 auf seiner Rückseite
mit einem Stab 19 versehen sein, der durch eine Bohrung in einem Deckel 20 des Gehäuses,
der den hinteren
Kolbenraum 3 begrenzt, geführt ist. In den Deckel
20 ist weiterhin ein Rohr 21 flüssigkeitsdicht eingesetzt.
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Das hintere Ende des Stabes 19 ist mit einem Magnetkern 22 versehen0
Um das flüssigkeitsdichte Rohr ist eine Differentialspule 23 als induktiver Wegaufnehmer
gewickelt. Ein Differentialgehäuse 24 umschließt das Ganze. Mit einer entsprechenden
allgemein bekannten Meßeinrichtung läßt sich auf diese Weise diese Einrichtung als
Wegmeßeinrichtung für den Kolben 2 verwenden Das Maß hierfür ist das durch den Magnetkern
22 erzeugte induktive Feld im Bereich der Differentialspule 23o Aus den Fig0 3 und
4 ist weiterhin die Einspannvorrichtung für den Drehschieber 7 ersichtlich. Während
der Drehschieber (nicht dargestellt in dieser Fig.) auf einer Seite auf eine Spitze
25 gespannt ist, wird er auf der anderen Seite in einen Adapter 26 eingelegt, der
an Nuten oder Vorsprünge des Drehschiebers angepasst ist. Die Spitze 25 und der
Adapter 26 sind fest mit einer Keilwelle 27 verbunden, die in einem Lagerteil 28
geführt ist. Das hintere Ende der Keilwelle 27 ist mit einem Gewindering 29 versehen,
der mit einem Innengewinde eines Schaftes 30 zusammenein arbeitet, auf demvHandrad
31 befestigt ist. Das Handrad 31 ist axial unverschiebbar, aber in Umfangsrichtung
verdrehbar mit dem Lagerteil 28 verbunden. Bei einer Betätigung des Handrades 31
verschiebt sich auf diese Weise die Keilwelle 27 - je nach Drehrichtung - nach vorne
oder nach tinten.
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Für eine eventuelle Einstellung oder Korrektur der
Winkellage
des Lagerteiles 28, das als Glocke ausgebildet ist, bzw. des Adapters 26, der in
Umfangsrichtung unverdrehbar mit der. Glocke verbunden ist, ist die Glocke 28 in
Umfangsrichtung verdrehbar mit dem Gehäuse 1 verbunden. Hierzu dienen mehrere über
dem Umfang der Glocke 28 verteilte Befestigungsschrauben 32, die durch Langlöcher
33 in der Glocke 28 gesteckt und in das Gehäuse 1 geschraubt sind (Fig. 4).
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Das Gehäuse 1 ist mit einem zur Glocke gerichteten Zapfen 34 versehen.
Zwei sich gegenüberliegende und annähernd mit ihren Längsachsen in Umfangsrichtung
liegende Einstellschrauben 35 greifen auf gegenüberliegenden Seiten des Zapfens
34 an. Die Einstellschrauben 35 sind über ein Gewinde in einer Halteeinrichtung
36 geführt, die über Schrauben 37 fest mit der Glocke 28 verbunden ist.
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Zur Verstellung oder Einstellung der Winkellage ist es nun lediglich
erforderlich, daß. die beiden Einstellschrauben 35 entsprechend verdreht werden,
wodurch sich die relative Lage der Glocke 28 gegenüber dem Gehäuse 1 ändert.
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Bei einer Einstellungsänderung durch die Einstellschrauben 35 ändert
sich die Lage des Zapfens 34 zwischen den beiden Schenkeln 38 und 39 der Halteeinrichtung
36. Im Bereich zwischen den beiden Schenkeln 38 und 39 ist somit eine Verstellung
der Winkellage zwischen Glocke 28 und Gehäuse 1 möglich.
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Die in der Fig0 3 in der linken Hälfte nur teilweise dargestellte
Einstelleinrichtung mit der Spitze 25 und der Keilwelle 27 kann grundsätzlich von
gleichem Aufbau sein. Lediglich die Verstellbarkeit der Glocke 28 kann in diesem
Falle entfallen. Wenn mit der Vorrichtung keine Steuerschieber für Zweikreislenkungssystem
bearbeitet werden, und die axiale Lage der Nuten stets konstant ist, kann eine axiale
Verstellbarkeit der Einstelleinrichtung auf dieser Seite ggf.
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entfallen
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