DE3137367C2

DE3137367C2 - Vorrichtung zum Prägen der Steuerkanten an Nuten am Außenumfang eines Steuerschiebers für eine Hilfskraftlenkung

Info

Publication number: DE3137367C2
Application number: DE3137367A
Authority: DE
Inventors: Dieter Ing.(grad.) 7070 Schwäbisch Gmünd Burckardt; Walter 7075 Mutlangen Schröder
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1981-09-19
Filing date: 1981-09-19
Publication date: 1984-05-17
Also published as: DE3137367A1; JPS5861944A

Abstract

Eine Vorrichtung zum Prägen von Steuerkanten eines Steuerschiebers einer Hilfskraftlenkung weist wenigstens einen Prägestempel auf, 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. Zwischen einem stirnseitigen Abschnitt des Gehäuses und dem Kolben befindet sich im Kolbenweg ein Freiraum, in den Paßstücke einlegbar sind, durch die ein gewählter Abstand zwischen der Vorderkante des Prägestempels und der Mittellinie der Einspanneinrichtung einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung /um Prägen der Stcuerkanlen an Nuten am Außenumfang eines Steuerschiebers für eine Hilfskraftlcnkung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine Vorrichtung dieser Art ist in der DE-OS 00.331 beschrieben. Die Verteilung des Druckmittels in einer Hilfskraftlcnkung erfolgt in üblicher Weise durch Sicucrntitcn in einem Steuerschieber, der innerhalb einer Buchse drehbar und/oder ggf. axial verschiebbar gelagert ist. Dabei wirken eine Vielzahl von Axialnuien mit Steucrkiinten in dem Steuerschieber mit entsprechenden Axialnuien mit Stcucrkanten in der Buchse zusammen. Zum Teil sind dabei die Axialnuten noch mit Ablesungen versehen. Insbesondere diese Abfasungen müssen mit großer Präzision hergestellt werden, damit eine entsprechend genaue Durchflußsteuerung erreicht wird.

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 Axialnuteti 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.

Dabei geht jedoch der Außendurchmesser des Steuerschiebers als Fehler in die Prägung ein, weil die Außendurchmesser der Steuerschieber nur innerhalb bestimmter Toleranzen bekannt sind. 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.

Die dabei auftretenden Streuungen der Prägetiefe wirken sich bezüglich der Durchflußmenge bzw. dem Differenzdruck aus.

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.

J5 Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

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 maßgebend. 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 der erfindungsgemäßen Abstandmessung durch unterschiedliche Prägetiefen im Rohzustand ausgeglichen.

v. 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 γ-, Weise gegen entsprechend abgestimmte Paßstücke ausgetauscht werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß bei einem gleichzeitigen Prägen aller am Umfang eines Steuerschiebers angeordneten Steuerkanten Wi durch eine entsprechende Anzahl von Prägestempeln, wns im allgemeinen der Fall sein wird, mit den Paßstükken auch Toleian/unterschiedc der Vorrichtung selbst ausgeglichen werden können. So können Huf einfache Weise die entsprechend über den Umfang verteilten in h^r> den Freiräumen liegenden Paßstücke vor Prägebeginn entsprechend exakt so justiert werden, daß alle Stcuerkantcn eine gleichen Prägetiefc bekommen.

In Weilerbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß

der Freiraum vor einer vorderen Stirnseite des Kolbenschaftes liegt und sich zum Einschieben des Paßstückes in der Umfangswand des Gehäuses ein Schlitz befindet

Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme lassen sich die Paßstücke auf einfache Weise sehr schnell auswechseln. Es ist lediglich erforderlich, sie von außen durch den Schlitz einzuschieben.

Eine einfache Ausgestaltung des Paßstückes besteht darin, daß d»r Durchmesser oder die Dicke des Kolbenschaftes im Bereich des Freiraumes kleiner ist und daß das Paßstück im vorderen Bereich gabelförmig ausgebildet ist und den Kolbenschaft sm Bereich der Durchmesser- oder Dickenreduzierung umfaßt.

Der Kolbenschaft, der im allgemeinen einen zylindrischen Durchmesser besitzt, kann z. B. an zwei gegenüberliegenden Seiten abgefischt sein und im Bereich dieser Abflachungen liegen die beiden »Zinken« der Gäbet Auf diese Weise bleibt der Außendurchmesser des den Kolbenschaftes umgebenden Gehäuses unverändert

Von Vorteil ist es dabei, wenn die AuRagcflächcn des Paßstückes ballig ausgebildet sind oder A aflagenocken besitzen.

Durch diese Maßnahme ergibt sich eine nur punkt- oder linienförmige Auflagefläche, wodurch die Maßgenauigkeit erhöht wird und Verklemmungen vermieden werden.

Von Vorteil ist es, wenn der Kolbenschaft mit einer Wegmeßeinrichtung versehen ist, die z. B. e^;ne Differentialspule als induktiven Wegaufnehmer aufweist.

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.

In konstruktiver Ausgestaltung kann dabei vorgesehen sein, daß der Kolbenschaft 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.

Nachfolgend sind anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung prinzipmäßig beschrieben. Es zeigt

Fig. ί eine Gegenüberstellung in Prinzipdarstellung der Prägung nach dem Stand der Technik und der Erfindung;

Fi g. 2 einen Längsschnitt durch einen Teil der erfindungsgemäßen Prägevorrichtung;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III nach der F i g. 2 iii einer ähnlichen Ausgestaltung;

F i g. 4 eine Teilansicht in Pfeilrichtung A nach der Fig. 3.

In der F i g. 1 ist mit 1 der maximale Durchmesser und mit II der minimale Durchmesser eines Drehschiebers im »Rohzustand« angegeben. Mit »III« ist das Fertigmaß des Drehschiebers nach dem Haften und Abschleifen angegeben.

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. Nach dem Abschleifen des Drehschiebers auf einen Durchmesser entsprechend der Linie III, ergibt sich bei einem Drehschieber mii dem maximalen Durchmesser I nur noch eine Resttiefe χ für die Tiefe der geprägten Steuerkante, während bei einem Steuerschieber mit dem minimalen Durchmesser II eine Tiefe yverhanden ist. Die Normtiefe sollte hingegen ο sein.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hingegen läßt sich diese Normtiefe ο jedoch sicher erreichen. Da der Normdurchmesser des fertigen Drehschiebers ja

ίο 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 »IV«, 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 s vorgenommen wurde, werden nun — entsprechend den unterschiedlichen Durchmessern der Drehschieber — ur.-terschiedliche Prägetiefe vorgrkommen, damit der Punkt V! präzise erreicht wird.

In der F i g. 2 ist eine 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 Kolbenschaft 2 zur Prägung für eine Axialnut dargestellt. Die fünf übrigen Kolben sind nur angedeutet, weil sie von gleichem Aufbau sind.

Der Kolbenschaft 2 ist als Stuierkolben ausgebildet

jo mit einem hinteren Kolbenraum 3 für den Prägehub und einem entgegengesetzt zu diesem Kolbenraum wirkenden Kolbenraum 4 für den Rückhub.

Die entsprechende Steuerschaltung zur Befüllung der Kolbenräume 3 und 4 ist mit einem ^-Wegeventil 5, einer Pumpe 6 und einem Rücklaufbehälter 7 angedeutet (F ig. 3).

Vor einer vorderen Stirnseite 8 des Kolbenschaftes 2 befindet sich ein Freiraum 9. Der Freiraum 8 ist dabei dadurch entstanden, daß der Kolbenschaft 2 an seinem vorderen Ende in erheblichem Maße auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten abgeflacht ist und das Gehäuse 1 in diesem Bereich eine Innenschulter aufweist. 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 Kolbenschaft 2. Wie aus der F i g. 3 ersichtlich ist, ist es ballig ausgebildet, damit eine definierte Auflagefläche gebildet wird.

Das aus dem Gehäuse 1 ragende Ende des Kolbenschaftes 2 besitzt zwei sich gegenüberliegende Führungslappen 11 und 12. Zwischen die beiden Führungslappen 11 und 12 ist ein Prägestempel 13 eingeschoben. In einer Ebene, die um 90° versetzt zu den beiden Führungslappen Ii ^nd 12 ist, sind zwei sich gegenüberliegende Klemmhalter 14 und 15 angeordnet, die über Schrauben 16 /nit dem Kolben verbunden sind.

Die Befestigungsart des Prägestempels 13 mit dem Kolbenschaft ist aus der F i g. 3 näher ersichtlich. Hierzu sind die beiden Klemmhalter J4 und 15 jeweils U-profilförmig ausgebildet. Der Prägestempel 13 besitzt an seinem hinteren Ende einen Absatz 37 mit vergrößerter Breite bzw. bei einem zylindrischen Teil mit vergrößertem Durchmesse··. 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 Kolbenschaft 2, die ebenfalls eine keilför-

IO

mige Anlagefläche aufweist, zusammenarbeitet. Auf diese Weise wird der Prägestempel 13 sicher und maßgenau auf dem Kolbenschaft 2 gehalten. Gleichzeitig ergibt sich durch diese Bauart eine relativ kurze Bauiänge, womit unvermeidliche Elastizitäten des Materiales, die Toleranzfehler verursachen können, auf ein Minimum beschränkt werden.

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 Kolbenschaft 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 loieranzen können dabei die über den umfang vciicilten und in den Freiräumen 9 liegenden Paßstücke 10 unterschiedliche Dicken Λ besitzen.

Bei auftretenden Änderungen können die Paßstücke 10 auf einfache Weise aus dem Schlitz in dem Gehäuse herausgezogen und durch Paßstücke 10 mit anderen Maßen ersetzt werden.

Zur automatischen Kontrolle kann der Kolbenschaft 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. Das hintere Ende des Stabes 19 ist mit einem Magnetkern 22 versehen. 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 a!s Wegmeßeinrichfjr.g für den Kolbenschaft verwenden. Das Maß hierfür ist das durch den Magnetkern 22 erzeugte induktive Feld im Bereich der Differentialspule 23.

Aus den F i g. 3 und 4 ist weiterhin die Einspannvorrichtung für den Drehschieber 7 ersichtlich. Während der Drehschieber (nicht dargestellt in F i g. 4) 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 iö zusammenarbeitet, auf dem ein Handrad 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 — in nach Drehrichtung — nach vorne oder nach hinten.

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 Ge- ω häuse 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 (F i g. 4).

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.

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.

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 zwit<> sehen Glocke 28 und Gehäuse 1 möglich.

Die in der Fig. 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. entfallen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Prägen der Steuerkanten an Nuten am Außenumfang eines Steuerschiebers für eine Hilfskraftlenkung, bestehend aus einem den Steuerschieber wenigstens teilweise umgebenden Gehäuse, in dem radial nach innen wirkende Kolbenantriebe angeordnet sind, von denen jeder einen im Gehäuse geführten Schaft aufweist, an dessen Stirnbereich ein Prägewerkzeug mit wenigstens einer Prägefläehe befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Innenschulter des Gehäuses (1) an dem dem Steuerschieber zugekehrten Gehäusebereich und der Stirnfläche des Kolbenschaftes (2) ein Freiraum (9) befindet, in den Paßstükke (10) einlegbar sind, durch die ein gewählter Abstand zwischen der Vorderkante des Prägestempels (13) undjier Mittellinie (M)der Einspanneinrichtung einstellbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Freiraum (9) vor einer vorderen Stirnseite (8) des Kolbenschaftes (2) liegt und sich zum Einschieben des Paßstückes (10) in der Umfangswand des Gehäuses (l);;in Schlitz befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser oder die Dicke des Kolbenschaftes (2) im Bereich des Freiraumes (9) kleiner ist und daß das Paßstücke (10) im vorderen Bereich gabelförmig ausgebildet ist und den Kolbenschaft (2) im Bereich der Durchmesser- oder Dickenreduzierung umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspr·.; -h 1,2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrageflächen des Paßstückes (10) ballig ausgebildet sind oder Auflagenokken besitzen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschaft (2) mit einer Wegmeßeinrichtung (19—24) versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegmeßeinrichtung eine Diffei entialspule(23) als induktiven Wegaufnehmer aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschaft (2) auf seiner Rückseite mit einem Stab (19) versehen ist, der einen Magnetkern (22) aufweist, wobei der Magnetkern im Inneren eines Rohres (21), das an das Gehäuse oder einem Deckel (20) des Gehäuses (1) angeflanscht ist, verschiebbar ist und das Rohr (21) mit einer Diffcreniialspulc (2*) umwickelt ist.