DE3302001C2 - Drehschieber für eine hydrostatische Lenkeinheit für Fahrzeuge - Google Patents

Abstract

Bei einem Drehschieber (1) für eine hydrostatische Lenkeinheit gibt es zwei konzentrisch zueinander angeordnete Hülsen (2, 3), die nahe einem Ende Schlitze (7, 8) aufweisen, die in der Neutralstellung einen Kurzschluß herstellen und den entsprechenden Hülsenabschnitt in Stege (10, 11) unterteilen. Beide Hülsen (2, 3) weisen am Ende einen geschlossenen Ring (14, 16) auf, mit dem die jeweiligen Stege (10, 11) verbunden sind. Der Querschnitt der inneren Hülse ist im Bereich der Schlitze (7, 8) auf der Innenseite geschwächt. Auf diese Weise wird eine Klemmung zwischen den beiden Hülsen auch bei hohen Drücken und vielen Schlitzen vermieden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf enen Drehschieber für eine hydrostatische Lenkeinheit für Fahrzeuge, mit zwei konzentrisch zueinander angeordneten Hülsen, die nahe einem Ende eine Vielzahl von über den Umfang verteilten, axial verlaufenden Schlitzen aufweisen, die in der Neutralstellung einen Kurzschluß zwischen Zulauf- und Ablaufseite herstellen und den entsprechenden Hülsenabschnitt in vom Hauptabschnitt der Hülse ausgehende Stege unterteilen.

Bei bekannten Drehschiebern dieser Art (DE-OS 23 53 068) ergibt sich für den Kurzschlußpfad in der Neutralstellung ein verhältnismäßig großer Querschnitt bei vergleichsweise kleiner Schlitzbreite. Entsprechend gering sind die Drosselverluste in der Neutralstellung. Außerdem setzt schon nach kurzer Relativdrehung die Drosselwirkung ein. Wenn zwischen den aneinandergrenzenden Umfangsflächen der beiden Hülsen zu beiden Seiten der Schlitze flache Kanäle mit einer Tiefe im Mikrometer-Bereich vorgesehen sind, werden über den gesamten Verstellweg stärkere Geräusche vermieden.

Ein solcher Drehschieber arbeitet vorzüglich. Wenn jedoch der Arbeitsdruck größere Werte annimmt, tritt eine Verklemmung zwischen den beiden Hülsen ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschieber der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem die beiden Hülsen auch dann nicht aneinander festklemmen, wenn höhere Drücke auftreten und/ eo oder die Zahl der Schlitze vergrößert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide Hülsen am Ende je einen geschlossenen Ring aufweisen, durch den die jeweiligen Stege am Ende der Hülsen miteinander verbunden sind, und daß die innere Hülse im Bereich der Schlitze auf ihrer Innenseite eine Ausdrehung enthält, durch die die Biegesteifigkeit der Steee auf ein solches Maß eingestellt wird, daß die Durchbiegung der Stege der inneren Hülse bei Druckbelastung in Form und Größe etwa gleich der Durchbiegung der Stege der äußeren Hülse oder etwas größer ist. Bei dieser Konstruktion bilden die Stege beider Hülsen je einen Biegebalken, der an beiden Enden abgestützt ist. Dies ergibt unter Druckeinfluß zunächst eine geringere Verformung jedes einzelnen Steges als bei einem nur einseitig abgestützten BiegebaLken. Darüber hinaus haben die Biegelinien der Stege beider Hülsen einen ähnlichen Verlauf. An sich sind die Stege der inneren Hülse wegen ihres kleineren Durchmessers steifer als die Stege der äußeren Hülse. Durch die von der Ausdrehung bewirkte Schwächung der inneren Hülse im Schlitzbereich wird jedoch die Steifigkeit der Stege der inneren Hülse so weit reduziert, daß ihre Durchbiegung ausreichend Platz für die durchgebogenen äußeren Stege schafft, so daß keine Klemmung zu befürchten ist Da die Schwächung des Querschnitts an der Innenseite der Hülse erfolgt werden auch die Funktionen der beiden Hülsen an der Zwischenfläche und gegebenenfalls _am Außenumfang der äußeren Hülse nicht beeinträchtigt Auf diese Weise läßt sich der Drehschieber klemmungsfrei bei sehr hohen Drücken, beispielsweise bis 210 bar, betreiben. Dies gilt sogar, wenn bei gleichen Abmessungen der Hülsen statt 12 Stege nunmehr 18 Stege vorgesehen werden.

Wenn die Durchbiegung der Stege der inneren Hülse bei Druckbelastung in Form und Größe etwa gleich der Durchbiegung der Stege der äußeren Hülse ist, wird gewährleistet daß die Verhältnisse an der Zwischenfläche zwischen den beiden Hülsen über den gesamten Druckbereich gleich bleiben. Dies ist vor allem dort wichtig, wo zum Zweck der Geräuschminderung flache Kanäle an die Schlitze anschließen. Deren Abmessungen bleiben daher über den gesamten Druckbereich erhalten.

Empfehlenswert ist eine Ausführung, bei der die Schlitze der inneren Hülse an deren Außenumfang den geschlossenen Ring bis zur Stirnseite der inneren Hülse mit einem Fortsatz geringerer Tiefe durchdringen. Der Fortsatz erlaubt es, ausreichend große Schlitzwerkzeuge einzusetzen. Für die Funktion ist der zur Stirnseite der Hülse hin offene Fortsatz unschädlich, weil er sich nur über einen Teil der Schlitztiefe erstreckt und die über ihn eventuell abfließende Druckflüssigkeitsmenge bei einer Verdrehung der Hülsen aus der Neutralstellung in gleicher Weise gedrosselt wird wie die über den inneren Schlitz radial abströmende Flüssigkeitsmenge.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Seitenansicht der äußeren Hülse eines erfindungsgemäßen Drehschiebers,

Fig.2 die Seitenansicht der inneren Hülse eines erfindungsgemäßen Drehschiebers,

F i g. 3 einen Schnitt durch den Schlitzbereich des aus den Hülsen der Fig. 1 und 2 gebildeten Drehschieber und

Fig.4 in einem Diagramm Durchbiegungs-Kennlinien bei einem vorgegebenem Druck.

Der in Fig.3 teilweise dargestellte Drehschieber 1 weist eine äußere Hülse 2 und eine in diese eingesetzte innere Hülse 3 auf. Diese Hülsen sind in beiden Drehrichtungen relativ zueinander um einen begrenzten Drehwinkel gegen die Kraft einer Neutralstellungsfcder verdrehbar. Die äußere Hülse 2 ist in einer Gehäusebohrung kontinuierlich drehbar. Die Hülsen weisen in dem in Fig. 1 und 2 gestrichelt veranschaulichten Bc-

reich Steueröffnungen auf, so daß sich einerseits zwischen dem Außenumfang 4 der inneren Hülse 3 und dem Innenumfang 5 der äußeren Hülse 2 sowie andererseits zwischen dem Außenumfang 6 der äußeren Hülse 2 und der Gehäusebohrung verschiedene Ventilfunktionen ergeben, wie sie bekannt sind.

Die äußere Hülse 2 weist nahe dem einen Ende achtzehn gleichmäßig über den Umfang verteilte, axial verlaufende Schlitze 7 auf. Die innere Hülse 3 weist im gleichen Bereich achtzehn in gleicher Weise über den Umfang verteilte, axial verlaufende Schlitze 8 auf. In der Neutralstellung fluchten diese Schlitze miteinander, wie F i g. 3 zeigt und bilden einen Kurzschlußpfad zwischen der Zulaufseite und der Ahlaufseiie. Am Außenumfang 4 des inneren Drehschiebers 3 schließen an die Schlitze beidseitig flache Kanäle 9 an. Die flachen Kanäle 9 erstrecken sich zumindest über die Länge der Schlitze. Ihre Breite ist kleiner als der halbe Abstand zwischen benachbarten Schlitzen. Bei der äußeren Hülse 2 verbleiben zwischen den Schlitzen 7 achtzehn Stege 10, bei der inneren Hülse zwischen den Schützen 8 achtzehn Stege 11. Die Stege 10 sind fest mit dem Hauptabschnitt 12 der äußeren Hülse 2, die Stege 11 fest mit dem Hauptabschnitt 13 der inneren Hülse 3 verbunden. Am freien Ende der äußeren Hülse 2 befindet sich ein Ring 14 mit L-förmigen Querschnitt Dieser ist längs der L-förmigen Fuge 15 durch Verlöten fest mit den Stegen 10 verbunden. Am freien Ende der inneren Hülse 3 ist ein geschlossener Ring 16 einstückig mit der übrigen Hülse ausgebildet, so daß die Stege 11 fest mit diesem Ring 16 verbunden sind.

Die innere Hülse 3 weist am inneren Umfang eine Ausdrehung 17 auf, die zu einer Schwächung der Hülse im Bereich der Schlitze 8 führt. Die Stege 11 haben daher nicht nur wegen des kleineren Durchmessers der inneren Hülse 3 eine geringere Breite als die Stege 10 der äußeren Hülse 2, sondern auch eine geringere radiale Höhe als die Stege 10.

In Fig.4 sind in starker Vereinfachung Durchbiegungskennlir^:en veranschaulicht. Die Durchbiegung D in μ ist über der in F i g. 3 dargestellten Länge der Stege veranschaulicht. Sowohl die Stege 10 wie auch die Stege 1 ί bilden beidseitig abgestützte Biegebalken, deren Biegelinien der Kurve A entsprechen mögen. Würde man die Schlitze 8 in der gleichen radialen Höhe ausführen wie die Schütze 7, ergäbe sich für -lie Stege 11 eine wesentlich geringere Durchbiegung als es der Kurve A entspricht. Dadurch, daß der Querschnitt der inneren Hülse 3 durch die Ausdrehung 17 im Bereich der Schlitze 8 geschwächt ist läßt ei sich erreichen, daß die Biegelinie der Stege 11 in Form und Größe der Kurve A entspricht. Am günstigsten ist es, wenn für alle Betriebsverhältnisse sowohl die inneren als auch die äußeren Stege die gleiche Biegelinie haben, weil dann die Größe der Kanäle 9 unabhängig vom Druck P ist. Die Funktionsfähigkeit ist aber auch sichergestellt, wenn die Stege 11 eine etwas größere Durchbiegung besitzen, wie es durch die Kurve B veranschaulicht ist.

Bei der Herstellung kann so vorgegangen werden, daß die Schlitze 7 mittels einer Kreissäge erzeugt werden. Anschließend wird der Ring 14 aufgeschoben und verlötet. Die innere Hülse 3 kann einstückig hergestellt werden, weil wegen der Ausdrehung 17 die Schlitzhöhe wesentlich geringer ist. Man kann daher mit einer Kreissäge kleinen Durchmessers die Schlitze 8 erzeugen. Hierbei kann in Kauf genommen werden, daß jeder Schlitz 8 einen Fortsatz IP besitzt, der sich bis zur Stirnseite erstreckt und daher an der Stirnseite eine kleine öffnung 19 freiläßt Denn die Schlitze 7 enden mit Abstand von dieser Stirnseite, so daß die Drosselfunktion des Kanals 8 bei einer Verdrehung aus der Neutralstellung nicht beeinträchtigt wird.

Wenn im Betrieb Druckflüssigkeit mit dem Druck P zugeführt wird, gelangt sie vom äußeren Umfang 6 zur äußeren Hülse 2 und über eine Ringnut 20 zwischen dem Ring 14 und den Stegen 10 in die Schlitze 7. Aus den Schlitzen 8 gelangt der überwiegende Teil der Druckflüssigkeit in die Ausdrehung 17. Der über die öffnung 19 austretende Teil ist sehr klein.

Wenn die Hülsen 2 und 3 relativ gegeneinander verdreht werden, kann — solange die Schlitze 7 und 8 noch über den Kanal 9 miteinander verbunden sind — Druckflüssigkeit vom Schlitz 7 über den Kanal 9 unter entsprechender Drosselung zum Kanal 8 fließen. Bei weiterer Verdrehung wird der Schlitz 7 durch die äußere Umfangsfläche 4 des inneren Drenschiebers 3 verschlossen.

Insgesamt ergibt sich daher eine Konstruktion mit klemmfreien Hülsen. Der freie Querschnitt des Kurzschlußpfades in der Neutralstellung kenn wesentlich größer gemacht werden, weil mehr Schlitze vorgesehen und die Schlitze auch länger gemacht werden können, ohne daß aufgrund der Durchbiegungen Nachteile zu befürch.on sind. Das Geräuschverhalter· ist ganz vorzüglich, weil die Kanäle 9 ihre Form im gesamten Druckbereich im wesentlichen beibehalten und ebenso wie die Umfangsflächen sehr genau hergestellt werden können, weil die Ringe ein Ausweichen der Stege beim Schleifen verhindern. Es bereitet auch keine Schwierigkeiten, den mit der Pumpe verbundenen Ringkanal am Außenumfang der äußeren Hülse 2 axial etwas breiter zu machen, weil die stärkere Druckbelastung der Stege keine nachteilige Klemmung hervorrufen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Drehschieber für eine hydrostatische Lenkeinheit für Fahrzeuge, mit zwei konzentrisch zueinander angeordneten Hülsen, die nahe einem Ende eine Vielzahl von über den Umfang verteilten, axial verlaufenden Schlitzen aufweisen, die in der Neutralstellung einen Kurzschluß zwischen Zulauf- und Ablaufseite herstellen und den entsprechenden Hülsenabschnitt in vom Hauptabschnitt der Hülse ausgehende Stege unterteilen, dadurch gekennzeichnet, daß beide Hülsen (2, 3) am Ende je einen geschlossenen Ring (14 bzw. 16) aufweisen, durch den die jeweiligen Stege (10 bzw. 11) am Ende is der Hülsen untereinander verbunden sind, und daß die innere Hülse (3) im Bereich der Schlitze (8) auf ihrer Innenseite eine Ausdrehung (17) enthält, durch die die Biegesteifigkeit der Stege (11) auf ein solches Maß eingestellt wird, daß die Durchbiegung der Stege (Ii) der inneren Hülse (3) bei Druckbe'astung in Form und Größe etwa gleich der Durchbiegung der Stege (10) der äußeren Hülse (2) oder etwas größer ist

2. Drehschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (8) der inneren Hülse (3) an deren Außenumfang (4) den geschlossenen Ring (16) bis zur Stirnseite der inneren Hülse (3) mit einem Fortsatz (18) geringerer Tiefe durchdringen.

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