DE3321085C3 - Drehschieber-Ventil-Anordnung für ein kraftverstärktes Lenkgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehschieber-Ventil-Anordnung für ein kraftverstärktes Lenkgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer solchen aus der DE-OS 21 52 776 bekannten Drehschieber-Ventil-Anordnung bilden zwar das Getriebeeingangsglied, der Ventilkern, der Torsionsstab, die Ventilhülse und ein Ritzel eine Ventilbaugruppe, die von einer stirnseitigen Montageöffnung her in das Getriebegehäuse einsetzbar ist und dort über zwei im Abstand voneinander angeordnete Lager abgestützt ist. Jedoch erfordert das Festlegen der Ventilbaugruppe in dem eine an beiden Enden abgesetzte Bohrung zur Aufnahme der Ventilbaugruppe aufweisenden Getriebegehäuse eine Schraubverbindung für das dem Ritzel der Ventilbaugruppe benachbarte Lager. Für das Einsetzen und/oder Auswechseln der Ventilbaugruppe ist daher ein beidseitiger Zugang zu dem Getriebegehäuse notwendig, was sich infolge der beengten Raumverhältnisse im Bereich der zu lenkenden Vorderachse eines Fahrzeuges nicht oder nur sehr schwer realisieren läßt.

Es ist ferner bekannt, bei einer solchen Drehschieber- Ventil-Anordnung die Ventilhülse und das Ritzel als ein einstückiges Bauteil auszubilden, in das der mit dem Eingangsglied in Eingriff stehende Rotor des Drehschieber-Ventils eingeschoben ist; vgl. DE-OS 23 45 384.

Zwar sind dort Ventilhülse und Rotor des Lenkgetriebes zu einer eine Montageeinheit bildenden Unterbaugruppe zusammengefaßt, die im Anschluß an das Ritzel mit einem Lagerzapfen in ein im Getriebegehäuse angeordnetes Nadellager eingreift und zwischen Ritzel und Ventilhülse ein zentrales Kugellager trägt, das sich zwischen einer Schulter des Bauteils und einem lösbaren Federring abstützt, jedoch erfordert diese Ausbildung ein geteiltes Getriebegehäuse, um die Montageeinheit einsetzen oder auswechseln zu können.

Diese Ausbildung ist aufwendig und erschwert Montage-, insbesondere aber Wartungsarbeiten. Darüber hinaus baut diese Ventilanordnung relativ lang und benötigt daher viel Raum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte kraftverstärkte Lenkgetriebe unter Meidung der angeführten Nachteile derart weiterzubilden, daß die eine Montageeinheit bildende Unterbaugruppe des Drehschieber-Ventils einfacher als bisher in einen Hohlraum des Getriebegehäuses eingebracht und dort gelagert werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der erfindungsgemäßen Ausbildung erstreckt sich der Torsionsstab durch das Ritzel und bildet ein Lager für das Ritzel, was die Anwendung eines relativ kleinen Lagers an einem Ende der Unterbaugruppe erlaubt. Hieraus ergibt sich als Konsequenz, daß das Ventilelement progressiv vergrößert werden kann, ohne zu groß im Durchmesser zu werden, da der jeweils größer werdende Abstand auf das genannte Lager bezogen ist. Damit wird es möglich, die unterschiedlichen Komponenten der Unterbaugruppe gestuft auszubilden, so daß diese Unterbaugruppe als Steck-Einheit nunmehr allein von einer Seite des einstückigen Ventilgehäuses her leicht eingebaut und ferner durch ein einziges Bauteil auf der Öffnungsseite des Getriebegehäuses gehalten werden kann. Dies ist vorteilhaft insbesondere unter Berücksichtigung der engen Raumverhältnisse am Einsatzort solcher Lenkgetriebe. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß eine solche Unterbaugruppe leicht gegen eine andere mit unterschiedlicher Ventil-Charakteristik ausgewechselt werden kann.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestelltend Ausführungsbeispieles eines kraftverstärkten Lenkgetriebes beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Drehschieber-Ventilanordnung und

Fig. 2 und 3 Abwandlungen der Ventilanordnung nach Fig. 1 im Längsschnitt.

Die in der Zeichnung dargestellte Ventilanordnung ist für ein Zahnstangengetriebe bestimmt und weist ein Ritzel 1, das in einem Hohl­ raum 2 eines Getriebegehäuses 3 drehbar gelagert ist, auf. Das Ritzel 1 wird bei Verdrehung einer Eingangswelle 4 um seine Achse 5 mitge­ nommen. Ritzel und Eingangswelle sind koaxial zueinander angeordnet. Die Verzahnung des Ritzels 1 greift in die Verzahnung einer nicht dargestellten Zahnstange innerhalb des Getriebegehäuses 3 ein.

Zwischen dem Ritzel 1 und der Eingangswelle 4 ist ein Drehschieberven­ til 6 für die Steuerung des Zustromes von Druckmedium zu einem Servo­ motor bzw. aus diesem heraus vorgesehen. Das Drehschieberventil 6 ist ebenfalls innerhalb des Hohlraumes 2 angeordnet und bildet mit dem Ritzel 1 einen Teil einer von der Eingangswelle 4 getragenen Baueinheit.

Als Baueinheit 7 gemäß Fig. 1 weist das Drehschieberventil 6 eine Ven­ tilhülse 8 auf, die koaxial zum Ritzel 1 liegt und mit diesem einstückig verbunden ist. Die Hülse 8 wird koaxial von einem Ven­ tilkern 9 durchsetzt, der an einem rohrförmigen Verlängerungs­ stück 10 der Eingangswelle 4 angeformt ist. Zwischen dem Kern 9 und der Ventilhülse 8 ist eine mit Öffnungen versehene Hülse 11 angeordnet, die mit der Ventilhülse 8 fest verbunden ist und die den Kern 9 gleitend umschließt. Die Baueinheit 7 wird in Achsrich­ tung von einem Torsionsstab 12 durch­ setzt, der im Bereich eines seiner Enden über einen Stift 13 mit der Eingangswelle 4 und im Bereich seines gegenüberliegenden Endes mit dem Ritzel 1 über Keilnuten 14 verbunden ist.

Die genaue Anordnung der Bohrungen und zugehörigen Leitungen inner­ halb des Drehschieberventils 6 für die Steuerung des Druckmediums ist hier der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Es sei jedoch er­ wähnt, daß hierfür jede bei kraftverstärkten Lenkgetrieben übli­ che Anordnung gewählt werden kann, die Ventile aufweist, bei de­ nen durch relative Verdrehung zwischen zugehörigen Ventilteilen von einer Mittelstellung des Ventils eine bestimmte Zuordnung von Öffnungen hergestellt wird, so daß die erforderliche Menge des Druckmediums zu dem mit dem Ausgangsglied verbundenen Servomotor strömt, um die gewünschte Kraftverstärkung zu bewirken.

Um eine geschlossene und robuste Bauform des Lenkgetriebes beizube­ halten, weist der die Baueinheit 7 aufnehmende Hohlraum 2 eine ab­ gesetzte Bohrung auf, so daß im Getriebegehäuse ein Bohrungsabschnitt 2a kleineren Durchmessers zur Aufnahme des Ritzels 1 und ein Boh­ rungsabschnitt 2b größeren Durchmessers zur Aufnahme des Steuer­ ventils 6 gebildet werden. Der Mantel der Ventilhülse 8 gleitet an der zugeordneten Innenwandung des Bohrungsabschnittes 2b. Die­ ser Bohrungsabschnitt 2b geht in einen weiteren Bohrungsabschnitt 2c mit noch größerem Durchmesser über, der mit einer Öffnung 15 in der Stirnwandung des Getriebegehäuses 3 in Verbindung steht. Über diese Stirnwandung ist auch die Eingangswelle 4 hindurchgeführt.

Die Baueinheit 7 ist im Getriebegehäuse 3 über ein Nadellager 16 und ein Rollenlager 17 drehbar gelagert. Das Nadellager 16 befindet sich in einer Bohrung 18, die sich an den Hohlraum 2 anschließt. Im Nadellager 16 ist ein Lagerzapfen 19 des Torsionsstabes auf­ genommen. Das Kugellager 17 weist einen Innenring auf, der von einem Teil der Ventilhülse 8 gebildet ist und einen äußeren Laufring, der von einer Lagerhül­ se 20 gebildet ist, die unverdrehbar in dem Bohrungsabschnitt 2c des Gehäuses 3 angeordnet ist. An der äußeren Lauffläche der Hül­ se 20 anliegend und daran befestigt ist eine ringförmige Fluid­ dichtung 21, die sich zwischen der Lauffläche und der rohrförmi­ gen Eingangswelle 4 erstreckt. Die Fluiddichtung 21 greift an dem Wellenabschnitt 10 gleitend an, so daß deren Verdrehung nicht be­ einträchtigt wird, und ist gegenüber dem Abschnitt 10 durch eine leichte Ringfeder 22 flüssigkeitsdicht abgedichtet. Die Fluiddichtung 21 wird ferner durch eine ringförmige Abdeckung 23 gehalten, die auf einer Eindrehung der Lagerhülse 20 aufliegt. Die Eingangswel­ le 4 ist durch diese Abdeckung aus dem Gehäuse 3 zwecks Verbin­ dung mit einer nicht dargestellten Lenkspindel hinausgeführt.

Eine ringförmige Flüssigkeitsdichtung 24, die auf der am Übergang zwischen den Bohrungsabschnitten größeren und kleineren Durchmes­ sers 2a und 2b gebildeten Schulter aufliegt, greift an der Außen­ fläche der Baueinheit 7 gleitend an und dichtet demnach den das Ritzel aufnehmenden Hohlraum gegenüber dem das Drehschieberventil auf­ nehmenden Hohlraum ab.

Die Baueinheit 7, die im dargestellten Ausführungsbeispiel das Kugellager 17 und dessen äußeren Laufring 20 einschließt, wird im Hohlraum 2 lediglich durch einen C-förmigen Federring 25 ge­ halten, der in einer ringförmigen Ausnehmung im Bohrungsabschnitt 2c und in der stirnseitigen Öffnung lösbar gehalten ist, und der auf diese Weise von der Außenseite des Getriebes leicht zugäng­ lich ist. Der Federring 25 stützt sich auf der Abdeckung 23 ab und hält diese und den hülsenförmigen äußeren Laufring 20, wobei der Laufring an einer ringförmigen Schulter festgesetzt wird, die zwischen den Bohrungsabschnitten 2b und 2c ausgebildet ist; die Festlegung der Hülse 20 bestimmt auf einfache Weise die axia­ le Lage der Baueinheit 7 innerhalb des Gehäuses 3.

Der Ausbau der Baueinheit 7 aus dem Getriebegehäuse 3 zur Wartung oder zum Austausch kann einfach und leicht durch Abnahme des Feder­ ringes 25 und Herausziehen der Baueinheit 7 - einschließlich der Hülse 20 - aus dem Hohlraum 2 durch die stirnseitige Öffnung 15 hindurch erfolgen. Während des Herausnehmens der Baueinheit 7 bleiben das Nadellager 16 und die Dichtung 24 auf ihren jeweili­ gen Auflagen im Gehäuse 3, können jedoch bei Bedarf danach eben­ falls herausgenommen werden.

Die Baueinheit enthält in der bei derartigen Einrichtungen übli­ chen Weise eine Vorkehrung, die die manu­ elle Betätigung des Lenkgetriebes im Falle einer Störung in der Kraft­ verstärkung ermöglicht. Diese Vorkehrung besteht darin, daß die rohrförmige Eingangswelle im Bereich des Ritzels 1 eine nichtzylindrische Mantelfläche aufweist, die beispielsweise im wesentlichen rechteckförmig und mit Spiel in einer buchsenförmi­ gen Aufnahme 27 des Ritzels gehalten ist. Die Aufnahme 27 ist ebenfalls im Schnitt nichtzylindrisch, beispielsweise rechteckför­ mig. Das Spiel zwischen den Teilen 26 und 27 ist so bemessen, daß eine begrenzte Verdrehung zwischen der Eingangswelle 4 und der Ventilhülse 8 möglich ist, um die Funktion des Ventils 6 zuzulas­ sen, während bei einer Störung in der Kraftverstärkung die Teile 26 und 27 bei der relativen Verdrehung zwischen Welle 10 und Hül­ se 8 gegeneinander zur Anlage kommen, so daß das Ritzel direkt und mit der Eingangswelle 4 zusammen gedreht werden kann.

In der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die den äußeren Laufring bildenden Hülse 20 des Kugellagers 17 in axialer Richtung im Ge­ triebegehäuse 3 ausschließlich durch eine Abdeckung 28 gehalten, die in die stirnseitige Öffnung 15 des Bohrungsabschnittes 2c eingeschraubt ist, so daß auf diese Weise auch die gesamte Bau­ einheit 7 gehalten ist. Die Abdeckung 28 weist eine ringförmige Dichtung 29 auf, die am Mantel der Eingangswelle 4 gleitend an­ liegt.

In weiterer Ausgestaltung ist die mit Öffnungen versehene Hülse 11 gemäß Fig. 1 hier weggelassen und die einstückig mit dem Rit­ zel 1 verbundene Ventilhülse 8 wirkt unmittelbar mit dem Ventilkern 9 zusammen, um den Durchfluß des Druckmediums durch entspre­ chende Zuordnung von Öffnungen in der gewünschten Weise zu regeln.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Baueinheit 7 im Ge­ triebegehäuse 3 über eine Federklemme 25 in ähnlicher Anordnung wie in Fig. 1 befestigt, doch wird hier der äußere Laufring 20 des Rollenlagers 17 über eine abgedichtete Halteplatte 30 gehal­ ten. Ferner ist in Fig. 3 die Ventilhülse, die mit dem Ritzel 1 gemeinsam verdrehbar ist, zweiteilig ausgebildet und weist eine innere, mit Öffnungen versehene Hülse 31 auf, die mit dem Ritzel 1 einstückig verbunden ist, und eine äußere Hülse 32, in die die Hül­ se 31 einsetzbar und mit der Hülse 32 zwecks gemeinsamer Verdre­ hung verbunden ist.

Claims (5)

1. Drehschieber-Ventil-Anordnung für ein kraftverstärktes Lenkgetriebe mit einem Drehschieber-Ventil, bestehend aus einem ein Teil eines Lenkausschläge übertragenden Getriebe-Eingangsgliedes bildenden Ventilkern und einer mit diesem über einen axialen Torsionsstab drehelastisch verbundenen und axial gesicherten, mit einem Ritzel für das Lenkgetriebe ein einstückiges Bauteil bildenden Ventihülse, wobei Ventilkern, Torsionsstab und Ventilhülse mit Ritzel eine über eine stirnseitige Montageöffnung in eine abgesetzte Bohrung eines Getriebegehäuses einsetzbare Ventilbaugruppe bilden, die über zwei im Abstand voneinander angeordnete Lager am Getriebegehäuse abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Lager (17) an dem dem Ritzel (1) abgewandten Ende der Ventilhülse (8) und ein zweites Lager (16) auf einem Lagerzapfen (19) angeordnet ist, der Teil des auf der dem Ventil (6) abgewandten Seite über das Ritzel (1) vorstehenden Torsionsstabes (12) ist, und daß die über die stirnseitige Montageöffnung (15) in das Getriebegehäuse (3) einsetzbare Ventilbaugruppe (7) allein von einer am ersten Lager (17) angreifenden lösbaren Haltevorrichtung (21, 28, 30, 25) im Getriebegehäuse gehalten ist.

2. Drehschieber-Ventil-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgesetzte Bohrung (2) des Getriebegehäuses (3) drei unterschiedliche Durchmesser aufweisende Hohlraumabschnitte (2a, 2b, 2c) aufweist, wobei der dem ersten Lager (17) des Drehschieber-Ventils (6) zugeordnete Hohlraumabschnitt (2c) den größten Durchmesser aufweist und an die stirnseitige Montageöffnung (15) angrenzt, daß der dem Ritzel (1) zugeordnete Hohlraumabschnitt (2a) den kleinsten Durchmesser aufweist und in eine das erste Lager (17) des Lagerzapfens (19) des Torsionsstabes (12) aufnehmende Öffnung (18) übergeht, und daß der Hohlraumab­ schnitt (2b) mit einem mittleren Durchmesser dem Drehschie­ ber-Ventil (6) zugeordnet ist.

3. Drehschieber-Ventil-Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ven­ til-Baugruppe (7) und dem Getriebegehäuse (3) eine Flüssig­ keitsdichtung (24) vorgesehen ist, die in einer Eindrehung zwischen den beiden gegeneinander abgesetzten Hohlraumab­ schnitten (2a, 2b) liegt.

4. Drehschieber-Ventil-Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Hal­ tevorrichtung (25, 23, 30) eine durch einen Federring (25) gehaltene Abdeckung (23, 30) mit einer Öffnung aufweist, durch die das Getriebe-Eingangsglied (4) hindurchgeführt ist.

5. Drehschieber-Ventil-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (28) mit dem Getriebegehäuse (3) eine Schraubverbindung bildet.