DE4038678C2

DE4038678C2 - Ausgleichsstift für ein Servolenksystem

Info

Publication number: DE4038678C2
Application number: DE4038678A
Authority: DE
Inventors: Yoshihito Imura; Keita Ozeki
Original assignee: TRW Steering and Industrial Products Co Ltd
Current assignee: TRW Steering and Industrial Products Co Ltd
Priority date: 1989-12-05
Filing date: 1990-12-04
Publication date: 2000-08-24
Anticipated expiration: 2010-12-05
Also published as: AU639268B2; GB9022441D0; DE4038678A1; GB2238845B; IT1243937B; JP2575905B2; AU6470490A; JPH03176276A; GB2238845A; IT9022204A1; US5115879A; IT9022204A0; KR970007557B1; KR910011574A

Description

Die Erfindung betrifft einen Ausgleichsstift in Form eines massiven Körpers zur Verbindung einer Eingangswelle eines Servolenksystems mit einem Torsionsstab des Lenksystems.

Ein solcher Ausgleichsstift ist aus der DE-OS-36 28 360 bekannt. Zur Erläuterung der Funktion eines solchen Aus gleichsstifts wird auf die Fig. 5 und 6 der beigefügten Zeichnung verwiesen. Eine Eingangswelle 1 eines Servolenk getriebes ist zum einen mittels eines Ausgleichsstifts 25 an einem Torsionsstab 4 gekoppelt und zum anderen mit einer Ausgangswelle 2 verbunden. Eine Ventilbüchse 3 eines Servo ventils ist drehbar auf die Eingangswelle 1 aufgeschoben und über einen Mitnehmerstift 5 drehbar mit der Ausgangswelle 2 verbunden. Entsprechend der Relativdrehung der Eingangswelle 1 und der Ventilbüchse 3 erzeugt das Servosystem einen Hydraulikdruck. Der Torsionsstab 4 ist so mittels des Ausgleichsstifts 25 in der Eingangswelle 1 befestigt, daß das Drehmoment des Torsionsstabs Null wird, wenn der Winkel der Relativdrehung Null und der Hydraulikdruck ausgeglichen sind.

Aus der oben genannten DE-OS-36 28 360 ist ein Ausgleichs stift bekannt, der mit zwei zueinander koaxialen, außen liegenden Zylinderabschnitten und einem diese Abschnitte miteinander verbindenden kegelstumpfartigen Abschnitt versehen ist. Die Längsachse dieses kegelstumpfartigen Abschnittes ist gegenüber der Längsachse der Zylinderab schnitte geneigt, und sie schneidet diese Achse in einem Punkt, der nahe der Mittellinie der Eingangswelle liegt. Durch Drehung des Ausgleichsstiftes um seine Längsachse kann eine Relativdrehung zwischen dem Torsionsstab und der Eingangswelle erzeugt werden, mit der ein ausgeglichener Hydraulikdruck des Servolenkgetriebes eingestellt werden kann. Bedingt durch die komplizierte geometrische Gestalt des Ausgleichsstiftes ist dessen Herstellung vergleichsweise aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ausgleichsstift der eingangs genannten Art zu schaffen, der besonders günstig herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Ausgleichsstift der eingangs genannten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß an einem zylindrischen Grundkörper mehrere vorspringende Ab schnitte gebildet sind, die längs des zylindrischen Körpers wechselseitig auf einander gegenüberliegenden Seiten des zylindrischen Körpers gebildet sind. Diese Aufgabe wird auch durch einen Ausgleichsstift gelöst, der gekennzeichnet ist durch einen zylindrischen Grundkörper, der mehrere auf der Oberfläche des zylindrischen Körpers ausgebildete erste Abschnitte mit einem ersten wirksamen Durchmesser aufweist, wobei jeder erste Abschnitt in seiner Gesamtheit an einer Seite einer Axialebene durch eine Achse des Zylinders ausge bildet ist, und mehrere auf der Oberfläche des zylindrischen Körpers ausgebildete zweite Abschnitte mit einem zweiten wirksamen Durchmesser, wobei der erste wirksame Durchmesser größer als der zweite wirksame Durchmesser ist, jeder der zweiten Abschnitte einem der ersten Abschnitte entspricht, die zweiten Abschnitte auf einer Seite der Axialebene ange ordnet sind, die der Seite der Axialebene gegenüberliegt, auf der die entsprechenden ersten Abschnitte gebildet sind, und keiner der ersten Abschnitte entlang der Zylinderachse an einen anderen der ersten Abschnitte angrenzt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein mit der Erfindung aus gerüstetes Servolenksystem.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A in Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Frontansicht eines Ausgleichsstifts in einer ersten Ausführungsform.

Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines Moduls des Ausgleichs stifts nach Fig. 3.

Fig. 5 ist eine Frontansicht eines Servolenksystems mit ei nem herkömmlichen Ausgleichsstift.

Fig. 6 ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A in Fig. 5.

Fig. 7 ist eine Frontansicht eines Ausgleichsstifts in einer zweiten Ausführungsform.

Fig. 8 ist eine Seitenansicht eines Moduls des Ausgleichs stifts nach Fig. 7.

Fig. 1 zeigt, wie ein Ende 1a der Eingangswelle 1 konzentrisch in einen zylindrischen Teil 2a der Ausgangswelle 2 eingreift. Der Torsionsstab 4 erstreckt sich durch eine Bohrung 1b in der Eingangswelle 1 und liegt mit letzterer auf einer Achse. Ein Ende 4a des Torsionsstabs 4 ist in eine Bohrung 2b gepreßt, die entlang der Achse der Ausgangswelle 2 ausgebildet ist. Das andere Ende 4b des Torsionsstabs 4 ist in eine Bohrung in ei nem äußeren Ende 1c der Eingangswelle 1 eingesetzt und mittels eines Ausgleichsstifts 6, der später im Detail beschrieben wird, in der Eingangswelle 1 befestigt. Das Drehspiel zwischen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 2 wird durch den Torsionsstab 4 bestimmt.

Die Eingangswelle 1 ist mit einer nicht gezeigten Lenkwelle verbunden. Die Ausgangswelle 2 trägt an ihrem Ende in bekann ter Weise ein Ritzel 7, das in eine Zahnstange 8 zum Lenken der Fahrzeugräder eingreift.

Die Ventilbüchse 3 umgibt die Eingangswelle 1 drehbar und bil det ein Teil eines Servoventils 9 eines Rotationstyps. Ein Ende 3a der Ventilbüchse 3 ist auf den zylindrischen Teil 2a der Ausgangswelle 2 aufgeschoben. Ein in dem Ende 3a der Ven tilbüchse 3 ausgebildetes Loch nimmt einen Mitnehmerstift 5 auf, der senkrecht auf der Mittenachse der Ausgangswelle 2 steht.

Die Eingangswelle 1, die Ausgangswelle 2 und die Ventilbüchse 3 sind in einem Gehäuse 10 aufgenommen und drehbar in Lagern 11, 12 und 14 gelagert, wobei letzteres Lager 14 in einem Stopfen 13 ausgebildet ist, der in einer Öffnung des Gehäuses 10 sitzt. Ein Drucklager 15 sitzt zwischen dem Stopfen 13 und der Ventilbüchse 3. Auf der Außenseite der Ausgangswelle 2 und der Eingangswelle 1 sind jeweils Öldichtungen 16 und 17 zum Abdichten der einander gegenüberliegenden Seiten des Servoven tils 9 vorgesehen.

Wenn sich das Servoventil 9 in Neutralstellung befindet, wird von einer Pumpe P geliefertes Öl zu einem Reservoir T geför dert. Wenn sich die Eingangswelle 1 und die Ausgangswelle 2 relativ zueinander drehen, drehen sich auch die Eingangswelle 1 und die Ventilbüchse 3 relativ zueinander, wodurch die Zu fuhr und die Ableitung komprimierten Öls in die Kammer eines Arbeitszylinders C und aus dieser heraus gesteuert wird. In folgedessen bewegt sich die Zahnstange 8 axial und die Aus gangswelle 2 dreht sich, bis der relative Drehwinkel zwischen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 2 Null wird.

Wenn nach der Montage des Servolenksystems der Hydraulikdruck unausgeglichen ist, wird die Stellung des Servoventils 9 durch Versetzen des Ausgleichsstifts 6 korrigiert. Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, weist der Ausgleichsstift 6 entlang seiner Achse vier Module 6c auf. Jedes Modul 6c weist eine Grundform mit kreisförmigem Querschnitt auf. Ferner weist jedes Modul 6c zwei halbzylindrische Abschnitte 6a und 6b auf. Der glatte Ab schnitt 6a hat eine glatte Oberfläche, während der gezahnte Abschnitt 6b eine gezahnte Oberfläche hat. Der gezahnte Ab schnitt 6b weist einen größeren wirksamen Durchmesser auf als der glatte Abschnitt 6a. Der gezahnte Abschnitt 6b ist auf derjenigen Seite des Ausgleichsstifts 6 angeordnet, die den jeweils benachbarten gezahnten Abschnitten 6b gegenüberliegt.

Wenn der Ausgleichsstift 6 zur Verbindung der Eingangswelle 1 mit dem Torsionsstab 4 in eine Bohrung eingesetzt wird, wie in Fig. 2 gezeigt, verdrehen die gezahnten Oberflächen der Module 6c₁ und 6c₄ die Eingangswelle 1 im Uhrzeigersinn. Die gezahn ten Oberflächen der Module 6c₂ und 6c₃ innerhalb der Tor sionsstange 4 verdrehen den Torsionsstab 4 im Gegenuhrzeiger sinn. Die gezahnten Abschnitte 6b haben einen größeren Durch messer als die glatten Abschnitte 6a. Da der Torsionsstab 4 mit der Ausgangswelle 2 verbunden ist, verdreht sich die Aus gangswelle 2 und die Ventilbüchse 3 verdreht sich relativ zu der Eingangswelle 1. Dadurch werden die Eingangswelle 1, die Ausgangswelle 2, der Torsionsstab 4 und das Servoventil 9 re lativ zueinander positioniert. Somit wird der durch das Servo ventil 9 erzeugte Hydraulikdruck ausgeglichen. Wenn sich der Hydraulikdruck ändert oder unausgeglichen wird, bestimmt sich ein Drehwinkel des Ausgleichsstifts 6 bezüglich einer Normal stellung der Eingangswelle 1 auf der Grundlage der Abweichung von Betrag und Richtung des Hydraulikdrucks, bevor der Aus gleichsstift 6 in die Eingangswelle 1 und den Torsionsstab 4 eingesetzt wird. Die Abweichung des Hydraulikdrucks kann daher leicht korrigiert werden, indem der Ausgleichsstift 6 um die sen Drehwinkel aus der Normalstellung herausgedreht wird.

Fig. 7 und 8 zeigen eine zweite Ausführungsform, bei der ein Ausgleichsstift 106 anstelle des gezahnten Abschnitts 6b der ersten Ausführungsform einen vorspringenden Abschnitt 106b aufweist. Jedes Modul 106c des Ausgleichsstifts 106 weist ei nen vorspringenden Abschnitt 106b und einen glatten Abschnitt 106a auf. Der Ausgleichsstift 106 wirkt in der gleichen Weise wie der Ausgleichsstift 6 der ersten Ausführungsform.

Claims

1. Ausgleichsstift (106) in Form eines massiven Körpers zur Verbindung einer Eingangswelle (1) eines Servolenksystems mit einem Torsionsstab (4) des Lenksystems, dadurch gekenn zeichnet, daß an einem zylindrischen Grundkörper mehrere vorspringende Abschnitte (106b) gebildet sind, die längs des zylindrischen Körpers wechselseitig auf einander gegenüber liegenden Seiten des zylindrischen Körpers angeordnet sind.

2. Ausgleichsstift nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere glatte Abschnitte (106a), die wechselseitig auf einander gegenüberliegenden Seiten des zylindrischen Körpers zwischen den vorspringenden Abschnitten (106b) angeordnet sind.

3. Ausgleichsstift nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Durchmesser der vorspringenden Abschnitte (106b) größer als der wirksame Durchmesser der glatten Abschnitte (106a) ist.

4. Ausgleichsstift nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vier vorspringende Abschnitte (106b) und vier glatte Abschnitte (106a) auf dem zylindrischen Körper ausgebildet sind.

5. Ausgleichsstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Abschnitte (106b) mehrere Rippen aufweisen, die radial nach außen abstehen und parallel zu der Achse des zylindrischen Körpers ausgebildet sind.

6. Ausgleichsstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Abschnitte (106b) einen erhabenen Teil aufweisen, wobei die erhabenen Teile parallel zu der Achse des zylindrischen Körpers ausgebildet sind.

7. Ausgleichsstift (6) in Form eines massiven Körpers zur Verbindung einer Eingangswelle (1) eines Servolenksystems mit einem Torsionsstab (4) des Lenksystems, gekennzeichnet durch
einen zylindrischen Grundkörper, der mehrere auf der Ober fläche des zylindrischen Grundkörpers ausgebildete erste Abschnitte (6b) mit einem ersten wirksamen Durchmesser aufweist, wobei jeder erste Abschnitt (6b) in seiner Gesamtheit an einer Seite einer Axialebene durch die Achse des Zylinders ausgebildet ist; und
mehrere auf der Oberfläche des zylindrischen Grundkörpers ausgebildete zweite Abschnitte (6a) mit einem zweiten wirksamen Durchmesser, wobei
der erste wirksame Durchmesser größer ist als der zweite wirksame Durchmesser,
jeder der zweiten Abschnitte (6a) einem der ersten Ab schnitte (6b) entspricht,
die zweiten Abschnitte (6a) auf der Seite der Axialebene angeordnet sind, die der Seite der Axialebene gegenüber liegt, auf der die entsprechenden ersten Abschnitte (6b) ausgebildet sind, und
keiner der ersten Abschnitte (6b) entlang der Zylinderachse an einen anderen der ersten Abschnitte (6b) angrenzt.

8. Ausgleichsstift nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vier erste Abschnitte (6b) und vier zweite Abschnitte (6a) auf dem zylindrischen Grundkörper ausgebildet sind.

9. Ausgleichsstift nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Abschnitte (6a) eine glatte Oberfläche haben und daß die ersten Abschnitte (6b) eine Vielzahl von Rippen aufweist, die radial von den Außenflächen des zylindrischen Körpers abstehen und parallel zu der Zylinderachse ausge bildet sind.

10. Ausgleichsstift nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Abschnitte (6a) eine glatte Oberfläche auf weisen und daß die ersten Abschnitte (6b) einen erhabenen Teil auf der Außenfläche des zylindrischen Grundkörpers auf weisen, der parallel zu der Zylinderachse ausgebildet ist.

11. Ausgleichsstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Servolenksystem für Fahrzeuge verwendet wird, bei dem die Eingangswelle (1) an einem Ende mit einer Lenkwelle verbunden ist und an diesem Ende einen Einkuppelzylinder aufweist,
eine Ausgangswelle (2), die mit einer Anordnung aus Zahn stange (8) und Ritzel (7) zum Lenken der Fahrzeugräder verbunden ist,
der Torsionsstab (4) mit seinem ersten Ende konzentrisch in den Einkuppelzylinder an der Eingangswelle (1) eingreift und mit seinem zweiten Ende an der Ausgangswelle (2) befestigt ist, und
der Ausgleichsstift (106) zum Befestigen des ersten Endes des Torsionsstabs (4) an dem Einkuppelzylinder an der Eingangswelle dient.

12. Ausgleichsstift nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß bei axialer Drehung des Ausgleichsstifts (106) die vorspringenden Abschnitte (106b) auf dem Ausgleichsstift (106) so auf den Einkuppelzylinder und den Torsionsstab (4) einwirken, daß sich die Eingangswelle (1) und der Torsions stab (4) axial relativ zueinander drehen.

13. Ausgleichsstift nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß der Ausgleichsstift (106) durch eine erste Bohrung in dem Einkuppelzylinder, eine Bohrung in dem Torsionsstab (4) und eine zweite Bohrung in dem Einkuppel zylinder verläuft.

14. Ausgleichsstift nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß
vier vorspringende Abschnitte (106b) und vier glatte Abschnitte (106a) auf dem Ausgleichsstift (106) ausgebildet sind,
zwei endseitige Paare von Abschnitten jeweils einen vor springenden Abschnitt (106b) und einen dem gegenüberliegen den glatten Abschnitt (106a) des Ausgleichsstifts (106) ent halten, wobei jeweils ein Paar an den Enden des Ausgleichs stifts (106) ausgebildet ist,
zwei mittlere Paare von Abschnitten jeweils einen vor springenden Abschnitt (106b) und einen dem gegenüberliegen den glatten Abschnitt (106a) des Ausgleichsstifts (106) aufweisen, wobei die mittleren Paare zwischen den beiden endseitigen Paaren ausgebildet sind,
die beiden endseitigen Paare an den Innenflächen der ersten und der zweiten Bohrung in dem Einkuppelzylinder anliegen, und
die beiden mittleren Paare an der Innenfläche der Bohrung in dem Torsionsstab (4) anliegen.

15. Ausgleichsstift nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, daß bei einer Axialdrehung des Ausgleichsstifts (106) die vorspringenden Abschnitte (106b) der beiden endseitigen Paare auf den Einkuppelzylinder einwirken und die vor springenden Abschnitte (106b) der beiden mittleren Paare auf den Torsionsstab (4) einwirken, so daß sich die Eingangs welle (1) und der Torsionsstab (4) axial relativ zueinander drehen.