DE4235633A1

DE4235633A1 - Centering system for steering column servo valve - has angled positioning sleeve and axially sprung locating pegs between ends of steering system

Info

Publication number: DE4235633A1
Application number: DE19924235633
Authority: DE
Inventors: Joergen Schoeffel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1992-10-22
Filing date: 1992-10-22
Publication date: 1994-04-28

Abstract

The steering column (7) is linked to the output steering shaft (10) by a torsion rod (1), with the relative displacements of the ends of the torsion rod controlling the servo valve. The inside of the valve has a sleeve insert (16) with angled thrust edge (17) for the self centering action. The other end of the sleeve is located by a number of axially sprung pegs (21) set into a split sleeve (18). The split sleeve has the pegs sprung via a thrust washer and a set of springs (23) in the bottom of the torsion rod mounting. The centering sleeve is pressed into the steering column coupled sleeve (11) whose outer face forms part of the servo valve. USE/ADVANTAGE - Self-centering system for vehicle steering uses min. number of components and provides compact steering control valve.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentriereinrichtung, insbesondere für Lenkventile von Kraftfahrzeugen. In Lenkge trieben ist eine Antriebswelle vorgesehen, die durch einen Drehstab mit einer Abtriebswelle verbunden ist. Die Antriebs welle und die Abtriebswelle tragen miteinander zusammen wirkende Bauteile des Lenkventils. An der Abtriebswelle ist ein mit Schrägflächennuten versehenes Zentrierstück befestigt, das sich über Zentrierkörper unter der Kraft einer Feder an der Abtriebswelle abstützt.The invention relates to a centering device, especially for steering valves of motor vehicles. In Lenkge drives a drive shaft is provided by a Torsion bar is connected to an output shaft. The drive shaft and the output shaft together acting components of the steering valve. Is on the output shaft a centering piece with slanted surface grooves is attached, the centering body under the force of a spring supports the output shaft.

Eine solche Zentriereinrichtung eignet sich für Lenk ventile der Drehschieber- oder Drehkolbenbauweise. Eine Zen triereinrichtung der genannten Bauart ist bereits aus der EP 0 244 449 bekannt. Dort tragen auf die Drehstabenden auf gekeilte Fortsätze Zentrierstücke mit Schrägflächennuten, zwischen welchen Wälzkörper abrollen können. Zwischen den antriebsseitigen Fortsatz und das zugehörige Zentrierstück ist unter Vorspannung ein Metallfaltenbalg eingesetzt, so daß man eine von der Relativverdrehung der beiden Wellen abhängige Rückstellkraft erhält, die sich zur Verdrehkraft des Drehstabes addiert. Die aus den Zentrierstücken mit dazwischenliegenden Wälzkörpern und dem Metallfaltenbalg bestehende Zentriereinrichtung übernimmt hierbei die exakte Einstellung der beiden Wellen und damit des Lenkventils in der Mittenstellung. Die Befestigung des Metallfaltenbalgs an dem Fortsatz der Antriebswelle einerseits und die Befestigung des antriebsseitigen Zentrierstücks am Metallfaltenbalg ande rerseits, z. B. durch Laserschweißen, ist jedoch aufwendig.Such a centering device is suitable for steering valves of rotary vane or rotary piston design. A zen Triereinrichtung of the type mentioned is already from the EP 0 244 449 known. Apply on the torsion bar ends there keyed extensions centering pieces with bevel grooves, between which rolling elements can roll. Between drive-side extension and the associated centering piece is a metal bellows inserted under tension, so that one of the relative rotation of the two shafts dependent restoring force, which is related to the torsional force of the torsion bar added. The from the centering pieces with intermediate rolling elements and the metal bellows Existing centering device takes over the exact Setting the two shafts and thus the steering valve in the center position. The attachment of the metal bellows the extension of the drive shaft on the one hand and the attachment of the drive-side centering piece on the metal bellows and other on the one hand, e.g. B. by laser welding, but is expensive.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zentriereinrichtung zu finden, die mit wenig Bauteilen aus kommt und bei geringem Raumbedarf preisgünstig herstell- und montierbar ist.The invention is therefore based on the object Find the centering device with few components comes and inexpensive to manufacture and with low space requirements is mountable.

Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 gekennzeich nete Zentriereinrichtung gelöst. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen.This object is characterized by in claim 1 Nete centering device solved. The sub-claims included advantageous embodiments.

Nach der Erfindung ist nur noch ein Zentrierstück vorge sehen, welches in den als Drehschieber ausgeführten unteren Teil der Antriebswelle eingepreßt ist. Auf einen mit der An triebswelle fest verbundenen Fortsatz des Drehstabes ist ein Ring auf gepreßt, der Bohrungen aufweist, in welchem Zentrier körper geführt sind. Als Zentrierkörper verwendet man mit Kugelköpfen versehene Stifte. Die Enden der Stifte ragen aus dem Ring heraus, auf die eine Feder drückt, so daß sich die Kugelköpfe in den Schrägflächennuten des Zentrierstücks ab stützen. Eine solche Zentriereinrichtung hat einen einfachen Aufbau und erfordert keine komplizierte Montage.According to the invention, only one centering piece is featured see which one in the lower rotary valve Part of the drive shaft is pressed. On one with the An drive shaft firmly connected extension of the torsion bar is a Ring pressed on, which has holes, in which centering body are guided. The centering body is used with Pins with ball heads. The ends of the pins protrude the ring on which a spring presses, so that the Ball heads in the sloping surface grooves of the centering piece support. Such a centering device has a simple one Construction and does not require complicated assembly.

Es ist vorteilhaft, zur Belastung der Stifte eine Schraubentellerfeder zu verwenden. Eine solche Feder erhöht die Betriebssicherheit, da sich die Bruchgefahr gegenüber einer Feder mit Einzel-Tellerfedern verringert. Sollte trotz dem ein Federbruch auftreten, so bleibt der Federweg erhalten und die Federkraft nahezu unverändert.It is advantageous to load a pin Screw plate spring to use. Such a spring increases operational safety as the risk of breakage a spring with single disc springs reduced. Should be despite If a spring break occurs, the spring travel is retained and the spring force almost unchanged.

Weiter ist vorgesehen, den Ring, in welchem die Stifte geführt sind, zu schlitzen. Der Ring lädt sich dadurch seit lich über den Drehstab schieben und nachfolgend auf den Fort satz aufpressen.It is also provided the ring in which the pins are slit. The ring has been charging Slide over the torsion bar and then onto the fort press on.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand des in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on the in the drawing voltage illustrated embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Zentriereinrichtung; Fig. 1 shows a longitudinal section through the centering device;

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 ohne Drehschieberventil und Fig. 2 is an enlarged cross section along the line II-II in Fig. 1 without rotary valve and

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der Draufsicht nach dem Pfeil III in Fig. 1. Fig. 3 shows an enlarged detail of the top plan view according to the arrow III in FIG. 1.

Die Zentriereinrichtung weist einen Drehstab 1 auf, an dessen Ende Stützbereiche 2 und 3 mit größerem Durchmesser vorgesehen sind. Die Stützbereiche 2 und 3 sind auf ihren zylindrischen Außenflächen profiliert. Auf die Außenflächen sind Verbindungsteile 4 und 5 aufgeschoben. Eine feste Ver bindung zwischen den Verbindungsteilen 4 und 5 und den profi lierten Stützbereichen 3 und 4 kann beispielsweise durch Rundkneten oder Hämmern erfolgen. Das Verbindungsteil 4 ist durch einen Stift 6 an eine Antriebswelle 7 und das Verbin dungsteil 5 durch einen weiteren Stift 8 an eine Abtriebs welle 10 angeschlossen. Die Antriebswelle 7 trägt in ihrer Verlängerung einen Drehschieber 11. An die Abtriebswelle 10 schließt eine mit dieser drehfeste Ventilbuchse 12 an, in welcher der Drehschieber eine Relativverdrehung zum An steuern eines Druckes ausführen kann. Der Drehschieber 11 und die Ventilbuchse 12 bilden in bekannter Weise ein Dreh schieberventil. Zur Verringerung der Reibung setzt man zwischen einen hülsenförmigen Fortsatz 13 des Verbindungs teiles 5 und den Drehschieber 11 ein Nadellager 14 ein.The centering device has a torsion bar 1 , at the end of which support regions 2 and 3 with a larger diameter are provided. The support areas 2 and 3 are profiled on their cylindrical outer surfaces. Connecting parts 4 and 5 are pushed onto the outer surfaces. A firm connection between the connecting parts 4 and 5 and the profi lated support areas 3 and 4 can be done for example by kneading or hammering. The connecting part 4 is connected by a pin 6 to a drive shaft 7 and the connec tion part 5 by a further pin 8 to an output shaft 10 . The drive shaft 7 carries a rotary slide valve 11 in its extension. Connected to the output shaft 10 with a non-rotatable valve bushing 12 , in which the rotary slide valve can perform a relative rotation to control a pressure. The rotary valve 11 and the valve sleeve 12 form a rotary slide valve in a known manner. To reduce the friction, a needle bearing 14 is inserted between a sleeve-shaped extension 13 of the connecting part 5 and the rotary valve 11 .

Nach der Erfindung ist in eine Bohrung 15 des einstückig mit der Antriebswelle hergestellten Drehschiebers 11 ein Zentrierstück 16 eingepreßt. Das Zentrierstück 16 weist zwei an der Umfangsfläche sich gegenüberliegende Schrägflächen nuten 17 (Fig. 3) auf. Auf den mit der Abtriebswelle 10 ver bundenen Fortsatz 13 ist ein mit einem Schlitz 19 versehener Ring 18 befestigt. Der Schlitz 19 ermöglicht ein seitliches Einführen des Ringes 18 über den verringerten Durchmesser des Drehstabes und ein nachfolgendes Aufpressen auf dem Fort satz 13. Der Ring 18 hat den Schrägflächennuten 17 gegen überliegende Bohrungen 20, in welchen Stifte 21 mit Kugel köpfen 22 axial verschieblich geführt sind. Die Kugelköpfe 22 stützen sich in den Schrägflächennuten 17 ab. Eine Feder 23, die zweckmäßig als Schraubentellerfeder ausgeführt ist, sorgt dafür, daß die Kugelköpfe 22 mit Vorspannung in die Schräg flächennuten 17 gedrückt werden. Die Feder 23 stützt sich an ihrem, den Stiften 21 abgewandten Ende gegen einen auf dem Fortsatz 13 festen Innenring des Nadellagers 14 ab. Eine Schraubentellerfeder besteht aus zwei gleichen, gegenläufig ineinandergeschraubten Schraubenfedern, von denen jede aus Bandstahl mit tellerfederähnlichem Querschnitt gewickelt ist.According to the invention, a centering piece 16 is pressed into a bore 15 of the rotary valve 11 which is produced in one piece with the drive shaft. The centering piece 16 has two opposing inclined surface grooves 17 on the peripheral surface ( FIG. 3). On the ver with the output shaft 10 connected extension 13 is provided with a slot 19 ring 18 is attached. The slot 19 allows a lateral insertion of the ring 18 on the reduced diameter of the torsion bar and a subsequent pressing on the extension 13th The ring 18 has the inclined surface grooves 17 against opposite bores 20 , in which pins 21 heads 22 are axially displaceable with ball. The ball heads 22 are supported in the inclined surface grooves 17 . A spring 23 , which is expediently designed as a screw plate spring, ensures that the ball heads 22 are pressed with bias into the oblique surface grooves 17 . The spring 23 is supported on its end facing away from the pins 21 against an inner ring of the needle bearing 14 which is fixed on the extension 13 . A helical disc spring consists of two identical helical springs that are screwed into each other in opposite directions, each of which is wound from steel strip with a cross section similar to that of a diaphragm spring.

Bei einer Relativverdrehung der Antriebswelle 7 gegen über der Abtriebswelle 10 wird der Drehstab 1 innerhalb eines begrenzten Steuerweges in sich verdreht. Dabei gleiten die Kugelköpfe 22 aus der Ruhelage an den Schrägflächen der Schrägflächennuten 17 hoch, so daß die Feder 23 noch stärker vorgespannt wird. Über die Kugelköpfe 22 und die Schräg flächen wird daher die axiale Rückstellkraft in eine Zen trierkraft umgewandelt, die in Umfangsrichtung der beiden Wellen 7 und 10 wirkt. Diese Zentrierkraft sichert die exakte Mittenstellung des Drehschieberventils 11, 12. Der Drehstab 1 ist alleine für die elastische Verdrehung der beiden Wellen gegeneinander innerhalb des begrenzten Steuerwegs des Dreh schieberventils 11, 12 und für eine Grobzentrierung verant wortlich. Der Drehstab 1 kann jedoch infolge seiner inneren Reibung und der Lagerreibung keine Feinzentrierung wie die erfindungsgemäße Zentriereinrichtung übernehmen.When the drive shaft 7 rotates relative to the output shaft 10 , the torsion bar 1 is rotated within itself within a limited control path. The ball heads 22 slide up from the rest position on the inclined surfaces of the inclined surface grooves 17 , so that the spring 23 is biased even more. About the ball heads 22 and the inclined surfaces, the axial restoring force is therefore converted into a Zen trierkraft, which acts in the circumferential direction of the two shafts 7 and 10 . This centering force ensures the exact central position of the rotary slide valve 11 , 12 . The torsion bar 1 is solely responsible for the elastic rotation of the two shafts against each other within the limited control path of the rotary slide valve 11 , 12 and for a rough centering. However, due to its internal friction and the bearing friction, the torsion bar 1 cannot take over fine centering like the centering device according to the invention.

BezugszeichenReference numerals

1 Drehstab
2 Stützbereich
3 Stützbereich
4 Verbindungsteil
5 Verbindungsteil
6 Stift
7 Antriebswelle
8 Stift
9 -
10 Abtriebswelle
11 Drehschieber
12 Ventilbuchse
13 Fortsatz
14 Nadellager
15 Bohrung von 11
16 Zentrierstück
17 Schrägflächennut
18 Ring
19 Schlitz
20 Bohrung in 18
21 Stift
22 Kugelkopf
23 Feder 1 torsion bar
2 support area
3 support area
4 connecting part
5 connecting part
6 pin
7 drive shaft
8 pin
9 -
10 output shaft
11 rotary valves
12 valve bushing
13 continuation
14 needle bearings
15 hole of 11
16 centering piece
17 inclined surface groove
18 ring
19 slot
20 holes in 18
21 pen
22 ball head
23 spring

Claims

1. Centering device, in particular for steering valves of motor vehicles with the following features:

- There is a drive shaft ( 7 ) provided by a torsion bar ( 1 ) with an output shaft ( 10 ) connected;
- The drive shaft and the output shaft carry zuein other rotatable components (rotary valve 11 , valve bushing 12 ) of the steering valve;
- On the drive shaft ( 7 ) with grooves ( 17 ) provided centering piece ( 16 ) is attached, which is supported with the help of centering bodies ( 22 ) under the force of a spring ( 23 ) on the output shaft ( 7 ),

characterized by the following features:

- The centering piece ( 16 ) is pressed into the drive shaft ( 7 );
- On a with the output shaft ( 10 ) connected set ( 13 ) of the torsion bar ( 1 ) is a ring ( 18 ) be fastened;
- In holes ( 20 ) of the ring ( 18 ) as a centering body with ball heads ( 22 ) provided pins ( 21 ) leads, the ends of which protrude from the ring ( 18 );
- On the ends of the pins ( 21 ) presses the spring ( 23 ) so that the ball heads ( 22 ) in the inclined surfaces grooves ( 17 ) of the centering piece ( 16 ) are supported.

2. Centering device according to claim 1, characterized in that a screw plate spring is provided as the spring ( 23 ), which is guided on the output-side extension ( 13 ) of the torsion bar ( 1 ).

3. Centering device according to claim 1, characterized in that the pins ( 21 ) leading ring ( 18 ) has a slot ( 19 ) for easier assembly.