DE4300612A1 - Zentriereinrichtung, insbesondere für Lenkventile - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentriereinrichtung, insbesondere für Lenkventile von Kraftfahrzeugen, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruches.

In derartigen Lenkgetrieben ist eine Antriebswelle vor­ gesehen, die durch einen mit beidseitigen Endstücken ver­ sehenen Drehstab mit einer Abtriebswelle verbunden ist. Die Antriebs- und die Abtriebswelle tragen miteinander zusammen­ wirkende Bauteile des Lenkventils, welches durch eine Relativ­ verdrehung der Antriebswelle gegenüber der Abtriebswelle einen Druck in einem Servomotor ansteuert. Die Zentrierein­ richtung ist zwischen den beiden Wellen angeordnet und weist gegen die Kraft eines Federelements an sich gegenüberliegen­ den Schrägflächen zweier Zentrierstücke auflaufende Wälz­ körper auf.

Eine Zentriereinrichtung dieser Bauart (EP 0 244 449) enthält als Federelement einen Metallfaltenbalg. Der Metall­ faltenbalg ist einerseits durch ein an der Antriebswelle be­ festigtes Endstück des Drehstabes und andererseits mit einem Zentrierstück verbunden. Das durch den Metallfaltenbalg axial gefederte Zentrierstück drückt über die Wälzkörper gegen ein weiteres an einem Endstück befestigtes Zentrierstück. Dieses Endstück verbindet den Drehstab mit der Abtriebswelle. Da die Wälzkörper in Schrägflächennuten abrollen, erhält man eine von der Relativdrehung der beiden Wellen abhängige Rück­ stellkraft, die sich zur Verdrehkraft des Drehstabes addiert. Eine so aufgebaute Zentriereinrichtung übernimmt die exakte Einstellung der beiden Wellen und damit auch des Lenkventils in der hydraulischen Mitte. Die bekannte Zentriereinrichtung eignet sich für Lenkventile in der Drehschieber- oder in der Drehkolbenbauweise und sichert ein einwandfreies Geradeaus­ fahrtverhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mitten­ zentriereinrichtung zu schaffen, die in der Kombination mit einem einteiligen oder einem dreiteiligen Drehstab noch weniger axialen Bauraum beansprucht.

Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 gekennzeich­ nete Zentriereinrichtung gelöst. Die Ansprüche 2 und 3 ent­ halten vorteilhafte Ausführungsformen.

Nach der Erfindung ist als Lenkventil ein Drehschieber­ ventil vorgesehen, dessen Drehschieber sich über ein Nadel­ lager auf dem mit der Abtriebswelle verbundenen Endstück des Drehstabes abstützt. An einen Innenlaufring des Nadellagers ist dabei ein Zentrierstück angeformt, das dem über das andere Endstück mit der Antriebswelle verbundenen Zentrier­ stück gegenüberliegt. Auf diese Weise kann man die auf dem abtriebsseitigen Endstück feste Innenlaufbüchse des Nadel­ lagers gleichzeitig als Träger für das Zentrierstück nutzen, so daß sich die Baulänge für die Zentriereinrichtung ver­ kürzt.

Nach Anspruch 2 schließen sich bei einem einteiligen Drehstab an dessen im Querschnitt reduzierten Torsionsbereich die mit der Antriebswelle und der Abtriebswelle verbundenen Endstücke an, wobei das Nadellager auf dem mit der Abtriebs­ welle befestigten Endstück sitzt.

Nach Anspruch 3 lädt sich die Baulänge bei Verwendung eines dreiteiligen Drehstabes noch weiter verkürzen. Ein dreiteiliger Drehstab hat zwei Endstücke, die sich hülsen­ artig bis in den Torsionsbereich des Drehstabes erstrecken. Das Nadellager sitzt in dieser Ausführung auf dem an die An­ triebswelle angeschlossenen, hülsenartigen Endstück des Drehstabes, so daß für die Lagerung mit integriertem Zen­ trierstück und die anschließenden übrigen Bauteile der Zen­ triereinrichtung kein zusätzlicher axialer Einbauraum not­ wendig ist.

Ein Lenkventil in der Drehschieberbauweise, bei dem sich der Drehschieber über ein Nadellager auf dem abtriebs­ seitigen Fortsatz des Drehstabes abstützt, ist zwar bereits aus der EP 0 290 448 B1 bekannt. Mit einer Zentriereinrich­ tung, die für eine exakte Einstellung des Drehschieberven­ tils in der hydraulischen Mitte sorgt, ist dieses Lenkventil jedoch nicht ausgerüstet.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Drehschieber­ ventil mit einem einteiligen Drehstab;

Fig. 2 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1;

Fig. 2A die Zentriereinrichtung entsprechend Fig. 2, jedoch in Arbeitsstellung und

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel mit einem dreiteiligen Drehstab.

Die Zentriereinrichtung nach Fig. 1 weist einen ein­ teiligen Drehstab 1 auf, an dessen in Querschnitt reduzierten Torsionsbereich 2 sich verdickte Endstücke 1A und 1B an­ schließen. Das Endstück 1A ist mit einer Antriebswelle 3 und das Endstück 1B mit der Abtriebswelle 4 verstiftet. Die An­ triebswelle 3 trägt in ihrer Verlängerung einen Drehschie­ ber 3A. An die Abtriebswelle 4 schließt sich eine mit dieser durch einen Stift 5 gekuppelte Ventilbuchse 6 an, in welcher der Drehschieber 3A eine Relativverdrehung zum Ansteuern eines Druckes ausführen kann. Der Drehschieber 3A und die Ventilbuchse 6 bilden in an sich bekannter Weise ein Dreh­ schieberventil, das über ein Steuernutensystem einem nicht dargestellten Servomotor Drucköl zuleitet. Zur Zentrierein­ richtung gehört ein an der Antriebswelle 3 befestigtes, rohrförmiges Endstück 7, das einen als Federelement dienenden Metallfaltenbalg 8 trägt. Am Metallfaltenbalg 8 ist in seiner axialen Verlängerung ein erstes Zentrierstück 10 befestigt. Das Zentrierstück 10 weist zwei sich diametral gegenüber­ liegende Schrägflächennuten 11 (Fig. 2 und 3) auf, in welchen Wälzkörper 12 abrollen. Die Wälzkörper 12 stützen sich unter der Belastung des Metallfaltenbalgs 8 in Schrägflächen­ nuten 13 eine zweiten Zentrierstücks 14 ab, das nach der Erfindung zugleich als Innenlaufring 15 eines Nadellagers 16 ausgebildet ist. Die Wälzkörper 12 halten die Reibung zwischen den Schrägflächennuten 11 und 13 gering. Das Nadellager 16 ist auf das Endstück 1B des Drehstabes 1 aufgepreßt und sorgt für geringste Reibung und ein feinfühliges Ansprechen des Drehschieberventils 3A, 6 beim Drehen der Antriebswelle 3.

Die Fig. 2 zeigt die Zentriereinrichtung und damit auch das Drehschieberventil 3A, 6 in der Mitten- oder Neutral­ stellung. Die Fig. 2A zeigt dagegen die Verdrehstellung der Antriebswelle 3 gegenüber der Abtriebswelle 4. Dabei bewegen sich zwei einander gegenüberliegende Schrägflächen der Schräg­ flächennuten 11 und 13 aufeinander zu, wobei die Wälz­ körper 12 aus ihrer Ruhelage (Fig. 2) auf den Schrägflächen hochlaufen (Fig. 2A). Der Metallfaltenbalg 8 wird dadurch noch stärker vorgespannt. Über die Schrägflächen lädt sich die axiale Rückstellkraft in eine Zentrierkraft umwandeln, die in Umfangsrichtung des Drehschiebers 3A und der Ventil­ buchse 6 wirkt. Beim Loslassen eines mit der Antriebswelle 3 gekuppelten Lenkhandrades sichert diese Zentrierkraft die exakte Mittenstellung des Drehschieberventils 3A, 6.

Die Fig. 3 zeigt eine sogenannte Kurzbauweise eines Drehschieberventils mit einem Drehstab 20. Dieser trägt auf Stützbereiche 20A und 20B auf geknetete Endstücke 20C und 20D in der Form hülsenförmiger Fortsätze. Ein solcher Drehstab besteht daher aus drei Bauteilen. Das Endstück 20C ist mit einer Antriebswelle 22 und das Endstück 20D mit einer Ab­ triebswelle 23 verstiftet. Das Endstück 20C trägt wiederum einen Metallfaltenbalg 24 und dieser ein erstes Zentrier­ stück 25. Entsprechend der Ausführung nach Fig. 1 bildet ein Innenlaufring 26 eines Nadellagers 27 wieder eine Bauein­ heit mit einem zweiten Zentrierstück 28, wobei zwischen Schrägflächennuten Wälzkörper 30 abrollen. Die Besonderheit dieser Ausführung besteht darin, daß der Innenlaufring 26 auf dem Endstück 20D des Drehstabes 20 aufgepreßt ist. Das Nadellager 27 ist hier über den Torsionsbereich des Dreh­ stabes gerückt, so daß sich die Kurzbauweise beibehalten läßt.

Bezugszeichen

 1 Drehstab
 1A Endstück
 1B Endstück
 2 Torsionsbereich
 3 Antriebswelle
 3A Drehschieber
 4 Abtriebswelle
 5 Stift
 6 Ventilbuchse
 7 Endstück
 8 Metallfaltenbalg
 9 -
10 Zentrierstück
11 Schrägflächennuten
12 Wälzkörper
13 Schrägflächennuten
14 Zentrierstück
15 Innenlaufring
16 Nadellager
20 Drehstab
20A Stützbereich
20B Stützbereich
20C Endstück
20D Endstück
22 Antriebswelle
23 Abtriebswelle
24 Metallfaltenbalg
25 Zentrierstück
26 Innenlaufring
27 Nadellager
28 Zentrierstück
29 -
30 Wälzkörper

Claims (3)

1. Zentriereinrichtung, insbesondere für Lenkventile von Kraftfahrzeugen, mit folgenden Merkmalen:

• - ein Drehstab (1) verbindet mit beidseitigen End­ stücken (1A, 1B) eine Antriebswelle (3) mit einer Ab­ triebswelle (4);
• - die Antriebs- und die Abtriebswelle tragen miteinander zusammenwirkende Bauteile des Lenkventils;
• - die Zentriereinrichtung ist zwischen den beiden Wellen angeordnet und besteht aus einem gegen die Kraft eines Federelements (Metallfaltenbalg 8) an sich gegenüber­ liegenden Schrägflächen zweier Zentrierstücke (10, 14) auflaufenden Wälzkörpern (12);
• - das erste Zentrierstück (10) ist durch ein rohrförmiges Endstück (7) mit der Antriebswelle (3) verbunden, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
• - als Lenkventil ist ein in einer Ventilbuchse (6) relativ verstellbarer Drehschieber (3A) vorgesehen;
• - der Drehschieber (3A) stützt sich über ein Nadel­ lager (16, 27) auf dem mit der Abtriebswelle (4) ver­ bundenen Endstück (1B; 20D) des Drehstabes ab und
• - das zweite Zentrierstück (14, 28) ist mit einem Innen­ laufring (15, 26) des Nadellagers (16, 27) einstückig ausgeführt (Fig. 1 und 3).

2. Zentriereinrichtung nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch folgende Merkmale:

• - der Drehstab (2) ist einteilig ausgeführt, an dessen in Querschnitt reduzierten Torsionsbereich sich die mit der Antriebswelle (3) und der Abtriebswelle (4) verbundenen Endstücke (1A; 1B) anschließen und
• - das Nadellager (16) sitzt auf dem mit der Abtriebs­ welle (3) befestigten Endstück (1B) (Fig. 1).

3. Zentriereinrichtung nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch folgende Merkmale:

• - die beiden Endstücke (20C, 20D) des Drehstabes sind als hülsenförmige Fortsätze ausgeführt und
• - das Nadellager (27) sitzt auf dem mit der Abtriebs­ welle (23) verbundenen hülsenförmigen Endstück (20D) (Fig. 3).