DE3634215C2 - Drehschieberventil, insbesondere für Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehschieberventil, insbesondere für Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen, nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Ein derartiges Drehschieberventil ist beispielsweise in einer hydraulischen Hilfskraftlenkung enthalten, die in der DE 29 13 484 C2 beschrieben ist. Darin sind zwei Lenkspindel­ teile, die einen Drehschieber bzw. eine Steuerbüchse tragen, durch einen Drehstab miteinander verbunden. Durch eine Änderung der Charakteristik des Drehstabes las sen sich unterschiedliche Kennlinien des Drehschieberventiles erreichen.

Um eine genaue Mittenzentrierung in die Neutralstellung des Drehschieberventiles zu erreichen, die der Drehstab alleine nicht bewirken kann, ist eine zusätzliche Einrichtung zur Mit­ tenzentrierung vorgesehen. Dazu ist in einer Bohrung einer Ge­ windespindel ein Rückwirkungskolben angeordnet, der zick-zack­ förmig verlaufende Schrägflächen aufweist, die zu entsprechenden Schrägflächen des ersten Lenkspindelteiles parallel verlaufen. Zwischen den Schrägflächen sind mehrere Kugeln angeordnet. Die Schrägflächen der beiden Teile werden durch eine Zentrierfeder zusammengedrückt, die einer axialen Verschiebung eines der bei­ den Teile gegenüber dem anderen Teil bei einer Relativverdrehung der beiden Teile gegeneinander entgegenwirkt. Dadurch wird eine in beiden Lenkrichtungen genau wirkende Mittenzentrierung er­ reicht.

Diese Einrichtung ist jedoch nur bei Drehschieberventilen mit einem großen Durchmesser zu verwirklichen, wenn die die Schrägflächen tragenden Teile zusammen mit dem Drehstab im Inneren des Drehschiebers angeordnet sein müssen. Soll der Drehstab nicht im Inneren des Drehschiebers angeordnet sein, so muß er axial im Anschluß daran vorgesehen werden. Dies er­ gibt eine sehr große Länge der Steuerdrehschiebereinrichtung.

Auch hierbei muß zusätzlich ein großer Durchmesser der im be­ kannten Fall mit der Gewindespindel verbundenen Steuerbüchse vorhanden sein. Die zick-zack-förmigen Schrägflächen bedingen einen großen Fertigungsaufwand, dies insbesondere deshalb, weil genaue Toleranzen eingehalten werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehschieber­ ventil mit einer Mittenzentriereinrichtung zu schaffen, das kom­ pakt im Aufbau ist, sowohl hinsichtlich der axialen als auch der radialen Abmessungen. Das Drehschieberventil, insbesondere die Mittenzentriereinrichtung, soll einfach und billig herstellbar sein. Außerdem soll die Einstellbarkeit zwischen der hydrau­ lischen Mitte des Drehschieberventiles und der mechanischen Mittenzentrierung leicht möglich sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Drehschieberventil gelöst. Zweckmäßige und vor­ teilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die blattfederartig ausgebildete Zentrierfeder, die an einem der beiden relativ zueinander drehbaren Teile des Dreh­ schieberventils befestigt ist und das andere der beiden relativ zueinander drehbaren Teile weisen Vertiefungen auf, zwischen denen ein Wälzkörper gehalten ist. Durch die zueinander V-förmig verlaufenden Flanken der Vertiefungen wird in Verbindung mit der Zentrierfeder eine genau bestimmbare Zentrierkraft und eine sichere Rückstellung auch bei zwischen dem Drehschieber und der Steuerbüchse vorhandener Reibung erreicht. Zweckmäßigerweise ist die Zentrierfeder durch eine Art Klemmschellenverbindung an dem Drehschieber befestigt. In diesem Fall ist die zweite der Ver­ tiefungen an einer Stirnfläche der Steuerbüchse angeordnet. Wird die Zentrierfeder an ihrem blattfederförmigen Teil mäanderartig ausgebildet, so können durch bestimmte Konfigurationen der Feder verschiedene Zentrierkräfte auf einfache Weise verwirklicht wer­ den. Bei einer Ausbildung des Wälzkörpers als Kugel ist wenig­ stens eine der Vertiefungen zweckmäßigerweise kegelig oder als Kugelkalotte ausgebildet. Durch die Parallelschaltung der Dreh­ stabfeder und der Zentrierfeder wird das Fahrgefühl bei einer damit ausgestatteten Hilfskraftlenkung mit minimalem Kostenauf­ wand verbessert, ohne daß wesentlich mehr Platz benötigt wird als bei einem herkömmlichen Drehschieberventil mit nur einer Drehstabfeder.

Ein Teil der im Kennzeichen des Hauptanspruches aufge­ führten Merkmale ist bekannt aus der US 29 06 361. Die dort beschriebene Lenkeinrichtung weist ein Drehschieber­ ventil auf mit zwei relativ zueinander drehbaren Teilen: einem Drehschieber und einer Steuerbüchse. Eine durch eine Zentrierfeder in der Form einer Schraubendruckfeder beauf­ schlagte Mittenzentrierung enthält zwischen Vertiefungen der beiden Teile gehaltene Wälzkörper. Die Vertiefungen der beiden Teile sind V-förmig ausgebildet. Bei dieser Lenkein­ richtung ist jedoch keine Drehstabfeder vorhanden, so daß der Druckschrift kein Hinweis auf eine Lösung der gestell­ ten Aufgabe zu entnehmen ist.

Aus der DE-OS 26 09 784 ist eine Hilfskraftlenkung bekannt, die ebenfalls eine durch eine Zentrierfeder beauf­ schlagte Mittenzentriereinrichtung aufweist. Diese Mitten­ zentrierung enthält einen zwischen Vertiefungen gehaltenen Wälzkörper. Die eine der beiden Vertiefungen ist in einem Drehteil in der Form einer Lenkmutter und die andere der Vertiefungen in einem blattfederartig ausgebildeten Ende der Zentrierfeder angeordnet. Diese Hilfskraftlenkung arbeitet ohne Drehstabfeder mit einem axial verschiebbaren Steuerventil. Bei dieser Lenkung treten die Schwierigkeiten des gattungsgemäßen Drehschieberventils nicht auf.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Drehschieberventil,

Fig. 2 die Ansicht der Zentrierfeder entsprechend dem Pfeil II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilansicht des Drehschieberventils ent­ sprechend dem Pfeil III in Fig. 1 mit einem Teilschnitt,

Fig. 4 eine Teilansicht der Fig. 3 bei verdrehtem Drehschieber.

Das Drehschieberventil besitzt zwei relativ zueinander drehbare Teile, eine Steuerbüchse 1 und einen in ihr drehbar gelagerten Drehschieber 2. Der Drehschieber 2 ist mit der Steuerbüchse 1 über eine Drehstabfeder 3 verbunden. Der Dreh­ schieber 2 ist beispielsweise mit einem Lenkspindelanschluß, die Steuerbüchse 1 mit einer Lenkschnecke verbunden.

Eine Mittenzentriereinrichtung 4 weist eine blattfeder­ artig ausgebildete Zentrierfeder 5 auf. Die Zentrierfeder 5 besitzt anschließend an ihren blattfederförmigen Teil klemm­ schellenförmige Fortsätze 6 und 7, mittels derer sie an einem zylindrischen Fortsatz 8 des Drehschiebers 2 befestigt ist. Die Zentrierfeder 5 ist in ihrem blattfederförmigen Teil mit einem mäanderartigen Querschnitt ausgebildet. Das freie Ende des blattfederförmigen Teiles ist parallel zu einer Stirn­ fläche 9 der Steuerbüchse 1 ausgebildet. Um die Zentrierfeder 5 zusätzlich gegen Verdrehen zu sichern, ist es zweckmäßig, die klemmschellenförmigen Fortsätze 6 und 7 an ihren Innenflächen mit einer Riffelung zu versehen.

An dem freien Ende des blattfederförmigen Teiles der Zen­ trierfeder 5 und an der Stirnfläche 9 der Steuerbüchse 1 ist je eine Vertiefung 10 bzw. 11 angeordnet. In Umfangsrichtung der Steuerbüchse 1 weisen die beiden Vertiefungen 10 und 11 einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt auf.

Zwischen den beiden Vertiefungen 10 und 11 ist ein Wälz­ körper 12 gehalten, der im Ausführungsbeispiel als Kugel aus­ geführt ist. In diesem Fall ist eine der Vertiefungen 10 und 11 kegelig ausgebildet, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Bei Verwendung einer Kugel als Wälzkörper 12 ist es jedoch auch möglich, anstelle der kegeligen Vertiefung 10 bzw. 11 die Ver­ tiefung als Kugelkalotten auszubilden, deren Radius größer ist als der Radius der Kugel 12.

Bei einer Verdrehung des Drehschiebers 2 gegenüber der Steuerbüchse 1 wird die Drehstabfeder 3 verdreht und erzeugt eine mechanische Reaktionskraft. Gleichzeitig werden auch die Vertiefungen 10 und 11 gegeneinander verstellt. Dabei bewegen sich die einander gegenüberliegenden schrägen Zentrierflä­ chen 10A und 11A der Vertiefungen 10 und 11 in Umfangsrich­ tung der Steuerbüchse 1 aufeinander zu. Dadurch werden die schrägen Zentrierflächen 10A und 11A in axialer Richtung durch die Kugel 12 auseinandergedrückt, wie dies in Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Die axiale Relativverschiebung der schrägen Zentrierflächen 10A und 11A bewirkt ein Zusam­ mendrücken der Zentrierfeder 5 und eine daraus resultierende Axialkraft zwischen den schrägen Zentrierflächen 10A, 11A und der Kugel 12. Über die schrägen Zentrierflächen 10A und 11A wird die axiale Rückstellkraft in eine Zentrierkraft umgewandelt, die in Umfangsrichtung des Drehschiebers 2 wirkt.

Der genaue Aufbau und die Funktion des Drehschieberven­ tils zur Steuerung eines Druckmittels sind allgemein bekannt und werden deshalb nicht näher beschrieben.

Bezugszeichenliste

1 Steuerbüchse
2 Drehschieber
3 Drehstabfeder
4 Mittenzentriereinrichtung
5 Zentrierfeder
6 Fortsatz von 5
7 Fortsatz von 5
8 Zylindrischer Fortsatz von 2
9 Stirnfläche von 1
10 Vertiefung
10A schräge Zentrierfläche
11 Vertiefung
11A schräge Zentrierfläche
12 Wälzkörper

Claims (8)

1. Drehschieberventil, insbesondere für Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen, mit zwei relativ zueinander drehbaren Teilen, die von einer Steuerbüchse (1) und von einem Drehschieber (2) ge­ bildet und durch eine Drehstabfeder (3) miteinander verbunden sind und mit einer durch eine Zentrierfeder (5) beaufschlagte Mittenzentriereinrichtung (4), dadurch gekennzeich­ net,

• - daß die Mittenzentriereinrichtung (4) einen zwischen zwei Vertiefungen (10, 11) gehaltenen Wälzkörper (12) aufweist,
• - daß eine der Vertiefungen (10 bzw. 11) in einem der Teile des Drehschieberventils und die andere der Vertiefungen (11 bzw. 10) in einem blattfederartig ausgebildeten Teil der Zentrierfeder (5) angeordnet ist,
• - daß die Zentrierfeder (5) an dem anderen der Teile des Drehschieberventils gehalten ist und
• - daß die Vertiefungen (10, 11) der beiden Teile einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt aufweisen.

2. Drehschieberventil nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet,

• - daß die eine der Vertiefungen (11) an einer Stirnfläche (9) der Steuerbüchse (1) angeordnet ist und
• - daß die Zentrierfeder (5) an dem Drehschieber (2) befestigt ist.

3. Drehschieberventil nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zentrierfeder (5) an ihrem blattfederförmigen Teil mäanderartig ausgebildet ist.

4. Drehschieberventil nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zentrierfeder (5) anschlie­ ßend an ihren blattfederförmigen Teil klemmschellenförmige Fort­ sätze (6, 7) aufweist, mittels derer sie an einem zylindrischen Fortsatz (8) des Drehschiebers (2) befestigt ist.

5. Drehschieberventil nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wälzkörper (12) eine Kugel ist.

6. Drehschieberventil nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens eine der Vertiefun­ gen (10, 11) kegelig ausgebildet ist.

7. Drehschieberventil nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens eine der Vertiefun­ gen (10, 11) als Kugelkalotte ausgebildet ist, deren Radius größer ist als der Radius der Kugel (12).

8. Drehschieberventil nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zentrierfeder (5) an den Klemmflächen ihrer klemmschellenförmigen Fortsätze (6, 7) eine Riffelung aufweist.