DE4038678A1 - Zentriereinrichtung fuer ein servoventil eines servolenksystems - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Zentriereinrichtung für ein Servoventil eines Servolenksystems.

Der Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, wird an­ hand der Fig. 5 und 6 erläutert. Eine Eingangswelle 1 ist mittels eines Ausgleichsstifts 25 an einen Torsionsstab 4 ge­ koppelt und andererseits mit einer Ausgangswelle 2 verbunden. Eine Ventilbüchse 3 eines Servoventils 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 er­ zeugt das Servosystem Hydraulikdruck. Der Torsionsstab 4 ist so mittels des Ausgleichsstifts 25 in der Eingangswelle 1 be­ festigt, daß das Drehmoment des Torsionsstabs Null wird, wenn der Winkel der Relativdrehung Null und der Hydraulikdruck aus­ geglichen ist.

Bei diesem Stand der Technik ist eine Einstellung zum Aus­ gleich des Hydraulikdrucks unmöglich, wenn dieser erst einmal unausgeglichen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Zentrieren eines Servoventils zu schaffen, mit der eine Unaus­ geglichenheit des Hydraulikdrucks korrigiert werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst und werden Vorteile dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß ein Servolenksystem geschaffen wird, das eine mit einer Lenkstange verbundene Eingangswelle aufweist, eine Ausgangswelle, die mit einer Zahnstange zum Lenken der Fahrzeugräder verbunden ist, ein Servoventil mit einer Ventilbüchse, die die Eingangswelle umgibt und an die Ausgangswelle angreift, und einen Torsionsstab, der mit einem Ende an der Eingangswelle und dem anderen an der Ausgangswelle befestigt ist. Der Torsionsstab ist mittels eines Ausgleichs­ stifts in der Eingangswelle positioniert und befestigt. Der Ausgleichsstift weist vielfach vorspringende Teile auf, die abwechselnd entlang seiner Längsrichtung auf einander gegen­ überliegenden Seiten des Ausgleichsstifts angeordnet sind.

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 Querschitt 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 (19)

1. Ausgleichsstift in Form eines massiven zylindrischen Kör­ pers zur Verbindung einer Eingangswelle eines Servolenksystems mit einem Torsionsstab des Lenksystems, gekennzeichnet durch mehrere vorspringende Abschnitte, die längs des zylindrischen Körpers wechselseitig auf einander gegenüberliegenden Seiten des zylindrischen Körpers angeordnet sind.

2. Ausgleichsstift nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch meh­ rere glatte Abschnitte, die wechselseitig auf einander gegen­ überliegenden Seiten des zylindrischen Körpers zwischen den vorspringenden Abschnitten angeordnet sind.

3. Ausgleichsstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Durchmesser der vorspringenden Abschnitte größer als der wirksame Durchmesser der glatten Abschnitte ist.

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

5. Ausgleichsstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Abschnitte mehrere Rippen aufweisen, die radial von der Außenfläche des zylindrischen Körpers ab­ stehen und parallel zu einer Achse des zylindrischen Körpers ausgebildet sind.

6. Ausgleichsstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Abschnitte einen erhabenen Teil auf der Außenfläche des zylindrischen Körpers aufweisen, wobei die er­ habenen Teile längs des zylindrischen Körpers und parallel zu einer Achse des zylindrischen Körpers ausgebildet sind.

7. Ausgleichsstift in Form eines massiven zylindrischen Kör­ pers zur Verbindung einer Eingangswelle eines Servolenksystems mit einem Torsionsstab des Lenksystems, gekennzeichnet durch
mehrere auf der Oberfläche des zylindrischen Körpers ausgebil­ dete erste Abschnitte mit einem ersten wirksamen Durchmesser, wobei jeder erste Abschnitt in seiner Gesamtheit an einer Sei­ te einer Axialebene durch eine Achse des Zylinders ausgebildet ist; und
mehrere auf der Oberfläche des zylindrischen Körpers ausgebil­ dete zweite Abschnitte mit einem zweiten wirksamen Durchmes­ ser, wobei
der erste wirksame Durchmesser größer ist als der zweite wirk­ same Durchmesser,
jeder der zweiten Abschnitte einem der ersten Abschnitte ent­ spricht,
die zweiten Abschnitte auf einer Seite der Axialebene angeord­ net sind, die der Seite der Axialebene gegenüberliegt, auf der die entsprechenden ersten Abschnitte ausgebildet sind, und
keiner der ersten Abschnitte entlang der Zylinderachse an ei­ nen anderen der ersten Abschnitte angrenzt.

8. Ausgleichsstift nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vier erste Abschnitte und vier zweite Abschnitte auf dem zylindrischen Körper ausgebildet sind.

9. Ausgleichsstift nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Abschnitte eine glatte Oberfläche haben und daß die ersten Abschnitte eine Vielzahl von Rippen aufweist, die radial von den Außenflächen des zylindrischen Körpers ab­ stehen und parallel zu der Zylinderachse ausgebildet sind.

10. Ausgleichsstift nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Abschnitte eine glatte Oberfläche aufweisen und daß die ersten Abschnitte einen erhabenen Teil auf der Au­ ßenfläche des zylindrischen Körpers aufweisen, der parallel zu der Zylinderachse ausgebildet ist.

11. Servolenksystem für Fahrzeuge mit
einer Eingangswelle, die an einem ersten Ende mit einer Lenk­ welle verbunden ist und an einem zweiten Ende einen Einkuppel­ zylinder aufweist,
einer Ausgangswelle, die mit einer Anordnung aus Zahnstange und Ritzel zum Lenken der Fahrzeugräder verbunden ist,
einem Torsionsstab, dessen erstes Ende konzentrisch in den Einkuppelzylinder an der Eingangswelle eingreift und dessen zweites Ende an der Ausgangswelle befestigt ist, und
einem Ausgleichsstift zum Befestigen des ersten Endes der Tor­ sionsstange an dem Einkuppelzylinder an der Eingangswelle,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsstift mehrere vor­ springende Teile aufweist, die abwechselnd entlang seiner Längsrichtung auf seinen einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind.

12. Servolenksystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei axialer Drehung des Ausgleichsstifts die vorspringen­ den Abschnitte auf dem Ausgleichsstift so auf den Einkuppel­ zylinder und die Torsionsstange einwirken, daß sich die Ein­ gangswelle und die Torsionsstange axial relativ zueinander drehen.

13. Servolenksystem nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch mehrere glatte Abschnitte, die zwischen den vorspringenden Ab­ schnitten abwechselnd auf einander gegenüberliegenden Seiten des Ausgleichsstifts angeordnet sind.

14. Servolenksystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Durchmesser der vorspringenden Abschnitte größer als der wirksame Durchmesser der glatten Abschnitte ist.

15. Servolenksystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsstift durch eine erste Bohrung in den Ein­ kuppelzylinder, eine Bohrung in der Torsionsstange und eine zweite Bohrung in den Einkuppelzylinder verläuft.

16. Servolenksystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
vier vorspringende Abschnitte und vier glatte Abschnitte auf dem Ausgleichsstift ausgebildet sind,
zwei endseitige Paare von Abschnitten jeweils einen vorsprin­ genden Abschnitt und einen dem gegenüberliegenden glatten Ab­ schnitt des Ausgleichsstifts enthalten, wobei jeweils ein Paar an den Enden des Ausgleichsstifts ausgebildet ist,
zwei mittlere Paare von Abschnitten jeweils einen vorspringen­ den Abschnitt und einen dem gegenüberliegenden glatten Ab­ schnitt des Ausgleichsstift 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 anliegen.

17. Servolenksystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Axialdrehung des Ausgleichsstifts die vorsprin­ genden Abschnitte der beiden endseitigen Paare auf den Ein­ kuppelzylinder einwirken und die vorspringenden Abschnitte der beiden mittleren Paare auf den Torsionsstab einwirken, so daß sich die Eingangswelle und die Torsionsstange axial relativ zueinander drehen.

18. Ausgleichsstift nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Abschnitte eine Vielzahl von Rippen aufweisen, die radial von der Außenfläche des Ausgleichsstifts abstehen.

19. Ausgleichsstift nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Abschnitte einen erhabenen Teil auf der Außenfläche des Ausgleichsstifts aufweisen.