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Gegenstand: Steuerkolben mit mindestens zwei Steuerkanten, insbesondere
für ein Lenkventil einer hydraulischen Servolenkeinrichtung von Fahrzeugen Die erfindung
bezieht sich auf einen Steuerkolben mit mindestens zwei Steuerkanten, insbesondere
für ein Lenkventil einer hydrauliscn Servolenkeinrichtung von Fahrzeugen mit zwei
vorzugsweise parallel, außermittig und quer zur Achse des Lenkventils angeordneten
Steuerkolben, einen in Ausnehmungen, Durchbrüche oder dergleichen in den Steuerkolben
eingreifenden, mit einem manuell betätigbaren Krafteingangsglied verbundenen Betätigungsmittel
mit Fingern, einem mit den gelenkten Rädern und dem arbeitsaktiven Teil eines doppelt
wirkenden Servomotors in Wirkverbindung stehenden Kraftausgangsglied, einem elastisch
nachgiebigen Verbindungsmittel zwischen dem Krafteingangsglied und dem Kraftausgangsglied,
Arbeitsräumen innerhalb des Servomotors, die bei einer relativen Verdrehung zwischen
Krafteingangs glied und Kraftausgangs glied über die dann betätigten Steuerkolben
wechselweise in einer die Bewegung des Krafteingangsgliedes unterstützenden Weise
mit einer Druckmittelquelle oder einem Ablauf verbindbar sind.
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Es ist bekannt, daß es hydraulische Geräte mit zwei durch ein gemeint
james Betätigungsmittel gegensinnig bewegbaren Steuerkolben gibt. Wenn nun das Betätigungsglied
durch äußere, von den Steuerkolben unabnängige Kräfte zentriert wird, ist es äußerst
schwierig, die Steuerkolben so an das Betätigungsglied anzubinden, daß die hydraulische
Nullstellung der Steuerkolben mit der mechanischen Nullstellung des Betätigungsgliedes
übereinstimmt. Bei stirnseitig
betätigten Steuerkolben hat man die
Möglichkeit, auf einem Prüfstand mittels Stellschrauben zwischen Betätigungsglied
und Steuerglied einen Abgleich herbeizuführen. Diese Möglichkeit ist beispielsweise
aus der deutschen Offenlegungsschrift 22 61 872 ersichtlich. Sie ist jedoch nicht
anwendbar, wenn die Betätigung über Finger erfolgt, die in Durchbrüche oder Ausnehmungen
eingreifen, wie beispielsweise in der deutschen Patentschrift 11 33 642 dargestellt
ist. Bei der dort ersichtlichen Servolenkeinrichtung wird als elastisch nachgiebiges
Verbindungsmittel ein Torsionsstab verwendet. Der Abgleich wird auf einem Prüfstand
derart vorgenommen, daß zunächst die hydraulische Nullstellung ermittelt wird und
dann der bis dahin nur einseitig befestigte Torsionsstab verbohrt wird. Dies erfordert
in sehr aufwendiger, nachteiliger Weise eine sehr große Präzision der Einstellung
und der nachfolgenden Bohrarbeit. Außerdem besteht keine Möglichkeit, Verschleiß
an den Steuerkanten oder dem Betätigungsmittel durch einen erneuten Abgleich zu
kompensieren.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und
Steuerkolben der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß in einfacher, billiger
Weise ohne wesentliche Vergrößerung des Bauvolumens auch bei größeren Fertigungstoleranzen
ein Anpassen der hydraulischen Nullstellung des Steuerkolbens an die mechanische
Nullstellung des-Betätigungsmittels ermöglicht wird.
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Das Anpassen soll bei Bedarf auf einfache Weise wiederholt werden
können, so daß auch Versch4ißerscheinungen an Steuerkanten usw. ausgeglichen werden
können.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der
Steuerkolben aus einem die Ausnehmung, den Durchbruch oder dergleichen aufweisenden
Kolbenteil und mindestens einem mit Steuerkanten versehenen Steuerteil besteht,
wobei Kolbenteil
und Steuerteil durch eine Schraubverbindung verbunden
sind und der Abstand zwischen Steuerteil und Kolbenteil ausgehend von einem mittleren
Abstand mit Hilfe der Schraubverbindung verkleinert oder vergrößert werden kann.
Zur Vermeidung von Doppelzentrierungen besitzt der Kolbenteil einen geringeren Durchmesser
als der Steuerteil. Der den Kolbenteil umgebende Raum sollte mit dem Ablauf kommunizieren.
Zweckmäßigerweise sollte der Kolbenteil einen axial gerichteten, mit Außengewinde
versehenen zapfenartigen Ansatz besitzen, der in eine mit Innengewinde versehene
Bohrung des Steuerteils geschraubt wird, wobei die Bohrung eine Durchgangsbohrung
sein kann. Unter Ausnutzung der Tatsache, daß der den Kolbenteil umgebende Raum
mit dem Ablauf kommuniziert, sollte der Steuerteil zur Erzielung einer 3/3-Wegeventilfunktion
zwei durch eine Taille getrennte Schultern aufweisen, wobei in der hydraulischen
Nullstellung die dem Kolbenteil benachbarte Schulter einem als Verbraucherleitung
dienenden Kanal gegenübersteht, während im Bereich der Taille ein Druckkanal mündet
und die Verbraucherleitung in einer ersten Schaltstellung mit der Taille und in
einer zweiten Schaltstellung mit dem den Kolbenteil umgebenden Raum verbindbar ist.
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Für eine Rückmeldung des in einer Verbraucherleitung entstehenden
Druckes an das Betätigungsmittel kann ein Reaktionskolben vorgesehen werden, der
auf jene dem Steuerteil abgewandte Seite des Kolbenteils wirkt und auf seiner freien
Stirnfläche vom Druck in der Verbraucherleitung beaufschlagt wird.
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Unter Bezug auf die Abbildungen wird die Erfindung anhand einer als
Ausfünrungsbeispiel dienenden Servolenkung näher erläutert.
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Figur 1 zeigt scnematisch den Aufbau einer Servolenkung mit einem
Schnitt längs der Achse des Lenkventils.
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Figur 2 zeigt einen Schnitt durch das Lenkventil gemäß der Schnittlinie
C-D von Figur 1.
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Figur 3 zeigt einen ähnlichen Schnitt, jedoch für ein Lenkventil der
open-center-Bauart.
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Figur 4 zeigt in einem Teilausschnitt einen ähnlichen Steuerkolben
wie in Figur 3, jedoch mit anderer Betätigung.
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Eine Pumpe 1 saugt Druckmittel aus einem Vorratsbehälter 2 an und
fördert es in eine Druckleitung 3, die über ein Rückschlagventil 4 mit einer Druckleitung
5 verbunden ist. Der Druck in der Druckleitung 3 wird durch ein Druckbegrenzungsventil
6 begrenzt. Weiterhin ist zwischen der Druck leitung 3 und dem Vorratsbehälter 2
ein Abschaltventil 7 angebracht, welches in Abhängigkeit vom Druck in der Druck
leitung 5 über eine Steuerleitung 8 geschaltet wird. Die Druckleitung 5, an die
ein Druckspeicher 9 angeschlossen ist, mündet innerhalb eines Anschlußkörpers 10
in einen nicht näher dargestellten Anschluß, der mit einer Ringnut P im Innern des
Anschlußkörpers verbunden ist. Der Ringnut P benachbart befinden sich zwei weitere
Ringnuten A und B, die mit ebenfalls nicht näher dargestellten Anschlüssen in Verbindung
stehen, ton denen Leitungen 11 und 12 zu Anschlüssen A1 und B1 eines Servomotors
13 führen.
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Der Einfachheit halber sind die Druckleitung 5 und die Leitungen 11
und 12 bis zu den Ringnuten P, A und B gezeichnet.
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Der Servomotor 13 besitzt in seinem Innern einen Kolben 14, der mit
beidseitigen Kolbenstangen 15 und 16 fest verbunden ist und so im Innern des Servomotors
13 Arbeitsräume 17 und 18 abteilt. In den Arbeitsraum mündet der Anschluß A1, während
der Anschluß B1 in den Arbeitsraum 18 mündet. Die Kolbenstange 16 steht mit den
gelenkten Rädern in Wirkverbindung, von denen ein Rad 19 dargestellt ist. Die Wirkverbindung
wird durcn die strichpunktierte Linie 20 symbolisch dargestellt.
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Den Ringnuten A, B und P liegen Querbohrungen 21, 22 und 23 gegenüber,
die sich in einer Büchse 24 befinden, die mit einem gewissen radialem Spiel im Innern
des Anschlußkörpers 10 angeordnet ist, wobei der dadurch entstehende Spalt mittels
Dichtungen 25 abgedichtet ist. Die Büchse 24 weist eine innere Bohrung 26 auf. Die
Querbohrungen 21, 22 und 23 münden in konzentrisch zur Bohrung 26 angeordnete Ringnuten
27, 28 und 29. Die Büchse 24 wird mit einem sehr geringen radialen Spiel von einem
Kraftausgangsglied 30 durchdrungen, welches den Anschlußkörper 10 nach außen überragt
und dort als Ritzel 31 ausgebildet ist. Wie durch eine strichpunktierte Linie 32
angedeutet, wirkt das Ritzel 31 auf ein mit der Kolbenstange 15 verbundenes Zahnsegment
33 ein. Das Ritzel 31 pflanzt sich in einen Lagerzapfen 34 fort, der in einem nicht
näher dargestellten Lager gelagert wird. Das Kraftausgangsglied 30 ist weiterhin
mittels eines Lagers 35 im Anschlußkörper 10 gelagert. In einer den Anschlußkörper
10 zur anderen Seite überragenden Partie 36 ist das Kraftausgangsglied 30 zur Aufnahme
von zwei Steuerkolben 37 und 38 vorgesehen.
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Das Kraftausgangsglied 30 ist mit einer
inneren Bohrung
39 versehen, in welche ein Torsionsstab 40 hineinragt, der mit Hilfe eines Querstiftes
41 mit dem Kraftausgangsglied 30 verbunden ist. Der Torsionsstab 40 ist an seinem
anderen Ende mit Hilfe eines Querstiftes 42 fest mit einem Krafteingangsglied 43
verbunden, welcnes mittels Lagern 44 und 45 innerhalb einer fest mit der Partie
36 verbundenen Büchse 46 gelagert ist. In einem zwischen Büchse 46 urs !.r 36 sicn
ausbildenden Hohlraum 47 ist das Krafteingangsglieu -1( zu einem zweiseitigen Hebel
48 ausgebildet, der an seinen Enden mit achsparallel gerichteten Fingern 49 und
50 versehen ist, die in nocn näher zu beschreibender Weise in Ausnehmungen 51 und
52 innerhalb der Steuerkolben 37 und 38 mit Spiel eingreifen.
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Die Partie 36 sowie die Büchse 46 werden von einem topfförmigen Deckel
53 mit Abstand umschlossen, der abgedichtet am Anschlußkörper 10 befestigt ist und
an seinem Boden 54 eine mittels einer Dichtung 55 abgedichtete Durchdringung 56
für das Krafteingangsglied 43 aufweist. Das Krafteingangsglied 43 ist mit einem
Lenkrad 57 verbunden, wie durch eine Wirklinie 58 angedeutet ist.
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Der freie Raum innerhalb des Deckels 53 ist mit 59 bezeichnet und
über eine von einem nicht näher dargestellten Anschluß ausgehende Leitung T mit
dem Vorratsbehälter 2 verbunden. Die Steuerkolben 37 und 38 sind aus mehreren Einzelteilen
zusammengesetzt. Der Steuerkolben 37besitzt einen dicht in einer Bohrung 60 der
Partie 36 gleitbar angeordneten Steuerteil 61, welcher zwei durch eine Ringnut 62
getrennte Schultern 63 und 64 aufweist. In seinem Innern besitzt der Steuerteil
6t eine Durchgangsbohrung 65, die zum Teil mit Gewinde versehen ist, in welches
ein zapfenartiger Ansatz 66 eines Kolbenteils 67 geschraubt ist. Zur Vermeidung
von Doppelzentrierungen weist der Kolbenteil 67 gegenüber der ihn umgebenden Bohrung
60 ein gewisses Radialspiel auf und ist senkrecht zu seiner Achse mit der Ausnehmung
51 versehen, in welche mit allseitigem Spiel der Finger 50 eingreift. Auf seiner
dem zapfenartigen Ansatz 66 abgewandten Stirnfläcne
kommt der Kolbenteil
67 in Kontakt mit einem als Reaktionskolben 68 bezeichneten Einzelteil des Steuerkolbens
37.
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Der Reaktionskolben 68 wird auf seiner freien Stirnfläche von einem
Reaktionsraum 69 begrenzt, der gegenüber dem Raum 59 durch einen Dichtstopfen 70
abgedichtet wird, der durch eine verschraubte Abdeckplatte 71 in Position gehalten
wird. Im Innern des Reaktionskolbens 68 ist ein Kolben 72 gleitbar angeordnet, der
von einer Feder 73 belastet wird, deren anderes Ende sich am Kolbenteil 67 abstützt.
Im Innern des Kolbens 72 ist ein Entlastungskanal 74 angeordnet, der Vom Reaktionsraum
69 ausgeht und sich nach einem gewissen Hub des Kolbens 72 in eine die Feder 73
aufnehmende Bohrung 75 öffnet, die ihrerseits mit dem Raum 47 bzw. dem Raum 49 und
damit der Leitung T in Verbindung steht. In der Bohrung 65 ist eine Feder 76 angeordnet,
die sicn an einem gehäusefesten Widerlager 77 abstützt. Im Bereich der Ringnut 62
mündet ein Druckkanal 78, der über außernalb der Zeichenebene liegende Kanäle 79
im Kraftausgangsglied 30 mit der Ringnut 29 und damit mit der Ringnut P in Verbindung
steht. Zum besserensVerständnis wird auch der Druckkanal 78 zusätzlich mit P bezeichnet.
In der Neutralstellung des Steuerkolbens 37 verschließt die Schulter 64 einen Kanal80,
der tiber ebenfalls nicht näher dargestellte Kanäle 81 im Kraftausgangsglied 30
mit der Ringnut 27 und damit auch mit der Ringnut A in Verbindung steht. Der Kanal
80 ist daher zusätzlich mit A bezeichnet. Ein Kanal 82 verbindet den Kanal 80 mit
dem Reaktionsraum 69. Das zwischen dem Finger 50 und der dem Reaktionskolben 68
zugewandten Seite der Ausnehmung 51 vorhandene Spiel wird mit x bezeichnet, während
das Spiel zwischen Finger 50 und der dem Steuerteil 61 zugewandten Seite der Ausnehmung
51 mit y bezeichnet wird. Die Kanten der Schulter 64 werden als Steuerkanten 83
und 84 bezeichnet, wobei die Steuerkante 83 der Ringnut 62 benachbart ist. Im Ansatz
66 ist eine Querbohrung 85 angebracht, welche zur Aufnahme eines Kunststoffstopfens
86 oder dergleichen dient. Der Kunststoffstopfen 86 erstreckt sich beidseitig bis
in das Gewinde hinein und -dient daher als Verdrehsicherung.
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Der Steuerkolben 38 ist mit dem Steuerkolben 37 vollkommen
identisch,
so daß sich entsprechende Teile die gleich aber mit einem Strich versehene Bezugszahlen
erhalten. Der Kanal 78 bzw.
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P mündet demnach in eine Ringnut 62', während die Schulter 64' einen
Kanal 80' in einer Neutralstellung verschließt, der über einen Kanal 81' mit der
Ringnut 28 bzw. der Ringnut B verbunden ist. Der Einfachheit halber wird auch der
Kanal 80' mit B bezeichnet.
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Zur Erläuterung der Funktion sei zunächst angenommen, daß der Druckspeicher
9 entleert sei, die Pumpe 1 nicht fördere und keine äußeren Kräfte auf die gelenkten
Räder 19 wirken. Da die Arbeitsräume 17 und 18 ebenso wie die Reaktionsräume 69
und 69' dann drucklos wären, würden die Federn 76 und 76' die Steuerkolben 37 und
38 soweit verschieben, bis sie an den Fingern 50 und 49 anstießen. In einer solchen
Stellung würden die Steuerkanten 83 und 83' die Verbindungen P-A und P-B hergestellt
haben.
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Wenn nunmehr die Pumpe 1 zu fördern begänne, würde über diese Verbindungen
Druckmittel in die Arbeitsräume 17 und 18 strömen und dort einen Druckanstieg hervorrufen,
der sich unter anderem auch in die mit den Arbeitsräumen 17 und 18 kommunizierenden
Reaktionsräume 69 und 69' fortpflanzt. Dort bewirkt der Druckanstieg nach Überwindung
der Vorspannungen der Federn 76 und 76' eineiVerschiebung der Steuerkolben 37 und
38 gegen die Kraft der Federn. Die Kraftübertragung erfolgt vom Reaktionskolben
68 bzw.
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68'überdenKolbenteil 67 bzw. 67' mit dem zapfenartigen Ansatz 66 bzw.
66' auf die Feder 76 bzw. 76' und gleichzeitig auf den Steuerteil 63 bzw. 63'. Die
Verschiebung der Steuerkolben 37 und 38 findet unter zunehmender Drosselung der
Verbindungen P-A und P-B solange statt, bis schließlich die Steuerkanten 83 und
83' diese Verbindungen unterbrechen. Der Ausdruck 'unterbrechenn ist hier so zu
verstehen, daß zwar keine große Strömung stattfindet, jedoch stromab von den Steuerkanten
83 und 83' auftretende Leckagen ersetzt werden, derart, daß der Druck in den Reaktionsräumen
69
und 69' konstant bleibt. Diese Schaltstellung ist in Figur 2 dargestellt. Der Druck
ist der "Vordruck". Wenn nunmehr das Lenkrad 57 im Uhrzeigersinn bewegt wird, bewegen
sich auch das Krafteingangsglied 43 und:' der Hebel 48 mit den Fingern 49 und 50
im Uhrzeigersinn. Der Torsionsstab 40 wird dabei etwas gespannt, so daß eine Relativbewegung
zwischen Krafteingangsglied 43 und Kraftausgangsglied 30 stattfindet. Entsprechend
dieser Relativbewegung bewegen sich auch die Finger 49 und 50 relativ zu den Kolbenteil
len 67' und 67. Die Spiele x' und y werden dabei kleiner. Es sind nun zwei Fälle
zu unterscheiden. Beim ersten Fall sei angenommen, daß das Fahrzeug sich beispielsweise
auf Glatteis bewege, so daß die zum Lenken benotigte Kraft sehr gering sei und die
vorhandene Vorspannung des Torsionsstabes ausreicht, um die Räder 19 und den Servokolben
14 zu bewegen, der dabei eine Bewegung nach links ausführen möge. Dabei vergrößert
sich der Arbeitsraum 18, so daß der dort herrscnende Druck sich zumindest kurzzeitig
erniedrigt. Die Kraft im Reaktionsraum 70' wird daher ebenfalls etwas geringer und
die Feder 76' schiebt den Steuerkolben in eine Position, in welcher die Steuerkante
83' die Verbindung P-B etwas mehr öffnet.
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Es sei darauf hingewiesen, daß hierdurch keinerlei Verstärkung bewirkt
wird, sondern nur der Abfall des Vordruckes ausgeglichen wird. In umgekehrter Weise
verkleinert sich der Arbeitsraum 17, wodurch dort und im Reaktionsraum 70 ein Druckanstieg
entsteht.
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Dieser Druckanstieg bewirkt eine Verschiebung des Steuerkolbens 37
gegen die Kraft der Feder 76 solange, bis die Steuerkante 84 öffnet und die Verbindung
A-T herstellt, so daß Druckmittel aus dem Arbeitsraum 17 zum Vorratsbehälter 2 zurückströmen
kann. Der Steuerkolben 37 wirkt daher auch als Kolben eines Druckregelventils. Um
nun zur Erklärung des zweiten Falles zu kommen, sei angenommen, daß die Spannung
des Torsionsstabes 40 nicht ausreiche, um eine Bewegung der gelenkten Räder 19 zu
erzielen. Die Finger 49 und 50 werden sich dann relativ zu den Kolbenteilen 67'
und 67 solange bewegen, bis die Spiele x' und y verschwunden sind
und
ein mechanischer Kontakt stattgefunden hat. Bei einer weiteren Bewegung der Finger
49 und 50 werden die Steuerkolben 37 und 38 dann zwangsweise mitgeschleppt. Dabei
öffnet schließlich die Steuerkante 83' die Verbindung P-B. Druckmittel kann zum
Arbeitsraum 18 hinströmen, dort Druck aufbauen und die beabsicntigte Verschiebung
des Servokolbens bzw. die Bewegung der Räder 19 unterstützen. Da in dem System 18,
B1, 12, B, 22, 28, 81', 80' (B) ein positiver Vordruck herrscht, findet das Uberströmen
von Druckmittel ohne Zischen oder sonstige Geräuschbildung statt. Ebenso werden
Luftausscheidungen verhindert und der Servokolben 14 ist nydraulisch eingespannt.
Die Höhe des Druckanstieges richtet sich nach der am Lenkrad 57 aufgebrachten Kraft,
welche von der im Reaktionsraum 70' oberhalb des Vordruckes aufgebrachten Reaktionskraft
auf den Reaktionskolben 68' abhängt.
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Der mechanische Kontakt zwischen dem Finger 50 und dem Kolbenteil
67 bewirkt eine Verschiebung des Steuerkolbens 37 derart, daß die Steuerkante 84
die Verbindung vom Kanal 80 zur Bohrung 60 herstellt, die in diesem Bereich mit
dem Raum 59 verbunden ist (siehe Figur 1). Anders ausgedrückt wird der Arbeitsraum
17 mit der Leitung T verbunden, was der Verbindung A-T entspricht.
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Der Druckanstieg im Arbeitsraum 18 kann maximal bis zum Erreichen
des Öffnungsdruckes des Druckbegrenzungsventils 6 ansteigen. Der Druckanstieg im
Reaktionsraum 69' und damit die Reaktionskraft ist jedoch auf einen geringeren Wert
begrenzt'da bei diesem Wert der Kolben 72' relativ zum Reaktionskolben 68' soweit
gegen die Kraft der Feder 73' verschoben ist, daß der Entlastungskanal 74' sich
in die Bohrung 75' öffnet. Da der Zufluß von Druckmittel aus dem Kanal 82' in den
Reaktionsraum 70' gedrosselt stattfindet, wird ein unerwünscht starkes Abströmen
von Druckmittel verhindert.
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Es sei schließlich noch darauf hingewiesen, daß das selbsttätige Rückstellen
der gelenkten Räder in die Geradeausstellung ähnliche Vorgänge hervorruft, wie das
weiter oben beschriebene Lenken ohne
nydraulische Verstärkung.
Der einzige Unterschied liegt darin, daß einmal der Servokolben 14 durch das Kraftausgangsglied
30 bewegt wird und zum anderen durch an den Rädern wirkende äußere Kräfte. Die Möglichkeit
des selbsttätigen Rückstellens ist insbesondere dann wichtig, wenn anstelle des
Torsionsstabes 40' vorgespannte Verbindungsmittel verwendet werden. Um eine bestimmte
Rückstellgeschwindigkeit zu ermoglichen, müssen die Spiele x und x' eine vorbestimmte
Höhe besitzen, da von der Größe dieses Spiels der Durchflußquerschnitt von A nach
T bzw.
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von B nach T abhängt. Die Größe der Spiele y und y' richtet sich danach,
welcher rein mechanische Kraftübertragungsanteil bis zum Einsetzen der hydraulischen
SrvÖunterstutzung gewanscht wird.
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Die Spiele sollen nicht unnötig groß gemacht werden, da sie dann beim
Ausfall der Hydraulik zu unsicherem Lenkverhalten führen können. Es darfte klflr
sein, daß eine Drehung des Lenkrades 57 gegen den Uhrzeigersinn bzw. in anderer
Richtung wirkende äußere Kräfte an den gelenkten Rädern 19- die gleichen Wirkungen
jeweils für den anderen Steuerkolben hervorrufen.
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Es erübrigt sich daher eine ausführliche Beschreibung. Da es sich
bei der erstellung der Finger 49 und 50 sowie der Ausnehmungen 51 und 52 um die
Herstellung zylindrischer Profile handelt, lassen sich auf relativ einfache Weise
enge Toleranzen einhalten. Das bedeutet, daß auch das Gesamtspiel x und y sehr genau
toleriert werden kann. Es ist jedoch praktisch unmöglich, ohne Einstellmöglicakeit
die richtigen Spiele x und y und gleichzeitig die richtige Lage der Steuerkanten
83 und 84 zu erzielen. Mit Hilfe des Gewindes in der Durchgangsbohrung 65 kann diese
Schwierigkeit ausgeräumt werden. Der Torsionsstab 40 wird zweckmäßigerweise nach
Zeichnungsmaßen gebohrt und verstiftet*, während Kolbenteil 67 und Steuerteil 61
ebenfalls zunächst zeichnungsgemäß verschraubt werden, was beispielsweise durch
Einschieben einer Lehre zwischen Kolbenteil 67 und
Schulter 64
gepraift werden kann. Der Kunststoffstopfen 86 vernindert dabei ein selbsttätiges
Lösen nach der Montage bzw.
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während des Betriebes. Nach dem Einbau der Steuerkolben 61 und 61'
(das zuvor gesagte gilt natürlich ebenso für den Steuerkolben 61') wird die gesamte
Steuerventileinrichtung bei gelostem Deckel 53 auf einem Prüfstand montiert, der
die Simulation bestimmter Fahrzustände zuläßt. Die Spiele x und y werden nicht direkt
gemessen und eingestellt, sondern ergeben sich aus den gemessenen Drücken und Drehmomenten.
Wenn vorgegebene Sollwerte nicht erreicht werden, kann der Steuerteil 61 mit hilfe
eines Werkzeuges verdrent werden. Der Finger 50 dient dabei als Verdrehsicherung
flr den Kolbenteil 67. Bei einem solcnen Einstellvorgang kann sich ganz geringfigig
die Vorspannung der Feder 76 ändern. Im allgemeinen kann man dies in Kauf nellmen.
Sollte die Vorspannungsänderung jedoch unerwanscst sein, empfiehlt es sich, die
Feder 76 direkt auf den Steuerteile 61 wirken zu lassen, da dieser gegenüber dem
Widerlager 77 eine feste Nullstellung einnimmt.
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In Figur 3 ist der gleiche Schnitt wie in Figur 2 dargestellt mit
dem einzigen Unterschied, daß nunmehr Steuerkolben 37' und 38' der open-center-Bauart
dargestellt sind. Die Steuerteile 61" und 61"' besitzen mit Steuerkanten 83" und
83"' bzw.
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84" und 84"' versehene Schultern 64" und 64"'. Die Scaultern 64'§
und 64"' sind in ihrer axialen Ausdennung so bemessen, daß sie in der Neutralstellung
der Steuerkolben 37' und 38' die Kanäle 80 und 80' nicht ganz verschließen. Das
ber den Kanal 78 in die Ringnuten 62" und 62''' einstrjmende Druckmittel hat daher
die Möglichkeit unter Bildung eines gewissen Staudruckes in den Kanal 80 bzw. in
den Kanal t0' einzuströmen, dort ebenfalls einen gewissen Staudruck aufzubauen
und
im übrigen an den Steuerkanten 84'' und 84''' vorbei über den Raum 47, den Raum
59 und die Leitung T zum Vorratsbehälter 2 zurtickzustrSmen. Der Staudruck in den
Kanälen 80 und 30' flaiizt sicn auch in die Reaktionsräume 69 und 69' fort und wirkt
dort wegen die Kraft der Federn 76 und 76' derart, daß unabnängig von der jeweiligen
Viskosität des Druckmittels'dem Druck im Kanal 78 und eventuell auftretenden Fertigungstoleranzen
sich die alte an den Steuerkanten 83'' und 83''' bzw.
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84'' und 84''' sich so einstellen, daß der Druck in den Kanal len
80 und ö0' oder anders ausgedrückt, der Vordruck konstant gehalten wird. Diese Druckregelung
wird solange beibehalten, bis die Finger 50 und 49 die Kolbenteile 67 und 67' berühren.
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Wenn die Bewegung der Finger 49 und 50 dabei im Uhrzeigersinn erfolgt,
wird der Kolbenteil 67 nach unten bewegt, so daß der Spalt an der Steuerkante 83lll
sich vergrößert und im Kanal 81' (B) anwächst, da gleichzeitig der Spalt an der
Steuerkante 84''' sicn verkleinert und damit den Abfluß von Druckmittel erschwert.
Gleichzeitig wird der Kolbenteil 67 nach oben bewegt, so daß der Spalt an der Steuerkante
83" sich verkleinert und der Zufluß von Druckmittel stärker gedrosselt wird.
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Dieser Verkleinerung entspricht eine Vergrößerung des Spaltes an der
Steuerkante 84'', so daß Druckmittel verstärkt aus dem Kanal 80 abfließen kann und
dort einen geringen Druckabfall bewirkt. Die Folge ist, daß im Arbeitsraum 18 ein
Druckanstieg stattfindet, in dem Arbeitsraum 17 der Druck aber abfällt.Der Servokolben
14 bewegt sich daher nach links und untersützt die vom Lenkrad 57 eingeleitete Bewegung.
Auch hier bewirkt eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn die gleichen Funktionen jeweils
für den anderen Steuerkolben bzw. den anderen Arbeitsraum.
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Aucn in diesem Fall erfolgt die Montage aller Teile zunächst nach
den Zeichnungsmaßen. Die Einstellung des Steuerteils 61" relativ zum Kolbenteil
67 erfolgt auch hier wieder auf einem Prüfstand.
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Figur 4 zeigt in einem Teilausschnitt einen Steuerkolben 138, der
ähnlich wie der Steuerkolben 38' von Figur 3 aufgebaut ist.
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Der Steuerkolben 138 ist jedoch nicht von einer Feder belastet und
der Finger 49 greift, in Achsrichtung des Steuerkolbens 138 gesehen, spielfrei in
eine Ausnehmung 152 ein, die jedoch quer zur Achsrichtung einen größeren Durchmesser
als der Finger 49 besitzt. Eine Durchgangsbohrung 165' innerhalb des Steuerteils
161' ist auf ihrer ganzen Länge mit Gewinde versehen. In den nicht vom Ansatz-66'
ausgefüllten Teil der Durchgangsbohrung 165' wird ein Gewindestopfen 87' geschraubt,
der zum Kontern dient.
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Im Gegensatz zu der Ausführung nach Figur 3 wirkt sich nunmehr jede
Relativbewegung zwischen Krafteingangsglied 43 und Kraftausgangsglied 30 in einer
dazu proportionalen Verstellung des Steuerkolbens t38 aus. Da der Finger 49 in Achsrichtung
des Steuerkolbens 138 gesehen beidseitig spielfrei anliegt, kann man von einer Zwangssteuerung
sprechen. Da der Steuerkolben 138 dadurch keinerlei Möglichkeit hat, sich selbst
in eine bestimmte Nullstellung zu bewegen, ohne gleichzeitig auf die mechanische
Nullstellung rückzuwirken, ist eine Einstellmöglichkeit um so mehr erforderlich.
Im Gegensatz zu den bekannten Lenkventilen wird die mechanische Mitte zuerst eingestellt,
wobei man Fertigungstoleranzen in Kauf nimmt. Nach Anschluß einer Druckquelle und
entsprechender Meßgeräte wird dann durch Verdrehen des Steuerteils 161' gegenüber
dem Kolbenteil 167 die hydraulische Nullstellung gesucht. Der Gewindestopfen 87'
ist dabei zunächst gelöst und wird nach erfolgter Einstellung
zum
Zwecke des Konterns angezogen. Eine entsprechende Prozedur wird natürlich für den
zweiten, in Figur 4 nicht dargestellten Steuerkolben durchgeführt. Schließlich wird
der Deckel 53 dicht am Anschlußkörper 10 befestigt und das Lenkventil ist einbaufertig.
Selbstverständlich können Einstellarbeiten ebenso wie bei den vorigen Ausführungen
auch im eingebauten Zustand durchgeführt werden, wobei es nur notwendig ist, nach
Entfernen des Deckels 53 das in den Raum 59 austretende Lecköl und Ablauföl aufzufangen.
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Obwohl die Erfindung nur anhand von Lenkventilen erläutert wurde,
ist sie selbstverständlich auch für andere Arten von Drehmomentverstärkern oder
Steuerventileinrichtungen anwendbar, sofern ein Abgleich zwischen einer hydraulichen
und einer mechanischen Nullstellung notwendig ist. Dabei kann natürlich auch der
Steuerteil einen mit Gewinde versehenen Zapfen besitzen, der in eine entsprechende
Gewindebohrung des zur Betätigung dienenden Kolbenteils geschraubt wird. Neben Steuerteilen
mit zwei Steuerkanten sind auch solche mit vier Steuerkanten denkbar. Die gegenseitige
Lage der Steuerkolben zueinander spielt nur ein untergeordnete Rolle.