DE102008064456A1 - Servolenkungsvorrichtung und deren Herstellungsverfahren - Google Patents

Abstract

Bei einer Servolenkungsvorrichtung sind ventilgehäuseseitige Passflächen mit entsprechenden getriebegehäuseseitigen Passflächen zusammengepasst. Ferner ist ein Drehschieberventil vorgesehen, das durch einen inneren Ventilbereich gebildet wird, der einstückig mit einer Eingangswelle und einem äußeren Ventilbereich ausgebildet ist, der einstückig mit einer Ausgangswelle ausgebildet ist, um einen Zuführungsdurchgang einer Arbeitsflüssigkeit, die von einer externen Flüssigkeitsdruckquelle ausgestoßen wird, durch eine Drehung des inneren Ventilbereichs in Bezug auf den äußeren Ventilbereich selektiv zu einer von ersten und zweiten Hydraulikkammern umzuschalten. Eine Lager-Anlagefläche ist in einer Ventilgehäusebohrung ausgebildet, um ein Lager zu positionieren, das zwischen der Ventilgehäusebohrung und dem äußeren Ventilbereich zwischen dem Lager und der Lager-Anlagefläche anliegend angeordnet ist. Die ventilgehäuseseitigen Passflächen und die Anlagefläche sind ausgebildet, um alle Montagevorgänge aus einer axialen Richtung des Ventilgehäuses zu ermöglichen.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Servolenkungsvorrichtungen und insbesondere auf eine integrierte Servolenkungsvorrichtung, die eine Lenkkraft des Fahrers durch einen Hydraulikdruck unterstützen kann, und ein Verfahren zu deren Herstellung.
• Stand der Technik
• In jüngster Zeit wurden verschiedenartige integrierte Servolenkungsvorrichtungen vorgeschlagen und entwickelt, bei denen ein Kolben in einem Hydraulikzylinderbereich eines Getriebegehäuses verschiebbar eingepasst ist, das einen Teil des Servolenkungs-Gehäuseelements bildet, eine Kolbendichtung am Kolben befestigt ist, um einen Innenraum des Hydraulikzylinderbereichs in zwei Hydraulikkammern zu unterteilen und ein Steuerventil eines Drehschiebertyps zwischen einer Ölpumpe und dem Paar der Hydraulikkammern angeordnet ist, um ein Arbeitsmedium von der Pumpe selektiv einer der Hydraulikkammern zuzuführen und dadurch verschiebt die Druckdifferenz zwischen dem Hydraulikkammern den Kolben in axialer Richtung, um dadurch ein Unterstützungsmoment in einer Lenkrichtung zu erzeugen. Eine derartige integrierte Servolenkungsvorrichtung wurde in der vorläufigen japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2005-022636 (nachfolgend als „ JP 2005-022636 " bezeichnet) offenbart, die dem US-Patent mit der Nummer 6,896,093 entspricht, das am 24. Mai 2005 erteilt wurde.
• Bei der in JP 2005-022636 offenbarten Servolenkungsvorrichtung ist das Steuerventil aus einem inneren Ventilbereich, der im Außenumfang einer Lenkungseingangswelle (einem Ventildrehkörper) ausgebildet ist, und einem äußeren Ventilbereich aufgebaut, der im Innenumfang einer Lenkungs-Ausgangswelle (einer Ventilbuchse) ausgebildet ist. Durch das Steuerventil werden die Zuführung des Arbeitsmediums zu einer der Hydraulikkammern und der Abfluss des Arbeitsmediums aus der anderen Kammer gesteuert, um eine Lenkungsunterstützungskraft nach links oder eine Lenkungsunterstützungskraft nach rechts zu erzeugen.
• Bei Zusammenbau werden zuerst die Eingangswelle und die Ausgangswelle in einen Ventilgehäusebereich des Gehäuseelements so eingesetzt, dass sie durch den inneren Ventilbereich der Eingangswelle und den äußeren Ventilbereich der Ausgangswelle, die integral miteinander verbunden sind, das Steuerventil bilden. Danach wird der Kolben an der Ausgangswelle eingebaut. Unter diesen Bedingungen werden das Getriebegehäuse, das einen Zahnsegment-Gehäusebereich sowie den Hydraulikzylinderbereich umfasst, und das Ventilgehäuse jeweils durch entsprechende Einspannvorrichtungen abgestützt oder gefasst. Danach wird die Ausgangswelle, an der der Kolben montiert ist, in das Getriebegehäuse eingeführt, wobei eine Ausrichtung der Achse des Hydraulikzylinderbereichs des Getriebegehäuses mit der Achse des Ventilgehäuses vorgenommen wird.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Bei der in JP 2005-022636 offenbarten integrierten Servolenkungsvorrichtung müssen das Ventilgehäuse und das Getriebegehäuse beim Zusammenbau jedoch von zwei verschiedenen Einspannvorrichtungen gegriffen werden und die Ausgangswelle an der Kolben montiert ist, muss in das Getriebegehäuse eingesetzt werden, während die Achsen des Hydraulikzylinderbereichs des Getriebegehäuses und des Ventilgehäuses miteinander ausgerichtet bleiben.
• In der Annahme, dass die oben beschriebenen Positionierungsvorgänge vereinfacht werden, ohne die Positionierungsgenauigkeit vorsätzlich allzu sehr zu beeinträchtigen, kann eine erhebliche Fehlausrichtung zwischen der Achse des Kolbens und der Achse des Hydraulikzylinderbereichs auftreten. In einem solchen Fall ist es unmöglich, eine leichtgängige Gleitbewegung des Kolbens zu gewährleisten. Darüber hinaus kann ein Rattern (ein Rattergeräusch und Schwingungen) zwischen dem Kolben und dem Getriebegehäuse, das aufgrund der verminderten Positionierungsgenauigkeit auftritt, über den ratternden Kolben auf eine Ausnehmung zwischen der Ausgangswelle und der Eingangswelle übertragen werden. Dies übt einen schlechten Einfluss auf die Funktion des Steuerventils aus, das aus den Eingangs- und Ausgangswellen aufgebaut ist, die integral bzw. ganzheitlich miteinander verbunden sind. Vom Gesichtspunkt einer Puten Dichtungsleistung ist die verminderte Positionierungsgenauigkeit darüber hinaus unvorteilhaft, weil die Passflächen des Getriebegehäuses und des Ventilgehäuses auch als Dichtungsflächen für das Arbeitsmedium dienen.
• Im Hinblick auf die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Servolenkungsvorrichtung sowie ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen, die/das ausgelegt ist, um weiter vereinfachte Positionierungsvorgänge zu ermöglichen, während eine hohe Positionierungsgenauigkeit gewährleistet ist.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1, 16 bzw. 18. Die Unteransprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
• Um die vorgenannte und weiteren Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, weist die Servolenkungsvorrichtung eine Eingangswelle, die mechanisch mit einem Lenkrad verbindbar ist, eine Ausgangswelle, die mechanisch mit der Eingangswelle verbunden ist, ein Gehäuseelement, das ein Ventilgehäuse und ein Getriebegehäuse aufweist, das mit dem Ventilgehäuse zusammengefasst ist, ventilgehäuseseitige Passflächen, die auf einer Seite des Ventilgehäuses ausgebildet sind, dem Getriebegehäuse zugewandt sind, getriebegehäuseseitige Passflächen, die auf einer Seite des Getriebegehäuses ausgebildet sind, dem Ventilgehäuse zugewandt sind und mit den jeweiligen ventilgehäuseseitigen Passflächen zusammengepasst sind, eine in das Ventilgehäuse gebohrte Ventilgehäusebohrung, einen Kolben, der im Getriebegehäuse wirksam angeordnet ist und einen Innenraum des Getriebegehäuses in eine erste Hydraulikkammer und eine zweite Hydraulikkammer unterteilen kann, einen inneren Ventilbereich, der einstückig mit der Eingangswelle ausgebildet ist und drehbar in der Ventilgehäusebohrung angeordnet ist, einen äußeren Ventilbereich, der einstückig mit der Ausgangswelle ausgebildet ist und auf einem Außenumfang des inneren Ventilbereichs liegt und drehbar in der Ventilgehäusebohrung angeordnet ist, einen Ventilbereich, der sowohl durch den inneren Ventilbereich als auch den äußeren Ventilbereich ausgebildet ist und einen Zuführungsdurchgang einer aus einer externen Flüssigkeits-Druckquelle ausgestoßenen Arbeitsflüssigkeit durch eine Drehung des inneren Ventilbereichs relativ zum äußeren Ventilbereich selektiv entweder auf die erste Hydraulikkammer oder die zweite Hydraulikkammer umschalten kann, Ölnuten, die zwischen der Ventilgehäusebohrung und dem äußeren Ventilbereich festgelegt sind, ein Lager, das zwischen der Ventilgehäusebohrung und dem äußeren Ventilbereich angeordnet ist, eine Lager-Anlagefläche, die an einer Innenumfangswandfläche der Ventilgehäusebohrung derart ausgebildet ist, dass sie dem Getriebegehäuse gegenüberliegt, und an der eine axiale Endfläche des Lagers anliegt, einen Bewegungs-Umwandlungsmechanismus mit einen Wandler für eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung, der eine Drehbewegung der Ausgangswelle in eine axiale Gleitbewegung des Kolbens umwandelt, und einen Bewegungs-Übertragungsmechanismus auf, der die axiale Gleitbewegung des Kolbens an gelenkte Räder überträgt.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Servolenkungsvorrichtung eine Eingangswelle, die mechanisch mit einem Lenkrad verbindbar ist, eine Ausgangswelle, die mechanisch mit der Eingangswelle verbunden ist, ein Ventilgehäuse und ein Getriebegehäuse, das mit dem Ventilgehäuse zusammengefasst ist, eine in das Ventilgehäuse gebohrte Ventilgehäusebohrung, einen Kolben, der im Getriebegehäuse wirksam angeordnet ist und einen Innenraum des Getriebegehäuses in eine erste Hydraulikkammer und eine zweite Hydraulikkammer unterteilen kann, einen inneren Ventilbereich, der einstückig mit der Eingangswelle ausgebildet ist und drehbar in der Ventilgehäusebohrung angeordnet ist, einem äußeren Ventilbereich, der einstückig mit der Ausgangswelle ausgebildet ist und auf einem Außenumfang des inneren Ventilbereichs liegt und drehbar in der Ventilgehäusebohrung angeordnet ist, einen Ventilbereich, der sowohl durch den inneren Ventilbereich als auch den äußeren Ventilbereich ausgebildet ist und einen Zuführungsdurchgang einer aus einer externen Flüssigkeits-Druckquelle ausgestoßenen Arbeitsflüssigkeit durch eine Drehung des inneren Ventilbereichs relativ zum äußeren Ventilbereich selektiv entweder auf die erste Hydraulikkammer oder die zweite Hydraulikkammer umschalten kann, Ölnuten, die zwischen der Ventilgehäusebohrung und dem äußeren Ventilbereich festgelegt sind, eine Kugelgewindespindel, die einen Gewindebereich aufweist, der einstückig mit dem äußeren Ventilbereich ausgebildet ist und an einem axialen Ende des äußeren Ventilbereichs liegt, der der Seite des Getriebegehäuses zugewandt ist, und eine umlaufende Kugelumlaufspindelnut, die auf seiner Außenumfangsseite ausgebildet ist, einen Gewindemutterbereich, der auf einer Innenumfangsseite des Kolbens derart ausgebildet ist, dass er der Kugelumlaufspindelnut gegenüberliegt, und eine Mehrzahl von umlaufenden Kugeln aufweist, die zwischen dem Gewindebereich und den Gewindemutterbereich platziert sind, einem Lager, das einen Innenring, der einstückig mit einer Außenumfangsseite des äußeren Ventilbereichs ausgebildet ist, und von den Ölnuten auf einer Seite des Gewindebereichs entfernt angeordnet ist, einen Außenring, der in der Ventilgehäusebohrung ausgebildet ist, und auf der Außenumfangseite des Innenrings liegt, und eine Mehrzahl von Lagerkugeln aufweist, die zwischen dem Innenring und dem Außenring eingeschlossen sind, und einen Bewegungs-Übertragungsmechanismus auf, der eine axiale Gleitbewegung des Kolbens an gelenkte Räder überträgt.
• Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Servolenkungsvorrichtung, die ein Ventilgehäuse und ein Getriebegehäuse, das mit dem Ventilgehäuse zusammengefasst ist, eine in das Ventilgehäuse gebohrte Ventilgehäusebohrung, einen Kolben, der im Getriebegehäuse wirksam angeordnet ist und einen Innenraum des Getriebegehäuses in eine erste Hydraulikkammer und eine zweite Hydraulikkammer unterteilen kann, einen Ventilbereich mit einem inneren Ventilbereich, der in der Ventilgehäusebohrung untergebracht ist und mit einem Lenkrad verbindbar ist, und einen äußeren Ventilbereich, der in Bezug auf den inneren Ventilbereich drehbar vorgesehen ist, wobei der Ventilbereich einen Zuführungsdurchgang einer aus einer externen Flüssigkeitsdruckquelle ausgestoßenen Arbeitsflüssigkeit selektiv entweder auf die erste Hydraulikdruckkammer oder die zweite Hydraulikdruckkammer umschalten kann, eine Ausgangswelle, die einstückig mit dem äußeren Ventilbereich ausgebildet ist, einen Bewegungs-Umwandlungsmechanismus mit einem Wandler für eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung, der eine Drehbewegung der Ausgangswelle in eine axiale Gleitbewegung des Kolbens umwandelt, und einen Bewegungs-Übertragungsmechanismus umfasst, der die axiale Gleitbewegung des Kolbens an gelenkte Räder überträgt, wobei das Verfahren einen Einspannvorgang, bei dem ein axiales Ende des Ventilgehäuses, das einer Seite des Lenkrads zugewandt ist, eingespannt wird, einen maschinellen Bearbeitungsvorgang, bei dem eine Innenumfangsfläche der Ventilgehäusebohrung vom gegenüberliegenden axialen Ende des Ventilgehäuses maschinell bearbeitet wird, das dem Getriebegehäuse zugewandt ist, und einen maschinellen Bearbeitungsvorgang aufweist, bei dem Passflächen des Ventilgehäuses, das mit dem Getriebegehäuse zusammengepasst ist, vom gegenüberliegenden axialen Ende des Ventilgehäuses, das dem Getriebegehäuse zugewandt ist, maschinell bearbeitet werden.
• Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigt:
• 1 eine axiale Querschnittansicht, die eine Ausführungsform einer Servolenkungsvorrichtung veranschaulicht,
• 2 eine axiale Querschnittansicht, die einen Längsquerschnitt einer Ausgangswelle veranschaulicht, die ein Bauteil der Servolenkungsvorrichtung der Ausführungsform ist,
• 3 eine Aufrissansicht, die ein Ventilgehäuse veranschaulicht, das einen Teil eines Gehäuseelements der Servolenkungsvorrichtung der Ausführungsform bildet,
• 4 einen axialen Querschnitt des in 3 dargestellten Ventilgehäuses, und
• 5 einen axialen Querschnitt, der eine modifizierte Servolenkungsvorrichtung veranschaulicht.
• Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
• Mit Bezug auf die Zeichnungen, insbesondere auf 1, wird die Servolenkungsvorrichtung der Ausführungsform beispielhaft bei einem hydraulisch betätigten integrierten Servolenkungssystem beschrieben, das bei Kraftfahrzeugen verwendet wird.
• [Gesamtaufbau der Servolenkungsvorrichtung]
• Bei der in 1 bis 4 gezeigten Servolenkungsvorrichtung wird angenommen, dass die Richtung der Achse, die sowohl mit der einer Lenkungseingangswelle (vereinfacht gesagt einer Eingangswelle) 40 als auch der einer Lenkungsausgangswelle (vereinfacht gesagt einer Ausgangswelle) 60 identisch ist, als y-Achse definiert wird, die axiale Linie, die vom unteren Ende der Eingangswelle 40 (siehe 1) zum oberen Ende der Eingangswelle 40 gerichtet ist, als positive y-Achsenrichtung definiert wird, eine senkrechte Linie lotrecht zur y-Achse als x-Achsenrichtung definiert wird, und die senkrechte Linie, die von einem Kolben 70 zu einer Segmentwelle 30 (einem Bewegungs-Übertragungsmechanismus oder einem Lenkmoment-Übertragungsmechanismus) gerichtet ist, als positive x-Achsenrichtung definiert wird.
• Ein Gehäuseelement 1 der Servolenkungsvorrichtung ist aus einem Ventilgehäuse 10 und einem Getriebegehäuse 20 aufgebaut. Das Ventilgehäuse 10 ist vorgesehen, um darin ein Steuerventil (ein Drehschieberventil) 600 (das später beschrieben wird) aufzunehmen, das die Richtung der Lenkungsunterstützung umschalten kann.
• Andererseits ist das Getriebegehäuse 20 aus einem Hydraulikzylinderbereich und einem Zahnsegment-Gehäusebereich (einem Segmentwellen-Gehäusebereich 23, der später beschrieben wird) aufgebaut. Der Kolben 70, der eine Unterstützungskraft durch den Hydraulikdruck erzeugen kann und einen teilweise gezahnten Bereich 71 (der umfangsseitig eingeschnittene Zähne) aufweist, der auf seinem Außenumfang ausgebildet ist, ist im Hydraulikzylinderbereich des Getriebegehäuses 20 axial verschiebbar eingepasst. Die Segmentwelle 30, die einen gezahnten Bereich 31 im Zahneingriff mit dem gezahnten Bereich 71 des Kolbens 70 aufweist, ist im Zahnsegment-Gehäusebereich des Getriebegehäuses 20 untergebracht. Die Segmentwelle 30 ist im Zahnsegment-Gehäusebereich des Getriebegehäuses 20 so eingebaut, dass es sich durch eine Gleitbewegung des Kolbens 70 um ihre Drehachse dreht, um die gelenkten Räder (nicht dargestellt) einzuschlagen. Genauer gesagt dreht sich die Segmentwelle 30 in der Uhrzeigerrichtung (siehe 1), wenn der Aufwärtshub des Kolbens 70 erfolgt. Im Gegensatz dazu dreht sich die Segmentwelle 30 in der Gegenuhrzeigerrichtung (siehe 1), wenn der Abwärtshub des Kolbens 70 erfolgt.
• Das Getriebegehäuse 10 ist in einer vergleichsweise flachen Becherform ausgebildet, während das Getriebegehäuse 20 in einer vergleichsweise tiefen Becherform ausgebildet ist. Wie aus dem Querschnitt von 1 ersichtlich, sind das untere axiale Öffnungsende des Ventilgehäuses 10 und das obere axiale Öffnungsende des Getriebegehäuses 20 flüssigkeitsdicht miteinander zusammengepasst. Das heißt, das Ventilgehäuse 10 weist eine axiale Passfläche 13 parallel zur y-Achse und eine radiale Passfläche 14 senkrecht zur y-Achse auf. Gleichermaßen weist das Getriebegehäuse 20 eine axiale Passfläche 26 parallel zur y-Achse und eine radiale Passfläche 27 senkrecht zur y-Achse auf. Nach dem Zusammenbau ist die axiale Passfläche 13 des Ventilgehäuses 10 mit der axialen Passfläche 26 des Getriebegehäuses 20 zusammengepasst und die radiale Passfläche 14 des Getriebegehäuses 10 ist mit der radialen Passfläche 27 des Getriebegehäuses 20 zusammenpasst.
• Ein Gleitkontakt-Wandflächenbereich 25 des Hydraulikzylinderbereichs des Getriebegehäuses 20, der im Gleitkontakt mit dem unteren Anschlussflächenbereich des Kolbens 70 mit einer Kolbendichtung (ohne Bezugszeichen) steht, ist in einer zylindrischen Form ausgebildet. Die Eingangswelle 40, die mechanisch mit einer Lenkwelle (nicht dargestellt) verbunden ist, und die Ausgangswelle 60, die über einen Torsionsstab 50 mit der Eingangswelle 40 verbunden ist, werden in eine Ventilgehäusebohrung 11 des Ventilgehäuses 10 eingesetzt.
• Der im Getriebegehäuse 20 eingebaute Kolben 70 gleitet durch das (durch den Hydraulikdruck) unter Druck gesetzte Arbeitsmedium, das über das Steuerventil (Drehschieberventil) 600 zum einen oder zum anderen Ende des Kolbens 70 (genauer gesagt, durch eine Druckdifferenz zwischen die auf beide Enden des Kolbens 70 aufgebrachten Drücke) in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Ausgangswelle 60, die durch den Torsionsstab 50 mit der Eingangswelle 40 verbunden ist, in eine der beiden entgegengesetzten y-Achsenrichtungen. Obwohl im Querschnitt von 1 nur ein Anschluss dargestellt ist, ist das Ventilgehäuse 10 mit zwei Anschlüssen ausgebildet, die entsprechend mit einer Ölpumpe O/P, d. h. einer externen Hydraulikdruckquelle (nicht dargestellt) und einem Vorratsbehälter (nicht dargestellt) verbunden sind. Der im Ventilgehäuse 10 ausgebildete erste Anschluss ist ein Einlassanschluss (ein Ansauganschluss) 410, durch den das Arbeitsmedium von der Pumpe der Steuerventilseite zugeführt wird. Der im Ventilgehäuse 10 ausgebildete zweite Anschluss ist ein Auslassanschluss (ein Auslaufanschluss) 420, durch den das Arbeitsmedium von der Steuerventilseite zum Vorratsbehälter abgelassen wird.
• Wie aus der Querschnittansicht von 1 ersichtlich, ist die Achse des Hydraulikzylinderbereichs senkrecht zur Drehachse der Segmentwelle 30 angeordnet. Der gezahnte Bereich 71 des Kolbens 70, der verschiebbar im Hydraulikzylinderbereich des Getriebegehäuses 20 eingebaut ist, und der gezahnte Bereich der Segmentwelle 30, der drehbar im Zahnsegment-Gehäusebereich des Getriebegehäuses 20 eingebaut ist, stehen im Zahneingriff miteinander, so dass sich die Segmentwelle 30 durch eine Gleitbewegung des Kolbens 70 zur Lenkungsunterstützung dreht.
• Mit dem im Hydraulikzylinderbereich des Getriebegehäuses 20 axial verschiebbar eingebauten Kolben 70 wird ein Innenraum des Getriebegehäuses 20 mit einer Kolbendichtung, die in eine Öl-Dichtungsnut (ohne Bezugszeichen) eingepasst ist, die im Außenumfang des Kolbens 70 ausgebildet ist, in zwei Abschnitte, nämlich (i) eine erste Hydraulikkammer 21, die auf der Seite der positiven y-Achsenrichtung in Bezug auf die Kolbendichtung des Kolbens 70 angeordnet ist, und (ii) eine zweite Hydraulikkammer 22 unterteilt, die auf der Seite der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf die Kolbendichtung angeordnet ist.
• Wie zuvor beschrieben, ist die Eingangswelle 40 durch den Torsionsstab 50 mit der Ausgangswelle 60 verbunden. Die Ausgangswelle 60 ist durch eine Kugelumlaufspindel 80 mit dem Kolben 70 mechanisch verbunden. Genauer gesagt ist die untere Hälfte der Ausgangswelle 60 als Gewindestangenbereich (oder Gewindebereich 81) ausgebildet, der mit einem Gewindemutterbereich 82 des Kolbens 70 über umlaufende Kugeln 83 verbunden ist. Die Ausgangswelle 60 weist eine Torsionsstab-Einpressbohrung 63 auf, in die das untere axiale Ende (siehe 1) des Torsionsstabs 50 (d. h. der Torsionsstab-Endbereich auf der Seite der negativen y-Achsenrichtung) eingepresst ist.
• Die Kugelumlaufspindel 80 weist im Wesentlichen den Gewindebereich 81 der Ausgangswelle 60, den Gewindemutterbereich 82 des Kolbens 70 und die umlaufenden Kugeln 83 auf. Der Gewindebereich 81 ist durch eine maschinelle Bearbeitung einer umlaufenden Kugelumlaufspindelnut 84 auf der Außenumfangsfläche der Ausgangswelle 60 auf der Seite der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf einen äußeren Ventilbereich 620 des Steuerventils 600 ausgebildet. Andererseits ist der Gewindemutterbereich 82 durch eine maschinelle Bearbeitung eines Innengewindes auf der Innenumfangsseite des Kolbens 70 ausgebildet. Die umlaufenden Kugeln 83 sind zwischen dem Gewindebereich 81 der Ausgangswelle 60 und dem Gewindemutterbereich 82 des Kolbens 70 platziert. Die Kugelumlaufspindel 80 dient als Bewegungswandler, der eine Drehbewegung der Ausgangswelle 60 (oder des äußeren Ventilbereichs 620) in eine lineare Bewegung des Kolbens 70 in der y-Achsenrichtung umwandelt.
• Wie zuvor beschrieben, weist die Ausgangswelle 60 sowohl eine auf ihrer Außenumfangseite ausgebildete Kugelumlaufspindelnut 84 als auch eine auf ihrer Innenumfangsseite ausgebildete Torsionsstab-Einpressbohrung 63 auf. Es besteht eine Möglichkeit einer unzureichenden mechanischen Festigkeit aufgrund der Ausbildung der Nut 84 sowie der Bohrung 63. Bei der dargestellten Ausführungsform liegt jedoch die Anordnungsposition der Kugelumlaufspindelnut 84 und die Anordnungsposition der Torsionsstab-Einpressbohrung 63 in der y-Achsenrichtung versetzt voneinander. Das heißt, die Kugelumlaufspindelnut 84 und die Torsionsstab-Einpressbohrung 63 sind axial voneinander beabstandet ausgebildet, um dadurch eine ausreichende mechanische Festigkeit der Ausgangswelle 60 zu gewährleisten.
• Beim Verbinden des Gewindebereichs 81 der Ausgangswelle 60 mit dem Gewindemutterbereich 82 des Kolbens 70 wird der Gewindebereich 81 von der Seite der positiven y-Achsenrichtung in Bezug auf den Gewindemutterbereich 82 (d. h. der Seite des Ventilgehäuses 10) in den Gewindemutterbereich 82 eingebracht. Das heißt, der Kolben 70 wird durch den Gewindebereich 81 der Ausgangswelle 60 abgestützt. Man beachte, dass das unterste axiale Ende (siehe 1) der Ausgangswelle 60 (d. h. der axiale Ausgangswellen-Endbereich 62 auf der Seite der negativen y-Achsenrichtung) nicht an einem Boden 24 des Getriebegehäuses 20 anliegt bzw. anstößt und die Ausgangswelle 60 daher vom Getriebegehäuse 20 nicht abgestützt wird.
• Der Kolben 70 wird lediglich in einem Gleitkontakt mit dem Gleitkontakt-Wandflächebereich 25 des Hydraulikzylinderbereichs des Getriebegehäuses 20 gehalten. Das Getriebegehäuse 20 stützt den Kolben 70 niemals kraftschlüssig ab. Das heilt, dass die Ausgangswelle 60 zusammen mit dem Ventilgehäuse 10 als freitragendes Stützelement für den Kolben 70 dient.
• Infolgedessen ist die Druckaufnahmefläche des Kolbens 70, die der zweiten Hydraulikkammer 22 zugewandt ist, identisch zum radialen Querschnitt des Gleitkontakt-Wandflächenbereichs 25 des Hydraulikzylinderbereichs des Getriebegehäuses 20. Dies trägt zur vergrößerten Druckaufnahmefläche des Kolbens 70, die der zweiten Hydraulikkammer 22 zugewandt ist, mit anderen Worten zur leichtgängigen Gleitbewegung des Kolbens 70 in der y-Achsenrichtung bei.
• Wie zuvor beschrieben, ist die Achse des Hydraulikzylinderbereichs des Getriebegehäuses 20 senkrecht zur Drehachse der Segmentwelle 30 angeordnet. Ein Teil des Getriebegehäuses 20 ist als Segmentwellen-Gehäusebereich 23 ausgebildet, der sich radial vom Hydraulikzylinderbereich vergrößert und in dem ein Teil der Segmentwelle 30 untergebracht ist. Der Segmentwellen-Gehäusebereich 23 steht mit der ersten Hydraulikkammer 21 in Verbindung, so dass die Arbeitsflüssigkeit aus der ersten Hydraulikkammer 21 dem Segmentwellen-Gehäusebereich 23 zur Schmierung des gezahnten Bereichs 71 des Kolbens 70 und des gezahnten Bereichs 31 der Segmentwelle 30 zugeführt wird, die miteinander im Zahneingriff stehen.
• Die erste Hydraulikkammer 21, die im Getriebegehäuse 20 angeordnet ist, steht mit dem Steuerventil 600 über einen ersten Hydraulikkammer-Verbindungsdurchgang 15 in Verbindung. Der erste Hydraulikkammer-Verbindungsdurchgang 15 ist im Ventilgehäuse 10 ausgebildet. Andererseits steht die zweite Hydraulikkammer 22, die im Getriebegehäuse 20 angeordnet ist, mit dem Steuerventil 600 über einen zweiten Hydraulikkammer-Verbindungsdurchgang 16 in Verbindung. Der zweite Hydraulikkammer-Verbindungsdurchgang 16 ist im Ventilgehäuse 10 sowie im Getriebegehäuse 20 derart ausgebildet, dass er sich sowohl über das Ventilgehäuse 10 als auch das Getriebegehäuse 20 erstreckt.
• Das Steuerventil 600 ist aus inneren und äußeren Ventilbereichen 610 und 620 zusammengesetzt. Der innere Ventilbereich 610 ist auf der Eingangswelle 40 ausgebildet, wohingegen der äußere Ventilbereich 620 auf der Ausgangswelle 60 ausgebildet ist. Genauer gesagt umfasst der innere Ventilbereich 610 eine Mehrzahl von radial nach innen ausgesparte Bereiche (nachfolgend als „innere Ventilnuten 611" bezeichnet), die auf der Außenumfangsfläche der Eingangswelle 40 ausgebildet oder ausgeschnitten sind und auf dem Umfang voneinander beabstandet sind. Andererseits umfasst der äußeren Ventilbereich 620 eine Mehrzahl von radial nach außen ausgesparte Bereiche (nachfolgend als „äußere Ventilnuten 621" bezeichnet), die auf der Innenumfangsseite der Ausgangswelle 60 ausgebildet oder ausgeschnitten sind und auf dem Umfang voneinander beabstandet sind. Um eine gute flüssigkeitsdichte Dichtwirkung bereitzustellen, sind an der Stelle Dichtringe 630 (z. B. Teflon-Öldichtungen) eingebaut.
• Der äußere Ventilbereich 620 der Ausgangswelle 60 weist Ölnuten 310 und 320 auf, die auf seinem Außenumfang ausgebildet sind. Das Steuerventil 600 ist über die Ölnuten 310 und 320 mit entsprechenden Anschlüssen 410 und 420 verbunden. Mit dem zuvor beschriebenen Ventilaufbau des Steuerventils 600 wird, z. B. wenn eine Linkskurve gefahren wird, wird eine Drehung des Lenkrads im Gegenuhrzeigersinn über die Eingangswelle 40 zum Torsionsstab 50 übertragen. Demzufolge verdreht sich der Torsionsstab 50 aufgrund eines Lenkwiderstands an den gelenkten Rädern nach links, wodurch bewirkt wird, dass sich die Eingangswelle 40 etwas in Bezug auf die Ausgangswelle 60 dreht, sodass eine Arbeitsflüssigkeitsströmung unter hohem Druck über den Einlassanschluss 410 zur ersten Hydraulikkammer 21 geleitet wird, und dass die Arbeitsflüssigkeit in der zweiten Hydraulikkammer 22 über den Auslassanschluss 420 zum Vorratsbehälter abgelassen wird, um eine Lenkungsunterstützung während einer Linkskurve zu erzeugen. Wenn im Gegensatz dazu eine Rechtskurve gefahren wird, wird eine Drehung des Lenkrads im Uhrzeigersinn über die Eingangswelle 40 zum Torsionsstab 50 übertragen. Demzufolge verdreht sich der Torsionsstab 50 aufgrund eines Lenkwiderstands an den gelenkten Rädern nach rechts, wodurch bewirkt wird, dass sich die Eingangswelle 40 etwas in Bezug auf die Ausgangswelle 60 dreht, sodass eine Arbeitsflüssigkeitsströmung unter hohem Druck über den Einlassanschluss 410 zur zweiten Hydraulikkammer 22 geleitet wird, und dass die Arbeitsflüssigkeit in der ersten Hydraulikkammer 21 über den Auslassanschluss 420 zum Vorratsbehälter abgelassen wird, um eine Lenkungsunterstützung während einer Rechtskurve zu erzeugen. Der Grad der Verdrehbewegung des Torsionsstabs 50 (mit anderen Worten der Öffnungsgrad des Steuerventils 600 oder die Größe der Unterstützungskraft) variiert in Abhängigkeit von der Größe der Lenkungsunterstützung an den gelenkten Rädern. Wie oben beschrieben, dienen das Steuerventil (Drehschieberventil) 600, das aus dem inneren Ventilbereich 610 der Eingangswelle 40 und dem äußeren Ventilbereich 620 der Ausgangswelle 60 zusammengesetzt ist, und der Torsionsstab 50, der eine leichte Drehung der Eingangswelle 40 in Bezug auf die Ausgangswelle 60 erzeugt, als Steuerventilmechanismus, der die Strömung der von der Ölpumpe O/P über den Einlassanschluss 410 zum einen oder zum anderen Ende des Kolbens 70 eingeleiteten Arbeitsflüssigkeit steuert.
• In der dargestellten Ausführungsform sind die Ölnuten 310 und 320 auf der Außenumfangseite des äußeren Ventilbereichs 620 ausgebildet. In der Annahme, dass die Ölnuten 310 und 320 in der Ventilgehäusebohrung 11 ausgebildet sind, müssen diese Nuten 310 und 320 auf dem Innenumfang des Ventilgehäuses 10 ausgebildet sein. Das Ausnehmen der innenumfangsseite des Ventilgehäuses 10 ist schwieriger auszuführen. Im Gegensatz dazu ist das Ausnehmen der Außenumfangsseite des äußeren Ventilbereichs 620 leichter auszuführen.
• Eine Lagereinbau-Anlagefläche (vereinfacht Lager-Anlagefläche) 17 ist in der inneren Umfangswandfläche der Ventilgehäusebohrung 11 ausgebildet und auf der Außenumfangseite des äußeren Ventilbereichs 620 (d. h. der Außenumfangseite der Ausgangswelle 60) vorgesehen. Ein Kugellager 100 (ein Lagerelement) ist an der Lager-Anlagefläche 17 des Ventilgehäuses 10 montiert oder eingepasst. Das Kugellager 100 dient als Vierpunkt-Axiallager, das die Ausgangswelle 60 drehbar lagern kann und außerdem eine Reaktionskraft gegen eine axial wirkende Kraft auf der Ausgangswelle 60 in beiden y-Achsenrichtungen aufnehmen kann.
• Das Kugellager 100 weist einen Innenringbereich 110, der einstückig mit dem Außenumfangsbereich der Ausgangswelle 60 ausgebildet ist, einen Außenringbereich 120, der von der Ausgangswelle 60 separiert ist, und Lagerkugeln 130 auf, die zwischen den Innen- und Außenringbereichen 110 und 120 eingeschlossen sind. In der dargestellten Ausführungsform ist der Innenringbereich 110 einstückig mit der Ausgangswelle 60 ausgebildet. In der Annahme, dass der Innenringbereich 110 nicht einstückig mit der Ausgangswelle 60 ausgebildet ist, tendiert die Positionierungsgenauigkeit des Steuerventils 600 dazu, sich zu verschlechtern. Im Falle des einstückigen Aufbaus des Innenringbereichs 110 und der Ausgangswelle 60 ist es im Gegensatz dazu möglich, die Positionierungsgenauigkeit des Steuerventils 600 zu verbessern.
• Der Innenringbereich 110 weist eine Kugellager-Innenringnut 121 auf, die in seinem Außenumfang ausgebildet ist, um die Lagerkugeln 130 zu halten. Der erste Hydraulikkammer-Verbindungsdurchgang 15 (Öldurchgang) ist im oben beschriebenen Innenringbereich 110 (der Ausgangswelle 60) ausgebildet und auf der Seite der negativen y-Achsenrichtung relativ zur Kugellager-Innenringnut 121 (mit anderen Worten auf der Seite des Gewindebereichs 81 der Kugelumlaufspindel 80) angeordnet, um eine Verbindung zwischen den äußeren Ventilnuten 621 und der Außenumfangsseite des äußeren Ventilbereichs 620 (d. h. der ersten Hydraulikkammer 21) herzustellen.
• In der Annahme, dass der äußere Ventilbereich 620 nicht einstückig mit der Ausgangswelle 60 ausgebildet ist, wird im Gegensatz zum Steuerventil-Aufbau der dargestellten Ausführungsform ein zusätzliches Element benötigt, um den äußeren Ventilbereich 620 aufzubauen. In einem solchen Fall ist es unmöglich oder schwierig, den Öldurchgang (den ersten Hydraulikkammer-Verbindungsdurchgang 15) auf einfache Weise auszubilden, durch den die äußeren Ventilnuten 621 und die Außenumfangsseite des äußeren Ventilbereichs 620 miteinander in Verbindung stehen. In der dargestellten Ausführungsform sind der äußere Ventilbereich 620 und die Ausgangswelle 60 einstückig miteinander ausgebildet und daher ist es möglich, den ersten Hydraulikkammer-Verbindungsdurchgang 15 auf einfache Weise durch Bohren vom Außenumfang der Ausgangswelle 60 auszubilden.
• Ein Sicherungsdeckel bzw. Sicherungselement 140 ist außerdem auf der Seite der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf den Außenringbereich 120 angeordnet. Genauer gesagt ist das Sicherungselement 140 von der Seite der ersten Hydraulikkammer 21 in die Ventilgehäusebohrung 11 des Ventilgehäuses 10 so eingesetzt, dass das Sicherungselement 140 in einen Innengewindebereich des untersten Öffnungsendes (siehe 1) des Ventilgehäuses 10 eingebaut ist und an der Seitenwand der negativen y-Achsenrichtung des Außenringbereichs 120 anliegt, um den Außenringbereich 120 des Kugellagers 100 am Ventilgehäuse 10 ortsfest zu halten oder zu befestigen. Ein Ende des ersten Hydraulikkammer-Verbindungsdurchgangs 15 steht mit dem äußeren Ventilnuten 621 in Verbindung, während das andere Ende des ersten Hydraulikkammer-Verbindungsdurchgangs 15 durch den im Wesentlichen ringförmigen Innenraum des Sicherungselements 140 in Verbindung mit der ersten Hydraulikkammer 21 steht.
• Bei der Servolenkungsvorrichtung der Ausführungsform werden die Eingangs- und Ausgangswellen 40 und 60 beide von der Seite der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf das Ventilgehäuse 10 in das Ventilgehäuse 10 eingesetzt. Daher wird das Sicherungselement 140 ebenfalls von der Seite der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf das Ventilgehäuse 10 in das Ventilgehäuse 10 eingebaut. Darüber hinaus ist die Anlagefläche 17 auf der Innenumfangseite des Ventilgehäuses 10 derart ausgebildet, dass sie der negativen y-Achsenrichtung zugewandt ist. Die Servolenkungsvorrichtung der Ausführungsform ist demzufolge so aufgebaut, dass auch das Kugellager 100 selbst von der Seite der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf das Ventilgehäuse 10 in das Ventilgehäuse 10 eingesetzt und darin gehalten wird.
• Darüber hinaus ist ein Dichtelement (eine Öldichtung) 150 vorgesehen, das auf der Seite der positiven y-Achsenrichtung relativ zum Steuerventil 600 liegt und zwischen dem obersten Öffnungsende des Ventilgehäuses (dem axialen Öffnungsende der positiven y-Achsenrichtung des Ventilgehäuses 10 in 1) und der zylindrischen Außenumfangsfläche der Eingangswelle 40 angeordnet ist, um eine flüssigkeitsdichte Abdichtung bereitzustellen. In der dargestellten Ausführungsform wird das Dichtelement 150 ebenfalls von der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf das Ventilgehäuse 10 vor dem Einbau der Eingangswelle 40 in die Ventilgehäusebohrung 11 eingesetzt. Genauer gesagt ist das Ventilgehäuse 10 an seinem obersten Öffnungsende (d. h. dem axialen Öffnungsende der positiven y-Achsenrichtung des Ventilgehäuses 10 in 1) einstückig mit einem Flanschbereich 12 ausgebildet. Das Dichtelement 150 wird ortsfest gehalten, indem das Dichtelement 150 auf die Innenwand des Flanschbereichs 12 eingepasst wird. Im Falle der oben beschriebenen Dichtungsanordnung am obersten Öffnungsende des Ventilgehäuses 10, ist fast die gesamte Außenseite des Dichtelements 150 vom Flanschbereich 12 ringsum umgeben und daher ist es unnötig, zudem eine äußere Staubdichtung auf der Seite der positiven y-Achsenrichtung in Bezug auf das Ventilgehäuse 10 anzubringen.
• Gemäß dem oben beschriebenen Aufbau der Servolenkungsvorrichtung der dargestellten Ausführungsform können alle im Ventilgehäuse 10 eingebauten Bauteile (d. h. die Eingangs- und Ausgangswellen 40 und 60, das Kugellager 100, das Dichtelement 150 und das Sicherungselement 140) von der Seite der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf das Ventilgehäuse 10 in das Ventilgehäuse 10 eingesetzt werden. Dies trägt zur verbesserten Bearbeitbarkeit bei.
• Ein Nadellager 640 (ein Ventil-Innenlager) ist zwischen dem inneren Ventilbereich 610 der Eingangswelle 40 und dem äußeren Ventilbereich 620 der Ausgangswelle 60 angeordnet und liegt auf der Seite der positiven y-Achsenrichtung sowohl in Bezug auf die inneren als auch die äußeren Ventilnuten 611 und 621. Die Außenumfangswandfläche des axialen Endes der negativen y-Achsenrichtung des inneren Ventilbereichs 610 der Eingangswelle 40 und die Innenumfangswandfläche des axialen Endes der negativen y-Achsenrichtung des äußeren Ventilbereichs 620 der Ausgangswelle 60 werden ohne ein Lager in gegenseitigem Wandkontakt gehalten. Eine befriedigende Gleitbewegung zwischen dem inneren Ventilbereich 610 und dem äußeren Ventilbereich 620 kann tatsächlich nur durch das eine Nadellager 640 gewährleistet werden, das auf der Seite der positiven y-Achsenrichtung in Bezug auf die inneren und äußeren Ventilnuten 611 und 621 eingebaut ist. Dies beseitigt die Notwendigkeit des Einbaus eines zusätzlichen Lagers auf der Seite der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf die inneren und äußeren Ventilnuten 611 und 621. Dies trägt zur reduzierten Anzahl der Bauteile bei.
• Anstatt das Nadellager 640 auf der Seite der positiven y-Achsenrichtung sowohl in Bezug auf die inneren als auch äußeren Ventilnuten 611 und 620 einzubauen, kann ein Nadellager auf der Seite der negativen y-Achsenrichtung sowohl in Bezug auf die inneren als auch äußeren Ventilnuten 611 und 620 eingebaut werden. In einem solchen Fall ist es möglich, eine adäquate, leichtgängige Gleitbewegung zwischen dem inneren Ventilbereich 610 und dem äußeren Ventilbereich 620 zu gewährleisten. Um die Anzahl der Bauteile bemerkenswert zu reduzieren und die System-Montagezeit und die Kosten zu reduzieren, kann ein solches Nadellager, das sowohl auf der Seite der positiven y-Achsenrichtung als auch der Seite der negativen y-Achsenrichtung sowohl in Bezug auf die inneren als auch die äußeren Ventilnuten 611 und 621 eingebaut wird, entfernt werden.
• Wie aus der Querschnittansicht von 1 ersichtlich, ist das oben beschriebene Nadellager 640 an einer Nadellager-Rückhaltenut 612 befestigt, die auf der Außenumfangseite des inneren Ventilbereichs 610 der Eingangswelle 40 ausgebildet oder ausgeschnitten ist. Verständlicherweise ist das Ausnehmen der Innenumfangsseite des Ventilgehäuses 10 schwieriger auszuführen. Um die Nadellager-Rückhaltenut 612 bei der dargestellten Ausführungsform auszubilden, wird die Außenumfangsseite des inneren Ventilbereichs 610 der Eingangswelle 40 ausgenommen, wodurch die Verarbeitbarkeit des Ausnehmungsvorgangs für die Nadellager-Rückhaltenut 612 verbessert wird.
• [DETAILLIERTER AUFBAU IN DER NAHE DES STEUERVENTILS]
• Das Kugellager 100 liegt auf der Seite der negativen y-Achsenrichtung des äußeren Ventilbereichs 620. Im in 1 dargestellten axialen Querschnitt wird nun angenommen, dass eine um 45° geneigte Linie, die durch den Mittelpunkt „O_B" einer Lagerkugel 130 verläuft und um 45° in die positive y-Achsenrichtung in Bezug auf die x-Achse geneigt ist (die horizontale Ebene, die durch die Kugellager-Mittelpunkte „O_B" verläuft), als hypothetische Linie „K" definiert ist. Das oberste axiale Ende (siehe 1) der Ausgangswelle 60 (d. h. der axiale Ausgangswellen-Endbereich 61) ist von der oben genannten hypothetischen Linie „K" in der positiven y-Achsenrichtung entfernt angeordnet. Das heißt, wenn eine übermäßige axiale Belastung an der Ausgangswelle 60 anliegt, neigt ein ausgebrochener Abschnitt dazu, sich entlang der hypothetischen Linie „K" oder der senkrechten Linie lotrecht zur hypothetischen Linie „K" auszubilden. Mit Bezug auf die erhöhte mechanische Festigkeit gegenüber einer axialen Belastung ist es aus den nachfolgend beschriebenen Gründen vorteilhaft, eine solche angemessene Länge zwischen der Lagerkugel 130 und dem axialen Ausgangswellen-Endbereich 61 auf der positiven y-Achsenrichtung vorzusehen.
• Wenn eine anliegende axiale Kraft F auf die Ausgangswelle 60 in der y-Achsenrichtung einwirkt, wird die Kraft durch das Kugellager 100 in zwei Kraftkomponenten unterteilt, die in die jeweiligen in Bezug auf die x-Achse und die y-Achse um 45° geneigten Richtungen wirken, nämlich eine, die in eine Kraftkomponente unterteilt ist, die auf den Kugellager-Innenringbereich 110 in der positiven y-Achsenrichtung entlang der hypothetischen Linie „K" wirkt und die andere, die in eine Kraftkomponente unterteilt ist, die auf den Kugellager-Innenringbereich 110 in der negativen y-Achsenrichtung entlang der senkrechten Linie lotrecht zur hypothetischen Linie „K" wirkt. Bei der Servolenkungsvorrichtung der in 1 gezeigten Ausführungsform ist der axiale Ausgangswellen-Endbereich 61 von der oben genannten hypothetischen Linie „K" in der positiven y-Achsenrichtung entfernt angeordnet und demzufolge schneidet sich entweder die hypothetische Linie „K" (die als ausgebrochene Ebene betrachtet wird) oder die senkrechte Linie (die ebenfalls als ausgebrochene Ebene betrachtet wird) lotrecht zur hypothetischen Linie „K" die Endfläche des axialen Ausgangswellen-Endbereichs 61 in der Nähe der Lagerkugel 130. Mit anderen Worten ist es möglich, die Querschnittsfläche des schwächsten Abschnitts des äußeren Ventilbereichs 620 effektiv zu vergrößern, wobei eine durch eine axiale Belastung verursachte, auf die Ausgangswelle 60 übertragene Scherkraft der Lagerkugel 130 aufgenommen wird und entlang der senkrechten Linie lotrecht zur hypothetischen Linie „K" wirkt. Die vergrößerte Querschnittsfläche des schwächsten Bereichs des äußeren Ventilbereichs 620 bedeutet eine erhöhte mechanische Festigkeit gegenüber einer axialen Belastung. Demzufolge besteht eine verminderte Tendenz, dass der schwächste Abschnitt des äußeren Ventilbereichs 620 beschädigt wird.
• Wie oben bei der in 1 gezeigten Ausführungsform beschrieben, liegt das Kugellager 100 auf der Seite der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf das Steuerventil 600 und daher ist eine Einbauposition des Kugellagers 100 in der vergrößerten Querschnittsfläche des schwächsten Abschnitts des äußeren Ventilbereichs 620, mit anderen Worten die erhöhte mechanische Festigkeit gegenüber einer axialen Belastung, besser. Wie in 5 dargestellt, kann das Kugellager 100 stattdessen auf der Seite der positiven y-Achsenrichtung in Bezug auf das Steuerventil 600 angeordnet sein, aber diese Einbauposition des Kugellagers 100 ist bezüglich der erhöhten mechanischen Festigkeit gegenüber einer axialen Belastung schlechter. Dies liegt daran, dass entweder die hypothetische Linie „K" (die als ausgebrochene Ebene betrachtet wird) oder die senkrechte Linie (die ebenfalls als ausgebrochene Ebene betrachtet wird) lotrecht zur hypothetischen Linie „K" die Endfläche des axialen Ausgangswellen-Endbereichs 61 in der Nähe der Lagerkugel 130 schneidet, wodurch die Querschnittsfläche des schwächsten Abschnitts des äußeren Ventilbereichs 620 verringert wird und daraus folglich eine Reduzierung der mechanischen Festigkeit gegenüber einer axialen Belastung resultiert. Aus den oben genannten Gründen ist die in 1 dargestellte Einbauposition des Kugellagers 100 bezüglich der erhöhten mechanischen Festigkeit gegenüber einer axialen Belastung besser als die, die in 5 dargestellt ist.
• [MONTAGEVORGÄNGE]
• (ERSTER VORGANG: EINSPANNEN)
• Das Ventilgehäuse 10 wird an seiner Einspannposition eingespannt. Die Einspannposition „A" ist die Seite der positiven y-Achsenrichtung des Ventilgehäuses 10 (die Lenkradseite).
• (ZWEITER VORGANG: AN DER INNENUMFANGSSEITE DES VENTILGEHÄUSES AUSGEFÜHRTE MASCHINELLE BEARBEITUNG)
• Die Innenumfangsfläche der Ventilgehäusebohrung 11 wird von der Seite der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf das Ventilgehäuse 10 (d. h. von der Seite des Getriebegehäuses 20) abgetragen und poliert.
• (DRITTER VORGANG: AN DEN PASSFLÄCHEN DES VENTILGEHÄUSES MIT DEM GETRIEBEGEHÄUSE AUSGEFÜHRTE MASCHINELLE BEARBEITUNG)
• Die Passflächen 13 und 14 des Ventilgehäuses 10 mit dem Getriebegehäuse 20 werden von der Seite der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf das Ventilgehäuse 10 (d. h. von der Seite des Getriebegehäuses 20) abgetragen und poliert.
• (VIERTER VORGANG: EINSETZEN DER VENTILANORDNUNG UND MONATGE DES GETRIEBEGEHÄUSES AM VENTILGEHÄUSE)
• Zuerst wird das Dichtelement 150 in das Ventilgehäuse 10 eingesetzt. Danach wird die Ventilanordnung des Steuerventils 600, die im Wesentlichen aus den Eingangs- und Ausgangswellen 40 und 60 ausgebildet ist, von der Seite der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf das Ventilgehäuse 10 in die Bohrung des Ventilgehäuses 10 eingesetzt. Beim Montagevorgang können die Ausgangswelle 60 und der Kolben 70 vorab am Getriebegehäuse 20 montiert werden. Anstelle davon kann das Getriebegehäuse 20 am Ventilgehäuse 10 befestigt werden, nachdem die Ausgangswelle 60 und der Kolben 70 am Ventilgehäuse 10 montiert wurden.
• [EFFEKTE DER AUSFÜHRUNGSFORM]
• (1) Die Servolenkungsvorrichtung der Ausführungsform weist ventilgehäuseseitige Passflächen 13, 14, die auf einer Seite des Ventilgehäuses 10 ausgebildet sind, die dem Getriebegehäuse 20 gegenüberliegt, getriebegehäuseseitige Passflächen 26, 27, die auf einer Seite des Getriebegehäuses 20 ausgebildet sind, die dem Ventilgehäuse 10 gegenüberliegt, und mit den entsprechenden ventilgehäuseseitigen Passflächen 13, 14 zusammengepasst sind, eine in das Ventilgehäuse 10 gebohrte Ventilgehäusebohrung 11, einen inneren Ventilbereich 610, der einstückig mit der Eingangswelle 40 ausgebildet ist und in der Ventilgehäusebohrung 11 untergebracht ist, einen äußeren Ventilbereich 620, der einstückig mit der Ausgangswelle 60 ausgebildet ist und auf einem Außenumfang des inneren Ventilbereichs 610 angeordnet ist und drehbar in der Ventilgehäusebohrung 11 untergebracht ist, ein Steuerventil 600 (einen Ventilbereich), der sowohl aus dem inneren Ventilbereich 610 als auch dem äußeren Ventilbereich 620 ausgebildet ist und einen Zuführungsdurchgang der Arbeitsflüssigkeit, die von einer externen Flüssigkeitsdruckquelle (z. B. einer Ölpumpe O/P) entweder zur ersten Hydraulikkammer 21 oder zur zweiten Hydraulikkammer 22 durch eine Drehung des inneren Ventilbereichs 610 in Bezug auf den äußeren Ventilbereich 620 ausgestoßen wird, selektiv umschalten kann, Ölnuten 310, 320, die zwischen der Ventilgehäusebohrung 11 und dem äußeren Ventilbereich 620 angeordnet sind, ein Lagerelement 100, das zwischen der Ventilgehäusebohrung 11 und dem äußeren Ventilbereich 620 eingefügt ist, eine Lager-Anlagefläche 17, die auf einer Innenumfangswandfläche der Ventilgehäusebohrung 11 derart ausgebildet ist, dass sie in der negativen y-Achsenrichtung in Bezug zum Ventilgehäuse 10 gegenüberliegt (mit anderen Worten der Seite des Getriebegehäuses 20 gegenüberliegt) und an der eine axiale Endfläche das Lagerelements 100 anliegt, und einen Bewegungs-Umwandlungsmechanismus auf, der durch eine Kugelumlaufspindel 80 (einen Wandler einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung) ausgebildet ist, die eine Drehbewegung der Ausgangswelle 60 in eine lineare Bewegung des Kolbens 70 in dessen axialer Richtung umwandelt. Durch den Aufbau oder die Querschnittsanordnung der Servolenkungsvorrichtung, bei der alle Montagevorgänge von der Seite der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf das Ventilgehäuse 10 ausgeführt werden können, ist es möglich, die Montagevorgänge in einem Stadium auszuführen, bei dem das Ventilgehäuse 10 von der Seite der positiven y-Achsenrichtung des Ventilgehäuses 10 eingespannt ist. Daher ist es möglich, die Servolenkungsvorrichtung bereitzustellen, vereinfachte Positionierungsvorgänge ermöglicht, während eine hohe Positionierungsgenauigkeit gewährleistet ist.
• (2) Das oben beschriebene Lagerelement ist aus einem Kugellager 100 aufgebaut, das einen Innenringbereich 110, einen Außenringbereich 120 und Lagerkugeln 130 aufweist.
• (3) Das Kugellager 100 ist auf der Seite des Getriebegehäuses 20 sowohl in Bezug auf den inneren Ventilbereich 610 als auch den äußeren Ventilbereich 620 angeordnet. Demzufolge kann ein Bereich (die Lager-Anlagefläche 17) des Ventilgehäuses 20, in dem das Kugellager 100 angeordnet ist, von der Seite der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf das Ventilgehäuse 10, die dem axialen Öffnungsende des Ventilgehäuses 10 entspricht, auf einfache Art und Weise bearbeitet werden.
• (4) oder (19) Die Servolenkungsvorrichtung der Ausführungsform weist ferner ein Sicherungselement 140 auf, das von der Seite der negativen y-Achsenrichtung in das Ventilgehäuse 10 (d. h. von der Seite des Getriebegehäuses 20) eingebaut ist, um den Außenringbereich 120 des Kugellagers 100 am Ventilgehäuse 10 ortsfest zu halten. Daher kann das Kugellager 100 ebenfalls aus der gleichen Montagerichtung, d. h. von der negativen y-Achsenrichtung eingebaut und fixiert werden.
• (5) Der Innenringbereich 110 des Kugellagers 100 ist einstückig mit dem äußeren Ventilbereich 620 ausgebildet. Im Vergleich zu einem zweiteiligen Aufbau, bei dem der Innenringbereich 110 und der äußere Ventilbereich 620 voneinander getrennt sind, ist der einstückige Aufbau des inneren Ventilbereichs 110 und des äußeren Ventilbereichs 620 in Bezug auf eine hohe Positionierungsgenauigkeit und verringerte Positionierungsvorgänge und eine reduzierte Anzahl von Bauelementen überlegen.
• (6) Das Kugellager 100 ist ein Vierpunkt-Axiallager. Daher kann das Lager eine radiale Belastung sowie eine axiale Belastung, die in der y-Achsenrichtung wirkt, zuverlässig aufnehmen.
• (7) Die Servolenkungsvorrichtung der Ausführungsform umfasst ferner ein Ventil-Innenlager 640, das zwischen dem inneren Ventilbereich 610 und dem äußeren Ventilbereich 620 angeordnet ist.
• (8) Das Ventil-Innenlager 640 ist ein Nadellager. Das Nadellager weist eine vergleichsweise geringe Größe auf. Dies trägt zur Raumersparnis bei.
• (9) oder (21) Das Nadellager 640 ist an einer Nadellager-Rückhaltenut 612 befestigt, auf der Außenumfangseite des inneren Ventilbereichs 620 ausgebildet oder ausgenommen ist. Im Vergleich zum Ausnehmen der Innenumfangsseite des äußeren Ventilbereichs 620 ist das Ausnehmen der Außenumfangseite des inneren Ventilbereichs 610 schlechter auszuführen.
• (10) Der innere Ventilbereich 610 weist eine Mehrzahl von inneren Ventilnuten 611 auf, die auf seiner Außenumfangseite ausgebildet sind, das Nadellager 640 ist auf der Seite der positiven y-Achsenrichtung (einer axialen Richtung) in Bezug auf die inneren Ventilnuten 611 ausgebildet und eine Gleitbewegung des inneren Ventilbereichs 610 relativ zum äußeren Ventilbereich 620 auf der Seite der negativen y-Achsenrichtung (der entgegengesetzten axialen Richtung) der inneren Ventilnuten 611 wird lediglich durch einen Wandkontakt zwischen der äußeren Umfangsfläche des inneren Ventilbereichs 610 und der Innenumfangswandfläche des äußeren Ventilbereichs 620 erreicht. Eine zufriedenstellende Gleitbewegung zwischen dem inneren Ventilbereich 610 und dem äußeren Ventilbereich 620 kann tatsächlich nur durch ein Nadellager 640 gewährleistet werden, das auf der Seite der positiven y-Achsenrichtung in Bezug auf die inneren sowie äußeren Ventilnuten 611 und 621 montiert ist. Das auf jeder der beiden Seiten der inneren und äußeren Ventilnuten vorgesehene Nadellager 640 trägt zu einer reduzierten Anzahl der Bauteile bei.
• (11) oder (20) Die Servolenkungsvorrichtung der Ausführungsform umfasst ferner ein Dichtelement 150, das von der Seite der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf das Ventilgehäuse 10 (d. h. von der Seite des Getriebegehäuses 20) in das Ventilgehäuse 10 eingesetzt ist, und das Dichtelement 150 ist vom Getriebegehäuse 20 weit entfernt angeordnet und von den Ölnuten 310, 320 auf der Seite der positiven y-Achsenrichtung (der entgegengesetzten axialen Seite) in Bezug auf das Getriebegehäuse 20 weit entfernt angeordnet. Daher kann das Dichtelement 150 ebenfalls aus der gleichen Montagerichtung, d. h. von der negativen y-Achsenrichtung, eingebaut und fixiert werden.
• (12) Die Servolenkungsvorrichtung der Ausführungsform umfasst ferner einen Flanschbereich 12, der einstückig mit dem Ventilgehäuse 10 ausgebildet ist, um die Außenseite des Dichtelements 150 zu umgeben. Der vorgesehene Flanschbereich 12 macht unnötig, auf der positiven y-Achsenrichtung in Bezug auf das Ventilgehäuse 10 zusätzlich eine äußere Staubdichtung einzubauen.
• (13) Die Ausgangswelle 60 wird durch das Ventilgehäuse 10 abgestützt, der Kolben 70 wird durch die Ausgangswelle 60 so abgestützt, dass das axiale Ende des Kolbens auf der Seite der positiven y-Achsenrichtung (d. h. der Seite des Ventilgehäuses 10) mit einem Überstand an der Ausgangswelle befestigt ist. Dadurch wird ein Anliegen bzw. Anstoßen des axialen Endbereichs 62 auf der Seite der negativen y-Achsenrichtung der Ausgangswelle 60 am Boden 24 des Getriebegehäuses 20 verhindert und demzufolge ist die Druckaufnahmefläche des Kolbens 70, die der zweiten Hydraulikkammer 22 zugewandt ist, identisch zum radialen Querschnitt des Gleitkontakt-Wandflächenbereichs 25 des Hydraulikzylinderbereichs des Getriebegehäuses 20. Dies trägt zur vergrößerten Druckaufnahmefläche des Kolbens, die der zweiten Hydraulikkammer 22 zugewandt ist, mit anderen Worten zu einer leichtgängigen Gleitbewegung des Kolbens in der y-Achsenrichtung bei.
• (14) Der Bewegungs-Umwandlungsmechanismus ist aus einer Kugelgewindespindel 80 aufgebaut, die einen Gewindebereich 81 mit einer umlaufenden Kugelumlaufspindelnut 84, die auf der Außenumfangsseite der Ausgangswelle 60 ausgebildet ist, einen Gewindemutterbereich 82, der auf einer Innenumfangsseite des Kolbens 70 so ausgebildet ist, dass er der Kugelumlaufspindelnut 84 gegenüberliegt, und eine Mehrzahl von umlaufenden Kugeln 83 aufweist, die zwischen dem Gewindebereich 81 und dem Gewindemutterbereich 8 angeordnet sind, und die Ausgangswelle 60 weist eine Torsionsstab-Einpressbohrung 63 auf, in die ein Torsionsstab 50 eingepresst ist, und die Ausgangswelle 60 und der innere Ventilbereich 610 sind durch den Torsionsstab 50 mechanisch miteinander verbunden, der in die Torsionsstab-Einpressbohrung 63 eingefügt ist, und die Torsionsstab-Einpressbohrung 63 und die Kugelumlaufspindelnut 84, die beide in der Ausgangswelle (60) ausgebildet sind, sind in der y-Achsenrichtung axial voneinander beabstandet. Die Ausgangswelle 60 weist eine Kugelumlaufspindelnut 84 auf, die auf ihrer Außenumfangseite ausgebildet ist, und eine Torsionsstab-Einpressbohrung 63 auf, die auf ihrer Innenumfangsseite ausgebildet ist. Es besteht eine Möglichkeit einer unzureichenden mechanischen Festigkeit aufgrund der Ausbildung der Nut 84 sowie der Bohrung 63. Bei der dargestellten Ausführungsform sind jedoch die Anordnungsposition der Kugelumlaufspindelnut 84 und die Anordnungsposition der Torsionsstab-Einpressbohrung 63 in der y-Achsenrichtung derart versetzt voneinander angeordnet, dass sie axial voneinander beabstandet sind. Dies gewährleistet eine adäquate mechanische Festigkeit der Ausgangswelle 60.
• (15) Die Ölnuten 310, 320 sind auf der Außenumfangseite des äußeren Ventilbereichs 620 angeordnet. In der Annahme, dass diese Ölnuten in der Ventilgehäusebohrung 11 des Ventilgehäuses 10 ausgebildet sind, muss das Ausnehmen auf dem Innenumfang des Ventilgehäuses 10 erfolgen. Dies führt zum Problem der verschlechterten Bearbeitbarkeit. Im Gegensatz dazu ist das Ausnehmen der Außenumfangseite des äußeren Ventilbereichs 620 bei der Bearbeitbarkeit besser.
• (16) Die Servolenkungsvorrichtung der Ausführungsform umfasst das Kugellager 100, das einen Innenring 110, der einstückig mit einer Außenumfangsseite des äußeren Ventilbereichs 620 ausgebildet ist, und von den Ölnuten 310, 320 auf einer Seite des Gewindebereichs 81 entfernt angeordnet ist, einen Außenring 120, der in der Ventilgehäusebohrung 11 ausgebildet ist, und auf der Außenumfangseite des Innenrings 110 angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Lagerkugeln 130 aufweist, die zwischen dem Innenring 110 und dem Außenring 120 eingeschlossen sind. Das Kugellager 100 ist vom äußeren Ventilabschnitt 620 in der negativen y-Achsenrichtung entfernt angeordnet. Der axiale Endbereich 61 auf der Seite der positiven y-Achsenrichtung der Ausgangswelle ist von der hypothetischen Linie „K" (die als ausgebrochener Abschnitt angesehen wird) in der positiven y-Achsenrichtung entfernt angeordnet. Aufgrund der axialen Ausdehnung der Ausgangswelle 60, die sich in der positiven y-Achsenrichtung von der Einbauposition des Kugellagers 100 weiter erstreckt, d. h. aufgrund der angemessenen axialen Länge zwischen der Lagerkugel 130 und dem axialen Endbereich 61 kann die Querschnittsfläche des schwächsten Bereichs des äußeren Ventilbereichs 620 effektiv vergrößert werden. Dies trägt zur verbesserten mechanischen Festigkeit gegenüber einer axialen Belastung, mit anderen Worten zur verringerten Bruchneigung des äußeren Ventilbereichs 620 bei.
• (17) Die Servolenkungsvorrichtung der Ausführungsform umfasst ferner einen ersten Hydraulikkammer-Verbindungsdurchgang 15 auf, der vorgesehen ist, um die Innen- und Außenumfangseiten des äußeren Ventilbereichs 620 miteinander zu verbinden, wobei der erste Hydraulikkammer-Verbindungsdurchgang 15 im Innenringbereich 110 des Kugellagers 100 ausgebildet ist und auf der Seite des Gewindebereichs 81 von der Kugellager-Innenringnut 121 entfernt angeordnet ist, die die Lagerkugeln 130 enthält. In der Annahme, dass der äußere Ventilbereich 620 nicht einstückig mit der Ausgangswelle 60 ausgebildet ist, muss ein zusätzliches Element, das erforderlich ist, um den äußeren Ventilbereich 620 aufzubauen, von der Ausgangswelle getrennt vorgesehen werden. In einem solchen Fall ist es unmöglich oder schwierig, den Öldurchgang, durch den die äußeren Ventilnuten 621 und die Außenumfangseite der Ausgangswelle 60 miteinander in Verbindung stehen, auf einfache Weise auszubilden. In der dargestellten Ausführungsform sind der äußere Ventilbereich 620 und die Ausgangswelle 60 einstückig miteinander ausgebildet und daher ist es möglich, den ersten Hydraulikkammer-Verbindungsdurchgang 15 durch Bohren vom Außenumfang der Ausgangswelle 60 auf einfache Weise auszubilden.
• (18) Das Verfahren zur Herstellung der Servolenkungsvorrichtung umfasst einen ersten Vorgang, bei dem ein axiales Ende des Ventilgehäuses 10, das der Seite des Lenkrads (SW) zugewandt ist, eingespannt wird, einen zweiten Vorgang, bei dem die Innenumfangsfläche der Ventilgehäusebohrung 11 vom axialen Ende des Ventilgehäuses 10, das dem Getriebegehäuse 20 zugewandt ist, maschinell bearbeitet wird und einen dritten Vorgang, bei dem die Passflächen 13, 14 des Ventilgehäuses 10, die mit dem Getriebegehäuse 20 zusammengepasst sind, vom axialen Ende des Ventilgehäuses 10, das dem Getriebegehäuse 20 zugewandt ist, maschinell bearbeitet werden.
• Durch den Aufbau oder die Querschnittsanordnung der Servolenkungsvorrichtung, die alle Montagevorgänge von der Seite der negativen y-Achsenrichtung in Bezug auf das Ventilgehäuse 10 erhalten kann, ist es möglich, die Positionierungs- und Montagevorgänge zu vereinfachen, während eine hohe Positionierungsgenauigkeit gewährleistet ist.
• Die gesamten Inhalte der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2007-311406 (eingereicht am 25. Dezember 2007) werden hiermit durch Inbezugnahme miteinbezogen.
• Obwohl vorstehend eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung erfolgt ist, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf die hier dargestellten und beschriebenen bestimmte Ausführungsformen beschränkt ist, sondern das verschiedene Änderungen und Modifikationen erfolgen können, ohne vom Umfang oder dem Wesen dieser Erfindung abzuweichen, wie sie durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist.
• Zusammenfassend ist festzustellen: bei einer Servolenkungsvorrichtung sind ventilgehäuseseitige Passflächen mit entsprechenden getriebegehäuseseitigen Passflächen zusammengepasst. Ferner ist ein Drehschieberventil vorgesehen, das von einem inneren Ventilbereich gebildet wird, der einstückig mit einer Eingangswelle und einem äußeren Ventilbereich ausgebildet ist, der einstückig mit einer Ausgangswelle ausgebildet ist, um einen Zuführungsdurchgang einer Arbeitsflüssigkeit, die von einer externen Flüssigkeitsdruckquelle ausgestoßen wird, durch eine Drehung des inneren Ventilbereich in Bezug auf den äußeren Ventilbereich selektiv zu einer von ersten und zweiten Hydraulikkammern umzuschalten. Eine Lager-Anlagefläche ist in einer Ventilgehäusebohrung ausgebildet, um ein Lager zu positionieren, das zwischen der Ventilgehäusebohrung und dem äußeren Ventilbereich zwischen dem Lager und der Lager-Anlagefläche anliegend angeordnet ist. Die ventilgehäuseseitigen Passflächen und die Anlagefläche sind ausgebildet, um alle Montagevorgänge aus einer axialen Richtung des Ventilgehäuses zu ermöglichen.

1

Gehäuseelement

10

Ventilgehäuse

11

Ventilgehäusebohrung

12

Flanschbereich

13

axiale Passfläche

14

radiale Passfläche

15

erster Hydraulikkammer-Verbindungsdurchgang

16

zweiter Hydraulikkammer-Verbindungsdurchgang

17

Lager-Anlagefläche

20

Getriebegehäuse

21

erste Hydraulikkammer

22

zweite Hydraulikkammer

23

Segmentwellen-Gehäusebereich

25

Gleitkontakt-Wandflächenbereich

26

axiale Passfläche

27

radiale Passfläche

30

Segmentwelle

40

Eingangswelle

50

Torsionsstab

60

Ausgangswelle

62

Ausgangswellen-Endbereich

63

Torsionsstab-Einpressbohrung

70

Kolben

71

gezahnter Bereich

80

Kugelumlaufspindel

81

Gewindebereich

82

Gewindemutterbereich

83

Kugeln

84

Kugelumlaufspindelnut

100

Lager, Lagerelement, Kugellager

110

Innenring

120

Außenring

130

Lagerkugel

140

Sicherungsdeckel, Sicherungselement

150

Dichtelement, Üödichtung

310

Ölnut

320

Ölnut

410

Einlassanschluss

420

Auslassanschluss

600

Steuerventil

610

innerer Ventilbereich

611

Ventilnuten

612

Nadellager-Rückhaltenut

620

äußerer Ventilbereich

621

äußere Ventilnuten

630

Dichtringe

640

Ventil-Innenlager

O/P

Ölpumpe

SW

Lenkrad

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• - JP 2005-022636 [0002, 0002, 0003, 0005]
• - US 6896093 [0002]

Claims (21)

1. Servolenkungsvorrichtung: – mit einer Eingangswelle (40), die mechanisch mit einem Lenkrad verbindbar ist; – mit einer Ausgangswelle (60), die mechanisch mit der Eingangswelle (40) verbunden ist; – mit einem Gehäuseelement (1), das ein Ventilgehäuse (10) und ein Getriebegehäuse (20) aufweist, das mit dem Ventilgehäuse (10) zusammengefasst ist; wobei ventilgehäuseseitige Passflächen (13, 14), die auf einer Seite des Ventilgehäuses (10) ausgebildet sind, dem Getriebegehäuse (20) zugewandt sind; getriebegehäuseseitige Passflächen (26, 27), die auf einer Seite des Getriebegehäuses (20) ausgebildet sind, dem Ventilgehäuse (10) zugewandt sind und mit den jeweiligen ventilgehäuseseitigen Passflächen (13, 14) zusammengepasst sind; – mit einer in das Ventilgehäuse (10) gebohrten Ventilgehäusebohrung (11), – mit einem Kolben (70), der im Getriebegehäuse (20) wirksam angeordnet ist und einen Innenraum des Getriebegehäuses (20) in eine erste Hydraulikkammer (21) und eine zweite Hydraulikkammer (22) unterteilen kann; – mit einem inneren Ventilbereich (610), der einstückig mit der Eingangswelle (40) ausgebildet ist und drehbar in der Ventilgehäusebohrung (11) angeordnet ist; – mit einem äußeren Ventilbereich (620), der einstückig mit der Ausgangswelle (60) ausgebildet ist und auf einem Außenumfang des inneren Ventilbereichs (610) angeordnet ist und drehbar in der Ventilgehäusebohrung (11) angeordnet ist; – mit einem Ventilbereich (600), der sowohl durch den inneren Ventilbereich (610) als auch den äußeren Ventilbereich (620) ausgebildet ist und einen Zuführungsdurchgang einer aus einer externen Flüssigkeits-Druckquelle (O/P) ausgestoßenen Arbeitsflüssigkeit durch eine Drehung des inneren Ventilbereichs (610) relativ zum äußeren Ventilbereich (620) selektiv entweder auf die erste Hydraulikkammer (21) oder die zweite Hydraulikkammer (22) umschalten kann; – mit Ölnuten (310, 320), die zwischen der Ventilgehäusebohrung (11) und dem äußeren Ventilbereich (620) angeordnet sind; – mit einem Lager (100), das zwischen der Ventilgehäusebohrung (11) und dem äußeren Ventilbereich (620) angeordnet ist; – mit einer Lager-Anlagefläche (17), die in einer Innenumfangswandfläche der Ventilgehäusebohrung (11) derart ausgebildet ist, dass sie dem Getriebegehäuse (20) gegenüberliegt, und an der eine axiale Endfläche des Lagers (100) anliegt; – mit einem Bewegungs-Umwandlungsmechanismus mit einen Wandler (80) für eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung, der eine Drehbewegung der Ausgangswelle (60) in eine axiale Gleitbewegung des Kolbens (70) umwandelt; und – mit einem Bewegungs-Übertragungsmechanismus (30), der die axiale Gleitbewegung des Kolbens (70) an gelenkte Räder überträgt.
2. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Lager (100) ein Kugellager mit einem Innenring (110), einem Außenring (120) und Lagerkugeln (130) ist.
3. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: das Kugellager (100) sowohl bezüglich des inneren Ventilbereichs (610) als auch des äußeren Ventilbereichs auf der Seite des Getriebegehäuses (20) angeordnet ist.
4. Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner aufweist: einen Sicherungsdeckel (140), der von der Seite des Getriebegehäuses (20) in das Ventilgehäuse (10) eingesetzt ist, um den Außenring (120) des Kugellagers (100) am Ventilgehäuse (10) zu halten.
5. Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei: der Innenring (110) des Kugellagers (100) einstückig mit dem äußeren Ventilbereich (620) ausgebildet ist.
6. Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: das Kugellager (100) ein Vierpunkt-Axiallager ist.
7. Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die ferner aufweist: ein Ventil-Innenlager (640), das zwischen dem inneren Ventilbereich (610) und dem äußeren Ventilbereich (620) angeordnet ist.
8. Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Ventil-Innenlager (640) ein Nadellager ist.
9. Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: das Nadellager (640) an einer Nadellager-Rückhaltenut (612) befestigt ist, die auf einer Außenumfangsseite des inneren Ventilbereichs (610) ausgespart ist.
10. Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei: der innere Ventilbereich (610) eine Mehrzahl von Ventilnuten (611) aufweist, die auf seiner Außenumfangseite ausgebildet sind; das Ventil-Innenlager (640) auf einer Seite einer in Bezug auf die Ventilnuten (611) axialen Richtung angeordnet ist; und eine Gleitbewegung des inneren Ventilbereichs (610) in Bezug auf den äußeren Ventilbereich (620) auf einer Seite der entgegengesetzten axialen Richtung in Bezug auf die Ventilnuten (611) nur durch einen Wandkontakt zwischen dem inneren Ventilbereich (610) und dem äußeren Ventilbereich (620) erreicht wird.
11. Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die ferner aufweist: ein Dichtelement (150), das von einer Seite des Getriebegehäuses (20) in das Ventilgehäuse (10) eingesetzt ist und vom Getriebegehäuse (20) weit entfernt angeordnet ist und auf der Seite der entgegengesetzten axialen Richtung relativ zum Getriebegehäuse (20) von den Ölnuten (310, 320) weit entfernt angeordnet ist.
12. Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die ferner aufweist: mit einem Flanschbereich (12), der einstückig mit dem Ventilgehäuse (10) ausgebildet ist, um eine Außenseite des Dichtelements (150) zu umgeben.
13. Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei: die Ausgangswelle (60) vom Ventilgehäuse (10) abgestützt wird; und der Kolben (70) von der Ausgangswelle (60) so abgestützt wird, dass ein axiales Ende des Kolbens (70) auf der Seite des Ventilgehäuses (10) an der Ausgangswelle (60) überstehend befestigt ist.
14. Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei: der Bewegungs-Umwandlungsmechanismus aus einer Kugelgewindespindel (80) aufgebaut ist, die einen Gewindebereich (81) mit einer umlaufenden Kugelumlaufspindelnut (84), die auf einer Außenumfangsseite der Ausgangswelle (60) ausgebildet ist, einen Gewindemutterbereich (82), der auf einer Innenumfangsseite des Kolbens (70) so ausgebildet ist, das er der Kugelumlaufspindelnut (84) gegenüberliegt, und eine Mehrzahl von umlaufenden Kugeln (83) aufweist, die zwischen dem Gewindebereich (81) und dem Gewindemutterbereich (82) angeordnet sind; die Ausgangswelle (60) eine Torsionsstab-Einpressbohrung (63) aufweist, in die ein Torsionsstab (50) eingepresst ist; die Ausgangswelle (60) und der innere Ventilbereich (610) durch den Torsionsstab (50) mechanisch miteinander verbunden sind, der in die Torsionsstab-Einpressbohrung (63) eingefügt ist; und die Torsionsstab-Einpressbohrung (63) und die Kugelumlaufspindelnut (84), die beide in der Ausgangswelle (60) ausgebildet sind, axial voneinander beabstandet sind.
15. Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei: die Ölnuten (310, 320) auf einer Außenumfangsseite des äußeren Ventilbereichs (620) ausgebildet sind.
16. Servolenkungsvorrichtung – mit einer Eingangswelle (40), die mechanisch mit einem Lenkrad verbindbar ist; – mit einer Ausgangswelle (60), die mechanisch mit der Eingangswelle (40) verbunden ist; – mit einem Ventilgehäuse (10) und einem Getriebegehäuse (20), das mit dem Ventilgehäuse (10) zusammengefasst ist; – mit einer in das Ventilgehäuse (10) gebohrte Ventilgehäusebohrung (11), – mit einem Kolben (70), der im Getriebegehäuse (20) wirksam angeordnet ist und einen Innenraum des Getriebegehäuses (20) in eine erste Hydraulikkammer (21) und eine zweite Hydraulikkammer (22) unterteilen kann; – mit einem inneren Ventilbereich (610), der einstückig mit der Eingangswelle (40) ausgebildet ist und drehbar in der Ventilgehäusebohrung (11) angeordnet ist; – mit einem äußeren Ventilbereich (620), der einstückig mit der Ausgangswelle (60) ausgebildet ist und auf einem Außenumfang des inneren Ventilbereichs (610) liegt und drehbar in der Ventilgehäusebohrung (11) angeordnet ist; – mit einem Ventilbereich (600), der sowohl durch den inneren Ventilbereich (610) als auch den äußeren Ventilbereich (620) ausgebildet ist und einen Zuführungsdurchgang einer aus einer externen Flüssigkeits-Druckquelle (O/P) ausgestoßenen Arbeitsflüssigkeit durch eine Drehung des inneren Ventilbereichs (610) relativ zum äußeren Ventilbereich (620) selektiv entweder auf die erste Hydraulikkammer (21) oder die zweite Hydraulikkammer (22) umschalten kann; – mit Ölnuten (310, 320), die zwischen der Ventilgehäusebohrung (11) und dem äußeren Ventilbereich (620) festgelegt sind; – mit einer Kugelgewindespindel (80), die einen Gewindebereich (81) aufweist, der einstückig mit dem äußeren Ventilbereich (620) ausgebildet ist und an einem axialen Ende des äußeren Ventilbereichs liegt, der der Seite des Getriebegehäuses (20) zugewandt ist, und eine umlaufende Kugelumlaufspindelnut (84), die auf seiner Außenumfangsseite ausgebildet ist, einen Gewindemutterbereich (82), der auf einer Innenumfangsseite des Kolbens (70) derart ausgebildet ist, dass er der Kugelumlaufspindelnut (84) gegenüberliegt, und eine Mehrzahl von umlaufenden Kugeln (83) aufweist, die zwischen dem Gewindebereich (81) und dem Gewindemutterbereich (82) platziert sind; – mit einem Kugellager (100), das einen Innenring (110), der einstückig mit einer Außenumfangsseite des äußeren Ventilbereichs (620) ausgebildet ist, und von den Ölnuten (310, 320) auf einer Seite des Gewindebereichs (81) entfernt angeordnet ist, einen Außenring (120), der in der Ventilgehäusebohrung (11) ausgebildet ist, und auf der Außenumfangseite des Innenrings (110) angeordnet ist und eine Mehrzahl von Lagerkugeln (130) aufweist, die zwischen dem Innenring (110) und dem Außenring (120) eingeschlossen sind; und – mit einem Bewegungs-Übertragungsmechanismus (30), der eine axiale Gleitbewegung des Kolbens (70) an gelenkte Räder überträgt.
17. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 16, die ferner aufweist: einen Öldurchgang (15), der vorgesehen ist, um die Innen- und Außenumfangseiten des äußeren Ventilbereichs (620) miteinander zu verbinden, wobei der Öldurchgang (15) im Innenring (110) des Kugellagers (100) ausgebildet ist und auf der Seite des Gewindebereichs (81) von einer Kugellager-Innenringnut (121) entfernt angeordnet ist, die die Lagerkugeln enthält.
18. Verfahren zur Herstellung einer Servolenkungsvorrichtung, die ein Ventilgehäuse (10) und ein Getriebegehäuse (20), das mit dem Ventilgehäuse (10) zusammengefasst ist, eine in das Ventilgehäuse (10) gebohrte Ventilgehäusebohrung (11), einen Kolben (70), der im Getriebegehäuse (20) wirksam angeordnet ist und einen Innenraum des Getriebegehäuses (20) in eine erste Hydraulikkammer (21) und eine zweite Hydraulikkammer (22) unterteilen kann, einen Ventilbereich (600) mit einem inneren Ventilbereich (610), der in der Ventilgehäusebohrung (11) untergebracht ist und mit einem Lenkrad verbindbar ist, und einen äußeren Ventilbereich (620), der in Bezug auf den inneren Ventilbereich (610) drehbar vorgesehen ist, wobei der Ventilbereich einen Zuführungsdurchgang einer aus einer externen Flüssigkeitsdruckquelle (O/P) ausgestoßenen Arbeitsflüssigkeit selektiv entweder auf die erste Hydraulikdruckkammer (21) oder die zweite Hydraulikdruckkammer (22) umschalten kann, eine Ausgangswelle (60), die einstückig mit dem äußeren Ventilbereich (620) ausgebildet ist, einen Bewegungs-Umwandlungsmechanismus mit einem Wandler (80) für eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung, der eine Drehbewegung der Ausgangswelle (60) in eine axiale Gleitbewegung des Kolbens (70) umwandelt, und einen Bewegungs-Übertragungsmechanismus (30) umfasst, der die axiale Gleitbewegung des Kolbens (70) an gelenkte Räder überträgt, wobei das Verfahren aufweist: einen Einspannvorgang, bei dem ein axiales Ende des Ventilgehäuses (10), das einer Seite des Lenkrads zugewandt ist, eingespannt wird; einen maschinellen Bearbeitungsvorgang, bei dem eine Innenumfangsfläche der Ventilgehäusebohrung (11) vom gegenüberliegenden axialen Ende des Ventilgehäuses (10) maschinell bearbeitet wird, das dem Getriebegehäuse (20) zugewandt ist; und einen maschinellen Bearbeitungsvorgang, bei dem Passflächen (13, 14) des Ventilgehäuses (10), das mit dem Getriebegehäuse (20) zusammengepasst ist, vom gegenüberliegenden axialen Ende des Ventilgehäuses (10), das dem Getriebegehäuse (20) zugewandt ist, maschinell bearbeitet werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei: die Servolenkungsvorrichtung ferner ein Kugellager (100), das zwischen dem Ventilgehäuse (10) und dem äußeren Ventilbereich (620) angeordnet ist und innere und äußere Laufringe (110, 120) und Lagerkugeln (130), die zwischen den inneren und äußeren Laufringen (110, 120) eingeschlossen sind, und einen Sicherungsdeckel (140) aufweist, der vorgesehen ist, um den Außenring (120) am Ventilgehäuse (10) zu halten.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei: Die Servolenkungsvorrichtung ferner ein Dichtelement (150) aufweist, das in Bezug auf den Ventilbereich (600) auf der Seite des Lenkrads angeordnet ist, wobei das Dichtelement (150) von der Seite des Getriebegehäuses (20) in das Ventilgehäuse (10) eingesetzt ist.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei: die Servolenkungsvorrichtung ferner ein Ventil-Innenlager (640) aufweist, das zwischen dem inneren Ventilbereich (610) und dem äußeren Ventilbereich (620) angeordnet ist, wobei das Ventil-Innenlager (640) an einer Nadellager-Rückhaltenut (612) befestigt ist, die auf einer Außenumfangsseite des inneren Ventilbereichs (610) ausgespart ist.