专利名称：用于动力转向的控制元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于动力转向(Servolenkung)的控制元件。
背景技术：
DE 102 54 688 B3描述了一种用于机动车辆的液压动力转向，其中伺服阀(Servoventil)以转盘结构(Drehschiebeanordnung)的形式构造。作为液压控制元件的伺服阀包括内控制部件和外控制部件，它们分别绕着共同的旋转轴可转动地安装，其中内控制部件相对于外控制部件可以旋转，以可变地释放(freigeben)用于液压液的截面。此外描述了一种反馈装置(rueckwirkungseinrichtung)，其中球体在外控制部件的分段圆柱形孔内被引导，并且在加载液压压力情况下和内控制部件的相应有效面积(Wirkflaeche)共同起作用，其中在外和内控制部件之间产生一个转矩。在此，球体的运动方向或其圆柱形引导装置的对称轴这样取向，使它切割共同的旋转轴。
发明内容
本发明的任务是说明一种用于动力转向的控制元件，它装备有特别耐久及平稳运行的反馈装置。
开始提及的用于动力转向的控制元件的该任务根据本发明通过权利要求1的技术特征来解决。
通过执行元件(Stellelement)、引导装置及旋转轴的根据本发明的空间布置能够实现在给定的液压压力加载及给定的执行元件直径的情况下在内外控制部件之间产生特别大的转矩。此外相对于现有技术，由此可以减少执行元件和执行元件的相应工作区域的基于磨擦的磨损，因为执行元件施加的力仅仅具有小的、或是根本没有的横向分量。
在根据本发明的控制元件的优选的实施形式中，执行元件是球形的并且引导装置是至少分段圆柱形的孔。由此，执行元件有小的摩擦损耗，且易于制造。
此外优选的是，旋转轴和直线(Gerade)间的垂直距离大约相应于至少第一控制部件直径的四分之一。由此在反馈装置的给定的液压加载时保证了大的转矩。
此外优选的是，通过执行元件，第一控制部件对第二控制部件的强迫相对转动仅仅在一个确定的转动方向上可以起作用，然而通过第二执行元件可以在相反的方向上引起强迫相对转动。由此，反馈的转矩可以以简单的方式可选择地在两个方向上被执行。
根据本发明的控制元件的另外的优点及特征由以下描述的实施例及由从属权利要求中得出。
下面描述了根据本发明的控制元件的一种优选的实施例，并且下面参照附图进一步说明。
图1示出了根据现有技术的控制元件的示意性剖面图。
图2示出了图1中的控制元件沿线A-A的示意性剖面图。
图3示出了与图2相应的根据本发明的控制元件的剖面图。
具体实施例方式
出版物DE 102 54 688 B3中公开了在图1中示出的控制元件，其全部公开内容在此引入作为参考。
相应于现有技术的控制元件1包括第一控制部件5和第二控制部件3，它们通过球轴承4可绕着旋转轴30旋转地安装在壳体上。第一控制部件5可以绕着旋转轴30相对于第二控制部件3旋转，其中弹性扭杆6在由初始位置的旋转中引起一个弹性地反馈的力，其中该弹性扭杆借助开口销7和第一控制部件5相连及借助另外的开口销8和第二控制部件3相连。在控制部件3、5从初始位置出发的相对转动过程中，借助控制部件3、5的相应的孔及铣出槽(Ausfraesungen)12为液压液释放出逐渐增大的通道截面(Durchtrittsquerschnitt)，由此实现用于动力转向的齿条11的力支持的柱塞油缸元件(Kolben-Zylinder-Element)(未被示出)。齿条11此外和小齿轮9的轮齿10啮合，该轮齿被构造在第二控制部件3上并且可以实现通过操作人员对齿条的手动的力加载。在此一个未被示出的转向轮(Lenkrad)和内控制部件5抗扭地相连。
反馈装置20包括两组执行元件21，它们分别作为球体构造并在圆柱形的孔22内被引导。孔22被布置在第二控制部件3的壁内并且以它们的对称轴垂直指向旋转轴30，这些对称轴同时也是执行元件21的运动直线31。这样球形执行元件21的只有一个自由度的运动方向准确地指向旋转轴30(现有技术)。
在通过液压液的压力加载时，执行元件21朝内向第一控制部件5运动，在那里它和第一控制部件5的外围上的相应成型的有效面积28共同作用，这就导致了第一控制部件5相对于第二控制部件3的动力转向及转矩加载。
在此有效面积28被不对称地构造(图2中的虚线)，其中第一组执行元件20a在第一方向上引起转矩负载且第二组执行元件20b在相反方向上引起相应的转矩负载。液压液可选择地被引导到执行元件的第一组20a或者第二组20b上，其中两组执行元件的液压分界借助垫圈25及环形空腔23、24实现。
在图2中示出的沿着线A-A穿过图1中的控制元件的示意性剖面图，其示出了根据现有技术的构造，其中引导装置22以其对称轴准确地指向旋转轴30。从图2中可以清楚地看出在有效面积28的力加载时，只有在执行元件21的运动方向31上起作用的力的部分分量产生控制部件3、5之间的转矩，其中该有效面积可以做成圆形或也可以成形为多角的平面。另外的分量垂直作用到引导装置22的壁上并且由此意味着材料摩损及摩擦损失。因此一方面需要在执行元件21上作用高压，并且另外一方面导致了在有效面积28、球体21及引导装置22的壁上的高的磨损。特别是当球体21进入引导装置壁的运行或者是球表面的长期磨损后将导致球体21在引导装置22中具有更大的间隙并由此导致液压液的压力损失。
前面描述的装置的根据本发明的进一步改进从图3中可以看出。在此引导孔22关于运动方向31被平行地移动，与旋转轴的垂直距离为d。执行元件21的运动方向31现在不再指向旋转轴30。因此在对执行元件1加载相同的力的情况下可以实现明显更大的控制部件3、5间的转矩。此外在控制部件3、5间不产生转矩的力分量可以被忽略，这样在给定转矩的情况下，执行元件1和有效面积28间的摩擦也可以被显著地降低。
因此原则上相对于现有技术也可能，执行元件不是球体，而是例如以分段圆柱形的壁在引导装置22中被引导。这导致对于液压液的更好及更长寿命的密封性。
在根据图3的示意性示图中，移动方向31与旋转轴30的垂直距离d大约相应于内部的、第一控制部件5的直径的一半。这同时也意味着，执行元件21在内控制部件5的外边沿关于它的圆周切线的方向作用。相对于现有技术的显著的改进可以通过将引导装置22相对于指向旋转轴的位置进行更小的偏移而实现，例如平行偏移仅仅内控制部件5的直径的四分之一。
权利要求
1.用于动力转向的控制元件，包括绕旋转轴(30)可旋转地安装的第一控制部件(5)，绕旋转轴(30)可旋转地安装、并且相对第一控制部件(5)可转动的第二控制部件(3)，其中用于液压液的通道截面可以通过第二控制部件(3)相对于第一控制部件(5)的转动而被改变，以及液压反馈装置(20)，它具有至少一个压力加载的、通过引导装置(22)基本上沿着直线(31)而可移动地被引导的执行元件(21)，其特征在于，执行元件(21)的运动直线(31)不切割旋转轴(30)。
2.根据权利要求1所述的控制元件，其特征在于，执行元件(21)是球形的，并且引导装置(22)至少是分段的圆柱形孔。
3.根据前述权利要求之一的控制元件，其特征在于，旋转轴(30)和直线(31)之间的垂直距离(d)大约至少相应于第一控制部件(5)的直径的四分之一。
4.根据前述权利要求之一的控制元件，其特征在于，第一控制部件(5) 在执行元件(20a、21)的作用下相对于第二控制部件(3)的强制相对转动仅可以在一个确定的转动方向上被引起，并且在相反方向上的强制相对转动通过第二执行元件(20b、21)而被引起。
全文摘要
本发明涉及用于动力转向的控制元件，包括绕旋转轴(30)可旋转地安装的第一控制部件(5)；绕旋转轴(30)可旋转地安装的、并且相对第一控制部件(5)可转动的第二控制部件(3)，其中用于液压液的通道截面可以通过第二控制部件(3)相对于第一控制部件(5)的转动而改变；以及包括液压反馈装置(20)，它具有至少一个加载压力的、通过引导装置(22)基本上沿着直线(31)可移动地被引导的执行元件(21)，其特征在于，执行元件(21)的运动直线(31)不切割旋转轴(30)。
文档编号B62D5/09GK1872604SQ20061008138
公开日2006年12月6日 申请日期2006年5月24日 优先权日2005年6月3日
发明者马丁·福曼, 克劳斯·沃·哈梅尔, 冈瑟·福勒, 贝恩德·席克, 吕迪格·拉赫尔, 曼弗雷德·龙博尔德 申请人:蒂森克鲁伯普雷斯塔转向技术有限公司