Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehschieberventil mit einem ersten Ventil- element, das mit einem zweiten Ventilelement fest verbunden ist.

Die Erfindung bezieht sich somit auf ein Lenkventil für Hilfskraftlenkungen. Bei einem solchen Lenkventil sind eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle über einen Drehstab miteinander verbunden. Ein Drehschieber ist dabei mit der Ein- gangswelle fest verbunden. Ein solches Drehschieberventil ist beispielsweise aus der DE 19633633 Al bekannt.

Die Verbindung des Drehschiebers mit der Eingangswelle ist für die Übertragung des Lenkmoments wesentlich. Auch ist die Verbindung für das Lenkgefühl des Fahrers wichtig, da eine Verdrehung des Lenkrades eine möglich exakte Bewe- gung der Räder bewirken soll.

Ein wesentliches Problem bei der Verbindung des Drehschiebers mit der Ein- gangswelle besteht darin, dass die Verbindung im Laufe der Zeit verschleißt und sich Spiel einstellen kann. Dies bedeutet, dass ein Verdrehen des Lenkrades nicht unmittelbar zu einer Bewegung der gelenkten Räder führt, da sich die beiden Ventilelemente um einen gewissen Betrag frei gegeneinander verdrehen können. Hinzu kommen ggf. Störgeräusche beim Lenken.

Weiterhin muss die Verbindung zwischen den beiden Ventilelementen eine ma ximale Drehmomentübertragung ermöglichen und dabei gleichzeitig einen präzi- sen Rundlauf aufweisen. Aus diesem Grund können bisher bekannte Methoden vorgespannter Verbindungen, wie Keilverbindung, Stirnzahnverbindung oder Kreiskeilverbindung nicht zur Anwendung kommen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine vorteilhafte Verbindung zweier Ventilelemente, vorzugsweise einem Drehschieber und einer Eingangswelle, vor- zuschlagen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. Insbeson- dere soll die Verbindung die Übertragung eines maximalen Drehmoments bei gleichzeitig präzisem Rundlauf der Verbindung gewährleisten. Wesentlich ist ins- besondere auch, dass die Verbindung spielfrei ist und möglichst über einen lan- gen Benutzungszeitraum spielfrei bleibt. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass

- das erste Ventilelement einen Einsteckabschnitt mit einer stirnseitigen konvexen/ersten Stirnfläche aufweist,

- das zweite Ventilelement einen Aufnahmekanal zur Aufnahme des Ein- steckabschnitts des ersten Ventilelements aufweist, wobei der Aufnahme- kanal eine mit der konvexen/ersten Stirnfläche des Einsteckabschnittes korrespondierende konkave Bodenfläche aufweist und der Einsteckab- schnitt des ersten Ventilelements in den Aufnahmekanal des zweiten Ven- tilelements derart einführbar ist, dass die konvexe/erste Stirnfläche an der konkaven Bodenfläche zur Anlage kommt, wobei eine Außenkontur des Einsteckabschnitts und eine Innenkontur des Aufnahmekanals zumindest abschnittsweise einen unrunden Querschnitt aufweisen.

Die erfindungsgemäße Verbindung ist aufgrund des unrunden Querschnitts der beiden Verbindungselemente in der Lage, maximale Drehmomente zu übertra- gen. Beispielsweise kann der Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig ausgeführt sein, wobei aber zumindest ein, vorzugsweise zwei einander gegenüberliegende Kreissegmente fehlen. Mit anderen Worten sind dadurch zwei gerade verlaufende Flanken abgebildet. Vorteilhaft sind insbesondere Querschnitte, die in Bezug auf eine Mittelachse drehsymmetrisch ausgebildet sind. Dadurch wird eine Unwucht vermieden. Denkbar sind beispielsweise ovale oder sternförmige, aber auch and- polygone Querschnitte.

Um eine spielfreie Verbindung zu gewährleisten, weist der Einsteckabschnitt des ersten Ventilelements eine konverse Stirnseite auf, die im eingesteckten Zustand an einer konkav ausgeführten Bodenfläche des Aufnahmekanals zur Anlage kommt. Durch die Anlage der beiden kuppelförmigen bzw. sphärischen Flächen aneinander ist eine dauerhaft spielfreie Verbindung der beiden Ventilelemente gewährleistet. Die beiden sphärischen Flächen weisen dabei den gleichen Radius auf.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante können die beiden Ventil- elemente zusätzlich durch ein Verbindungsmittel miteinander verbunden bzw. zusätzlich gesichert werden. Beispielsweise kann das erste Ventilelement stirn- seitig eine Gewindebohrung aufweisen, in die eine Verbindungsschraube ein- schraubbar ist. Die Verbindungsschraube erstreckt sich durch eine Schraubenöff- nung im zweiten Ventilelement. Die Gewindebohrung und entsprechend die Ver- bindungsschraube sowie die Schraubenöffnung sind auf einer gemeinsamen Mit- telachse der beiden Ventilelemente angeordnet. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist die Verbindungsschraube als Dehnschraube ausgeführt, um eine Vorspannung auch während des Betriebs möglichst lange aufrecht zu erhalten.

Die konkave Bodenfläche innerhalb des zweiten Verbindungselements kann bei- spielsweise mechanisch durch eine von außen quer zur Mittelachse eingebrachte Bohrung erzeugt werden. Dadurch entsteht zumindest eine Öffnung im Wandab- schnitt des Aufnahmekanals. Um eine möglichst gleichmäßige Gewichtsverteilung zu bewirken, ist es auch möglich, eine gegenüberliegende zweite Öffnung zu er- zeugen, beispielsweise indem der Bohrer in einem Arbeitsschritt entsprechend tief eingebracht wird.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Diese sind lediglich beispielhaft zu verstehen und sollen die Erfindung nicht auf die gezeig- ten Ausführungsbeispiele beschränken. Es zeigen :

Fig. 1 : zwei erfindungsgemäße Ventilelemente und eine Verbindungs- schraube in perspektivischer Darstellung in Seitenansicht,

Fig. 2: die Elemente aus Figur 1 in perspektivischer Darstellung von schräg oben,

Fig. 3: die Elemente aus den Figuren 1 und 2 in zusammengestecktem, aber noch nicht montiertem Zustand,

Fig. 4: die Elemente aus den Figuren 1 und 2 in verschraubtem Zustand,

Fig. 5: die Elemente aus den Figuren 1 und 2 in zusammengefügtem Zu- stand im Querschnitt. Die Figuren 1 bis 5 zeigen die für die Erfindung wesentlichen Elemente eines nicht vollständig abgebildeten Drehschiebeventils 20. Gezeigt sind als ein erstes Ventilelement ein Drehschieber 22, als ein zweites Ventilelement eine Eingangs- welle 24 und eine Verbindungsschraube 26.

Der Drehschieber 22 weist einen Einsteckabschnitt 28 auf. Dieser ist im Quer- schnitt unrund ausgebildet, wie insbesondere Figur 2 verdeutlicht. Es bieten sich verschiedene unrunde Querschnitte an, die vorteilhafterweise drehsymmetrisch ausgeführt sein sollten. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Einsteckab- schnitt 28 zwei parallel zueinander verlaufende plane Flanken 30 auf.

Eine erste Stirnfläche 32 des Einsteckabschnitts 28 ist erfindungsgemäß konvex ausgeformt. Erkennbar ist, dass die beiden Flanken 30 bis an die konvexe Stirn- fläche 32 heranreichen, sodass auch die erste Stirnfläche 32 unrund ausgeführt ist.

Erkennbar ist weiterhin, dass im gezeigten Ausführungsbeispiel in der Stirnfläche 32 des Einsteckabschnitts 28 eine Gewindebohrung 34 eingebracht ist, in die die ebenfalls gezeigte Verbindungsschraube 36 einschraubbar ist (vgl. insbesondere Fig. 5).

Die Eingangswelle 24 weist einen Aufnahmekanal 38 zur Aufnahme des Ein- steckabschnitts 28 auf. Eine Innenkontur des Aufnahmekanals 38 ist korrespon- dierend zur Außenkontur des Einsteckabschnitts 28 ausgeformt, er weist insbe- sondere den gleichen Querschnitt auf und ist durch eine konkave Bodenfläche 40 begrenzt. Die Wölbung der konvexen Stirnflächen 32 und der konkaven Boden- fläche 40 weisen beide den gleichen Radius auf, sodass die Stirnfläche 32 im zu- sammengesteckten Zustand der beiden Ventilelemente 22 oder 24 möglichst vollflächig an der Bodenfläche 40 zur Anlage kommt.

Die Figuren 3 bis 5 zeigen das Drehschieberventil 20 im teilweise und vollständig zusammengefügten Zustand. Erkennbar ist, die koaxiale Anordnung zu einer Mit- telachse x-x. Die Mittelachse x-x bildet gleichzeitig die Drehachse des Drehschie- berventils 20. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante wird die Verbindung der beiden Ventilelemente 20, 24 über die Verbindungsschraube 26 zusätzlich gesi- chert. Diese wird im zusammengefügten Zustand durch eine stirnseitige Schrau- benöffnung 42 in der Eingangswelle 24 in die Gewindebohrung 34 des Ein- steckabschnitts 28 des Drehschiebers 22 eingeschraubt. In den gezeigten Aus- führungsbeispielen ist die Schraubenöffnung 42 derart ausgeführt, dass ein Schraubenkopf 44 vollständig innerhalb einer zweiten Stirnfläche 46 der Ein- gangswelle 24 aufgenommen ist. Die Verbindungsschraube 36 kann vorzugswei- se als Dehnungsschraube ausgeführt sein, um die beiden Ventilelemente 22, 24 unter Vorspannung zu halten.

Die Eingangswelle 24 weist seitlich eine Bohrung 48 auf. Diese ergibt sich durch Einbringen der konkaven Bodenfläche 40 von außen, bspw. durch einen Bohrpro- zess. Die Herstellung der konkaven Bodenfläche 40 mithilfe eines Bohrwerkzeugs ist schnell und einfach zu bewerkstelligen.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, son- dern zeigt auch weitere Ausführungsvarianten . Insbesondere sind die Figuren nicht in allen Details maßstabsgetreu, sie dienen lediglich der Verdeutlichung der Erfindung bzw. der gezeigten Elemente. Beispielsweise können die beiden Ventil- elemente 22, 24 auch durch andere Elemente gebildet sein. Insbesondere kann das erste Ventilelement durch die Eingangswelle und das zweite Ventilelement durch den Drehschieber gebildet sein.

Bezugszeichen

20 Drehschieberventil

22 Drehschieber (erstes Ventilelement)

24 Eingangswelle (zweites Ventilelement) 26 Verbindungsschraube

28 Einsteckabschnitt

30 Flanken

32 erste Stirnfläche

34 Gewindebohrung

36 Verbindungsschraube

38 Aufnahmekanal

40 Bodenfläche

42 Schraubenöffnung

44 Schraubenkopf

46 zweite Stirnfläche

48 Bohrung