DE102005020678A1 - Servo valve for hydraulically assisted steering - Google Patents

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Abstract

Das Ventil weist im Inneren eines Gehäuses (2) ein Ritzel (3) und einen rohrförmigen Rotor (4), die entlang einer gleichen Achse (1) drehbeweglich gelagert und mit einem entlang dieser Achse (1) angeordneten Torsionsstab (10) verbunden sind, sowie einen den Rotor (4) umgebenden und drehfest mit dem Ritzel (3) verbundenen, drehbeweglichen Mantel (5) auf. DOLLAR A Zum Unterdrücken von Geräuschen und Vibrationen hydraulischen Ursprungs ist das Servoventil in der Hydraulik-Rücklaufleitung derart mit Druckverminderungseinrichtungen (13, 14, 15) versehen, daß die Druckspitzen stromaufwärts von der Hydraulik-Rücklaufleitung der Lenkung gedämpft werden, wobei diese Druckverminderungseinrichtungen insbesondere aus einem perforierten Rohr (13) bestehen, welches zwei Druckverminderungskammern (14, 15) bildet.The valve has inside a housing (2) a pinion (3) and a tubular rotor (4), which are rotatably mounted along a same axis (1) and connected to a along this axis (1) torsion bar (10), and a rotor (4) surrounding and rotatably connected to the pinion (3), rotatable jacket (5). DOLLAR A To suppress noise and vibration of hydraulic origin, the servo valve in the hydraulic return line in such a way with pressure reduction means (13, 14, 15) provided that the pressure peaks upstream of the hydraulic return line of the steering are damped, said pressure reduction means in particular from a perforated tube (13), which forms two pressure reduction chambers (14, 15).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft hydraulisch unterstützte Lenksysteme für Kraftfahrzeuge. Insbesondere hat die Erfindung eine Verbesserung bei Servoventilen zum Gegenstand, die üblicherweise bei dieser Art von Servolenkungen eingebaut sind. The The present invention relates to hydraulically assisted steering systems for motor vehicles. Especially the invention relates to an improvement in servo valves, the usual are installed in this type of power steering.

Ein Servolenkungsventil für ein Kraftfahrzeug weist in allgemein bekannter Weise einen Rotor auf, der mittels eines Torsionsstabes mit einem Ritzel verbunden ist, das wiederum mit der Zahnstange der Lenkung in Eingriff steht, wobei der Rotor, der im allgemeinen eine Rohrform besitzt, um den Torsionsstab herum montiert ist und von einem drehbeweglichen Mantel umgeben ist, der drehfest mit dem Ritzel verbunden ist, wobei der Rotor und das Ritzel mit Hilfe von Lagern entlang der gleichen Achse in einem Gehäuse gelagert sind.One Power steering valve for a motor vehicle has a rotor in a generally known manner, which is connected by means of a torsion bar with a pinion, which in turn is engaged with the rack of the steering, wherein the rotor, which generally has a tubular shape, around the torsion bar is mounted around and surrounded by a rotatable jacket is rotatably connected to the pinion, wherein the rotor and the pinion with the help of bearings along the same axis in a housing are stored.

Das Servoventil weist ferner mit Öl gefüllte Kanäle und Kammern auf, die es ihm ermöglichen, als drehbarer hydraulischer Verteiler zu wirken, der einen Öldruck liefert, welcher eine Funktion besitzt, die mit dem Moment zunimmt, das auf das Ventil aufgebracht wird und seinen Torsionsstab verformt.The Servo valve also has oil filled channels and chambers that enable him, as rotatable hydraulic distributor, which provides an oil pressure, which has a function that increases with the moment that is up the valve is applied and deforms its torsion bar.

Auf dieses Ventil wirken zum einen ein Widerstandsmoment auf das Ritzel, das von der Straßenhaftung der gelenkten Räder des Fahrzeugs stammt und über die Zahnstange übertragen wird, und zum anderen ein vom Lenkrad stammendes Eingangsmoment auf den Rotor; diese beiden Momente haben eine entgegengesetzte Richtung zueinander.On this valve act on the one hand a moment of resistance on the pinion, the road liability the steered wheels the vehicle comes from and about transfer the rack and, on the other hand, an input torque originating from the steering wheel on the rotor; these two moments have an opposite Towards each other.

Die beiden Momente rufen daher eine Verdrehung des Torsionsstabes und somit eine Winkelverschiebung zwischen dem (mit dem Lenkrad verbundenen) Rotor und dem (über ein Mitnehmerorgan mit dem Ritzel verbundenen) Mantel hervor. Diese Winkelverschiebung öffnet proportional zu dem Moment einen Hydraulikkanal zu einer Servozylinderkammer, während eine gegenüberliegende Kammer mit der Hydraulik-Rücklaufleitung in Verbindung steht.The Both moments call therefore a twist of the torsion bar and thus an angular displacement between the (connected to the steering wheel) Rotor and the (over a driver member connected to the pinion) sheath forth. This angular displacement opens proportionally at the moment a hydraulic channel to a servo cylinder chamber, while an opposite one Chamber with the hydraulic return line communicates.

Der Druck in der Zylinderkammer erhöht sich in dem Maße, in dem die Winkelverschiebung zwischen dem Rotor und dem Mantel zunimmt. Dieser Druck erzeugt an dem Mantel ein Bewegungsmoment, das auf das Ritzel übertragen wird und somit dem Widerstandsmoment entgegenwirkt.Of the Increased pressure in the cylinder chamber to the extent that in which the angular displacement between the rotor and the shell increases. This pressure creates a moment of motion on the jacket, that transferred to the pinion is and thus counteracts the moment of resistance.

Unter bestimmten Betriebsbedingungen gehen das Schließen und Öffnen der Hydraulikkanäle sehr schnell vor sich, was heftige Druckspitzen in der Hydraulik-Rücklaufleitung des Lenkungssystems hervorruft. Die dadurch entstandenen Geräusche und Schwingungen können sich beispielsweise über die Lenksäule bis in den Fahrgastraum des Fahrzeugs fortpflanzen und dadurch eine Belästigung für den Fahrer des Fahrzeugs hervorrufen.Under certain operating conditions, the closing and opening of the hydraulic channels are very quickly, what violent pressure peaks in the hydraulic return line of the steering system causes. The resulting noise and Vibrations can For example, about the steering column to propagate into the passenger compartment of the vehicle and thereby a harassment for the Cause the driver of the vehicle.

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, ein Servoventil der vorliegend betrachteten Art durch eine einfache und wirkungsvolle technische Lösung so zu verbessern, daß die erwähnten Geräusche und Schwingungen hydraulischen Ursprungs und die daraus resultierende Belästigung unterdrückt werden.The The present invention is intended to provide a servo valve of the present invention considered kind by a simple and effective technical Solution like that to improve that mentioned Sounds and vibrations of hydraulic origin and the resulting harassment repressed become.

Daher hat die Erfindung im wesentlichen ein Servoventil für eine hydraulisch unterstützte Lenkung eines Kraftfahrzeugs von der vorliegend betrachteten Art zum Gegenstand, welches in seiner inneren Hydraulik-Rücklaufleitung derart mit Druckverminderungseinrichtungen versehen ist, daß diese die Druckspitzen stromaufwärts von der Hydraulik-Rücklaufleitung des Lenkungssystems dämpfen.Therefore the invention has essentially a servo valve for a hydraulic supported Steering of a motor vehicle of the type considered here the subject, which in its inner hydraulic return line is provided with pressure reducing means such that these the pressure peaks upstream from the hydraulic return line of the steering system.

Die Grundidee der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, Druckabfallbereiche in der inneren Hydraulik-Rücklaufleitung des Servoventils zu schaffen, um die Druckspitzen vor der Hydraulik-Rücklaufleitung des Lenkungssystems zu dämpfen.The The basic idea of the present invention is thus pressure drop zones in the inner hydraulic return line of the servo valve to create the pressure peaks in front of the hydraulic return line of the steering system.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung bestehen die Druckverminderungseinrichtungen in der Hydraulik-Rücklaufleitung aus einem perforierten Rohr, das auf der Rotorachse zentriert ist und eine Ringnut versperrt, welche in der Innenwand und über einen Teil der Länge des Rotors vorgesehen ist, so daß sie mit der Innenwand des Rotors eine erste Druckverminderungskammer und mit der Seitenfläche des Torsionsstabes eine zweite Druckverminderungskammer bildet. Das Öl der Rücklaufleitung wird durch den von diesem perforierten Rohr erzeugten Druckverlust gebremst.at a particular embodiment The invention consists of the pressure reduction devices in the Hydraulic return line from a perforated tube centered on the rotor axis and an annular groove locked, which in the inner wall and over a Part of the length the rotor is provided so that it is connected to the inner wall of the Rotor a first pressure reduction chamber and with the side surface of the Torsionsstabes forms a second pressure reduction chamber. The oil of the return line is caused by the pressure loss generated by this perforated tube braked.

Dadurch werden die Druckspitzen gedämpft und ihre Amplitude verringert.Thereby the pressure peaks are damped and their amplitude is reduced.

Das Rohr kann von mindestens zwei diametral gegenüberliegenden Löchern durchsetzt sein, welche die beiden Druckverminderungskammern mit einem starken Druckverlust in Verbindung zueinander setzen.The Pipe can be penetrated by at least two diametrically opposed holes be, which the two pressure reduction chambers with a strong Relate pressure loss to each other.

Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich jedenfalls mit Hilfe der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung, die beispielhaft eine Ausführungsform des Servoventils für eine hydraulisch unterstützte Lenkung eines Kraftfahrzeugs darstellt.One better understanding In any case, the invention results with the aid of the following Description with reference to the attached schematic drawing, the example of an embodiment of the servo valve for a hydraulically assisted Represents steering of a motor vehicle.

Die einzige Figur dieser Zeichnung zeigt eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Servoventils.The single figure of this drawing shows a longitudinal sectional view of a servo valve according to the invention.

Das in der Zeichnung dargestellte Servoventil weist ein Ritzel 3 und einen Rotor 4 auf, die entlang seiner Längsachse 1 im Inneren des Lenkgehäuses 2 angeordnet sind, wobei der Rotor 4 zum Teil von einem Mantel 5 umgeben ist. Das Ritzel 3, das mit der Zahnstange (nicht gezeigt) in Eingriff steht, ist mit einem Lager 6 mit einem zugeordneten O-Ring 7 drehbeweglich im Gehäuse 2 geführt. Der Rotor 4 ist mit einem weiteren Lager 8, dem ebenfalls ein O-Ring 9 zugeordnet ist, drehbeweglich im Gehäuse 2 geführt.The servo valve shown in the drawing has a pinion 3 and a rotor 4 on that along its longitudinal axis 1 inside the steering box 2 are arranged, wherein the rotor 4 partly from a coat 5 is surrounded. The pinion 3 that engages the rack (not shown) is with a bearing 6 with an associated O-ring 7 rotatably in the housing 2 guided. The rotor 4 is with another camp 8th , which also has an O-ring 9 is assigned, rotatably in the housing 2 guided.

Das innere Ende des Ritzels 3 ist durch ein Mitnehmerorgan (nicht gezeigt) drehfest mit dem Mantel 5 verbunden.The inner end of the pinion 3 is by a Mitnehmerorgan (not shown) against rotation with the jacket 5 connected.

Der im wesentlichen rohrförmig ausgeführte Rotor 4 ist über seinen äußeren Bereich drehfest mit der Lenksäule des betreffenden Fahrzeugs verbunden. Im Inneren des Rotors 4 ist entlang der Achse 1 ein Torsionsstab 10 angeordnet, von dem das eine Ende im Ritzel 3 eingesetzt ist und dessen anderes Ende durch einen Stift 11 drehfest mit dem äußeren Ende des Rotors 4 verbunden ist.The substantially tubular rotor running 4 is rotatably connected via its outer region with the steering column of the vehicle in question. Inside the rotor 4 is along the axis 1 a torsion bar 10 arranged, of which the one end in the pinion 3 is inserted and the other end by a pin 11 rotatably with the outer end of the rotor 4 connected is.

Infolge dieses Aufbaus kann die Einheit aus Ritzel 3 und Mantel 5 eine relative Drehung mit einer begrenzten Amplitude in Bezug auf den Rotor 4 ausführen.As a result of this construction, the unit of pinion 3 and coat 5 a relative rotation with a limited amplitude with respect to the rotor 4 To run.

Das Servoventil weist ferner in an sich bekannter Weise hydraulische Kammern und Kanäle auf, die es ihm ermöglichen, als ein zu dem Moment proportionaler hydraulischer Verteiler zu wirken. Auf dieses Ventil wirken zum einen ein Widerstandsmoment auf das Ritzel 3, das von der Straßenhaftung der gelenkten Räder des Fahrzeugs stammt und über die Zahnstange übertragen wird, und zum anderen ein vom Lenkrad stammendes Eingangsmoment auf den Rotor 4. Diese beiden Momente haben eine entgegengesetzte Richtung zueinander und rufen eine Verdrehung des Torsionsstabes 10 und somit eine Winkelverschiebung zwischen dem Rotor 4 und dem Mantel 5 hervor.The servo valve further comprises, in a manner known per se, hydraulic chambers and channels which enable it to act as a hydraulic distributor proportional to the moment. On this valve act on the one hand a moment of resistance on the pinion 3 , which comes from the road adhesion of the steered wheels of the vehicle and is transmitted via the rack, and on the other hand originating from the steering wheel input torque to the rotor 4 , These two moments have an opposite direction to each other and call for a twisting of the torsion bar 10 and thus an angular displacement between the rotor 4 and the coat 5 out.

Die innere Hydraulik-Rücklaufleitung des Servoventils ist mit Druckverminderungseinrichtungen in Form eines perforierten Rohres 13 versehen, das zwischen dem Rotor 4 und dem Torsionsstab 10 koaxial mit diesen angeordnet ist, so daß es eine Ringnut 12 versperrt, die in der Innenwand und über einen Teil der Länge des Rotors 4 vorgesehen ist.The internal hydraulic return line of the servo valve is provided with pressure reducing means in the form of a perforated tube 13 provided that between the rotor 4 and the torsion bar 10 Coaxially disposed therewith, so that it has an annular groove 12 locked in the inner wall and over part of the length of the rotor 4 is provided.

Das perforierte Rohr 13 bildet somit mit der Innenwand des Rotors 4 eine erste Druckverminderungskammer 14 und mit der Seitenfläche des Torsionsstabes 10 eine zweite Druckverminderungskammer 15. Dieses perforierte Rohr 13 besitzt in dem dargestellten Beispiel zwei diametral gegenüberliegende Löcher 16, welche die beiden Druckverminderungskammern 14 und 15 mit einem starken Druckverlust in Verbindung miteinander bringen.The perforated tube 13 thus forms with the inner wall of the rotor 4 a first depressurization chamber 14 and with the side surface of the torsion bar 10 a second depressurization chamber 15 , This perforated pipe 13 has two diametrically opposite holes in the illustrated example 16 , which the two pressure reduction chambers 14 and 15 in combination with a strong pressure loss.

Der Grundgedanke der Erfindung läßt sich als das Einbauen einer Druckverminderungskammer bei einem Servoventil des Standes der Technik auffassen, wenn man den Raum zwischen dem Rotor 4 und dem Torsionsstab 10 als eine Druckverminderungskammer betrachtet.The basic idea of the invention can be understood as the installation of a pressure reduction chamber in a servo valve of the prior art, when the space between the rotor 4 and the torsion bar 10 considered as a pressure reduction chamber.

Das perforierte Rohr 13 ermöglicht es ungeachtet der Schwierigkeiten der Anwendungsbedingungen des Servoventils, die Amplituden der Druckspitzen in der Hydraulik-Rücklaufleitung zu verringern und somit die entsprechenden Geräusche und Vibrationen zu beseitigen.The perforated tube 13 allows the amplitudes of the pressure peaks in the hydraulic return line, and thus eliminate the corresponding noise and vibration, regardless of the difficulties of the application conditions of the servo valve.

Es ist selbstverständlich und geht aus dem oben Gesagten hervor, daß die Erfindung nicht auf die obenstehend beispielhaft beschriebene, einzige Ausführungsform des Servoventils für die hydraulisch unterstützte Lenkung eines Kraftfahrzeugs beschränkt ist; sie umfaßt vielmehr sämtliche Ausführungs- und Anwendungsvarianten, die dem gleichen Prinzip gehorchen.It is self-evident and it is apparent from the above that the invention is not limited to the above exemplified, only embodiment of the servo valve for the hydraulically assisted Steering of a motor vehicle is limited; it rather includes all execution and application variants that obey the same principle.

Der Schutzumfang der Erfindung umfaßt daher insbesondere auch eine Vervielfachung der Anzahl von Löchern in dem Rohr oder das Ersetzen des Rohres durch jegliche gleichwertige Einrichtung, die das Fluid der Rücklaufleitung abbremsen kann oder, beispielsweise durch Verformung, Druckspitzen aufnehmen kann.Of the Scope of the invention therefore in particular a multiplication of the number of holes in the pipe or replacing the pipe with any equivalent Device containing the fluid of the return line can decelerate or, for example, by deformation, pressure peaks can record.

Gleichermaßen bleiben schließlich die erfindungsgemäßen Maßnahmen selbstverständlich auf Servoventile anwendbar, deren Konstruktionsdetails sich, wie etwa im Hinblick auf die Lager und Dichtungen, von denjenigen Ausführungen unterscheiden, die in der beigefügten Zeichnung als einfache Beispiele veranschaulicht sind.Stay the same after all the measures of the invention Of course applicable to servovalves whose design details are like for example, with regard to the bearings and seals, of those designs differ in the attached Drawing are illustrated as simple examples.

Claims (3)

Servoventil für eine hydraulisch unterstützte Lenkung eines Kraftfahrzeugs, welches im Inneren eines Gehäuses (2) ein Ritzel (3) und einen rohrförmigen Rotor (4), die entlang der gleichen Achse (1) drehbeweglich gelagert und mit einem entlang dieser Achse angeordneten Torsionsstab (10) verbunden sind, sowie einen den Rotor (4) umgebenden und drehfest mit dem Ritzel (3) verbundenen, drehbeweglichen Mantel (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, das Servoventil zum Unterdrücken von Geräuschen und Vibrationen hydraulischen Ursprungs in seiner Hydraulik-Rücklaufleitung derart mit Druckverminderungseinrichtungen (13, 14, 15) versehen ist, daß die Druckspitzen stromaufwärts von der Hydraulik-Rücklaufleitung der Lenkung gedämpft werden.Servo valve for a hydraulically assisted steering of a motor vehicle, which is located inside a housing ( 2 ) a pinion ( 3 ) and a tubular rotor ( 4 ), which are along the same axis ( 1 ) rotatably mounted and with a along this axis arranged torsion bar ( 10 ) and a rotor ( 4 ) surrounding and rotationally fixed with the pinion ( 3 ), rotatable mantle ( 5 ), characterized in that the servo valve for suppressing noises and vibrations of hydraulic origin in its hydraulic return line in such a way with pressure reduction means ( 13 . 14 . 15 ) is provided that the pressure peaks are damped upstream of the hydraulic return line of the steering. Servoventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckverminderungseinrichtungen in der Hydraulik-Rücklaufleitung aus einem perforierten Rohr (13) bestehen, das auf der genannten Achse (1) zentriert ist und das eine Ringnut (12) versperrt, welche in der Innenwand und über einen Teil der Länge des Rotors (4) vorgesehen ist, so daß sie mit der Innenwand des Rotors (4) eine erste Druckverminderungskammer (14) und mit der Seitenfläche des Torsionsstabes (10) eine zweite Druckverminderungskammer (15) bildet.Servo valve according to Claim 1, characterized in that the pressure-reducing devices in the hydraulic return line are made of a perforated tube ( 13 ) on the said axis ( 1 ) is centered and the one annular groove ( 12 ), which in the inner wall and over part of the length of the rotor ( 4 ) is provided so that it with the inner wall of the rotor ( 4 ) a first depressurization chamber ( 14 ) and with the side surface of the torsion bar ( 10 ) a second pressure reduction chamber ( 15 ). Servoventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (13) von mindestens zwei diametral gegenüberliegenden Löchern (16) durchsetzt ist, welche die beiden Druckverminderungskammern (14, 15) miteinander in Verbindung setzen.Servo valve according to claim 2, characterized in that the tube ( 13 ) of at least two diametrically opposed holes ( 16 ), which the two pressure reduction chambers ( 14 . 15 ) communicate with each other.
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