DE102005020678B4 - Servo valve for hydraulically assisted steering - Google Patents
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Abstract
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, wobei 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, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckverminderungseinrichtungen (13, 14, 15) 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, sodass sie mit der Innenwand des Rotors (4) eine erste...Servo valve for hydraulically assisted steering of a motor vehicle, which has a pinion (3) and a tubular rotor (4) inside a housing (2), which are rotatably mounted along the same axis (1) and with a torsion bar (10 ) and a rotatable casing (5) that surrounds the rotor (4) and is non-rotatably connected to the pinion (3), the servo valve being equipped with pressure reducing devices (13 , 14, 15) is provided that the pressure peaks upstream of the hydraulic return line of the steering are dampened, characterized in that the pressure reducing devices (13, 14, 15) in the hydraulic return line consist of a perforated pipe (13) which is centered on said axis (1) and which blocks an annular groove (12), which in the inner wall and over a part l the length of the rotor (4) is provided so that it has a first ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Servoventil für eine hydraulisch unterstützte Lenkung eines Kraftfahrzeugs, welches im Inneren eines Gehäuses ein Ritzel und einen rohrförmigen Rotor, die entlang der gleichen Achse drehbeweglich gelagert und mit einem entlang dieser Achse angeordneten Torsionsstab verbunden sind, sowie einen den Rotor umgebenden und drehfest mit dem Ritzel verbundenen, drehbeweglichen Mantel aufweist, wobei das Servoventil zum Unterdrücken von Geräuschen und Vibrationen hydraulischen Ursprungs in seiner Hydraulik-Rücklaufleitung derart mit Druckverminderungseinrichtungen versehen ist, dass die Druckspitzen stromaufwärts von der Hydraulik-Rücklaufleitung der Lenkung gedampft werden.The invention relates to a servo valve for a hydraulically assisted steering of a motor vehicle, which rotatably mounted inside a housing a pinion and a tubular rotor, which are rotatably mounted along the same axis and connected to a torsion bar arranged along this axis, as well as a rotor surrounding and non-rotatable the rotatable jacket connected to the pinion, wherein the servo valve for suppressing noise and vibration of hydraulic origin in its hydraulic return line is provided with pressure reduction means such that the pressure peaks are steamed upstream of the hydraulic return line of the 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 Lager entlang der gleichen Achse in einem Gehäuse gelagert sind.A power steering valve for a motor vehicle has, in a well-known manner, a rotor which is connected by means of a torsion bar to a pinion, which in turn engages the rack of the steering, the rotor having a generally tubular shape around the torsion bar is mounted and surrounded by a rotatable jacket which is rotatably connected to the pinion, wherein the rotor and the pinion are mounted by means of bearings along the same axis in a housing.
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 further includes oil-filled passages and chambers that enable it to act as a rotary hydraulic distributor that provides an oil pressure that has a function that increases with the moment that is applied to the valve 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 to the pinion, 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; these two moments have an opposite direction to 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 two moments therefore cause a rotation of the torsion bar and thus an angular displacement between the (connected to the steering wheel) rotor and the (via a driver member connected to the pinion) coat forth. This angular displacement opens a hydraulic channel to a servo cylinder chamber in proportion to the moment while an opposite chamber communicates with the hydraulic return line.
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.The pressure in the cylinder chamber increases as the angular displacement between the rotor and the shell increases. This pressure generates a moment of motion on the jacket which is transmitted to the pinion 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 passages are very fast, causing severe pressure spikes in the hydraulic return line of the steering system. The resulting noise and vibration can, for example, propagate through the steering column into the passenger compartment of the vehicle and thereby cause annoyance for the driver of the vehicle.
Ein Servoventil der eingangs genannten Art ist aus der
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, ein Servoventil der eingangs genannten Art weiter zu verbessern, um die erwähnten Geräusche und Schwingungen hydraulischen Ursprungs und die daraus resultierenden Belästigungen besonders wirksam zu unterdrücken.The present invention is intended to further improve a servo valve of the type mentioned in order to suppress the aforementioned sounds and vibrations of hydraulic origin and the resulting nuisances particularly effective.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einem Servoventil gelöst, das im Anspruch 1 definiert ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung eines derartigen Servoventils ist im Anspruch 2 angegeben.This object is achieved according to the invention with a servo valve, which is defined in claim 1. An advantageous development of such a servo valve is specified in claim 2.
Bei dem erfindungsgemäßen Servoventil 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, sodass sie mit der Innenwand des Rotors eine erste Druckverminderungskammer und mit der Seitenfläche des Torsionsstabes eine zweite Druckverminderungskammer bildet. Das Hydraulikfluid der Rücklaufleitung wird durch den von diesem perforierten Rohr erzeugten Druckverlust gebremst. Dadurch werden die Druckspitzen gedämpft und ihre Amplitude verringert.In the servo valve according to the invention, the pressure reduction means in the hydraulic return line consist of a perforated tube centered on the rotor axis and obstructing an annular groove provided in the inner wall and over part of the length of the rotor so as to engage with the inner wall of the rotor a first pressure reduction chamber and with the side surface of the torsion bar forms a second pressure reduction chamber. The hydraulic fluid of the return line is braked by the pressure loss generated by this perforated tube. This dampens the pressure peaks and reduces their amplitude.
Das Rohr kann von mindestens zwei diametral gegenüberliegenden Löchern durchsetzt sein, welche die beiden Druckverminderungskammern mit einem starken Druckverlust miteinander in Verbindung setzen.The tube may be penetrated by at least two diametrically opposed holes which communicate the two pressure reduction chambers with a high pressure drop.
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.In any case, a better understanding of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying schematic drawing, which shows by way of example an embodiment of the servo valve for a hydraulically assisted steering of a motor vehicle.
Die einzige Figur dieser Zeichnung zeigt eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Servoventils.The sole 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
Das innere Ende des Ritzels
Der im wesentlichen rohrförmig ausgeführte Rotor
Infolge dieses Aufbaus kann die Einheit aus Ritzel
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
Die innere Hydraulik-Rücklaufleitung des Servoventils ist mit Druckverminderungseinrichtungen in Form eines perforierten Rohres
Das perforierte Rohr
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
Das perforierte Rohr
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 will be understood and understood from the above that the invention is not limited to the above-exemplified, single embodiment of the servo valve for the hydraulically assisted steering of a motor vehicle; Rather, it includes all variants of execution and application 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.In particular, the scope of the invention therefore also includes multiplying the number of holes in the tube or replacing the tube with any equivalent means which can decelerate the fluid of the return line or, for example by deformation, receive pressure peaks.
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.Likewise, the measures according to the invention will of course remain applicable to servovalves, the construction details of which, as with regard to the bearings and seals, differ from those illustrated in the attached drawing as simple examples.
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