DE102005043673A1

DE102005043673A1 - Hydraulic steering damper, has valve plate supported at projected end of valve body, and plunger, which is deflected during forward/reverse flow of fluid against respective spring forces

Info

Publication number: DE102005043673A1
Application number: DE200510043673
Authority: DE
Original assignee: Hugo Benzing GmbH and Co KG
Current assignee: Hugo Benzing GmbH and Co KG
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2005-09-14
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2025-09-15
Also published as: DE102005043673B4

Abstract

The damper has a valve body (10) and a plunger (11) with respective inner and outer contours. The inner or the outer contour is formed at a valve plate (12). The plate is supported at a projected end of the inner periphery of the body or at a projection (17) of the outer periphery of the plunger by the spring force acting on the plunger. The plunger is deflected during the forward/reverse flow of fluid against the respective spring forces.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lenkungsdämpfer mit einem Druckminderungsventil, das einen in einem Ventilkörper zum Variieren eines Strömungsquerschnitts beweglich gelagerten, mit einer ersten Federkraft beaufschlagten Stößel aufweist, wobei zum Variieren des Strömungsquerschnittes eine Außenkontur im Bereich des Außenumfangs des Stößels und eine Innenkontur im Bereich des Innenumfangs des Ventilkörpers einen Spalt mit in Abhängigkeit eines anstehenden Fluiddrucks variabler Breite bilden.The The invention relates to a steering damper with a pressure reducing valve, the one in a valve body for varying a flow cross section movably mounted, acted upon by a first spring force Has ram, wherein for varying the flow cross-section an outer contour in the area of the outer circumference of the pestle and an inner contour in the region of the inner circumference of the valve body a gap with in dependence form a pending fluid pressure of variable width.

Ein derartiger Lenkungsdämpfer wird (ohne vorliegenden druckschriftlichen Beleg) als bekannt angenommen. Bei einem derartigen hydraulischen Lenkungsdämpfer ist es schwierig, die Strömungsverhältnisse genau zu steuern, um ein bedienerfreundliches Lenkverhalten zu gewährleisten. Das Fluid bzw. das Hydraulikmedium (meist Öl) wird dabei in der Regel über ein steuerndes Druckminderungsventil geleitet.One such steering damper is assumed to be known (without written evidence). In such a hydraulic steering damper, it is difficult to flow conditions to control precisely to ensure a user-friendly steering behavior. The fluid or the hydraulic medium (usually oil) is usually over a controlling pressure reducing valve passed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lenkungsdämpfer der eingangs genannten Art bereitzustellen, der zur Optimierung des Lenkverhaltens beiträgt.Of the Invention is the object of a steering damper of to provide the type mentioned above, to optimize the Steering contributes.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Außenkontur oder die Innenkontur als schräg oder gekrümmt zur Bewegungsrichtung des Stößels entgegen der ersten Federkraft nach außen sich erweiternde Regelfläche ausgebildet ist, dass die Innenkontur oder die Außenkontur an einer mittels einer der ersten Federkraft entgegengerichteten zweiten Federkraft an einem Überstand des Innenumfangs des Ventilkörpers oder an einem Vorsprung des Außenumfangs des Stößels abgestützt ist, und dass der Stößel bei einem Hinstrom des Fluids entgegen der ersten Federkraft auslenkbar ist und die Ventilplatte bei einem Rückstrom des Fluids entgegen der zweiten Federkraft auslenkbar ist.These The object is achieved with the features of claim 1. in this connection is provided that the outer contour or the inner contour as oblique or bent counter to the direction of movement of the plunger the first spring force to the outside expanding ruled surface is formed, that the inner contour or the outer contour on a by means of one of the first spring force opposite second spring force on a supernatant the inner circumference of the valve body or on a projection of the outer periphery supported by the plunger, and that the plunger at a flow of the fluid against the first spring force deflected is and the valve plate against a return flow of the fluid the second spring force is deflectable.

Mit diesen Maßnahmen wird der Spalt zwischen der Außenkontur und der Innenkontur über die gebildete Regelfläche sowie den in seiner axialen Richtung beweglichen Stößel einerseits und die Ventilplatte andererseits zum Steuern des Strömungsquerschnitts bzw. des Durchflusses an die erforderlichen Lenkbedingungen bei zuverlässiger Funktion genau anpassbar. Der Ausdruck Ventilplatte umfasst hierbei auch plattenähnliche Elemente, die beispielsweise hülsenförmig sein können.With these measures becomes the gap between the outer contour and the inner contour over the formed ruled surface and the movable in its axial direction plunger on the one hand and the valve plate, on the other hand, for controlling the flow area or the flow to the required steering conditions reliable Function precisely customizable. The term valve plate hereby includes also plate-like Elements that are sleeve-shaped, for example can.

Hierbei bestehen verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten darin, dass die Spaltbreite zwischen der Außenkontur und der Innenkontur auf eine fluiddurchlässige Minimalspaltbreite oder den Wert Null eingestellt ist, wenn sowohl der Stößel als auch die Ventilplatte durch die erste bzw. zweite Federkraft in ihre Anschlagposition an dem Vorsprung bzw. dem Überstand, d.h. in die Ruhelage gebracht sind.in this connection There are various design options in that the Gap width between the outer contour and the inner contour to a fluid-permeable minimum gap width or is set to zero when both the plunger and also the valve plate by the first and second spring force in its abutment position on the projection or the supernatant, i. in the rest position are brought.

Ist vorgesehen, dass die erste Federkraft höher als die zweite Federkraft ist, so kann die Auslösung bzw. Verstellung der Spaltbreite beim Hin- und Rückstrom mit unterschiedlicher Empfindlichkeit vorgegeben werden.is provided that the first spring force is higher than the second spring force is, so the triggering or adjustment of the gap width in the outward and return flow with different Sensitivity can be specified.

Verschiedene weitere Ausgestaltungsvarianten, die unterschiedliche konstruktive Aufbauten bei ähnlicher Funktion ermöglichen, bestehen darin, dass die Regelfläche an dem Innenumfang der Ventilpatte entgegen der ersten Federkraft angeordnet ist, wenn diese an dem Überstand des Innenumfangs des Ventilkörpers abgestützt ist, oder an dem Außenumfang der Ventilplatte in Richtung der ersten Federkraft, wenn diese an dem Vorsprung abgestützt ist.Various Other design variants, the different constructive Constructions in similar Enable function, consist in that the ruled surface on the inner circumference of the valve plate against the first spring force is arranged, if this at the supernatant of the inner circumference of the valve body supported is, or on the outer circumference the valve plate in the direction of the first spring force when this supported by the lead is.

Weitere konstruktive Aufbauvarianten bestehen darin, dass die Regelfläche an einer in Richtung der ersten Federkraft liegenden Flanke des Vorsprungs am Stößel oder an einer entgegen der Richtung der ersten Federkraft liegenden Flanke des Überstandes am Ventilkörper angeordnet ist.Further constructive design variants are that the control surface on a in the direction of the first spring force flank of the projection on the plunger or in a direction opposite to the direction of the first spring force flank of the supernatant on the valve body is arranged.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to an embodiment with reference closer to the drawings explained. Show it:

1A bis 1C ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Druckminderungsventil eines Lenkungsdämpfers ausschnittsweise im Längsschnitt unter verschiedenen Strömungsbedingungen, 1A to 1C a first embodiment of a pressure reducing valve of a steering damper fragmentary in longitudinal section under different flow conditions,

2 eine Kennlinie einer mit dem erfindungsgemäßen Druckminderungsventil darstellbaren Drosselkurve, 2 FIG. 2 shows a characteristic of a throttle curve which can be represented with the pressure reduction valve according to the invention, FIG.

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines weiteren Druckminderungsventils, wobei im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach den 1A bis 1C eine Regelfläche am Ventilkörper ausgebildet ist, und eine Ventilplatte an einem Stößel abgestützt ist, 3 a further embodiment of another pressure reducing valve, wherein in contrast to the embodiment of the 1A to 1C a control surface is formed on the valve body, and a valve plate is supported on a plunger,

4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Druckminderungsventil, wobei im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach den 1A bis 1C die Regelfläche an der Ventilplatte ausgebildet ist und 4 a further embodiment of a pressure reducing valve, wherein in contrast to the embodiment of the 1A to 1C the control surface is formed on the valve plate and

5 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Druckminderungsventil, bei dem im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach den 1A bis 1C die Ventilplatte die Regelfläche aufweist und am Stößel abgestützt ist. 5 a further embodiment of a pressure reducing valve, wherein in contrast to the embodiment of the 1A to 1C the valve plate has the control surface and is supported on the plunger.

In den 1A bis 1C ist ein Ausschnitt eines Druckminderungsventils eines Lenkungsdämpfers in verschiedenen Arbeitsstellungen im Längsschnitt dargestellt, wobei ein in einem inneren Hohlraum eines Ventilkörpers 10 axial in Längsrichtung bewegbarer Stößel 11 relativ zu einer ihn vorzugsweise ringförmig umgebenden Ventilplatte 12 unterschiedliche Stellungen einnimmt, so dass sich unterschiedliche Strömungsquerschnitte im Spaltbereich zwischen einer Innenkontur der Ventilplatte 12 und einer eine Regelfläche 14 bildenden Außenkontur des Stößels 11 und damit verschiedene Querschnitte eines Hydraulik-Ölstroms 13 ergeben.In the 1A to 1C is a section of a pressure reducing valve of a steering damper in various working positions shown in longitudinal section, wherein one in an inner cavity of a valve body 10 axially movable in the longitudinal direction plunger 11 relative to a preferably annular surrounding valve plate 12 assumes different positions, so that different flow cross sections in the gap region between an inner contour of the valve plate 12 and one a ruled area 14 forming outer contour of the plunger 11 and thus different cross sections of a hydraulic oil flow 13 result.

Wie 1A zeigt, kann die Spaltbreite zwischen der Innenkontur der Ventilplatte 12 und der Regelfläche 14 in einer Endstellung des Stößels 11 und der Ventilplatte 12 in der diese gegen einen jeweiligen (nicht gezeigten) Anschlag gedrückt sind, einen vorgegebenen minimalen Strömungsquerschnitt zulassen oder alternativ auf den Wert Null begrenzt sein. Die Endstellung des Stößels 11 wird dabei mittels der Fe derkraft einer ersten Feder bzw. Ventilfeder 15 bewirkt, die dem Ölstrom 13 in dessen Hinströmrichtung gemäß den in 1A und 1B eingetragenen Strömungspfeilen entgegengerichtet ist. Die Ventilfeder 15 ist dabei einerseits an ihrem den Stößel 11 abstützenden Ende an einer flanschartigen Anschlagfläche eines nach außen tretenden, vorzugsweise ringförmigen Vorsprungs 17 des Stößels 11 und andererseits an einer (nicht gezeigten) Gegenanschlagsfläche abgestützt, die vorzugsweise ortsfest in dem Ventilkörper 10 ausgebildet ist. An der von der Ventilfeder 15 in Richtung der Federkraft abgewandten Flanke ist der Vorsprung 17 schräg bzw. konusförmig oder alternativ auch konvex oder konkav gekrümmt ausgebildet, wobei er sich entgegen der Richtung der Federkraft erweitert. Die Ventilplatte 12 ist mittels einer zweiten Feder in Form einer Rücklauffeder 16 gegen eine ebenfalls flanschartige Anschlagfläche bzw. einen Überstand 18 gedrückt und steht mit einem Abschnitt nach innen über den Überstand 18 bis (in der Ruhelage) an oder in die Nähe der Regelfläche 14 vor, um die minimale Spaltbreite zu definieren, wobei eine rundum laufende Kante der Ventilplatte 12 der Regelfläche 14 am nächsten liegt. Übersteigt der Strömungsdruck bzw. Fluiddruck die erste Federkraft in Hinströmrichtung, wird der Stößel 11 in Richtung des Pfeils s entgegen dieser Federkraft ausgelenkt, so dass sich die Spaltbreite bzw. der Strömungsquerschnitt vergrößert, wie 2 zeigt. Die gezeigte Kennlinie K entsteht durch das Zusammenspiel von Bypassöffnung und Federrate der Ventilfeder. In einem anderen Fall kann beispielsweise eine S-förmige Kennlinie erzeugt werden.As 1A shows, the gap width between the inner contour of the valve plate 12 and the rule surface 14 in an end position of the plunger 11 and the valve plate 12 in which they are pressed against a respective stop (not shown), allow a predetermined minimum flow cross-section or alternatively be limited to the value zero. The end position of the ram 11 is thereby by means of the Fe derkraft a first spring or valve spring 15 causes the oil flow 13 in the outflow direction according to the in 1A and 1B registered flow arrows is opposite. The valve spring 15 is on the one hand at her the plunger 11 supporting end on a flange-like abutment surface of an outwardly passing, preferably annular projection 17 of the plunger 11 and on the other hand supported on a counter stop surface (not shown), preferably fixed in the valve body 10 is trained. At the of the valve spring 15 in the direction of the spring force remote flank is the projection 17 formed obliquely or conically or alternatively convex or concave curved, wherein it widens against the direction of the spring force. The valve plate 12 is by means of a second spring in the form of a return spring 16 against a likewise flange-like stop surface or a supernatant 18 pressed and stands with a section inward over the supernatant 18 until (in the rest position) at or near the control surface 14 to define the minimum gap width, with an all-round edge of the valve plate 12 the rule surface 14 is closest. If the flow pressure or fluid pressure exceeds the first spring force in the outflow direction, the plunger becomes 11 deflected in the direction of the arrow s against this spring force, so that the gap width or the flow cross-section increases, such as 2 shows. The characteristic K shown is created by the interaction of bypass opening and spring rate of the valve spring. In another case, for example, an S-shaped characteristic can be generated.

Wie 1C zeigt, wird die Ventilplatte 12 bei einem Rückwärtsstrom des Hydrauliköls von ihrem an dem Überstand 18 gebildeten Anschlag entgegen der Federkraft der Rücklauffeder 16 wegbewegt, wenn der Öldruck in Rückwärtsrichtung die Federkraft der Rücklauffeder 16 übersteigt. Die Rücklaufbewegung ist in 1C mit einem Pfeil v gekennzeichnet, während die Bewegungsrichtung des Stößels 11 beim Hinstrom in 1B mit einem Pfeil s gekennzeichnet ist. Vorliegend ist die Federkraft der Ventilfeder 15 größer gewählt als die Federkraft der Rücklauffeder 16, so dass für den Hinstrom ein größerer Druck erforderlich ist, um den Spalt zu öffnen, als für dne Rückstrom. Durch den Spalt wird eine Bypassöffnung bis zu einer vorgebbaren Maximalgröße des Strömungsquerschnitts gebildet.As 1C shows, the valve plate 12 at a reverse flow of the hydraulic oil from her to the supernatant 18 stop formed against the spring force of the return spring 16 moved away when the oil pressure in the reverse direction, the spring force of the return spring 16 exceeds. The return movement is in 1C indicated by an arrow v, while the direction of movement of the plunger 11 when going in 1B marked with an arrow s. In the present case, the spring force of the valve spring 15 greater than the spring force of the return spring 16 so that a larger pressure is required for the outflow to open the gap than for the backflow. Through the gap, a bypass opening is formed up to a predefinable maximum size of the flow cross-section.

Durch die Federrate der Ventilfeder 15, die Regelfläche 14 und die Größe der Bypassöffnung wird eine spezifische Kennlinie für eine Drosselkurve erzeugt, die beispielsweise in 2 gezeigt ist. Der anstehende Ölstrom bzw. Öldruck ist in Ordinatenrichtung aufgetragen, während der Volumenstrom in Abszissenrichtung aufgetragen ist.By the spring rate of the valve spring 15 , the ruled surface 14 and the size of the bypass opening, a specific characteristic curve for a throttle curve is generated, for example, in FIG 2 is shown. The pending oil flow or oil pressure is plotted in the ordinate direction, while the volume flow is plotted in the abscissa.

Verschiedene Ausgestaltungsvarianten des Aufbaus zum Ändern des Strömungsquerschnitts bzw. der Bypassöffnung sind in den 3 bis 5 dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 3 ist die von der Ventilfeder 15 abgewandte Flanke des Vorsprungs 17 am Außenumfang des Stößels 11 ebenfalls als rechtwinklig zur Bewegungsachse verlaufende Anschlagsfläche für die Ventilplatte 12' ausgebildet, die bei diesem Ausführungsbeispiel mit der geringeren Federkraft der Rücklauffeder 16 gegenüber der Ventilfeder 15 also an dem Stößel 11 abgestützt ist und mit ihrem über den Vorsprung 17 hinausragenden Außenabschnitt den Spalt des Strömungsquerschnitts begrenzt, der andererseits durch die an der Innenseite des Ventilkörpers 10 an dem Überstand 18 ausgebildete Regelfläche 14' begrenzt ist. Dabei ist die Regelfläche 14 an der entgegen der Richtung der Federkraft der Ventilfeder 15 liegenden Flanke des Überstands 18 angeordnet und erweitert sich entgegen der Richtung der Federkraft, d.h. in Richtung des Hinstroms, wie in 3 gezeigt.Different design variants of the structure for changing the flow cross section or the bypass opening are in the 3 to 5 shown. According to the embodiment 3 is that of the valve spring 15 remote flank of the projection 17 on the outer circumference of the plunger 11 also as a right angle to the axis of movement extending stop surface for the valve plate 12 ' formed, in this embodiment, with the lower spring force of the return spring 16 opposite the valve spring 15 So on the plunger 11 is supported and with her over the lead 17 protruding outer portion bounded the gap of the flow cross-section, on the other hand by the on the inside of the valve body 10 on the supernatant 18 trained ruled area 14 ' is limited. Here is the rule surface 14 at the opposite to the direction of the spring force of the valve spring 15 lying flank of the supernatant 18 arranged and expands against the direction of the spring force, ie in the direction of the upward flow, as in 3 shown.

Im Unterschied zu 3 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach 4 die Ventilplatte 12 wiederum an dem an der Innenseite des Ventilkörpers 10 gebildeten Überstand 18 unter Wirkung der Rücklauffeder 16 angeschlagen und weist auf ihrer in Hinströmrichtung vorderen Flankenseite selbst die Regelfläche 14'' auf. Gegen die Regelfläche 14'' ragt der Vorsprung 17 von dem Außenumfang des Stößels 11 vor, um die Spaltbreite des Strömungsquerschnitts bzw. die Bypassöffnung zu begrenzen.In contrast to 3 is in the embodiment after 4 the valve plate 12 again on the inside of the valve body 10 formed supernatant 18 under the action of the return spring 16 posted and has on its front in the direction of flow flank side even the rule surface 14 '' on. Against the control surface 14 '' the projection sticks out 17 from the outer periphery of the plunger 11 in order to limit the gap width of the flow cross section or the bypass opening.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach 5 ist die Ventilplatte 12' wiederum mit der schwächeren Federkraft der Rücklauffeder 16 gegen eine in Hinströmrichtung hintere Anschlagfläche des Vorsprungs 17 gedrückt und weist selbst auf ihrer bezüglich der Hinströmrichtung abgelegenen Rückflanke die Regelfläche 14'' auf, die an einem vortretenden Außenabschnitt der Ventilplatte 12' ausgebildet ist. Zur Begrenzung des Strömungsquerschnitts bzw. der Bypassöffnung ragt ein Überstand 18 von der Innenseite des Ventilkörpers 10 zur Regelfläche 14'' vor.According to the embodiment 5 is the valve plate 12 ' again with the weaker spring force of the return spring 16 against a rear in the direction of flow stop surface of the projection 17 pressed and has even on its with respect to the inflow remote trailing edge of the control surface 14 '' on, at a vortretenden outer portion of the valve plate 12 ' is trained. To limit the flow cross section or the bypass opening protrudes a supernatant 18 from the inside of the valve body 10 to the control surface 14 '' in front.

Die Wirkungsweise zur Spaltvergrößerung in Hinströmrichtung einerseits und Rückströmrichtung andererseits kann wiederum mittels der Federkräfte der Ventilfeder 15 und der Rücklauffeder 16 in Abstimmung auf die Regelfläche 14' bzw. 14'' erfolgen, die entsprechend den zu steuernden Strömungen und Drücken ausgelegt werden. Mit diesen Maßnahmen wird eine Optimierung der Lenkungsdämpfung mit exakter Abstimmung erreicht. Beispielsweise bildet eine derartige Lenkungsdämpfung ein wesentliches Aggregat bei einer Zahnstangenlenkung.The mode of action for increasing the gap in the inflow direction on the one hand and the return flow direction on the other hand can again be achieved by means of the spring forces of the valve spring 15 and the return spring 16 in coordination with the control surface 14 ' respectively. 14 '' take place, which are designed according to the flows and pressures to be controlled. With these measures, an optimization of the steering damping is achieved with precise tuning. For example, forms such a steering damper is an essential aggregate in a rack and pinion steering.

Claims

Steering damper with a pressure reducing valve ( 1 ), one in a valve body ( 10 ) for varying a flow cross section movably mounted, acted upon by a first spring force ram ( 11 ), wherein for varying the flow cross-section an outer contour in the region of the outer periphery of the plunger ( 11 ) and an inner contour in the region of the inner circumference of the valve body ( 10 ) form a gap with a variable width in dependence on a pending fluid pressure, characterized in that the outer contour or the inner contour as obliquely or curved to the direction of movement of the plunger ( 11 ) against the first spring force outward expanding ruled surface ( 14 . 14 ' . 14 '' ) is formed, that the inner contour or the outer contour on a valve plate ( 12 . 12 ' ) is formed, which by means of a first spring force opposing second spring force on a supernatant ( 18 ) of the inner circumference of the valve body ( 10 ) or at a projection ( 17 ) of the outer periphery of the plunger ( 11 ) and that the plunger ( 11 ) is deflectable in a flow of the fluid against the first spring force and the valve plate ( 12 . 12 ' ) is deflectable at a return flow of the fluid against the second spring force.

Steering damper according to claim 1, characterized in that the gap width between the outer contour and the inner contour is set to a fluid-permeable minimum gap width or the value zero, when both the plunger ( 11 ) as well as the valve plate ( 12 . 12 ' ) by the first and second spring force in their stop position on the projection ( 17 ) or the supernatant ( 18 ) are brought.

steering damper according to claim 1 or 2, characterized in that the first spring force is higher than the second spring force is.

Steering damper according to one of the preceding claims, characterized in that the control surface ( 14 '' ) on the inner circumference of the valve plate ( 12 ) is disposed opposite to the first spring force, if this at the supernatant ( 18 ) of the inner circumference of the valve body ( 10 ) is supported, or on the outer circumference of the valve plate ( 12 ) in the direction of the first spring force, when this on the projection ( 17 ) is supported.

Steering damper according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control surface ( 14 . 14 ' ) at a lying in the direction of the first spring force flank of the projection ( 17 ) on the plunger ( 11 ) or at a side opposite to the direction of the first spring force flank of the supernatant ( 18 ) on the valve body ( 10 ) is arranged.