DE102014119039A1 - Pulsation damped power steering - Google Patents
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Abstract
Die Beschreibung umfasst eine Kugelmutterlenkung eines Fahrzeugs, umfassend: eine erste und eine zweite Zylinderkammer 1, 8 zur Aufnahme eines Fluids, eine erste Zuleitung 20 zur Leitung von Fluid von einer Pumpe zur ersten Zylinderkammer 1 und eine zweite Zuleitung zur Leitung von Fluid von der Pumpe zur zweiten Zylinderkammer 8, wobei die Kugelmutterlenkung eine Vorrichtung 4 zur Dämpfung und/oder Beruhigung von Pulsationen des Fluids umfasst, wobei das Fluid innerhalb der ersten und/oder der zweiten Zylinderkammer 1, 8 und/oder innerhalb der ersten und/oder der zweiten Zuleitung 2 angeordnet ist.The description includes a ball nut steering system of a vehicle comprising: first and second cylinder chambers 1, 8 for receiving a fluid, a first supply line 20 for conducting fluid from a pump to the first cylinder chamber 1, and a second supply line for conducting fluid from the pump to the second cylinder chamber 8, wherein the ball nut steering device comprises a device 4 for damping and / or calming pulsations of the fluid, wherein the fluid within the first and / or the second cylinder chamber 1, 8 and / or within the first and / or the second supply line 2 is arranged.
Description
GEBIET DER ERFINDUNG FIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kugelmutterlenkung zur Lenkung eines Fahrzeugs und ein Lenksystem für ein Fahrzeug. The present invention relates to a ball nut steering for steering a vehicle and a steering system for a vehicle.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
Im Stand der Technik sind Kugelmutterlenkungen bekannt. Diese Kugelmutterlenkungen weisen stets zwei Zylinderkammern mit unterschiedlichen Aufnahmevolumina für ein Fluid auf. Es gibt typischerweise eine Zylinderkammer mit kleinem Aufnahmevolumen und eine Zylinderkammer mit einem großen Aufnahmevolumen für das Fluid. In diese Zylinderkammern wird durch eine Pumpe, beispielsweise eine Verdrängerpumpe, das Fluid gepresst. Kugelmutterlenkungen are known in the prior art. These ball-nut steering systems always have two cylinder chambers with different receiving volumes for a fluid. There is typically a cylinder chamber with a small receiving volume and a cylinder chamber with a large receiving volume for the fluid. In these cylinder chambers, the fluid is pressed by a pump, such as a positive displacement pump.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
Der Betrieb der Pumpe hat stets eine Pulsation des Fluids zur Folge. Eine große Zylinderkammer weist hierbei eine höhere Dämpfung der Pulsationen im Vergleich zu einer kleinen Zylinderkammer auf. Durch die große Masse innerhalb der großen Zylinderkammer, ergibt sich eine größere Trägheit, die bessere Dämpfungseigenschaften zur Folge hat. Ferner weist das Fluid, beispielsweise wenn es sich um Hydrauliköl handelt, eine gewisse Menge Luft auf. Luft zeichnet sich durch eine hohe Elastizität und Kompressibilität aus und verbessert dadurch die Dämpfungseigenschaften des Fluids. Die große Zylinderkammer weist eine größere Menge Luft auf als die kleinere Zylinderkammer. Auch deswegen weist die kleinere Zylinderkammer eine vergleichsweise deutliche Pulsation auf. Eine Pulsation des Fluids kann sich über die mechanischen Verbindungen bis zum Lenkrad als Schwingung bzw. Vibration fortpflanzen. The operation of the pump always results in a pulsation of the fluid. A large cylinder chamber has a higher damping of the pulsations compared to a small cylinder chamber. Due to the large mass within the large cylinder chamber, there is a greater inertia, which has better damping properties. Furthermore, the fluid, for example, when it comes to hydraulic oil, a certain amount of air. Air is characterized by a high elasticity and compressibility, thereby improving the damping properties of the fluid. The large cylinder chamber has a larger amount of air than the smaller cylinder chamber. Also because of this, the smaller cylinder chamber has a comparatively clear pulsation. A pulsation of the fluid can propagate through the mechanical connections to the steering wheel as vibration or vibration.
Eine Aufgabe ist daher, eine Pulsation eines Fluids in einer Kugelmutterlenkung, insbesondere die Pulsation des Fluids der kleineren der beiden Zylinderkammern, weitgehend zu dämpfen oder zu unterdrücken. One object is therefore to substantially damp or suppress a pulsation of a fluid in a ball-nut steering, in particular the pulsation of the fluid of the smaller of the two cylinder chambers.
Als erste Ausführungsform der Erfindung wird eine Kugelmutterlenkung eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, umfassend: eine erste und eine zweite Zylinderkammer zur Aufnahme eines Fluids, eine erste Zuleitung zur Leitung von Fluid von einer Pumpe zur ersten Zylinderkammer und eine zweite Zuleitung zur Leitung von Fluid von der Pumpe zur zweiten Zylinderkammer, wobei die Kugelmutterlenkung eine Vorrichtung zur Dämpfung und/oder Beruhigung von Pulsationen des Fluids umfasst, wobei die Vorrichtung innerhalb der ersten und/oder der zweiten Zylinderkammer und/oder innerhalb der ersten und/oder der zweiten Zuleitung angeordnet ist. As a first embodiment of the invention there is provided a ball nut steering system of a vehicle comprising: first and second cylinder chambers for receiving a fluid, a first conduit for conducting fluid from a pump to the first cylinder chamber and a second conduit for conducting fluid from the first Pump to the second cylinder chamber, wherein the ball nut guide comprises a device for damping and / or calming pulsations of the fluid, wherein the device within the first and / or the second cylinder chamber and / or within the first and / or the second supply line is arranged.
Durch die Anordnung eines Dämpfungselements, beispielsweise einer Vorrichtung, die das Fluid eine langgestreckte Nut entlangführt, können Pulsationen, herrührend z.B. von einer Verdrängerpumpe zur Versorgung der Kugelmutterlenkung, reduziert werden. Schwingungen und/oder Vibrationen des Lenkrads durch Pulsationen des Fluids können so verhindert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann wahlweise einstückig integriert ohne Materialgrenzstelle zur Kugelmutterlenkung oder als Insert zur Nachrüstung ausgeführt sein. By arranging a damping element, for example a device, which guides the fluid along an elongated groove, pulsations resulting from e.g. from a positive displacement pump for supplying the ball nut steering, can be reduced. Vibrations and / or vibrations of the steering wheel by pulsations of the fluid can be prevented. The device according to the invention can optionally be integrally integrated without a material interface for ball nut steering or as an insert for retrofitting.
Als zweite Ausführungsform der Erfindung wird ein Lenksystem für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt, umfassend eine Kugelmutterlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 9. As a second embodiment of the invention, a steering system for a vehicle is provided, comprising a ball nut steering system according to one of
Beispielhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Exemplary embodiments are described in the dependent claims.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Kugelmutterlenkung zur Verfügung gestellt, wobei die erste Zylinderkammer ein geringeres Volumen zur Aufnahme des Fluids im Vergleich zur zweiten Zylinderkammer aufweist, wobei die Vorrichtung in der ersten Zylinderkammer und/oder der ersten Zuleitung angeordnet ist. According to an exemplary embodiment of the invention, a ball nut steering is provided, wherein the first cylinder chamber has a smaller volume for receiving the fluid compared to the second cylinder chamber, wherein the device is arranged in the first cylinder chamber and / or the first supply line.
Vorteilhafterweise wird die Vorrichtung in der kleineren Zylinderkammer und/oder an oder in der Zuleitung zu der kleineren Zylinderkammer angeordnet, da insbesondere an dem entsprechenden Fluid deutliche Pulsationen feststellbar sind. Advantageously, the device is arranged in the smaller cylinder chamber and / or on or in the supply line to the smaller cylinder chamber, as in particular significant pulsations can be detected on the corresponding fluid.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Kugelmutterlenkung zur Verfügung gestellt, wobei die Vorrichtung als langgestreckte gewindeähnliche Nut zur Leitung des Fluids ausgebildet ist. In a further embodiment of the invention, a ball nut steering is provided, wherein the device is designed as an elongated thread-like groove for guiding the fluid.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Kugelmutterlenkung zur Verfügung gestellt, wobei die Vorrichtung eine Erstreckung entlang ihrer Längsachse von 15mm bis 20mm und eine Wegstrecke für das Fluid von 150mm bis 350mm aufweist bzw. wobei die Vorrichtung eine Erstreckung entlang ihrer Längsachse von 30mm bis 40mm und eine Wegstrecke für das Fluid von 350mm bis 700mm aufweist und/oder wobei die Vorrichtung einen Nutquerschnitt von 16mm2 bis 38mm2 aufweist. According to another embodiment of the present invention, there is provided a ball nut steering system, the device having an extension along its longitudinal axis of 15mm to 20mm and a fluid path of 150mm to 350mm, and wherein the device extends 30mm along its longitudinal axis 40mm and a distance for the fluid from 350mm to 700mm and / or wherein the device has a groove cross-section of 16mm 2 to 38mm 2 .
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Kugelmutterlenkung zur Verfügung gestellt, wobei die Vorrichtung für das Fluid eine schlangenförmige und/oder mäanderförmige Wegausbildung darstellt. According to an exemplary embodiment of the invention, a ball nut steering is provided, wherein the device for the fluid constitutes a serpentine and / or meandering path formation.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Kugelmutterlenkung zur Verfügung gestellt, wobei innerhalb der Vorrichtung ein oder mehrere Hindernisse zur schlangenförmigen oder mäanderförmigen Ausbildung des Fluidstroms ausgebildet sind. According to a further embodiment of the present invention, a ball nut steering is provided, wherein within the device one or more obstacles to the serpentine or meandering formation of the fluid flow are formed.
Durch eine langgestreckte Ausbildung der Vorrichtung bzw. durch das Anordnen von Hindernissen wird das Fluid auf einer langen Wegstrecke zwangsgeführt, wodurch eine Beruhigung des Fluids erreicht werden kann. By an elongated design of the device or by the arrangement of obstacles, the fluid is forcibly guided over a long distance, whereby a calming of the fluid can be achieved.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Kugelmutterlenkung zur Verfügung gestellt, wobei die Vorrichtung als Vorkammer ausgestaltet ist. According to a further embodiment of the present invention, a ball nut steering is provided, wherein the device is designed as an antechamber.
Durch die Anordnung eines Fluidreservoirs in einer Vorkammer können Pulsationen durch die große Masse des Fluids in der Vorkammer gedämpft werden. Außerdem wird aufgrund der Elastizität und/oder Kompressibilität der im Fluid enthaltenen Luft, falls das Fluid aus Luft besteht bzw. falls das Fluid vorzugsweise Öl aufweist und einen geringen Anteil Luft umfasst, eine Dämpfungswirkung erzeugt. By arranging a fluid reservoir in a prechamber, pulsations can be damped by the large mass of fluid in the prechamber. In addition, due to the elasticity and / or compressibility of the air contained in the fluid, if the fluid consists of air or if the fluid preferably comprises oil and comprises a small amount of air, generates a damping effect.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Kugelmutterlenkung zur Verfügung gestellt, wobei die Vorrichtung zur Ausbildung einer Fluidstromrichtungsänderung, insbesondere einer 180°-Wende, ausgeformt ist. According to an exemplary embodiment of the invention, a ball nut steering is provided, wherein the device for forming a fluid flow direction change, in particular a 180 ° turn, is formed.
Durch eine Fluidstromrichtungsumkehr kann eine sehr effektive Beruhigung des Fluids erreicht werden. Through a fluid flow direction reversal, a very effective sedation of the fluid can be achieved.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Kugelmutterlenkung zur Verfügung gestellt, wobei die Vorrichtung als Insert ausgebildet ist und/oder eine Dichtung und/oder Stege mit einem Zwischenraum zur Aufnahme der Dichtung aufweist. According to an exemplary embodiment of the invention, a ball nut steering is provided, wherein the device is designed as an insert and / or has a seal and / or webs with a space for receiving the seal.
Durch die Ausbildung der Vorrichtung als Insert kann eine Nachrüstung einer Kugelmutterlenkung ermöglicht werden. Die Verwendung und/oder das Vorsehen einer Dichtung durch das Schaffen einer Aufnahme und von Stegen zur Fixierung der Dichtung stellen einen einwandfreien Betrieb des Inserts sicher. The design of the device as an insert retrofitting a ball nut steering can be made possible. The use and / or provision of a seal by providing a receptacle and webs for securing the seal ensure proper operation of the insert.
Als eine Idee der Erfindung kann angesehen werden, eine Dämpfung/Beruhigung des Fluids der Zylinderkammern einer Kugelmutterlenkung zu erreichen. Hierbei soll die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere zu einer Beruhigung des Fluids der kleineren der beiden Zylinderkammern führen, da dieses durch das geringere Fluidvolumen eher zu Pulsationen neigt. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung beispielsweise Hindernisse auf oder führt das Fluid auf eine langgestreckte Bahn, beispielsweise in Form einer langgestreckten gewindeähnlichen Nut, sodass das Fluid „Zeit zur Beruhigung“ hat. In einer alternativen Ausführung können Vorkammern angeordnet werden. Die Hindernisse bzw. das Fluid der Vorkammern nehmen durch Reibung Bewegungsenergie des durchströmenden Fluids auf, wodurch sich eine Dämpfung von Pulsationen ergibt. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann eine Fluidstromrichtungsumkehr (180°-Wende der Fluidstromrichtung) zu einer Dämpfung der Pulsationen des Fluids führen. Die Vorrichtung ist stets innerhalb der Kugelmutterlenkung angeordnet, um eine kompakte Bauweise sicherstellen zu können. As an idea of the invention can be considered to achieve a damping / calming of the fluid of the cylinder chambers of a ball nut steering. Here, the device according to the invention should in particular lead to a calming of the fluid of the smaller of the two cylinder chambers, since this tends to pulsations due to the smaller volume of fluid. According to the invention, for example, the device has obstacles or guides the fluid to an elongated path, for example in the form of an elongated thread-like groove, so that the fluid has "time to settle". In an alternative embodiment, prechambers can be arranged. The obstacles or the fluid of the antechambers absorb by friction kinetic energy of the fluid flowing through, resulting in an attenuation of pulsations. In another alternative embodiment, a fluid flow direction reversal (180 ° turn of the fluid flow direction) may result in a damping of the pulsations of the fluid. The device is always disposed within the ball nut steering in order to ensure a compact design.
Die einzelnen Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen. Of course, the individual features can also be combined with each other, which can also be partially beneficial effects that go beyond the sum of the individual effects.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Es zeigen: Further details and advantages of the invention will become apparent from the embodiments illustrated in the drawings. Show it:
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS
Es sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen“ weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff „ein“ und „eine“ mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt. It should be noted that the term "comprising" does not exclude other elements or method steps, just as the term "a" and "an" does not exclude multiple elements and steps.
Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird. The reference numerals used are for convenience of reference only and are not to be considered as limiting, the scope of the invention being indicated by the claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- kleinere Zylinderkammer smaller cylinder chamber
- 2 2
- Vorkammer antechamber
- 3 3
- Zuleitung supply
- 4 4
- Vorrichtung zur Dämpfung Device for damping
- 5 5
- Fluidstrom fluid flow
- 6 6
- Fluidstrom fluid flow
- 7 7
- Fluidstrom fluid flow
- 8 8th
- größere Zylinderkammer larger cylinder chamber
- 9 9
-
Abschnitt der Leitung
20 zur Zylinderkammer1 Section of thepipe 20 to thecylinder chamber 1 - 10 10
- Dichtungen seals
- 11 11
- Lenkventil steering valve
- 12 12
- Verdrängerpumpe displacement
- 13 13
- Steg web
- 14 14
- Raum zur Aufnahme einer Dichtung Space for receiving a seal
- 15 15
- Drossel throttle
- 16 16
- Fluidstrom fluid flow
- 17 17
- Hindernis obstacle
- 18 18
- Motor zum Antreiben der Verdrängerpumpe Motor for driving the positive displacement pump
- 19 19
- Vorkammer antechamber
- 20 20
- Leitung management
- 21 21
- Bohrung für Fluid Drilling for fluid
- 22 22
- Nut für Fluid Groove for fluid
- 23 23
- Vollmaterial solid material
- 24 24
- Tank für Fluid Tank for fluid
- 25 25
- Fluidstrom fluid flow
Claims (10)
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