DE1167669B

DE1167669B - Power steering for vehicles, in particular for motor vehicles

Info

Publication number: DE1167669B
Application number: DED37248A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Franz Behles
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1961-10-17
Filing date: 1961-10-17
Publication date: 1964-04-09

Description

Servolenkung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die.Erfindung betrifft eine Servolenkung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der aus einem Behälter das die Servokraft liefernde Druckmittel durch eine Pumpe entnommen und im ständigen Umlauf zu den Organen der Servolenkung gefördert wird und von diesen wieder in den Behälter zurückfließt und bei der diesem Kreislauf ein Speicher zugeordnet ist, aus welchem der Kreislauf kurzzeitig gespeist werden kann.Power steering for vehicles, in particular for motor vehicles. The invention relates to a power steering for vehicles, in particular for motor vehicles, in which the pressure medium supplying the servo force is taken from a container by a pump and is promoted in constant circulation to the organs of the power steering and by these flows back into the container and a memory is assigned to this cycle is from which the circuit can be briefly fed.

Bei einer bekannten Servolenkung der vorstehenden Art ist der Speicher in Abhängigkeit vom Weg des Steuerschiebers der Servolenkung zuschaltbar. Dies hat den Nachteil, daß die Zuschaltung des Speichers erst durch Bewegung des Steuerschiebers der Lenkung (d. h. also durch Drehen des Lenkrades) veranlaßt werden muß. Außerdem arbeitet die Pumpe dort ständig gegen den Speicherdruck.In a known power steering of the above type, the memory Can be activated depending on the path of the control slide of the power steering. this has the disadvantage that the storage is only switched on by moving the control slide the steering (i.e. by turning the steering wheel) must be caused. aside from that the pump works there constantly against the accumulator pressure.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, diesen Nachteil zu vermeiden. Sie löst diese Aufgabe dadurch, daß bei den eingangs erwähnten Lenkungen in der Zuflußleitung von der Pumpe zu dem Steuerschieber der Servolenkung ein Vorschaltventil angeordnet ist, durch das beim Unterschreiten einer bestimmten Pumpenmindestförderung und in Abhängigkeit von dieser der bisher durch das Vorschaltventil abgeschaltete Speicher selbsttätig mit der Zuflußleitung von der Pumpe zum Steuerschieber der Lenkung verbindbar ist.The object of the invention is to avoid this disadvantage. She solves this task in that in the aforementioned steering in the inflow line A pilot valve is arranged from the pump to the control slide of the power steering is due to the fact that when a certain minimum pump delivery is not reached and in Depending on this, the memory previously switched off by the upstream valve automatically connectable with the supply line from the pump to the control slide of the steering is.

Nach der Erfindung kann die Pumpe sehr klein dimensioniert werden. Das im Bedarfsfall benötigte Überschußöl kann jederzeit vom Speicher nachgeliefert werden, und zwar in Abhängigkeit vom Weg des Vorschaltventils, d. h. also in Abhängigkeit von der Pumpenförderung. Der Vorteil der COlumlauflenkung - das schnelle Ansprechen - bleibt dabei voll erhalten.According to the invention, the pump can be made very small. The excess oil, which is required if necessary, can be replenished from the storage facility at any time depending on the path of the ballast valve, d. H. so depending from the pump delivery. The advantage of the circulating oil steering - the quick response - is retained in full.

Es sind noch andere Speicheranordnungen im Zusammenhang mit Servolenkungen bekannt, jedoch kann dort der Speicher nur andere Nebenaggregate speisen. Außerdem handelt es sich dort um keine Servolenkung mit ständigem Druckmittelumlauf. Bei einer anderen Lenkung sind Pumpe und Speicher beim Lenken stets gleichzeitig angeschlossen, während sonst die Pumpe abgeschaltet wird. Hierdurch wird also auf die Vorteile der Umlauflenkung verzichtet.There are other memory arrangements associated with power steering known, but there the storage can only feed other ancillary units. aside from that there is no power steering with constant pressure medium circulation. at another steering system, the pump and accumulator are always connected at the same time when steering, while the pump is otherwise switched off. So this will take advantage of the benefits the circulating steering is dispensed with.

Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist das Vorschaltventil selbst zugleich als ein im Normalbetrieb wirksamer Mengenregler für die Pumpe ausgebildet und die vom Speicher herführende Leitung ist vor diesem Mengenregler an das Vorschaltventil angeschlossen. Nach der Erfindung besteht das zugleich den Mengenregler bildende Vorschaltventil aus einem an sich bekannten mehrstufigen Kolbenventil und einem ebenfalls an sich bekannten Kugelventil, welches in der vom Speicher herführenden Leitung angeordnet ist und in einer Endstellung des Kolbenventils von diesem aufgestoßen wird.In an expedient further development of the inventive concept, that is Upstream valve itself at the same time as a flow regulator effective in normal operation designed for the pump and the line leading from the memory is in front of this Flow regulator connected to the upstream valve. According to the invention that exists at the same time the flow regulator forming upstream valve from a multi-stage known per se Piston valve and a ball valve also known per se, which is in the from Memory leading line is arranged and in an end position of the piston valve is pushed open by this.

Der Ventilkolben des als Mengenregler dienenden Vorschaltventils ist als an sich bekannter Differentialkolben mit zwei treppenartig angeordneten Stufen ausgebildet, wobei seiner großen Stirnfläche eine gegebenenfalls einstellbare Feder zugeordnet ist, während seine kleine Stirnfläche dem Kugelventil zugekehrt und mit einem Zapfen zum Aufstoßen desselben versehen ist.The valve piston of the upstream valve serving as a flow regulator is as a known differential piston with two steps arranged like a staircase formed, with its large end face an optionally adjustable spring is assigned, while its small end face facing the ball valve and with a pin is provided for opening the same.

Der Anschluß der von der Pumpe kommenden Zuflußleitung mündet in an sich bekannter Weise in einen. ersten Zylinderraum, dessen Durchmesser der kleinen Stufe des Differentialkolbens entspricht und welcher dessen kleine Stirnfläche aufnimmt. Dieser erste Zylinderraum ist durch eine Drosselbohrung im Differentialkolben in an sich bekannter Weise mit einem dritten Zylinderraum verbunden, dessen Durchmesser in ebenfalls an sich bekannter Weise der großen Stirnfläche des Differentialkolbens entspricht und aus welchem die Zuflußleitung zu den Organen der Servolenkung weiterführt.The connection of the inflow line coming from the pump opens into as is known in a. first cylinder space, the diameter of which is the small Level corresponds to the differential piston and which receives its small face. This first cylinder chamber is in through a throttle bore in the differential piston In a known manner connected to a third cylinder chamber, the diameter of which in a manner also known per se of the large end face of the differential piston corresponds and from which the inflow line continues to the organs of the power steering.

Die kleine Stufe am Differentialkolben ist zwischen seiner kleinen Stirnfläche und der als Differenzfläche wirkenden größeren Stufe angeordnet und dient als Steuerkante für den Mengenregler. Der die größere Stufe aufnehmende zweite Zylinderraum ist in an sich bekannter Weise durch eine Leitung mit dem Behälter verbunden. Der Zapfen an der kleinen Stirnfläche des Differentialkolbens reicht zum Aufstoßen des Kugelventils mit radialem Spiel durch eine Bohrung hindurch, welche das Kugelventil mit dem ersten Zylinderraum des Kolbenventils verbindet.The small step on the differential piston is between its small Front face and the larger step acting as a differential area arranged and serves as a control edge for the flow regulator. The second one, taking up the larger stage The cylinder space is in a manner known per se through a line with the container tied together. The pin on the small face of the differential piston is sufficient to open the ball valve with radial play a hole through which connects the ball valve with the first cylinder space of the piston valve.

Bei aufgestoßenem Kugelventil muß das Druckmittel tatsächlich in die Zuflußleitung gelangen. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß die kleine Stirnfläche des Differentialkolbens oder ihre Anlagefläche im Gehäuse durch Anschläge oder Kanäle unterbrochen und so der Durchfluß des Druckmittels vom Kugelventil durch die Bohrung in den ersten Zylinderraum auch dann möglich ist, wenn sich der Differentialkolben in seiner dem Kugelventil näherliegenden Endstellung befindet.When the ball valve is pushed open, the pressure medium must actually be in the Arrive inflow line. For this purpose, the invention provides that the small Front face of the differential piston or its contact surface in the housing by means of stops or channels interrupted and so the flow of pressure medium from the ball valve through the bore in the first cylinder chamber is also possible when the differential piston is in its end position closer to the ball valve.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 eine Servolenkung im Schema mit Schnitt durch das Vorschaltventil und F i g. 2 Einzelheiten des Vorschaltventils in der Stellung als Mengenregler.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, namely, FIG. 1 a power steering in the scheme with a section through the pilot valve and F i g. 2 Details of the upstream valve in the position as a flow regulator.

Nach F i g. 1 wird eine nicht näher dargestellte Servolenkung 10 von einer Pumpe 11 mit Druckmittel, z. B. Drucköl, versorgt. Die Pumpe il entnimmt das Öl einem Behälter 12 und führt es - durch die Leitung 13 einem Vorschaltventil 14 zu, von welcher das Öl durch die Leitung 15 den Organen der Servolenkung 10 zufließt. Von dieser wird es durch die Leitung 16 drucklos in den Behälter 12 zurückgeführt.According to FIG. 1 is a not shown power steering 10 by a pump 11 with pressure medium, for. B. pressure oil, supplied. The pump il takes the oil from a container 12 and feeds it - through the line 13 to a series valve 14, from which the oil flows through the line 15 to the organs of the power steering system 10. From this it is returned to the container 12 through the line 16 without pressure.

Der Servolenkung 10 ist noch ein Druckmittelspeicher 17 zugeordnet, der in an sich bekannter Art und Weise aufgebaut sein kann. Er ist durch eine Leitung 18 mit dem Vorschaltventil 14 verbunden. Zum Füllen des Speichers 17 dient eine Füllpumpe 19, welche das Öl dem Behälter 12 entnimmt. Diese spricht automatisch an, d. h., sobald der Speicherdruck unter einen bestimmten Wert sinkt, wird er durch die Füllpumpe 19 wieder aufgefüllt. Zum Antrieb beider Pumpen kann der Antriebsmotor des Fahrzeuges dienen.The power steering 10 is also assigned a pressure medium accumulator 17, which can be constructed in a manner known per se. It is connected to the series valve 14 by a line 18 . A filling pump 19, which takes the oil from the container 12, is used to fill the reservoir 17. This responds automatically, that is, as soon as the storage pressure falls below a certain value, it is refilled by the filling pump 19. The drive motor of the vehicle can be used to drive both pumps.

Das Vorschaltventil besteht aus zwei Gruppen, nämlich aus einem mehrstufigen Kolbenventil 20 und einem Kugelventil 21, die im gemeinsamen Gehäuse 22 baulich zusammengefaßt sind. Beide sind einander entgegengesetzt angeordnet. Zum Kugelventil führt die Leitung 18 vom Speicher 17, während die Zuflußleitung 13 zum Kolbenventil 20 führt, von dem aus auch die Leitung 15 zu den Organen der Servolenkung 10 weitergeführt ist.The series valve consists of two groups, namely a multi-stage piston valve 20 and a ball valve 21, which are structurally combined in the common housing 22. Both are arranged opposite one another. The line 18 leads to the ball valve from the reservoir 17, while the inflow line 13 leads to the piston valve 20 , from which the line 15 is also continued to the organs of the power steering 10 .

Im Kugelventil 21 drückt eine Feder 24 - welche gegebenenfalls einstellbar sein kann - die Kugel 23 auf ihren Sitz 25. Die Leitung 18 mündet mittels der Anschlußbohrung 26 in den Raum 27 vor dem Kugelventil, welcher auch die Feder 24 aufnimmt.In the ball valve 21 , a spring 24 - which may be adjustable if necessary - presses the ball 23 onto its seat 25. The line 18 opens by means of the connection bore 26 into the space 27 in front of the ball valve, which also receives the spring 24.

Das Kolbenventil 20 wird durch einen Differentialkolben 28 mit zwei Stufen gebildet, dessen große Stirnfläche 29 dem Kugelventil 21 abgewandt und vermittels einer Feder 30 - welche gegebenenfalls einstellbar sein kann - an einem Gehäusedeckel 31 abgestützt ist. Entgegengesetzt zur großen Stirnfläche 29 liegt die dem Kugelventil 21 zugekehrte kleine Stirnfläche 32, auf welcher ein Zapfen 33 zum Aufstoßen des Kugelventils 21 angeordnet ist. Dieser Zapfen 33 ragt durch eine Bohrung 34 hindurch, welche das Kugelventil 21 mit dem Kolbenventil verbindet. In der dargestellten Stellung befindet sich der Differentialkolben 28 in seiner linken Endlage, d. h., das Kugelventil 21 ist durch den Zapfen 33 aufgestoßen. Der Zapfen 33 hat einen kleineren Durchmesser als die Bohrung 34, so daß das Öl durch diesen Ringspalt fließen kann. Die kleine Stirnfläche 32 ist durch Kanäle 35 unterbrochen, welche das Öl in den ersten Zylinderraum 36 weiterleiten, an welchen auch die Zuflußleitung 13 vermittels der Anschlußbohrung 37 angeschlossen ist. Dieser erste Zylinderraum entspricht im Durchmesser der ersten Stufe 38 des Differentialkolbens 28. Der Durchmesser der zweiten Stufe 39 bestimmt einen zweiten Raum 40, an welchen vermittels der Anschlußbohrung 41 eine Leitung 42 angeschlossen ist, die zum Behälter zurückführt. Die zweite Stufe 39 des Differentialkolbens 28 dient als Differenzfläche. Die erste Stufe 38 dient als Steuerkante für den Mengenregler, dessen Funktion später noch beschrieben wird. Aus dem ersten Zylinderraum 36 führt eine Drosselbohrung 43 und eine Längsbohrung 44 im Stufenkolben 28 in einen dritten Zylinderraum 45, der die große Stirnfläche 29 des Stufenkolbens 28 aufnimmt und aus dem die Leitung 15 zu den Organen der Seivolenkung 10 weiterführt.The piston valve 20 is formed by a differential piston 28 with two stages, the large end face 29 of which faces away from the ball valve 21 and is supported on a housing cover 31 by means of a spring 30 - which can optionally be adjustable. Opposite to the large end face 29 is the small end face 32 facing the ball valve 21 , on which a pin 33 for pushing open the ball valve 21 is arranged. This pin 33 protrudes through a bore 34 which connects the ball valve 21 with the piston valve. In the position shown, the differential piston 28 is in its left end position, that is, the ball valve 21 has been pushed open by the pin 33. The pin 33 has a smaller diameter than the bore 34 so that the oil can flow through this annular gap. The small end face 32 is interrupted by channels 35 which convey the oil into the first cylinder chamber 36, to which the inflow line 13 is also connected by means of the connection bore 37. This first cylinder chamber corresponds in diameter to the first step 38 of the differential piston 28. The diameter of the second step 39 defines a second chamber 40, to which a line 42 is connected by means of the connection bore 41, which leads back to the container. The second stage 39 of the differential piston 28 serves as a differential area. The first stage 38 serves as a control edge for the volume regulator, the function of which will be described later. A throttle bore 43 and a longitudinal bore 44 in the stepped piston 28 lead from the first cylinder chamber 36 into a third cylinder chamber 45, which receives the large end face 29 of the stepped piston 28 and from which the line 15 continues to the organs of the self-steering 10 .

F i g. 2 zeigt däs Vorschaltventil 14 in seiner normalen Funktion als Mengenregler. Die Servolenkung 10 befindet sich z. B. in ihrer Mittellage, so daß sie keinen Öldruck benötigt. Die Pumpe 11 fördert Öl durch die Zuflußleitung 13 und die Anschlußbohrung 37 in den ersten Zylinderraum 36. Von diesem strömt es unter einem den Leitungswiderständen entsprechenden Druckabfall durch die Drosselbohrung 43 und die Längsbohrung 44 in den nicht mehr dargestellten dritten Zylinderraum 45 und fließt von dort über die Leitung 15 der Lenkung zu. Das Oberschußöl fließt über die als Steuerkante wirkende erste Stufe 38 in den zweiten Raum 40 und von dort durch die Anschlußbohrung 41 und die Leitung 42 drucklos in den Behälter zurück. Die Feder 30 auf der großen Stirnfläche des Stufenkolbens 28 und die Drosselbohrung 43 bestimmen den Druck im Kreislauf.F i g. 2 shows the series valve 14 in its normal function as a flow regulator. The power steering 10 is located, for. B. in its central position, so that it does not require any oil pressure. The pump 11 conveys oil through the inflow line 13 and the connection bore 37 into the first cylinder chamber 36. From this it flows under a pressure drop corresponding to the line resistances through the throttle bore 43 and the longitudinal bore 44 into the third cylinder chamber 45 (not shown) and overflows from there the line 15 to the steering. The excess oil flows through the first step 38, which acts as a control edge, into the second space 40 and from there through the connection bore 41 and the line 42 back into the container without pressure. The spring 30 on the large end face of the stepped piston 28 and the throttle bore 43 determine the pressure in the circuit.

Wird die Lenkung aus der Mittellage heraus nach rechts oder links eingeschlagen, so wird entsprechend dem Einschlag bzw. der Lenkkraft in der Servolenkung 10 ein bestimmter Druck aufgebaut. Dieser Druck wirkt nun auch in den Räumen 45 und 36. Infolge der gegen Null entlasteten Differenzfläche verstärkt er also die Feder 30 durch entsprechenden Druck auf die große Stirnfläche 29. Dadurch steigt der Druck im Raum 36 und die Zuflußmenge durch die Drosselbohrung 43 und die Bohrung 44 zur Lenkung.If the steering is turned to the right or left from the central position, a certain pressure is built up in the power steering 10 according to the turning or the steering force. This pressure now also acts in spaces 45 and 36. As a result of the differential area relieved towards zero, it strengthens the spring 30 by applying appropriate pressure to the large end face 29. This increases the pressure in space 36 and the flow rate through the throttle bore 43 and the bore 44 for steering.

Reicht die Fördermenge der Pumpe 11 nicht mehr aus, um die angeforderte Ölmenge zu liefern, so wird beim hohen Druckanstieg der Differentialkolben 28 in seine in F i g. 1 dargestellte linke Endstellung gedrückt. Dadurch wird mit dem Zapfen 33 das Kugelventil 21 aufgestoßen, und aus dem Speicher 17 strömt nun über Leitungen bzw. Bohrungen 18, 26, 27, 34 und 35 eine zusätzliche Ölmenge in den ersten Zylinderraum 36. Von hier aus gelangt sie auf dem bereits beschriebenen Weg durch die Drosselbohrung 43 zur Lenkung. Diese Zuspeisung hält nur so lange an, wie der hohe Druckanstieg im Raum 45 den Differentialkolben 28 in der linken Endstellung fest-; hält. Ist das nicht mehr der Fall, so geht der Differentialkolben 28 wieder nach rechts und nimmt die bereits beschriebene Funktion als Mengenregler entsprechend den Druckverhältnissen und den vorgegebenen Federspannungen bzw. Drosselwirkungen wieder auf.If the delivery rate of the pump 11 is no longer sufficient to deliver the required amount of oil, the differential piston 28 will move into its position shown in FIG. 1 depicted left end position pressed. As a result, the ball valve 21 is pushed open with the pin 33, and an additional amount of oil now flows from the reservoir 17 via lines or bores 18, 26, 27, 34 and 35 into the first cylinder chamber 36. From here it reaches the one already described Path through the throttle bore 43 to the steering. This feed lasts only as long as the high pressure increase in space 45 holds the differential piston 28 in the left end position; holds. If this is no longer the case, the differential piston 28 moves to the right again and resumes the function already described as a quantity regulator in accordance with the pressure conditions and the specified spring tensions or throttling effects.

Claims

Claims: 1. Power steering for vehicles, in particular for motor vehicles, in which the pressure medium supplying the servo power is taken from a container by a pump and is conveyed in constant circulation to the organs of the power steering and from these flows back into the container and in which this circuit a memory is assigned from which the circuit can be fed for a short time, characterized in that a series valve (14) is arranged in the inflow line (13, 15) from the pump (11) to the control slide of the power steering (10) , through which when falling below a certain minimum pump delivery and depending on this, the memory (17) previously switched off by the upstream valve can be automatically connected to the inflow line (13, 15) from the pump to the control slide of the steering.

2. Power steering according to claim 1 and with a flow regulator in the inflow line, characterized in that the pilot valve (14) itself is designed at the same time as a flow regulator effective in normal operation for the pump (11) and the line (18) leading from the memory (17) is connected to the upstream valve (14) upstream of this flow regulator.

3. Power steering according to claim 2, characterized in that the upstream valve (14), which at the same time forms the flow regulator, consists of a multi-stage piston valve (20) and a ball valve (21) which is also known per se and which is in the memory (17) leading line (18) is arranged and in one end position of the piston valve (20) is pushed open by this.

4. Power steering according to claim 3, characterized characterized in that the valve piston of the flow regulator as a known differential piston (28) formed with two steps (38 and 39) arranged like a staircase and his a possibly adjustable spring (30) is assigned to a large end face (29), while its small end face (32) facing the ball valve (21) and with a Pin (33) is provided for pushing open the same.

5. Power steering according to claim 4, characterized in that the inflow line (13) coming from the pump (11) opens in a manner known per se into the first cylinder space (36), the diameter of which the small step (38) of the differential piston and which corresponds to its small Receives end face (32).

6. Power steering according to claim 5, characterized in that that this first cylinder chamber (36) through a throttle bore (43) in the differential piston (28) is connected in a manner known per se to a third cylinder space (45), whose diameter is also known per se of the large stage of the differential piston corresponds to and from which the inflow line (15) to the organs of the power steering (10) continues.

7. Power steering according to claims 5 and 6, characterized in that the small step (38) is arranged between the small end face (32) and the larger step (39) acting as a differential area and serves as the control edge of the flow regulator and the larger step (39) receiving the second cylinder space (40) is connected in a manner known per se by a line (42) to the container (12). B.

Power steering according to Claims 4 to 7, characterized in that that the pin (33) extends with radial play through a bore (34) which connects the ball valve with the first cylinder space (36) of the piston valve.

9. Power steering according to one of claims 3 to 8, characterized in that the small end face (32) of the differential piston (28) or its contact surface in the housing is interrupted by stops or channels (35) and so the flow of pressure medium from the ball valve (21) through the bore (34) in the first cylinder chamber (36) is also possible when the differential piston (28) is in its end position closer to the ball valve. Considered publications: German Auslegeschriften No. 1009 035, 1021735, 1. 036 650.