DE1288930B - Hydraulic power steering - Google Patents
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- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
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- B62D5/24—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application for worm type
Description
1 21 2
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hilfskraft- mit den Nuten der äußeren Hülse zusammenlenkung,
insbesondere für Straßenkraftfahrzeuge, mit wirkende Rippen aufweist, wobei die Steuereinricheinem
Lenkgetriebe, welches einen in der Lenksäule tung mit offener Mitte arbeitet,
ausgestalteten Arbeitszylinder, eine in den Arbeits- Die Erfindung ist an Hand eines in der ZeichnungThe invention relates to a hydraulic auxiliary steering joint with the grooves of the outer sleeve, in particular for road vehicles, with acting ribs, the control device having a steering gear which operates a device in the steering column with an open center,
designed working cylinder, one in the working The invention is based on one in the drawing
zylinder eindringende Lenkspindel und eine mit dem 5 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Gewinde dieser Lenkspindel im Eingriff stehende, mit Es zeigtcylinder penetrating steering spindle and one with the 5 illustrated embodiment explained in more detail. Thread of this steering shaft engaged, with it showing
der gelenkten Achse in momentübertragender Ver- F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Hilfskraftbindung stehende Lenkmutter aufweist, die aus zwei lenkung,the steered axle in torque-transferring control. 1 shows a longitudinal section through an auxiliary power binding has standing steering nut, which consists of two steering,
ineinandergepaßten und als Steuerelementpaar aus- Fig. 2 den Längsschnitt nach der Linie II-II infitted into one another and as a pair of control elements from Fig. 2 shows the longitudinal section along the line II-II in
gebildeten Hülsen besteht, von denen die äußere io Fig. 1,formed sleeves, of which the outer io Fig. 1,
Hülse den zylindrischen Kolben bildet, der gegen F i g. 3 den Querschnitt nach der Linie III-III inSleeve forms the cylindrical piston, which against F i g. 3 shows the cross section along the line III-III in
Drehen gesichert ist. F i g. 2 undTurning is secured. F i g. 2 and
Es sind bereits hydraulische Hilfskraftlenkungen F i g. 4 den Querschnitt nach der Linie IV-IV inThere are already hydraulic power steering systems F i g. 4 shows the cross section along the line IV-IV in
bekannt, bei denen ein Teil der Lenksäule als Ar- F i g. 2.known, in which part of the steering column as Ar- F i g. 2.
beitszylinder ausgebildet ist. Der im Arbeitszylinder 15 Der Arbeitszylinder 1 einer Hilfskraftlenkung ist
unter dem Flüssigkeitsdruck verschiebbare Kolben an einem Ende mit einem eine Lenkwelle 4, einen
wirkt auf eine mit ihm gelenkig verbundene Schub- Kurbelarm 5 und eine Schubstange 6 enthaltenden
stange ein, die über einen Kurbelarm die Lenkwelle Lenkgehäuseunterteil 7 verbunden,
verschwenkt. Die Druckflüssigkeit wird in die beiden Das andere Ende des Arbeitszylinders 1 ist mitis formed work cylinder. The in the working cylinder 15 The working cylinder 1 of a power steering system is displaceable under the fluid pressure piston at one end with a steering shaft 4, one acts on an articulated push-crank arm 5 and a push rod 6 containing rod, which via a crank arm the steering shaft Steering housing lower part 7 connected,
pivoted. The pressure fluid is in the two The other end of the working cylinder 1 is with
Druckräume des Arbeitszylinders durch einen Steuer- so einem Lenkgehäuseoberteil 10 verbunden, der die schieber geleitet, der beim Drehen des Lenkhandrads Lagerung einer Lenkspindel 12 und einen Rückflußdurch den als Lenkmutter arbeitenden, mit Gewinde raum 13 enthält.Pressure chambers of the working cylinder connected by a control so a steering housing upper part 10, which the Slide passed, the storage of a steering spindle 12 and a Rückflußdurch when turning the steering handwheel working as a steering nut, with thread space 13 contains.
versehenen Teil der Lenkschnecke verschoben wird. Im Arbeitszylinder 1 sind zwei ineinandergepaßteprovided part of the steering worm is moved. In the working cylinder 1 are two nested
Infolge der Gewindeverbindung zwischen Lenk- Hülsen 2 und 3 vorgesehen. Die mit einem Futter 18 handrad und Steuerschieber muß das Lenkhandrad 25 versehene äußere Hülse 2 ist als Kolben ausgebildet, schon für eine kleine Bewegung des Steuerschiebers an beiden Enden mit Dichtungsringen 16 versehen relativ weit eingeschlagen werden, d. h., die Lenk- und in den Arbeitszylinder 1 eingepaßt. Gegen Verhilfskraft setzt mit Verzögerung ein, was uner- drehen ist die Hülse 2 durch den an ihrem Deckel 9 wünscht ist. angeschlossenen Kurbeltrieb 5, 6 festgelegt. Das mitAs a result of the threaded connection between steering sleeves 2 and 3 provided. Those with a lining 18 handwheel and control slide must the steering handwheel 25 provided outer sleeve 2 is designed as a piston, Equipped with sealing rings 16 at both ends for a small movement of the control slide be driven relatively far, d. i.e., the steering and working cylinders 1 fitted. Against auxiliary workers commences with a delay, which is not rotated by the sleeve 2 on its cover 9 wishes is. connected crank mechanism 5, 6 set. That with
Bei dieser bekannten Hilfskraftlenkung ist ferner 30 Gewinde versehene Ende der Lenkspindel ist mit der Lenkfühlkolben im Arbeitskolben eingebaut und dem Innengewinde der inneren als Lenkmutter ausmit dem Steuerschieber in Reihe geschaltet. Über gebildeten Hülse 3 im Eingriff. Die beiden Hülsen 2 diesen Fühlkolben wird dem Fahrer der Lenkwider- und 3 sind durch die Deckel der äußeren Hülse 2 stand vermittelt. Infolge der Gewindeverbindung zum über Druckkugellager gegeneinander in Achsrichtung Lenkhandrad muß der Fühlkolben recht groß ausge- 35 festgelegt.In this known power steering is also provided with 30 thread end of the steering spindle the steering sensing piston is built into the working piston and the internal thread of the inner one is used as a steering nut connected in series with the control spool. About formed sleeve 3 in engagement. The two sleeves 2 This sensing piston is the driver of the steering resistance and 3 are through the cover of the outer sleeve 2 stand conveyed. As a result of the threaded connection to the thrust ball bearings against each other in the axial direction Steering handwheel, the feeler piston must be quite large.
führt werden, was unvorteilhaft ist. In die Hülse 2 ragen tangential angeordnet undwhich is unfavorable. In the sleeve 2 protrude tangentially and
Bei einer anderen bekannten Hilfskraftlenkung ist einander gegenüberliegend zwei Anschlagbuchsen 36 die sich mit dem Lenkhandrad drehende Lenkmutter und 38 hinein. Die innere Hülse 3 ist so ausgearbeitet, mit einer Rippe versehen, die sich beim Drehen des daß die beiden Anschlagbuchsen 36 und 38 eine Lenkhandrads in Umfangsrichtung und auch in Achs- 40 Nase 41 der inneren Hülse 3 einschließen und diese richtung bewegt. Durch die Umfangsbewegung sich in der äußeren Hülse 2 nur in begrenztem Maß werden Steuerschieber betätigt, die zugleich dazu verdrehen kann.In another known power steering system, there are two stop bushings 36 opposite one another the steering nut and 38 rotating with the steering wheel. The inner sleeve 3 is worked out so provided with a rib that when turning that the two stop sleeves 36 and 38 one Steering handwheel enclose in the circumferential direction and also in the axis 40 nose 41 of the inner sleeve 3 and this moving direction. Due to the circumferential movement in the outer sleeve 2 only to a limited extent control slide is actuated, which can also be turned at the same time.
dienen, dem Fahrer den Lenkwiderstand zu über- Die beiden Anschlagbuchsen 36 und 38 greifenserve to override the steering resistance of the driver. The two stop bushings 36 and 38 engage
mitteln. Die herausragende Rippe der Lenkmutter zur Festlegung mit Vorsprüngen 40 in Nuten 39 der wird auch während der axialen Bewegung an die 45 äußeren Hülse 2 ein. Beim Drehen der Lenkspindel Anschlagfläche des Steuerschiebers gedrückt. 12 wird infolge der Gewindeverbindung zunächst dieaverage. The protruding rib of the steering nut lays down with projections 40 in grooves 39 of the is also attached to the 45 outer sleeve 2 during the axial movement. When turning the steering shaft The stop surface of the control spool is pressed. 12 is due to the threaded connection initially the
Bei dieser bekannten Hilfskraftlenkung werden die innere Hülse 3 in der äußeren Hülse 2 so weit ver-Lenkkräfte durch sich gegeneinander bewegende dreht, bis die Nase 41 gegen eine Anschlagbuchse 36 Bauteile übertragen, so daß die Reibungskräfte er- bzw. 38 anschlägt. Hiernach verschieben sich beide heblich sind. Auch ist der Raumbedarf dieser Hilfs- 50 Hülsen 2 und 3 gemeinsam im Arbeitszylinder 1 in kraftlenkung groß, und es stellt sich leicht uner- axialer Richtung, so daß von der äußeren Hülse aus wünschtes Spiel ein. der Kurbeltrieb 5, 6 betätigt und die Lenkwelle 4In this known power steering, the inner sleeve 3 in the outer sleeve 2 are so far ver-steering forces by moving against each other until the nose 41 against a stop bushing 36 Components transferred so that the frictional forces he or 38 strikes. After that, both shift are substantial. The space required for these auxiliary sleeves 2 and 3 is also common in the working cylinder 1 in Power steering large, and it turns out slightly un-axial direction, so that from the outer sleeve desired game. the crank mechanism 5, 6 is actuated and the steering shaft 4
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, gedreht werden. Diese Betätigung entspricht einer
eine hydraulische Hilfskraftlenkung der eingangs ge- mechanischen Lenkung ohne Hilfskraft,
nannten Art zu schaffen, die nur geringes Spiel und 55 In der Mitte des Futters 18 der Hülse 2 sind einwenig
Reibung aufweist sowie einen geringeren ander gegenüberliegend zwei längslaufende, in Achs-Raumbedarf
hat. Ferner soll die Hilfskraftlenkung so richtung an beiden Enden abgeschlossene Nuten 19
empfindlich sein, daß schon kleine Bewegungen des und 29 vorgesehen. Die Nut 19 ist durch eine radiale
Lenkhandrads große Änderungen des Durchfluß- Bohrung 17 mit einem zwischen der Außenfläche der
querschnitts für die Druckflüssigkeit ergeben. 60 Hülse 2 und der Innenwand des Arbeitszylinders 1The invention is therefore based on the object of being rotated. This actuation corresponds to a hydraulic power steering of the initially mechanical steering without power,
called type to create the only little play and 55 In the middle of the chuck 18 of the sleeve 2 are a little friction and has a smaller opposite two longitudinal, in axis space requirements. Furthermore, the power steering should be sensitive to the direction of closed grooves 19 at both ends that even small movements of the and 29 are provided. The groove 19 is produced by a radial steering handwheel large changes in the flow bore 17 with a cross-section between the outer surface for the pressure fluid. 60 sleeve 2 and the inner wall of the working cylinder 1
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch ge- befindlichen Raum 15 verbunden, an den mittels löst worden, daß die zwei Hülsen gegeneinander in eines Einlasses 14 die Druckseite der Pumpe an-Achsrichtung festgelegt sind, daß ferner auf der geschlossen ist. Die an den Enden der Hülse 2 beFläche der inneren Längsbohrung der äußeren Hülse findlichen Räume 8 und 11 stehen durch je eine in Achsrichtung Nuten vorgesehen sind und die 65 Längsbohrung 25 bzw. 27 und je eine radiale Bohinnere Hülse über das Gewinde mit der Lenkspindel rung 24 bzw. 26 mit der Bohrung der äußeren Hülse 2 im Eingriff steht und daß die äußere zylindrische in Verbindung. Die beiden Bohrungen 24 und 26 Mantelfläche der inneren Hülse in Achsrichtung zwei sind so versetzt, daß die Nuten 19 bzw. 29 zwischenAccording to the invention, this task is connected to the space 15 located by means of solves that the two sleeves against each other in an inlet 14 the pressure side of the pump on-axial direction are stipulated that is also closed on the. The surface at the ends of the sleeve 2 the inner longitudinal bore of the outer sleeve sensitive spaces 8 and 11 are each through one grooves are provided in the axial direction and the 65 longitudinal bores 25 and 27 and one radial boring inside each Sleeve over the thread with the steering spindle tion 24 or 26 with the bore of the outer sleeve 2 is engaged and that the outer cylindrical in connection. The two holes 24 and 26 The outer surface of the inner sleeve in the axial direction two are offset so that the grooves 19 and 29 between
ihnen liegen. Die innere Hülse 3 trägt außen einander gegenüberliegend zwei längslaufende Rippen 3«. Dadurch gebildete Teilringräume 22 und 23 sind in Achsrichtung an beiden Enden abgeschlossen. Die Breite der Rippen 3 α ist kleiner als die Breite der Nuten 19 und 29. Durch die eine Rippe (F i g. 3, unten) geht eine radiale Bohrung 31 hindurch, die zu einem Innenraum 32 der inneren Hülse 3 führt, die ihrerseits durch eine Längsbohrung 33 und Querbohrungen 34 in der Lenkspindel 12 mit dem Rückflußraum 13 und der Saugseite der Pumpe verbunden ist.them lie. The inner sleeve 3 carries two longitudinal ribs 3 ″ opposite one another on the outside. Partial annular spaces 22 and 23 thus formed are closed off at both ends in the axial direction. The width of the ribs 3 α is smaller than the width of the grooves 19 and 29. A radial bore 31 passes through one rib (FIG. 3, bottom), which leads to an interior 32 of the inner sleeve 3, which in turn is connected by a longitudinal bore 33 and transverse bores 34 in the steering shaft 12 with the return flow space 13 and the suction side of the pump.
Die Anschlagbuchsen 36 und 38 halten die innere Hülse 3 über ihre Nase 41 in einer Stellung, bei der die Rippen 3 α auf die Nuten 19 und 29 ausgerichtet sind. Hierbei sind zwischen den Kanten der Rippen 3 α und den Nuten 19 und 29 gleich große Spalten 20 und 21 bzw. 28 und 30 vorhanden. Verdreht sich die Hülse 3 in der einen oder anderen Richtung bis zum Anschlagen an den Buchsen 36 bzw. 38, schließen sich die entsprechenden Spalten 20 und 30 bzw. 21 und 28 zwischen den Rippen 3 a und den Nuten 19 bzw. 29, wogegen die anderen Spalten größer werden.The stop bushings 36 and 38 hold the inner sleeve 3 via its nose 41 in a position in which the ribs 3 α are aligned with the grooves 19 and 29. Here, gaps 20 and 21 or 28 and 30 of the same size are present between the edges of the ribs 3 α and the grooves 19 and 29. If the sleeve 3 rotates in one direction or the other until it hits the sockets 36 and 38, the corresponding gaps 20 and 30 or 21 and 28 close between the ribs 3 a and the grooves 19 and 29, respectively other columns become larger.
Die Hilfskraftlenkung arbeitet wie folgt: Befindet sich die innere Hülse 3 gegenüber der äußeren Hülse 2 in der Mittelstellung, so sind die Spalten 20 und 21 bzw. 28 und 30 gleichmäßig offen. Der von der Pumpe gelieferte ölstrom gelangt durch die Bohrung 17 der Hülse 2 in die eine Nut 19 und teilt sich an der hier stehenden Rippe 3 a, so daß er durch die beiden Teilringräume 22 bzw. 23 zur anderen Nut 29 strömt. Der an dieser Stelle wieder vereinigte ölstrom geht durch die radiale Bohrung 31 der hier stehenden Rippe 3 α in den Innenraum 32 und weiter in den Rückflußraum 13, d. h. zur Saugseite der Pumpe zurück.The power steering works as follows: If the inner sleeve 3 is in the middle position in relation to the outer sleeve 2, the gaps 20 and 21 or 28 and 30 are evenly open. The oil flow supplied by the pump passes through the bore 17 of the sleeve 2 into the one groove 19 and divides at the rib 3 a standing here, so that it flows through the two partial annular spaces 22 and 23 to the other groove 29. The oil flow reunited at this point goes through the radial bore 31 of the rib 3 α standing here into the interior 32 and further into the reflux chamber 13, ie back to the suction side of the pump.
Wird das Lenkhandrad nach links gedreht, verdreht sich mit dem Drehen der Spindel 12 die innere Hülse 3 gegenüber der äußeren Hülse 2, so daß sich die Spalten 21 und 28 zwischen den Rippen 3 α und den Nuten 19 bzw. 29 schließen. Der Ölstrom wird also nicht mehr geteilt, sondern geht als Ganzes in den Teilringraum 22 auf der einen Seite. Da der von hier aus in die andere Nut 29 führende Spalt 28 auch geschlossen ist, kann das Öl nicht in den Innenraum 32 gelangen. Der Teilringraum 22 steht aber durch die radiale Bohrung 24 und die Längsbohrung 25 der äußeren Hülse 2 mit dem einen zylindrischen Raum 8 des Arbeitszylinders 1 in Verbindung, so daß das Öl in diesen Raum strömt und die als Kolben arbeitende äußere Hülse 2 in F i g. 1 nach rechts verschiebt.If the steering wheel is turned to the left, the inner sleeve 3 rotates relative to the outer sleeve 2 with the rotation of the spindle 12, so that the gaps 21 and 28 between the ribs 3 α and the grooves 19 and 29 close. The oil flow is therefore no longer divided, but rather goes as a whole into the partial annulus 22 on one side. Since the gap 28 leading from here into the other groove 29 is also closed, the oil cannot get into the interior 32. The partial annular space 22 is, however, connected through the radial bore 24 and the longitudinal bore 25 of the outer sleeve 2 with the one cylindrical space 8 of the working cylinder 1, so that the oil flows into this space and the outer sleeve 2, which works as a piston, is shown in FIG . 1 shifts to the right.
Der andere Teilringraum 23 wird in gleicher Weise mit der anderen Nut 29 und dem anderen Zylinderraum 11 über die Radial- und Längsbohrungen 26 bzw. 27 verbunden, so daß das durch die Verschiebung der Hülse 2 verdrängte Öl aus dem Zylinderraum 11 in den Rückflußraum 13 gelangt. Die unsymmetrische Einstellung der Rippen 3 α gegenüber den Nuten 19 bzw. 29 bleibt so lange erhalten, wie die Lenkspindel 12 gedreht wird und dabei die Hülse 2 durch den Öldruck axial verschoben wird.The other partial annular space 23 is in the same way with the other groove 29 and the other cylinder space 11 connected via the radial and longitudinal bores 26 and 27, respectively, so that the displacement The oil displaced in the sleeve 2 passes from the cylinder chamber 11 into the reflux chamber 13. the asymmetrical setting of the ribs 3 α with respect to the grooves 19 and 29 is retained as long as how the steering spindle 12 is rotated while the sleeve 2 is axially displaced by the oil pressure.
Hört das Drehen der Lenkspindel 12 auf, so bewirkt das einlaufende Öl die axiale Verschiebung der Hülse 12 nur noch so lange, bis sich infolge der nunmehr bewegungslosen Lenkspindel 12 die innere Hülse aus ihrer verschwenkten Stellung zurückgedreht hat.If the turning of the steering spindle 12 stops, the incoming oil causes the axial displacement of the Sleeve 12 only until the inner Has rotated the sleeve back from its pivoted position.
Beim Lenken nach rechts ergeben sich die entsprechend entgegengesetzten Bewegungen.When steering to the right, the corresponding opposite movements result.
Das Innere der in die äußere Hülse 2 eingesetzten Anschlagbuchsen 36 und 38 ist durch Kanäle 43 zum Außenmantel der Hülse 2 hin offen. In die Anschlagbuchsen 36 und 38 sind Fühlkolben 35 bzw. 37 eingesetzt, deren Längsmittelachse also zum Umfang der äußeren Mantelfläche der inneren Hülse 3 tangential angeordnet ist. Die Fühlkolben stehen unter WirkungThe interior of the stop bushings 36 and 38 inserted into the outer sleeve 2 is through channels 43 for The outer jacket of the sleeve 2 is open. Sensing pistons 35 and 37 are inserted into the stop bushings 36 and 38, whose longitudinal center axis is tangential to the circumference of the outer circumferential surface of the inner sleeve 3 is arranged. The sensing pistons are under action
ίο von Federn 42, so daß sie an der Nase 41 anliegen. Zusätzlich zu dieser Nase 41 ist noch eine zweite Anschlagnase 44 vorhanden, die sich auf der Innenseite der äußeren Hülse 2 befindet. Bei der vorgesehenen Anordnung können sich die Fühlkolben 35 und 37 aus ihrer durch die Anschlagnase 44 gegebenen Normalstellung nur nach außen bewegen, wobei die jeweilige Feder 42 zusammengedrückt wird. Außer der Federkraft wirkt auf die Fühlkolben noch der von der Pumpe gelieferte Öldruck ein, durch den dieίο of springs 42 so that they rest against nose 41. In addition to this nose 41, there is also a second stop nose 44, which is located on the inside the outer sleeve 2 is located. With the intended arrangement, the sensing pistons 35 and 37 only move outward from their normal position given by the stop lug 44, with the respective spring 42 is compressed. In addition to the spring force, the piston also acts on the feeler piston oil pressure supplied by the pump through which the
ao Fühlkolben ebenfalls gegen die Nasen 41 bzw. 44 gedrückt werden.ao feeler piston also pressed against lugs 41 and 44, respectively will.
Beim Lenken drückt die Nase 41 der gedrehten Hülse 3 den einen Fühlkolben 37 nach außen, wobei die Feder 42 zusammengedrückt wird. Die auf den Fühlkolben 37 wirkenden Kräfte, zusammengesetzt aus der Federkraft und dem Öldruck, müssen überwunden werden. Da der Öldruck dem jeweils im Arbeitszylinder herrschenden Öldruck gleich ist, der wieder dem zu überwindenden Lenkwiderstand entspricht, ist die auf die Nase 41 ausgeübte Reaktionskraft dem jeweiligen Lenkwiderstand verhältnisgleich. Aus der Beschreibung ergibt sich, daß durch Verdrehen der inneren Hülse 3 der Ölstrom unmittelbar durch die Rippen 3 α gegenüber den Nuten 19 bzw. 29 gesteuert wird. Schon bei der kleinsten Verdrehung der inneren Hülse 3 entsteht dabei eine starke Änderung des Durchflußquerschnitts, d. h., die Hilfskraftlenkung ist sehr empfindlich und arbeitet mit ganz geringem Spiel. Die eingebauten Fühlkolben sind klein und können daher ohne weiteres in die äußere Hülse 2 eingesetzt werden.When steering, the nose 41 of the rotated sleeve 3 pushes the one sensing piston 37 outward, the spring 42 being compressed. The forces acting on the sensing piston 37, composed of the spring force and the oil pressure, must be overcome. Since the oil pressure is the same as the oil pressure prevailing in the working cylinder, which again corresponds to the steering resistance to be overcome, the reaction force exerted on the nose 41 is proportional to the respective steering resistance. From the description it follows that by turning the inner sleeve 3, the oil flow is controlled directly through the ribs 3 α with respect to the grooves 19 and 29, respectively. Even with the slightest rotation of the inner sleeve 3, there is a strong change in the flow cross-section, ie the power steering is very sensitive and works with very little play. The built-in sensing pistons are small and can therefore be easily inserted into the outer sleeve 2.
Claims (2)
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Applications Claiming Priority (2)
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