DE1655316C3

DE1655316C3 - Hydraulic power steering

Info

Publication number: DE1655316C3
Application number: DE1966T0032616
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.- Ing. 6092 Kelsterbach Hertell; Fritz Dipl.-Phys. 6079 Buchschlag Ostwald
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1966-11-29
Filing date: 1966-11-29
Publication date: 1980-02-14
Also published as: DE1655316B2; DE1655316A1

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Servolenkung für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a hydraulic power steering for vehicles according to the preamble of Claim 1.

Bei bekannten derartigen hydraulischen Servolenkungen für Fahrzeuge müssen die Ventilkörper im ersten Stadium ihrer Bewegung zunächst die Rücklaufbohrungen verschließen, bevor die eigentliche Druckzufuhr zum Hydromotor beginnen kann. Die bekannte hydraulische Servolenkung weist daher systembedingt einen bestimmten, nicht zu vermeidenden und verhältnismäßig großen Totgang in der Lenkung auf. Außerdem ist an der bekannten Fahrzeug-Servolenkung nachteilig, daß sie mit zwei von einander getrennten Elektromagneten arbeiten muß (US-PS 54 737).In known such hydraulic power steering systems for vehicles, the valve body must be in In the first stage of their movement, first close the return bores before the actual pressure supply to the hydraulic motor can begin. The known hydraulic power steering therefore has system-related a certain, unavoidable and relatively large backlash in the steering. In addition, the known vehicle power steering is disadvantageous in that it has two of each other separate electromagnet must work (US-PS 54 737).

Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, eine hydraulische Servolenkung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der der Totgang der Lenkung wesentlich herabgesetzt ist.The aim of the invention is therefore to provide a hydraulic power steering system of the type mentioned at the beginning To create a species in which the steering lost motion is significantly reduced.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Maßnahmen des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 vorgesehen. Auf diese Weise ist entweder bereits der Verbindungsweg zum Rücklauf beim Beginn einer Lenkbewegung von vornherein verschlossen oder er wird durch eine geringfügige Bewegung des Ankers, welche durch kleinste Drehmomente auslösbar ist, in die Schließstellung bewegt. Für das Verschließen des Verbindungswegs zum Rücklauf ist also keine oder nur eine minimale Lenkradbewegung erforderlich. Auf diese Weise wird der Totgang der Lenkung auf ein Minimum herabgesetzt. To solve this problem, the measures of the characterizing part of claim 1 are provided. In this way, the connection path to the return is either already at the beginning of a steering movement locked from the outset or it is closed by a slight movement of the anchor, which by Smallest torques can be triggered, moved into the closed position. For closing the connection path No or only a minimal steering wheel movement is therefore required to return. That way will the backlash of the steering reduced to a minimum.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.Advantageous further developments of the inventions are characterized by the subclaims.

Bei der besonders vorteilhaften Ausführungsform 4^r) nach Anspruch 5 ist der Verbindungsweg zum Rücklauf von vornherein verschlossen, so daß bei einer Lenkradbetätigung sogleich die eigentliche Ventilkörperbetätigung erfolgen kann.In the particularly advantageous embodiment ^4r ) according to claim 5, the connection path to the return is closed from the outset, so that the actual valve body actuation can take place immediately when the steering wheel is actuated.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch ■j<> 6 wird erreicht, daß auch bei durch den Anker verschlossener Ventilkörperbohrung ein Nachsaugen von Druckmittel aus dem Behälter bei Lenkbetätigungen möglich ist, die mit minimalem Kraftaufwand erfolgen, d. h. keine Hilfskraftunterstützung erfordern.
« Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigtThe advantageous further development according to claim 6 ensures that even when the valve body bore is closed by the armature, pressure medium can be sucked out of the container during steering operations that are carried out with minimal effort, ie do not require any auxiliary power.
«The invention is described below, for example, with reference to the drawing; in this shows

F i g. 1 eine schematische Ansicht einer hydraulischen Servolenkung für Kraftfahrzeuge undF i g. 1 is a schematic view of a hydraulic power steering for motor vehicles and

Fig.2 eine schematische Ansicht einer abgewandel-W) ten Ausführungsform.Fig. 2 is a schematic view of a modified W) th embodiment.

Die Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug weist ein Lenkrad 1, ein Lenkgetriebe 2, einen Lenkstockhebel 3, eine gestrichelt dargestellte Vorderachse 4, eine Spurstange 5, Räder 6 und einen elektrischen Geber 7 ir. auf. Der Geber 7 kann an einer Lenksäule 8, am Lenkstockhebel 3 oder an einer anderen geeigneten Stelle der Lenkeinrichtung angebracht werden. Der Geber 7 kann auch nachträglich an einer bereitsThe steering device for a motor vehicle has a steering wheel 1, a steering gear 2, a pitman arm 3, a front axle 4 shown in dashed lines, a tie rod 5, wheels 6 and an electrical transmitter 7 ir. on. The transmitter 7 can be on a steering column 8, on the pitman arm 3 or on another suitable one Place of the steering device are attached. The encoder 7 can also be added to an already

vorhandenen Lenkung angebracht werden.existing steering to be attached.

Der elektrische Geber 7 ist in den einen Zweig einer elektrischen Brückenschaltung 11 geschaltet, die von einer Spannungsquelle 12 gespeist wird und einen Brückenstrom abgibt, dessen Größe urd Richtung von der Größe und Richtung des Drehmomentes in der Fahrzeuglenkung abhängt Zur Verstärkung dieses Stromes kann der Brückenschaltung 11 ein elektrischer Verstärker i3 nachgeschaltet sein.The electrical transmitter 7 is in one branch electrical bridge circuit 11 switched, which is fed by a voltage source 12 and one Bridge current, the magnitude of which is in the direction of the size and direction of the torque in the vehicle steering depends to reinforce this The bridge circuit 11 can be an electrical current Amplifier i3 be connected downstream.

An der Sprungstange 5 greift ein doppelt wirkender hydraulischer Hydromotor 9 mittels einer Kolbenstange *0 an, welche als Lenkungsstoßdämpfer ausgebildet sein kann.A double-acting hydraulic hydraulic motor 9 engages the jump bar 5 by means of a piston rod * 0, which are designed as steering shock absorbers can.

Zur Speisung der hydraulischen Servolenkung ist eine Pumpe 14 vorgesehen, die vom Fahrzeugmotor oder von einem Elektromotor angetrieben wird. Die Pumpe 14 saugt Druckmittel aus einem Vorratsbehälter 18 an und lädt über ein Ladeventil 15 und ein Rückschlagventil 16 einen Speicher 17auf.To feed the hydraulic power steering is a Pump 14 is provided, which is driven by the vehicle engine or by an electric motor. The pump 14 sucks in pressure medium from a storage container 18 and loads via a loading valve 15 and a check valve 16 has a memory 17.

Der Speicher 17 steht über eine Druckleitung 19 mit >o einem Magnet-Steuerventil 41 nach F i g. 1 bzw. 42 nach F i g. 2 in Verbindung.The memory 17 is via a pressure line 19 with> o a solenoid control valve 41 according to FIG. 1 or 42 according to FIG. 2 in connection.

In beiden Ausführungsformen ist das Magnet-Steuerventil 41 bzw. 42 mit einer Längsbohrung versehen, in der zwei koaxial liegende Ventilkörper 20 und 21 im 2', Abstand voneinander gleitbar angeordnet sind. An jedem Ende der Längsbohrung des Ventils 41,42 ist ein Stirnraum 23 vorgesehen, der über eine Arbeitsleitung 29 bzw. 30 mit einem zugehörigen Arbeitsraum des Hydromotors 9 in Verbindung steht.In both embodiments, the solenoid control valve 41 or 42 is provided with a longitudinal bore in which two coaxially located valve bodies 20 and 21 are slidably arranged at a distance of 2 'from one another. At each end of the longitudinal bore of the valve 41, 42 an end space 23 is provided which is connected to an associated work space of the hydraulic motor 9 via a working line 29 or 30.

Die Ventilkörper 20,21 ragen mit ihrem einen Ende in die Stirnräume 23 hinein und sind hier mit einer kegelförmigen Erweiterung versehen. Durch eine Feder 28 werden die Ventilkörper 20 und 21 in ihre Schließstellungen vorgespannt. Nahe der kegelförmigen jί Erweiterung weist jeder Ventilkörper 20, 21 einen Ringraum 22 auf, der mit der Druckleitung 19 in Verbindung stehi. Weiterhin ist jeder Ventilkörper 20, 21 mit einer Durchgangsbohrung 27 versehen.The valve body 20,21 protrude with one end in the end spaces 23 and are provided here with a conical widening. By a feather 28, the valve bodies 20 and 21 are biased into their closed positions. Near the conical jί Extension, each valve body 20, 21 has an annular space 22 which is connected to the pressure line 19 in Connection Furthermore, each valve body 20, 21 provided with a through hole 27.

Nach F i g. 1 ist zwischen den beiden Ventilkörpern to 20,21 ein Anker 31 axial beweglich im Abstand von den Stirnseiten 24 der Ventilkörper 20, 21 angeordnet. Der Anker 31 weist einen geringeren Durchmesser auf als die Längsbohrung des Ventils und wird durch Federn 25, die je auf einem verjüngten Vorsprung der Ventilkörper r. 20, 21 sitzen, zwischen den Ventilkörperstirnseiten 24 zentrisch gehalten. Im Bereich des verjüngten Vorsprungs der Ventilkörper 20,21 ist die Axialbohrung des Ventils über einen Rücklauf 39 mit dem Vorratsbehälter 18 verbunden. w According to FIG. 1, an armature 31 is arranged axially movably at a distance from the end faces 24 of the valve bodies 20, 21 between the two valve bodies to 20, 21. The armature 31 has a smaller diameter than the longitudinal bore of the valve and is supported by springs 25, which are each on a tapered projection of the valve body r. 20, 21 sit, held centrally between the valve body end faces 24. In the area of the tapered projection of the valve bodies 20, 21, the axial bore of the valve is connected to the storage container 18 via a return 39. w

Eine in dem Magnet-Steuerventil 41 im Bereich des Ankers 31 angeordnete Spule 26 ist mit dem elektrischen Geber 7 über den Verstärker 13 und die Brücksnschaltung 11 verbunden.A coil 26 arranged in the solenoid control valve 41 in the area of the armature 31 is connected to the electrical transmitter 7 connected via the amplifier 13 and the bridge circuit 11.

Beim Drehen der Lenksäule 8 wird folglich die Spule ■ ·■ 26 entsprechend der Richtung und Größe des Lenkdrehmoments von Strom durchflossen, wodurch der Anker 31 entsprechend in Achsrichtung verschoben wird. Nach F i g. 1 bewirkt diese Verschiebung nach der einen oder anderen Seite durch Aufsetzen des Ankers wi auf die jeweilige Stirnfläche 24 eines der beiden Ventilkörper 20,21, daß die zentrale Bohrung 27 in dem entsprechenden Ventilkörper verschlossen, während die andere weiter geöffnet wird. Steigt die elektrische Erregung durch einen entsprechenden Strom in der b5 Spule 26 genügend an, so wird einer der Ventilkörper 20 oder 21 gegen die Wirkung der jeweiligen Feder 28 verschoben, so daß der Speicherdruck aus dem Ringraum 22 in den jeweiligen Stirnraum 23 und von dort über die Arbeitsleitung 29 bzw. 30 in die entsprechende Kammer des Hydromotors 9 zur Lenkunterstützung gelangt Das aus dem Hydromotor 9 verdrängte Rücklauföl fließt über die jeweilige andere Arbeitsleitung 29 bzw. 30 durch die Bohrung des nicht von dem Anker 31 verschobenen Ventilkörpers 20 bzw. 21 durch einen Rücklauf 39 zu dem Vorratsbehälter 18.When the steering column 8 is rotated, the coil consequently becomes ■ · ■ 26 according to the direction and size of the steering torque of current flowing through it, whereby the armature 31 is shifted accordingly in the axial direction. According to FIG. 1 causes this shift after one or the other side by placing the anchor wi on the respective end face 24 of one of the two valve bodies 20,21 that the central bore 27 in the corresponding valve body closed while the other is opened further. The electric increases Excitation by a corresponding current in the b5 coil 26 is sufficiently high, one of the valve bodies 20 becomes or 21 shifted against the action of the respective spring 28, so that the accumulator pressure from the Annular space 22 into the respective end space 23 and from there via the working line 29 or 30 into the The corresponding chamber of the hydraulic motor 9 for the steering assistance arrives from the hydraulic motor 9 displaced return oil flows via the respective other working line 29 or 30 through the bore of the not Valve body 20 or 21 displaced by armature 31 through a return 39 to storage container 18.

Bei Änderung der Richtung des Lenkdrehmomentes ändert sich entsprechend die Bewegungsrichtung des Ankers 31 und damit die Betätigungsrichtung.When the direction of the steering torque changes, the direction of movement of the changes accordingly Armature 31 and thus the direction of actuation.

Bei der Ausführungsform nach Fig.2 ist der Magnetanker 43 zweiteilig ausgebildet Er besteht aus zwei Teilen 34, 34a, die durch eine zwischen ihnen liegende Feder 35 derart vorgespannt werden, so daß die beiden Stirnflächen 36 und 37 der Teile 34 und 34a zur Anlage an die Stirnflächen 24 der Ventilkörper 20, 21 gebracht werden. Durch Bohrungen 38 in den Teilen 34 und 34a ist sichergestellt, daß durch den Anker 43 hindurch ein Druckausgleich erfolgtIn the embodiment of Figure 2 is the Magnetic armature 43 designed in two parts It consists of two parts 34, 34a, which are connected by one between them lying spring 35 are biased so that the two end faces 36 and 37 of the parts 34 and 34a to be brought into contact with the end faces 24 of the valve bodies 20, 21. Through holes 38 in the parts 34 and 34a it is ensured that a pressure equalization takes place through the armature 43

Aufgrund eines durch ein Lenkdrehmoment hervorgerufenen Stromdurchflusses in der Spule 26 verschiebt der Anker 43 einen der Ventilkörper 20, 21 gegen die Feder 28 axial, so daß dort das Druckmittel über den Ringraum 22 in den Stirnraum 23 und dann durch die jeweilige Arbeitsleitung 29 bzw. 30 in die entsprechende Kammer des Hydromotors 9 strömt. Durch den Rückfluß des Druckmittels in der anderen Arbeitsleitung 29 bzw. 30 über den Raum 23 und die Bohrung 27 des anderen Ventilkörpers 20, 21 wird der jeweilige Körper 34 bzw. 34a des Ankers 43 entgegen dem Druck der Feder 35 von der Stirnfläche des entsprechenden Ventilkörpers 20,21 abgehoben, so daß das Druckmittel durch die Bohrungen 38 und den Anker 43 zum Rücklauf 39 abfließen kann.Shifts due to a current flow in the coil 26 caused by a steering torque the armature 43 one of the valve bodies 20, 21 against the spring 28 axially, so that there the pressure medium on the Annular space 22 into the end space 23 and then through the respective working line 29 or 30 into the corresponding one Chamber of the hydraulic motor 9 flows. Due to the backflow of the pressure medium in the other working line 29 and 30 via the space 23 and the bore 27 of the other valve body 20, 21 is the respective Body 34 or 34a of the armature 43 against the pressure of the spring 35 from the end face of the corresponding Valve body 20,21 lifted so that the pressure medium through the bores 38 and the armature 43 to return 39 can drain.

Nach Fig. 1 und 2 ist weiterhin eine zwischen die hydraulischen Hin- und Rückflußleitungen 29, 30 geschaltete Nebenschlußleitung 33,40 mit eingeschalteten Rückschlagventilen 32 vorgesehen, die mit dem Rücklauf 39 verbunden ist. Dadurch wird erreicht, daß auch dann, wenn bei den Ausführungsformen nach F i g. 1 und 2 das Lenkdrehmoment einen Wert erreicht, bei dem zwar der Magnetanker 31,43 die Stirnfläche 24 eines Ventilkörpers 20,21 gerade berührt und damit die Bohrung 27 verschließt, aber der Ventilkörper noch nicht bewegt wird, eine Lenkbewegung möglich ist, da dann über eines der beiden Rückschlagventile 32 und die Leitungen 33, 40 aus dem Behälter 18 Flüssigkeit nachgesaugt werden kann, wobei das vom Arbeitszylinder 9 verdrängte Ölvolumen über den anderen Ventilkörper 21 bzw. 20 durch dessen Bohrung 27 zum Behälter 18 abströmen kann.According to FIGS. 1 and 2, there is also one between the hydraulic outward and return flow lines 29, 30 switched shunt line 33,40 provided with switched check valves 32, which with the Return 39 is connected. This ensures that even if in the embodiments according to F i g. 1 and 2, the steering torque reaches a value at which the magnet armature 31, 43 meets the end face 24 a valve body 20,21 just touches and thus closes the bore 27, but the valve body still is not moved, a steering movement is possible, since then one of the two check valves 32 and the Lines 33, 40 can be sucked up from the container 18, the liquid from the working cylinder 9 displaced oil volume via the other valve body 21 or 20 through its bore 27 to Container 18 can flow off.

Auch bei einer eventuellen Störung in dem elektrischen oder hydraulischen Teil der Anlage ist durch die Nebenschlußleitung stets eine sichere Betätigung der Lenkung gewährleistet. Hierdurch ist gewährleistet, daß über Vakuumbildung Ölschäume und dadurch bedingte Weichheit der Lenkung vermieden wird.Even in the event of a malfunction in the electrical or hydraulic part of the system, the Shunt line always ensures safe operation of the steering. This ensures that By creating a vacuum, oil foams and the resulting softness of the steering are avoided.

Bezüglich der Ausführungsform nach F i g. 1 sei noch darauf verwiesen, daß der Anker 31 auch mit seiner Mantelfläche in gleitender Anlage an der Wandung der Ventillängsbohrung angeordnet sein kann. In diesem Fall würde der Magnetkern mit einer Längsbohrung oder einer Kerbe entlang der Mantelfläche zu versehen sein.With regard to the embodiment according to FIG. 1 should also be noted that the anchor 31 also with his Jacket surface can be arranged in sliding contact on the wall of the longitudinal valve bore. In this In this case, the magnetic core would be provided with a longitudinal bore or a notch along the lateral surface be.

Durch die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform mit geteiltem Magnetanker 43, dessen Stirnflächen 36 und 37 durch die vorgespannte Feder 35 in Anlage mit denBy the embodiment shown in Fig. 2 with split magnet armature 43, the end faces 36 and 37 by the pretensioned spring 35 in contact with the

Stirnflächen 24 der Ventilkörper 20, 21 stehen, wird auch noch der geringfügige Weg des Magnetkerns 31 bis zur Anlage an die Stirnfläche 24 der Ventilkörper 20, 21 vermieden. Die Vorspannkraft der Feder 35 ist so auszulegen, daß sie geringer ist als die elektromagnetische Kraft.
Der Druckmittelauslaß 39 kann im Bereich eines jeden verjüngten Vorsprunges der Ventil! vorgesehen sein.End faces 24 of the valve bodies 20, 21 are standing, the slight path of the magnet core 31 up to the contact with the end face 24 of the valve bodies 20, 21 is also avoided. The biasing force of the spring 35 is to be designed so that it is less than the electromagnetic force.
The pressure medium outlet 39 can in the area of each tapered projection of the valve! be provided.

Das erfindungsgemäße elektrohydraulh 42 mit Sitzdichtung weist gegenübe Schieberventilen insbesondere den Vortei Druckverlust im Speicher 17 eintritt, Schieberventilen der Fall ist.The electrohydraulic 42 according to the invention with a seat seal has opposite Slide valves, in particular, have the advantage of a pressure loss in the accumulator 17, Gate valves is the case.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Hydraulic power steering for vehicles with a pressure medium source, one to the steering connected hydraulic motor and one that controls, from one to the torque of the Steering column responsive electric transmitter actuated solenoid control valve, which consists of a Center position is adjustable in two directions, depending on the direction of the steering wheel deflection the pressure medium via two working lines in one or the other working space of the hydraulic motor conducts and which has an armature and two valve bodies that are in the middle position of the Control valve interrupt the connection between the pressure medium source and the hydraulic motor, with between the two connections of the working lines of the hydraulic motor a direct, to a return connected connection path is present, characterized in that the anchor (31, 34) of the solenoid control valve (41, 42) from a central position to both sides relative to the two valve bodies (20, 21) can be displaced up to the abutment on one of these and thereby its direct connection to return closes.

2. Servo steering according to claim 1, characterized in that the two valve bodies (20,21) and the armature (31, 43) Toggle displaceably in a common bore of a valve housing are ordered m, wherein the valve body (20, 21) each have a to the return and an annular space (22) connected to the pressure medium source (14, 15, 16, 17), the latter of which is separated by a seat seal from an end space (23) which in turn contains the consumer connections for the working lines of the hydraulic motor and each valve body (20, 21) has an axial through bore (27), the end of which facing the armature can be closed by the armature

3. Power steering according to one of claims 1 or 2, characterized in that the armature (31) is formed in one piece and by a spring (25) on both sides between the facing it End faces (24) of the valve body (20, 21) is held centrally at a distance

4. Power steering according to claim 3, characterized in that only on one side of the armature (31) a connection to the return (39) is provided and between its outer surface and the The inner surface of the valve bore is at a distance that allows pressure medium to flow through it allows.

5. Power steering according to claim t or 2, characterized in that the armature (43) consists of two parts (34, 34a) , between which a compression spring (35) is arranged so that the end faces (36, 37) of its parts ( 34, 34a) bear against the end faces (24) of the valve bodies (20, 21), and that a pressure compensation bore (38) is provided in each of the parts (34, 34a).

6. Power steering according to one of the preceding claims, characterized in that the working lines (29, 30) are connected to the return (39) via check valves (32).