DE19603183A1

DE19603183A1 - Power steering for motor vehicles

Info

Publication number: DE19603183A1
Application number: DE1996103183
Authority: DE
Inventors: Hans Hofmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1997-07-31
Also published as: WO1997028036A1

Abstract

In a servo-assisted steering system for motor vehicles, damping valves (26) are provided in the working lines (14, 15) between the work chambers (11, 12) of a servomotor (7) and a control valve (26). Each damping valve (26) has a hollow cylindrical valve body (28) provided with essentially radially aligned through-apertures (30, 31). Some of the through-apertures (30, 31) can be closed off on the outer circumference of the valve body (28) and others can be closed off on the inner circumference of the valve body by an annular flat spring (32, 33). The through-apertures (30, 31) allow pressurised fluid to flow from the control valve (28) to the working chambers (11, 12) of the servo motor (7) and back only if at least one of the flat springs (32, 33) is raised from the valve body (28) by a pressure or negative pressure in the medium. The flat springs (32, 33) are of differing strengths, thus ensuring good damping of shocks in one direction of flow and slight suction of the medium in the other direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Zu der Hilfskraftlenkung gehören ein Lenkgetriebe und ein hy draulischer Servomotor für die Unterstützung eines in das Lenkgetriebe eingeleiteten Lenkmomentes. In dem Servomotor sind zwei Arbeitsräume durch einen Kolben voneinander ge trennt. Ein Steuerventil für die Steuerung eines von einer Druckquelle geförderten Druckmittels zu und von den beiden Arbeitsräumen des Servomotors ist über zwei Leitungen mit den Arbeitsräumen des Servomotors verbunden. In den Leitun gen sind zwischen den Arbeitsräumen und dem Steuerventil Dämpfungsventile angeordnet.The invention relates to power steering for Motor vehicles according to the preamble of claim 1. Zu the power steering includes a steering gear and a hy drastic servo motor for supporting one in that Steering gear initiated steering torque. In the servo motor are two working spaces from each other by a piston separates. A control valve for controlling one of one Pressure source conveyed pressure medium to and from the two Working spaces of the servo motor are connected via two lines connected to the work areas of the servo motor. In the lines are between the work rooms and the control valve Damping valves arranged.

Eine derartige Hilfskraftlenkung ist bekannt aus der DE 43 23 179 C1. Die Dämpfungsventile enthalten ein loch scheibenartiges Trägerteil, dessen axiale Kanäle durch Ven tilplatten verschließbar sind. Die Ventilplatten werden durch Kegelspiralfedern an das Trägerteil angedrückt. Die Kegelspiralfedern ihrerseits stützen sich an Widerlager scheiben ab, die in fester Verbindung mit dem Trägerteil stehen. Durch unterschiedliche Auslegung der Kegelspiralfe dern können je nach Strömungsrichtung unterschiedliche Drosselwiderstände an den Dämpfungsventilen erzeugt werden. Dadurch können Schwingungen und/oder Stöße, die von dem Lenkungssystem oder von der Fahrbahn in die gelenkten Fahr zeugräder oder in die Hilfskraftlenkung eingeleitet werden, gedämpft werden.Such power steering is known from the DE 43 23 179 C1. The damping valves contain a hole disc-like carrier part, the axial channels through Ven Til plates are lockable. The valve plates are pressed against the carrier part by conical spiral springs. The Conical spiral springs are supported on abutments disks that are in fixed connection with the carrier part stand. Through different designs of the cone spiral can vary depending on the direction of flow Throttle resistances are generated at the damping valves. This can cause vibrations and / or shocks from the Steering system or from the road to the steered driving tool wheels or in the power steering, be dampened.

Bei der bekannten Hilfskraftlenkung wird zur Ausbil dung der Dämpfungsventile eine Vielzahl von Einzelteilen benötigt, was einen relativ großen Fertigungs- und Monta geaufwand bedingt. Außerdem ist ein relativ großer Einbau raum erforderlich.In the known power steering is training damping valves a large number of individual parts needed what a relatively large manufacturing and assembly due to effort. It is also a relatively large installation space required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hilfs kraftlenkung der bekannten Art derart zu verbessern, daß die Dämpfungsventile einfach im Aufbau und in der Montage sind.The invention has for its object an auxiliary to improve power steering of the known type such that the damping valves are simple to assemble and assemble are.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im An spruch 1 gekennzeichnete Hilfskraftlenkung gelöst. Die Lö sung erfolgt dadurch, daß jedes Dämpfungsventil einen hohl zylindrischen Ventilkörper aufweist, der mit im wesentli chen radial gerichteten Durchgangsöffnungen versehen ist. Ein Teil der Durchgangsöffnungen ist am Außenumfang des Ventilkörpers und ein anderer Teil der Durchgangsöffnungen am Innenumfang des Ventilkörpers durch ringförmige Bandfe dern verschließbar. Durch die Durchgangsöffnungen ist ein Druckmittelstrom von dem Steuerventil zu den Arbeitsräumen des Servomotors und umgekehrt nur dann möglich, wenn die Bandfedern durch einen Druck oder Unterdruck des Druckmit tels (eine Druckdifferenz) von dem Ventilkörper abgehoben sind.This object is achieved by the in saying 1 marked power steering solved. The Lö Solution is that each damping valve is hollow has cylindrical valve body with the in essence Chen is provided radially directed through openings. Part of the through openings is on the outer circumference of the Valve body and another part of the through openings on the inner circumference of the valve body by ring-shaped bandfe lockable. Through the through openings is a Pressure medium flow from the control valve to the work rooms of the servo motor and vice versa only possible if the Band springs due to pressure or negative pressure of the pressure means (a pressure difference) is lifted off the valve body are.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Er findung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfin dung ist nicht auf die Merkmalskombinationen der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen An spruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.Appropriate and advantageous embodiments of the Er invention are specified in the subclaims. The Erfin is not on the combinations of features of the claims limited. For the specialist, there are other useful ones Possible combinations of claims and individual requests characteristics of the task.

Es ist zweckmäßig und vorteilhaft, wenn jeweils die Hälfte der Durchgangsöffnungen an ihrem Außenumfang und die andere Hälfte an ihrem Innenumfang durch die jeweilige Blattfeder verschließbar ist. Dadurch ergeben sich Dämp fungsventile, die für jede Durchströmrichtung den gleichen Querschnitt aufweisen.It is useful and advantageous if each Half of the through openings on its outer circumference and the other half on their inner circumference by the respective Leaf spring is lockable. This results in damping control valves that are the same for each flow direction Have cross-section.

Stöße, die von der Fahrbahn herrühren, ergeben Druck stöße und damit Schwingungen nur in einer Richtung, ausge hend von den Arbeitsräumen des Servomotors. Es ist deshalb vorgesehen, daß die beiden Blattfedern in ihrer Schließ kraft unterschiedlich ausgelegt sind. Diejenige Blattfeder, die einen Druckmittelstrom von den Arbeitsräumen des Servo motors zu dem Steuerventil zuläßt, ist stärker als die Blattfeder ausgelegt, die einen Druckmittelstrom in umge kehrter Richtung zuläßt. Um ein Nachsaugen von Druckmittel bei einem eventuellen Ausfall der Druckquelle zu ermögli chen, wird diejenige Blattfeder, die einen Druckmittelstrom von dem Steuerventil zu den Arbeitsräumen des Servomotors zuläßt, derart ausgelegt, daß sie bereits bei einem sehr kleinen in einem der Arbeitsräume herrschenden Unterdruck von etwa 0,02 bar von dem Ventilkörper abhebt. In einem solchen Fall wirkt das Dämpfungsventil als Nachsaugventil.Impacts from the road surface create pressure shocks and thus vibrations only in one direction depending on the working areas of the servo motor. It is therefore provided that the two leaf springs in their closing are designed differently. The leaf spring which a flow of pressure medium from the workrooms of the servo motors to the control valve is stronger than that Leaf spring designed that a pressure medium flow in reverse in the opposite direction. To suck up pressure medium in the event of a possible failure of the pressure source Chen, is the leaf spring that has a pressure medium flow from the control valve to the work spaces of the servo motor allows, designed so that they are already at a very small negative pressure prevailing in one of the work rooms of about 0.02 bar from the valve body. In one In this case, the damping valve acts as a suction valve.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläu tert.In the following the invention is based on one in the Drawing illustrated embodiment explained in more detail tert.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt durch eine Hilfs kraftlenkung, die erfindungsgemäß ausgestat tet werden kann; Figure 1 is a partial longitudinal section through an auxiliary power steering, which can be tet according to the invention.

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemä ßes Dämpfungsventil; Figure 2 shows a cross section through an inventive damping valve.

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Dämpfungsventil der Fig. 2 nach der Linie III-III und Fig. 3 shows a longitudinal section through the damping valve of Fig. 2 along the line III-III and

Fig. 4 einen Längsschnitt durch das Dämpfungsventil der Fig. 2 nach der Linie IV-IV. Fig. 4 is a longitudinal section through the damping valve of Fig. 2 along the line IV-IV.

Wegen der einfachen Darstellung wird die Erfindung anhand einer Zahnstangen-Hilfskraftlenkung beschrieben. Die Erfindung ist jedoch auch für andere Hilfskraftlenkungen, beispielsweise Kugelmutter-Hilfskraftlenkungen, anwendbar.Because of the simple illustration, the invention described using a power assisted rack and pinion steering system. The However, the invention is also for other power steering systems, for example ball nut power steering systems applicable.

In einem Lenkgehäuse 1 ist ein Ritzel 2 in zwei Lagern 3 und 4 drehbar gelagert. Das Ritzel 2 trägt an sei nem einen Ende einen Lenkspindelanschluß 5 für den Anschluß an ein Lenkorgan, beispielsweise eine nicht dargestellte Lenkspindel mit einem Lenkhandrad.In a steering housing 1 , a pinion 2 is rotatably mounted in two bearings 3 and 4 . The pinion 2 carries at one end a steering spindle connection 5 for connection to a steering member, for example a steering spindle (not shown) with a steering wheel.

Das Ritzel 2 steht über seine Verzahnung in Eingriff mit einer Zahnstange 6, die in dem Lenkgehäuse 1 axial ver schiebbar geführt ist.The pinion 2 is engaged via its teeth with a rack 6 , which is guided axially slidable ver in the steering housing 1 .

Zur Hilfskraftunterstützung dient ein Servomotor 7, dessen Kolbenstange 8 fest mit der Zahnstange 6 verbunden ist. Der Servomotor 7 enthält in einem Zylinder 10 zwei Arbeitsräume 11 und 12, die durch einen auf der Kolben stange 8 festliegenden Kolben 13 voneinander getrennt sind. Die beiden Arbeitsräume 11 und 12 sind über Arbeitsleitun gen 14 und 15 mit zwei Zylinderanschlußteilen 16 und 17 eines Steuerventils 18 verbunden. Das Steuerventil 18 weist außerdem noch einen Zulaufanschluß 20 auf, an den eine Druckquelle 21 in der Form einer Servopumpe angeschlossen ist. An einen Rücklaufanschluß 22 ist ein Behälter 23 ange schlossen. Die Arbeitsleitungen 14 und 15 sind an den Zy linder 10 über zwei Anschlußteile 24 und 25 angeschlossen.A servo motor 7 is used for auxiliary power support, the piston rod 8 of which is firmly connected to the toothed rack 6 . The servomotor 7 includes a cylinder 10 in two working chambers 11 and 12 fixed by a rod to the piston 8 piston 13 are separated from each other. The two working spaces 11 and 12 are connected via Arbeitsleitun conditions 14 and 15 with two cylinder connecting parts 16 and 17 of a control valve 18 . The control valve 18 also has an inlet connection 20 to which a pressure source 21 in the form of a servo pump is connected. At a return port 22 , a container 23 is closed. The working lines 14 and 15 are connected to the cylinder 10 Zy via two connecting parts 24 and 25 .

In jeder der beiden Arbeitsleitungen 14 und 15 ist zwischen den Arbeitsräumen 11 und 12 des Servomotors 7 und dem Steuerventil 18 ein Dämpfungsventil 26 angeordnet. Die Dämpfungsventile 26 können entweder in den Zylinderan schlußteilen 16 und 17 an dem Steuerventil 18 oder in den Anschlußteilen 24 und 25 an dem Zylinder 10 des Servo motors 7 angeordnet sein. In den Fig. 2 bis 4 ist das Dämpfungsventil 26 dargestellt, wie es in den Zylinderan schlußteilen 16 oder 17 des Steuerventils 18 ausgebildet sein kann. Dazu ist das Zylinderanschlußteil 16 als Ein schraubteil ausgebildet, durch das ein Ringstück 27 an dem Steuerventil 18 gehalten wird. An dem Ringstück 27 ist die Arbeitsleitung 14 befestigt. An dem Zylinderanschlußteil 16 ist ein hohlzylindrischer Ventilkörper 28 ausgebildet, der mit radial gerichteten Durchgangsöffnungen 30 und 31 ver sehen ist.In each of the two working lines 14 and 15 , a damping valve 26 is arranged between the working spaces 11 and 12 of the servo motor 7 and the control valve 18 . The damping valves 26 can be arranged either in the cylinder parts 16 and 17 on the control valve 18 or in the connection parts 24 and 25 on the cylinder 10 of the servo motor 7 . In Figs. 2 to 4, the damping valve 26 is shown as circuit components in the Zylinderan may be formed 16 or 17 of the control valve 18. For this purpose, the cylinder connecting part 16 is designed as a screw part by which an annular piece 27 is held on the control valve 18 . The working line 14 is fastened to the ring piece 27 . On the cylinder connecting part 16 , a hollow cylindrical valve body 28 is formed, which is seen with radially directed through openings 30 and 31 ver.

Die Durchgangsöffnungen 30, d. h. die eine Hälfte der Durchgangsöffnungen, sind am Außenumfang des Ventilkör pers 28 durch eine ringförmige Bandfeder 32 abgedeckt. Die Durchgangsöffnungen 31, d. h. die andere Hälfte der Durch gangsöffnungen, sind am Innenumfang des Ventilkörpers 28 durch eine ringförmige Bandfeder 33 abgedeckt.The through openings 30 , ie one half of the through openings, are covered on the outer circumference of the Ventilkör pers 28 by an annular band spring 32 . The through openings 31 , ie the other half of the through openings, are covered on the inner circumference of the valve body 28 by an annular band spring 33 .

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist die Bandfeder 33 stärker als die Bandfeder 32 ausgeführt. Die Bandfeder 33 bildet zusammen mit den Durchgangsöffnungen 31 das eigent liche Dämpfungsventil, das nur einen stark gedämpften Druckmittelstrom von den Arbeitsräumen 11 und 12 des Servo motors 7 zuläßt. Die Bandfeder 32 bildet zusammen mit den Durchgangsöffnungen 30 ebenfalls ein Dämpfungsventil, das jedoch hauptsächlich die Aufgabe eines Nachsaugventiles übernimmt, damit bei einem Ausfall der Druckquelle 21 Druckmittel in den Arbeitsraum 11 bzw. 12 des Servomotors 7 nachgesaugt werden kann. Die Blattfeder 32, die nur einen Druckmittelstrom von dem Steuerventil 18 zu den Arbeitsräu men 11 und 12 des Servomotors 7 zuläßt, ist deshalb derart ausgelegt, daß sie bereits bei einem sehr kleinen in einem der Arbeitsräume 11 oder 12 herrschenden Unterdruck von etwa 0,02 bar von dem Ventilkörper 28 abhebt.As can be seen from the drawing, the band spring 33 is made stronger than the band spring 32 . The band spring 33 forms, together with the through openings 31, the union damper valve which only allows a strongly damped pressure medium flow from the working spaces 11 and 12 of the servo motor 7 . The band spring 32 together with the through openings 30 also forms a damping valve, which, however, mainly takes on the function of a suction valve so that pressure medium can be sucked into the working space 11 or 12 of the servo motor 7 in the event of a failure of the pressure source 21 . The leaf spring 32 , which allows only a pressure medium flow from the control valve 18 to the Arbeitsräu men 11 and 12 of the servo motor 7 , is therefore designed such that it is already at a very small in one of the workrooms 11 or 12 prevailing negative pressure of about 0.02 bar from the valve body 28 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Lenkgehäuse
2 Ritzel
3 Lager
4 Lager
5 Lenkspindelanschluß
6 Zahnstange
7 Servomotor
8 Kolbenstange
9
10 Zylinder
11 Arbeitsraum
12 Arbeitsraum
13 Kolben
14 Arbeitsleitung
15 Arbeitsleitung
16 Zylinderanschlußteil
17 Zylinderanschlußteil
18 Steuerventil
19
20 Zulaufanschluß
21 Druckquelle
22 Rücklaufanschluß
23 Behälter
24 Anschlußteil
25 Anschlußteil
26 Dämpfungsventil
27 Ringstück
28 Ventilkörper
29
30 Durchgangsöffnung
31 Durchgangsöffnung
32 Bandfeder
33 Bandfeder 1 steering housing
2 sprockets
3 bearings
4 bearings
5 steering spindle connection
6 rack
7 servo motor
8 piston rod
9
10 cylinders
11 work space
12 work space
13 pistons
14 work management
15 work management
16 cylinder connector
17 cylinder connector
18 control valve
19th
20 inlet connection
21 pressure source
22 return connection
23 containers
24 connecting part
25 connecting part
26 damping valve
27 ring piece
28 valve body
29
30 through opening
31 through opening
32 ribbon spring
33 ribbon spring

Claims

1. Power steering for motor vehicles, with a steering gear, with a hydraulic servo motor ( 7 ) for supporting a steering torque introduced into the steering gear, with the following further features:

- In the servo motor ( 7 ) two working spaces ( 11 , 12 ) are separated from each other by a piston ( 13 );
- A control valve ( 18 ) for controlling a pressure medium conveyed from a pressure source ( 21 ) to and from the two working spaces ( 11 , 12 ) of the servo motor ( 7 ) via two working lines ( 14 , 15 ) with the working spaces ( 11 , 12 ) of the servo motor ( 7 ) connected;
- In the work lines ( 14 , 15 ) between the work spaces ( 11 , 12 ) and the control valve ( 18 ) damping valves ( 26 ) are arranged,

characterized by the following features:

- Each damping valve ( 26 ) has a hohlzylindri's valve body ( 28 ) which is seen with substantially radially directed through openings ( 30 , 31 ) ver;
- Part of the through openings ( 30 , 31 ) on the outer circumference of the valve body ( 28 ) and another part of the through openings ( 30 , 31 ) on the inner circumference of the valve body ( 28 ) by an annular bandfe of ( 32 and 33 ) can be closed ;
- Through the through openings ( 30 , 31 ) is a pressure medium flow from the control valve ( 28 ) to the work spaces ( 11 , 12 ) of the servo motor ( 7 ) and vice versa only possible if at least one of the band springs ( 32 , 33 ) through a pressure or negative pressure of the pressure medium (a pressure difference) from the valve body ( 28 ) is raised.

2. Power steering system according to claim 1, characterized in that half of the through openings ( 30 , 31 ) on their outer circumference and the other half on their inner circumference by the respective leaf spring ( 32 , 33 ) can be closed.

3. Power steering system according to claim 2, characterized in that the leaf spring ( 33 ) which allows a pressure medium flow from the working spaces ( 11 , 12 ) of the servo motor ( 7 ) to the control valve ( 28 ) is stronger than the leaf spring ( 32 ), which allows a pressure medium flow in the opposite direction.

4. Power steering system according to claim 3, characterized in that the leaf spring ( 32 ) which allows a pressure medium flow from the control valve ( 28 ) to the working spaces ( 11 , 12 ) of the servo motor ( 7 ) is designed such that it is already at a very small in the associated working space ( 11 , 12 ) prevailing under pressure from the valve body ( 28 ).