DE19647796A1

DE19647796A1 - Auxiliary power steering for motor vehicle

Info

Publication number: DE19647796A1
Application number: DE1996147796
Authority: DE
Inventors: Armin Lang
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-11-19
Filing date: 1996-11-19
Publication date: 1998-05-20

Abstract

The two inlet seat valves (21) and two outlet seat valves each have a closure body. The closure bodies of the outlet seat valve are operable by an operating device dependent upon a rotary movement of a steering spindle connected with an input member of the steering. The closure bodies (26) of the inlet seat valve are hydraulically pressure-compensated in relation to a pressure of a pressure source. They are held closed by the force of retention springs (27). Each retention spring supports a closure body of one of the inlet seat valves and also supports the operating device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung, insbe sondere für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des An spruches 1. Die Hilfskraftlenkung enthält ein Lenkventil mit zwei Einlaß-Sitzventilen und zwei Auslaß-Sitzventilen mit je einem Schließkörper. Die Schließkörper der Auslaß- Sitzventile sind über eine Betätigungseinrichtung in Abhän gigkeit von der Drehbewegung einer mit einem Eingangsglied der Lenkung verbundenen Lenkspindel betätigbar. Die Schließkörper der Einlaß-Sitzventile sind in bezug auf ei nen Druck einer Druckquelle hydraulisch druckausgeglichen und halten durch die Kraft von Zuhaltefedern die Einlaß- Sitzventile in der Neutralstellung des Lenkventils ge schlossen. Jede Zuhaltefeder stützt sich einerseits an ei nem Schließkörper eines der Einlaß-Sitzventile und anderer seits an der Betätigungseinrichtung ab. Die Auslaß-Sitzven tile sind in der Neutralstellung des Lenkventils geöffnet. Der wirksame Querschnitt der Schließkörper der Auslaß-Sitz ventile ist kleiner als der wirksame Querschnitt der Schließkörper der Einlaß-Sitzventile.The invention relates to power steering, in particular especially for motor vehicles, according to the preamble of the An saying 1. The power steering contains a steering valve with two inlet seat valves and two outlet seat valves with one closing body each. The closing body of the outlet Seat valves are dependent on an actuator the rotational movement of one with an input member the steering spindle connected to the steering can be actuated. The Intake poppet shutters are in relation to egg pressure from a pressure source is hydraulically balanced and hold the inlet through the force of locking springs Seat valves in the neutral position of the steering valve closed. Each locking spring is supported on the one hand by egg Nem one of the inlet poppet valves and others hand on the actuator. The outlet seats Tiles are open in the neutral position of the steering valve. The effective cross section of the closing body of the outlet seat valves is smaller than the effective cross section of the Inlet seat valve closing body.

Eine derartige Hilfskraftlenkung ist aus der DE 43 03 854 A1 bekannt. In einem Ausführungsbeispiel die ser bekannten Hilfskraftlenkung ist eine Zahnstangen-Hilfs kraftlenkung dargestellt. Die Betätigung des Lenkventils erfolgt durch eine Schwenkbewegung des Ritzels. Die Einlaß- Sitzventile und die Auslaß-Sitzventile sind derart angeord net, daß ihre Achsen im wesentlichen senkrecht zu der Achse des Ritzels stehen. Die Ventile sind dabei im unteren Be reich des Ritzels unterhalb der Zahnstange angeordnet. In diesem Bereich der Hilfskraftlenkung steht in Kraftfahrzeu gen häufig nur ein sehr begrenzter Raum zur Verfügung.Such an auxiliary steering is from DE 43 03 854 A1 known. In one embodiment, the This well-known power steering is a rack and pinion Power steering shown. The actuation of the steering valve is carried out by swiveling the pinion. The inlet Seat valves and the outlet seat valves are arranged in this way net that their axes are substantially perpendicular to the axis of the pinion. The valves are in the lower part richly arranged of the pinion below the rack. In this area of power steering is in motor vehicles often only a very limited space is available.

Nach der älteren deutschen Patentanmeldung 195 46 291.2 wird eine Hilfskraftlenkung geschaffen, bei der das Lenkventil sehr kompakt ist und dadurch raumsparend untergebracht werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß bei einer gattungsgemäßen Hilfskraftlenkung das Lenkventil zwischen dem Eingangsglied und einem Ausgangsglied der Len kung angeordnet ist und daß die Betätigungseinrichtung we nigstens einen Betätigungshebel zur Betätigung der Auslaß- Sitzventile aufweist. Durch diese Ausbildung kann das Lenk ventil im oberen Teil der Hilfskraftlenkung untergebracht werden. Dies wird dadurch ermöglicht, daß durch die Betäti gung über den Betätigungshebel die Steuerwege der Sitzven tile größer sein können als bei einer Betätigung durch ein schwenkendes Ritzel. Durch den größeren Hub der Ventile lassen sich die erforderlichen Strömungsquerschnitte bei kleineren Ventildurchmessern erreichen.After the older German patent application 195 46 291.2 an auxiliary power steering is created at the steering valve is very compact and therefore space-saving can be accommodated. This is achieved in that the steering valve in a generic power steering system between the input link and an output link of the Len kung is arranged and that the actuator we at least one operating lever for operating the outlet Has seat valves. Through this training, the steering valve housed in the upper part of the power steering system will. This is made possible by the fact that the actuator the control paths of the seat vents via the operating lever tile can be larger than when actuated by a swiveling pinion. Due to the larger stroke of the valves the required flow cross sections can be achieve smaller valve diameters.

Um eine allmähliche Krafteinleitung bei einer Drehung des Eingangsgliedes zu ermöglichen, wird zwischen dem Ein gangsglied und der Betätigungseinrichtung eine Vorfeder an geordnet. Die Vorfeder kann dabei zwischen dem Eingangs glied und dem Betätigungshebel angeordnet sein.A gradual introduction of force during a rotation to enable the input link is between the on gear member and the actuator to a spring orderly. The spring can be between the input limb and the actuating lever.

Bei der Hilfskraftlenkung dieser deutschen Patentan meldung weist die Ventilkennlinie verschiedene Bereiche auf, die in Fig. 13 dargestellt sind: einen Anlenkbereich a, den Bereich b/f der Vorfeder, den Bereich c/e des Schließkörpers des Einlaß-Sitzventils und Abschneidbereich g/h. Der Bereich c/e ist dabei abhängig vom Durchmesser des Schließkörpers des Einlaß-Sitzventils und verläuft streng linear. Um die Ventilkennlinie in ihrer Steigung zu ändern, muß deshalb der Schließkörper des Einlaß-Sitzventils geän dert werden. Dies erfordert eine umfassende Neukonstruktion aller betroffener Teile. Außerdem ist in diesem Bereich keine von einer Geraden abweichende Kennlinie möglich.In the power steering system of this German patent application, the valve characteristic curve has various ranges, which are shown in FIG. 13: a linkage range a, the range b / f of the spring, the range c / e of the closing body of the inlet seat valve and the cutting range g / h . The area c / e is dependent on the diameter of the closing body of the inlet seat valve and is strictly linear. In order to change the slope of the valve characteristic curve, the closing body of the inlet seat valve must therefore be changed. This requires a comprehensive redesign of all affected parts. In addition, no characteristic curve deviating from a straight line is possible in this area.

Wenn der Wirkungsbereich der Vorfeder abgeschlossen ist, d. h. die Ventilkennlinie vom Bereich b/f in den Be reich c/e übergeht, dann nimmt die Steifigkeit abrupt dra matisch zu, weil dann die Betätigungseinrichtung unmittel bar auf den Schließkörper des Einlaß-Sitzventils drückt und dieser im Regelbereich keinen nennenswerten Weg mehr macht. Die Steifigkeit beeinflußt sehr stark das Gefühl am Lenk handrad.When the scope of the spring is complete is, d. H. the valve characteristic from area b / f in the Be rich c / e passes, then the stiffness drops drastically matically because then the actuator immediately bar presses on the closing body of the inlet seat valve and this no longer makes any noteworthy path in the control range. The stiffness affects the feel of the steering very much handwheel.

Bei der "Abschneidung" oder "Betätigungsmomentbegren zung" darf der Begrenzungs- oder Abschneidekolben erst nach dem Ende des Kennlinienbereiches c/e wirksam werden. Vorher muß zwischen dem Begrenzungskolben und der Betätigungsein richtung ein Spalt sein. Beim Einsetzen der Abschneidung muß der Begrenzungskolben zunächst diesen Spalt überwinden. Er trifft dann ziemlich hart auf der Betätigungseinrichtung auf. Dabei entsteht ein störendes metallisches Geräusch. Außerdem muß die Federvorspannung am Begrenzungskolben sehr genau eingestellt werden.When cutting off or limiting the actuating torque "the limiting or cutting piston may only after become effective at the end of the characteristic range c / e. Previously must be between the limiting piston and the actuator direction a gap. When inserting the cut the limiting piston must first overcome this gap. It then hits the actuator quite hard on. This creates a disturbing metallic noise. In addition, the spring preload on the limiting piston must be very can be set precisely.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hilfs kraftlenkung aus der älteren deutschen Patentanmeldung 195 46 291.2 derart zu verbessern, daß die beschriebenen Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll es möglich sein, die Ventilkennlinie ohne größere konstruktive Ände rungen entsprechend den gewünschten Anforderungen einstell bar zu machen. The invention has for its object an auxiliary power steering from the older German patent application 195 46 291.2 to improve such that the described Disadvantages are avoided. In particular, it should be possible be, the valve characteristic curve without major design changes settings according to the desired requirements to make cash.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekenn zeichnete Hilfskraftlenkung gelöst. Die Lösung erfolgt da durch, daß zusätzlich zu den im Anspruch 1 der älteren deutschen Patentanmeldung 195 46 291.2 angegebenen Merkma len zwischen dem Eingangsglied und der Betätigungseinrich tung wenigstens zwei Vorfedern angeordnet sind.This object is characterized by the in claim 1 drawn power steering solved. The solution is there by that in addition to that in claim 1 of the older German patent application 195 46 291.2 specified Merkma len between the input member and the actuator tion at least two springs are arranged.

Die beiden Vorfedern können entweder parallel oder in Serie geschaltet sein. Durch die zweite Vorfeder wird er reicht, daß der Kennlinienbereich c/e, der auf den Kenn linienbereich b/f der ersten Vorfeder folgt, ebenfalls durch eine leicht veränderbare Feder eingestellt werden kann und nicht durch einen nur mit großen Aufwand veränder baren Kolben, den Schließkörper des Einlaß-Sitzventils.The two springs can either be parallel or in Series. With the second spring, he becomes is sufficient that the characteristic curve area c / e, which is based on the characteristic line area b / f follows the first spring, likewise can be adjusted by an easily changeable spring can and not by changing it only with great effort baren piston, the closing body of the inlet seat valve.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Er findung sind in den Unteransprüchen angegeben.Appropriate and advantageous embodiments of the Er invention are specified in the subclaims.

Der Betätigungshebel ist zweckmäßigerweise mit dem Eingangsglied der Lenkung fest verbunden. Je nach konstruk tiven Gegebenheiten ist es möglich, für jedes der Auslaß sitzventile einen gesonderten Betätigungshebel oder aber für beide Auslaß-Sitzventile einen gemeinsamen, ein- oder zweiarmigen Betätigungshebel vorzusehen.The operating lever is conveniently with the Steering input link firmly connected. Depending on the construct tive conditions, it is possible for each of the outlet seat valves a separate operating lever or a common, single or for both outlet seat valves to provide two-armed actuating lever.

Je nach vorhandenen Platzverhältnissen kann es vor teilhaft sein, daß die Auslaß-Sitzventile auf einander ge genüberliegenden Seiten des einarmigen Betätigungshe bels (23) angeordnet sind.Depending on the available space, it can be geous that the outlet seat valves on opposite sides of the ge one-armed actuating lever ( 23 ) are arranged.

Werden die beiden Vorfedern parallel zu einander ange ordnet, so wird zwischen den beiden Vorfedern eine erste Distanzscheibe angeordnet und zwischen der einen Vorfeder und dem Betätigungsstift eine zweite Distanzscheibe.If the two springs are parallel to each other arranges, so there is a first between the two springs Spacer arranged and between the one spring and the actuating pin a second spacer.

Werden die beiden Vorfedern in Serie zu einander ange ordnet, so wird der Federweg der beiden Vorfedern von einer zwischen den beiden Vorfedern liegenden Anschlagscheibe begrenzt. Die Anschlagscheibe ist dabei zweckmäßigerweise so ausgebildet ist, daß sie an der einen Vorfeder an deren Innendurchmesser anliegt und an der anderen Vorfeder an deren Außendurchmesser. Die Stirnflächen der Anschlag scheibe schließen einen Winkel ein, der so ausgebildet ist, daß die Vorfedern im gespannten Zustand an ihnen anliegen.If the two springs are connected to each other in series arranges, the spring travel of the two springs is one stop disc located between the two springs limited. The stop disk is expedient is designed so that it on one spring at the other Inner diameter is applied and to the other spring their outside diameter. The end faces of the stop disks enclose an angle which is designed so that the springs are in contact with them in the tensioned state.

Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich, wenn je eine Vorfeder einen Schließkörper eines Auslaß-Sitzventiles bildet und dabei als ebene Ringfeder ausgebildet ist.A particularly simple construction results if ever a spring a closing body of an outlet seat valve forms and is designed as a flat ring spring.

Die Durchmesser der Schließkörper der Einlaß-Sitzven tile können besonders groß ausgeführt werden, wenn jedem Einlaß-Sitzventil ein Ausgleichskolben zugeordnet wird. Eine räumlich günstige Anordnung ergibt sich, wenn je ein Ausgleichskolben und ein Einlaß-Sitzventil koaxial zu ein ander angeordnet sind.The diameter of the closing bodies of the inlet seats tiles can be made especially large if everyone Inlet seat valve is assigned a compensating piston. A spatially favorable arrangement arises if ever Compensating piston and an inlet seat valve coaxial to one are arranged differently.

Ordnet man zwischen dem Eingangsglied und dem Aus gangsglied der Lenkung einen Drehstab an, so kann ein Teil des am Eingangsglied eingeleiteten Drehmomentes ohne Erzeu gung von Querkräften direkt auf das Ausgangsglied übertra gen werden. Dadurch wird vermieden, daß das ganze Drehmo ment über die Ventile geleitet werden muß. Außerdem ergibt sich eine Erhöhung des Betätigungsmoments im Wirkungsbe reich der Vorfeder.One arranges between the input link and the out gear link of the steering on a torsion bar, so a part of the torque introduced at the input element without generating transfer of transverse forces directly to the output member be. This will prevent the entire torque ment must be passed through the valves. Also results there is an increase in the operating torque in the action realm of pretension.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläu tert. Es zeigen:In the following the invention based on several in the Drawing illustrated embodiments explained in more detail tert. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemä ße Hilfskraftlenkung am Beispiel einer Zahn stangen-Hilfskraftlenkung; Fig. 1 shows a longitudinal section through the inventive SSE power steering system using the example of a rack and pinion power steering;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Hilfskraftlen kung nach der Linie II-II in Fig. 1; Figure 2 shows a cross section through the auxiliary power line along the line II-II in Fig. 1.

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausfüh rungsbeispiel der Hilfskraftlenkung der Fig. 1; FIG. 3 shows a cross section through a further exemplary embodiment of the power steering system of FIG. 1;

Fig. 4 bis 6 einen Ausschnitt in vergrößertem Maßstab aus dem unteren Teil der Fig. 2 in drei Ausführungsbeispielen; und FIGS. 4 to 6 shows a detail on an enlarged scale from the lower part of Figure 2 in three embodiments. and

Fig. 7 den Verlauf der Ventilkennlinie der Hilfs kraftlenkung. Dabei ist der Druck p im Ser vomotor über dem Drehmoment M am Eingangs glied der Lenkung aufgetragen. Fig. 7 shows the course of the valve characteristic of the power steering. The pressure p in the ser motor is plotted against the torque M on the input member of the steering.

Wegen der einfachen Darstellung wird die Erfindung an hand einer Zahnstangen-Hilfskraftlenkung beschrieben. Die Erfindung ist jedoch auch für andere Hilfskraftlenkungen, beispielsweise Kugelmutter-Hilfskraftlenkungen, anwendbar.Because of the simple illustration, the invention is based on described by a power assisted rack and pinion steering. 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 La gern 3 und 4 drehbar gelagert. Dabei ist das eine Lager 3 an einem Ventilkörper 5 angeordnet, der mit dem Ritzel 2 einteilig ausgeführt oder fest mit ihm verbunden ist. Das Ritzel 2 steht über seine Verzahnung in Eingriff mit einer Zahnstange 6, die in dem Lenkgehäuse 1 axial verschiebbar geführt ist. Die Zahnstange 6 wird mit Hilfe eines federbe lasteten Druckstückes 7 in bekannter Weise gegen die Ver zahnung des Ritzels 2 gedrückt.In a steering housing 1 , a pinion 2 in two La like 3 and 4 is rotatably mounted. The one bearing 3 is arranged on a valve body 5 which is made in one piece with the pinion 2 or is fixedly connected to it. The pinion 2 is in engagement with a toothed rack 6 , which is guided axially displaceably in the steering housing 1 . The rack 6 is pressed with the help of a spring-loaded pressure piece 7 in a known manner against the teeth of the pinion 2 Ver.

Das Ritzel 2 bildet zusammen mit dem Ventilkörper 5 ein Ausgangsglied 8 der Hilfskraftlenkung. Ein Eingangs glied 10 der Hilfskraftlenkung trägt an seinem einen Ende einen Lenkspindelanschluß 11 für den Anschluß an ein Lenk organ, beispielsweise eine nicht dargestellte Lenkspindel mit einem Lenkhandrad.The pinion 2 forms together with the valve body 5 an output member 8 of the power steering system. An input member 10 of the power steering system carries at one end a steering spindle connection 11 for connection to a steering organ, for example a steering spindle, not shown, with a steering wheel.

Zwischen dem Eingangsglied 10 und dem Ausgangsglied 8 ist ein Drehstab 12 angeordnet, der beispielsweise durch einen Stift 13 mit dem Eingangsglied 10 und durch einen Stift 14 mit dem Ausgangsglied 8 bzw. dem Ritzel 2 fest verbunden ist.Between the input member 10 and the output member 8 , a torsion bar 12 is arranged, which is fixedly connected, for example, by a pin 13 to the input member 10 and by a pin 14 to the output member 8 or the pinion 2 .

Zwischen dem Eingangsglied 10 und dem Ausgangsglied 8 befindet sich ein Lenkventil 15. Dem Lenkventil 15 wird Druckmittel, das von einer nicht dargestellten Servopumpe gefördert und zweckmäßigerweise in einem Speicher gespei chert ist, durch einen Zulaufanschluß 16 über einen zentra len Kanal 17 und einen Zweigkanal 18 zugeführt.There is a steering valve 15 between the input member 10 and the output member 8 . The steering valve 15 is pressure medium, which is promoted by a servo pump, not shown, and is expediently stored in a memory, through an inlet connection 16 via a central channel 17 and a branch channel 18 .

Das Lenkventil 15 ist in zwei Teilen 19 und 20 ausge führt. Die beiden Teile 19 und 20 sind im wesentlichen gleich ausgebildet. Der genauere Aufbau des Lenkventils 15 wird deshalb im folgenden nur anhand des einen, in Fig. 2 und den Fig. 4 bis 6 dargestellten Teiles 20 beschrieben. The steering valve 15 is in two parts 19 and 20 leads out. The two parts 19 and 20 are substantially the same. The more precise structure of the steering valve 15 is therefore described below only with reference to the one part 20 shown in FIG. 2 and FIGS. 4 to 6.

Jeder Teil 19 und 20 des Lenkventils 15 enthält ein Einlaß- Sitzventil 21 und ein Auslaß-Sitzventil 22. Dabei sind je weils ein Einlaß-Sitzventil 21 und ein Auslaß-Sitzventil 22 koaxial zueinander angeordnet. Beide Teile 19 und 20 des Lenkventils 15 stehen in Wirkverbindung mit einem Betäti gungshebel 23, der in dem Ausführungsbeispiel fest mit dem Eingangsglied 10 verbunden ist und zur gemeinsamen Betäti gung beider Teile 19 und 20 des Lenkventils 15 dient. Dazu weist der Betätigungshebel 23 in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 zwei Arme 24 und 25 auf, von denen je einer zur Betätigung eines der beiden Teile 19 bzw. 20 des Lenkven tils 15 dient.Each part 19 and 20 of the steering valve 15 includes an inlet seat valve 21 and an outlet seat valve 22 . Here, an inlet seat valve 21 and an outlet seat valve 22 are each arranged coaxially with one another. Both parts 19 and 20 of the steering valve 15 are operatively connected to an actuating lever 23 , which in the exemplary embodiment is fixedly connected to the input member 10 and serves to actuate both parts 19 and 20 of the steering valve 15 together . For this purpose, the actuating lever 23 in the embodiment of FIG. 2 has two arms 24 and 25 , one of which is used to actuate one of the two parts 19 and 20 of the Lenkven valve 15 .

In der Neutralstellung des Lenkventils 15 ist das Ein laß-Sitzventil 21 geschlossen. Dies wird dadurch erreicht, daß dessen Schließkörper 26 durch die Kraft einer Zuhalte feder 27 in Schließrichtung gegen einen Ventilsitz 28 ge drückt wird, der an dem Ventilkörper 15 ausgebildet ist. Die Zuhaltefeder 27 stützt sich einerseits an dem Schließ körper 26 und andererseits an einem Einstellring 29, der mit einem Betätigungsstift 30 beweglich verbunden ist. Der Betätigungsstift 30 geht durch eine Bohrung des Schließkör pers 26 hindurch und steht über einen mit dem Betäti gungsstift 30 verbundenen Bund 31 in Wirkverbindung mit dem Arm 25 des Betätigungshebels 23.In the neutral position of the steering valve 15 , the one-seat valve 21 is closed. This is achieved in that the closing body 26 is pressed by the force of a tumbler spring 27 in the closing direction against a valve seat 28 which is formed on the valve body 15 . The tumbler spring 27 is supported on the one hand on the closing body 26 and on the other hand on an adjusting ring 29 which is movably connected to an actuating pin 30 . The actuating pin 30 passes through a bore in the closing body 26 and is connected to the actuating pin 30 connected to the collar 31 in operative connection with the arm 25 of the actuating lever 23 .

Zwischen dem Schließkörper 26 des Einlaß-Sitzventils 21 und dem Bund 31 sind - ausgehend von dem Schließkörper 26 - eine erste Vorfeder 32, eine erste Distanzscheibe 33, eine zweite Vorfeder 34 und eine zweite Distanzscheibe 35 angeordnet. Die beiden Vorfedern 32 und 34 sind als ebene Scheiben ausgebildet. Die erste Vorfeder 32 hat in der Neu tralstellung des Lenkventils 15 einen Abstand von dem Schließkörper 26 des Einlaß-Sitzventils 21. Die erste Vor feder 32 dient als Schließkörper und bildet zusammen mit einem an dem Schließkörper 26 angeordneten Ventilsitz 36 das in der Neutralstellung des Lenkventils 15 offene Aus laß-Sitzventil 22.Starting from the closing body 26 , a first spring 32 , a first spacer 33 , a second spring 34 and a second spacer 35 are arranged between the closing body 26 of the inlet seat valve 21 and the collar 31 . The two pre-springs 32 and 34 are designed as flat disks. The first spring 32 has in the new tralposition of the steering valve 15 a distance from the closing body 26 of the inlet seat valve 21 . The first spring 32 serves as a closing body and forms, together with a valve seat 36 arranged on the closing body 26 , the open seat valve 22 in the neutral position of the steering valve 15 .

Im folgenden wird die Funktion des ersten Ausführungs beispiels erläutert: Bewegt sich der Betätigungshebel 25 nach rechts, so muß zunächst das Moment bzw. die Kraft der Zentriereinrichtung überwunden werden, bis die erste Vorfe der 32 an anliegt. Gleichzeitig entspannt sich die Zuhalte feder 27, wobei die Höhe des Einstellringes 29 so gewählt ist, daß dann die Vorspannung der Zuhaltefeder 27 weitge hend verschwindet. Die erste Vorfeder 32 übt auf den Schließkörper 26 des Einlaß-Sitzventils 21 eine nach rechts gerichtete Kraft aus, die diesen verschiebt und das Einlaß- Sitzventil 21 öffnet. Die zugehörige Servomotorseite wird mit Druck beaufschlagt und es setzt der normale Regelungs prozeß ein, wobei dieser Druck der ersten Vorfeder 32 das Gleichgewicht hält. Der Servomotordruck ist eine lineare Funktion der Kraft an der ersten Vorfeder 32. Da diese aber eine direkte Funktion des Weges der ersten Vorfeder 32 ist, und dieser eine Verformung der Zentriereinrichtung bzw. eine Verdrehung des Drehstabes 12 erforderlich macht, bil det sich die Federkennlinie der ersten Vorfeder 32 unmit telbar im Kennlinienverlauf des Lenkventils 15 ab: Servo druck = f(Betätigungsmoment).The function of the first embodiment is explained below: If the actuating lever 25 moves to the right, the torque or the force of the centering device must first be overcome until the first Vorfe of the 32 is applied. At the same time, the tumbler spring 27 relaxes, the height of the adjusting ring 29 being chosen so that the bias of the tumbler spring 27 disappears largely. The first spring 32 exerts a rightward force on the closing body 26 of the inlet seat valve 21 , which displaces it and opens the inlet seat valve 21 . The associated servo motor side is pressurized and the normal control process begins, this pressure of the first spring 32 keeping the balance. The servo motor pressure is a linear function of the force on the first spring 32 . However, since this is a direct function of the path of the first spring 32 , and this requires a deformation of the centering device or a rotation of the torsion bar 12 , the spring characteristic curve of the first spring 32 is immediately reflected in the characteristic curve of the steering valve 15 : servo pressure = f (actuation torque).

Durch Wahl der Materialstärke der ersten Vorfeder 32, der Höhe des Einstellrings 29 und der Form der ersten Vor feder 32 (abweichend von der ebenen Scheibe kann eine in der einen oder anderen Richtung mehr oder weniger durchge bogene Tellerfeder verwendet werden) ergibt sich ein ent sprechender progressiver oder degressiver Kennlinienver lauf. Dieser Kennlinienverlauf läßt sich in Zusammenarbeit mit der Federsteife der Zentriereinrichtung in weiten Gren zen variieren.By choosing the material thickness of the first spring 32 , the height of the adjusting ring 29 and the shape of the first spring 32 (deviating from the flat disk, a more or less bent plate spring can be used in one direction or the other) results in a corresponding progressive or degressive characteristic curve. This characteristic curve can be varied in wide limits in cooperation with the spring stiffness of the centering device.

Ist der Federweg der ersten Vorfeder 32 soweit aufge braucht, daß diese an der zweiten Vorfeder 34 anliegt, so endet der Kennlinienbereich b/f der älteren deutschen Pa tentanmeldung 195 46 291.2. Abweichend von diesem liegt dann aber die erste Vorfeder 32 nicht unmittelbar an dem Bund 31 des Betätigungsstiftes 30 an, sondern läuft auf die zweite Vorfeder 34 auf. Dann beginnt der Kennlinienbereich c/e, der andauert bis der Federweg der zweiten Vorfeder 34 ganz aufgebraucht ist. Da für die zweite Vorfeder 34 die gleichen Gesetzmäßigkeiten gelten wie für die erste Vorfe der 32, ist nun - abweichend von der Ausführung nach der älteren deutschen Patentanmeldung 195 46 291.2. - auch die ser Kennlinienast nicht mehr an einen linearen Verlauf ge bunden. Gleichzeitig setzt sich auch in dem Kennlinien bereich c/e die Bewegung der Zentriereinrichtung fort und die Sprungfunktion der Steifigkeitskennlinie aus der Aus führung nach der älteren deutschen Patentanmeldung 195 46 291.2 unterbleibt. Ist auch der Weg der zweiten Vor feder 34 aufgebraucht, so geht die Kennlinie in den Kennli nienbereich g/h über.Is the spring travel of the first spring 32 up so far that it bears against the second spring 34 , the characteristic range b / f of the older German patent application 195 46 291.2 ends. In a departure from this, however, the first spring 32 does not lie directly against the collar 31 of the actuating pin 30 , but runs onto the second spring 34 . Then the characteristic range c / e begins, which lasts until the spring travel of the second spring 34 is completely used up. Since the same laws apply to the second spring 34 as for the first spring 32 , it is now - in deviation from the design according to the earlier German patent application 195 46 291.2. - Also this characteristic curve branch is no longer bound to a linear course. At the same time, the movement of the centering device continues in the characteristic curve area c / e and the step function of the stiffness characteristic curve from the execution according to the older German patent application 195 46 291.2 is omitted. If the path of the second spring 34 is also used up, the characteristic curve merges into the characteristic curve range g / h.

Zur Verminderung der Betätigungsmomente beim Parkieren soll das Betätigungsmoment ab einem bestimmten Druck im Servomotor nur noch unwesentlich erhöht werden. Dies bedeu tet, daß die Kennlinie ab diesem bestimmten Punkt steiler verläuft. Man nennt diesen Effekt "Abschneidung" oder "Be tätigungsmomentbegrenzung". Dieser Effekt wird durch den Kennlinienbereich g/h dargestellt. To reduce the operating moments when parking is the actuation torque from a certain pressure in Servo motor can only be increased slightly. This means tet that the characteristic curve is steeper from this particular point runs. This effect is called "clipping" or "Be actuation torque limitation ". This effect is achieved by the Characteristic curve range shown g / h.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind die beiden Vorfedern 32 und 34 funktionell parallel geschaltet. Da durch muß die erste Vorfeder 32 den gesamten Federweg bei der Vorfedern 32 und 34 zurücklegen.In the embodiment shown in Fig. 4, the two Vorfedern are connected functionally in parallel with 32 and 34. Since the first spring 32 must travel the entire travel in the springs 32 and 34 .

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind dagegen die beiden Vorfedern 32 und 34 funktionell in Serie ge schaltet. Dadurch muß die erste Vorfeder 32 nicht den Fe derweg der zweiten Vorfeder 34 zurücklegen.In the embodiment of Fig. 5, however, the two Vorfedern 32 and 34 are functionally ge in series on. As a result, the first spring 32 does not have to cover the spring derweg of the second spring 34 .

Dies wird dadurch erreicht, daß die erste Distanz scheibe 33 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 durch eine Anschlagscheibe 37 ersetzt wird. Die Anschlagscheibe 37 ist so ausgebildet, daß sie an der ersten Vorfeder 32 an deren Innendurchmesser, bzw. im Bereich des Innendurchmessers, anliegt und an der zweiten Vorfeder 34 an deren Außendurch messer, bzw. im Bereich des Außendurchmessers.This is achieved in that the first spacer disk 33 of the embodiment of FIG. 1 is replaced by a stop disk 37 . The stop disk 37 is designed such that it bears on the first spring 32 on its inner diameter or in the area of the inner diameter and on the second spring 34 on its outer diameter or in the area of the outer diameter.

Die Stirnflächen 38 und 39 der Anschlagscheibe 37 schließen einen Winkel ein, der so ausgebildet ist, daß die beiden Vorfedern 32 und 34 im gespannten Zustand an ihnen anliegen.The end faces 38 and 39 of the stopper plate 37 enclose an angle which is formed so that the two Vorfedern 32 and 34 in the tensioned state abut against them.

Da sich die beiden Vorfedern 32 und 34 bei einer Hin tereinanderschaltung abhängig von ihrer Federsteife so be wegen, daß die schwächere zunächst mehr Weg macht und des halb früher aufläuft, ist es prinzipiell belanglos, welche der beiden Vorfedern 32 und 34 die schwächere ist. Die er ste Vorfeder 32 kann deshalb ohne weiteres die steifere sein. Damit wird ihre Dichtfunktion verbessert. Since the two pre-springs 32 and 34 are connected in a series depending on their spring stiffness because of the fact that the weaker initially makes more travel and opens halfway earlier, it is in principle irrelevant which of the two pre-springs 32 and 34 is the weaker. He ste spring 32 can therefore be the more rigid. This improves their sealing function.

Der Zweigkanal 18, der mit dem Zulaufanschluß 16 in Verbindung steht, ist an eine Zulaufkammer 40 angeschlos sen, die an dem einen Einlaß-Sitzventil 21 angeordnet ist. Eine Kammer 41, die in der Neutralstellung des Lenk ventils 15 von der Zulaufkammer 40 getrennt ist, steht mit einem Zylinderanschluß 42 in Verbindung. In gleicher Weise steht eine Kammer 43 bei dem anderen Einlaß-Sitzventil 21 in Verbindung mit einem zweiten Zylinderanschluß 44. Außer dem sind die beiden Kammern 41 und 43 über die Bohrung des jeweiligen Schließkörpers 26 des Einlaß-Sitzventils 21 mit einem Rücklaufanschluß 45 verbunden. Die beiden Kammern 41 und 43 sind zwischen dem Lenkgehäuse 1 und dem Ventilkör per 5 ausgebildet. Die Zylinderanschlüsse 42 und 44 stehen mit zwei Arbeitsräumen eines nicht dargestellten Servomo tors in Verbindung.The branch channel 18 , which is connected to the inlet connection 16 , is connected to an inlet chamber 40 , which is arranged on the one inlet seat valve 21 . A chamber 41 , which is separated from the inlet chamber 40 in the neutral position of the steering valve 15 , is connected to a cylinder connection 42 . In the same way, a chamber 43 in the other inlet seat valve 21 is connected to a second cylinder connection 44 . In addition, the two chambers 41 and 43 are connected via the bore of the respective closing body 26 of the inlet seat valve 21 to a return port 45 . The two chambers 41 and 43 are formed between the steering housing 1 and the Ventilkör by 5 . The cylinder ports 42 and 44 are in communication with two work spaces of a servomotors, not shown.

Der Betätigungsstift 30 wird über eine Betätigungsfe der 46, die als ebene Biegefeder ausgebildet ist, in Wirk verbindung mit dem Betätigungshebel 23 gehalten. Der Betä tigungsstift 30 ist in seiner Länge so dimensioniert, daß die Zuhaltefeder 27 dann weitgehend kräftefrei ist, wenn der Schließkörper 31 des Auslaß-Sitzventiles 22 an dem Ven tilsitz 36 gerade anliegt, d. h., wenn das Auslaß-Sitz ventil 22 schließt. Ist das Auslaß-Sitzventil 22 geöffnet, so wird die Zuhaltefeder 27 von der Betätigungsfeder 46 gegen den Schließkörper 26 des Einlaß-Sitzventiles 21 ge drückt, so daß das Einlaß-Sitzventil 21 sicher geschlossen ist.The actuating pin 30 is held in a connection with the actuating lever 23 via an actuating element 46 , which is designed as a flat spiral spring. The actuation pin 30 is dimensioned in length so that the tumbler 27 is largely free of force when the closing body 31 of the outlet seat valve 22 on the Ven valve seat 36 just abuts, ie when the outlet seat valve 22 closes. If the outlet seat valve 22 is open, the tumbler spring 27 is pressed by the actuating spring 46 against the closing body 26 of the inlet seat valve 21 , so that the inlet seat valve 21 is securely closed.

Der wirksame Querschnitt des Schließkörpers 31 des Auslaß-Sitzventiles 22 ist kleiner als der wirksame Quer schnitt des Schließkörpers 26 des Einlaß-Sitzventiles 21. The effective cross section of the closing body 31 of the outlet seat valve 22 is smaller than the effective cross section of the closing body 26 of the inlet seat valve 21 .

Damit der Kennlinienbereich g/h die in der älteren deut schen Patentanmeldung 195 46 291.2. dargestellte große Steigung erhält, muß der wirksame Querschnitt des Schließ körpers 26 des Einlaß-Sitzventiles 21 möglichst klein sein. Eine Möglichkeit, den Schließkörper 26 sehr klein zu ge stalten, ist in Fig. 11 der älteren deutschen Patentanmel dung 195 46 291.2. dargestellt. Durch die besondere Anord nung der Zuhaltefeder kann die Betätigungsfeder und damit der Betätigungsstift entfallen, so daß der Durchmesser des Schließkörpers 26 des Einlaß-Sitzventiles 21 entsprechend klein dimensioniert werden kann.So that the characteristic curve range g / h in the older German patent application 195 46 291.2. receives large slope shown, the effective cross section of the closing body 26 of the inlet seat valve 21 must be as small as possible. One way to design the closing body 26 very small is in Fig. 11 of the older German patent application 195 46 291.2. shown. Due to the special Anord voltage of the locking spring, the actuating spring and thus the actuating pin can be omitted, so that the diameter of the closing body 26 of the inlet seat valve 21 can be dimensioned accordingly small.

Eine andere Möglichkeit, diesen Effekt zu erzielen, läßt sich durch einen zusätzlichen Ausgleichskolben 47 er zielen (siehe Fig. 2 und 6). Der Durchmesser des Aus gleichskolbens 47 wird etwas kleiner gewählt als der Durch messer des Schließkörpers 26 des Einlaß-Sitzventiles 21. Außerdem wird der Ausgleichskolben 47 hydraulisch und me chanisch im Sinne eines Stufenkolbens geschaltet.Another way of achieving this effect can be achieved by an additional compensating piston 47 (see FIGS. 2 and 6). The diameter of the equal piston 47 is chosen slightly smaller than the diameter of the closing body 26 of the inlet seat valve 21st In addition, the compensating piston 47 is switched hydraulically and mechanically in the sense of a stepped piston.

Wie in Fig. 2 dargestellt, kann der Ausgleichs kolben 47 ohne Feder verwendet werden. Um die Reibung des Kolbens auszuschalten, kann es jedoch zweckmäßig sein, eine relativ schwache Hilfsfeder 48 vorzusehen, durch die der Ausgleichskolben 47 in Anlage an dem Betätigungshebel 23 gehalten wird. Eine solche Anordnung ist mit einem ein armigen Betätigungshebel 23 in Fig. 3 dargestellt.As shown in Fig. 2, the compensating piston 47 can be used without a spring. In order to switch off the friction of the piston, however, it can be expedient to provide a relatively weak auxiliary spring 48 , by means of which the compensating piston 47 is held in contact with the actuating lever 23 . Such an arrangement is shown with a one-armed actuating lever 23 in Fig. 3.

In Fig. 6 ist außerdem eine Lösung gezeigt, bei der die beiden Distanzscheiben 33 und 35 der Fig. 4 bzw. die An schlagscheibe 37 der Fig. 5 nicht benötigt werden. Dies wird erreicht durch geeignete Formgebung des Bundes 31 des Betätigungsstiftes 30 und der beiden Vorfedern 32 und 34. In Fig. 6 a solution is also shown in which the two spacers 33 and 35 of FIG. 4 and the washer 37 of FIG. 5 are not required. This is achieved by suitable shaping of the collar 31 of the actuating pin 30 and the two pre-springs 32 and 34 .

Dazu wird der Bund 31 mit einer Kegelstumpf-Fläche 49 aus geführt. Die zweite Vorfeder 34 wird entsprechend angepaßt, so daß die erste Vorfeder 32 am Ende ihres Weges an der zweiten Vorfeder 34 und die zweite Vorfeder 34 am Ende ih res Weges an der einer Kegelstumpf-Fläche 49 anliegen. (Dieses Konstruktionsdetail ist nicht auf das Ausführungs beispiel der Fig. 6 mit dem Ausgleichskolben beschränkt, sondern kann ganz oder teilweise auch bei den Ausführungs beispielen der Fig. 4 und 5 angewendet werden.)For this purpose, the collar 31 is guided with a truncated cone surface 49 . The second pre-spring 34 is adapted accordingly, so that the first pre-spring 32 abuts at the end of its path on the second pre-spring 34 and the second pre-spring 34 at the end of its path against a truncated cone surface 49 . (This construction detail is not limited to the embodiment of FIG. 6 with the compensating piston, but can also be used in whole or in part in the embodiment of FIGS. 4 and 5.)

Die Funktion der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 5 und 6 entspricht derjenigen des Ausführungsbeispieles der Fig. 4 und wird deshalb nicht näher beschrieben.The function of the exemplary embodiments according to FIGS. 5 and 6 corresponds to that of the exemplary embodiment of FIG. 4 and is therefore not described in more detail.

Reference list

11

Lenkgehäuse
Steering housing

22nd

Ritzel
pinion

33rd

Lager
camp

44th

Lager
camp

55

Ventilkörper
Valve body

66

Zahnstange
Rack

77

Druckstück
Pressure piece

88th

Ausgangsglied
Output link

1010th

Eingangsglied
Input link

1111

Lenkspindelanschluß
Steering spindle connection

1212th

Drehstab
Torsion bar

1313

Stift
pen

1414

Stift
pen

1515

Lenkventil
Steering valve

1616

Zulaufanschluß
Inlet connection

1717th

Kanal
channel

1818th

Zweigkanal
Branch channel

1919th

Teil des Lenkventils Part of the steering valve

1515

2020th

Teil des Lenkventils Part of the steering valve

1515

2121

Einlaß-Sitzventil
Inlet seat valve

2222

Auslaß-Sitzventil
Exhaust seat valve

2323

Betätigungshebel
Operating lever

2424th

Arm
poor

2525th

Arm
poor

2626

Schließkörper
Closing body

2727

Zuhaltefeder
Locking spring

2828

Ventilsitz
Valve seat

2929

Einstellring
Adjusting ring

3030th

Betätigungsstift
Actuating pin

3131

Bund
Federation

3232

erste Vorfeder
first prelude

3333

erste Distanzscheibe
first spacer

3434

zweite Vorfeder
second prelude

3535

zweite Distanzscheibe
second spacer

3636

Ventilsitz
Valve seat

3737

Anschlagscheibe
Stop disc

3838

Stirnfläche
Face

3939

Stirnfläche
Face

4040

Zulaufkammer
Inlet chamber

4141

Kammer
chamber

4242

Zylinderanschluß
Cylinder connection

4343

Kammer
chamber

4444

Zylinderanschluß
Cylinder connection

4545

Rücklaufanschluß
Return connection

4646

Betätigungsfeder
Actuating spring

4747

Ausgleichskolben
Compensating piston

4848

Hilfsfeder
Auxiliary spring

4949

Kegelstumpf-Fläche
Truncated cone surface

Claims

1. Power steering, in particular for motor vehicles, with the following features:

- A steering valve ( 15 ) for controlling a pressure by means of a servomotor for two inlet seat valves ( 21 ) and two outlet seat valves ( 22 ), each with a closing body ( 26 ), the closing bodies of the outlet seat valves ( 22 ) via an actuating device depending on a rotational movement egg ner with an input member ( 10 ) of the steering connected steering spindle can be actuated;
- The closing body ( 26 ) of the inlet seat valves ( 21 ) are hy draulically pressure-balanced with respect to a pressure of a pressure source and hold the inlet seat valves ( 21 ) closed in the neutral position of the steering valve by the force of locking springs ( 27 );
- Each tumbler spring ( 27 ) is supported on the one hand on a closing body ( 26 ) of one of the inlet seat valves ( 21 ) and on the other hand on the actuating device;
- The outlet seat valves ( 22 ) are opened in the neutral position of the steering valve ( 15 );
- In each case an inlet seat valve ( 21 ) and an outlet seat valve ( 22 ) are arranged coaxially to one another;
- The effective cross section of the closing body of the outlet seat valves ( 22 ) is smaller than the effective cross section of the closing body ( 26 ) of the inlet Sitzven tile ( 21 ),
characterized by
- That the steering valve ( 15 ) is arranged between the input member ( 10 ) and an output member ( 8 ) of the steering;
- That the actuating device has at least one actuating lever ( 23 ) for actuating the outlet Sitzventi le ( 22 );
- That each tumbler spring ( 27 ) with the actuating lever ( 23 ) is in operative connection and
- That between the input member ( 10 ) and the actuation supply device at least two springs ( 32 , 34 ) are arranged.

2. Power steering system according to claim 1, characterized in that the actuating lever ( 23 ) with the input member ( 10 ) of the steering is firmly connected ( Fig. 2, 3)

3. Power steering system according to claim 2, characterized in that one actuating lever ( 23 ) is assigned to an outlet seat valve ( 22 ) and an associated inlet seat valve ( 21 ).

4. Power steering system according to claim 2, characterized in that for both outlet Sitzven tile ( 22 ) a common, in particular two-armed actuation lever ( 23 ) is provided ( Fig. 2).

5. Power steering system according to claim 2, characterized in that for both outlet Sitzven tile ( 22 ) a common, in particular one-armed actuation lever ( 23 ) is provided ( Fig. 3).

6. Power steering system according to claim 5, characterized in that the outlet seat valves ( 22 ) on opposite sides of the one-armed actuating lever ( 23 ) are arranged.

7. Power steering system according to claim 1, characterized in that each closing body of the outlet seat valves ( 22 ) cooperates with an actuating pin ( 30 ) on which the locking spring ( 27 ) engages.

8. Power steering system according to claim 5, characterized in that each actuating pin ( 30 ) is operatively connected to the actuating lever ( 23 ).

9. Power steering system according to one of claims 1 to 8, characterized in that a first distance disc ( 33 ) is arranged between the two springs ( 32 , 34 ) and that between the second spring ( 34 ) and the actuating pin ( 30 ) or a collar ( 31 ) connected to the actuating pin ( 30 ) is arranged a second spacer ( 35 ).

10. Power steering system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the spring travel of the two pre-springs ( 32 , 34 ) of a disc ( 37 ) lying between the two pre-springs ( 32 , 34 ) is limited ( Fig. 5).

11. Power steering system according to claim 10, characterized in that the stop disc ( 37 ) is designed so that it rests on the one before spring ( 32 , 34 ) on its inner diameter and on the other spring ( 34 , 32 ) on its outer diameter .

12. Power steering system according to claim 11, characterized in that the end faces ( 38 , 39 ) of the stop disc ( 37 ) enclose an angle which is designed such that the springs ( 32 , 34 ) bear against them in the tensioned state.

13. Power steering system according to one of claims 1 to 8, characterized in that two springs ( 32 , 34 ) between the actuating lever ( 23 ) and each valve seat ( 28 ) of the closing body ( 26 ) of the one-seat valve ( 21 ) are arranged .

14. Power steering system according to claim 13, characterized characterized in that each spring a Forms the closing body of an outlet seat valve.

15. Power steering system according to claim 14, characterized in that at least one Vorfe ( 32 ) is designed as a flat ring spring ( Fig. 4 to 6).

16. Power steering according to claim 8, characterized in that the actuating pin ( 30 ) is held by an actuating spring ( 46 ) in connection with the actuating lever ( 23 ).

17. Power steering system according to one of claims 1 to 16, characterized in that each inlet seat valve ( 21 ) is assigned a compensating piston ( 47 ) ( Fig. 6).

18. Power steering system according to claim 17, characterized in that the compensation piston ben ( 47 ) has a slightly smaller diameter than the closing body ( 26 ) of the inlet seat valve ( 21 ).

19. Power steering system according to claim 18, characterized in that a compensation piston ben ( 47 ) and an inlet seat valve ( 21 ) are arranged coaxially to each other ( Fig. 6).

20. Power steering according to one of claims 1 to 19, characterized in that between the input member ( 10 ) and the output member ( 8 ) of the len kung a torsion bar ( 12 ) is arranged.