DE2020174A1

DE2020174A1 - Hydraulic steering booster

Info

Publication number: DE2020174A1
Application number: DE19702020174
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P Antrag
Original assignee: Bendiberica SA
Current assignee: AlliedSignal Automotive Espana SA
Priority date: 1970-04-24
Filing date: 1970-04-24
Publication date: 1971-11-25

Description

Beschreibung Hydraulischer Lenkkraftverstärkers Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Lenklçraftverstärker, bei dem die Lenkspindel im I.enkgehäuse begrenzt axial verschiebbar gelagert ist, mit einem Steilgewinde (Schnecke) in ein Gewinde eines zahnstangenartigen, mit dem Lenksegment kämmenden Arbeitskolbens eingreift, von Zentrierfedern in ihrer axialen Mittelstellung gehalten und mit einer Ventilbüchse verbunden ist, die bei Verschiebung aus der Mttelstellung einen Druckmitteleinlass je nach Richtung der Verschiebung mit einer Zylinderkammer auf der einen oder anderen Seite des Arbeitskolbens verbindet, den Druckmittelrücklauf von dieser Zylinderkammer sperrt und den Druckmittelrücklauf von der jeweils anderen Zylinderkammer offenhält.Description of hydraulic power steering booster The invention relates to a hydraulic steering fluid booster, in which the steering spindle is in the steering housing is axially displaceable to a limited extent, with a high helix thread (worm) in a The thread of a rack-like working piston meshing with the steering segment engages, held by centering springs in their axial center position and with a valve sleeve is connected, which has a pressure medium inlet when shifted from the middle position depending on the direction of displacement with a cylinder chamber on one or the other Side of the working piston connects the pressure medium return from this cylinder chamber blocks and keeps the pressure medium return from the other cylinder chamber open.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Lenkkraftverstärker dieser Bauart mit besonders einfachen Mitteln einen Ausgleich dafür zu schaffen, dass der Arbeitskolben bei Lenkradeinschig in der einen Richtung mit seinem gesamten Querschnitt und bei Lenkradeinschlag in der anderen Richtung nur mit seinem um den Querschnitt der Lenkspindel verminderten Querschnitt dem Druckmittel ausgesetzt ist. Falls die hydraulischen I,enkhilfskräfte eine Rückwirkung auf das Lenkrad haben, muss diese Rij.ckwirkung in beiden Einschlagrichtungen möglichst gleich gross sein, was ebenfalls mit besonders einfachen Mitteln erreicht werden. soll. The invention is based on the object of a power steering booster to create a compensation for this type of construction with particularly simple means, that the working piston with its entire steering wheel in one direction Cross-section and when the steering wheel is turned in the other direction only with his around the Cross-section of the steering spindle reduced cross-section exposed to the pressure medium is. If the hydraulic auxiliary forces have an effect on the steering wheel, this reaction must be as equal as possible in both directions of impact, which can also be achieved with particularly simple means. target.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Zentrierfedern in einer ständig mit dem Druckmitteleinlass verbundenen Ausgleichskammer des Lenkgehäuses angeordnet sind und in der Mittelstellung der Lenkspindel mit ihrem einen Ende, das sich am Lenkgehäuse abstützt, zusätzlich gegen eine an der Lenkspindel oder Ventilbiichse ausgebildete Schulter und mit ihrem anderen Ende gegen einen in der Ausgleichskammer längs der Lenkspindel zu dieser Schulter hin verschiebbaren ringförmigen Ausgleichskolben drücken, der sich unter dem zum Arbeitskolben hin gerichteten Druck der Zentrierfedern und des Druckmittels in der Mittelstellung an einem Bund der Lenkspindel und an einer gehäusefesten Schulter abstützt. According to the invention, this object is achieved in that the centering springs in a compensation chamber of the steering housing that is constantly connected to the pressure medium inlet are arranged and in the middle position of the steering shaft with its one end, which is supported on the steering housing, in addition against one on the steering spindle or Valve bichle formed shoulder and with its other end against one in the Compensation chamber along the steering spindle to this shoulder displaceable annular Press the equalizing piston, which is under the pressure directed towards the working piston the centering springs and the pressure medium in the middle position on a federal government Steering spindle and supported on a shoulder fixed to the housing.

Vorzugsweise ist die vom Druckmittel beaufschlagte Ringfläche des Ausgleichskolbens um das Doppelte der Schulterfläche grösser als der Querschnitt der LenIspindel. The annular surface acted upon by the pressure medium is preferably the Compensating piston is twice the shoulder area larger than the cross-section the LenIspindel.

Falls eine Rückwirkung der Ilydraulischen Lenkhilfskräfte auf das Lenkrad erwünscht ist, ist der für die Abdichtung gegenüber der Lenkspindel oder Ventilbüchse massgebende Snnendurchmesser des Lenkgehäuses grösser als der Innendurchmesser des Ausgleichskolbens. If the Ilydraulic power steering forces have an effect on the Steering wheel is desired, is the one for sealing against the steering shaft or Valve sleeve, the inside diameter of the steering housing, which is decisive, is larger than the inside diameter of the compensating piston.

Falls jedoch eine solche Rückwirkung nicht erwwnscht ist, ist es vorteilhaft, wenn die Schulter an einem Bund ausgebildet und der für die Abdichtung gegenidber der Lenkspindel massgebende Innendurchmesser des Lenkgehäuses mit dem tnnendurchmesser des Ausgleichskolbens identisch ist. However, if such a retroactive effect is not desired, it is advantageous if the shoulder is formed on a collar and the one for sealing with respect to the steering spindle, the decisive inner diameter of the steering housing with the inner diameter of the compensating piston is identical.

Die erfindungsgemässe Gestaltung eignet sich besonders für einen Lenkkraftverstärker mit einem den Druck am Druckmittel einlass begrenzenden Ventil, dessen Ventilkörper in seiner Ruhestellung eine mit dem Druckmftteleinlass verbundene Leitung von einer mit dem Druckmittelauslass der Zylinderkammern auf beiden Seiten des Arbeitskolbens verbundenen Leitung trennt an gegen den Widerstand einer Feder in eine Stellung verschiebbar ist, in der diese beiden Leitungen miteinander verbunden sL5iG Bei einem solchen Lenkkraftverstärker ist es gemäss einem weiteren Erfindungsmerkmal vorteilhaft, wenn der. Ventilkörper ein in einer Bohrung des Lenkgehäuses verschiebbarer Kolben mit einem sich zwischen den beiden Leitungen erstreckenden Kanal und eine diesen Kanal gegen den Widerstand einer schwächeren Feder nur für eine Druckmittel strömung von der auslaßseitigen Leitung zur einlaßseitigen Leitung freigebend 4 7ickschlægventiSkörper umfasst. The design according to the invention is particularly suitable for one Steering booster with a valve limiting the pressure at the pressure medium inlet, whose valve body is connected to the pressure medium inlet in its rest position Line from one to the pressure medium outlet of the cylinder chambers on both sides The line connected to the working piston separates against the resistance of a spring can be moved into a position in which these two lines are connected to one another sL5iG at according to one such steering booster Another feature of the invention advantageous if the. Valve body in a bore of the steering housing displaceable piston with a between the two lines extending channel and one that channel against the resistance of a weaker one Spring only for a pressure medium flow from the outlet line to the inlet side Line releasing 4 7ickschlægventiSkörper includes.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen hydraulischen Lenkkraftverstärker mit Merkmalen der Erfindung im Längsschnitt; Fig. 2 einen vergrösserten Ausschnitt aus Fig. 1; Fig. 2a den gleichen Ausschnitt bei im Uhrzeigersinn eingeschlagenem Lenkrad; Fig. 2b den gleichen Ausschnitt bei entgegen dem Uhrzeigersinn eingeschlagenem Lenkrad; Fig. 3 einen der Fig 2 entsprechenden Ausschnitt bei einer abgewandelten Ausführungsform des Lenkkraftverstärkers; und Figm 4 einen ebenfalls vergrösserten Teilschnitt längs der Linie IIIr in Fig. 1. The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail using an exemplary embodiment. They show: FIG. 1 a hydraulic one Steering booster with features of the invention in longitudinal section; Fig. 2 shows an enlarged Detail from Fig. 1; 2a shows the same section in the clockwise direction Steering wheel; Fig. 2b shows the same section in the counterclockwise direction Steering wheel; 3 shows a section corresponding to FIG. 2 in a modified one Embodiment of the steering booster; and FIG. 4 is a likewise enlarged Partial section along the line IIIr in FIG. 1.

Der dargestellte hydraulische Lenkkraftverstärker umfasst ein Lenkgehäuse 1, das den unteren Teil einer begrenzt axial verschiebbaren Lenkspindel 2 mit einem üblicherweise als Schnekke bezeichnetenTrapezgewindeabschnitt 3, eine Ventilbüchse 4 sowie einen Arbeitiskolben 5 mit einem die Schnecke aufnehmenden Innengewinde 12 enthält. Am Arbeitskolben 5 ist eine Zahnstangenverzahnung 6 ausgebildet, die mit der Verzahnung 7 eines Lenksegments 8 kämmt. Das Lenksegment 8 ist an einer Segmentwelle 9 ausgebildet, an der ein nicht dargestellter Lenkstockhebel befestigt ist. The hydraulic steering booster shown comprises a steering housing 1, the lower part of a limited axially displaceable steering shaft 2 with a Trapezoidal thread section 3, usually referred to as a screw, is a valve sleeve 4 and a working piston 5 with an internal thread that accommodates the worm 12 contains. A rack toothing 6 is formed on the working piston 5, which meshes with the toothing 7 of a steering segment 8. The steering segment 8 is on one Formed segment shaft 9 to which a pitman arm, not shown, is attached is.

Der Arbeitskolben 5 unterteilt den Innenraum des Lenkgehäuses 1 in zwei Zylinderkammern 10 und 11 und weist einen Dichtungsring 13 auf, der gegen die Innenwand des Gehäuses 1 abdichtet, Zum hydraulischen Kreis des Lenkkraftverstärkers gehört ein Einlass 14 und ein Auslass 15 am Gehäuse 1; vom Einlass 14 führt ein Kanal 16 in das Innere des Gehäuses zurVentilbüchse 4. Die Ventilbüchse weist zwei Ringnuten 17 und 18 lauf' die sich in der in Fig. 1 und 2 dargestellten Mittelstellung der Ventilbüchse beide mit dem Kanal 16 überlappen. Von den beiden Ringnuten 17 und 18 überlappt sich die erste ausserdem ständig mit einem zur Zylinderkammer 11 führenden Kanal 19 und die zweite mit einem zur Zylinderkammer 10 führenden Kanal 20. Vom Auslass 15 führen Kanäle 21 und 21' ebenfalls in das Innere des Gehäuses zur Ventilbüchse 4; von diesen Kanälen überlappt sich in der Mittelstellung der Ventilbüchse der erste Kanal mit der Ringnut 17 und der zweite mit der Ringnut 18. The working piston 5 divides the interior of the steering housing 1 into two cylinder chambers 10 and 11 and has a sealing ring 13 which against the Seals inner wall of the housing 1, to the hydraulic circuit of the steering booster includes an inlet 14 and an outlet 15 on the housing 1; from inlet 14 leads a channel 16 into the interior of the housing to the valve sleeve 4. The valve sleeve faces two annular grooves 17 and 18 run 'which are in the middle position shown in Figs of the valve sleeve both overlap with channel 16. Of the two ring grooves 17 and 18, the first also constantly overlaps with a cylinder chamber 11 leading channel 19 and the second with a leading to the cylinder chamber 10 channel 20. Channels 21 and 21 'also lead from outlet 15 into the interior of the housing to valve sleeve 4; of these channels overlaps in the middle position of the Valve sleeve the first channel with the annular groove 17 and the second with the annular groove 18.

Das Gehäuse 1 setzt sich aus drei'Gehäuseteilen 22, 23 und 24 zusammen, die fest miteinander verbunden sind; in den Gehäuseteilen 23 und 24 ist die Lenkspindel 2 gelagert. Dt. Ventilbüchse 4 stiitzt sich in beiden axialen Richtungen über je ein Nadellager 25 an der Lenkspindel 2 ab. Die Lenkspindel 2 ist durch eine Dichtung 27 gegen das Gehäuseteil 24 abgedichtet. Die Lenkspindel 2 ist mit der Ventilbuchse 4 und den Nadellagern 25 durch eine Mutter 28 zusammengehalten. Zwischen den Gehäuseteilen 22, 23 und 24 sind weitere Dichtungsringe 29 vorgesehen. The housing 1 is composed of three housing parts 22, 23 and 24, which are firmly connected to each other; The steering shaft is in the housing parts 23 and 24 2 stored. German valve sleeve 4 is supported over each other in both axial directions a needle bearing 25 on the steering shaft 2 from. The steering shaft 2 is through a seal 27 sealed against the housing part 24. The steering shaft 2 is with the valve socket 4 and the needle bearings 25 held together by a nut 28. Between the housing parts 22, 23 and 24 further sealing rings 29 are provided.

Die Zylinderkammer 11 ist durch einen am Gehäuseteil 23 befestigten Einsatz 30 begrenzt, durch den sich die Lenkspindel 2 hindurch erstreckt und der innen und aussen je eine Dichtung 31, 32 aufweist, Im Gehäuse-teil 23 ist eine ringförmige Ausgleichskammer 34 vorgesehen, in der eine auf der Ventilbüchse 4 geführte Hülse 35 von U-förmigem Querschnitt angeordnet ist. In der Hülse 35 sind mehrere sich in axialer Richtung erstreckende, in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Zentrierfedern 36 teilweise aufgenommen. Die Ausgleichskammer 34 ist über eine in der Hülse 35 vorgesehene Öffnung 37 mit einem zum Einlass 14 führenden Kanal 38 verbunden. Die Zentrierfedern 36 stützen sich mit ihren freien Enden an einem ringförmigen Ausgleichskolben 39 ab, der gegen die Ventilbiichse 4 einerseits und gegen das Gehäuseteil 23 andererseits mit Dichtungsringen 40 abgedichtet ist. The cylinder chamber 11 is fastened to the housing part 23 by a device Insert 30 limited through which the steering shaft 2 extends and the inside and outside each have a seal 31, 32, in the housing part 23 is an annular one Compensation chamber 34 is provided in which a sleeve guided on the valve sleeve 4 35 is arranged of U-shaped cross-section. In the sleeve 35 there are several centering springs which extend in the axial direction and are offset from one another in the circumferential direction 36 partially included. The compensation chamber 34 is in the sleeve 35 via a provided opening 37 is connected to a channel 38 leading to the inlet 14. the Centering springs 36 are supported with their free ends on an annular compensating piston 39, the one against the valve sleeve 4 on the one hand and against the housing part 23 on the other hand is sealed with sealing rings 40.

Der Einsatz 30 weist einen Hohlraum 41 auf, in den das eine Nadellager 25 passt. In der Mittelstellung der Lenkspindel 2 und der Ventilbüchse 4 stützt sich der Ausgleichskolben 39 daher gemäss Fig. 2 unter dem Druck der Zentrierfedern 36 mit seinem radial inneren Bereich am Lager 25 und mit seinem radial äusseren Bereich an einer Stirnfläche 42 des Einsatzes 30 ab. Die Hülse 35 stützt sich mit ihrem radial inneren Bereich an einer Schulter D der Ventilbühcse 4 und mit ihrem radial äusserenSereich an einer Schulter 43 des Gehäuseteils 23 ab. In dieser Stellung der Ventilbüchse 4 strömt das Druckmittel vom Einlass 14 über den Kanal 16, die beiden Ringnuten 17 und 18 und die Kanäle 21 und 21' zum Auslass 15; die beiden Zylinderkammern 10 und 11 sowie die Ausgleichskammer 34 sind dabei mit dem Druckmittel gefüllt und stehen alle unter dem gleichen, verhältnismässig geringen Druck; der volle Betriebsdruck kann sich nirgends aufbauen. The insert 30 has a cavity 41 into which one needle bearing 25 fits. In the middle position of the steering spindle 2 and the valve sleeve 4 is supported Therefore, according to FIG. 2, the compensating piston 39 moves under the pressure of the centering springs 36 with its radially inner area on the bearing 25 and with its radially outer area Area on an end face 42 of the insert 30. The sleeve 35 is supported with its radially inner area on a shoulder D of the valve bushing 4 and with its radially outer area on a shoulder 43 of the housing part 23. In this position the valve sleeve 4, the pressure medium flows from the inlet 14 via the channel 16, the two annular grooves 17 and 18 and the channels 21 and 21 'to the outlet 15; the two Cylinder chambers 10 and 11 and the compensation chamber 34 are connected to the pressure medium filled and are all under the same, relatively low pressure; the full operating pressure cannot build up anywhere.

Wenn das nicht dargestellte Lenkrad und mit ihm die Lenkspindel 2 und die Schnecke 3 im Uhrzeigersinn gedreht werden, verschiebt sich der Arbeitskolben 5 in Fig. 1 nach unten, sofern das Gewinde der Schnecke, wie dargestellt, ein Linksgewinde ist. If the steering wheel, not shown, and with it the steering shaft 2 and the screw 3 are rotated clockwise, the working piston moves 5 in Fig. 1 downwards, provided the thread of the worm, as shown, a left-hand thread is.

Da der Arbeitskolben 5 aber den Widerstand der Segmentwelle 9 gegen eine Drehung zu überwinden hat, verschiebt er sich anfangs nicht in dem Mass, das der Drehung der Lenkspindel 2 entspricht, sondern er veranlasst die Lenkspindel und mit ihr die Ventil büchse 4, sich in Fig. 1 nach oben, in Fig.2 also nach rechts, zu verschieben. Die Ventilbüchse 4 gelangt gegen den Widerstand der Zentrierfedern 36, die zusammengedrückt werden, in die Stellung gemäss Fig. 2a, bei der ihre Ringnut 17 gegen den Kanal 21 abgeschlossen und nur noch über den Kanal 16 mit dem" Einlass 14 und über den Kanal 19 mit der Zylinderkammer 11 verbunden ist.Since the working piston 5 but the resistance of the segment shaft 9 against has to overcome a rotation, it does not initially shift to the extent that corresponds to the rotation of the steering shaft 2, but it causes the steering shaft and with it the valve sleeve 4, in Fig. 1 upwards, in Fig. 2 so to the right, to move. The valve sleeve 4 comes against the resistance of the centering springs 36, which are compressed into the position according to FIG. 2a, in which their annular groove 17 closed against channel 21 and only via channel 16 with the "inlet 14 and is connected to the cylinder chamber 11 via the channel 19.

Die Ringnut 18 ist dagegen vom Kanal 16 getrennt und nur noch über den Kanal 21' mit dem Auslass 15 sowie über den Kanal 20 mit der Zylinderkammer 10 verbunden. Das Druckmittel strömt daher vom Einlass 14 über den Kanal 16, die Ringnut 17 und den Kanal 19 in die Zylinderkammer 11 und übt eine in £-r-- 1 nach unten gerichtete Kraft auf den Querschnitt A des Ärbeitskolbens 5 und eine nach oben gerichtete Kraft auf den Querschnitt E der Lenkspindel 2 aus. Es ist angebracht, hier den gesamten Kolbenquerschnitt A und den gesamten Spindelquerschnitt E zu betrachten, da das Druckmittel infolge des Spiels zwischen dem Trapezgewinde der Schnecke 3 und dem damit in Eingriff stehenden Innengewinde 12 des Arbeitskolbens 5 auch in den Hohlraum zwischen der Stirnfläche der Schnecke und dem Boden des Arbeitskolbens gelangt. Auf die Lenkspindel 2 wirkt ausserdem der Druck des vom Einlass 14 über den Kanal 38 in die Ausgleichskammer 34 gelangten Druckmittels, das dort einerseits die Ringfläche F des Ausgleichskelbens 39 und andererseits die Ringfläche der Schulter D der Ventilbüchse 4 beaufschlagt. Die hydraulische Kraft, die bestrebt ist,den Arbeitskolben 5 in Fig. 1 nach unten zu drücken und damit das auf das Lenkrad ausgeübte Drehmoment zu verstärken, beträgt somit insgesamt P (A-E+F-D) wobei p den Druck am Einlass 14 bedeutet. Zu dieser hydraulischen Kraft kommt die mechanische Rückstellkraft K der Zentrierfedern 36. Die unmittelbar auf die Lenkspindel 2 einwirkende axiale Kraft beträgt P <F-D-E) + K und ist, in Fig. 1 betrachtet, ebenfalls nach unten gerichtet, da der Ausgleichskolben 39 so bemessen ist, dass seine ringförmige Stirnfläche F mindestens ebenso gross ist wie die Flächen D und E zusammen. Die auf die Lankspindel 2 einwirkende resultierende Kraft ist bestrebt, die Schnecke 3 weiter in den Arbeitskolben 5 hinein, also gegen das vom Fahrer auf das Lenkrad ausgeübte Moment zu drehen. Der Fahrer sperrt somit einen Widerstand und das Lenkrad kehrt in seine Ausgangsstellung zurück, weist r Fahrer dem nicht entgegenwirkt.The annular groove 18, however, is separated from the channel 16 and only above the channel 21 'with the outlet 15 and via the channel 20 with the cylinder chamber 10 connected. The pressure medium therefore flows from the inlet 14 via the channel 16, the Annular groove 17 and the channel 19 in the cylinder chamber 11 and exercises one in £ -r- 1 downward force on the cross section A of the working piston 5 and one after upward force on cross-section E the steering shaft 2 from. It is appropriate, here the entire piston cross-section A and the entire spindle cross-section E to consider because the pressure medium as a result of the play between the trapezoidal thread the screw 3 and the internal thread 12 of the working piston which is engaged therewith 5 also into the cavity between the end face of the screw and the bottom of the working piston got. The pressure of the inlet 14 also acts on the steering spindle 2 the channel 38 in the compensation chamber 34 reached pressure medium, there on the one hand the annular surface F of the compensating piston 39 and, on the other hand, the annular surface of the shoulder D of the valve sleeve 4 is applied. The hydraulic force that seeks to achieve the To press working piston 5 in Fig. 1 down and thus the exerted on the steering wheel Increasing torque is thus total P (A-E + F-D) where p is the pressure at inlet 14 means. The mechanical restoring force is added to this hydraulic force K of the centering springs 36. The axial Force is P <F-D-E) + K and, viewed in FIG. 1, is also downwards directed, since the compensating piston 39 is dimensioned so that its annular end face F is at least as large as the areas D and E combined. The one on the Lankspindel 2 acting resulting force tends to move the worm 3 further into the working piston 5 into it, so to turn against the torque exerted by the driver on the steering wheel. The driver blocks a resistance and the steering wheel returns to its starting position rejects, the driver does not counteract this.

Wenn das Lenkrad und mit ihm die Lenkspindel 2 und die Schnecke 3 aber entgegen dem Uhrzeiger-sinn gedreht wird, verschiebt sich der Arbeitskolben in Fig. 1 nach oben; der Widerstand, den die Segmentwelle 9.dieser Verschiebung entgegensetzt, führt dazu, dass die Lenkspindel 2 mit der Ventilbüchse 4 nach unten verschoben wird und in die Stellung gemäss Fig. 2b gelangt. When the steering wheel and with it the steering shaft 2 and the worm 3 but is turned counterclockwise, the working piston moves in Fig. 1 upwards; the resistance that the segment shaft 9th of this displacement opposed, leads to the fact that the steering spindle 2 with the valve sleeve 4 is shifted downwards and comes into the position according to FIG. 2b.

In dieser Stellung ist die Ringnut 17 der Ventilbüchse 4 vom Kanal 16 getrennt und verbindet die Kanäle 19 und 21 miteinanber, während die Ringnut 18 vom Kanal 21' getrennt ist und die Kanäle i6 und 20 miteinander verbindet. Das Druckmittel strömt daher vom Einlass 14 über den Kanal 16, die Ringnut 18 und den Kanal 20 in die Kammer 10 und übt eine in Fig. 1 nach oben gerichtete Kraft auf den Querschnitt A des Arbeitskolbens 5 aus.In this position, the annular groove 17 of the valve sleeve 4 is from the channel 16 separated and connects the channels 19 and 21 miteinanber, while the annular groove 18 is separated from channel 21 'and connects channels i6 and 20 to one another. That Pressure medium therefore flows from the inlet 14 via the channel 16, the annular groove 18 and the Channel 20 into the chamber 10 and exerts a force directed upward in FIG. 1 the cross section A of the working piston 5.

Das Druckmittel in der Ausgleichskammer 34 wirkt auch in diesem Fall auf die Flächen F und D, doch wird die auf die Fläche F einwirkende Kraft vom Ausgleichskolben 39 auf die Stirnfläche 42 des gehäusefesten Einsatzes 32 übertragen, so dass die Lenkspindel unmittelbar nur der axial nach oben gerichteten Kraft pD und der in gleicher Richtung wirkenden Rückstellkraft K der Zentrierfedern 36 ausgesetzt ist. Die insgesamt auf den Arbeitskolben 5 einwirkende Kraft beträgt somit p (B+D) + K und ist in Fig. 1 nach oben gerichtet. Die unmittelbar auf die Lenkspindel 2 einwirkende Kraft p D + K ist bestrebt1 die Schnekke 3 aus dem Arbeitskolben 5 heraus, also auch in diesem Fall gegen das vom Fahrer auf das Lenkrad ausgeübte Drehmoment zu drehen.The pressure medium in the compensation chamber 34 also acts in this case on surfaces F and D, but the force acting on surface F comes from the balance piston 39 transferred to the end face 42 of the insert 32 fixed to the housing, so that the Steering spindle directly only the axially upward force pD and the in The restoring force K of the centering springs 36 acting in the same direction is exposed. The total force acting on the working piston 5 is thus p (B + D) + K and is directed in Fig. 1 upwards. The one acting directly on the steering spindle 2 Force p D + K strives1 the screw 3 out of the working piston 5, so also in this case against the torque exerted by the driver on the steering wheel turn.

Da die hydraulischen Lenkhilfskräfte in beiden Einschlagrichtungen gleich gross sein- sollen, muss für die vom Druckmittel beaufschlagten Flächen die Beziehung A+F-E- D=A+D gelten; daraus ergibt sich unabhängig vom Querschnitt A des Arbeitskolbens 5: F = E + 2D das bedeutet, dass die Ringfläche F des Ausgleichskolbens 39 gleich dem Querschnitt E der Lenkspindel 2 vermehrt um das Doppelte der Schulterfläche D sein muss. Wenn diese Bedingungerfüllt ist, sind auch die auf die Lenkspindel 2 einwirkenden Rückstellkräfte in beiden Einschlagrichtungen gleich gross. Because the hydraulic power steering in both directions Should be the same size, must for the areas acted upon by the pressure medium Relationship A + F-E- D = A + D hold; this results in regardless of the cross-section A des Working piston 5: F = E + 2D that means that the annular surface F of the compensating piston 39 equal to the cross section E of the steering spindle 2 increased by twice the shoulder surface must be D. If this condition is met, they are open too the steering spindle 2 acting restoring forces in both directions the same great.

Die unter der beschriebenen Bedingung in beiden Drehrichtungen dem Betrage nach gleichgrosse Rückwirkung der hydraulischen Kräfte auf die Lenkspindel 2 ist, wie sich aus Vorstehendem ergibt, der Schulterfläche D proportional. Die Grösse der wirksamen Schulterfläche D ist ihrerseits abhängig vom Innendurchmesser des Gehäuseteils 23, auf dem dieses gegen die Ventilbüchse 4 abdichtet, und vom Innendurchmesser des Ausgleichskolbens 39. Die Rückwirkung auf das Lenkrad ist demnach umso grösser, je grösser der Unterschied zwischen diesen beiden Durchmessern ist. The under the described condition in both directions of rotation dem Amount to the same size reaction of the hydraulic forces on the steering spindle As can be seen from the above, 2 is proportional to the shoulder area D. the The size of the effective shoulder area D is in turn dependent on the inner diameter of the housing part 23, on which this seals against the valve sleeve 4, and from Inner diameter of the compensating piston 39. The reaction on the steering wheel is accordingly The greater the difference between these two diameters, the greater.

Dieser Durchmesser-unterschied hat bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 bis 2b einen endlichen Betrag, der sich durch Aufbohren des Gehäuseteils 23 und Einsetzen einer Ventilbiichse 4 von entsprechendem Aussendurchmesser leicht vergrössern lässt. In the embodiment according to FIG Fig. 1 to 2b a finite amount that can be obtained by drilling open the housing part 23 and inserting a valve sleeve 4 of a corresponding outside diameter easily can enlarge.

Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 3 ist dagegen an der Ventilbüchse 4 als Anlage für die Hülse 35 anstelle einer einseitigen Schulter ein Bund 44 vorgesehen, der mit radialem Spiel in einer Ausdrehung 44 des Gehäuseteils 23 aufgenommen ist und dessen Stirnflächen gleich gross sind. Der für die Abdichtung gegenüber der Ventilbüchse 4 massgebende Innendurchmesser des Gehäuseteils 23 ist mit dem Innendurchmesser des Ausgleichskolbens 39 identisch. Da das Druckmittel auf beide Seiten des Bundes 44 mit hat gleichem Druck einwirkt,/die oben mit D bezeichnete wirksame Schulterfläche den Betrag Null; die hydraulischen Lenkhilfskräfte haben daher bei der Ausfithrlmgsform gemäss Fig. 3 keine Riickwirkung auf das Lenkrad. In the embodiment according to FIG. 3, however, it is on the valve sleeve 4 a collar 44 is provided as an attachment for the sleeve 35 instead of a shoulder on one side, which is received with radial play in a recess 44 of the housing part 23 and whose end faces are the same size. The one for sealing against the Valve sleeve 4 decisive inside diameter of the housing part 23 is with the inside diameter of the compensating piston 39 is identical. As the leverage on both sides of the federal government 44 with the same pressure acted, / the effective shoulder area designated above with D the amount zero; the hydraulic power steering therefore have the shape of the Ausfithrlmgsform according to FIG. 3 no retroactive effect on the steering wheel.

Die dargestellte Vorrichtung weist ferner ein im Gehäuseteil 23 vorgesehenes Druckbegrenzungs- und Kurzschlussventil auf; dieses Ventil umfasst einen Kolben 50 mit einem Kanal 51 und eine Ventilkugel 52, die in einer Aussparung 53 des Kolbens angeordnet und durch eine Feder 54 in Richtung auf einen am Kolben ausgebildeten Ventilsitz vorgespannt ist. Der Kolben 50 ist in einer Bohrung 55 verschiebbar, die mit einem Gewindestopfen 56 nach aussen abgeschlossen ist und über Öffnungen 57 und 58 mit den Kanälen 21 und 16 verbunden ist. Der Kolben 50 ist durch geeichte Tellerfedern 59, die sich dem in der Öffnung 58 herrschenden Druck p widersetzen, normalerweise nn der abgebildeten Ruhestellung gehalten, in der er die Öffnungen 57 und 58 voneinander trennt. Das beschriebene Ventil ermöglicht es, den Lenkkraftverstärker von einer Druckmittelpumpe aus zu speisen, die auch anderes mit höherem Druck arbeitende Vorrichtungen versorgt. Wenn der Pumpendruck den für den Lenkkraftverstärker noch zulässigen oberen Grenzwert erreichte überwindet er den Widerstand der Tellerfedern 59 und verschiebt den Kolben 50 in Fig. The device shown also has one provided in the housing part 23 Pressure relief and short-circuit valve open; this valve comprises a piston 50 with a channel 51 and a valve ball 52 in a recess 53 of the piston arranged and formed by a spring 54 in the direction of one on the piston Valve seat is biased. The piston 50 is displaceable in a bore 55, which is closed to the outside with a threaded plug 56 and via openings 57 and 58 with the channels 21 and 16 is connected. The piston 50 is calibrated Disc springs 59, which oppose the pressure p prevailing in the opening 58, normally held in the illustrated rest position in which he opened the openings 57 and 58 separate from each other. The valve described enables the steering booster to feed from a pressure medium pump, which also works with other work at higher pressure Devices supplied. If the pump pressure is still the same as for the steering booster If the maximum permissible limit value is reached, it overcomes the resistance of the disc springs 59 and moves the piston 50 in Fig.

3 soweit nach links, bis die Öffnung 58 uber die Bohrung 55 mit der Öffnung 57 verbunden ist und ein Teil des Druckmittels über den Kanal 21 und den Auslass 15 zum Pumpensumpf zunrokstromen kann und somit den Lenkkraftverstärker entlastet.3 to the left until the opening 58 over the bore 55 with the Opening 57 is connected and part of the pressure medium via the channel 21 and the Outlet 15 to the pump sump and thus the power steering booster relieved.

Neben dieser Funktion als Druckbegrenzungsventil hat das Ventil den weiteren Zweck, den hydraulischen Kreis innerhalb des Gehäuses des Lenkkraftverstärkers kurzzuschliessen, wenn die Druckmittelversorgung ausfällt. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn die Druckmittelpumpe vom Lenkkraftverstärker weit entfernt, beispielsweise an einen Heckmotor angeschlossen hst. In addition to this function as a pressure relief valve, the valve has the Another purpose, the hydraulic circuit within the housing of the power steering unit short-circuit if the pressure medium supply fails. This is special Meaning if the pressure medium pump is far away from the steering booster, for example connected to a tail engine.

Die Aufgabe als Kurzschlussventil erfüllt das beschriebene Venteil dadurch, dass sich d6Te VentilkugeS 52 von ihrem Sitz am Kolben 50 abhebt, wenn der Druck in der Öffnung 57 gUO$$eP wird als der Druck in der Öffnung 58, was dann der Fall ist, wenn der Arbeitskolben 5 nach dem Ausfall.der Druckmittelversorgung ausschliesslich durch das von Hand auf die Lenkspindel 2 aufgebrachte Drehmoment aus seiner in Fig. 1 dargestellten Mittelstellung nach unten oder oben verschoben wird und das in der Zylinderkammer 10 oder 11 enthaltene Druckmittel über den Kanal 20 oder 19 zum Kanal 21 verdrängt. Sobald der Druck im Kanal 21 und damit in der Öffnung 57 geringfügig angestiegen ist, überwindet er die verhältnismässig schwache Feder 54, so dass das Druckmittel über die Offnung-58, den Kanal 16 und eine der beiden Ringnuten 17 oder 18 in die sich infolge der manuellen Betätigung des Arbeitskolbens 5 vergrösserende Zylinderkammer 11 oder 10 strömen kann, ohne das Lenkgehäuse 1 zu verlassen. Der Strömungswiderstand der vom Lenkgehäuse zur Druckmittelpumpe und zurückführenden Leitungen kann die manuelle Betätigung des Arbeitskolbens 5 somit nicht behindern.The described valve part fulfills the task of a short-circuit valve in that the d6Te valve ball 52 lifts from its seat on the piston 50 when the pressure in the opening 57 gUO $$ eP is called the pressure in the opening 58, which is the case when the working piston 5 after the failure of the pressure medium supply exclusively through the torque applied to the steering spindle 2 by hand moved from its central position shown in Fig. 1 down or up and the pressure medium contained in the cylinder chamber 10 or 11 via the channel 20 or 19 displaced to channel 21. As soon as the pressure in channel 21 and thus in the Opening 57 has increased slightly, it overcomes the relatively weak one Spring 54, so that the pressure medium via the opening 58, the channel 16 and one of the two annular grooves 17 or 18 in which as a result of the manual actuation of the working piston 5 enlarging cylinder chamber 11 or 10 can flow without the steering housing 1 to leave. The flow resistance of the steering housing to the pressure medium pump and returning lines can manual actuation of the working piston 5 thus do not hinder.

-Ansprüche--Expectations-

Claims

Claims 1. Hydraulic steering booster in which the steering shaft d steering housing is axially displaceable to a limited extent, with a high helix thread (worm) into a thread of a rack-like working piston that meshes with the steering segment engages, held by centering springs in their axial center position and with a Valve sleeve is connected to a pressure medium inlet when shifted from the middle position depending on the direction of displacement with a cylinder chamber on one or the other Side of the working piston connects the pressure medium return from this cylinder chamber blocks and keeps the pressure medium return from the other cylinder chamber open, as a result, that the centering springs (36) 'in a constantly with the pressure medium inlet (14) connected compensation chamber (34) of the steering housing (Housing part 23) are arranged and in the middle position of the steering spindle (2) with one end, which is supported on the steering housing, also against one on the Steering spindle or valve sleeve (4) trained shoulder (D) and with their other End against one in the compensation chamber along the steering spindle to this shoulder towards the displaceable annular compensating piston (39), which is located under the the pressure of the centering springs and the pressure medium directed towards the working piston in the middle position on a collar (bearing 25) of the steering spindle and on one fixed to the housing Shoulder (42) is supported.

2. Steering booster according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the annular surface (F) of the compensating piston acted upon by the pressure medium (39) is twice the shoulder surface (D) larger than the cross-section (E) of the Steering spindle (2) is.

3. steering booster according to claim 1 or 2, characterized g e -k e n Not that the for the waterproofing opposite the Steering spindle (2) or valve sleeve (4) decisive ini? In diameter of the steering housing (Housing part 23) is larger than the inner diameter of the compensating piston (39) (Fig. 1-2b).

4. Steering booster after. Claim 1 or 2, characterized in that g e -k e n It does not show that the shoulder (D) is formed on a collar (44) and the for the sealing against the steering spindle (2) decisive inner diameter of the Steering housing (housing part 23) with the inner diameter of the compensating piston (39) is identical (Fig. 3).

5. Steering booster according to one of claims 1 to 4 with a the pressure at the pressure medium inlet limiting valve, the valve body in its Rest position a line connected to the pressure medium inlet from one to the Pressure medium outlet connected to the cylinder chambers on both sides of the working piston Line separates and can be moved into one position against the resistance of a spring in which these two lines are connected to one another, thereby g e k e n It is noted that the valve body is inserted in a bore (55) of the steering housing (Housing part 23) displaceable piston (50) with one located between the two lines (57, 58) extending channel (51) and this channel against the resistance of a weaker spring (54) only for a pressure medium flow from the outlet side Line (57) to the inlet-side line (58) releasing check valve body (52) includes.