DE2323522A1 - HYDRAULIC STEERING LIMITATION FOR A POWER STEERING DEVICE, IN PARTICULAR FOR MOTOR VEHICLES - Google Patents
HYDRAULIC STEERING LIMITATION FOR A POWER STEERING DEVICE, IN PARTICULAR FOR MOTOR VEHICLESInfo
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Description
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft
FriedrichshafenZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft
Friedrichshafen
Hydraulische Lenkbegrenzung für eine Hilfskraftlenkeinrichtung, insbesondere für KraftfahrzeugeHydraulic steering limiter for a power steering device, in particular for motor vehicles
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Lenkbegrenzung für eine Hilfskraftlenkeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem oder zwei die Hilfskraft in den Endeinschlagsstellungen der lenkbaren Fahrzeugräder abschaltenden Ventilen, wobei der Servokolben über die Abschaltpunkte hinaus manuell bis in seine Endlagen bewegbar ist.The invention relates to a hydraulic steering limiter for a power steering device, in particular for motor vehicles, with one or two switching off the auxiliary power in the end lock positions of the steerable vehicle wheels Valves, whereby the servo piston can be moved manually to its end positions beyond the switch-off points.
Bei den bekannten Einrichtungen zur hydraulischen Lenkbegrenzung bei Hilfskraftlenkungen wird die Lenkbegrenzung dadurch erzielt, daß der abzuschaltende Arbeitsraum des Servomotors mit dem nicht beaufschlagten Arbeitsraum, bzw. mit dem Rücklauf über ein Ventil kurzgeschlossen wird. Bei dieser Art der Lenkbegrenzung, die durch die Drehbewegung der Lenkwelle oder die axiale Bewegung des HydraulikkolbensIn the known devices for hydraulic steering limitation in power steering systems, the steering limitation achieved by the fact that the working area of the servomotor to be switched off with the working area that is not acted upon, or is short-circuited with the return via a valve. With this type of steering limitation, the turning movement the steering shaft or the axial movement of the hydraulic piston
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direkt über die Abschaltventile gesteuert wird, müssen diese den gesamten, vom Steuerventil zum beaufschlagten Arbeitsraum des Servomotors fließenden Arbeitsstrom verarbeiten, um den für eine Lenkbegrenzung erforderlichen Druckabbau zu erzielen. is controlled directly via the shut-off valves, these must cover the entire working area from the control valve to the pressurized work area Process the working current flowing through the servomotor in order to achieve the pressure reduction required for steering limitation.
Dies ist jedoch nachteilig, weil bei verschieden großen ölströmen und unterschiedlichen öltemperaturen verschieden große Ventilöffnungen erforderlich sind, um die Lenkbegrenzung innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls zu bewirken. Ferner sind solche Lenkbegrenzungseinrichtungen bei einem vertretbaren Aufwand nur bis zu einem begrenzten Durchflußstrom des Druckmittels anwendbar, da über diese Grenze hinausgehende Ölströme wegen des wachsenden Durchflußwiderstandes am Lenkbegrenzungsventil kein merklicher Druckabbau mehr möglich ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei einem aufgesteuerten Lenkbegrenzungsventil der bekannten Art Druckstöße, die von den ausgelenkten Rädern in das Hydrauliksystem eingeleitet werden, nicht durch ein in den ölzulauf installiertes Rückschlagventil hydraulisch aufgefangen werden können.However, this is disadvantageous because different sizes of oil flows and different oil temperatures are different large valve openings are required to effect the steering limitation within a certain time interval. Furthermore, such steering limiting devices are only up to a limited flow rate at a reasonable cost of the pressure medium applicable, since oil flows exceeding this limit because of the increasing flow resistance no noticeable pressure reduction is possible at the steering limiting valve. Another disadvantage is that at an open steering limiting valve of the known type pressure surges that are generated by the deflected wheels in the hydraulic system not be hydraulically caught by a check valve installed in the oil inlet can.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorgenannten Mängel der bekannten Einrichtungen zu vermeiden, wobei die mechanisch aufsteuerbaren Abschaltventile, auch bei verschiedenThe object of the invention is therefore to avoid the aforementioned shortcomings of the known devices, the mechanically controllable shut-off valves, also with different
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groß ausgelegten Hydrauliksystemen, nur einen geringen, etwa gleichbleibenden Steuerstrom und nicht den gesamten von der Servopumpe geförderten Druckmittelstrom verarbeiten müssen.large-scale hydraulic systems, only a small one, for example need to process constant control flow and not the entire pressure medium flow conveyed by the servo pump.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß zwischen der Servopumpe und dem Steuerventil eine Druckwaage angeordnet ist, deren federbelasteter Kolben einen ersten, an die von der Servopumpe zum Steuerventil führende Zulaufleitung angeschlossenen Druckraum von einem zweiten, über eine Drosselleitung mit dem ersten verbundenen Druckraum trennt, wobei der Kolben in seiner unteren Hubstellung im Bereich einer mit der Rücklaufleitung verbundenen Ringnut liegt, daß der zweite Druckraum über eine Steuerleitung mit den Federkammern zweier LenkbegrenzungsventiIe verbunden ist und daß der eine Arbeitsraum des Servomotors über eine Leitung an den Druckraum des einen Lenkbegrenzungsventils und der andere Arbeitsraum des Servomotors über eine Leitung an den Druckraum des anderen Lenkbegrenzungsventils angeschlossen ist. Ferner gehört es zur Erfindung, daß in der Zulaufleitung zwischen der abzweigenden Drosselleitung und dem Steuerventil ein Rückschlagventil angeordnet ist.The solution to this problem is that a pressure compensator is arranged between the servo pump and the control valve is, whose spring-loaded piston has a first, connected to the supply line leading from the servo pump to the control valve Separates pressure chamber from a second pressure chamber connected to the first via a throttle line, wherein the piston is in its lower stroke position in the area of an annular groove connected to the return line that the second pressure chamber is connected via a control line to the spring chambers of two steering limiting valves and that one Working chamber of the servo motor via a line to the pressure chamber of one steering limiting valve and the other working chamber of the servomotor is connected to the pressure chamber of the other steering limiting valve via a line. It also belongs to Invention that a check valve is arranged in the inlet line between the branching throttle line and the control valve is.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die über die Lenkwelle aufsteuerbaren Lenkbegrenzungsventile jeweils nur einen geringen, die Druckwaage beeinflussenden Steuerstrom bei wirksam werdender Lenkbegrenzung auf den Rücklauf schalten,The advantages of the invention are that the steering limiting valves which can be opened via the steering shaft are in each case only switch a small control current, which influences the pressure compensator, to the return when the steering limitation becomes effective,
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wodurch der gesamte Förderstrom direkt über die Druckwaage unter Umgehung der Lenkbegrenzungsventile und des Lenkventils in den Rücklauf umgeleitet wird. Dadurch bleiben Größe, Viskosität und Temperatur des Förderstromes ohne Einfluß auf die Größe der Ventilöffnungswege der Lenkbegrenzungsventile. Außerdem werden bei der erfindungsgemäßen Einrichtung durch den Einbau eines Rückschlagventils in die Zulaufleitung die in das Hydrauliksystem über die ausgelenkten Räder eingeleiteten Fahrbahnstöße wirksam aufgefangen.which means that the entire flow rate goes directly through the pressure compensator bypassing the steering limiting valves and the Steering valve is diverted into the return. This means that the size, viscosity and temperature of the flow rate have no influence on the size of the valve opening paths of the steering limiting valves. In addition, in the device according to the invention by installing a non-return valve in the supply line, which were introduced into the hydraulic system via the deflected wheels Effectively absorbed road bumps.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawing.
Eine Hilfskraftlenkeinrichtung 1 umfaßt die nachstehend aufgeführten Einzelteile: Von einer Servopumpe 2 führt eine Zulaufleitung 3 zu einem Steuerventil 4 und von diesem führt eine Rücklaufleitung 5 zu einem Behälter 6, der an die Saugseite der Servopumpe 2 angeschlossen ist. Weiter führen von dem Steuerventil 4 zwei Arbeitsleitungen 7 und 8 zu Arbeitsräumen 9 und IO eines Servomotors 11, die durch einen Servokolben 12 voneinander getrennt sind. Der Servokolben 12 ist über einen Lenkhebel 13 an eine Lenkwelle 14 angeschlossen und unterstützt damit die von einer nicht gezeichneten Lenkspindel ausgehende mechanische Lenkarbeit. Mit der Lenkwelle 14 ist ein Nockenpaar 15 und 16 drehfest verbunden, die zum Aufsteuern zweier entsprechend angeordneter Lenkbegrenzungs-A power steering device 1 includes the following Listed items: From a servo pump 2, an inlet line 3 leads to a control valve 4 and leads from this a return line 5 to a container 6, which is on the suction side the servo pump 2 is connected. Furthermore, two working lines 7 and 8 lead from the control valve 4 to working spaces 9 and IO of a servo motor 11 driven by a servo piston 12 are separated from each other. The servo piston 12 is connected to a steering shaft 14 via a steering lever 13 and thus supports the steering shaft, not shown outgoing mechanical steering work. With the steering shaft 14, a pair of cams 15 and 16 is rotatably connected to the Activation of two appropriately arranged steering limitation
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ventile 17 und 18 dienen, sobald eine der Endstellungen der Lenkung erreicht wird. Jedes der Lenkbegrenzungsventile 17 und 18, deren Abschaltpunkte unabhängig voneinander einstellbar sind, weist einen Druckraum 19 bzw. 20 auf, der über eine Leitung 21 bzw. 22 an die Arbeitsleitung 7 bzw. 8 angeschlossen ist, ebenso eine Federkammer 23 bzw. 24, die jeweils durch einen federbelasteten Ventilkolben 25 bzw. 26 von dem Druckraum 19 bzw. 2O getrennt ist. Außerdem gehört eine Druckwaage 27 zur Lenkbegrenzungseinrichtung, die mit einem ersten Druckraum 28 an die Zulaufleitung 3 angeschlossen ist. Ein federbelasteter Kolben 29 der Druckwaage 27 trennt den ersten Druckraum 28 von einem zweiten Druckraum 30, der über eine Steuerleitung 31 mit den Federkammern 23 und 24 der Lenkbegrenzungsventile 17 und 18 verbunden ist. In der Zulaufleitung 3 zum Steuerventil 4 ist nach der Druckwaage 27 eine Blende 32 und ein Rückschlagventil 33 angeordnet. Zwischen der Blende 32 und dem Rückschlagventil 33 ist eine Drosselleitung 34 an die Zulaufleitung 3 angeschlossen, die zum zweiten Druckraum 30 der Druckwaage 27 führt. Bei einem entsprechend großen Druckunterschied zwischen dem ersten Druckraum 28 und dem zweiten Druckraum 30 wird der Kolben gegen die Kraft einer Feder 35 verstellt, so daß der Kolben 29 in seiner unteren Hubstellung eine Ringnut 36 freigibt, die an die Rücklaufleitung 5 angeschlossen ist. Außerdem ist zwischen dem Druckraum 30 und der Rücklaufleitung 5 ein Druck-valves 17 and 18 are used as soon as one of the end positions of the steering is reached. Each of the steering limit valves 17 and 18, the switch-off points of which can be set independently of one another, has a pressure chamber 19 or 20, which is connected via a Line 21 and 22 is connected to the working line 7 and 8, as well as a spring chamber 23 and 24, each through a spring-loaded valve piston 25 or 26 is separated from the pressure chamber 19 or 2O. A pressure compensator 27 is also included to the steering limiting device, which is connected to the supply line 3 with a first pressure chamber 28. A spring loaded one Piston 29 of the pressure compensator 27 separates the first pressure chamber 28 from a second pressure chamber 30, which has a Control line 31 is connected to the spring chambers 23 and 24 of the steering limiting valves 17 and 18. In the supply line 3 to the control valve 4, a diaphragm 32 and a check valve 33 are arranged after the pressure compensator 27. Between the diaphragm 32 and the check valve 33, a throttle line 34 is connected to the inlet line 3, which leads to the second pressure chamber 30 of the pressure compensator 27. With a correspondingly large pressure difference between the first Pressure chamber 28 and the second pressure chamber 30, the piston is adjusted against the force of a spring 35, so that the piston 29 in its lower stroke position releases an annular groove 36 which is connected to the return line 5. Also is between the pressure chamber 30 and the return line 5 a pressure
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begrenzungsventil 37 angeordnet. Weitere Einzelheiten, die das Steuerventil 4 betreffen, sind der Steuerkolben 40 mit der Zulaufnut 41 und den Rücklaufnuten 42 und 43 sowie Anschlüsse 44 und 45 für die Zulaufleitung 3 und die Rücklaufleitung 5 und Anschlüsse 46 und 47 für die Arbeitsleitungen 7 und 8. Die Pfeile in den Leitungen geben die Strömungsrichtung an. Bemerkt sei, daß der Servokolben 12 des Servomotors 11 die Lenkwelle 14 über ein nicht dargestelltes Zahnsegment antreibt und mit dem Steuerventil 4, sowie den Lenkbegrenzungsventilen 17 und 18 im Lenkgetriebegehäuse eingebaut ist.limiting valve 37 arranged. More details that Relate to the control valve 4, the control piston 40 with the inlet groove 41 and the return grooves 42 and 43 as well as connections 44 and 45 for the supply line 3 and the return line 5 and connections 46 and 47 for the working lines 7 and 8. The arrows in the lines indicate the direction of flow. It should be noted that the servo piston 12 of the servo motor 11 drives the steering shaft 14 via a toothed segment (not shown) and with the control valve 4 and the steering limiting valves 17 and 18 is installed in the steering gear housing.
Die Wirkungsweise der Lenkbegrenzungseinrichtung ist durch die Integration der vorgesteuerten Lenkbegrenzungsventile 17 und 18 mit der Druckwaage 27 bestimmt. Wird beispielsweise so gelenkt, daß die Lenkwelle 14 im Uhrzeigersinn bewegt wird, dann ist der Kolben 40 des Steuerventils 4 in der Richtung des aufgezeichneten Pfeiles nach links verstellt, so daß der von der Servopumpe 2 zuströmende Förderstrom über die Zulaufnut 41 und die Arbeitsleitung 7 unter Druckaufbau in den Arbeitsraum 10 des Servomotors 11 fließt und der Servokolben 12 die Lenkbewegung des Lenkhebels 13 hydraulisch unterstützt, während das entlastete Druckmittel aus dem Arbeitsraum 9 über das Steuerventil 4 in den Behälter 6 verdrängt wird. Gleichzeitig herrscht im Druckraum 19 des Lenkbegrenzungsventils 17 der Rücklaufdruck, im Druck-The operation of the steering limiting device is due to the integration of the pilot operated steering limiting valves 17 and 18 with the pressure compensator 27 determined. Is steered, for example, that the steering shaft 14 clockwise is moved, then the piston 40 of the control valve 4 is in the direction of the arrow recorded to the left adjusted so that the delivery flow flowing in from the servo pump 2 via the inlet groove 41 and the working line 7 under pressure build-up flows into the working chamber 10 of the servo motor 11 and the servo piston 12 the steering movement of the steering lever 13 hydraulically supported, while the relieved pressure medium from the working chamber 9 via the control valve 4 into the Container 6 is displaced. At the same time there is the return pressure in the pressure chamber 19 of the steering limiting valve 17, in the pressure
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raum 20 des Lenkbegrenzungsventils 18 der Arbeitsdruck, während die Federkammern 23 und 24 über die Steuerleitung 31 ebenfalls mit dem Arbeitsdruck beaufschlagt sind. Wegen der geschlossenen Ventilkolben 25 und 26 der Lenkbegrenzungsventile 17 und 18 herrscht, durch die Drosselleitung 34 übertragen, im zweiten Druckraum 30 der Druckwaage 27 der gleiche Druck wie im ersten Druckraum 28, so daß der Kolben 29 in seiner oberen Hubstellung den Druckraum 28 von der Ringnut 36 trennt. Beim Erreichen der linken Endeinschlagstellung, stößt der Nocken 15 den Ventilkolben 25 nach oben und entlastet damit die druckbeaufschlagten Federkammern 23 und 24 über die an den Rücklauf angeschlossene Druckkammer 19, wobei eine Strömung in der Steuerleitung 31 in Richtung der Federkammern 23 und 24 entsteht. Dadurch wird an der Drossel in der Drosselleitung 34 ein Differenzdruck erzeugt, der auf die Stirnflächen des Kolbens 29 der Druckwaage 27 einwirkt und diesen verstellt, sobald der Differenzdruck eine größere Kraft auf den Kolben 29 ausübt als die Feder 35. Auf diese Weise wird der erste Druckraum 28 an die Ringnut 36 angeschlossen, so daß der gesamte Förderstrom der Servopumpe 2 noch vor dem Steuerventil 4 und vor allem unter Umgehung der Lenkbegrenzungsventile 17 und 18 in den Rücklauf umgeleitet wird. Beim Zurücklenken aus dieser Endeinschlagstellung wird der Kolben 40 des Steuerventils 4 nach rechts verschoben, so daß die Zulaufnut 41 von der Arbeits-space 20 of the steering limiting valve 18 the working pressure, while the spring chambers 23 and 24 via the control line 31 are also subjected to the working pressure. Because of the closed valve pistons 25 and 26 of the steering limiting valves 17 and 18 prevail, transmitted through the throttle line 34, in the second pressure chamber 30 of the pressure compensator 27 same pressure as in the first pressure chamber 28, so that the piston 29 in its upper stroke position the pressure chamber 28 from the Annular groove 36 separates. When the left end stop position is reached, the cam 15 pushes the valve piston 25 upwards and thus relieves the pressurized spring chambers 23 and 24 via the pressure chamber 19 connected to the return, wherein a flow in the control line 31 in the direction of Spring chambers 23 and 24 arise. As a result, a differential pressure is generated at the throttle in the throttle line 34, which acts on the end faces of the piston 29 of the pressure compensator 27 and adjusts it as soon as the differential pressure exerts a greater force on the piston 29 than the spring 35. In this way, the first pressure chamber 28 is attached to the annular groove 36 connected, so that the entire flow rate of the servo pump 2 is still in front of the control valve 4 and above all below Bypassing the steering limiting valves 17 and 18 is diverted into the return. When steering back from this final stop position the piston 40 of the control valve 4 is moved to the right, so that the inlet groove 41 of the working
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leitung 7 getrennt und an die Arbeitsleitung 8 angeschlossen wird. Dadurch kann das Druckmittel nicht mehr über das Lenkbegrenzungsventil 17 zur Rücklaufleitung 5 entweichen und die Strömung in der Steuerleitung 31 hört auf, der Druck im zweiten Druckraum 30 steigt auf die Höhe des Arbeitsdruckes und der Kolben 29 wird durch die Feder 35 in seine obere Hubstellung gebracht und trennt somit den ersten Druckraum 28 von der Ringnut 36. Auf diese Weise wird im Druckmittelzulauf wieder ein dem Lenkwiderstand entsprechender Arbeitsdruck aufgebaut. Bei einer Lenkbewegung in entgegengesetzter Richtung gilt für das Abschalten des Arbeitsstromes in der Endeinschlagstellung das Entsprechende.line 7 separated and connected to the working line 8 will. As a result, the pressure medium can no longer pass through the steering limiting valve 17 escape to the return line 5 and the flow in the control line 31 stops, the pressure in second pressure chamber 30 rises to the level of the working pressure and the piston 29 is by the spring 35 in its upper Brought lift position and thus separates the first pressure chamber 28 from the annular groove 36. In this way, in the pressure medium inlet a working pressure corresponding to the steering resistance is built up again. With a steering movement in the opposite direction Direction, the same applies to switching off the operating current in the end-of-stroke position.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu ersehen ist, wird zur Erzielung der hydraulischen Lenkbegrenzung der Arbeitsstrom bereits vor dem Steuerventil abgeschaltet und in den Rücklauf umgeleitet, ohne daß er ein Lenkbegrenzungsventil passieren muß. Außerdem ist es dadurch möglich in der Zulaufleitung 3 ein Rückschlagventil 33 anzuordnen, so daß Fahrbahnstöße, die von den ausgelenkten Rädern bei wirksamer Lenkbegrenzung in Richtung Zurücklenken in das Lenksystem eingeleitet werden, hydraulisch durch Aufbau eines Stützdruckes am Rückschlagventil 33 aufgefangen werden, während Fahrbahnstöße in Richtung Weiterlenken durch Umschalten des Steuerventils 4 wie im normalen Lenkbereich aufgefangenAs can be seen from the description above, to achieve the hydraulic steering limitation, the Working current is already switched off before the control valve and diverted into the return without it being a steering limiting valve must happen. In addition, it is thereby possible to arrange a check valve 33 in the feed line 3, see above that road bumps caused by the deflected wheels with an effective steering limitation in the direction of steering back into the steering system are initiated, are absorbed hydraulically by building up a support pressure at the check valve 33, while Road jolts in the direction of further steering are absorbed by switching the control valve 4 as in the normal steering range
werden. Dies bedeutet, daß die LenkbegrenzungsventiIe 17 und 18 nicht den gesamten Arbeitsstrom, sondern nur den durch die Drosselleitung 34 und den Differenzdruck an der Druckwaage 27 bestimmten geringen Vorsteuerstrom verarbeiten müssen, wodurch diese klein gehalten werden können und weitgehend unabhängig von der Fördermenge, Viskosität und der Temperatur eine exakte Einstellung der Abschaltpunkte ermöglichen.will. This means that the steering limiting valves 17 and 18 not the entire working flow, but only that through the throttle line 34 and the differential pressure at the pressure compensator 27 have to process certain low pilot current, whereby this can be kept small and largely enable an exact setting of the switch-off points regardless of the delivery rate, viscosity and temperature.
Akte 5159File 5159
4.5.1973
T-PA mü-hg4.5.1973
T-PA mü-hg
409848/0521409848/0521
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Legal Events
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---|---|---|---|
8131 | Rejection |