DE2547916C2

DE2547916C2 - Limit switch-off for the steering motor of hydraulic motor vehicle power steering systems

Info

Publication number: DE2547916C2
Application number: DE19752547916
Authority: DE
Inventors: Rolf 7075 Mutlangen Faßbender; Armin 7070 Schwäbisch Gmünd Lang
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1975-10-25
Filing date: 1975-10-25
Publication date: 1986-06-05
Also published as: DE2547916A1; JPS5286628A; BR7607137A; JPS5757307B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Endabschaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a limit switch according to the preamble of claim 1.

Derartige Endabschaltungen werden in Servolenkanlagen von Kraftfahrzeugen dazu verwendet, den Abschaltpunkt für die Hilfskraft unabhängig vom Endpunkt der Kolbenbewegung des Lenkmotors festzulegen. Dadurch soll verhindert werden, daß der Servokol- eo ben mit voller Hilfskraftunterstützung an der Zylinderendwand anschlägt.Such limit switches are used in power steering systems used by motor vehicles to set the switch-off point for the auxiliary worker regardless of the end point the piston movement of the steering motor. This is to prevent the Servokol- eo ben strikes against the cylinder end wall with full assistance.

Um bei bekannten Endabschaltungen der genannten Art (DE-OS 22 49 181) die Abschaltventile klein halten zu können, muß bereits ein geringer Steuerstrom ausrei- h5 chen, um die Druckwaage zu betätigen. Dies bedingt, daß der Druck in der Steuerleitung auf einem relativ kurzen Betätigungsweg der Abschaltventile abgebaut werden muß. Durch die damit plötzlich fehlende hydraulische Unterstützung der Lenkanlage federn die gelenkten Fahrzeugräder entgegen der Einschlagrichtung zurück, so daß das jeweilige Abschaltventil wieder einschaltet und Instabilität eintritt.In order to keep the shut-off valves small in known limit shutdowns of the type mentioned (DE-OS 22 49 181) To be able to do this, a small control current must be sufficient to operate the pressure compensator. This means that the pressure in the control line on a relative short actuation travel of the shut-off valves must be dismantled. Due to the sudden lack of hydraulic With the support of the steering system, the steered vehicle wheels spring against the turning direction back, so that the respective shut-off valve switches on again and instability occurs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abschaltventil zu schaffen, mit dem durch schaltwegabhängigen Druckabbau ein sofortiges Wiedereinschalten und damit eine Instabilität der Endabschaltung verhindert wird.The invention is based on the object of creating a shut-off valve with which the switching path-dependent Pressure reduction an immediate restart and thus an instability of the limit switch prevents will.

Eine Lösung dieser Aufgabe ist vorstellbar, bei der der Regelweg des Abschaltventil durch die Anordnung von Fasen oder Facetten verlängert wird. Wegen des sehr kleinen über das Ventil fließenden Sieuerstro- -.nes ist eine derartige Anordnung jedoch nicht möglich: Die engen Steuerspalte würden durch im Öl enthaltene Schmutzteilchen wegen der fehlenden Strömungsumkehr sehr schnell verstopft und zugesetzt werden.A solution to this problem is conceivable in which the control path of the shut-off valve through the arrangement is lengthened by chamfers or facets. Because of the very small amount of fuel flow flowing through the valve -.nes such an arrangement is not possible: The narrow control gaps would be contained in the oil Dirt particles are clogged and clogged very quickly because of the lack of flow reversal.

Die vorliegende Aufgabe wird deshalb durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Endabschaltung gelöst Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Merkmale sind in den Unteransprüchen angeführtThe present object is therefore achieved by the limit switch characterized in claim 1 Further advantageous and useful features are given in the subclaims

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert Es zeigtThe invention is described in greater detail below with the aid of an exemplary embodiment shown in a drawing explained it shows

F i g. 1 eine hydrostatische Lenkanlags mit zwei Ventilen für die Endabschaltung in schematischer Darstellung, F i g. 1 a hydrostatic steering system with two valves for the limit switch in a schematic representation,

Fig.2 eine Ausführungsform eines Ventiles derFig.2 shows an embodiment of a valve of the

Fig.3 die Abhängigkeit des Arbeitsdruckes vom Weg des Servokolbens.3 shows the dependence of the working pressure on the path of the servo piston.

In einer hydrostatischen Servolenkanlage ist eine Servopumpe 1 über eine Druckleitung 2 mit einem Lenkventil 3 verbunden. Der Rücklauf erfolgt über eine Rucklaufleitung 4 zu einem Druckmittelbehälter 5. Das Lenkventil 3 ist durch zwei Leitungen 6 und 7 mit einer Steuerpumpe 8 verbunden, die, wie auch das Lenkventil 3, über ein nicht dargestelltem Lenkinndrad betätigbar ist. Das Lenkventil 3 ist weiterhin durch zwei Leitungen 9 und 10 mit einem Lenkmotor 11 verbunden, der durch einen Kolben 12 in zwei Druckräume 13 und 14 geteilt wird.In a hydrostatic power steering system, a power steering pump 1 is connected to a steering valve via a pressure line 2 3 connected. The return takes place via a return line 4 to a pressure medium container 5. The Steering valve 3 is connected by two lines 6 and 7 to a control pump 8 which, like the steering valve 3, can be operated via a steering wheel, not shown is. The steering valve 3 is also connected by two lines 9 and 10 to a steering motor 11, which is through a piston 12 is divided into two pressure chambers 13 and 14.

In den Stirnwänden des Lenkmotors 11 sind zwei Abschaltventile 15 und 16 angeordnet, die einerseits mit den Leitungen 9 bzw. 10 und andererseits mit einer Steuerleitung 17 verbunden sind. Die Steuerlcitung 17 ist mit der Druckleitung 2 über ein Rückschlagventil 18 und eine eine Drossel 20 enthaltende Zulaufleitung 2' verbunden. Der Federraum einer Druckwaage 19 ist zwischen der Drossel 20 und dem Rückschlagventil 18 a.i die Zulaufleitung 2' angeschlossen. Eine Umgehungsleitung 21 verbindet die Druckwaage direkt mit der Rücklaufleitung 4. In der Druckleitung 2 sind zwischen der Servopumpe 1 und dem Lenkventil 3 eine Stromdrossel 22 und ein Rückschlagventil 23 angeordnet.In the end walls of the steering motor 11 are two shut-off valves 15 and 16 arranged, on the one hand with the lines 9 and 10 and on the other hand with a Control line 17 are connected. The control line 17 is connected to the pressure line 2 via a check valve 18 and a feed line 2 'containing a throttle 20'. The spring chamber of a pressure compensator 19 is between the throttle 20 and the check valve 18 a.i, the feed line 2 'is connected. A bypass line 21 connects the pressure compensator directly to the return line 4. In the pressure line 2 are between the servo pump 1 and the steering valve 3, a flow throttle 22 and a check valve 23 are arranged.

Die beiden Abschaltventile 15 und 16 sind im Aufbau und in der Funktion gleich. Im folgenden wird deshalb nur auf das Ventil 15 Bezug genommen. Die Steuerleitung 17 ist an einen Zulaufanschiuß 24 und die Leitung 9 an einen Rücklaufanschluß 25 angeschlossen. Zwischen den beiden Anschlüssen 24 und 25 ist ein Ventilkörper 26 in der Form eines Kegelventils 27 derart angeordnet, daß der Druck in der Steucrleitung in öffnungsrichiung auf das Kegelventil 27 wirkt. Der VcntilkörpL-r 26 wird durch eine Druckfeder 28 in Schließrichtung gedrückt. In F i g. 1 wirkt die Druckfeder 28 zwischen dem Gehäuse des Lenkmotors 11 und dem Ventilkörper 26. DerThe two shut-off valves 15 and 16 are identical in structure and function. Therefore, in the following only referred to the valve 15. The control line 17 is connected to an inlet connection 24 and the line 9 connected to a return connection 25. A valve body is located between the two connections 24 and 25 26 arranged in the form of a cone valve 27 such that the pressure in the control line is in the opening direction acts on the cone valve 27. The valve body 26 becomes pressed by a compression spring 28 in the closing direction. In Fig. 1, the compression spring 28 acts between the housing of the steering motor 11 and the valve body 26. The

Veniilkörper 26 ragt in den Druckraum 13 des Servomotors 11 hinein. Zwischen dem dem Kegelventil 27 entgegengesetzten Ende des Ventilkörpers 26 und einem Betätigungselement 29 ist eine Druckfeder 30 angeordnet. Valve body 26 protrudes into pressure chamber 13 of servo motor 11. A compression spring 30 is arranged between the end of the valve body 26 opposite the cone valve 27 and an actuating element 29.

In einem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Abschaltventils 15 werden Teile, die denen der F i g. 1 entsprechen, mit um 200 vergrößerten Bezugsziffern bezeichnet Ein Gehäuse 31 kann Bestandteil des Servomotors sein, kann aber auch, beispielsweise als Einschraubpatrone ausgeführt, an einer anderen Stelle im Fahrzeug eingebaut sein.In an embodiment of the shut-off valve 15 shown in FIG. 2, parts similar to those of FIG. 1 correspond with enlarged by 200 reference numerals A housing 31 may be part of the servo motor, but may also, for example, as screw-in cartridge to be installed at another location in the vehicle.

Zwischen Anschlüssen 224 und 225 ist ein Kegelventil 227 angeordnet das in Richtung zu einem Rücklaufanschluß 225 aufsteuerbar ist In diese Richtung wirkt auch der Druck aus der an dem Zulaufanschluß 224 angeschlossenen Steuerleitung 17.Between terminals 224 and 225 a plug valve 227 is located which is openable toward a return port 225 in this direction, the pressure from the inlet port 224 connected to the control line 17 acts.

Eine in Schließrichtung wirkende Druckfeder 228 ist zwischen dem Gehäuse 31 und einer Federbuchse 32 eingespannt Die Federbüchse 32 wird von einem Stift 33 an einen stiftartigen Fortsatz 34 des Venti'körpers 226 gehalten. Eine zweite Druckfeder 230 stützt sich einerseits an der Federbüchse 32 und andererseits an dem als Betätigungshülse ausgebildeten Betätigungselement 229 ab. Die Betätigungshülse 229 ist in dem Gehäuse 31 axial verschiebbar angeordnet und durch eine Führungsschraube 35 gegen Herausfallen gesichert Zwischen dem Ventilkörper 226 und dem Gehäuse 31 ist ein Dichtring 36 angeordnet A compression spring 228 acting in the closing direction is clamped between the housing 31 and a spring bushing 32. The spring bushing 32 is held by a pin 33 on a pin-like extension 34 of the valve body 226. A second compression spring 230 is supported on the one hand on the spring sleeve 32 and on the other hand on the actuating element 229, which is designed as an actuating sleeve. The actuating sleeve 229 is arranged axially displaceably in the housing 31 and is secured against falling out by a guide screw 35. A sealing ring 36 is arranged between the valve body 226 and the housing 31

Der Öffnungsdruck dieses als Druckbegrenzungsventil wirkenden Ventils ergibt sich aus der vom Druck in der Steuerlcitung 17 beaufschlagten Kegelfläche des Kegelveniils 227 und aus der Vorspannung der beiden gcgeneinanderwirkenden Druckfedern 228 und 230. Dieser Öffnungsdruck ist konstant, solange die Betätigungshülse 229 durch die Kraft der Druckfeder 230 in Anlage an der Führungsschraube 35 gehalten wird, d. h_M solange der Kolben 12 sich bewegt, ohne die Betätigungshülse 220 zu berühren.The opening pressure of this acting as a pressure relief valve valve results from the acted upon by the pressure in the Steuerlcitung 17 conical surface of the Kegelveniils 227 and from the bias voltage of the two gcgeneinanderwirkenden compression springs 228 and 230. This opening pressure is constant as long as the actuation sleeve 229 by the force of the compression spring 230 in Abutment is held on the lead screw 35, d. h _M as long as the piston 12 moves without touching the actuating sleeve 220.

Gelangt der Kolben 12 in Berührung mit der Betäti- -10 gungshülse 229, und bewegt er sich danach weiter in Richtung auf das Abschaltventil 15, so wird die Betätigungshülse 229 von dem Anschlag an der Führungsschraubc 35 abgehoben, und die Druckfeder 230 wird zusammengedrückt. Die Spannung dei Druckfeder 230 wird vergrößert in Abhängigkeit vom Weg des Kolbens 12. Da die Druckfeder 230 gegen die in Schließrichtung des Kegelventils 227 wirkende Druckfeder 228 wirkt, wird die Kraft auf den Ventnkörper 226 in Schließrichtting herabgesetzt. Damit wird auch der zum öffnen des Kcgelventils 227 erforderliche Druck herabgesetzt.If the piston 12 comes into contact with the actuation sleeve 229 and then moves further in the direction of the shut-off valve 15, the actuation sleeve 229 is lifted from the stop on the guide screw 35 and the compression spring 230 is compressed. The tension of the compression spring 230 is increased as a function of the path of the piston 12. Since the compression spring 230 acts against the compression spring 228 acting in the closing direction of the cone valve 227 , the force on the valve body 226 in the closing direction is reduced. This also reduces the pressure required to open the ball valve 227.

Den Verlauf des Druckes ρ in Abhängigkeit vom Weg sdes Kolbens 12 zeigt Fig.3 in einem Diagramm. Auf der Ordinate ist der Druck ρ in der Steuerleitung 17, der zum öffnen des Kegelventils 227 erforderlich ist, aufgetragen, während die Abszisse den Weg s des Kolbens 12 zeigt. Bis zu einem Punkt s\, an dem der Kolben 12 die Betätigungshülse 229 berührt, ist der Druck konstantThe course of the pressure ρ as a function of the path s of the piston 12 is shown in a diagram in FIG. The pressure ρ in the control line 17, which is required to open the cone valve 227, is plotted on the ordinate , while the abscissa shows the path s of the piston 12. The pressure is constant up to a point s \ at which the piston 12 contacts the actuating sleeve 229

Von diesem Punkl an fällt der Öffnungsdruck ab bis so ;-.um Punkt .5.», an dem sich die Kräfte der beiden Druckfedern 228 und 230 gegenseitig aufheben und der Ventilkörper 226 über das Betätigungselement 229 vom Kolben 12 aufgestoßen wird.From this point on, the opening pressure drops to so ; -. at point .5. », at which the forces of the two compression springs 228 and 230 cancel each other out and the valve body 226 via the actuating element 229 from the piston 12 is pushed open.

Dadurch wird in bexannter Weise die Steuerleitung über den RücklaufansrHuß 225 mit der in diesem Betriebszustand mit dem Druckmittelbehälter 5 verbundenen I .ellung 9 verbunden, so daß über die Druckwaage 19 die hydraulische Scrvounterstützung vollständig abgeschaltet wird. Die Synchronisation zwischen dem Lenkhandrad und dem Lenkmotor bleibt voll erhalten, da auf der Druckseite des Lenkmotors, in diesem Fall im Druckraum 14, das Druckmittel nicht entweichen kann. Nach dem Abschalten der Servounterstützung kann von Hand mit der Steuerpumpe 8 weitergelenkt werden. This creates the control line in a known manner via the return connection 225 with the in this Operating state connected to the pressure medium container 5 I .position 9 connected so that over the pressure compensator 19 the hydraulic scrvo support is completely switched off. The synchronization between the Steering handwheel and the steering motor remain fully intact because on the pressure side of the steering motor, in this case in the Pressure chamber 14, the pressure medium cannot escape. After switching off the power assistance can be steered further by hand with the control pump 8.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Endabschaltung besteht darin, daß durch den wegabhängigen Druckabbau die Hilfskraftunterstützung nicht schlagartig, sondern mit fortschreitendem Weg des Kolbens des Lenkmotors abfallend abgebaut wird, so daß ein Zurückschlagen der Lenkung und damit eine Instabilität nicht möglich ist und eine ruhige Endabschaltung erzielt wird. Durch die Wahl der Federsteife der zweiten Druckfeder läßt sich außerdem die AbschaltcharakteriEtik beliebig variieren und optimal dem Fahrzeug anpassen.The advantage of the limit switch according to the invention is that the path-dependent pressure reduction the auxiliary power support does not suddenly, but as the piston of the steering motor progresses sloping is degraded, so that a kickback of the steering and thus instability is not is possible and a smooth end shutdown is achieved. By choosing the spring stiffness of the second compression spring In addition, the shutdown characteristics can be varied as required and optimally adapted to the vehicle.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Limit switch for the steering motor of hydraulic motor vehicle servo systems, with a acting as a pressure compensator differential pressure valve through which a delivery line of a servo pump with a surrounding line leading to a pressure medium container can be connected and its spring chamber Via a throttle with one leading from the servo pump to the steering valve of the power steering system Pressure line is connected and each with a cut-off valve assigned to each of the two steering directions, whose closing body is loaded in each case by a compression spring in the valve closing direction and is can be mechanically opened by a steering part via an actuating element and in closed mode Position an inlet line connected to the spring chamber of the differential pressure valve from one to the Return line leading to the pressure medium container separates, characterized in that each of the two shut-off valves (15, 16) as a pressure relief valve is formed, the feed line (17) in each case on the valve opening direction acting side of the closing body (26,27) on each of the shut-off valves (15, 16) ^ is closed and that the actuating element (29, 229) contains a resilient intermediate member (26, 226), whereby the opening pressure the shut-off valves (15, 16) with increasing displacement of the piston (12) of the steering motor (11) if its end stop decreases

2. limit switch p ^ ch claim 1, characterized in that that the closing bodies (26,27) of the shut-off valves (15,16) are designed as cones (2?).

3. Limit switch according to claim 1 or 2, characterized in that the SchüeSkörper one each shut-off valve (15, 16) on its side facing the connection of the inlet line (17) Has extension (34) on which a spring sleeve (32) is held, which surrounds the extension (34) and in which the compression spring (228) is received, one end of which extends to the spring sleeve (32) and with its other end on the housing (31) containing the closing member and that is as the resilient intermediate member supports a further compression spring (230) surrounding the valve sleeve (32), which in turn is surrounded by an actuating sleeve (229) on which the other end of the further Pressure spring (230) is applied.

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