DE2609784A1

DE2609784A1 - POWER STEERING, IN PARTICULAR FOR MOTOR VEHICLES

Info

Publication number: DE2609784A1
Application number: DE19762609784
Authority: DE
Inventors: Gerhard Oechsle; Klaus Weckbrodt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1976-03-10
Filing date: 1976-03-10
Publication date: 1977-09-15
Also published as: DE2609784C3; FR2388709B1; FR2388709A1; DE2609784B2

Description

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft
FriedrichshafenZHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft
Friedrichshafen

Hilfskraftlenkung, insbesondere für KraftfahrzeugePower steering, in particular for motor vehicles

State of the art

Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a power steering system, in particular for motor vehicles according to the preamble of claim 1.

Eine bekannte Hilfskraftlenkung der angeführten Bauart (DT-OS 1 817 940) weist in einer Querbohrung des mit der Lenkmutter verbundenen Mitnehmers zwei durch eine Feder belastete Anschlagbolzen auf, die durch zwei in den Arbeitskolben eingeschraubte und durch Kontermuttern gesicherte Stellschrauben mit konischen Spitzen spielfrei gehalten sind. Durch eine derartige Mittenzentrierung ist sowohl die Lage der Lenkmutter als auch die Lage des Steuerventils in der neutralen Lenkstellung festgelegt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß nach einer gewissen ßetriebszeit einer solchen Hilfskraftlenkung zwischen den Stellschrauben und den federbelasteten Anschlagbolzen Verschleiß auftritt, so daß eine genaue Zentrierung des Steuerventils nicht mehr möglich ist. Ferner kann bei Drehrichtungswechsel mit fortschreitender Abnützung der Anschlagbolzen einer Seite außer Anlage kommen, wodurch Klappergeräusche entstehen. Abgesehen von der abnehmenden Funktions-A known power steering of the type mentioned (DT-OS 1 817 940) has two spring-loaded stop bolts in a transverse bore of the driver connected to the steering nut, which are held free of play by two adjusting screws with conical tips screwed into the working piston and secured by lock nuts . Such a centering fixes both the position of the steering nut and the position of the control valve in the neutral steering position. It has been shown, however, that after a certain operating time of such a power steering system, wear occurs between the adjusting screws and the spring-loaded stop bolts, so that precise centering of the control valve is no longer possible. Furthermore, when the direction of rotation is changed, the stop bolt on one side can come out of contact with increasing wear, which causes rattling noises. Apart from the decreasing functional

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genauigkeit ist die Herstellung der bekannten Mittenzentrierung verhältnismäßig teuer. So muß beispielsweise, um eine hohe Leichtgängigkeit zu erzielen, jeder Anschlagbolzen geschliffen und die zugehörige Bohrung gehont werden. Außerdem ist nachteilig, daß sich die Kennlinie des Steuerventils nur in zwei Kriterien variieren läßt, nämlich in der Federspannung und in der Federsteife. Dadurch ist man auf eine lineare Kennlinie festgelegt, die durch zwei Punkte bestimmt ist.The production of the known centering is proportionate to the accuracy expensive. For example, in order to achieve a high degree of ease of movement, each stop bolt must be ground and the associated one Bore to be honed. It is also disadvantageous that the characteristic curve of the control valve can only vary in two criteria, namely in the spring tension and in the spring stiffness. This means that you are set to a linear characteristic curve that is determined by two points.

Task and solution

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mittenzentrierung einer Hilfskraftlenkung so auszubilden, daß auch nach längerer Betriebszeit eine exakte Zentrierung des Steuerventils ohne Klappergeräusche gesichert ist. Die hierzu benötigten Bauteile sollen in der Herstellung billig, leicht montier- und einstellbar sein. Und schließlich soll die Kennlinie des Steuerventils in weiten Grenzen variierbar sein.The invention is based on the object of centering to train a power steering system so that even after a long period of operation exact centering of the control valve without rattling noises is secured. The components required for this should be inexpensive to manufacture, easy to assemble and adjust. And finally the characteristic curve of the control valve should be variable within wide limits be.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den "Unteransprüchen 2 bis 4 enthalten. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Rasteinrichtung wird eine sehr einfache und daher kostengünstige Zentriereinrichtung geschaffen. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Ventilkennlinie durch Verändern der beiden Vertiefungen des Wälzkörpers und durchThe solution to this problem is given in the characterizing feature of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are contained in the "dependent claims 2 to 4. The use of the latching device according to the invention makes a very simple one and therefore created inexpensive centering device. A major advantage of the invention is that the valve characteristic by changing the two recesses of the rolling element and by

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Verändern der Vorspannung des zugehörigen Federelements in weiten Grenzen abwandelbar ist. Hierdurch kann der Kraftanstieg beim Beginn eines Lenkvorganges auf einfache Weise beeinflußt werden. Durch geringen Verschleiß kann die Vorspannung des Federelements zwar geringer werden, die Zentrierung kann jedoch im engen Mittenbereich nie ganz ausfallen. Ein Federelement mit verhältnismäßig langem Federweg erlaubt außerdem den radialen Ausgleich von Fertigungstoleranzen und schließlich kann bei Verschleißerscheinungen an den Kugelrillen der Lenkmutter und der Lenkschnecke mit geringen Kräften gleichfalls Spiel ausgeglichen werden.Changing the bias of the associated spring element in wide Boundaries is changeable. In this way, the increase in force at the start of a steering process can be influenced in a simple manner. By minor Wear can reduce the preload of the spring element, but the centering can never be done in the narrow central area fail completely. A spring element with a relatively long spring travel also allows the radial compensation of manufacturing tolerances and finally, if there are signs of wear on the ball grooves, the Steering nut and the steering worm are also compensated for play with low forces.

Explanation of the invention

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below with reference to the drawing of two exemplary embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Hilfskraftlenkung, in welche die erfindungsgemäße Mittenzentrierung eingebaut ist,1 shows a longitudinal section through a power steering system in which the centering device according to the invention is installed is,

Fig. 2 einen vergrößerten Teil-Querschnitt nach der Linie II - II der Fig. 1 bei fortgelassenem Lenkgetriebegehäuse,FIG. 2 shows an enlarged partial cross-section along the line II-II of FIG. 1 with the omitted Steering gear housing,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der Mittenzentrierung,3 shows an enlarged section of the centering,

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Fig. 4 einen Teil-Längsschnitt nach der Linie IV - IV der Fig. 2,4 shows a partial longitudinal section along the line IV - IV of Fig. 2,

Fig. 5 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles X in Fig. 4,Fig. 5 is a plan view in the direction of arrow X in Fig. 4,

Fig. 6 einen Teil-Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung.6 shows a partial longitudinal section through a further embodiment the invention.

In Fig. 1 stützt sich in einem Lenkgetriebegehäuse 1 in Radiallagern 2 und 3 eine Lenkspindel 4 ab. Die Lenkspindel 4 ist in ihrem unteren Teil als Lenkschnecke 5 ausgebildet. Ein Arbeitskolben 6 unterteilt das Lenkgetriebegehäuse 1 in zwei Druckräume 7 und 8, wobei ein im Druckraum 8 angeordnetes Zahnsegment 9 in eine Verzahnung des Arbeitskolbens 6 eingreift. Das Zahnsegment 9 ist über eine Lenkstockwelle 10 mit dem nicht gezeigten Lenkgestänge verbunden. Im Arbeitskolben 6 ist zwischen zwei Axiallagern 11 und 12 eine begrenzt drehbare Lenkmutter 13 mit einem Mitnehmer 14 angeordnet. Dieser Mitnehmer 14 ist mit einem Zapfen 15 versehen, der durch eine Anschlagbohrung 16 im Arbeitskolben 6 hindurch in ein Steuerventil 17 eingreift. Das Steuerventil 17 für die Zuleitung des Drucköls in jeweils einen der Druckräume 7 oder 8 ist senkrecht und außermittig zur Längsachse des Arbeitskolbens 6 in diesen eingesetzt.In Fig. 1 is supported in a steering gear housing 1 in radial bearings 2 and 3 a steering spindle 4 from. The lower part of the steering spindle 4 is designed as a steering worm 5. A working piston 6 divides the steering gear housing 1 into two pressure chambers 7 and 8, wherein a toothed segment 9 arranged in the pressure chamber 8 engages in a toothing of the working piston 6. The toothed segment 9 is via a steering column shaft 10 connected to the steering linkage, not shown. In the working piston 6 is a limited rotatable between two axial bearings 11 and 12 Steering nut 13 arranged with a driver 14. This driver 14 is provided with a pin 15 which passes through a stop hole 16 engages in a control valve 17 in the working piston 6. The control valve 17 for the supply of the pressure oil in each one of the pressure chambers 7 or 8 is inserted into the working piston 6 perpendicularly and eccentrically to the longitudinal axis of the working piston 6.

Eine Drehbewegung an der Lenkspindel 4 erzeugt über die Lenkschnecke 5, eine Kugelkette 18 und über die Lenkmutter 13 eine hydraulische Verstell bewegung des Arbeitskolbens 6. Ein Kugel um!aufrohr 19A rotary movement on the steering spindle 4 is generated via the steering worm 5, a ball chain 18 and a hydraulic one via the steering nut 13 Adjustment movement of the working piston 6. A ball around the tube 19

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ermöglicht in bekannter Weise den kontinuierlichen Kugelumlauf. Die Axiallager 11 und 12 sind durch einen Gewindering 20 mit Bohrungen 21 im Arbeitskolben 6 spielfrei gehalten.enables continuous ball circulation in a known manner. the Axial bearings 11 and 12 are held free of play by a threaded ring 20 with bores 21 in the working piston 6.

Das Steuerventil 17 besteht aus einem in einer Büchse 22 geführten Kolben 23, der um ein bestimmtes, durch die Anschlagbohrung 16 des Mitnehmers 14 begrenztes Steuerspiel aus der Neutral!age verschiebbar ist. Die Einzelheiten des Aufbaues des Steuerventils 17 mit den zugehörigen Steuernuten und -kanälen sind aus der DT-OS 1 817 940 bekannt und zum weiteren Verständnis der erfindungsgemäßen Mittenzentrierung ohne Bedeutung.The control valve 17 consists of a guided in a sleeve 22 Piston 23, which is displaceable from the neutral position by a certain control clearance limited by the stop bore 16 of the driver 14 is. The details of the structure of the control valve 17 with the associated control grooves and channels are known from DT-OS 1,817,940 and for a further understanding of the centering according to the invention of no importance.

Nach den Fig. 2 bis 5 besteht die neuartige Mittenzentrierung darin, daß in einer durch einen Schaftfräser im Arbeitskolben 6 hergestellten schrägen Bohrung 25 eine Blattfeder 26 befestigt ist. Die Blattfeder 26 ist mit einer Vertiefung 27 und die Lenkmutter 13 mit einer Vertiefung versehen (Fig. 3), wobei in diesen Vertiefungen unter Vorspannung ein Wälzkörper 29, beispielsweise eine Kugel, geführt ist. Die Vertiefung 28 wird vor dem Härten in die Lenkmutter 13 eingedrückt. Die Blattfeder 26 ist als Stanzteil gefertigt und beispielsweise mit zwei Schrauben in der Bohrung 25 befestigt. Beide Vertiefungen 27 und 28 weisen die gleiche Form bzw. gleiche Rollwege auf.According to FIGS. 2 to 5, the novel centering consists in that in an inclined bore 25 made by an end mill in the working piston 6, a leaf spring 26 is attached. The leaf spring 26 is provided with a recess 27 and the steering nut 13 with a recess (Fig. 3), wherein a pretensioned in these recesses Rolling body 29, for example a ball, is guided. The recess 28 is pressed into the steering nut 13 before hardening. The leaf spring 26 is manufactured as a stamped part and fastened in the bore 25 with two screws, for example. Both wells 27 and 28 have the same shape or the same taxiways.

Wird die Lenkmutter 13 gegenüber dem Arbeitskolben 6 verdreht, so rollt der Wälzkörper 29 entlang den sich aufeinander^zubewegenden Kurven der Vertiefungen 27 und 28. Dabei wird die Blattfeder 26 angehoben, wo-If the steering nut 13 is rotated relative to the working piston 6, the rolling element 29 rolls along the curves moving towards one another of the recesses 27 and 28. The leaf spring 26 is raised, where-

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durch sich die Federvorspannung erhöht. Sobald keine Drehkraft mehr wirkt, wird die Lenkmutter 13 über den Wälzkörper 29 zurückgestellt, d. h. gegenüber dem Arbeitskolben 6 zentriert. Dies bedeutet, daß das Steuerventil 17 über den Mitnehmer 14 in seine Neutral lage zurückbewegt wird.the spring preload increases. As soon as there is no more torque acts, the steering nut 13 is reset via the rolling element 29, d. H. centered in relation to the working piston 6. This means that the Control valve 17 moved back into its neutral position via the driver 14 will.

Je nach Stärke und Form der Vertiefungen 27 und 28 kann die Zentrierkraft auf einen mehr oder weniger großen Anteil des Gesamthubes des Steuerventils 17 beschränkt werden.Depending on the strength and shape of the depressions 27 and 28, the centering force be limited to a more or less large proportion of the total stroke of the control valve 17.

Die Ausführungsform nach Fig. 6 zeigt eine U-Feder 31, die in vorteilhafter Weise zusammen mit einem Mitnehmer 32 auf einer Lenkmutter 33 verschraubt ist. In einen Arbeitskolben 34 ist ein durch eine Kontermutter 35 gesicherter Gewindebolzen 36 mit einer Vertiefung eingedreht. Diese Vertiefung 37 und eine an der U-Feder 31 gegenüberliegende Vertiefung 38 führen unter Vorspannung einen Wälzkörper 39.The embodiment of FIG. 6 shows a U-spring 31, which is shown in advantageously together with a driver 32 on a steering nut 33 is screwed. In a working piston 34 is a threaded bolt 36 secured by a lock nut 35 and having a recess screwed in. This recess 37 and one on the U-spring 31 opposite Recesses 38 guide a rolling element 39 under pretension.

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H T-PA fr-ed
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Claims

Ι .. · ¹ Power steering system, in particular for motor vehicles, with a servo pump, the steering gear housing into two pressure spaces dividing working piston which carries a set of teeth, is pivoted about a steering column shaft, and having a limited rotatably mounted in the working piston steering nut, over a call drivers fasten a control valve arranged transversely and eccentrically in the working piston, characterized in that a locking device consisting of two opposing recesses (27, 28) with an intermediate rolling element (29) is arranged as the centering between the working piston (6) and the steering nut (13) is.

2. Power steering system according to claim 1, characterized in that a leaf spring in an inclined bore (25) of the working piston (6) (26) is held with one recess (27) and that the other recess (28) is located on the steering nut (13).

3. Power steering system according to claim 2, characterized in that the one recess (37) is screwed into one in the working piston (34) Threaded bolt (36) and the other recess (38) into one with the steering nut (33) fixed U-spring (31) is stamped.

4. centering according to claim 3, characterized in that the U-spring (31) is screwed together with the driver (32) on the steering nut (33).

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03/03/1976

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ORIGINAL INSPECTED