DE2649509A1

DE2649509A1 - HYDRAULIC POWER STEERING FOR VEHICLES

Info

Publication number: DE2649509A1
Application number: DE19762649509
Authority: DE
Inventors: Jun Stanley Earle Anderson; John Henry Christ; David Anthony Galonska; James Brian Mccarthy; Robert Paul Rohde; Joseph Anthony Rutkiewicz
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1975-11-14
Filing date: 1976-10-28
Publication date: 1977-05-18
Also published as: FR2331471B1; GB1509510A; CA1052232A; IT1074759B; DE2649509B2; AU1913376A; AR208987A1; JPS5748424B2; FR2331471A1; JPS5262833A; AU497885B2; DE2649509C3

Description

Pcisntr. nv/r?!t Dipl. !no-K Wallher Βοίίν-ΓώϊϊοΟ 9 1OC0 BERLIN 19 Pcisntr. nv / r?! t Dipl.! no-K Wallher Βοίίν-ΓώϊϊοΟ 9 1OC0 BERLIN 19

W/Vh-3171 28.10.76W / Vh-3171 10/28/76

General Motors Corporation, Detroit, Mich., V₀St.A.General Motors Corporation, Detroit, Mich., V ₀ St.A.

Hydraulische Hilfskraftlenkung für KraftfahrzeugeHydraulic power steering for motor vehicles

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge.The invention relates to a hydraulic power steering system for motor vehicles.

Derartige Hilfskraftlenkungen sind beispielsweise durch die US-PS 3 022 772 bekannt.Such power steering systems are known, for example, from US Pat. No. 3,022,772.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Hilfskraftlenkung so auszugestalten, dass sie wesentlich einfacher und gedrängter im Aufbau wird und ein geringes Gewicht gegenüber den bekannten Bauarten aufweist. i Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen desThe invention is based on the object of designing a hydraulic power steering system in such a way that it is much simpler and more compact in structure and has a low weight compared to the known types. i This task is carried out by the

^; Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. ^; Claim 1 specified features solved.

709820/029S709820 / 029S

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.

Die erfindungsgemässe Ausgestaltung zeitigtThe embodiment according to the invention results

mehrere wesentliche Vorteile gegenüber bekannten Bauarten. So ist der auf dasLenkgetriebe arbeitende Kolben mechanisch vom Eingangsglied antreibbar, wenn die Druckflüssigkeit der Hilfskraftlenkung ausfällt, wobei die mechanische Kupplung zwischen dem Ventil und dem Betätigungsglied über die Verbindung mit totem Gang eine axiale Trennung zwischen diesen beiden Bauteilen verhindert. Es wird hierdurch der Aufbau vereinfacht und eine Gewichtsersparung im Gehäuse erreicht, da besondere Trennwände, die bei bekannten Bauarten notwendig sind, um eine axiale Trennung zwischen Betätigungsglied und Ventil zu verhindern, in Fortfall kommen.several significant advantages over known designs. So the piston working on the steering gear is mechanically from the The input element can be driven when the hydraulic fluid of the power steering system fails, the mechanical coupling between the valve and the actuator via the connection with dead passage prevents axial separation between these two components. Thereby the structure is simplified and a Weight savings in the housing achieved as special partitions, which are necessary in known designs to prevent axial separation between the actuator and valve, come in failure.

Da der Kolben weiterhin an beiden Enden seines Hubes teleskopartig in das Verschlussglied bzw. über das Ventil j bewegt wird, ergibt sich eine Verkürzung der GesamtbaulängeSince the piston continues telescopically into the closure member or via the valve at both ends of its stroke j is moved, the overall length is shortened

des Gehäuses, wodurch ebenfalls eine Gewichtserleichterung er-I
i zielt wird. Ferner sind zwischen dem Verschlußstück und demof the housing, which also reduces the weight
i will aim. Furthermore, between the closure piece and the

^;einen Ende des Betätigungsgliedes vorgesehene Drucklager zur ^; one end of the actuator provided for thrust bearings

jWartung und gegebenenfalls Ersatz leicht zugänglich. Das GehäusejMaintenance and, if necessary, replacement easily accessible. The case

hat eine dreifach abgesetzte Bohrung, in die die Bauteile deshas a triple stepped hole into which the components of the

¹Lenkgetriebes und des Ventils als vormontierte Einheit durch ¹ steering gear and the valve as a pre-assembled unit

709820/02 9 S709820/02 9 p

26495032649503

j die durch das Abschlußstück zu verschliessende Öffnung ein- ^; setzbar sind. Das Betätigungsglied ist mit dem Kolben durch ^; eine mehrgängige Spindel verbunden, wodurch sich ein besserer Antrieb des Kolbens sowie geringes Spiel zwischen Kolben und Betätigungsglied und ein kleiner Gesamtdurchmesser der Einheit Betätigungsglied / Kolben ergeben. Da sich der Kolben an beiden Enden seines Hubes in das Abschlußstück bzw. über das Ventil hinweg bewegt, ergbt sich eine Verkürzung der Gesamtlänge des Gehäuses, wodurch ebenfalls ein geringes Gewicht erzielt wird. Das AbschlußstUck dient gleichzeitig als Endanschlag für die Kolbenbewegung und die zwischen dem AbschlußstUck und dem einen Ende des Betätigungsgliedes vorgesehenen Drucklager sind zur Wartung und gegebenenfalls zum Ersatz leicht zugänglich. Das Gehäuse enthält eine dreifach abgesetzte Bohrung, so dass die Bauteile des Lenkgetriebes und des Ventilsj the opening to be closed by the end piece ^; are settable. The actuator is through with the piston ^; A multi-thread spindle is connected, which results in better drive of the piston as well as little play between piston and actuator and a smaller overall diameter of the actuator / piston unit. Since the piston moves at both ends of its stroke into the end piece or over the valve, the overall length of the housing is shortened, which also results in a low weight. The end piece also serves as an end stop for the piston movement and the thrust bearings provided between the end piece and one end of the actuating member are easily accessible for maintenance and, if necessary, for replacement. The housing contains a triple offset bore, so that the components of the steering gear and the valve

. als vormontierte Einheiten durch die durch das Abschlußstück I
verschliessbare Öffnung eingesetzt werden können. Hierdurch. as pre-assembled units by the end piece I
closable opening can be used. Through this

wird die Montage wesentlich efleic-htert. Die Verbindung zwischenthe assembly becomes much easier. The connection between

u
dem Kolben und dem Betätigungsglied durch ein mehrgängiges Gewinde ergibt einen verbesserten Antrieb des Kolbens, wobei zwischen Kolben und Betätigungsglied ein geringes Spiel besteht und ferner der Gesamtdurchmesser der Einheit Kolben /Betätigungsγ glied kleingehalten wird. Durch die besondere Ausgestaltungu
the piston and the actuating member by a multiple thread results in an improved drive of the piston, with a slight play between the piston and the actuating member and also the overall diameter of the piston / actuating member γ is kept small. Due to the special design

-4--4-

709820/029S709820 / 029S

der die Gewindegänge begrenzenden Zähne mit einem modulierten· Profil wird zugleich eine ausreichende Abdichtung zwischen denthe teeth delimiting the threads with a modulated At the same time, there is a sufficient seal between the profile

beiden Druckkammern beiderseits des Kolbens geschaffen, wodurch [ die bisher üblichen Dichtungsmas snahm en entbehrlich werden«,two pressure chambers on both sides of the piston created, whereby [ the previously customary sealing measures become unnecessary «,

Bei bisher üblichen Antrieben über Gewindespindeln sind Acme-Profile verwendet worden, die zugleich ein Zentrieren der Bauteile ermöglichen. Bei diesen berühren sich die Teile grossen Durchmessers von Schraube und Mutter bevor die Flanken in Berührung kommen. Bei normalen Acme-Gewinden berühren die Flanken entweder die Teile grössten oder kleinsten Durchmessers. Es ergeben sich hierdurch verhältnismässig grosse Reibungs- I radien zwischen den beiden Gewindeteilen, so dass eine grössere Stellkraft zum Bewegen des als Mutter ausgebildeten Kolbens erforderlich ist. Ausserdem ist eine ausreichende Dichtung zwischen den Gewindegängen nicht gegeben, so dass zusätzliche jIn the case of drives via threaded spindles that have been customary up to now, Acme profiles have been used, which at the same time provide centering of the components. In these, the large diameter parts of the screw and nut touch each other before the flanks come into contact. With normal Acme threads, the flanks either touch the parts with the largest or smallest diameter. This results in relatively large friction radii between the two threaded parts, so that a larger one Adjusting force to move the piston designed as a nut is required. There is also a sufficient seal not given between the threads, so that additional j

Dichtungen erforderlich werden. Die erfindungsgemässe Verwendung eines modulierten Profils überwindet diese Nachteile.Seals are required. The use of a modulated profile according to the invention overcomes these disadvantages.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigenIn the drawings, an embodiment of the invention is shown. Show in the drawings

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine Hilfskraftlenkung nach der Erfindung,1 shows a partial longitudinal section through a power steering system according to the invention,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1,FIG. 2 shows a partial cross-section along the line 2-2 in FIG. 1,

-5--5-

709820/0295709820/0295

Fig. 3 einen vergrösserten Schnitt durch einen3 shows an enlarged section through a

Teil der Fig. 1 im Bereich der GewindegängsPart of Fig. 1 in the area of the thread

zwischen Kolben und Betätigungsglied ;between piston and actuator;

und Fig. 4 einen der Fig. 3 ähnlichen Schnitt. ;and FIG. 4 shows a section similar to FIG. 3. ;

Das in Fig. 1 dargestellte Lenkgetriebe 10 hat ; einen als Verlängerung einer Lenkwelle vorgesehenen Achsstummel
12, der sich in ein Gehäuse 14 des Lenkgetriebes erstreckt.The steering gear 10 shown in Figure 1 has; an axle stub provided as an extension of a steering shaft
12, which extends into a housing 14 of the steering gear.

Der Achsstummel besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen IThe stub axle consists of an essentially cylindrical I.

Teil 16, der sich von aussen her in das Gehäuse 14 erstreckt jPart 16, which extends from the outside into the housing 14 j

ι und in einem ringförmigen Kopf 18 endet. Der Achsstummel 12 \ ι and ends in an annular head 18. The stub axle 12 \

; enthält ferner einen axialen Kanal 20 zur Aufnahme eines Torsi- ί onsstabes 22, der in der Bohrung über Lager 24 und 26 abge- j; also contains an axial channel 20 for receiving a torso ί onsstabes 22, which is ab- j in the bore via bearings 24 and 26

i stützt ist. Das äussere Ende des Torsionsstabes 22 ist durch ji is based. The outer end of the torsion bar 22 is j

I . einen Stift 30 mit dem Achsstummel verbunden, während das I. a pin 30 connected to the stub axle, while the

innere Ende des Torsionsstabes mit einer Ringkappe 32 durch
! einen Stift 34 verbunden ist. Die Ringkappe 32 passt mit ihrem
Aussenrand eng in ein inneres Ende 36 eines zylindrischen
! Ventilkörpers 38 und ist mit diesem durch einen Stift 39 ver-
; bunden. In dem Gehäuse 14 ist eine dreifach abgesetzte zylin-inner end of the torsion bar with an annular cap 32 through
! a pin 34 is connected. The ring cap 32 fits with hers
Outer edge tightly into an inner end 36 of a cylindrical
! Valve body 38 and is connected to it by a pin 39
; bound. In the housing 14 is a triple offset cylindrical

°°

, drische Bohrung vorgesehen. In dem Abschnitt 40 mittleren
Durchmessers ist der Ventilkörper 38 drehbar zu einem Ventil-
! schieber 42 abgestützt. Der Ventilschieber 42 hat im wesentliche^ zylindrische Form und ist mit dem Achsstummel 12 durch einen, drical hole provided. In the section 40 middle
Diameter of the valve body 38 is rotatable to a valve
! slide 42 supported. The valve slide 42 has a substantially cylindrical shape and is connected to the stub axle 12 by a

i -6-i -6-

709820/0295709820/0295

26495032649503

-Qt--Qt-

Stift 44 drehfest verbunden. Ringscheiben 46 und 48, die an den Stirnseiten des Ventilschiebers 42 zwischen diesen und dem Ventilkörper 38 vorgesehen sind, verschliessen die Enden von inneren Schlitzen 45 des Ventilkörpers. Der Ventilkörper bildet zusammen mit dem Ventilschieber ein Steuerventil für die Druckflüssigkeit der Hilfskraftlenkung, das in der in der US-PS 3 022 772 beschriebenen Art arbeitet.Pin 44 rotatably connected. Annular disks 46 and 48, which on the end faces of the valve slide 42 between these and the Valve body 38 are provided, close the ends of inner slots 45 of the valve body. The valve body forms together with the valve slide a control valve for the hydraulic fluid the power steering, which operates in the manner described in US Pat. No. 3,022,772.

Eine Abstandsscheibe 52 in dem Bohrungsabschnitt 40 überträgt Schubkräfte vom Ventilkörper 38 auf ein Drucklager 54, das an einer Schulter 56 des Gehäuses am Ende des Bohrungsabschnitts 40 abgestützt ist. Das Drucklager 54 bildet den einen Teil einer Lagergruppe 58, zu der ausserdem ein Radiallager 60 gehört. Durch die Vereinigung dieser beiden Lager wird die Montage des Lenkgetriebes wesentlich erleichtert. Das radiale Lager 60 ist zwischen dem Achsstummel 12 und der I zylindrischen Wand des Bohrungsteils 62 kleinen Durchmessers ■vorgesehen und ermöglicht das Drehen des AchsStummels 12 inner-A spacer washer 52 in the bore section 40 transmits thrust forces from the valve body 38 to a thrust bearing 54 which is supported on a shoulder 56 of the housing at the end of the bore section 40. The thrust bearing 54 forms the part of a bearing group 58, which also includes a radial bearing 60. By uniting these two camps the assembly of the steering gear is made much easier. The radial bearing 60 is between the stub axle 12 and the I cylindrical wall of the bore part 62 of small diameter ■ is provided and enables the axle stub 12 to be rotated within

'halb des Gehäuses 14. Eine Dichtung 64 ausserhalb des Radiali
lagers 60 verhindert Leckagen aus dem G_ehäuse 14. Diese Dichtung'half of the housing 14. A seal 64 outside the radial
bearing 60 prevents leakage from the housing 14. This seal G _e

iwird durch eine ringförmige Schmutzdichtung 56 und einen Spring-.ring 66 in ihrer Lage gehalten, die an der Stirnseite des Gehäuses 14 vorgesehen sind.i is supported by an annular dirt seal 56 and a spring ring 66 held in their position, which are provided on the end face of the housing 14.

-7--7-

709820/0295709820/0295

Vom inneren Ende 36 des Ventilkörpers 38 um- '_ schlossen liegt innerhalb der Ringkappe 32 des Torsionsstabes j ein vergrösserter ringförmiger Kopf 68 einer Spindel 70, die iFrom the inner end 36 of the valve body 38 closed environmentally '_ is located within the annular cap 32 of the torsion bar j an enlarged annular head 68 of a spindle 70, the i

I als Betätigungsglied ausgebildet ist. Die Spindel 70 hat einen j mittleren Bereich mit mehreren Gewindegängen 73, 73' und 73", j auf denen als Mutter ein Kolben Ik verschieblich ist, der > in dem Bohrungsabschnitt 76 grossen Durchmessers des Gehäuses
geführt ist. Die Verwendung eines mehrgängigen Gewindes ge- i stattet die Verwendung kleinerer Durchmesser von Spindel und j Kolben, wobei sich eine verbesserte Wiederstandsfähigkeit
gegenüber bisher üblichen Bauarten mit eingängigen Gewinden
ergibt. Ferner ist ein geringeres Spiel möglich und eine
bessere Dichtung zwischen den Druckkammern beiderseits des
Kolbens zu erzielen. Die Bauart ist auch vorteilhafter gegenüber den üblichen Lenkgetrieben mit Kugelumlaufgetrieben, da
ein geringerer Durchmesser erzielt wird. I is designed as an actuator. The spindle 70 has a central area with a plurality of threads 73, 73 'and 73 ″, on which a piston Ik can be displaced as a nut, which is in the bore section 76 with a large diameter of the housing
is led. The use of a multi-start thread allows the use of smaller spindle and piston diameters, with improved resistance
compared to previously common designs with single thread
results. Furthermore, a lesser game is possible and a
better seal between the pressure chambers on both sides of the
To achieve piston. The design is also more advantageous compared to the usual steering gears with recirculating ball gears, since
a smaller diameter is achieved.

Die Spindel 70 ist antriebsmässig mit dem Achsstummel 12 durch eine Verbindung mit totem Gang verbunden, die
in Fig. 2 näher dargestellt ist. Der Kopf 68 der Spindel 70
ist mit zwei axialen Fingern 80 und 82 versehen, die durchThe spindle 70 is drivingly connected to the stub axle 12 by a connection with dead gear, the
is shown in more detail in FIG. The head 68 of the spindle 70
is provided with two axial fingers 80 and 82 extending through

bogenförmige Durchbrüche 84 und 86 in der Ringkappe 32 des jarcuate openings 84 and 86 in the annular cap 32 of the j

i Torsionsstabes 32 treten und in bogenförmige Aussparungen 88i torsion bar 32 and step into arcuate recesses 88

und 90 in dem ringförmigen Kopf des Achsstummels 12 eingreifenand 90 engage the annular head of the stub axle 12

-8--8th-

709820/0296709820/0296

26495032649503

vT-vT-

Normalerweise sind die Finger 80 und 82 durch den Torsionsstab 22 in der in Fig. 2 dargestellten zentrierten Lage. Der Spielraum zwischen den Fingern und den Kanten der Aussparungen 88 und 90 gestattet eine Relativdrehung zwischen dem Torsionsstab und der Spindel 70, bis eine metallische Berührung eintritt.Usually fingers 80 and 82 are through the torsion bar 22 in the centered position shown in FIG. The clearance between the fingers and the edges of the recesses 88 and 90 allows relative rotation between the torsion bar and spindle 70 until metallic contact occurs.

Wie bereits erwähnt, ist das innere Ende desAs mentioned earlier, the inner end is the

Torsionsstabes 22 mit der Ringkappe 32 durch den Stift 39 mit dem Ventilkörper 38 verbunden. Der Ventilkörper 38 ist mit dem Kopf 68 der Spindel 70 durch eine Zapfenschlitzverbindung 93 verbunden. Da das eine Ende des Torsionsstabes mit einer durch die Spindel 70 gegebenen Reaktionslast verbunden ist und das andere Ende mit dem als Eingangsglied wirkenden Achsstummel 12, ergibt sich die Möglichkeit einer Torsions des Torsionsstabes beim Drehen des Eingangsgliedes. Die Verbildung mit totem Gang gestattet anfangs eine Relativdrehung des Ventilkörpers ι zum Ventilschieber, um die Zufuhr der Druckflüssigkeit zur Be- ^;tätigung des Kolbens und damit des Einschlages der lenkbaren Räder zu steuern. Fällt der Druck der Flüssigkeit auf einen Wert, der eine Unterstützung der Lenkung nicht mehr ermöglicht, so erfolgt ein mechanischer Antrieb unter schneller VerringerungTorsion bar 22 is connected to the ring cap 32 through the pin 39 to the valve body 38. The valve body 38 is connected to the head 68 of the spindle 70 by a mortise and tenon connection 93. Since one end of the torsion bar is connected to a reaction load given by the spindle 70 and the other end to the stub axle 12 acting as an input member, there is the possibility of torsion of the torsion bar when the input member is rotated. The formation with dead gear initially allows a relative rotation of the valve body ι to the valve slide in order to supply the pressure fluid for loading ^; to control actuation of the piston and thus the turning of the steerable wheels. If the pressure of the liquid falls to a value that no longer enables steering assistance, a mechanical drive takes place with a rapid reduction

• des Spiels zwischen dem Kopf 18 des Achsstummeis 12 und den j• the game between the head 18 of the axle stump 12 and the j

j Fingern 80 und 82 des Kopfes 68 der Spindel 70, wodurch die ;j fingers 80 and 82 of the head 68 of the spindle 70, whereby the;

ι iι i

mechanische Lenkung übernommen wird.mechanical steering is taken over.

-9--9-

709820/0295709820/0295

Der Kopf 68 der Spindel 70 jaaist eng in dasThe head 68 of the spindle 70 is snug into that

Ende 36 des Ventilkörpers 38 und ist in axialer Richtung durch einen Haltering 98 gesichert, der eine axiale Trennung von Spindel und Ventilkörper und der damit verbundenen Teile verhindert. Dies ist von besonderer Wichtigkeit, da hierdurch der Zusammenhang des mechanischen Antriebes gewährleistet ist. Da diese Verbindung trotz leichten Gewichtes äusserst widerstandsfähig ist, sind vergrösserte Zwischenwände oder Befestigungseinrichtungen bekannter Bauarten nicht mehr erforderlich.End 36 of the valve body 38 and is secured in the axial direction by a retaining ring 98, which is axially separated from Prevents spindle and valve body and related parts. This is of particular importance because it makes it the connection of the mechanical drive is guaranteed. Because this connection is extremely robust despite its light weight enlarged partition walls or fastening devices of known types are no longer required.

Der Kolben 74 trägt eine Zahnstange 100 mitThe piston 74 carries a toothed rack 100 with it

Zähnen 102, die mit Zähnen 104 eines Lenksegments 106 kämmen, das schwenkbar im Gehäuse 14 gelagert ist und in üblicher WeiseTeeth 102 which mesh with teeth 104 of a steering segment 106 which is pivotably mounted in the housing 14 and in a conventional manner

: mit der nicht dargestellten Pitman-Welle verbunden ist. Eine Längsverschiebung des Kolbens 74 in dem Bohrungsabschnitt 76 des Gehäuses bewirkt somit eine Schwenkbewegung des Lenksegmänts die über das Lenkgestänge den Einschlag der lenkbaren Räder bewirkt. Die Bewegung des Kolbens wird hierbei hydraulisch oder wahlweise auch mechanisch bewirkt.: connected to the Pitman wave, not shown. One Longitudinal displacement of the piston 74 in the bore section 76 of the housing thus causes a pivoting movement of the steering segment which, via the steering linkage, turns the steerable wheels causes. The movement of the piston is effected hydraulically or, optionally, mechanically.

Der Kolben 74 hat einen zylindrischen in Achsrichtung liegenden Mantel 108, der eine Dichtung 109 zur Abdichtung gegen den Bohrungsabschnitt 76 trägt. Der Kolben 74 trennt zwei hydraulische Kammern 110 und 112 voneinander, die mit dem Steuerventil durch zugeordnete Kanäle 114 bzw.The piston 74 has a cylindrical jacket 108 lying in the axial direction, which has a seal 109 for sealing against the bore section 76 carries. The piston 74 separates two hydraulic chambers 110 and 112 from each other, the with the control valve through assigned channels 114 resp.

-10--10-

709820/0295709820/0295

-yr--yr-

verbunden sind. Durch die besondere Ausgestaltung der Gewinde- ' gänge der Spindel 70 wird in noch zu beschreibener Weise eine Leckage zwischen den Kammern 110 und 112 soweit verringert, jare connected. Due to the special design of the thread ' gears of the spindle 70, a leakage between the chambers 110 and 112 is reduced in a manner to be described, j

dass zusätzliche Dichtungen zwischen dem Kolben und der Spindel entbehrlich sind.that additional seals between the piston and the spindle are dispensable.

Schubkräfte in Richtung auf das Ventil werden vom Drucklager 54 aufgefangen, während in entgegengesetzter Richtung wirkende Schubkräfte durch ein Drucklager 120 aufgenommen werden. Wie Fig. 1 zeigt, ist dieses Drucklager 120 an dem äusseren Ende der Spindel 70 kleinen Durchmessers vorgesehen und in einem Abschlußstück 122 abgestützt, das in eine Öffnung 124 grossen Durchmessers im Gehäuse 14 eingeschraubt ist. Das Drucklager 120 hat einen innenliegenden Laufring 126, der an einer Schulter am Ende der Spindel 70 abgestützt ist, ein Nadellager 128 zwischen dem InnenlaufringThrust forces in the direction of the valve are absorbed by the thrust bearing 54, while in the opposite direction Shear forces acting in the direction are absorbed by a thrust bearing 120. As shown in FIG. 1, this thrust bearing is 120 provided at the outer end of the spindle 70 of small diameter and supported in an end piece 122, which in a large diameter opening 124 is screwed into the housing 14. The thrust bearing 120 has an internal one Race 126, which is supported on a shoulder at the end of the spindle 70, a needle bearing 128 between the inner race

• und einem äusseren Laufring 130. Ferner ist eine Scheibenfeder 132 zwischen dem inneren Laufring 126 und der Spindel 70 vorgesehen, wodurch eine federnde Vorbelastung des Drucklagers• and an outer race 130. There is also a woodruff spring 132 is provided between the inner race 126 and the spindle 70, thereby resiliently preloading the thrust bearing

ι ausgeübt wird. Diese Federkraft kann durch unterschiedlich tiefes Einschrauben des Abschlußstückes 122 in das Gehäuse 14 eingestellt werden.ι is exercised. This spring force can be achieved by screwing the end piece 122 into the housing 14 at different depths can be set.

; Das Abschlußstück 122 hat eine Aussparung 134 auf; The terminating piece 122 has a recess 134

■ der Innenseite, in die sich der Kolben 74 gegen Ende seiner ■ the inside, in which the piston 74 is towards the end of its

-11--11-

70982Ö/029S70982Ö / 029S

Linksbewegung teleskopartig hineinbewegen kann, bis er an der Stirnwand 138 der Aussparung seinen Anschlag findet. Es wird hierdurch eine beträchtliche Verkürzung der Gesamtlänge erreicht, die der Gewichtser$)ärnis zugute kommt. Das Abschluß- jLeft movement can telescope in until it reaches the End wall 138 of the recess finds its stop. This results in a considerable shortening of the overall length, which benefits the weight gain. The final j

! stück 122 hat an der Aussenseite eine Öffnung 144 in Form eines i Vielecks, in die ein Werkzeug zum Einstellen des Abschlußstücks eingesetzt werden kann. Nach dem Einstellen des Abschlußstückes 122 wird die Lage durch eine Überwurfmutter 146 festgelegt, die auf das Abschlußstück aufgeschraubt gegen die Wand des Gehäuses 14 gehalten wird.! piece 122 has on the outside an opening 144 in the form of an i Polygons into which a tool can be inserted to adjust the end piece. After adjusting the end piece 122 the position is determined by a union nut 146 which is screwed onto the end piece against the wall of the Housing 14 is held.

Durch die Öffnung 124 grossen Durchmessers und die dreifach abgesetzte Bohrung im Gehäuse 14 ist der Einbau der einzelnen Bauteile erleichtert. Nach dem Einsetzen der Dichtung 64 und der Lagergruppe 58 können die zu einer Baueinheiij zusammengefasste Torsionsstange, der Achsstummel, das Ventil, die Spindel und der Kolben durch die Öffnung 124 eingesetzt jwerden, worauf das Abschlußstück 122 in das Gewinde der Öffnung 124 eingeschraubt wird, bis die Feder 132 die gewünschte Vor-Installation is through the large-diameter opening 124 and the triple stepped bore in the housing 14 of the individual components. After the seal 64 and the bearing group 58 have been inserted, they can be combined to form a structural unit combined torsion bar, the stub axle, the valve, the spindle and piston are inserted through opening 124, whereupon end piece 122 is threaded into the opening 124 is screwed in until the spring 132 has the desired

.spannung des Drucklagers 120 aufbringt..Tension of the thrust bearing 120 applies.

; Das Steuerventil steuert die Zufuhr und die Abfuhr !der Druckflüssigkeit zu den Kammern 110 und 112, um den Kolben J74 in verschiedene Stellungen zu bewegen, die von der Drehbe-; The control valve controls the supply and discharge of the pressure fluid to the chambers 110 and 112 around the piston J74 can be moved to various positions that can be controlled by the

iwegung des Eingangsgliedes 12 abhängig sind. Die Arbeitsweiseiwegung of the input member 12 are dependent. The way of working

-12--12-

709820/029S709820 / 029S

entspricht der Bauart gemäss der US-PS 3 022 772, so dass eine nähere Beschreibung entbehrlich erscheint.corresponds to the type according to US Pat. No. 3,022,772, so that a a more detailed description appears dispensable.

Ganz allgemein wird das Ventil mit Druckflüssigkeit von einer nicht dargestellten Druckpumpe über eine Einlassöffnung 150 im Gehäuse 14 versorgt, die über einen Kanal 152 j mit einer Ringnut 154 im Ventilkörper 38 verbunden ist. Die jIn general, the valve is supplied with pressure fluid from a pressure pump, not shown, via an inlet opening 150 in the housing 14, which is connected to an annular groove 154 in the valve body 38 via a channel 152 j. The j

ι Ringnut 154 ist mit Längskanälen 160 im Ventilschieber 42 durch jι annular groove 154 is with longitudinal channels 160 in the valve slide 42 through j

radiale Kanäle 155 unter bestimmten Betriebsbedingungen verbunden. Die Druckflüssigkeit wird von dem Ventil durch einen Kanal 156 im Gehäuse 14 zu einer Auslassöffnung 158 abgeleitet. Bei einer RechtsdreQung des Achsstummels 12 bei einem Drehen des Lenkrades im Uhrzeigersinn wird der Ventilschieber 42 im Uhrzeigersinn zum Ventilkörper 38 gedreht, wodurch Druckflüssigkeit über die Kanäle 160 und 116 zur Kammer 112 geleitet wird. Hierbei wird die Kammer 110 zur Auslassöffnung 156 entlastet.radial channels 155 connected under certain operating conditions. The pressure fluid is diverted from the valve through a channel 156 in the housing 14 to an outlet opening 158. When the stub axle 12 rotates to the right when the steering wheel is turned clockwise, the valve slide 42 is in the Turned clockwise to the valve body 38, whereby pressurized fluid is passed through the channels 160 and 116 to the chamber 112. In doing so, the chamber 110 is relieved to the outlet opening 156.

I Die sich ergebende Druckdifferenz beiderseits des Kolbens 74 unterstützt die Bewegung des Kolbens 74 im Sinne einer Schwenkung des Lenksegments 106 entgegen dem Uhrzeigersinn. Der maximale ^! Rechtseinschiag der Räder wird erreicht, wenn der Mantel 108 des Kolbens sich teleskopartig über das Ende 36 des Ventil-ίkörpers 38 bewegt und gegen eine radiale ¥and 159 des Gehäuses 114 anfährt. Im übrigen trägt diese Überlappung zwischen KolbenThe resulting pressure difference on both sides of the piston 74 supports the movement of the piston 74 in the sense of pivoting the steering segment 106 counterclockwise. The maximum ^! The wheels turn to the right when the jacket 108 of the piston moves telescopically over the end 36 of the valve body 38 and approaches a radial 159 of the housing 114. In addition, this contributes to the overlap between pistons

und Ventil auch zur Verkürzung der Baulänge des Lenkgetriebes beiand valve also help to shorten the overall length of the steering gear

i ^: i ^:

j -13-j -13-

709820/0295709820/0295

-Vf--Vf-

Der aussenliegende Ventilkörper 38, der mit der Spindel 70 drehfest verbunden ist, versucht dauernd den Ventilschieber 42 einzuholen, der mit dem Achsstummel 12 verbunden ist. Beim Enden der Lenkkraft am Lenkrad werden daher der Ventilkörper und der Ventilschieber sofort durch die Federkraft des TorsionsStabes 22 in die Mittellage zentriert, wodurch ein Druckausgleich in beiden Kammern 110 und 112 bewirkt wird oder die gerade bestehende Druckdifferenz aufrechterhalten wird, um den Ausgleich der dynamischen Lenkung und der Rückstellkräfte zu bewirken, wobei also eine weitere Hilfskraft beendet wird. Bei einem Drehen des Lenkrades in entgegengesefcter Richtung für einen Linkseinschlag der Räder erfolgt eine entsprechende Steuerung der Druckflüssigkeit zu den Kammern 110 und 112 in analoger Weise.The external valve body 38, which is with the spindle 70 is non-rotatably connected, tries constantly to catch up with the valve slide 42, which is connected to the stub axle 12 is. At the end of the steering force on the steering wheel, the valve body and the valve slide are therefore immediately activated by the spring force of the torsion bar 22 is centered in the central position, which causes a pressure equalization in both chambers 110 and 112 or the current pressure difference is maintained in order to compensate for the dynamic steering and the restoring forces to cause, so another assistant is terminated. When turning the steering wheel in the opposite direction Direction for a left turn of the wheels there is a corresponding control of the hydraulic fluid to the Chambers 110 and 112 in an analogous manner.

Bei Ausfall der hydraulischen Hilfskraft, beispielsweise durch Verlust der Abstützung am unteren Drucklager,If the hydraulic auxiliary power fails, for example due to loss of support on the lower thrust bearing,

j ist die Möglichkeit einer mechanischen Lenkung gewährleistet,j the possibility of mechanical steering is guaranteed,

: da der Haltering 98 eine axiale Trennung zwischen der Spindel: because the retaining ring 98 provides an axial separation between the spindle

j 70 und dem Steuerventil verhindert und damit die Verbindungj 70 and the control valve prevented and thus the connection

zum Achsstummel 12. Der Haltering 98 macht tatsächlich dieto the stub axle 12. The retaining ring 98 actually does the

j bei bekannten Bauarten notwendigen Zwischenwände entbehrlichj the necessary partition walls are unnecessary in the case of known designs

! und trägt damit erheblich zur Verringerung des Baugewichts bei! and thus contributes significantly to reducing the structural weight

, sowie zur Vereinfachung des Aufbaues des Gehäuses. Da der, as well as to simplify the structure of the housing. Since the

-14-709820/029S -14-709820 / 029S

-IK--IK-

Kolben sich teleskopartig über einen Teil des Ventils gegen Ende seines Hubes fortbewegt,während er bei entgegengesetzter ; Bewegung teleskopartig in das Verschlussglied eintritt, ergibt sich eine beträchtliche Verkürzung der Baulänge.des Lenkgetriebes, die sowohl den Einbau in das Fahrzeug erleichtert als auch zur Gewichtsersparnis beiträgt.Pistons telescopically counter to part of the valve At the end of his stroke, while he is at the opposite end; Movement occurs telescopically in the closure member, results in a considerable shortening of the overall length. which both facilitates installation in the vehicle and contributes to weight savings.

Das Verschlußstück hat mehrere Aufgaben zu erfüllen,< nämlich den Abschluss des Gehäuses, die Einstellung der Druck- ■ lager, um axiales Spiel der Spindel zu verhindern, sowie als Anschlag für den Kolben bei der Auswärtsbewegung zu dienen. ;The closing piece, 'namely to serve the completion of the housing to prevent axial play of the spindle adjusting the pressure ■ camp, as well as a stop for the piston in the outward movement has to fulfill several tasks. ;

Vorteilhaft ist ferner, dass durch Schultern [It is also advantageous that shoulders [

Lagereinheiten in einfacher Weise in das Gehäuse einbaubar !Bearing units can be easily installed in the housing!

j sind. Ausserdem ist der Zusammenbau der Spindel 70 mit dem !j are. In addition, the assembly of the spindle 70 with the!

Ventil in einfacher Weise durchführbar, indem der Kopf 68 der Spindel über das zylindrische Ende 36 des Ventilkörpers teleskopartig geschoben wird, worauf der Haltering 98, der Teil ! eines Kreises ist, zusammengedrückt wird, wodurch die TeileValve can be carried out in a simple manner by the head 68 of the Spindle telescopes over cylindrical end 36 of the valve body is pushed, whereupon the retaining ring 98, the part! of a circle is compressed, making the parts

miteinander verbunden sind. Nach dem Einbau in das Gehäuse . wird die Vorspannung des Halteringes 98 freigegeben, woraufare connected to each other. After installation in the housing. the bias of the retaining ring 98 is released, whereupon

• der Haltering in die vorgesehene Ringnut einspringt. Danach ; kann der Kolben 74 auf die Spindel 70 aufgeschraubt werden,• the retaining ring jumps into the ring groove provided. Thereafter ; the piston 74 can be screwed onto the spindle 70,

worauf der Verschluss durch Aufschrauben des Verschlußstückes 122 bewirkt wird.whereupon the closure is effected by unscrewing the closure piece 122.

-15--15-

709820/0295709820/0295

Durch die erfindungsgemässe Ausbildung sind die bekannten Kugelumlaufgetriebe durch ein verbessertes Getriebe zwischen Spindel und Kolben ersetzt. Die ein Betätigungsglied darstellende Spindel 70 erstreckt sich völlig durch den Kolben und arbeitet an beiden Enden mit Drucklagern zusammen. Ferner wird die Abdichtung zwischen den beiden Kammern 110 und 112 auf dem möglichen Leckweg der Gewindegänge durch die besondere Ausbildung dieser Gewindegänge genügend kleingehalten. DieseAs a result of the design according to the invention, the known recirculating ball gears are provided with an improved gearing replaced between spindle and piston. The actuator spindle 70 extends entirely through the piston and cooperates with thrust bearings at both ends. Furthermore, the seal between the two chambers 110 and 112 kept sufficiently small on the possible leakage path of the threads due to the special design of these threads. These

. besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist in den Fig. 3 und dargestellt, wobei die die Gewindegänge bildenden Zähne der Spindel 70 und des Kolbens 74 veranschaulicht sind. Das Profil der Zähne am Kolben 74 hat eine Höhe H , wobei sich der Kopf des Zahnes am Boden der entsprechenden Nut in der Spindel 70. particularly advantageous embodiment is shown in FIGS. 3 and, wherein the teeth forming the threads of the Spindle 70 and piston 74 are illustrated. The profile of the teeth on the piston 74 has a height H, with the head of the tooth at the bottom of the corresponding groove in the spindle 70

: abstützt. Durch diese Abstützung erfolgt zunächst eine Zentrierung des Kolbens und der Spindel. Ferner ergibt sich eine: supports. This support initially results in a centering of the piston and the spindle. Furthermore, there is a

ι wesentliche Verringerung der Reibung gegenüber den bekanntenι substantial reduction in friction compared to the known

Acme-Gewinden, da der Reibungsradius R in Fig. 3 klein ist, da er von der Mittellinie 94 der Spindel 70 sich bis zum kleinsten Umfang der Spindel 70 erstreckt, während bei einem Acme-Cfetriebe der Reibungsradius den Wert R¹ hätte. Bei denAcme threads, since the friction radius R in FIG. 3 is small, since it extends from the center line 94 of the spindle 70 to the smallest circumference of the spindle 70, while in an Acme drive the friction radius would have ^{the value R 1.} Both

j bekannten Gewinden würde ausserdem eine Berührung an den Flankerj. i
auftreten, wodurch unerwünschte Keilwirkungen einen hohen Reib-> j known threads would also make contact with the flanker j. i
occur, causing unwanted effects wedge high friction>

; beiwert bedingen. Der wesentlich verringerte Reibradius der; condition. The significantly reduced friction radius of the

-16-709820/0295 -16-709820 / 0295

erfindungsgemässen Ausbildung ergibt einen besseren Wirkungsgrad des Getriebes zwischen Spindä. und Kolben, so dass eine Verschiebung des Kolbens mit geringerem Kraftaufwand möglich ist.inventive training results in a better efficiency of the transmission between Spindä. and piston so that one Shifting the piston is possible with less effort.

Das Profil der Zähne ist im übrigen so ausgebildet, dass ein gesteuerter Durchstrom zwischen den Kammern{J>er die Gewindegänge erreicht werden kann, der das Aufrechterhalten vorgegebener Druckdifferenzen in den beiden Kammern nicht stört. Wie Fig. 4 zeigt, ist die Breite des Profils des Zahnes an dem Kolben 74 um eine Fläche T vergrössert, wodurch das Flanken-The profile of the teeth is designed so that a controlled flow between the chambers {J> er die Thread turns can be achieved that does not interfere with maintaining predetermined pressure differences in the two chambers. As Fig. 4 shows, the width of the profile of the tooth on the piston 74 is increased by an area T, whereby the flank-

. spiel verringert wird. Ferner ist die Fläche S am Kopf vergrössert, wodurch eine weitere Drosselung des Verbindungsweges zwischen den beiden Kammern gegeben ist. Das Spiel der Gewinde-. game is reduced. Furthermore, the area S on the head is enlarged, whereby a further throttling of the connection path between the two chambers is given. The play of the thread

. gänge zwischen dem Kolben und der Spindel stellt damit praktisch eine wirksame Labyrinthdichtung dar, die die bisher notwendigen zusätzlichen Dichtungen in diesem Bereich entbehrlich machen.. gears between the piston and the spindle are practical an effective labyrinth seal, which makes the additional seals previously necessary in this area unnecessary.

j Ausser der Verringerung der notwendigen Kraft zum Bewegen des Kolbens ist somit auch eine vereinfachte Bauform erreicht.j In addition to reducing the force required to move the Piston is thus also a simplified design.

709820/0295709820/0295

LeerseiteBlank page

Claims

1. Hydraulic power steering for

* ι

Motor vehicles, characterized in!

that in a housing (14) an outwardly guided rotatable ^:

Input link (12) and a pivotable one that is guided outwards!

Output member (106) are mounted that a ver in the housing;

sliding piston (74) two hydraulic chambers (110 and 112) 1

I separates from each other in the housing and a gear (102,104) is provided between the piston and the output member that a valve (42) connected to a pressure medium source (opening 150) is connected to the input member, which optionally distributes pressure fluid to the chambers, in order to move the piston in a controlled manner depending on the movement of the input member, so that one moves completely through the piston; stretching rotatable actuator cooperating with him; member (70) is provided, and that for mechanical displacement ^{1 of} the piston through the input member, the actuating member by; the input member can be driven in that a head (68) I at one end of the actuating member (70) extends into one end (36); of the valve and a retaining ring (98) arranged therein prevents separation of the actuating member from the valve.

-18-

709820 / 029S

2649503

2. Power steering system according to claim 1, characterized in that the actuating member (70) threads (73, 73 ', 73 ") and a head (68) of larger diameter which carries the retaining ring (98), furthermore a shaft (72) of smaller diameter which extends completely through the piston (74) extends, wherein the teeth delimiting the threads move the piston when the actuating member is rotated.

3. Power steering system according to claim 1 or 2,

. characterized in that the housing has a stepped cylindrical bore with a section (76) of large diameter

: knife, a section (40) of average diameter and a

_: Contains section (62) of smaller diameter, and the input member (12)) rotatable in the small diameter bore part, the valve (42) rotatable in the medium diameter section and the piston 74) slidable in the large diameter section

j are stored, and that the free end of the section is large Diameter thanks to an adjustable and removable closure

! member (122) is closed, which also serves as a bearing for the ! one end of the actuator (70) is used. j

4. Power steering system according to claim 3, characterized

; characterized in that the closure member (122) has a recess j (134) into which one end of the piston 574) telescopes when the piston moves a predetermined distance

-19-

709820/0238

-Vf--Vf-

in the large diameter section (76) and that the piston includes a recess which telescopes pushes tightly over the valve (38) when the

i piston in the section of large diameter by a front j

given path has moved in the opposite direction.

5. auxiliary power steering according to claim 3 or 4, characterized in that the closure piece (122) has a Stop (138) for the piston (74) forms that between the closure piece and one end of the actuating member (70) a first thrust bearing (120) and a second thrust bearing (58) arranged between the valve (38) and the housing (14) is to accommodate the thrusts from each end of the housing.

6. Power steering system according to one of claims 3 to 5, characterized in that the middle in the section j Diameter rotatably mounted valve member (38) has a cylindrical shape and encloses a torsion bar (22) which a Part of the valve connects to the input member (12).

7. Power steering system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the threads of the actuating member (70) and the piston (74) are formed by teeth with a modulated profile, the heads of the teeth of the Pistons touch the bottoms of the grooves in the actuator,

-20-

709820/02 9S

so that the friction radius (R) is in the smallest radius of the

Actuator lies, and that the leakage paths between j

I piston and actuator in the area of the threads, very j

! are kept small. |

8. Power steering system according to claim 7, characterized in that the backlashes of the threads
by widening the thickness (T) of the teeth of one part: (70 or 74) are kept small.

709820 / 029S