DE2749353A1

DE2749353A1 - Drive pin for automotive steering pressure medium control - locates in outer rotary slide valve casing and is guided in counter-running spiral slots

Info

Publication number: DE2749353A1
Application number: DE19772749353
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Liebert; Werner Tischer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1977-11-04
Filing date: 1977-11-04
Publication date: 1979-05-10
Also published as: DE2749353C2

Abstract

The pressure medium control is for hydrostatic automotive steering installations, and has in a housing an outer rotary slide valve casing connected to a gearwheel pump feeding fluid to a positioning motor. Connected to the steering wheel is a control slide valve which rotates and displaces axially inside the slide valve casing. It is held by springs in a neutral central position, and can move out to two work positions. A drive pin (8) in the casing (6) is fixed diametrically, and is guided in slots (19) which are spiral and running counter to each other in the control slide valve (7) wall.

Description

Druckmittelsteuereinrichtung, insbesondere für hydro-Pressure medium control device, especially for hydro

statische Ienkelnrichtungen von Kraftfahrzeugen.static steering directions of motor vehicles.

Die Erfindung betrifft eine Druckmittelsteuereinrichtung, insbesondere für hydrostatische Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten, äußeren Drehschieberhülse' die mit einem das einem Stellmotor zuzuführende Flüssigkeitsvolumen dosierenden Nachlaufmotor (Zahnradpumpe) drehfest verbunden ist und einem mit dem Lenkhandrad drehfest gekuppelten Steuerschieber der im Inneren der Drehschieberhülse relativ zu dieser verdrehbar und axial verschiebbar gelagert ist und der durch Federelemente in einer neutralen Mittelstellung gehalten und aus dieser in zwei Arbeitsstellungen verstellbar ist.The invention relates to a pressure medium control device, in particular for hydrostatic steering devices of motor vehicles with one in a housing rotatably mounted, outer rotary valve sleeve 'with a servomotor Follower motor (gear pump) metering the volume of liquid to be fed in, non-rotatable is connected and a control valve rotatably coupled to the steering handwheel which is rotatable and axially displaceable in the interior of the rotary valve sleeve relative to this is stored and held in a neutral central position by spring elements and can be adjusted from this in two working positions.

In der DT-PS 1 550 557 ist eine Druckmittelsteuereinrichtung dieser Art beschrieben, bei der eine äußere, drehbar an einem Gehäuse gelagerte Schieberhülse durch eine erste Kupplung mit dem außenverzahnten Innenzahnrad eines als Dosiereinrichtung wirkenden Nachlaufmotors (Zahnradpumpe) drehfest verbunden ist und in der im Inneren der Schieberhülse ein Schieber relativ zu der Schieberhülse drehbar bei gleichzeitiger axialer Verschiebbarkeit gelagert ist.In DT-PS 1 550 557 a pressure medium control device is this Kind of described in which an outer, rotatable on a Housing mounted Slider sleeve through a first coupling with the externally toothed internal gear of a Follower motor (gear pump) acting as a metering device connected in a rotationally fixed manner and in the inside of the slide sleeve a slide relative to the slide sleeve is rotatably mounted with simultaneous axial displaceability.

Durch eine zweite Kupplung wird die relative Verdrehung des inneren Schiebers bewirkt und zugleich auch begrenzt.A second clutch allows the relative rotation of the inner Slide causes and at the same time also limited.

Eine dritte Kupplung bewirkt die relative Axialverschiebung des inneren Schiebers in der äußeren Schieberhülse.A third clutch causes the relative axial displacement of the inner one Slide in the outer slide sleeve.

Diese bekannte Druckmittelsteuereinrichtung weist den Nachteil großen konstruktiven Aufwandes durch die drei Kupplung verbindungen aur, um den relativen Verstellweg zwischen innerem Schieber und äußerer Schieberhülse, der sich aus einer Bewegungskomponente in Umfangsrichtung und einer in Axialrichtung zusammensetzt, zu bewirken.This known pressure medium control device has the major disadvantage constructive effort through the three coupling connections aur to the relative Adjustment path between the inner slide and the outer slide sleeve, which consists of a Movement components in the circumferential direction and one in the axial direction, to effect.

Eine weitere bekannte Druckmittelsteuereinrichtung ist in der DT-PS 1 295 029 beschrieben, bei der die Druckmittelsteuereinrichtung aus einem Drehschieber aus zwei konzentriszh zueinander relativ verdrehbaren Ventilelementen besteht, von denen das eine drehfest mit dem Lenkhandrad und das andere drehfest mit dem das einem Stellmotor zugeführte Flüssigkeitsvolumen dosierenden Nachlaufmotor gekuppelt ist. Die Verstellkupplung wird dabei durch einen in das äußerte Ventilelement diametral eingesetzten Mitnehmerstift und diesen mit einem dem Verste3lweg entsprechenden Abstand umschließenden konischen Durchbrilchen in der Wandung des inneren Ventilelements gebildet. Die beiden Ventilelemente können jedoch nur in Umfangsrichtung relativ zueinander verstellt werden, wobei der relative Versteliweg des inneren Ventilelements in Umfanesrichtung durch Anschlagen der Wandimg der konischen Durchbrüche an dem Mitnehmerstift begrenzt wird.Another known pressure medium control device is in the DT-PS 1 295 029 described, in which the pressure medium control device consists of a rotary valve consists of two concentric valve elements rotatable relative to one another, of one of which rotates with the steering handwheel and the other rotates with the das a servomotor supplied volume of liquid metering follow-up motor coupled is. The adjustment clutch is diametrically inserted into the outward valve element inserted driving pin and this with a corresponding adjustment path Distance enclosing conical openings in the wall of the inner valve element educated. However, the two valve elements can only be relative in the circumferential direction can be adjusted to each other, the relative adjustment path of the inner valve element in Umfanesrichtung by striking the Wandimg of the conical openings on the Driving pin is limited.

Durch die Verstellung nur in Umfangsrichtung ist keine große Ansprechempfindlichkeit geben und die Druckrrgelkennlinie ftir den Arbeitsdruck ist ungUnstig. so daß es zu Druckschwingungen kommen kann. Außerdem weist die bekannte Druckmittelsteuereinrichtung den weiteren Nachteil auf, daß die Verstellkupplung durch die für die Herstellung der konischen DurchbrUche in der Wandung des inneren Ventilelements unvermeidbaren Fertigungstoleranzen nur mit einer der konischen Durchbrüche an dem Mitnehmerstift als Begrenzungsanschlag einseitig zur Anlage kommt, so daß hierdurch entweder unzulässig hohe Beanspruchungen (Scherkräfte) auftreten oder trotz Vorhandensein eines doppelten Anschlages die Dimensionierung der Verstellkupplung auf die bei einseitigem Anschlagen auftretenden Beanspruchungen ausgelegt sein muß. Außerdem besteht die Gefahr, daß sich der Stift verklemmt.By adjusting only in the circumferential direction, there is no great sensitivity and the pressure control characteristic for the working pressure is unfavorable. so that it pressure oscillations can occur. In addition, the known pressure medium control device the further disadvantage that the adjustment coupling by the production the conical openings in the wall of the inner valve element are unavoidable Manufacturing tolerances only with one of the conical openings on the driver pin comes to rest on one side as a limit stop, so that this is either impermissible high loads (shear forces) occur or despite the presence of a double Stop the dimensioning of the adjustment coupling on the one-sided stop occurring stresses must be designed. There is also the risk that the pen is jammed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde'eine Druckmittelsteuereinrichtung zu schaffen, die einfach im Aufbau ist und die trotzdem sowohl eine axiale Verschiebung als auch eine Verdrehung in Umfangsrichtung zulässt, womit eine gute Ansprechempfindlichkeit gegeben ist.The invention is therefore based on the object of a pressure medium control device to create, which is simple in structure and which still has both an axial displacement as well as a rotation in the circumferential direction, with which a good response sensitivity given is.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Mitnehmerstift in der Drehschieberhülse diametral fest eingesetzt und in dem Steuerschieber in dessen Wandung verlaurenden einander gegenüberliegenden und gegenläufigen spiralförmig verlaufenden Schlitzen geführt ist, von denen Jeweils ein Schlitz in der Breite auf den Durchmesser des Mitnehmerstiftes abgesti:n:flt ist, während der andere,eine größere Breite aufweisende Schlitz kürzer ist als der den Mitnehmerstift mit möglichst geringem Spiel umschließende Schlitz.According to the invention this object is achieved in that a driving pin inserted diametrically fixed in the rotary valve sleeve and in the control valve in the wall of which runs opposite one another and runs in opposite directions in a spiral extending slots is performed, each of which has a slot in the width is matched to the diameter of the driving pin, while the other, one Larger width having the slot is shorter than the possible with the driver pin low clearance enclosing slot.

Durch den -an sich bekannten- Mitnehmerstift und die erfindungsgemäße Ausbildung der Schlitze wird eine präzise FUhrung des Steuerschiebers sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung erreicht. Während des Verstellvorganges wird der Steuerschieber .won dem Schlitz geführt der den Mitnehmerstift nahezu spielfrei umschließt. In der Endlage der Verstellung kommt der Mitnehmerstift Jedoch aufgrund dessen, daß der andere Schlitz kürzer ist, auch in diesem Schlitz an einer Wandung zur Anlage. Der Steuerschieber ist somit an beiden Seiten durch gleich große Krärte abgestützt. Die Drucksteuereinrichtung ist dadurch sicherer und kann weiterhin kleiner dimensioniert werden.By the - known per se - driver pin and the inventive Forming the slots will guide the spool precisely in both reached axially as well as in the circumferential direction. During the adjustment process the control slide .won the slot and the drive pin almost free of play encloses. In the end position of the adjustment, however, the driver pin comes due that the other slot is shorter, also in this slot on one wall to the system. The control slide is therefore equally large on both sides supported. The pressure control device is therefore safer and can continue to be smaller be dimensioned.

Außerdem ist sie weitgehend unabhängig von Fertigungstoleranzen.In addition, it is largely independent of manufacturing tolerances.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die in der Wandung des Steuerschiebers verlaufenden Schlitze in der Abwicklung auf dem äußeren Umrang des Steuerschiebers gleiche Flächen aufweisen.In a further embodiment of the invention it is provided that the in the Wall of the control slide running slots in the development on the outer The area around the control spool is the same.

Durch diese Maßnahme ergeben sich gleiche Dichtstrecken und die Gefahr einer hydraulischen Verklemmung ist vermieden.This measure results in the same sealing distances and the risk hydraulic jamming is avoided.

Nachfolgend ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles die Erfindung näher erläutert.The following is based on an embodiment shown in the drawings the invention explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 einen Langsschnitt durch die erfindungsgemäße Druckmi ttelsteuereinrichtung, Fig. 2 eine Aufsicht und Teilschnitt des Drehschiebers mit der Verstellkupplung (Mitnehmerstift) in der neutralen Mittelstellung, Fig. 3 eine Aufsicht mit Teilschnitt auf den Drehschieber mit der Verstellkupplung in einer der beiden Extremstellungen.1 shows a longitudinal section through the printing device according to the invention ttelsteuereinrichtung, Fig. 2 with a plan view and partial section of the rotary valve the adjustment coupling (driving pin) in the neutral center position, Fig. 3 shows a plan view with partial section of the rotary valve with the adjustment coupling in FIG one of the two extreme positions.

Bei der in Figur 1 dargestellten Druckmittelsteuereinrichtung ist an einem Gehäuse 1 mittels Schrauben 2 ein Deckel 5 berestigt, der einen äußeren Zahnring 4 des Nachlaufmotores gegen eine Abdeckscheibe 3 drückt. In dem äußeren Zahnring 4 dreht sich ein Innenzahnrad 10. In dem Gehäuse 1 ist eine Drehschieberhülse 6 drehbar gelagert, in dessen Innerem ein Steuerschieber 7 verdrehbar gegenüber der Drehschieberhülse 6 und axial verschiebbar angeordnet ist. Die Drehschieberhülse 6 nimmt in zwei miteinander rluchtenden Querbohrungen einen Mitnehmerstift 8 auf, mit dem ein Oabelkopf einer Gelenkwelle 9 drehfest, Jedoch allseitig schwenkbar im Eingriff steht. Die Gelenkwelle 9 ist mit dem Innenzahnrad 10 drehfest, Jedoch frei schwenkbar verbunden.In the pressure medium control device shown in FIG a cover 5 attached to a housing 1 by means of screws 2, the one outer Toothed ring 4 of the trailing motor presses against a cover plate 3. In the outer Toothed ring 4 rotates an internal gear 10. In the housing 1 is a rotary valve sleeve 6 rotatably mounted, in the interior of which a control slide 7 rotatable opposite the rotary valve sleeve 6 and is arranged to be axially displaceable. The rotary valve sleeve 6 takes on a driving pin 8 in two aligned transverse bores, with which an Oabelkopf a cardan shaft 9 rotatably, but pivotable in all directions is engaged. The cardan shaft 9 is non-rotatable with the internal gear 10, however freely pivotable connected.

Die Drehschieberhülse6 steilt mit an seinem äußeren Umfang angeordneten Längsnuten 11, die mit im Gehäuse 1 verlaufenden Kanälen 12 zusammenwirken, einen bekannten Verteilerdrehschieber dar, der über nicht dargestellte Bohrungen in der Abdeckscheibe 3 die Verbindung zu den wandernden Eingängen und Ausgängen der Zahnringpumpe mit dem äußeren Zahnring 4 und dem Innenzahnrad 10 herstellt. Die Drehschieberhülse 6 stellt über entsprechend angebrachte Ringnuten außerdem eine Verbindung zu Rücklaufkanälen 13 und 14 und Verbindungskanälen 15 und 16 zum Stellmotor 32 sowie einen Verbindungskanal 26 für den Förderstrom der Servopumpe 33 her.The rotary valve sleeve 6 steepens with arranged on its outer circumference Longitudinal grooves 11, which cooperate with channels 12 running in the housing 1, have a known distributor rotary valve, which has holes not shown in the Cover 3 the connection to the moving inputs and outputs of the gerotor pump with the outer ring gear 4 and the internal gear 10. The rotary valve sleeve 6 also provides a connection to the return ducts via appropriately attached annular grooves 13 and 14 and connecting channels 15 and 16 to the servomotor 32 and a connecting channel 26 for the delivery flow of the servo pump 33.

Der Steuerschieber 7 umschließt den itnehmerstift 8 Jeweils an seinem Umfang durch sich gegenüberliegende, gegenläufig spiralrörmig verlaufende Schlitze 19 und 20. Der Schlitz 19 umschließt den Mitneherstift 8 nahezu spielfrei, während der Schlitz 20 etwas breiter, aber dafür kUrzer ist.The control slide 7 encloses the drive pin 8 in each case on its Scope due to opposite, opposite directions spiraling Slots 19 and 20. The slot 19 encloses the driver pin 8 with almost no play, while the slot 20 is somewhat wider, but shorter.

Der Steuerschieber 7 ist drehfest, jedoch axial verschiebbar über eine Mitnehmerzunge 21 und eine Ausgleichsscheibe 22 mit einer Antriebswelle 24 drehfest verbunden. Die Antriebswelle 24 führt zu einem nicht dargestellten Lenkhandrad eines Kraftfahrzeuvs. Blattredern 25 die mit Vorspannung eingesetzt slnd sorgen dafür, deß die Drehschieberhülse 6 und der Steuerschieber 7 gegeneinander in einer Neutralstellung gehalten werden.The control slide 7 is non-rotatable, but axially displaceable over a driver tongue 21 and a shim 22 with a drive shaft 24 non-rotatably connected. The drive shaft 24 leads to a steering handwheel, not shown of a motor vehicle. Leaf springs 25 which are inserted with bias therefore, the rotary valve sleeve 6 and the control valve 7 against each other in one Be held in the neutral position.

Bei Drehung der Antriebswelle 24 wird der Steuerschieber 7 gegenüber der Drehschieberhülse 6 gegen die RUckstellkraft der Blattfedern 25 relativ verdreht und durch den den Mitnehmerstift 8 umschließenden Schlitz 19 gleichzeitig axial verschoben.When the drive shaft 24 rotates, the control slide 7 is opposite the rotary valve sleeve 6 is relatively twisted against the restoring force of the leaf springs 25 and at the same time axially through the slot 19 surrounding the driver pin 8 postponed.

Der Innenraum des Steuerschiebers 7 steht ständig mit der Servopumpe 33 in Verbindung, und zwar über einen Kanal 37 im Gehäuse 1, dem Ringraum 26 im Gehäuse 1, sowie nicht dargestellf radiale Bohrungen in der Drehschieberhülse 6 und dem Steuerschieber 7.The interior of the control slide 7 is always connected to the servo pump 33 in connection, namely via a channel 37 in the housing 1, the annular space 26 in the Housing 1, as well as radial bores (not shown) in the rotary valve sleeve 6 and the control slide 7.

Durch die relative Verdrehung und gleichzeitige axiale Verschiebung des Steuerschiebers 7 durch den Schlitz 19 der Drehschieberhülse 6 werden die im Sinne eines Kurzschlusses einen drucklosen Neutralumlaur des Druckmittels herstellenden Radialbohrungen 27 in der DrehschieberhUlse 6 und Radialbohrungen 28 in dem Steuerschieber 7 gegeneinander verschoben, wodurch die Anregelung des Arbeitsdruckes über Radialbohrungen 29 zu den Verbindungskanälen 17 bzw. 18 erfolgt.Due to the relative rotation and simultaneous axial displacement of the control slide 7 through the slot 19 of the rotary slide sleeve 6 are the In the sense of a short circuit, creating a pressureless neutral coating of the pressure medium Radial bores 27 in the rotary valve sleeve 6 and radial bores 28 in the control slide 7 shifted against each other, whereby the regulation of the working pressure via radial bores 29 to the connecting channels 17 or 18 takes place.

Mit der Beaufschlagung beispielsweise des Verbindungskanals 18 erhält der Kanal 40 Druckmedium, das in einen Ringraum 43 gelangt, aus dem das Druckmedium über einen Kanal 44, den Längsnuten 11a zugeführt wird, von wo aus die Zahnringpumpe zum Zwecke ihrer Verdrehung beschickt wird. Aus der Zahnringpumpe tritt dann das Druckmedium in bekannter Weise über andere Längsnuten 11 in den Kanal 12 ein, von wo aus es über einen Ringraum 43 einem Kanal 41 zugeleitet wird, aus dem das Druckmedium über den Ringraum 17 zu Radialbohrungen 45 gelangt, aus denen das Druckmedium über den Ringraum 30 im Steuerschieber 7 dem Stellmotor 32 zugefUhrt wird.With the application of the connecting channel 18, for example, receives the channel 40 pressure medium which passes into an annular space 43 from which the pressure medium Via a channel 44, the longitudinal grooves 11a is fed, from where the gerotor pump is charged for the purpose of their rotation. This then comes out of the gerotor pump Pressure medium in a known manner via other longitudinal grooves 11 into the channel 12, from where from it is fed via an annular space 43 to a channel 41 from which the pressure medium via the annular space 17 to radial bores 45, from which the pressure medium passes the annular space 30 in the control slide 7 is fed to the servomotor 32.

Unabhängig von der tage der Drehschieberhülse 6 steht der Ringraum 31 mit der in diesem Falle druckentlastenten Seite des Stellmotores 32 in Verbindung, so daß das Druckmedium aus dieser druckentlastenten Seite über den Ringraum 31 abströmen kann und zwar über nicht dargestellten Radialbohrungen und weiterhin nicht dargestellte Kanäle zum Ausgleichsbehälter 36. Bei umgekehrter Verstellung des Steuerschiebers 7 spielen sich entsprechend die umgekehrten Vorgänge ab.Regardless of the day of the rotary valve sleeve 6, the annular space is 31 in connection with the side of the servomotor 32 which is relieved of pressure in this case, so that the pressure medium flows out of this pressure-relieved side via the annular space 31 can and that via radial bores, not shown, and also not shown Channels to expansion tank 36. With reverse adjustment of the control slide 7 the reverse processes take place accordingly.

Die Wirkungsweise der beiden Schlitze 19 und 20 ist aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich. Der den Mitnehmerstift 8 mit geringem Spiel umschließende Schlitz 19 weist eine größere Länge als der mit größerer Breite auseeführte Schlitz 20 aut.The mode of operation of the two slots 19 and 20 is shown in FIG. 2 and 3 can be seen. The slot enclosing the driver pin 8 with little play 19 has a greater length than the slot 20, which is designed with a greater width.

Dadurch wird erreicht, daß der Steuerschieber 7 nur von dem Schlitz 19 auf dem Mitnehmerstift 8 geführt ist und eine relative Verdrehung des Steuerschiebers 7 gegenüber der Drehschieberhülse 6 durch die Abstützung jeweils einer Flanke des Schlitzes 19 allf den Mitnehmerstift 8 eine gleichzeitige axiale Verschiebung des Drehschiebers 7 gegenüber der Drehschieberhülse 6 bewirkt.It is thereby achieved that the control slide 7 only from the slot 19 is guided on the driver pin 8 and a relative twist of the control slide 7 relative to the rotary slide sleeve 6 by the support in each case one flank of the slot 19 allf the driver pin 8 a simultaneous axial Displacement of the rotary valve 7 relative to the rotary valve sleeve 6 causes.

Dabei bleibt über dem gesamten Verstellweg der breitere Schlitz 20 gegenüber dem Mitnehmerstift 8 berührungsfrei, bis der Verstellweg durch Anlage der Begrenzungsrundung des breiteren Schlitzes 20 am Mitnehmerstift 8 begrenzt wird. Das in dieser Endstellung zu übertragende Drehmoment von der Antriebswelle 24 über die Gelenkwelle 9 auf das Innenzahnrad 10 des Nachlaufmotors wird durch die Anlage des Mitnehmerstiftes 8 in den Begrenzungsbogen des Schlitzes 20 einerseits und auf einer Flanke des Schlitzes 19 andererseits beidseitig abgestützt. Dadurch wird erreicht, daß Fertigungstoleranzen weder auf die Freigängigkeit des Drehschiebers 7 im Verstellbereich noch auf die beidseitige Abstützung des Mitnehmerstiftes 8 auf die die Endanschlagbegrenzung bildenden Teile der Wandung der Schlitze 19 und 20 Einfluß haben können.The wider slot 20 remains over the entire adjustment path with respect to the driver pin 8 contact-free until the adjustment path through contact the boundary rounding of the wider slot 20 on the driver pin 8 is limited. The torque to be transmitted from the drive shaft 24 in this end position the cardan shaft 9 on the internal gear 10 of the follower motor is through the system of the driver pin 8 in the boundary arc of the slot 20 on the one hand and on one flank of the slot 19 on the other hand supported on both sides. This achieves that manufacturing tolerances neither affect the freedom of movement of the rotary valve 7 in the adjustment range nor on the two-sided support of the driver pin 8 on the end stop limit forming parts of the wall of the slots 19 and 20 can have influence.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims pressure medium control device, in particular for hydrostatic Steering devices of motor vehicles with a rotatably mounted in a housing, outer rotary valve sleeve, which is connected to a volume of liquid to be supplied to a servomotor dosing trailing engine (gear pump) is rotatably connected and one with the Steering handwheel rotatably coupled control valve inside the rotary valve sleeve is mounted rotatably and axially displaceably relative to this and by spring elements held in a neutral middle position and from this in two working positions it is adjustable that a driving pin is not shown (8) inserted diametrically fixed in the rotary valve sleeve (6) and in the control valve (7) running in the wall opposite one another and running in opposite directions spirally extending slots (19, 20) is guided, each of which is a Slot (19) in width to the diameter of the driving pin (8) is tuned, mt, while the other, wider slot (20) is shorter than that enclosing the driver pin (8) with as little play as possible Slot (19).

2) pressure medium control device according to claim 1, d a d u r c h g e it is not indicated that the ones running in the wall of the control slide (7) Slots (19, 20) in the development on the outer circumference of the control slide (7) have equal areas.