DE2749353C2

DE2749353C2 - Pressure medium control device, in particular for hydrostatic steering devices in motor vehicles

Info

Publication number: DE2749353C2
Application number: DE19772749353
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 7070 Schwäbisch Gmünd Liebert; Werner 7071 Böbingen Tischer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1977-11-04
Filing date: 1977-11-04
Publication date: 1983-08-04
Also published as: DE2749353A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmittelsteuereinrichtung, insbesondere für hydrostatische Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen nach der im Oberbegriff des -to Anspruches näher bezeichneten Art.The invention relates to a pressure medium control device, in particular for hydrostatic steering devices of motor vehicles according to the type specified in the preamble of the -to claim.

In der DE-PS 15 50 557 ist z.B. eine DruckmitH-steuereinrichtung beschrieben, bei der eine äußere, drehbar an einem Gehäuse gelagerte Drehschieberhülse 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 Steuerschieber relativ zu der Schieberhülse drehbar bei gleichzeitiger axialer Verschiebbarkeit gelagert ist. so Durch eine zweite Kupplung wird die relative Verdrehung des inneren Steuerschiebers bewirkt und zugleich auch begrenzt. Eine dritte Kupplung bewirkt die relative Axialverschiebung des inneren Steuerschiebers in der äußeren Schieberhülse. ⁵$In DE-PS 15 50 557, for example, a DruckmitH control device is described in which an outer, rotatably mounted rotary valve sleeve is rotatably connected to the external internal gear of a metering device acting as a follower motor (gear pump) and in the Inside the slide sleeve, a control slide is mounted rotatably relative to the slide sleeve while at the same time being axially displaceable. a second coupling causes the relative rotation of the inner control slide and at the same time also limits it. A third clutch causes the relative axial displacement of the inner control slide in the outer slide sleeve. $ ⁵

Diese bekannte Druckmittelsteuereinrichtung weist den Nachteil großen konstruktiven Aufwandes durch die drei Kupplungsverbindungen auf, um den relativen Verstellweg zwischen dem Steuerschieber und der Drehschieberhülse, der sich aus einer Bewegungskom- »o ponente in Umfangsrichtung und einer in Axialrichtung zusammensetzt, zu bewirken.This known pressure medium control device has the disadvantage of great structural effort the three coupling connections to the relative displacement between the control slide and the Rotary valve sleeve, which is made up of a movement com- »o component composed in the circumferential direction and one in the axial direction to effect.

Eine weitere bekannte Druckmittelsteuereinrichtung ist in der DE-PS 12 93 029 beschrieben, bei der die Druckmittelsteuereinrichtung aus einem Drehschieber ^M aus zwei konzentrisch zueinander relativ verdrehbaren Ventilelementen besteht, von denen das eine drehfest mit dem Lenkhandrad und das andere drehfest mit dem das einen Stellmotor zugeführte Flüssigkeitsvolumen dosierenden Nachlaufmotor gekuppelt ist Die Verstellkupplung wird dabei durch einen in das äußere Ventilelement diametral eingesetzten Mitnehmerstift und diesen mit einem dem Verstellweg entsprechenden Abstand umschließenden konischen Durchbrüchen in der Wandung des inneren Ventilelementes gebildet. Die beiden Ventilelemente können jedoch nur in Umfangsrichtung relativ zueinander verstellt werden, vobei der relative Verstellweg des inneren Ventilelementes in Umfangsrichtung durch Anschlagen der Wandung der konischen Durchbrüche an dem Mitnehmerstift begrenzt wird.Another known pressure medium control device is described in DE-PS 12 93 029, in which the pressure medium ^{control device consists of a rotary slide M} of two concentrically relatively rotatable valve elements, one of which is rotationally fixed to the steering handwheel and the other rotationally fixed to the one supplied by a servomotor The adjustment coupling is formed by a driving pin inserted diametrically into the outer valve element and conical openings in the wall of the inner valve element enclosing this with a distance corresponding to the adjustment path. However, the two valve elements can only be adjusted relative to one another in the circumferential direction, whereby the relative adjustment path of the inner valve element in the circumferential direction is limited by the wall of the conical openings hitting the driver pin.

Durch die Verstellung nur in Umfangsrichtung ist keine große Ansprechempfindlichkeit gegeben und die Druckregelkennlinie für den Arbeitsdruck ist ungünstig, so daß es zu Druckschwingungen kommen kann. Außerdem weist die bekannte Druckmittdsteuereinrichtung den weiteren Nachteil auf, daß die Verstellkupplung durch die für die Herstellung der konischen Durchbräche 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. Ähnliches gilt auch für die in der älteren nicht vorveröffentlichten DE-OS 27 12 920 vorgeschlagenen Konstruktion, weiche sich ebenfalls auf eine hydrostatische Lenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge bezieht. Bei dieser Hilfskraftlenkung ist der Mitnehmerstift auf einer Umfangsseite des Steuerschiebers in einem spiralförmig verlaufenden Schlitz geführt und auf der anderen Umfangsseite ist zur Wegbegrenzung für den Mitnehmerstift eine öffnung vorgesehen. Nachteilig dabei ist jedoch, daß der Steuerschieber durch eine einseitige Anlage einer höheren Reibung unterworfen ist, was zu einer hydraulischen Verklemmung führen kann.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 pressure fluctuations can occur. In addition, the known pressure medium control device has the further disadvantage that the adjustment clutch through the one used to produce the conical openings in the wall of the inner valve element unavoidable manufacturing tolerances only with one of the conical openings on the driver pin comes as a limit stop on one side to the plant, so that this either inadmissibly high Stresses (shear forces) occur or the dimensioning despite the presence of a double stop the adjustment coupling is designed for the stresses that occur when one-sided hitting occurs have to be. There is also the risk of the pin jamming. The same applies to those in the older not previously published DE-OS 27 12 920 proposed construction, soft also relates to a hydrostatic steering device for motor vehicles. With this power steering, the Driving pin guided on a circumferential side of the control slide in a spiral-shaped slot and on the other side of the circumference an opening is provided to limit the path for the driver pin. The disadvantage here, however, is that the control slide has a higher friction due to a one-sided contact is subject, which can lead to a hydraulic jam.

Die gleichen Nachteile weist auch die in der US-PS 34 52 543 dargestellte Lenkung auf. Dabei sind zwei sich diametral gegenüberliegende Stifte vorgesehen, wobei einer die Verschiebung bewirkt, während der andere den Endanschlag bildet, wozu der Stift an einer Wand einer öffnung in der Drehschieberhülse zur Anlage kommt.The steering system shown in US Pat. No. 3,452,543 has the same disadvantages. There are two of them diametrically opposed pins are provided, one causing the displacement while the other the end stop forms, for which purpose the pin rests against a wall of an opening in the rotary valve sleeve comes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Druckmittelsteuereinrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der eine gute Ansprechempfindlichkeit durch geringe Reibung sichergestellt ist.The invention is therefore based on the object of providing a pressure medium control device of the generic type To create a type in which good responsiveness is ensured by low friction.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by those mentioned in the characterizing part of the claim Features solved.

Durch den Mitnehmerstift und die erfindungsgemäße Ausbildung der Schlitze wird in bekannter Weise eine präzise Führung des Steuerschiebers sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung erreicht. Während des Verstellvorganges wird der Steuerschieber von dem Schlitz geführt, der den Mitnehmerstift nahezu spielfrei umschließt. In der Endlage der Verstellung kommt der Mitnehmerslift jedoch aufgrund dessen, daß der andere Schlitz geringfügig kürzer ist, auch in diesem Schlitz an einer Wandung zur Anlage. Der Steuerschieber ist somit an beiden Seiten durch gleich große Kräfte abgestützt.By the driver pin and the inventive design of the slots is a known manner precise guidance of the control slide achieved both in the axial and in the circumferential direction. During the Adjustment process, the control slide is guided by the slot that has almost no play in the drive pin encloses. In the end position of the adjustment, however, the driver lift comes due to the fact that the other Slot is slightly shorter, also in this slot on a wall to the plant. The spool is thus supported on both sides by equal forces.

Durch die erfindungsgemäßfi Ausbildung der Öffnung, die den Endanschlag für den Stift bildet und der gleich großen Flächen der beiden Schlitze am Umfang des Steuerschiebers liegen jedoch zusätzlich gleiche Druckverhältnisse auf beiden Seiten vor. Die auftretende Reibung ist niedrig, da gleiche Dichtstrecken vorliegen, wodurch die Gefahr einer hydraulischen Verklenimung vermieden ist.The inventive design of the opening, which forms the end stop for the pin and the equally large areas of the two slots on the circumference of the Control slide, however, there are also the same pressure conditions on both sides. The occurring Friction is low because the sealing sections are the same, which means there is a risk of hydraulic contamination is avoided.

Nachfolgend ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles die Erfindung näher erläutert. Es zeigtThe invention is described in greater detail below with the aid of an exemplary embodiment shown in the drawings explained. It shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Druckmittelsteuereinrichtung,F i g. 1 shows a longitudinal section through the pressure medium control device according to the invention,

F ig. 2 eine Aufsicht und Teilschnitt des Steuerschiebers mit der Verstellkupplung (Mitnehmerstift) in der neutralen Mittelstellung,Fig. 2 shows a top view and partial section of the control slide with the adjustment coupling (driver pin) in FIG neutral middle position,

F i g. 3 eine Aufsicht mit Teilschnitt auf die Steuerschieberhülse mit der Verstellkupplung in einer der beiden Extremstellungen.F i g. 3 a plan view with partial section of the control slide sleeve with the adjustment coupling in one of the two extreme positions.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Druckmittelsteuereinrichtung ist an einem Gehäuse 1 mitteis Schrauben 2 ein DeckelS befestigt, der einen äußeren Zahnrng 4 des Nachlaufmotors gegen eii.e Abdeckscheibe 3 drückt In dem äußeren Zahnring 4 dreht sich ein Innenzaltnrad to. 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 fluchtenden Querbohrungen einen Mitnehmerstift 8 auf, mit dem ein Gabelkopf 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 case of the in FIG. 1 illustrated pressure medium control device a cover S is attached to a housing 1 by means of screws 2, which has an outer tooth 4 of the Follower motor presses against eii.e cover plate 3 In the outer toothed ring 4, an internal gear wheel rotates. A rotary slide sleeve 6 is rotatably mounted in the housing 1, and a control slide 7 inside it The rotary valve sleeve is arranged to be rotatable with respect to the rotary valve sleeve 6 and axially displaceable 6 takes on a driving pin 8 in two aligned transverse bores with which a Fork head of a cardan shaft 9 rotatably, but is pivotable on all sides in engagement. The cardan shaft 9 is with the internal gear 10 rotatably, but freely pivotally connected.

Die Drehschieberhülse 6 stellt mit an ihrem äußeren J5 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 a% und 16 zum Stellmotor 32 sowie einsn Verbindungskanal 26 für den Förderstrom der Servopumpe 33 her.The rotary valve sleeve 6, with longitudinal grooves 11 arranged on its outer J5 circumference, which cooperate with channels 12 running in the housing 1, represents a known distributor rotary valve which, via bores (not shown) in the cover disk 3, connects to the moving inputs and outputs of the gerotor pump with the outer ring gear 4 and the internal gear 10 produces. The rotary valve sleeve 6 provides over appropriately positioned annular grooves also connect to return channels 13 and 14 and connecting channels 15 a% and 16 to the servomotor 32 and einsn connecting duct 26 for the flow of the servo pump 33 forth.

Der Steuerschieber 7 umschließt den Mitnehmerstift 8 jeweils an seinem Umfang durch sich gegenüberliegende, gegenläufig spiraSförmig verlaufende Schlitze 19 ">" und 20. Der Schlitz 19 führt den Mitnehmerstift 8 nahezu spielfrei, vährend der Schlitz 20 etwas breiter, aber dafür kurzer ist.The control slide 7 encloses the driver pin 8 on its circumference by opposing, Opposite spiral-shaped slots 19 ">" and 20. The slot 19 guides the driver pin 8 almost without play, while the slot 20 is somewhat wider, but for it is 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 Kraftfahrzeugs. Blattfedern 25, die mit Vorspannung eingesetzt sind, sorgen dafür, daß die Drehschieberhülse 6 und der60 Steuerschieber 7 gegeneinander in einer Neutralste^ lung gehalten werden.The control slide 7 is non-rotatable, but axially displaceable via a driver tongue 21 and a Compensating disk 22 connected to a drive shaft 24 in a rotationally fixed manner. The drive shaft 24 leads to a steering handwheel, not shown, of a motor vehicle. Leaf springs 25, which are used with bias are, ensure that the rotary valve sleeve 6 and the 60 Control slide 7 are held against each other in a neutral position.

Bei Drehung der Antriebswelle 24 wird der Steuerschieber 7 gegenüber der Drehschieberhülse 6 gegen die Rückstellkraft der Blattfedern 25 relativ verdreht und durch Jen den Mitnehmerstift 8 enganliegend führenden Schlitz 19 gleichzeitig axial verschoben.When the drive shaft 24 rotates, the control slide 7 becomes opposite to the rotary slide sleeve 6 relatively twisted against the restoring force of the leaf springs 25 and tightly fitting the driver pin 8 by Jen leading slot 19 shifted axially at the same time.

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 dargestellte radiale Bohrungen in der Drehschieberhülse 6 und dem Steuerschieber 7.The interior of the control slide 7 is constantly in connection with the servo pump 33, namely over a channel 37 in the housing 1, the annular space 26 in the housing 1 and radial bores, not shown in FIG the rotary valve sleeve 6 and the control valve 7.

Durch die relative Verdrehung und gleichzeitige axiale Verschiebung des Steuerschiebers 7 durch den Schlitz 19 werden die im Sinne einer Kurzschlußverbindung einen drucklosen Neutralumlauf des Druckmittels herstellenden Radialbohrungen 27 in der Drehschieberhülse 6 und den Radialbohrungen 28 in dem Steuerschieber 7 gegeneinander verschoben, wodurch die Anregelung des Arbeitsdruckes über die Radialbohrungen 29 zu den Verbindungskanälen 17 bzw. 18 erfolgtDue to the relative rotation and simultaneous axial displacement of the control slide 7 through the Slot 19 are a pressureless neutral circulation of the pressure medium in the sense of a short-circuit connection producing radial bores 27 in the rotary valve sleeve 6 and the radial bores 28 in the Control slide 7 shifted against each other, whereby the regulation of the working pressure via the radial bores 29 to the connecting channels 17 and 18, respectively

Mit der Beaufschlagung beispielsweise des Verbindungskanals 18 erhält der Kanal 40 Druckmedium, das in einen Ringraum 43 gelangt, aus dein das Druckmedium über einen Kanal 44 den Längsnuten 11a zugeführt wird, von wo aus die Zahnringpumpe zum Zwecke ihrer Verdrehung beschickt wird. Aus dr, 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 Radialbchrungen 45 gelangt, aus denen das Druckmedium über den Ringraum 30 im Steuerschieber 7 dem Stellmotor 32 zugeführt wird.When the connecting channel 18 is acted upon, for example, the channel 40 receives pressure medium which enters an annular space 43, from which the pressure medium is fed via a channel 44 to the longitudinal grooves 11a from where the gerotor pump is fed for the purpose of rotating it. Off dr, gerotor pump then occurs the pressure medium in a known manner via other longitudinal grooves 11 in the channel 12, from where it is fed via an annular space 43 to a channel 41, from which the pressure medium via the annular space 17 to Radialbchrungen 45 arrives from which the pressure medium is fed to the servomotor 32 via the annular space 30 in the control slide 7.

Unabhängig von der Lage der Drehschieberhülse b steht der Ringraum 31 mit der \n diesem Falle druckentlasteten Seite des Stellmotors 32 in Verbindung, so daß das Druckmedium aus dieser druckentlasteten Seite über den Ringraum 31 abströmen kann, und zwar über nicht dargestellte 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 position of the rotary valve sleeve B is the annular space 31 with the \ this case n pressure-relieved side of the servo motor 32 in conjunction, so that it can flow out the pressure medium from this pressure-relieved side via the annular space 31, and that further, not shown, not shown radial bores and Channels to the expansion tank 36. When the control slide 7 is moved in the opposite direction, the reverse processes take place accordingly.

Die Wirkungsweise der beiden Schlitze 19 umj 20 ist aus den F i g. 2 und 3 ersichtlich. Der den Mitnehmerstift 8 mit geringem Spiel führende Schlitz 19 weist eine gröbere Länge als der mit größerer Breite ausgeführte Schlitz 20 auf.The mode of operation of the two slots 19 is around 20 from FIGS. 2 and 3 can be seen. The slot 19 leading to the driver pin 8 with little play has a The length of the slot 20 is coarser than that of the larger width.

Dadurch wird erreicht, daß der Steuerschieber 7 nur durch den Schlitz 19 von 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 auf den Mitnehmerstift 8 eine gleichzeitige axiale Verschiebung des Drehschiebers 7 gegenüber der Drehschieberhülse 6 bewirkt. Dabei bleibt über dem gesamten Verstellweg der breitere Schlitz 20 gegenüber dem Mitnehmerstift 8 berührungsfrei, bis der Verstellweg durch Anlage der B^gri. ii.sungsrundung 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 Mitiiehmerstiftes 8 in dem Begrenzungsbo· gen des Schlitzes 20 einerseits und auf einer Flarske des Schlitzes 19 andererseits beidseitig abgestützt. Dadurch wird erreicht, daß Fertigungstoleranzen weder auf die Freigängigkeit des Steuerschiebers 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.This ensures that the control slide 7 is guided by the driver pin 8 only through the slot 19 and a relative rotation of the control slide 7 with respect to the rotary slide sleeve 6 by the support in each case one flank of the slot 19 on the driver pin 8, a simultaneous axial displacement of the rotary valve 7 relative to the rotary valve sleeve 6 causes. This remains over the entire adjustment path the wider slot 20 with respect to the driver pin 8 without contact until the adjustment path by contacting the B ^ gri. ii.sungsrundung the wider slot 20 am Driving pin 8 is limited. The torque to be transmitted in this end position from the Drive shaft 24 via the cardan shaft 9 to the internal gear 10 of the follower motor is through the Installation of the driver pin 8 in the delimitation arc of the slot 20 on the one hand and on a flarske of the Slot 19 on the other hand supported on both sides. This ensures that manufacturing tolerances neither on the Freedom of movement of the control slide 7 in the adjustment range still depends on the support of the driver pin on both sides 8 on the parts of the wall of the slots 19 and 20 which form the end stop limit can.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Pressure medium control device, in particular for hydrostatic steering devices of motor vehicles, with an outer rotary valve sleeve rotatably mounted in a housing, which with a follow-up motor (gear pump) metering the volume of liquid to be supplied to a servomotor is non-rotatably 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 by spring elements in a neutral central position and from this in two working divisions is adjustable, the rotatability and the axial displacement of the Control slide is achieved in each case by a driving pin, which is diametrically located in the rotary valve sleeve firmly inserted and the one on one circumferential side of the control slide in its wall spiral contactor is guided, the width of the slot being the diameter of the driver pin is adapted, and wherein on the other circumferential side in the wall of the control slide an opening that limits the adjustment movement between the two slides for the Driving pin is provided, characterized in that the opening as counter-rotating spiral slot (20) is formed, which is slightly shorter and wider than the other Slot (19) i <·, such that the two slots (19, 20) have the same areas on the circumference of the control slide (7).