DE2836894C2

DE2836894C2 -

Info

Publication number: DE2836894C2
Application number: DE19782836894
Authority: DE
Inventors: Peter Cherry Willingham Lincoln Gb Lewyckyj; Michael John Lincoln Gb Hawker
Original assignee: CLAYTON DEWANDRE Co Ltd LINCOLN GB
Current assignee: CLAYTON DEWANDRE Co Ltd LINCOLN GB
Priority date: 1977-08-26
Filing date: 1978-08-23
Publication date: 1987-12-23
Also published as: GB2003099A; DE2836894A1; FR2401055A1; GB2003099B; FR2401055B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung für Fahr zeuge, nach den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angege benen Merkmalen.The invention relates to power steering for driving witness, according to the specified in the preamble of claim 1 characteristics.

Durch das DE-GM 71 06 377 ist ein hydraulisches Lenk getriebe bekannt, bei dem eine Lenkspindel eine Ge windespindel betätigt, die in eine in dem Arbeitskolben eines Lenkmotors sitzende Lenkmutter eingreift. Eine Zahn stangenverzahnung des Arbeitskolbens greift in ein auf einer Lenkhebelwelle angeordnetes Lenksegment ein. Die Ventilschieber zweier Steuerventile, die den Strom des Druckfluids zum Arbeitszylinder steuern, werden durch von der Lenkmutter abstehende Zapfen von den auf die Lenkmutter einwirkenden resultierenden Lenkkräften betä tigt. Die zur Wirkung gelangenden Ventilbetätigungskräf te hängen dabei stark von den Reibungsverhältnissen der Lagerung der Lenkmutter ab.DE-GM 71 06 377 is a hydraulic steering system known transmission, in which a steering shaft a Ge windscrew actuated in one in the working piston of a steering motor engages seated steering nut. A tooth rod toothing of the working piston engages in one a steering lever shaft arranged steering segment. The Valve spool of two control valves that control the flow of the Control pressure fluids to the working cylinder are through pins protruding from the steering nut from the to the Actuating steering nut resulting steering forces does. The valve actuation forces that come into effect te depend strongly on the friction conditions of the Storage of the steering nut.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfin dung die Aufgabe zugrunde, eine Hilfskraftlenkung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Ventil betätigung und damit die aufgebrachte Hilfskraft durch ein deutig bestimmte Kräfte erfolgt.The Erfin is based on this state of the art is based on the task of steering the assistant to create the type mentioned, in which the valve actuation and thus the angry assistant by clearly certain forces occur.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die im Kennzeichen des Hauptanspruches aufgeführten Merkmale bei einer Einrichtung nach dessen Oberbegriff vorge sehen.To solve this problem, the im Characteristics of the main claim listed features featured in a facility according to its preamble see.

Die zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorge schlagenen Mittel sind Gegenstand der Unteransprüche.The preferred advantageous embodiment of the invention Proposed funds are the subject of the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigtAn embodiment of the invention is based on the Drawing explained in more detail, and shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Hilfskraft lenkung, Fig. 1 a longitudinal section through the steering assist force,

Fig. 2 den Schnitt längs der Linie A-B-C-D von Fig. 1 und Fig. 2 shows the section along the line ABCD of Fig. 1 and

Fig. 3 den Schnitt längs der Linie E-F von Fig. 1. Fig. 3 is a section along the line EF of FIG. 1,.

Die Hilfskraftlenkung hat ein Gehäuse 10, in dessen Ober seite eine Gewindespindel 12 gelagert ist, die an einem Ende 14 für eine Verbindung mit dem unteren Ende einer nicht gezeigten Lenkspindel vorgesehen ist. Parallel zur Spin delachse 10 ist die Achse (mittlere Teilungslinie) 16 einer Zahnstange 20 angeordnet, an welcher ein Zahnsegment 22 und ein Lenksegment 24 angreifen. An dem Zahnsegment 22 ist starr ein Schneckenradsegment 26 befestigt, das mit der Ge windespindel 12 kämmt, während das Lenksegment 24 an einer Lenkhebelwelle 28 befestigt ist, welche an ihrem äußeren Ende 30 einen gestrichelt gezeichneten Lenkhebel 32 trägt, der im Betrieb mit dem Steuergestänge verbunden ist.The power steering has a housing 10 , in the upper side of which a threaded spindle 12 is mounted, which is provided at one end 14 for connection to the lower end of a steering spindle, not shown. Parallel to the spin delachse 10 , the axis (middle division line) 16 of a rack 20 is arranged, on which a toothed segment 22 and a steering segment 24 engage. On the toothed segment 22 , a worm gear segment 26 is rigidly attached, which meshes with the Ge threaded spindle 12 , while the steering segment 24 is attached to a steering lever shaft 28 which carries at its outer end 30 a dashed lever 32 which is connected to the control linkage in operation is.

Das Zahnsegment 22 ist auf einer Achse 34 gelagert, die von einem Schlitten 36 getragen wird, der im Gehäuse 10 auf einer zur Gewindespindelachse 18 parallelen Ebene geführt ist. Der Teilkreisradius des Zahnsegmentes 22 ist kleiner als der Teilradius des Schneckenradsegmentes 26. Bei einer Lenkeingangskraft Null liegt die Achse 34 im wesentlichen koaxial zu der Lenkhebelwelle 28. Wenn die Steuerung betätigt wird, ergeben jedoch die unterschiedlichen Teilkreisradien eine seitliche Verschiebung der Achse 34 und dadurch eine Längsverschiebung des Schlittens 36. Um zu ge währleisten, daß die Achse 34 parallel zur Lenkhebelwelle 28 bleibt, ist eine Kulisse vorgesehen, die aus einem Flansch 38, einem flachen Kopf 40 an dem Ende der Achse 34 sowie einer abnehmbaren Platte 42 und einer Fläche 44 an dem Lenksegment 24 bestehen, wobei der Kopf 40 durch die abnehm bare Platte 42 im Gleiteingriff mit der Fläche 44 gehalten wird. The toothed segment 22 is mounted on an axis 34 which is carried by a slide 36 which is guided in the housing 10 on a plane parallel to the threaded spindle axis 18 . The pitch circle radius of the toothed segment 22 is smaller than the pitch radius of the worm gear segment 26 . With a steering input force of zero, the axis 34 is essentially coaxial with the steering lever shaft 28 . When the control is actuated, however, the different pitch circle radii result in a lateral displacement of the axis 34 and thereby a longitudinal displacement of the slide 36 . To ensure that the axis 34 remains parallel to the steering lever shaft 28 , a link is provided, which consist of a flange 38 , a flat head 40 at the end of the axis 34 and a removable plate 42 and a surface 44 on the steering segment 24 , wherein the head 40 is held by the removable plate 42 in sliding engagement with the surface 44 .

Die Zahnstange 20 sitzt im Mittelabschnitt eines hydrau lischen Arbeitszylinders 46. Auf jedes Ende 48, 50 der Zahnstange 20 wirkt ein frei verschiebbarer Kolben 52 bzw. 54 ein. Die Zuführung von Druckfluid zu Kammern 56 und 58 in den Enden des Zylinders 46 wird durch Steuerventile 60, 62 gesteuert, die durch die Verschiebung des Schlittens 36 betätigt werden. Die Steuerventile 60, 62 sind in im Gehäuse ausgebildeten Hülsen aufgenommen. Vorzugsweise werden üblichen Bremsventilen entsprechende Ventile ver wendet. An Betätigungselementen 64, 66 der Steuerventile 60, 62 greifen Ansätze 68, 70 des Schlittens 36 an. Eine Ver schiebung der Betätigungselemente 64, 66 trennt zuerst bei diesen Ventilen eine Auslaßöffnung 72, 74, die mit dem Arbeitszylinder 46 verbunden ist, von einem Druckmittel auslaß ab und verbindet dann diese Öffnung mit einer Druck mittelzuführung 76. Die Steuerventile 60, 62 erfordern eine äußerst geringe Bewegung für ihre Betätigung, so daß der tote Gang im Ventiltrieb und in dem Lenkgetriebe auf ein Minimum verringert sind.The rack 20 is seated in the central portion of a hydrau lic working cylinder 46th A freely displaceable piston 52 or 54 acts on each end 48, 50 of the rack 20 . The supply of pressurized fluid to chambers 56 and 58 in the ends of the cylinder 46 is controlled by control valves 60, 62 which are actuated by the displacement of the carriage 36 . The control valves 60, 62 are received in sleeves formed in the housing. Conventional brake valves are preferably used corresponding valves ver. Lugs 68, 70 of the slide 36 act on actuating elements 64, 66 of the control valves 60, 62 . A displacement of the actuating elements 64, 66 first separates an outlet opening 72, 74 in these valves, which is connected to the working cylinder 46 , from a pressure medium outlet and then connects this opening to a pressure medium supply 76 . The control valves 60, 62 require extremely little movement to operate, so that the dead gear in the valve train and in the steering gear are reduced to a minimum.

Wenn im Betrieb keine oder nur eine geringe Steuerkraft angelegt wird, halten Vorspannungsfedern 78, 80 in den Steuerventilen 60, 62 die Achse 34 koaxial zur Lenkhebel welle 28. Die Steuerventile 60, 62 werden nicht betätigt. If no or only a small control force is applied during operation, bias springs 78, 80 in the control valves 60, 62 hold the axis 34 coaxial with the steering lever shaft 28 . The control valves 60, 62 are not actuated.

Die Steuerung erfolgt nur durch die Handkraft. Eine Steigerung der Eingangskraft drückt die Vorspannungsfeder 78 oder 80 des Steuerventils 60 oder 62 zusammen, wodurch dann die Auslaß verbindung unterbrochen wird. Wird die Kraft weiter ver größert, öffnet das Steuerventil zur Durckverbindung hin, so daß Druckfluid, beispielsweise von einem Speicher, zu einem Ende des Arbeitszylinders gelangen kann, während dessen anderes Ende zum Auslaß hin noch offen ist. Der Druck wirkt auch auf eine Reaktionsfläche des Steuerventils, welches in der Richtung wirkt, in welcher einem weiteren Öffnen entgegengewirkt wird. Wenn die Servokraft ausfällt, wirkt der Schlitten 36 als starrer mechanischer Anschlag, so daß eine Lenkung ohne Hilfskraftunterstützung möglich ist.The control is done only by hand. An increase in the input force presses the bias spring 78 or 80 of the control valve 60 or 62 , which then breaks the outlet connection. If the force is further increased, the control valve opens towards the pressure connection, so that pressure fluid, for example from a memory, can reach one end of the working cylinder, while the other end of which is still open to the outlet. The pressure also acts on a reaction surface of the control valve, which acts in the direction in which further opening is counteracted. If the servo fails, the carriage 36 acts as a rigid mechanical stop, so that steering is possible without the assistance of an auxiliary power.

Die Steuerventile 60, 62 sind in einem Winkel zur Gewinde spindelachse 18 angeordnet, so daß sie eine Komponente er zeugen, die der Trennung des Schneckenradsegments 26 von der Gewindespindel 12 sowie einer Trennung des Zahnsegmentes 22 von der Zahnstange 20 entgegenwirkt.The control valves 60, 62 are arranged at an angle to the threaded spindle axis 18 so that they produce a component which counteracts the separation of the worm gear segment 26 from the threaded spindle 12 and a separation of the toothed segment 22 from the rack 20 .

Bei der Servosteuerung möchte man üblicherweise eine nicht lineare Beziehung zwischen der Eingabe und der Ausgabe der hydraulischen Hilfskraft haben, so daß zuerst eine vergleichs weise größere Handkraft für das Steuern erforderlich ist, während bei dem höheren Arbeitsdruck, der für ein Befahren enger Kurven erforderlich ist, die Hilfskraft stärker als die Eingangskraft ansteigt. Dies kann durch Einrich tungen in Form kleiner druckbelasteter Reaktionskolben 84 und 86 erreicht werden, die auf den Schlitten 36 wirken und die nur bis zu einem vorgegebenen Grenzdruck wirk am sind, wonach sie durch Anschläge 88 und 90 gehalten werden und dann nur noch eine konstante, nicht mehr steigende Fe derkraft auf den Schlitten 36 übertragen. Auf diese Kolben 84, 86 wird jeweils ein Fluiddruck von der Druck seite des Steuerventils 60 oder 62 eingewirkt. Um eine stärkere, dem Spiel bzw. toten Gang entgegengerichtete Wir kung bei niedrigeren Drucken zu erzeugen, können diese Kol ben in steileren Winkeln zu dem Schlitten 36 eingestellt wer den.In servo control, one would usually like to have a non-linear relationship between the input and output of the hydraulic assistant, so that first a comparatively greater manual force is required for the control, while the higher working pressure required for negotiating tight curves, the assistant increases more than the input. This can be achieved by means in the form of small pressure-loaded reaction pistons 84 and 86 which act on the slide 36 and which are only effective up to a predetermined limit pressure, after which they are held by stops 88 and 90 and then only a constant, no more increasing Fe derkraft transmitted to the carriage 36 . On these pistons 84, 86 , a fluid pressure is acted on by the pressure side of the control valve 60 or 62 . In order to produce a stronger effect which counteracts the play or dead gear at lower pressures, these pistons can be set at steeper angles to the carriage 36 .

Das Spiel zwischen der Zahnstange 20 und dem Lenksegment kann ebenfalls dadurch aufgenommen werden, daß kleine Kol ben-Zylinder-Einrichtungen 92, 94 im Gehäuse 10 vorge sehen werden, die auf den Rücken der Zahnstange 20 ein wirken, wobei Druckfluid äußeren Enden von Zylindern 96, 98 aus den Kammern 56, 58 des hydraulischen Arbeitszylinders zugeführt wird. Eine solche Fluiddruckbetätigung wird durch kurzhubige Federn, beispielsweise Tellerfedern od. dgl., für den Einsatz während der Handbetätigung ergänzt. Jeder Kolben trägt eine Kugel 100, welche auf die Zahnstange drückt und in einer teilzylindrischen Nut sitzt, die sich in Längsrichtung der Zahnstange erstreckt.The game between the rack 20 and the steering segment can also be included in that small Kol ben-cylinder devices 92, 94 are seen in the housing 10 , which act on the back of the rack 20 , with pressure fluid outer ends of cylinders 96th , 98 is fed from the chambers 56, 58 of the hydraulic working cylinder. Such a fluid pressure actuation is supplemented by short-stroke springs, for example disc springs or the like, for use during manual actuation. Each piston carries a ball 100 , which presses on the rack and sits in a partially cylindrical groove which extends in the longitudinal direction of the rack.

Claims

1. Power steering for vehicles, with a housed in a housing, actuated by a steering spindle threaded spindle and with two control valves, via which the two working spaces at the two ends of a rack are pressurized with pressure medium, which engages with a steering segment seated on a steering lever shaft characterized in that the threaded spindle ( 12 ) engages in a worm gear segment ( 26 ) which is rigidly connected to a toothed segment ( 22 ) which also engages in the toothed rack next to the steering segment ( 24 ) and has a different pitch circle radius than the worm gear segment ( 26 ), the worm gear segment ( 26 ) and toothed segment ( 22 ) being pivotally mounted on an axis ( 34 ), which are carried by a slide ( 36 ) which is displaceable in parallel in the housing ( 10 ) parallel to the threaded spindle axis and in a link ( 40, 42, 44 ) on one end face of the steering lever shaft ( 28 ) leads and the slide n ( 36 ) the two slides over the control valves ( 60, 62 ) operated and centered by Fe dern such that the central axes of the axis ( 34 ) and the steering lever shaft ( 28 ) are coaxial with each other in the absence of steering input.

2. Power steering system according to claim 1, characterized in that the carriage ( 36 ) is arranged between the two control valves ( 60, 62 ) and the slide thereof on these axially projecting actuating elements ( 64, 66 ) by means of projections ( 68 , 70 ) actuated.

3. Power steering system according to claim 1 or 2, characterized in that the translational movement of the carriage ( 36 ) is limited by rigid mechanical stops be.

4. Power steering system according to one of claims 1 to 3, characterized in that parallel to each of the control valves ( 60, 62 ) acts a hydraulic reaction piston ( 84, 86 ) via a spring on the carriage ( 36 ).

5. Power steering system according to claim 4, characterized in that the movement of each reaction piston ( 84, 86 ) is limited by a stop ( 88, 90 ) for the specification of variable total reaction forces.

6. Power steering system according to one of claims 1 to 5, characterized in that one or more pressure pieces ( 92, 94 ) acted upon by the working pressure support the toothed rack ( 20 ) in a manner known per se on their back.

7. power steering system according to claim 6, characterized in that each of the pressure pieces ( 92, 94 ) by means of a in a groove in the back of the rack ( 20 ) lau fenden ball ( 100 ) acts on the rack.