DE3709913C1

DE3709913C1 - Working piston with a stroke-dependent valve device for cutting off the working pressure of an actuator, in particular of a steering system of a vehicle

Info

Publication number: DE3709913C1
Application number: DE19873709913
Authority: DE
Inventors: Peter Eisen; Arno Dipl-Ing Roehringer
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1987-03-26
Filing date: 1987-03-26
Publication date: 1988-05-05

Abstract

In a working piston of a double-acting pressure-medium actuator, in particular of a steering system of a vehicle, two cut-off control valves with a choke in between are arranged in series in a piston passage. When a stroke end position is reached, the associated cut-off control valve is opened by a plunger and the other cut-off control valve is opened by the working pressure. The differential pressure force occurring at the choke moves one cut-off valve against the action of spring means into a cut-off position opening a further piston passage connecting both working-pressure chambers to one another.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Arbeitskolben nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein solcher Arbeitskolben zeichnet sich durch kurze Strömungswege beim Abschalten des Arbeitsdruckes aus, weil der Kolbendurchgang eine Kurzschlußverbindung zwischen der unter Arbeitsdruck stehenden Arbeitsdruckkammer und der mit dem druckentlasteten Rücklauf verbundenen Arbeitsdruckkammer bildet.The invention relates to a piston according to the Preamble of claim 1. Such a piston is characterized by short flow paths when the Working pressure because the piston passage is a short-circuit connection between the working pressure chamber under working pressure and the associated with the pressure-relieved return Working pressure chamber forms.

Bei einem bekannten Arbeitskolben dieser Art (US-PS 30 92 083) ist der Kolbendurchgang der als Abschaltventile arbeitenden Rückschlagventile in die Druckzuführung von der Lenkhelfpumpe zu dem im Arbeitskolben angeordneten Lenksteuerventil eingeschaltet. Beim Aufstoßen eines Rückschlagventiles muß der betreffende Stößel zunächst in einen engen, in die betreffende Mündung des Kolbendurchganges eingesetzten Ventilsitzring eintreten, um die an der anderen Stirnseite des Ventilsitzringes anliegende Ventilkugel zu erreichen. Somit muß das Druckmittel beim Abschalten den engen Ringspalt zwischen Ventilsitzring und Stößel passieren, so daß der Ringspalt als Drossel wirkt und störende Pfeifgeräusche erzeugt. In a known working piston of this type (US-PS 30 92 083) is the piston passage of those working as shut-off valves Check valves in the pressure supply from the power steering pump switched on to the steering control valve arranged in the working piston. When opening a check valve, the one in question First pestle into a tight, in the concerned Mouth of the piston passage used valve seat ring enter the on the other end of the valve seat ring to reach the adjacent valve ball. So that must Pressure medium when switching off the narrow annular gap between Pass valve seat ring and tappet so that the annular gap as Throttle works and produces annoying whistling noises.

Bei einer gattungsfremden bekannten Hilfskraftlenkvorrichtung (DE-OS 23 23 522) mit einer hubabhängig arbeitenden Ventilvorrichtung zum Abschalten des Arbeitsdruckes öffnet ein Abschaltventil beim Erreichen einer Hubendstellung einen Pumpenkurzschluß zwischen Druck- und Saugseite der Lenkhelfpumpe. An der getrieblich mit dem Arbeitskolben verbundenen Lenkstockhebelwelle sind Steuernocken vorgesehen, welche als Rückschlagventile ausgebildete Abschaltsteuerventile betätigen, die über eine Steuerdruckleitung an das Abschaltventil angeschlossen sind und beim Erreichen der jeweiligen Hubendstellung eine den Abschaltschieber zusammen mit einer Feder in der den Pumpenkurzschluß absperrenden Ruhestellung haltende Druckkraft abschalten. Die Abschaltsteuerventile sind auch noch mit dem Lenksteuerventil bzw. mit den von letzterem zu den Arbeitsdruckkammern führenden Druckleitungen verbunden, so daß der Ventil- und Leitungsaufwand zum Abschalten des Arbeitsdruckes bei dieser bekannten Hilfskraftlenkvorrichtung besonders hoch ist.In a known auxiliary power steering device (DE-OS 23 23 522) with a stroke-dependent valve device a shut-off valve opens to switch off the working pressure a pump short circuit when a stroke end position is reached between the pressure and suction side of the power steering pump. On the steering column stalk shaft, which is connected to the working piston control cams are provided, which as Activate check valves with trained cut-off control valves, via a control pressure line to the shut-off valve are connected and when the respective stroke end position is reached one the shut-off valve together with a spring in the rest position blocking the pump short circuit Switch off pressure. The shutdown control valves are too still with the steering control valve or with the latter pressure lines leading to the working pressure chambers, so that the valve and line effort to switch off the working pressure in this known power steering device is particularly high.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist im wesentlichen darin zu sehen, bei einem Arbeitskolben nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 unter Aufrechterhaltung der kurzen Strömungswege ein weiches geräuscharmes Abschalten des Arbeitsdruckes zu erzielen.The object underlying the invention is essentially to see it in a working piston according to the generic term of claim 1 while maintaining the short flow paths, a soft, low-noise shutdown to achieve the working pressure.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.The object explained is advantageous according to the invention Way with the characterizing features of claim 1 solved.

Bei dem Arbeitskolben nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß Abschaltsteuerventile und Drossel nur eine kleine Steuerströmung verarbeiten müssen, die nicht zu störenden Geräuschen Anlaß gibt. Das Abschaltventil vermag einen weiten Strömungsquerschnitt seines zugehörigen Kolbendurchganges weich und geräuscharm aufzusteuern.In the working piston according to the invention, it is advantageous that shutdown control valves and throttle only a small control flow need to process the non-distracting noises Gives cause. The shut-off valve has a wide range Flow cross section of its associated piston passage to steer softly and quietly.

Patentanspruch 2 hat eine vorteilhafte Ausgestaltung des Arbeitskolbens nach der Erfindung zum Gegenstand, unter anderem um die Druckdifferenz der Drossel selbst in einfacher Weise zur Betätigung des Abschaltventiles zu verwenden.Claim 2 has an advantageous embodiment of the working piston the subject of the invention, among others the pressure difference of the throttle itself in a simple way to be used to actuate the shut-off valve.

Die Patentansprüche 3 und 4 haben vorteilhafte Ausgestaltungen des Arbeitskolbens nach der Erfindung zum Gegenstand, um das Abschaltventil zusätzlich als Druckbegrenzungsventil verwenden zu können.Claims 3 and 4 have advantageous configurations of the working piston according to the invention to the subject Use the shut-off valve as a pressure relief valve to be able to.

Die Patentansprüche 5 bis 8 haben vorteilhafte Ausgestaltungen des Arbeitskolbens nach der Erfindung zum Gegenstand, durch die unter anderem die Zuführung von Steuerdruck und Arbeitsdruck zum Abschaltventil auf kürzesten Wegen ermöglicht ist.Claims 5 to 8 have advantageous configurations of the working piston according to the invention, by which include the supply of control pressure and working pressure to the shut-off valve in the shortest possible way.

Die Patentansprüche 9 bis 14 haben vorteilhafte Ausgestaltungen des Arbeitskolbens nach der Erfindung zum Gegenstand, durch die unter anderem eine besonders kompakte Anordnung und Integrierung der Ventilvorrichtung im Arbeitskolben erreicht ist.Claims 9 to 14 have advantageous configurations of the working piston according to the invention, through which, among other things, a particularly compact arrangement and Integration of the valve device in the working piston achieved is.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand von zwei in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsformen näher beschrieben.Details of the invention are given below with reference to two Embodiments shown schematically in the drawing described in more detail.

In der Zeichnung bedeuten Mean in the drawing

Fig. 1 eine Schemadarstellung nach Art eines hydraulischen Blockschaltbildes einer Hilfskraftlenkvorrichtung unter Verwendung eines in Fig. 1a gezeigten Axialschnittes durch ein Lenkgetriebe in einer die Achse des Arbeitskolbens nach der Erfindung enthaltenden Ebene und eines in Fig. 1b gezeigten Querschnittes durch das Lenkgetriebe in einer Ebene nach Linie Ib -Ib von Fig. 1a, Fig. 1 is a schematic representation in the manner of a hydraulic block diagram of an auxiliary power steering device using an axial section shown in Fig. 1a through a steering gear in a plane containing the axis of the working piston according to the invention and a cross section shown in Fig. 1b through the steering gear in a plane according to Line I b -I b of Fig. 1a,

Fig. 2 den Arbeitskolben nach der Erfindung in einer ersten Ausführungsform in einem Axialteilschnitt nach Linie II-II in Fig. 1a, Fig. 2 shows the piston according to the invention in a first embodiment in a fragmentary axial section according to line II-II in Fig. 1a,

Fig. 3 den Arbeitskolben nach der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform in einem Axialteilschnitt entsprechend der Linie II-II in Fig. 1a und Fig. 3 shows the working piston according to the invention in a second embodiment in an axial partial section along the line II-II in Fig. 1a and

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Arbeitskolben nach der Erfindung in der zweiten Ausführungsform nach Linie IV-IV in Fig. 3. Fig. 4 shows a cross section through the piston according to the invention in the second embodiment along line IV-IV in Fig. 3.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sind in einem als Arbeitszylinder 45 für einen Arbeitskolben 5 (6) ausgebildeten Lenkgetriebegehäuse 46 eine mit einer Lenkmutter 48 schraubbeweglich verbundene Lenkschnecke 47 und eine Lenkstockhebelwelle 49 jeweils drehbar und axial unverschiebbar gelagert. Die ihrerseits im Arbeitskolben 5 (6) drehbar und axial unverschiebbar gelagerte Lenkmutter 48 weist ein eine Ausnehmung 50 des Arbeitskolbens 5 (6) mit Spiel durchsetzendes radiales Steuerlineal 51 auf, welches einen in einem Ventilgehäuse - das mit dem Lenkgetriebegehäuse 46 einteilig ausgebildet ist - axial verschiebbar arbeitenden Steuerschieber 52 eines Lenksteuerventiles 53 mit sogenannter "offener Mitte" betätigt.With reference to FIG. 1, in a steering gear housing 46 designed as a working cylinder 45 for a working piston 5 ( 6 ), a steering worm 47 screwably connected to a steering nut 48 and a steering column arm shaft 49 are each rotatably and axially immovably mounted. The steering nut 48 , which in turn is rotatably and axially non-displaceably mounted in the working piston 5 ( 6 ), has a radial control ruler 51 which penetrates a recess 50 of the working piston 5 ( 6 ) with play and which is axially arranged in a valve housing - which is formed in one piece with the steering gear housing 46 slidably operating spool 52 of a steering control valve 53 operated with a so-called "open center".

Die Lenkstockhebelwelle 49 weist ein Zahnsegment 54 auf, das in ein korrespondierendes Zahnstangenprofil 55 des Arbeitskolbens 5 (6) eingreift, welcher den Arbeitszylinder 45 in zwei Arbeitsdruckkammern 13 und 14 unterteilt, die jeweils an einen Ventilanschluß 56 bzw. 57 des Lenksteuerventiles 53 angeschlossen sind, welches weitere Ventilanschlüsse 58 und 59 für eine zu einem Druckmittel-Vorratsbehälter 63 führende Rücklaufleitung 61 und einen letzten Ventilanschluß 60 für eine Pumpendruckleitung 62 aufweist, welch letztere an die Druckseite einer aus dem Druckmittel-Vorratsbehälter 63 ansaugenden Lenkhelfpumpe 64 angeschlossen ist.The steering column lever shaft 49 has a toothed segment 54 which engages in a corresponding rack profile 55 of the working piston 5 (FIG. 6 ), which divides the working cylinder 45 into two working pressure chambers 13 and 14 , which are each connected to a valve connection 56 or 57 of the steering control valve 53 , which has further valve connections 58 and 59 for a return line 61 leading to a pressure medium reservoir 63 and a last valve connection 60 for a pump pressure line 62 , the latter being connected to the pressure side of a power steering pump 64 sucking in from the pressure medium reservoir 63 .

Bei einer Rechtsdrehung der Lenkschnecke 47 in Pfeilrichtung 65 von Fig. 1a durch einen entsprechenden Einschlag des angekuppelten, jedoch nicht mehr dargestellten Handlenkrades wird der Steuerschieber 52 durch das Steuerlineal 51 aus seiner gezeichneten Neutralstellung - in welcher die Ventilanschlüsse 56 und 57 beider Arbeitsdruckkammern 13 und 14 mit den Ventilanschlüssen 59 und 60 von Rücklauf- und Pumpendruckleitung 61 und 62 verbunden sind und dadurch Druckgleichgewicht am Arbeitskolben 5 (6 ) hergestellt ist - in Richtung Lenkstockhebelwelle 49 (bezogen auf die Darstellung in Fig. 1b) ausgelenkt, so daß der Steuerschieber 52 mit an diesen entsprechend ausgebildeten Steuerkanten über die besagten Ventilanschlüsse 56 bis 60 in der Arbeitsdruckkammer 13 einen höheren Druck als in der Arbeitsdruckkammer 14 einstellt, woraus am Arbeitskolben 5 (6) eine Differenzdruckkraft resultiert, welche die durch den Rechtseinschlag ausgelöste Betätigung des Zahnsegmentes 54 im Uhrzeigersinne (bezogen auf die Darstellung von Fig. 1a) durch den Arbeitskolben 5 (6) unterstützt.Upon a right turn of the worm gear 47 in the direction of arrow 65 of FIG. 1a by a corresponding turning of the coupled but not shown hand steering wheel, the control slide 52 is removed from its drawn neutral position by the control ruler 51 - in which the valve connections 56 and 57 of both working pressure chambers 13 and 14 are connected to the valve connections 59 and 60 of the return and pump pressure lines 61 and 62 and thereby pressure equilibrium is established on the working piston 5 ( 6 ) - deflected in the direction of the steering column lever shaft 49 (based on the illustration in FIG. 1b), so that the control slide 52 also at these correspondingly formed control edges via the valve connections 56 to 60 in the working pressure chamber 13, a higher pressure is set than in the working pressure chamber 14 , which results in a differential pressure force on the working piston 5 ( 6 ), which causes the toothed segment 54 to be actuated clockwise by the right-hand turn (Based on the representation of Fig. 1a) supported by the working piston 5 ( 6 ).

Für einen Linkseinschlag der Lenkschnecke 47 ergibt sich eine entsprechende, kinematisch umgekehrte Wirkungsweise bei der Betätigung des Zahnsegmentes 54 im Gegenuhrzeigersinne (bezogen auf die Darstellung von Fig. 1a) durch das Zahnstangenprofil 55 des Arbeitskolbens 5 (6).For a left turn of the steering worm 47 there is a corresponding, kinematically reversed mode of operation when the toothed segment 54 is actuated in the counterclockwise direction (based on the illustration in FIG. 1a) by the rack profile 55 of the working piston 5 ( 6 ).

Um die erläuterte Differenzdruckkraft am Arbeitskolben 5 (6) beim Erreichen der Hubendstellungen wirkungslos zu machen, weist der Arbeitskolben 5 (6) eine Ventilvorrichtung 7 (68) auf, welche in der einen Hubendstellung mit einem im Lenkgetriebegehäuse 46 an der einen Stirnwand des Arbeitszylinders 45 angeordneten Stößel 15 und in der anderen Hubendstellung mit einem am inneren Ende der Lenkschnecke 47 angeordneten Stößel 16 in Eingriff gelangt.In order to render the explained differential pressure force on the working piston 5 ( 6 ) ineffective when the stroke end positions are reached, the working piston 5 ( 6 ) has a valve device 7 ( 68 ) which, in one stroke end position, has a valve in the steering gear housing 46 on one end wall of the working cylinder 45 arranged plunger 15 and in the other stroke end position engages with a plunger 16 arranged at the inner end of the steering worm 47 .

Die beiden Ausführungsformen 5 (Fig. 2) und 6 (Fig. 3 und 4) des Arbeitskolbens unterscheiden sich nur durch eine spezielle Ausgestaltung in baulicher bzw. funktioneller Hinsicht der jeweiligen Ventilvorrichtung 7 bzw. 68 zum Abschalten des Arbeitsdruckes in den Hubendstellungen, im übrigen sind beide Ausführungsformen identisch ausgebildet. The two embodiments 5 ( Fig. 2) and 6 ( Fig. 3 and 4) of the working piston differ only in a special design in terms of construction or function of the respective valve device 7 or 68 for switching off the working pressure in the stroke end positions, for the rest Both embodiments are identical.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 weist die Ausführungsform 5 des Arbeitskolbens einen zu dessen Achse 39-39 zentralen Kolbendurchgang 12 auf, der an sich zu den beiden Kolbenstirnseiten offen ist. Während in dem mittleren Abschnitt 42 des Kolbendurchganges 12 ein Abschaltschieber 24 eines Abschaltventiles 17 axial verschiebbar arbeitet, sind in die beiden endseitigen Abschnitte 27 und 28 des Kolbendurchganges 12 je ein Abschaltsteuerventil 8 bzw. 9 eingesetzt, wobei letztere als federbelastete Rückschlagventile ausgebildet sind, die sich in Richtung Abschaltschieber 24 entgegen ihren an letzterem abgestützten federnden Mitteln 21 öffnen. Jedes Abschaltsteuerventil 8 bzw. 9 schließt zusammen mit dem Abschaltschieber 24 eine Steuerdruck-Kammer 22 bzw. 23 ein, wobei letztere durch eine in einen Schieberdurchgang 43 des Abschaltschiebers 24 eingeschaltete Drossel 10 miteinander verbunden sind. Auf diese Weise arbeiten die beiden Kolbenstirnseiten des Abschaltschiebers 24 als je eine vom Druck der angrenzenden Steuerdruck-Kammer 22 bzw. 23 beaufschlagbare Kolbendruckfläche 25 bzw. 26.With reference to FIG. 2, embodiment 5 of the working piston has a piston passage 12 which is central to its axis 39-39 and which is in itself open to the two piston ends . While a Abschaltschieber 24 of a Abschaltventiles 17 operates axially displaceable in the central portion 42 of the piston passage 12, 27 and 28 of the piston passage are each a Abschaltsteuerventil used 12 8 and 9 respectively in the two end portions, the latter being designed as a spring-loaded check valves that are open in the direction of the shut-off slide 24 against its resilient means 21 supported on the latter. Each shut-off control valve 8 or 9 includes, together with the shut-off slide 24, a control pressure chamber 22 or 23 , the latter being connected to one another by a throttle 10 switched into a slide passage 43 of the shut-off slide 24 . In this way, the two piston end faces of the shut-off slide 24 each function as a piston pressure surface 25 or 26 which can be acted upon by the pressure of the adjacent control pressure chamber 22 or 23 .

Dem Abschaltventil 17 ist ein weiterer Kolbendurchgang 19 zugeordnet, welcher in einen zu der die Arbeitsdruckkammer 13 einschließenden Kolbenstirnfläche offenen Abschnitt 38 in Form von zwei radialen Bohrungen und in einen zu der die Arbeitsdruckkammer 14 einschließenden Kolbenstirnfläche offenen Abschnitt 34 unterteilt ist. Das Abschaltventil 17 weist einen mittleren Ventilanschluß 33 und zwei in den Richtungen der mit der Achse 39-39 zusammenfallenden Schiebeachse 35-35 zum mittleren Ventilanschluß 33 versetzt und beiderseits zu letzterem liegende Ventilanschlüsse 36 und 37 auf, die alle drei an sich zum mittleren Abschnitt 42 des Kolbendurchganges 12 offen sind. Die federnden Mittel 21 der Abschaltsteuerventile 8 und 9 stützen den Abschaltschieber 24 so ab, daß letzterer in seiner gezeichneten Ruhestellung federnd zentriert ist, in welcher er die mit jeweils einer der Bohrungen des Abschnittes 38 des Kolbendurchganges 19 verbundenen Ventilanschlüsse 36 und 37 und somit die Arbeitsdruckkammer 13 gegenüber dem mittleren Abschnitt 42 des Kolbendurchganges 12 absperrt. Der Abschaltschieber 24 weist eine Umfangsnut 32 auf, die in ständiger Überdeckung und damit Verbindung mit dem mittleren Ventilanschluß 33 und über letzteren mit der Arbeitsdruckkammer 14 steht. Erreicht der Arbeitskolben 5 bei einem Rechtseinschlag seine Hubendstellung - dann öffnet der Stößel 16 das an die hierbei mit der Rücklaufleitung 57 verbundene Arbeitsdruckkammer 14 angeschlossene Abschaltsteuerventil 9, während das andere Abschaltsteuerventil 8 durch die Wirkung des Arbeitsdruckes in der Arbeitsdruckkammer 13 öffnet. Dadurch entsteht an der Drossel 10 eine hohe Druckdifferenz; die entsprechende Druckkraft betätigt den Abschaltschieber 24 in eine Abschaltstellung, wodurch die Ventilanschlüsse 37 und 33 und somit die Arbeitsdruckkammern 13 und 14 über die Umfangsnut 32 miteinander verbunden werden bzw. sind und die Wirkung des Arbeitsdruckes abgeschaltet ist.A further piston passage 19 is assigned to the shut-off valve 17 , which is divided into a section 38 in the form of two radial bores open to the piston end face including the working pressure chamber 13 and a section 34 open to the piston end face including the working pressure chamber 14 . The shut-off valve 17 has a central valve connection 33 and two offset in the directions of the sliding axis 35-35 coinciding with the axis 39-39 to the central valve connection 33 and valve connections 36 and 37 lying on both sides of the latter, all three per se to the central section 42 of the piston passage 12 are open. The resilient means 21 of the shut-off control valves 8 and 9 support the shut-off slide 24 so that the latter is resiliently centered in its drawn rest position, in which it connects the valve connections 36 and 37 connected to one of the bores of section 38 of the piston passage 19 and thus the working pressure chamber 13 shut off from the central portion 42 of the piston passage 12 . The shut-off slide 24 has a circumferential groove 32 which is in constant overlap and thus connected to the central valve connection 33 and, via the latter, to the working pressure chamber 14 . Reaches the working piston 5 at a right turn its stroke end position - then the ram 16 opens connected to the case connected to the return line 57 working pressure chamber 14 Abschaltsteuerventil 9, while the other Abschaltsteuerventil 8 opens by the action of the working pressure in the working pressure chamber. 13 This creates a high pressure difference across the throttle 10 ; the corresponding pressure force actuates the shut-off slide 24 into a shut-off position, as a result of which the valve connections 37 and 33 and thus the working pressure chambers 13 and 14 are or are connected to one another via the circumferential groove 32 and the effect of the working pressure is switched off.

Bei einem Linkseinschlag wird das an die hierbei mit der Rücklaufleitung 61 verbundene Arbeitsdruckkammer 13 angeschlossene Abschaltssteuerventil 8 durch den Stößel 15 geöffnet, so daß letztendlich der Abschaltschieber 24 unter der Wirkung der durch die Drossel 10 erzeugten Differenzdruckkraft in eine Abschaltstellung betätigt wird, in welcher die Ventilanschlüsse 36 und 33 und somit wiederum die Arbeitsdruckkammern 13 und 14 über die Umfangsnut 32 miteinander verbunden werden bzw. sind und dadurch die Wirkung des Arbeitsdruckes der Arbeitsdruckkammer 14 abgeschaltet ist.In the event of a left turn, the shutdown control valve 8 connected to the working pressure chamber 13 connected to the return line 61 is opened by the plunger 15 , so that the shutoff slide 24 is ultimately actuated into a shutdown position in the valve connections under the action of the differential pressure force generated by the throttle 10 36 and 33 and thus in turn the working pressure chambers 13 and 14 are or are connected to one another via the circumferential groove 32 and as a result the effect of the working pressure of the working pressure chamber 14 is switched off.

Die Ventilvorrichtung 68 der Ausführungsform 6 des Arbeitskolbens zeichnet sich ebenfalls durch eine hubabhängige Abschaltfunktion sowie durch eine zusätzliche Druckbegrenzungsfunktion für den Arbeitsdruck aus, die weiter unten erläutert ist.The valve device 68 of embodiment 6 of the working piston is also distinguished by a stroke-dependent shutdown function and by an additional pressure limiting function for the working pressure, which is explained further below.

Zunächst ist der Arbeitskolben 6 wiederum mit einem zu seiner Achse 39-39 zentralen Kolbendurchgang 12 versehen, in dessen mittleren Abschnitt eine Zwischenwand 44 druckfest eingesetzt ist. Die beiden durch diese Zwischenwand gebildeten Abschnitte 27 und 28 des Kolbendurchganges 12 sind an sich zu der jeweils benachbarten Kolbenstirnseite offen, jedoch durch ein jeweiliges Abschaltsteuerventil 8 bzw. 9 gegenüber der angrenzenden Arbeitsdruckkammer 13 bzw. 14 abgeschlossen. Eine in dem Abschnitt 27 durch das in Form eines federbelasteten Rückschlagventiles ausgebildete Abschaltsteuerventil 8 und die Zwischenwand 44 eingeschlossene Druckkammer 71 steht über eine in der Zwischenwand 44 vorgesehene Drossel 11 mit einer Druckkammer 72 in Verbindung, welche in dem Abschnitt 28 durch das Abschaltsteuerventil 9 und die Zwischenwand 44 eingeschlossen ist. Das an die Arbeitsdruckkammer 14 angeschlossene, gleichfalls als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildete Abschaltsteuerventil 9 stützt sich in entsprechender Weise wie auch das Abschaltsteuerventil 8 über seine federnden Mittel 21 an der Zwischenwand 44 ab, so daß beide Ventile in Richtung ihrer Druckkammer öffnen.First, the working piston 6 is in turn provided with a piston passage 12 which is central to its axis 39-39 and in the central section of which an intermediate wall 44 is inserted in a pressure-resistant manner . The two sections 27 and 28 of the piston passage 12 formed by this partition are open per se to the respectively adjacent piston end face, but are closed off from the adjacent working pressure chamber 13 or 14 by a respective shut-off control valve 8 or 9 . A in the portion 27 enclosed by the skilled in the form of a spring-loaded check valve Abschaltsteuerventil 8 and the intermediate wall 44 of pressure chamber 71 communicates via an opening provided in the intermediate wall 44 of reactor 11 with a pressure chamber 72 in connection, which in the portion 28 through the Abschaltsteuerventil 9 and the Partition 44 is included. The shut-off control valve 9 connected to the working pressure chamber 14 , also designed as a spring-loaded check valve, is supported in a corresponding manner, as is the shut-off control valve 8, via its resilient means 21 on the intermediate wall 44 , so that both valves open in the direction of their pressure chamber.

Der Arbeitskolben 6 weist eine exzentrisch zum Kolbendurchgang 12 angeordnete Ventilbohrung 66 auf, die an ihren Bohrungsenden 67 und 69 an sich geschlossen gehalten ist und mit ihrer Schieberachse 35-35 in einer zur Achse 39-39 des Arbeitskolbens 6 senkrechten Kolbenebene IV-IV liegt. The working piston 6 has a valve bore 66 arranged eccentrically to the piston passage 12 , which is kept closed at its bore ends 67 and 69 and lies with its slide axis 35-35 in a piston plane IV-IV perpendicular to the axis 39-39 of the working piston 6 .

In der Ventilbohrung 66 arbeitet axial verschiebbar ein Abschaltschieber 24 eines Abschaltventiles 18, wobei der Abschaltschieber 24 in der gezeichneten Ruhestellung durch federnde Mittel 70 zentriert ist, welche sich jeweils zwischen einer Stirnseite des Schiebers und dem benachbarten Bohrungsende 67 bzw. 69 abstützen. Der Arbeitskolben ist mit einem weiteren, dem Abschaltventil 18 zugehörigen Kolbendurchgang 20 versehen, welcher an einem Ende in einen Abschnitt 38 in Form von zwei Bohrungen und am anderen Ende in einen Abschnitt 34 endet. Die den Abschnitt 38 bildenden Bohrungen münden an sich offen in der Ventilbohrung 66 aus; diese Mündungen sind als zwei Ventilanschlüsse 36 und 37 verwendet, welche in den Richtungen der Schieberachse 35-35 beiderseits eines weiteren an sich offen mit der Ventilbohrung 66 verbundenen Ventilanschlusses 33 liegen und in der gezeichneten Ruhestellung des Abschaltschiebers 24 abgesperrt sind. Der in offener Verbindung mit dem Abschnitt 34 stehende Vertilanschluß 33 steht weiterhin in ständiger Überdeckung mit einer Umfangsnut 32 des Abschaltschiebers 24, welche in der Ruhestellung gegenüber den Ventilanschlüssen 36 und 37 abgesperrt ist.In the valve bore 66, a Abschaltschieber operates axially displaceable 24 of a Abschaltventiles 18, wherein the Abschaltschieber centered 24 in the drawn rest position by resilient means 70 which are supported in each case between an end face of the slide and the adjacent end of hole 67 and 69th The working piston is provided with a further piston passage 20 belonging to the shut-off valve 18 , which ends at one end in a section 38 in the form of two bores and at the other end in a section 34 . The bores forming the section 38 open out in the valve bore 66 ; these orifices are used as two valve connections 36 and 37 , which are located in the directions of the slide axis 35-35 on both sides of a further valve connection 33 which is openly connected to the valve bore 66 and are shut off in the drawn rest position of the shut-off slide 24 . The open connection 33, which is in open connection with the section 34 , is also in constant overlap with a circumferential groove 32 of the shut-off slide 24 , which is blocked off in the rest position with respect to the valve connections 36 and 37 .

Die eine Druckkammer 71 des Kolbendurchganges 12 steht über zwei kommunizierende Druckkanäle 73 und 74 des Arbeitskolbens 6 mit einer Steuerdruck-Kammer 22 in Verbindung, welche in der Ventilbohrung 66 liegt und vom Bohrungsende 67 einerseits und der benachbarten - als Kolbendruckfäche 25 arbeitenden Stirnseite des Abschaltschiebers 24 andererseits begrenzt wird.A pressure chamber 71 of the piston passage 12 is connected via two communicating pressure passages 73 and 74 of the working piston 6 having a control pressure chamber 22, which is located in the valve bore 66 and the bore end 67 on the one hand and the adjacent - operating as Kolbendruckfäche 25 end face of the Abschaltschiebers 24 on the other hand is limited.

Die andere Druckkammer 72 des Kolbendurchganges 12 steht über zwei kommunizierende Druckkanäle 75 und 76 des Arbeitskolbens 6 mit einer Steuerdruck-Kammer 23 in Verbindung, welche in der Ventilbohrung 66 liegt und von dem Bohrungsende 69 einerseits und der benachbarten - als Kolbendruckfläche 26 arbeitenden - Stirnseite des Abschaltschiebers 24 andererseits begrenzt wird.The other pressure chamber 72 of the piston passage 12 is connected via two communicating pressure channels 75 and 76 of the working piston 6 to a control pressure chamber 23 , which is located in the valve bore 66 and from the bore end 69 on the one hand and the adjacent end face of the working as piston pressure surface 26 Shut-off slide 24 is limited on the other hand.

Die hubabhängige Abschaltfunktion der Ventilvorrichtung 68 ergibt sich nun in entsprechender Weise wie bei der Ventilvorrichtung 7 des Arbeitskolbens 5.The stroke-dependent shutdown function of the valve device 68 now results in a manner corresponding to that of the valve device 7 of the working piston 5 .

Erreicht der Arbeitskolben 6 bei einem Rechtseinschlag seine Hubendstellung, dann werden das an die hierbei mit der Rücklaufleitung 61 verbundene Arbeitsdruckkammer 14 angeschlossene Abschaltsteuerventil 9 durch den Stößel 16 und das an die hierbei mit der Pumpendruckleitung 62 verbundene Arbeitsdruckkammer 13 angeschlossene Abschaltsteuerventil 8 durch den Arbeitsdruck geöffnet. Die hierdurch an der Drossel 11 - die wirkungsmäßig zwischen den Arbeitsdruckkammern liegt wie auch die Drossel 10 (Fig. 2) - auftretende Druckdifferenz wird über die Druckkanäle 71 bis 76 und die angeschlossenen Steuerdruck-Kammern 22 und 23 auf den Abschaltschieber 24 zur Wirkung gebracht. Dadurch baut sich an der Kolbendruckfläche 25 eine Druckkraft auf, die den Abschaltschieber 24 in eine Abschaltstellung betätigt, in welcher die beiden Ventilanschlüsse 33 und 37 und somit beide Arbeitsdruckkammern 13 und 14 über die Umfangsnut 32 des Abschaltschiebers 24 miteinander verbunden sind und der Arbeitsdruck in seiner Wirkung auf den Arbeitskolben 6 abgeschaltet ist.If the working piston 6 reaches its stroke end position with a right turn, then the shutdown control valve 9 connected to the working pressure chamber 14 connected to the return line 61 is opened by the plunger 16 and the shutdown control valve 8 connected to the working pressure chamber 13 connected to the pump pressure line 62 by the working pressure. The pressure difference thus occurring at the throttle 11 - which is in effect between the working pressure chambers and also the throttle 10 ( FIG. 2) - is brought to effect via the pressure channels 71 to 76 and the connected control pressure chambers 22 and 23 on the shut-off slide 24 . As a result, a pressure force builds up on the piston pressure surface 25 , which actuates the shut-off slide 24 into a shut-off position in which the two valve connections 33 and 37 and thus both working pressure chambers 13 and 14 are connected to one another via the circumferential groove 32 of the shut-off slide 24 and the working pressure in it Effect on the piston 6 is turned off.

Bei einem Linkseinschlag wird durch das Erreichen der Hubendstellung nunmehr das Abschaltsteuerventil 8 der hierbei an die Rücklaufleitung 61 angeschlossenen Arbeitsdruckkammer 13 durch den Stößel 15 und das Abschaltsteuerventil 9 der hierbei an die Pumpendruckleitung 62 angeschlossenen Arbeitsdruckkammer 14 durch den Arbeitsdruck geöffnet. Die so an der Drossel 11 auftretende Druckdifferenz erzeugt am Abschaltschieber 24 über die Kolbendruckfläche 26 eine Druckkraft, welche den Abschaltschieber 24 in eine Abschaltstellung betätigt, in welcher nun die Ventilanschlüsse 33 und 36 - und somit wieder beide Arbeitsdruckkammern 13 und 14 - über die Umfangsnut 32 miteinander verbunden sind und der Arbeitsdruck in seiner Wirkung auf den Arbeitskolben 6 abgeschaltet ist.When turning to the left, when the stroke end position is reached, the shutdown control valve 8 of the working pressure chamber 13 connected to the return line 61 is opened by the plunger 15 and the shutdown control valve 9 of the working pressure chamber 14 connected to the pump pressure line 62 is opened by the working pressure. The pressure difference thus occurring at the throttle 11 generates a pressure force on the shut-off slide 24 via the piston pressure surface 26 , which actuates the shut-off slide 24 into a shut-off position in which the valve connections 33 and 36 - and thus again both working pressure chambers 13 and 14 - via the circumferential groove 32 are connected to one another and the effect of the working pressure on the working piston 6 is switched off.

Zur Erzielung einer Begrenzung des Arbeitsdruckes sind die beiden Steuerdruck-Kammern 22 und 23 jeweils mittels eines Druckkanales 77 bzw. 78 des Arbeitskolbens 6 an ein zugehöriges Druckbegrenzungssteuerventil 29 bzw. 30 angeschlossen, welches als durch ein federndes Mittel 31 belastetes Rückschlagventil, das in Richtung Steuerdruck-Kammer schließt, ausgebildet und mittels eines zugehörigen Ventilanschluses 79 bzw. 80 an diejenige Arbeitsdruckkammer 13 bzw. 14 angeschlossen ist, welche über das betreffende Abschaltsteuerventil 8 bzw. 9 an die zugehörige Steuerdruck-Kammer 22 bzw. 23 angeschlossen ist. Das heißt, die Steuerdruck-Kammer 22 ist durch eine Parallelanordnung von einem Abschaltsteuerventil 8 und einem Druckbegrenzungssteuerventil 29 an die zugehörige Arbeitsdruckkammer 13 - und die Steuerdruck-Kammer 23 ist durch eine Parallelanordnung von einem Abschaltsteuerventil 9 und einem Druckbegrenzungssteuerventil 30 an die zugehörige Arbeitsdruckkammer 14 angeschlossen. To achieve a limitation of the working pressure, the two control pressure chambers 22 and 23 are each connected by means of a pressure channel 77 and 78 of the working piston 6 to an associated pressure limiting control valve 29 and 30 , which acts as a check valve, which is loaded by a resilient means 31 , in the direction of the control pressure Chamber closes, is formed and is connected by means of an associated valve connection 79 or 80 to that working pressure chamber 13 or 14 which is connected to the associated control pressure chamber 22 or 23 via the relevant cut-off control valve 8 or 9 . That is, the control pressure chamber 22 is formed by a parallel arrangement of a Abschaltsteuerventil 8 and a pressure limiting control valve 29 to the associated working pressure chamber 13 - and the control pressure chamber 23 is formed by a parallel arrangement of a Abschaltsteuerventil 9 and a pressure limiting control valve 30 connected to the associated working pressure chamber 14 .

Die Druckbegrenzungsfunktion der Ventilvorrichtung 68 ergibt sich wie folgt:
Übersteigt bei einem Rechtseinschlag der Arbeitsdruck in der Arbeitsdruckkammer 13 den durch die federnden Mittel 31 und 70 festlegbaren Maximalwert, dann öffnet sich das zugehörige Abschaltsteuerventil 8, wodurch sich über die Drossel 11 eine Druckerhöhung in der Druckkammer 72, in den angeschlossenen Druckkanälen 75 und 76 und in der Steuerdruck-Kammer 23 einstellt. Diese Druckerhöhung wirkt sich über den an die Steuerdruck-Kammer 23 angeschlossenen Druckkanal 78 auch am zugehörigen Druckbegrenzungssteuerventil 30 aus, welches dadurch öffnet und am Abschaltschieber 24 bzw. an dessen Kolbendruckfläche 25 eine Druckkraft wirksam werden läßt, die den Abschaltschieber 24 in eine Abregelstellung bringt, in der die Ventilanschlüsse 33 und 37 und somit die Arbeitsdruckkammern 13 und 14 so lange in eine gedrosselte Verbindung miteinander gebracht werden, bis der Arbeitsdruck in der Arbeitsdruckkammer 13 auf den Maximalwert gefallen ist. Das Druckbegrenzungsventil 29 bleibt hierbei unbetätigt, weil an diesem die Feder 31 und der Arbeitsdruck im Schließsinne wirken.The pressure limiting function of the valve device 68 results as follows:
Exceeds a right turn, the working pressure in the working pressure chamber 13 to be fixed by the resilient means 31 and 70 a maximum value, opens the associated Abschaltsteuerventil 8, whereby via the throttle 11, a pressure increase in the pressure chamber 72, in the connected pressure passages 75 and 76 and in the control pressure chamber 23 . This pressure increase also has an effect on the associated pressure-limiting control valve 30 via the pressure channel 78 connected to the control pressure chamber 23 , which thereby opens and allows a pressure force to act on the shut-off slide 24 or on its piston pressure surface 25 , which brings the shut-off slide 24 into a cut-off position, in which the valve connections 33 and 37 and thus the working pressure chambers 13 and 14 are brought into a throttled connection until the working pressure in the working pressure chamber 13 has dropped to the maximum value. The pressure relief valve 29 remains unactuated because the spring 31 and the working pressure act on it in the closing direction.

Eine entsprechende Druckbegrenzung des Arbeitsdruckes ist auch beim Linkseinschlag gegeben, wenn der Arbeitsdruck in der Arbeitsdruckkammer 14 den Maximalwert übersteigt und das Abschaltsteuerventil 9 öffnet und somit über die Drossel 11 das Druckbegrenzungssteuerventil 29 zum Öffnen bringt. Dadurch baut sich an der Kolbendruckfläche 26 eine Druckkraft in entsprechender Weise auf, wodurch der Abschaltschieber 24 in eine Abregelstellung gebracht wird, in der sich eine gedrosselte Verbindung zwischen den Ventilanschlüssen 36 und 33 somit zwischen den Arbeitsdruckkammern 13 und 14 einstellt, bis der Arbeitsdruck auf den Maximalwert abgefallen ist. Das Druckbegrenzungsventil 30 bleibt hiervon unberührt, weil an diesem das federnde Mittel 31 und der Arbeitsdruck im Schließsinne wirken.A corresponding pressure limitation of the working pressure is also given when turning to the left if the working pressure in the working pressure chamber 14 exceeds the maximum value and the shut-off control valve 9 opens and thus causes the pressure limiting control valve 29 to open via the throttle 11 . As a result, a pressure force builds up on the piston pressure surface 26 in a corresponding manner, as a result of which the shut-off slide 24 is brought into a cut-off position in which a throttled connection between the valve connections 36 and 33 thus occurs between the working pressure chambers 13 and 14 until the working pressure reaches the Maximum value has dropped. The pressure relief valve 30 remains unaffected by this, because the resilient means 31 and the working pressure act on it in the closing direction.

Um die Ventile auf engstem Kolbenquerschnitt unterzubringen, sind die Achsen 40 und 41 der Druckbegrenzungssteuerventile 29 und 30 sowohl senkrecht zur Schieberachse 35-35 des Abschaltventiles 18 als auch symmetrisch zur Achse 39-39 des Arbeitskolbens 6 angeordnet.In order to accommodate the valves with the narrowest piston cross section, the axes 40 and 41 of the pressure limiting control valves 29 and 30 are arranged both perpendicular to the slide axis 35-35 of the shut-off valve 18 and symmetrically to the axis 39-39 of the working piston 6 .

Claims

1. Working piston with a stroke-dependent valve device for switching off the working pressure in a pressure medium actuator, in particular a steering system of a vehicle, in which two check valves and a throttle are effectively arranged in series in a piston passage and when a stroke end position is reached, the check valve connected to the pressure-relieved working pressure chamber by a plunger and the check valve connected to the other working pressure chamber are opened by the working pressure, characterized in that the throttle ( 10 or 11 ) lies between the check valves used as cut-off control valves ( 8 and 9 ) and in the working piston ( 5 or 6 ) a shut-off valve ( 17 or 18 ) is arranged, which, under the effect of the differential pressure occurring at the throttle ( 10 or 11 ), opens into a shut-off position which opens another piston passage ( 19 or 20 ) connecting both working pressure chambers ( 13 and 14 ) g can be brought and is held by resilient means ( 21 or 70 ) in a rest position blocking the further piston passage ( 19 or 20 ).

2. Working piston according to claim 1, characterized in that the shut-off valve ( 17 and 18 ) two control pressure chambers ( 22 and 23 ) and a shut-off slide ( 24 ) with two piston pressure surfaces each in a control pressure chamber ( 22 or 23 ) ( 25 and 26 ) as well as the one control pressure chamber ( 22 ) with the section ( 27 ) of the associated piston passage ( 12 ) between the throttle ( 10 or 11 ) and the one cut-off control valve ( 8 ) and the other control pressure chamber ( 23 ) is connected to the section ( 28 ) of the associated piston passage ( 12 ) located between the throttle ( 10 or 11 ) and the other cut-off control valve ( 9 ).

3. Working piston according to claim 1 or 2, characterized in that at least one control pressure chamber ( 22 or 23 in Fig. 3/4) with an effectively parallel to the shutdown control valve ( 8 or 9 ) arranged in the working piston ( 6 ) arranged pressure relief control valve ( 29 or 30 ) is connected, which is held in its closed position by resilient means ( 31 ) and by the pressure in the control pressure chamber ( 22 or 23 ) into a working pressure chamber ( 13 or 14 ) with the control pressure chamber ( 22 or 23 ) connecting cut-off position is controllable.

4. Working piston according to one of claims 1 to 3, characterized in that a check valve is used as the pressure limiting control valve ( 29 or 30 ).

5. Working piston according to one of claims 1 to 4, characterized in that the shut-off slide ( 24 ) on its end faces each has one of the piston pressure surfaces ( 25 or 26 ) and is supported on the resilient means ( 21 or 70 ).

6. Working piston according to one of claims 1 to 5, characterized in that the shut-off slide ( 24 ) has a circumferential groove ( 32 ) which can be brought into overlap with a valve connection ( 33 ) which with the between shut-off valve ( 17 or 18 ) and one ( 14 ) of the two working pressure chambers ( 13, 14 ) lying section ( 34 ) of the associated piston passage ( 19 or 20 ) is connected.

7. Working piston according to one of claims 1 to 6, characterized in that the shut-off valve ( 17 or 18 ) has two in the directions of the slide axis ( 35-35 ) on both sides of a valve connection ( 33 ) lying further valve connections ( 36 and 37 ) , which are connected to the section ( 38 ) of the associated piston passage ( 19 or 20 ) located between the shut-off valve ( 17 or 18 ) and the other working pressure chamber ( 13 ).

8. Working piston according to one of claims 1 to 7, characterized in that the shut-off control valves ( 8 and 9 ) with their associated piston passage ( 12 ) are arranged centrally to the axis ( 39-39 ) of the working piston ( 5 or 6 ).

9. Working piston according to one of claims 1 to 8, characterized in that the axes ( 40 and 41 ) of the pressure limiting control valves ( 29 and 30 ) in a plane perpendicular to the axis ( 39-39 ) of the working piston ( 6 ) (IV-IV) as well as symmetrical to the axis ( 39-39 ) of the working piston ( 6 ).

10. Working piston according to one of claims 1 to 9, characterized in that the shut-off valve ( 17 in Fig. 2) coaxially to the shut-off control valves ( 8 and 9 ) and the shut-off slide ( 24 ) in a central portion ( 42 ) of the shut-off control valves ( 8, 9 ) associated piston passage ( 12 ) are arranged.

11. Working piston according to one of claims 1 to 10, characterized in that the shut-off slide ( 24 ) has a two control pressure chambers ( 22 and 23 ) interconnecting slide passage ( 43 ) into which the throttle ( 10 ) is switched on.

12. Working piston according to one of claims 1 to 9, characterized in that the throttle ( 11 ) in an intermediate wall ( 44 ) of the associated piston passage ( 12 ) and the valve bore ( 66 ) of the shut-off valve ( 18 ) eccentrically to that of the throttle ( 11 ) and the shutdown control valves ( 8 and 9 ) associated piston passage ( 12 ).

13. Working piston according to claim 12, characterized in that the axes ( 40 and 41 ) of the pressure limiting control valves ( 29 and 30 ) and the slide axis ( 35-35 ) of the shut-off valve ( 18 ) lie in a common plane (IV-IV).

14. Working piston according to claim 12 or 13, characterized in that the axes ( 40 and 41 ) of the pressure limiting control valves ( 29 and 30 ) are perpendicular to the slide axis ( 35-35 ) of the shut-off valve ( 18 ).