DE3900935A1

DE3900935A1 - Hydrostatic power steering device

Info

Publication number: DE3900935A1
Application number: DE19893900935
Authority: DE
Inventors: Rolf Fassbender; Bernd Ilg
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1988-01-20
Filing date: 1989-01-14
Publication date: 1989-07-27

Abstract

Hydrostatic power steering devices transmit the steering force to the steered wheels via oil columns enclosed in lines. Such steering systems consist essentially of a metering pump (5) and a steering valve (2) which are combined to form one constructional unit. Via a steering valve (2), the metering pump (5) distributes to a steering motor (8) in accordance with the rotational movement at a steering wheel the stream of oil produced by a servo pump (1). The stream of oil synchronises the rotational angle at the steering wheel with the locking angle of the steered wheels. Hydrostatic steering systems tend to experience pressure vibrations. According to the invention, these pressure vibrations are reduced whilst avoiding excessively high pressure losses. In a feed line (4) to the steering system, a damping valve (11) is provided whose damping piston (12) shuts off, in a central position which is centred by springs (13, 14), a branch line (6) which branches off to the metering pump (5). When pressure control occurs by means of a rotational movement at the steering wheel, the damping piston (12) opens a flow cross-section from the feed line (4) to the branch line (6) leading to the metering pump (5). By means of this measure, rapid pressure changes in the feed line (4) when there is a drawing off of flow at the metering pump (5) only affect the branch line (6) in a delayed fashion (Fig. 3). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Hilfskraftlenkeinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a hydrostatic Power steering device according to the preamble of claim 1.

Bei derartigen Lenkanlagen handelt es sich um schwingungsfähige Systeme, die ohne Dämpfungsmaßnahmen zu Druckschwingungen neigen. Diese Druckschwingungen bleiben auch bei unverändertem Betriebszustand stationär erhalten. Druckschwingungen vermeidet man durch unterschiedliche Maßnahmen, mit der Folge von Druckverlusten oder mit einem ungünstigen Einwirken auf die Synchronisationseigenschaften der Lenkanlage. Ebenso kann sich der selbsttätige Lenkungsrücklauf verschlechtern.Steering systems of this type are vibratory systems without damping measures too Pressure fluctuations tend. These pressure fluctuations remain obtained stationary with unchanged operating condition. Pressure fluctuations are avoided by different measures, with the consequence of pressure losses or with an unfavorable Act on the synchronization properties of the steering system. Likewise, the automatic steering return worsen.

In einer aus der DE-PS 28 07 464 bekannten Lenkanlage gestaltet man den Steuerschieber des Lenkventils so, daß in der Neutralstellung des Schiebers die Dämpfungswirkung klein bleibt. Auf diese Weise ist der selbsttätige Lenkungsrücklauf nahezu unbehindert. Da aber eine Dämpfungswirkung in den Verschiebestellungen des Steuerschiebers auftritt, kann der Lenkungsrücklauf bereits bei einem verhältnismäßig kleinen Bremsmoment am Lenkhandrad sehr stark behindert sein. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich durch das Bremsmoment der Steuerschieber verstellt, wobei Steuerkanten eine als Dämpfung wirkende Drosselstelle bilden. Das aus dem Lenkmotor verdrängte Drucköl muß dann über diese Drosselstelle zurückfließen. Bei hohen Lenkgeschwindigkeiten treten außerdem große Druckverluste auf, da über die Drosselstelle ein großer Ölstrom fließen muß. Diese Druckverluste täuschen an der durch das Lenkhandrad antreibbaren Dosierpumpe einen hohen Lenkwiderstand vor, so daß bei einem Voreilen des Lenkmotors gegenüber der Lenkhandraddrehung keine entsprechende Reaktion des Lenkventils eintreten kann, um der Synchronisationsstörung entgegenzuwirken. In a steering system known from DE-PS 28 07 464 you design the spool of the steering valve so that in the Neutral position of the slide, the damping effect remains small. In this way, the automatic steering return is almost unhindered. But since there is a damping effect in the Shift positions of the control spool occurs, the Steering return already with a relatively small Braking torque on the steering handwheel must be severely impaired. This is due to the fact that the braking torque of Control spool adjusted, control edges one as damping acting throttle point. That displaced from the steering motor Pressure oil must then flow back through this restriction. At high steering speeds also result in large pressure drops on because a large oil flow must flow through the throttle. These pressure losses are misleading by the steering wheel driven metering pump before a high steering resistance, so that if the steering motor is ahead of the Steering handwheel rotation no corresponding reaction of the steering valve can occur to counteract the synchronization disturbance.

Auch aus der DE-PS 23 34 365 geht ein Lenkventil für eine hydrostatische Lenkanlage als bekannt hervor, bei dem Steuerbunde, Steuernuten und Steuerkanten sowohl zur Abdichtung als auch zur Drosselung des Drucköls dienen. Dieses Lenkventil hat die Aufgabe, eine bestimmte Druckregelkennlinie zu erzeugen. Durch einen flachen Anstieg der Kennlinie sollen die auftretenden Druckschwingungen abgebaut werden. Ein Nachteil einer solchen Ausführung liegt darin, daß man den Anstieg der Kennlinie nicht beliebig flach wählen kann. Dies ist nur möglich durch eine Vergrößerung des Lenkventil-Kolbenweges, wodurch sich die Lenkpräzision verschlechtert. Da man die in Frage kommenden Lenkanlagen häufig mit einem Druckölstrom versorgt, dessen Höhe sich mit der Drehzahl des Pumpenantriebs verändert, ist der gewünschte flache Anstieg ohnehin nur für einen bestimmten Betriebspunkt der Anlage möglich.From DE-PS 23 34 365 there is a steering valve for one hydrostatic steering system as known, in which Control collars, control grooves and control edges both for sealing and also serve to throttle the pressure oil. This steering valve has the task of generating a specific pressure control characteristic. By a flat increase in the characteristic curve, the occurring Pressure vibrations are reduced. A disadvantage of one Execution lies in the fact that one cannot increase the characteristic curve can choose any flat. This is only possible through a Enlargement of the steering valve piston travel, which increases the Steering precision deteriorated. Since you are the one in question Steering systems are often supplied with a pressure oil flow, the height of which changes with the speed of the pump drive is the desired flat rise anyway only for a certain one Operating point of the system possible.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Dämpfungseinrichtung für eine hydrostatische Lenkanlage vorzuschlagen, welche weder hohe Druckverluste erzeugt, noch die Synchronisationseigenschaften der Lenkung nachteilig beeinflußt. Die vorgeschlagene Dämpfung soll außerdem in jedem Betriebspunkt der Lenkanlage wirksam sein.It is therefore an object of the invention to Damping device for a hydrostatic steering system to propose which neither produces high pressure losses, nor the Synchronization properties of the steering adversely affected. The proposed damping should also be at every operating point the steering system to be effective.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 bis 9 gelöst.This object is due to the features of claims 1 to 9 solved.

Nach der Erfindung sieht man in der Zulaufleitung zur hydrostatischen Lenkanlage ein Dämpfungsventil vor. Ein Ventilkolben des Dämpfungsventils blockiert eine von der Zulaufleitung zur Dosierpumpe geführte Zweigleitung in seiner durch Federkraft zentrierten Mittenstellung. Bei einer Druckanregelung infolge einer Verstellbewegung des Lenkventils öffnet am Ventilkolben ein Strömungsquerschnitt zur Zweigleitung der Dosierpumpe. Durch diese Anordnung erreicht man, daß sich eine schnelle Druckänderung in der Zulaufleitung bei einer Volumenaufnahme der Dosierpumpe nur verzögert in der Zweigleitung ausbilden kann. Dadurch lassen sich Schwingungen in der Lenkanlage zuverlässig dämpfen. Treten Druckschwingungen ohne Drehbewegungen am Lenkhandrad auf, dann ist die Dämpfung unendlich hoch, da der Ventilkolben unabhängig vom mittleren Absolutdruck in der Zulaufleitung in der blockierten Mittenstellung verharrt, und somit die Zulaufleitung von der Zweigleitung trennt. Die Anordnung des Dämpfungsventils in der Zulaufleitung zum Lenkventil hat den weiteren Vorteil, daß dieses für beide Lenkrichtungen nur einmal vorhanden sein muß.According to the invention you can see in the feed line hydrostatic steering system before a damping valve. A Valve piston of the damping valve blocks one of the Inlet line to the dosing pump led branch line in his centered position by spring force. At a Pressure control as a result of an adjustment movement of the steering valve opens a flow cross-section to the branch line at the valve piston the dosing pump. This arrangement ensures that a rapid pressure change in the supply line at one Volume consumption of the metering pump only delayed in the branch line can train. This allows vibrations in the Steam steering system reliably. Occur pressure vibrations without Rotation movements on the steering handwheel on, then the damping infinitely high because the valve piston is independent of the middle one Absolute pressure in the inlet line in the blocked Center position persists, and thus the supply line from the Branch line separates. The arrangement of the damping valve in the Inlet line to the steering valve has the further advantage that this only has to be available once for both steering directions.

Zur Druckbetätigung ist an jeder Stirnseite des Dämpfungskolbens eine Federkammer angeordnet, wobei eine der Kammern mit der Zulaufleitung und die andere Kammer mit der zur Dosierpumpe geführten Zweigleitung in Verbindung steht. Eine der beiden Verbindungen enthält eine Drossel. Durch diese Maßnahme vermeidet man ein schlagartiges Verschieben des Dämpfungskolbens. Prallel zu dieser Drossel ist ein Rückschlagventil angeordnet, so daß bei einer Bewegung des Dämpfungskolbens in Schließrichtung ein schneller Ölaustausch aus der zugehörigen Kammer möglich ist.To actuate the pressure is on each face of the Damping piston arranged a spring chamber, one of the Chambers with the inlet line and the other chamber with the for Dosing pump guided branch line is connected. One of the a throttle contains both connections. By this measure to avoid sudden displacement of the damping piston. A check valve is arranged parallel to this throttle, so that when the damping piston moves in the closing direction a quick oil exchange from the associated chamber is possible.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sieht man vor, daß der Strömungsquerschnitt von der Zulaufleitung zur Zweigleitung über eine steuerbare Nut und eine Axialbohrung im Dämpfungskolben herstellbar ist. Der durch den Dämpfungskolben freigegebene Strömungsquerschnitt von der Servopumpe zur Dosierpumpe vergrößert sich dabei allmählich mit dem Verschiebeweg. Ein öffnen des Dämpfungsventils in Strömungsrichtung des Drucköls von der Zulaufleitung zur Zweigleitung der Dosierpumpe findet daher nur verzögert statt.In a further embodiment of the invention one provides that the flow cross-section from the feed line to the branch line via a controllable groove and an axial bore in the damping piston can be produced. The one released by the damping piston Flow cross-section from the servo pump to the metering pump it gradually increases with the displacement. A open the damping valve in the direction of flow of the pressure oil from the feed line to the branch line of the metering pump therefore takes place only delayed instead.

Der Dämpfungskolben läßt sich außerdem so ausführen, daß dieser für den selbsttätigen Lenkungsrücklauf eine weitere Funktion übernimmt. Dabei ist der Druck in der Zweigleitung höher als in der Zulaufleitung und der Dämpfungskolben verschiebt sich entgegengesetzt zur Öffnungsrichtung. Man sieht deshalb eine weitere mit der Axialbohrung des Dämpfungskolbens verbundene steuerbare Nut vor, die an die Zulaufleitung anschließbar ist. Durch diese Maßnahme kann vom Lenkmotor über die Dosierpumpe ausgeschobenes Öl über das in Neutralstellung befindliche Lenkventil zum Tank abfließen.The damping piston can also be designed so that this Another function for the automatic steering return takes over. The pressure in the branch line is higher than in the supply line and the damping piston move opposite to the opening direction. So you see one others connected to the axial bore of the damping piston controllable groove that can be connected to the inlet line. This measure can be taken from the steering motor via the metering pump Oil pushed out over the one in neutral position Drain the steering valve to the tank.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Further details of the invention are based on the drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ein Ölschema einer hydrostatischen Lenkanlage nach dem Stand der Technik in einer Auslenkstellung des Lenkventils; Fig. 1 is a schematic of an oil hydrostatic steering system according to the prior art in a deflected position of the steering valve;

Fig. 2 ein Dämpfungsventil nach der Erfindung schematisch; Figure 2 shows a damping valve according to the invention schematically.

Fig. 3 eine hydrostatische Lenkanlage mit dem Dämpfungsventil in vereinfachter Darstellung. Fig. 3 shows a hydrostatic steering system with the damping valve in a simplified representation.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem läßt sich am Stand der Technik der Fig. 1 verdeutlichen. Das Schema zeigt der besseren Übersichtlichkeit wegen eine hydrostatische Lenkanlage HL in einer Auslenkstellung. Aus Vereinfachungsgründen ist ein Lenkventil 2 als Verstelldrossel gezeichnet. Der Ölstrom einer Servopumpe 1 wird am Lenkventil 2 mit steigendem Betätigungsmoment an einem Lenkhandrad 3 gedrosselt. Als Folge davon steigt der Druck in einer Zulaufleitung 4 zwischen der Servopumpe 1 und dem Lenkventil 2 an. An die Zulaufleitung 4 schließt eine zu einer Zulaufseite einer Dosierpumpe 5 geführte Leitung 6 an. Eine Ablaufseite der Dosierpumpe 5 steht über eine Leitung 7 mit einem Druckraum 8 A eines Lenkmotors 8 in Verbindung. Der andere Druckraum 8 B ist über eine Leitung 9 mit einem Tank 10 verbunden. Druckänderungen am Lenkventil 2 können auch ohne entsprechende Kolbenbewegungen im Lenkmotor 8 über Elastizitäten in den Druckräumen 8 A und 8 B und in der Leitung 7 zu kleinen Bewegungen der Dosierpumpe 5 führen. Diese Bewegungen beeinflussen wiederum über eine mechanische Verbindung 11 den Durchflußquerschnitt am Lenkventil 2. Auf diese Weise entsteht ein schwingfähiges System. Entsprechend der Bewegung der Dosierpumpe 5 verschiebt sich in den Leitungen 6 und 7 ein Druckölstrom hin und her. In ähnlicher Weise können sich auch Druckschwingungen während eines Lenkvorgangs ausbilden. Dabei überlagern Drehschwingungen die Drehbewegung der Dosierpumpe 5, d. h., der Druckölstrom in den Leitungen 6 und 7 ist schwellend. Da bei Druckschwingungen gleichzeitig Stromänderungen in den Leitungen 6 und 7 auftreten, könnte man dort durch den Einbau von Rückschlagventilen eine Dämpfungswirkung erzielen. Bei einer solchen Maßnahme wäre es jedoch von Nachteil, daß ein Rückschlagventil bei schwellender Druckölstromänderung keine Dämpfungswirkung hat, und der selbsttätige Lenkungsrücklauf unterbunden wäre. Beim selbsttätigen Lenkungsrücklauf muß das vom Lenkmotor 8 ausgeschobene Drucköl über die Leitung 7 zur Dosierpumpe 5 und von dort über die Leitung 6 und das Lenkventil 2 zum Tank 10 zurückfließen können.The problem underlying the invention can be illustrated in the prior art in FIG. 1. For better clarity, the diagram shows a hydrostatic steering system HL in a deflected position. For reasons of simplification, a steering valve 2 is drawn as an adjustment throttle. The oil flow of a servo pump 1 is throttled on the steering valve 2 with increasing actuating torque on a steering handwheel 3 . As a result, the pressure in an inlet line 4 increases between the servo pump 1 and the steering valve 2 . A line 6 led to an inlet side of a metering pump 5 connects to the inlet line 4 . An outlet side of the metering pump 5 is connected via a line 7 to a pressure chamber 8 A of a steering motor 8 . The other pressure chamber 8 B is connected to a tank 10 via a line 9 . Pressure changes at the steering valve 2 can also lead to small movements of the metering pump 5 without corresponding piston movements in the steering motor 8 via elasticities in the pressure chambers 8 A and 8 B and in the line 7 . These movements in turn influence the flow cross section at the steering valve 2 via a mechanical connection 11 . In this way, an oscillatory system is created. In accordance with the movement of the metering pump 5, a pressure oil flow moves back and forth in lines 6 and 7 . In a similar way, pressure vibrations can also develop during a steering process. Here, torsional vibrations superimpose the rotary motion of the metering pump 5 , ie the pressure oil flow in the lines 6 and 7 is swelling. Since current changes occur in lines 6 and 7 during pressure fluctuations at the same time, a damping effect could be achieved there by installing check valves. With such a measure, however, it would be disadvantageous that a check valve has no damping effect when the pressure oil flow changes, and the automatic steering return would be prevented. In the case of automatic steering return, the pressure oil pushed out by the steering motor 8 must be able to flow back to the tank 10 via the line 7 to the metering pump 5 and from there via the line 6 and the steering valve 2 .

Würde man zu Dämpfungszwecken in die Leitungen 6 und 7 feste Drosselstellen einbauen, dann ließen sich Schwingungen sowohl bei wechselnden als auch bei schwellenden Druckölströmen unterbinden. Diese Maßnahme wäre jedoch deshalb ungünstig, weil der gesamte Druckölstrom zum Lenkmotor 8 über die Drosselstellen fließen müßte. Dieser Druckölstrom verhält sich proportional zur Drehgeschwindigkeit am Lenkhandrad. Er kann daher von Null bis zu einem maximalen Strom in einen weiten Bereich schwanken. Wählt man die Drosselstellen in den Leitungen 6 und 7 so klein, daß sich eine gute Dämpfungswirkung ergibt, dann entsteht bei maximaler Lenkgeschwindigkeit ein hoher Druckverlust.If you would install fixed throttling points in lines 6 and 7 for damping purposes, then vibrations could be prevented with changing as well as with swelling pressure oil flows. However, this measure would be unfavorable because the entire pressure oil flow to the steering motor 8 would have to flow via the throttle points. This pressure oil flow is proportional to the speed of rotation on the steering handwheel. It can therefore fluctuate in a wide range from zero to a maximum current. If you choose the throttling points in lines 6 and 7 so small that a good damping effect results, then there is a high pressure loss at maximum steering speed.

Die Fig. 2 läßt erkennen, daß nach der Erfindung in der Leitung 6 ein Dämpfungsventil 16 eingesetzt ist. Das Dämpfungsventil 16 besteht aus einem als Druckwaage wirkenden Dämpfungskolben 12, den Federn 13 und 14 in einer Mittenstellung halten. In dieser Mittenstellung unterbricht der Dämpfungskolben 12 die Leitung 6. Regelt man am Lenkventil 2 durch Drehen des Lenkhandrades 3 einen Druck an, dann wirkt dieser Druck auch in der mit der Servopumpe 1 verbundenen Leitung 6. Über eine Blende 15 steht dieser Druck auf der linken Stirnseite des Dämpfungskolbens 12. Die rechte Stirnseite des Dämpfungskolbens 12 ist mit einer zur Dosierpumpe 5 führenden Leitung 6 A verbunden. Der angeregelte Druck auf der linken Stirnseite verschiebt den Dämpfungskolben 12 nach rechts, so daß die Leitungen 6 und 6 A miteinander in Verbindung treten. Die Geschwindigkeit, mit welcher sich der Dämpfungskolben 12 nach rechts verschiebt, bestimmt überwiegend die Größe der Blende 15. Die Geschwindigkeit, mit welcher sich der Strömungsquerschnitt zwischen den Leitungen 6 und 6 A vergrößert, läßt sich durch die Gestaltung der miteinander korrespondierenden Steuerkanten festlegen. Auf diese Weise lassen sich schnelle Druckänderungen bei Lenkvorgängen in der zur Dosierpumpe 5 führenden Leitung 6 A abbauen. Druckschwingungen, die bei Lenkbewegungen auftreten und einen schwellenden Ölstrom in der Leitung 6 erzeugen, lassen sich gleichfalls dämpfen, da sich der Verbindungsquerschnitt der Leitungen 6 und 6 A nur verzögert vergrößert. Damit ist ein schneller Stromanstieg in der Leitung 6 vorübergehend gedrosselt. Die Dämpfung wirkt also auch bei dynamischen Vorgängen. Fig. 2 shows that according to the invention, a damping valve 16 is used in line 6 . The damping valve 16 consists of a damping piston 12 which acts as a pressure compensator and which hold the springs 13 and 14 in a central position. In this center position, the damping piston 12 interrupts the line. 6 If one regulates a pressure on the steering valve 2 by turning the steering handwheel 3 , then this pressure also acts in the line 6 connected to the servo pump 1 . Via an orifice 15 , this pressure is on the left end face of the damping piston 12 . The right end of the damping piston 12 is connected to a line 6 A leading to the metering pump 5 . The regulated pressure on the left front side shifts the damping piston 12 to the right so that the lines 6 and 6 A come into contact with each other. The speed at which the damping piston 12 moves to the right mainly determines the size of the diaphragm 15 . The speed at which the flow cross section between the lines 6 and 6 A increases can be determined by the design of the control edges corresponding to one another. In this way, rapid pressure changes during steering processes in the line 6 A leading to the metering pump 5 can be reduced. Pressure fluctuations that occur during steering movements and produce a swelling oil flow in line 6 can also be damped, since the connection cross section of lines 6 and 6 A increases only after a delay. A rapid current rise in line 6 is thus temporarily throttled. The damping is also effective in dynamic processes.

Bei statischen Betriebszuständen ist der Druckverlust am Dämpfungsventil 16 gering, weil zum Verschieben des Ventilkolbens 12 nach rechts nur ein Differenzdruck erforderlich ist, der der Federkraft dividiert durch den Dämpfungskolbenquerschnitt entspricht. Eine weitere Erhöhung der Dämpfungswirkung läßt sich durch ein parallel zur Blende 15 angeordnetes Rückschlagventil 19 erzielen. Dieses Rückschlagventil bewirkt, daß sich der Dämpfungskolben 12 bei einem dynamischen Absinken des Ölstromes in der Leitung 6 schnell nach links bewegen kann. Der Verbindungsquerschnitt zwischen den Leitungen 6 und 6 A schließt sich dann sehr schnell auf einen für den kleinsten Augenblicksstrom passenden Wert. Erhöht sich anschließend der Ölstrom in der Leitung 6, dann stellt sich sofort die volle Dämpfungswirkung ein. In static operating states, the pressure loss at the damping valve 16 is low because all that is required to move the valve piston 12 to the right is a differential pressure which corresponds to the spring force divided by the cross-section of the damping piston. A further increase in the damping effect can be achieved by a check valve 19 arranged parallel to the orifice 15 . This check valve causes the damping piston 12 to move quickly to the left when the oil flow in the line 6 drops dynamically. The connection cross section between the lines 6 and 6 A then closes very quickly to a value suitable for the smallest instantaneous current. Then increases the oil flow in line 6 , then the full damping effect is immediately set.

Bei einem selbsttätigen Rücklauf der gelenkten Räder in die Geradeausfahrtstellung fließt das Öl in der Leitung 6 A in der entgegengesetzten Richtung, also auf die Seite der Feder 14. Der Dämpfungskolben 12 bewegt sich dann aus der gezeichneten Mittenstellung heraus nach links. Damit ist eine ungedrosselte Verbindung von der Leitung 6 A zur Leitung 6 möglich. Dieser Vorgang ist später anhand der Fig. 3 noch ergänzend erläutert.When the steered wheels automatically return to the straight-ahead position, the oil flows in line 6 A in the opposite direction, that is to say on the side of the spring 14 . The damping piston 12 then moves out of the center position shown to the left. An unthrottled connection from line 6 A to line 6 is thus possible. This process is explained in more detail later with reference to FIG. 3.

Die Fig. 3 zeigt einen Einbau des erfindungsgemäßen Dämpfungsventils in einer hydrostatischen Lenkeinrichtung. Die in Fig. 1 und 2 bereits vergebenen Bezugsziffern wurden in Fig. 3 weiterverwendet. Solche Lenkeinrichtungen sind bis auf das Dämpfungsventil 16 allgemein bekannt, so daß die anschließende Beschreibung lediglich einen groben Überblick gibt. FIG. 3 shows an installation of the damping valve of the invention in a hydrostatic steering device. The reference numbers already assigned in FIGS . 1 and 2 were used further in FIG. 3. Steering devices of this type are generally known except for the damping valve 16 , so that the following description only provides a rough overview.

Eine an ein Lenkhandrad angeschlossene Lenkspindel 17 steht über ein Zentrierelement 18 und eine Gelenkwelle 20 mit einem Rotor 21 in Verbindung. Der Rotor 21 bildet zusammen mit einem Stator 22 die Dosierpumpe 5. Ein Stift 23 verbindet einen Lenkventilkolben 24 des Lenkventils drehfest mit der Gelenkwelle 20. Die Lenkspindel 17 kann über das Zentrierelement 18 in beiden Drehrichtungen gegenüber der Gelenkwelle 20 und dem Ventilkolben 24 eine Relativdrehung ausführen. Das Zentrierelement 18 ist dabei so aufgebaut, daß es ohne Einwirkung von äußeren Kräften die Lenkspindel 1 und die Gelenkwelle 20 in eine bestimmte Lage zueinander bringt. Der Ventilkolben 24 hat einen Gewindegang 25, der in einer entsprechenden Nut der Lenkspindel 17 gleitet. Verdreht man die Lenkspindel 17 am Lenkhandrad relativ zum Ventilkolben 24, dann verschiebt sich dieser axial in einem Gehäuse 26. Mit Hilfe von Stegen und Nuten in Gehäuse 9 und am Ventilkolben 24 benutzt man dessen Verstellweg dazu, die Druckölströme je nach Drehrichtung des Lenkhandrades umzusteuern bzw. den zum Lenken erforderlichen Druck anzuregeln. Der Strom der Servopumpe 1 fließt von der Zulaufleitung 4 in eine Ringnut 27. In der gezeichneten Neutralstellung des aus dem Gehäuse 26 und dem Ventilkolben 24 gebildeten Lenkventils 2 fließt der Druckölstrom über Ringnuten 28 und 29 und eine Rücklaufleitung 30 zum Tank 10. An zwei weitere Ringnuten 31 und 32 ist der Lenkmotor 8 angeschlossen. Die Dosierpumpe 5 hat mit Axialnuten 33 und 34 Verbindung. Verstellt man den Ventilkolben 24 bei einer Lenkbewegung z. B. nach links, dann verkleinert sich durch die Stege der Abströmquerschnitt zwischen der Ringnut 27 und den Ringnuten 28 und 29. Dadurch steigt der Druck in der Zulaufleitung 4 an. Gleichzeitig werden mit der Axialnut 33 verbundene und sich vergrößernde Kammern der Dosierpumpe 5 mit einem Ringraum 35 verbunden. Drucköl ausschiebende Kammern der Dosierpumpe 5 sind über die Axialnut 34 mit der Ringnut 32 verbunden, so daß das Drucköl zum Druckraum 8 A des Lenkmotors 8 fließen kann. Die Ringnut 31, an welche der andere Druckraum 8 B des Lenkmotors 8 angeschlossen ist, hat mit der Ringnut 28 und über die Rücklaufleitung 30 mit dem Tank 10 Verbindung. Der Kolben des Lenkmotors 8 bewegt sich also nach links.A steering spindle 17 connected to a steering handwheel is connected to a rotor 21 via a centering element 18 and an articulated shaft 20 . The rotor 21 , together with a stator 22, forms the metering pump 5 . A pin 23 connects a steering valve piston 24 of the steering valve to the propeller shaft 20 in a rotationally fixed manner. The steering spindle 17 can make a relative rotation in both directions of rotation with respect to the cardan shaft 20 and the valve piston 24 via the centering element 18 . The centering element 18 is constructed so that it brings the steering spindle 1 and the propeller shaft 20 to one another in a certain position without the action of external forces. The valve piston 24 has a thread 25 which slides in a corresponding groove in the steering spindle 17 . If the steering spindle 17 is rotated on the steering handwheel relative to the valve piston 24 , then this moves axially in a housing 26 . With the help of webs and grooves in the housing 9 and on the valve piston 24 , its adjustment path is used to change the pressure oil flows depending on the direction of rotation of the steering handwheel or to regulate the pressure required for steering. The current of the servo pump 1 flows from the feed line 4 into an annular groove 27 . In the drawn neutral position of the steering valve 2 formed from the housing 26 and the valve piston 24 , the pressure oil flow flows via annular grooves 28 and 29 and a return line 30 to the tank 10 . The steering motor 8 is connected to two further ring grooves 31 and 32 . The metering pump 5 is connected to axial grooves 33 and 34 . Adjusting the valve piston 24 during a steering movement z. B. to the left, then decreases through the webs of the outflow cross section between the annular groove 27 and the annular grooves 28 and 29th As a result, the pressure in the feed line 4 increases . At the same time, chambers of the metering pump 5, which are connected to the axial groove 33 and enlarge, are connected to an annular space 35 . Pressure oil-pushing chambers of the metering pump 5 are connected to the annular groove 32 via the axial groove 34 , so that the pressure oil can flow to the pressure chamber 8 A of the steering motor 8 . The annular groove 31 , to which the other pressure chamber 8 B of the steering motor 8 is connected, is connected to the annular groove 28 and via the return line 30 to the tank 10 . The piston of the steering motor 8 thus moves to the left.

Der Ringraum 35 steht über am Zentrierelement 18 und an der Lenkspindel 17 vorbeiführende Spalte mit einem weiteren Ringraum 36 in Verbindung. Dieser Ringraum 36 schließt an eine Zweigleitung 6 an, die in eine stirnseitige Kammer 38 des Dämpfungskolbens 12 führt. Eine gegenüberliegende stirnseitige Kammer 37 hat über die Blende 15 und das Rückschlagventil 19 mit der Zulaufleitung 4 Verbindung. In den beiden Kammern 37 und 38 sitzen die Federn 13 bzw. 14, die den Dämpfungskolben 12 in seiner Mittenlage halten. Die von der Servopumpe 1 zur Ringnut 27 führende Zulaufleitung 4 schließt an eine Ringnut 39 des Dämpfungsventils 16 an. Im Dämpfungskolben 12 befindet sich eine Nut 40, die mit der Ringnut 39 zusammenwirkt. Die Nut 40 hat über eine kurze Radialbohrung 43 sowie eine Axialbohrung 42 mit der an die Zulaufleitung 4 anschließbaren Leitung 6, im folgenden mit Zweigleitung 6 bezeichnet, Verbindung. In der gezeichneten Mittenlage blockiert der Dämpfungskolben 12 die Zulaufleitung 4. The annular space 35 is connected to a further annular space 36 by way of gaps leading past the centering element 18 and the steering spindle 17 . This annular space 36 connects to a branch line 6 , which leads into an end chamber 38 of the damping piston 12 . An opposite end chamber 37 has a connection to the inlet line 4 via the orifice 15 and the check valve 19 . In the two chambers 37 and 38 sit the springs 13 and 14 , respectively, which hold the damping piston 12 in its central position. The inlet line 4 leading from the servo pump 1 to the annular groove 27 connects to an annular groove 39 of the damping valve 16 . In the damping piston 12 there is a groove 40 which interacts with the annular groove 39 . The groove 40 has a short radial bore 43 and an axial bore 42 with the line 6 connectable to the inlet line 4, hereinafter referred to as branch line 6 , connection. In the center position shown, the damping piston 12 blocks the inlet line 4 .

Erhöht sich der Druck in der Zulaufleitung 4 durch Verschieben des Ventilkolbens 24, dann wirkt dieser Druck auf die linke Stirnseite (Kammer 37) des Dämpfungskolbens 12. Nimmt die Dosierpumpe 5 Drucköl auf, so verschiebt sich der Dämpfungskolben 12 nach rechts. Es kommt eine Verbindung von der Ringnut 39 zur Nut 40 zustande. Der Dämpfungskolben 12 verschiebt sich so weit nach rechts, bis das Druckgefälle zwischen der Ringnut 39 und der Nut 40 der Kraft der Feder 13 dividiert durch die Querschnittsfläche des Dämpfungskolbens 12 entspricht. Da das Drucköl über die Blende 15 fließen muß, erfolgt die Verschiebung des Dämpfungskolbens 12 in Abhängigkeit vom Querschnitt der Blende mehr oder weniger stark verzögert. Daraus folgt, daß bei einer schnellen Druckerhöhung in der Zulaufleitung 4 die Verbindung zwischen der Servopumpe 10 und der Dosierpumpe 5 allmählich zustande kommt. Führt man den Dämpfungskolben 12 so aus (Steuerkante an Nut 40), daß sich sein Durchlaufquerschnitt mit dem Verschiebeweg nach rechts nur langsam vergrößert, dann entspricht einem Strom Q 1 von der Zulaufleitung 4 zur Zweigleitung 6, ausgehend von der Mittenstellung ein Kolbenweg S 1, und einem Strom Q 2 ein sich vom Kolbenweg S 1 deutlich unterscheidender Weg S 2. Treten dabei Druckschwankungen in der Zulaufleitung 4 auf, auf welche die Dosierpumpe 5 durch nterschiedliche Stromaufnahme reagiert, dann kann eine Reaktion der Dosierpumpe 5 auf einen steigenden Druck in der Zulaufleitung 4 nur gedämpft erfolgen, weil sich der Öffnungsquerschnitt für den Ölstrom durch die verzögerte Bewegung des Dämpfungskolbens 12 nach rechts nur allmählich vergrößert. Die kombinierte Anwendung der Blende 15 mit der speziell ausgeführten Steuerkante an der Nut 40 erlaubt es, die Dämpfungswirkung in weiten Grenzen zu variieren.If the pressure in the inlet line 4 increases due to displacement of the valve piston 24 , then this pressure acts on the left end face (chamber 37 ) of the damping piston 12 . If the metering pump 5 absorbs pressure oil, the damping piston 12 moves to the right. There is a connection from the annular groove 39 to the groove 40 . The damping piston 12 moves to the right until the pressure drop between the annular groove 39 and the groove 40 corresponds to the force of the spring 13 divided by the cross-sectional area of the damping piston 12 . Since the pressure oil must flow through the orifice 15 , the displacement of the damping piston 12 is more or less delayed depending on the cross section of the orifice. It follows that with a rapid pressure increase in the feed line 4, the connection between the servo pump 10 and the metering pump 5 gradually comes about. If the damping piston 12 is designed (control edge at groove 40 ) in such a way that its flow cross-section increases only slowly with the displacement path to the right, then a current Q 1 from the inlet line 4 to the branch line 6 corresponds to a piston path S 1 starting from the central position, and a current Q 2 is a path S 2 which differs significantly from the piston path S 1 . If pressure fluctuations occur in the supply line 4 , to which the metering pump 5 reacts by different current consumption, then a reaction of the metering pump 5 to an increasing pressure in the supply line 4 can only be damped because the opening cross-section for the oil flow due to the delayed movement of the Damping piston 12 only gradually increased to the right. The combined use of the screen 15 with the specially designed control edge on the groove 40 allows the damping effect to be varied within wide limits.

Der aus Lenkventilkolben 24 und Dosierpumpe 5 bestehende Regelkreis enthält somit eine Dämpfungseinrichtung, welche bei einer dynamischen Druckerhöhung in der Zulaufleitung 4 und daraus entstehenden Stromschwankungen wirksam ist. Da eine erhöhte Drosselung des Ölstromes von der Zulaufleitung 4 zur Zweigleitung 6 nur kurzzeitig eintritt, bleiben die statischen Druckverluste der Dämpfungseinrichtung klein. Durch das parallel zur Blende 15 angeordnete Rückschlagventil 19 läßt sich die Dämpfungswirkung noch verbessern. Das Rückschlagventil 19 ermöglicht bei absinkendem Druckölstrom zu der Dosierpumpe 5 eine schnelle Bewegung des Dämpfungskolbens 12 nach links. Dadurch ist bei einem nachfolgenden Stromanstieg die Dämpfungswirkung sofort wieder vorhanden.The control circuit consisting of steering valve piston 24 and metering pump 5 thus contains a damping device which is effective in the event of a dynamic pressure increase in the feed line 4 and the resulting current fluctuations. Since an increased throttling of the oil flow from the feed line 4 to the branch line 6 occurs only briefly, the static pressure losses of the damping device remain small. The damping effect can be further improved by the check valve 19 arranged parallel to the orifice 15 . The check valve 19 allows a rapid movement of the damping piston 12 to the left when the pressure oil flow to the metering pump 5 drops. As a result, the damping effect is immediately available again in the event of a subsequent current increase.

Da der Lenkmotor 8 in der in Fig. 3 gezeichneten Ausführung in der Neutralstellung des Lenkventils 2 nicht blockiert ist, können die gelenkten Räder selbsttätig in ihre Geradeausfahrtstellung zurücklaufen. Aus diesem Grunde benötigt man im Dämpfungskolben 12 eine weitere Nut 41, die über eine Bohrung 44 gleichfalls an die Axialbohrung 42 angeschlossen ist. Durch die Rücklaufbewegung treibt der Lenkmotor 8 die Dosierpumpe 5 an. Da die Drehmomente am Lenkhandrad trotz Zurücklaufen der Räder ihre Richtung, wie beim Kurveneinlenken, beibehalten, ändert sich die Stellung des Ventilkolbens 24 nicht. Die Druckölströme über das Lenkventil 2 wechseln jedoch ihre Richtung, d. h., von der Zweigleitung 6 muß Drucköl zur Zulaufleitung 4 strömen können. Da der Druck in der Zweigleitung 6 in diesem Falle größer als in der Zulaufleitung 4 ist, verschiebt sich der Dämpfungskolben 12 nach links. Diese Bewegung läßt das Rückschlagventil 19 zu. Dadurch, daß die Nut 41 mit der Nut 39 in Verbindung tritt, läßt sich schnell ein ungedrosselter Durchlauf von der Zweigleitung 6 zur Zulaufleitung 4 und damit auch zum Tank 10 herstellen. Bei diesem Vorgang ist keine Dämpfung erforderlich.Since the steering motor 8 in the embodiment shown in FIG. 3 is not blocked in the neutral position of the steering valve 2 , the steered wheels can automatically return to their straight-ahead driving position. For this reason, a further groove 41 is required in the damping piston 12 , which is also connected to the axial bore 42 via a bore 44 . The steering motor 8 drives the metering pump 5 by the return movement. Since the torques on the steering handwheel maintain their direction despite the wheels turning back, as when cornering, the position of the valve piston 24 does not change. However, the pressure oil flows via the steering valve 2 change direction, ie, pressure oil must be able to flow from the branch line 6 to the inlet line 4 . Since the pressure in the branch line 6 is greater in this case than in the feed line 4 , the damping piston 12 moves to the left. This movement allows the check valve 19 . Because the groove 41 communicates with the groove 39 , an unthrottled passage from the branch line 6 to the inlet line 4 and thus also to the tank 10 can be quickly established. No damping is required in this process.

Um Druckspitzen bei schnellen Lenkvorgängen zu vermeiden oder zu verringern, kann es günstig sein, bereits in der Mittenstellung des Dämpfungskolbens 12, eine z. B. als Bohrung 45 ausgeführte enge Verbindung zwischen der Zulaufleitung 4 und der Zweigleitung 6 vorzusehen. Wählt man diese Verbindung so klein, daß sich durch ihre starke Drosselwirkung Schwingungen vermeiden lassen, dann ist diese Drosselwirkung für die Dämpfungseigenschaften des Dämpfungsventils 11 nicht nachteilig. To pressure peaks to avoid during rapid steering operations or decrease, it may be convenient, already in the middle position of the damping piston 12, a z. B. designed as a bore 45 close connection between the feed line 4 and the branch line 6 . If you choose this connection so small that vibrations can be avoided by its strong throttling effect, then this throttling effect is not disadvantageous for the damping properties of the damping valve 11 .

BezugszeichenReference numerals

1 Servopumpe
2 Lenkventil
3 Lenkhandrad
4 Zulaufleitung
5 Dosierpumpe
6 Leitung (Zweigleitung)
6 A Leitung (Zweigleitung)
7 Leitung
8 Lenkmotor
8 A Druckraum
8 B Druckraum
9 Leitung
10 Tank
11 mechanische Verbindung
12 Dämpfungskolben
13 Feder
14 Feder
15 Blende
16 Dämpfungsventil
17 Lenkspindel
18 Zentrierelement
19 Rückschlagventil
20 Gelenkwelle
21 Motor
22 Stator
23 Stift
24 Lenkventilkolben
25 Gewindegang
26 Gehäuse
27 Ringnut
28 Ringnut
29 Ringnut
30 Rücklaufleitung
31 Ringnut
32 Ringnut
33 Axialnut
34 Axialnut
35 Ringraum
36 Ringraum
37 stirnseitige Kammer
38 stirnseitige Kammer
39 Ringnut
40 Nut
41 Nut
42 Axialbohrung
43 Radialbohrung
44 Radialbohrung
HL Hydrostatische Lenkung 1 servo pump
2 steering valve
3 steering wheel
4 inlet pipe
5 dosing pump
6 line (branch line)
6 A line (branch line)
7 line
8 steering motor
8 A pressure chamber
8 B pressure chamber
9 line
10 tank
11 mechanical connection
12 damping pistons
13 spring
14 spring
15 aperture
16 damping valve
17 steering spindle
18 centering element
19 check valve
20 cardan shaft
21 engine
22 stator
23 pin
24 steering valve pistons
25 thread
26 housing
27 ring groove
28 ring groove
29 ring groove
30 return line
31 ring groove
32 ring groove
33 axial groove
34 axial groove
35 annulus
36 annulus
37 end chamber
38 front chamber
39 ring groove
40 groove
41 groove
42 axial bore
43 radial bore
44 radial bore
HL hydrostatic steering

Claims

1. Hydrostatic power steering device with the following features:

- To generate a pressure oil flow, a servo pump is available which feeds into an inlet line;
- The inlet line can be connected to a steering motor via a steering valve adjustable by the rotary movement on a steering handwheel and a metering pump which can also be driven by the rotary movement;
a branch line leading to the metering pump can be connected to the feed line,

characterized by the following features:

- The inlet line ( 4 ) to the hydrostatic steering ( HL ) contains a damping valve ( 16 );
- A valve piston ( 12 ) of the damping valve ( 16 ) blocks the branch line ( 6 ) guided to the metering pump ( 5 ) in a central position and centered by spring force (springs 13 , 14 )
- With a pressure control as a result of an adjustment movement of the steering valve ( 2 ), a flow cross section opens from the feed line ( 4 ) to the branch line ( 6 ) of the metering pump ( 5 ).

2. Hydrostatic power steering system according to claim 1, characterized in that the flow cross section from the inlet line ( 4 ) to the branch line ( 6 ) via a to an axial bore ( 42 ) connected controllable groove ( 40 ) in the damping piston ( 12 ) can be produced.

3. Hydrostatic power steering system according to claim, characterized in that the flow cross-section released by the damping piston ( 12 ) from the servo pump ( 1 ) to the metering pump ( 5 ) gradually increases with the displacement path.

4. Hydrostatic power steering system according to claim 1, characterized in that on each end face of the damping piston ( 12 ) a spring ( 13 or 14 ) containing chamber ( 37 , 38 ) is provided, and one of the chambers ( 37 ) with the inlet line ( 4 ) and the other chamber ( 38 ) is connected to the branch line ( 6 ).

5. Hydrostatic power steering system according to claim 4, characterized in that the chamber ( 37 ) via a diaphragm ( 15 ) with the supply line ( 4 ) is connected.

6. Hydrostatic power steering system according to claim 4, characterized in that the chamber ( 38 ) via a diaphragm ( 15 ) with the branch line ( 6 ) is connected.

7. Hydrostatic power steering system according to claim 5 or 6, characterized in that a parallel check valve ( 19 ) is provided for bypassing the diaphragm ( 15 ).

8. Hydrostatic power steering system according to claim 1, characterized in that the damping piston ( 12 ) has a further controllable groove ( 40 ) which is connected to the axial bore ( 42 ) during its adjustment against the opening direction and a connection from the branch line ( 6 ) to the supply line ( 4 ) or to the tank ( 10 ).

9. Embodiment of a hydrostatic power steering system according to claim 1, characterized in that in the central position of the damping piston ( 12 ) a close connection (bore 45 ) between the supply line ( 4 ) and the branch line ( 6 ) is provided.