DE4026983A1 - Servo-valve for power assisted steering system - is actuated by relative rotation between steering wheel and pinion of steering mechanism - Google Patents
Servo-valve for power assisted steering system - is actuated by relative rotation between steering wheel and pinion of steering mechanismInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen des Steuerventils einer hydraulischen Servolenkung für Kraftfahr zeuge, wobei die Drehbewegung eines Lenkrades mittels einer Lenkwelle und das Lenkmoment durch eine Relativdrehung zwi schen der Lenkwelle und einer Ritzelwelle übertragen wird und wobei das Steuerventil ein Linearschieberventil ist.The invention relates to a device for actuating the Control valve of a hydraulic power steering for motor vehicles witness, the rotational movement of a steering wheel by means of a Steering shaft and the steering torque by a relative rotation between the steering shaft and a pinion shaft is transmitted and wherein the control valve is a linear slide valve.
Aus der europäischen Patentanmeldung 03 62 592 ist eine der artige Vorrichtung bekannt, bei der ein Abschnitt der Lenk welle glockenartig ausgeführt und diese axial verschiebbar gelagert ist. Mittels Stiften in der Ritzelwelle und Kulis senführungen im glockenartigen Abschnitt der Lenkwelle wird die Relativdrehung der beiden Wellen gegeneinander in eine auf das Steuerventil übertragbare Axialbewegung umgesetzt. Da sich bei dieser Anordnung die Lenkwelle axial verschiebt, ist eine aufwendige und teure Verbindung zwischen Lenkrad und Lenkwelle nötig, damit ersteres sich nicht axial verschiebt.From European patent application 03 62 592 one of the known device in which a portion of the steering wave designed bell-shaped and this axially displaceable is stored. Using pins in the pinion shaft and coolies guides in the bell-like section of the steering shaft the relative rotation of the two shafts against each other in one implemented axial movement transferable to the control valve. There with this arrangement, the steering shaft shifts axially a complex and expensive connection between the steering wheel and Steering shaft necessary so that the former does not move axially.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine konstruktiv einfache mit wenigen Bauteilen auskommende Vorrichtung zum Betätigen des Steuerventils zu schaffen, die die bekannten Nachteile vermeidet.The object of the invention is therefore a structurally simple device with a few components to operate of the control valve to create the known disadvantages avoids.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Lenkwelle und Ritzelwelle umgreifende Hülse vorgesehen ist, die die Relativdrehung zwischen Lenkwelle und Ritzelwelle in eine Axialverschiebung umsetzt und daß die Hülse je ein Paar axial und gewendelt verlaufende Kulissenführungen aufweist, in die je ein Paar Stifte eingreift, welche fest mit der Lenkwelle bzw. der Ritzelwelle verbunden sind.The object is achieved in that a steering shaft and Pinion shaft encompassing sleeve is provided which the Relative rotation between steering shaft and pinion shaft in one Axial displacement and that the sleeve each axially a pair and has spiral guides in which each engages a pair of pins, which are fixed to the steering shaft or the pinion shaft are connected.
Eine besonders kompakte Bauform ergibt sich, wenn das Steuer ventil direkt neben der Hülse angeordnet ist und die Axial verschiebung von der Hülse unmittelbar auf den Steuerventil schieber übertragen wird, indem ein Mitnehmer am Ventilschie ber in eine umlaufende Nut der Hülse eingreift.A particularly compact design results when the steering wheel valve is located right next to the sleeve and the axial displacement from the sleeve directly to the control valve slide is transmitted by a driver on the valve slide engages in a circumferential groove of the sleeve.
In allen Fällen, in denen es aus Platzgründen nicht möglich ist, Steuerventil und Hülse direkt beieinander anzuordnen, bietet sich die in Anspruch 3 vorgeschlagene Variante an. Es ist vorgesehen, daß zur Übertragung der Axialverschiebung von der Hülse auf das Steuerventil ein Doppelhebel vorhanden ist, dessen eines Ende (Gabel) in eine umlaufende Nut der Hülse eingreift, dessen anderes Ende drehbar am Ventilschieber be festigt ist und der zwischen den beiden Enden drehbar fest gelagert ist. Durch die Lage des mittleren Drehpunktes läßt sich auch das Über- oder Untersetzungsverhältnis der Gesamt axialverschiebung einstellen.In all cases where it is not possible due to lack of space is to arrange the control valve and sleeve directly together, offers the variant proposed in claim 3. It it is provided that for the transmission of the axial displacement of there is a double lever on the sleeve on the control valve, one end (fork) in a circumferential groove of the sleeve engages, the other end of which can be rotated on the valve slide is fixed and rotatably between the two ends is stored. Due to the location of the center pivot the ratio of the overall ratio adjust axial displacement.
Dadurch, daß eine vorgespannte Schenkelfeder in einer Ausneh mung der Ritzelwelle angeordnet ist, so daß letztere sich erst nach Überwinden der Vorspannkraft gegenüber der Lenk welle verdreht, ist gewährleistet, daß die Lenkkraftunter stüzung erst oberhalb einer Ansprechschwelle einsetzt. Kleine schwache und häufig auch unbeabsichtigte Lenkbewegungen wer den also nicht verstärkt.The fact that a prestressed leg spring in a Ausneh mung the pinion shaft is arranged so that the latter itself only after overcoming the preload against the steering twisted shaft, it is ensured that the steering force below support only starts above a response threshold. Little one weak and often unintentional steering movements so not reinforced.
Die in den Ansprüchen 5 und 6 erläuterten Maßnahmen, wobei die Stifte mittels federnder Klammern nahezu spielfrei oder mittels Rollagern in die Kulissenführungen eingreifen, minimieren die Reibung und gewährleisten eine minimale Hysterese des Ventilwegs als Funktion des Lenkmoments. Zur Reibungsreduktion wird die federnde Klammer vorzugsweise aus einem Lagerwerkstoff, z. B. Lagerbronze, ausgeführt.The measures explained in claims 5 and 6, wherein the pins with spring clips almost free of play or intervene in the slide guides using roller bearings, minimize friction and ensure minimal Hysteresis of the valve travel as a function of the steering torque. To The spring clip is preferably made of friction reduction a bearing material, e.g. B. bearing bronze.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Mitnehmer am Steuerventilschieber bzw. der Doppelhebel in axialer Rich tung derart geführt ist, daß er von der Rotationsbewegung der Hülse nicht mitgenommen werden kann. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß das Steuerventil querkraftfrei betätigt wird.A further development of the invention provides that the driver on the control valve spool or the double lever in axial direction tion is guided such that it from the rotational movement of the Sleeve can not be taken. By this measure is ensures that the control valve operates without overhung loads becomes.
Die Reibungsverluste und die Hysterese werden weiter re duziert, wenn der Mitnehmer bzw. der Doppelhebel gegenüber der Hülse kugelgelagert ist.The friction losses and the hysteresis are further re reduced when the driver or the double lever opposite the sleeve is ball-bearing.
Mögliche Ausführungsformen der Erfindung sowie ihre Vorteile werden im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen er läutert.Possible embodiments of the invention and their advantages are he based on the accompanying drawings purifies.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 ein Lenkgetriebe im Schnitt mit direkt in die erfin dungsgemäße Hülse eingreifendem Steuerventilschieber, Fig. 1 shows a steering gear in section with eingreifendem directly into the dung OF INVENTION contemporary sleeve slide valve,
Fig. 2 symbolisch Lenkwelle und Ritzelwelle mit Hülse sowie über einen Doppelhebel angelenktem Steuerventil, Fig. 2 symbolically steering shaft and the pinion shaft with the sleeve as well as a double lever hinged control valve,
Fig. 3 im Schnitt die Anordnung der die Ritzelwelle vorspan nenden Schenkelfeder, Fig. 3 in section, the arrangement of the pinion shaft Vorspan nenden leg spring,
Fig. 4 im Schnitt die Axialführung der Steuerventilbetäti gung, Fig. 4 in cross-section narrowing the axial guidance of the Steuerventilbetäti,
Fig. 5 als Vergrößerung die federnde Klammer auf dem Stift in der Kulissenführung und Fig. 5 as an enlargement of the spring clip on the pin in the link guide and
Fig. 6 die Rollagerung der Stifte in den Kulissenführungen. Fig. 6, the roller bearing of the pins in the link guides.
In allen Figuren sind gleiche Teile jeweils mit denselben Be zugszeichen versehen. Von den Figuren sind nur die für die Funktion wichtigen Einzelheiten erläutert.In all figures, the same parts are each with the same Be provide traction marks. Of the figures, only those for Function important details explained.
In Fig. 1 sieht man im Gehäuse 1 des Lenkgetriebes die Lenk welle 2, die mit einem nicht dargestellten Lenkrad verbunden ist. Wird über die Lenkwelle 2 eine Drehbewegung eingeleitet, verdreht sich abhängig vom Drehmoment der Drehstab 3 und überträgt das Lenkmoment des Fahrers auf die Ritzelwelle 4. Die Ritzelwelle 4 kämmt mit der Zahnstange 5, die über eine nicht gezeigte Spurstange und Lenkhebel für das Lenken der Räder sorgt.In Fig. 1 you can see in the housing 1 of the steering gear, the steering shaft 2 , which is connected to a steering wheel, not shown. If a rotary movement is initiated via the steering shaft 2 , the torsion bar 3 rotates depending on the torque and transmits the steering torque of the driver to the pinion shaft 4 . The pinion shaft 4 meshes with the rack 5, which ensures the steering of the wheels via a tie rod and steering lever, not shown.
Die Relativbewegung in Umfangsrichtung zwischen Ritzelwelle 4 und Lenkwelle 2 wird durch die Hülse 6 in eine Linearbewegung in axialer Richtung umgesetzt. Dieses ermöglichen zwei gewen delt verlaufende Kulissenführungen 7 am Ende der Hülse 6 bzw. zwei axial verlaufende Kulissenführungen 8 am anderen Ende der Hülse 6 in Zusammenarbeit mit den Stiften 9 bzw. 10 in der Ritzelwelle 4 und in der Lenkwelle 2. Die Kulissenführun gen 7 und 8 sind langlochartig ausgebildet. Die gewendelt verlaufenden Kulissenführungen 7, die sowohl mit der Axial richtung als auch mit der Umfangsrichtung je einen Winkel von etwa 45° einschließen und in sich gerade sind, wirken mit Hilfe der Stifte 9 zwischen der Hülse 6 und der Ritzelwelle 4. Die axial verlaufenden Kulissenführungen 8 wirken mittels der Stifte 10 zwischen der Hülse 6 und der Lenkwelle 2. Durch den Eingriff des Mitnehmers 11 des Ventilschiebers 12 in die umlaufende Nut 13 am Umfang der Hülse 6 wird die Linearbewe gung direkt auf das Steuerventil 14 übertragen. Die Kräfte, welche an der Hülse 6 bzw. am Fortsatz 11 und an den Stiften 9,10 wirken, sind nur von der Verschiebekraft des Ventil schiebers 12 abhängig.The relative movement in the circumferential direction between pinion shaft 4 and steering shaft 2 is converted by the sleeve 6 into a linear movement in the axial direction. This allows two angularly extending link guides 7 at the end of the sleeve 6 and two axially extending link guides 8 at the other end of the sleeve 6 in cooperation with the pins 9 and 10 in the pinion shaft 4 and in the steering shaft 2 . The scenery guides 7 and 8 are elongated. The helical link guides 7 , which each include an angle of approximately 45 ° with the axial direction as well as with the circumferential direction and are straight in themselves, act with the aid of the pins 9 between the sleeve 6 and the pinion shaft 4 . The axially extending link guides 8 act by means of the pins 10 between the sleeve 6 and the steering shaft 2 . Through the engagement of the driver 11 of the valve spool 12 in the circumferential groove 13 on the circumference of the sleeve 6 , the linear movement is transmitted directly to the control valve 14 . The forces acting on the sleeve 6 or on the extension 11 and on the pins 9, 10 are dependent only on the sliding force of the valve spool 12 .
Fig. 2 zeigt eine weitere Möglichkeit der Übertragung der Axialbewegung der Hülse 6 auf den Ventilschieber 12. Mittels eines einseitig als Gabel 15, welche die Hülse 6 beidseitig erfaßt, ausgebildeten Doppelhebels 16 wird der Ventilschieber 12 querkraftfrei angelenkt. Durch die beiden Hebellängen a und b, die sich als Abstand a zwischen dem Anlenkpunkt der Gabel 15 und dem Lagerpunkt 17 des Doppelhebels 16 sowie als Abstand b zwischen dem Lagerpunkt 17 und dem Befestigungs punkt 18 des anderen Endes 19 des Doppelhebels 16 am Ventil schieber 12 ergeben, kann die Übersetzung verändert werden. Eine andere Möglichkeit zur Änderung des Übersetzungsverhält nisses bildet die Änderung der Neigung der gewendelt verlau fenden Kulissenführung 7 zur Axialrichtung. Außerdem ist es möglich, durch Verändern des Winkels α am Lagerpunkt 17 des Doppelhebels 16 das Steuerventil 14 beliebig am Lenkgehäuse 1 anzuordnen. Fig. 2 shows a further possibility of the transfer of the axial movement of the sleeve 6 on the valve slide 12. The valve slide 12 is articulated without lateral force by means of a double lever 16 which is designed as a fork 15 on one side and which grips the sleeve 6 on both sides. By the two lever lengths a and b, which is a distance a between the pivot point of the fork 15 and the bearing point 17 of the double lever 16 and as a distance b between the bearing point 17 and the fastening point 18 of the other end 19 of the double lever 16 on the valve slide 12th result, the translation can be changed. Another possibility for changing the transmission ratio is the change in the inclination of the coiled running guide guide 7 to the axial direction. It is also possible, by changing the angle α at the bearing point 17 of the double lever 16, to arrange the control valve 14 as desired on the steering housing 1 .
In Fig. 3 ist ein Schnitt durch die Lenkwelle 2 und die Ritzelwelle 4 dargestellt. Eine vorgespannte Schenkelfeder 20 stützt sich in der Ausnehmung 21 der Ritzelwelle 4 ab. Bevor durch Drehen der Lenkwelle 2 eine Relativdrehbewegung zwi schen Ritzelwelle 4 und Lenkwelle 2 entsteht, muß die Vor spannkraft der Schenkelfeder 20 überwunden werden. Damit ist eine Ansprechschwelle für das Einsetzen der Lenkkraftunter stützung vorgebbar und über die Vorspannung auch einstellbar.In Fig. 3 a section through the steering shaft 2 and pinion shaft 4 is shown. A prestressed leg spring 20 is supported in the recess 21 of the pinion shaft 4 . Before turning the steering shaft 2 relative rotation interim rule pinion shaft 4 and steering shaft 2 is produced, must be pre tension of the torsion spring 20 overcome. A response threshold for the use of the steering power assistance can thus be predetermined and also adjustable via the preload.
Die Axialführung des Ventilschiebers 12 im Gehäuse 22 des Steuerventils 14 ist in Fig. 4 im Schnitt gezeigt. Der Mit nehmer 11 am Ventilschieber 12 ist in radialer Richtung - be zogen auf die Achse der Lenkwelle 2 - verlängert und wird in einer axialen Nut 23 geführt. Durch diese Maßnahme ist eine querkraftfreie Anlenkung des Ventilschiebers 12 möglich, und es wird verhindert, daß sich die Rotationsbewegung der Hülse 6 über den Mitnehmer 11 auf das Steuerventil 14 überträgt.The axial guidance of the valve slide 12 in the housing 22 of the control valve 14 is shown in section in FIG. 4. The participant 11 on the valve spool 12 is extended in the radial direction - be drawn on the axis of the steering shaft 2 - and is guided in an axial groove 23 . This measure enables the valve spool 12 to be articulated without lateral force, and prevents the rotational movement of the sleeve 6 from being transmitted to the control valve 14 via the driver 11 .
In Fig. 5 ist stark vergrößert der Bereich der gewendelten Kulissenführung 7 dargestellt. Auf den Stift 9 ist eine fe dernde Klammer 24 gesteckt, die sich an drei Punkten an der Kulissenführung 7 abstützt und ein sehr kleines Spiel s ge währleistet. Das Spiel s ist einstellbar, indem Stiftdurch messer und Kulissenbreite gemessen werden und federnde Klam mern (24) verschiedener Drahtstärken zum Aufstecken wählbar sind. Durch Minimierung des Spiels s wird die Hysterese zwi schen Lenkmoment und Ventilverschiebung besonders klein.In Fig. 5 the area of the coiled link guide 7 is shown greatly enlarged. On the pin 9 , a fe-reducing bracket 24 is inserted, which is supported at three points on the guide 7 and ensures a very small game s ge. The play s can be adjusted by measuring the pin diameter and width of the link and resilient clamps ( 24 ) of different wire sizes can be selected for attachment. By minimizing the play s, the hysteresis between the steering torque and valve displacement is particularly small.
Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch Lenkwelle 2, Ritzelwelle 4 und die Hülse 6 mit den Stiften 9, 10 in den Kulissenführungen 7, 8, wobei die linke Zeichnungshälfte um 90° gegenüber der rechten gedreht gezeichnet ist. Beide Kulissenführungen 7 und 8 sind an einem Ende der Hülse 6 angeordnet. Am anderen Ende greift - nicht gezeigt - der Mitnehmer des Ventilschiebers an. Um die Reibung zwischen den Stiften 9, 10 und den Kulis senführungen 7, 8 zu vermindern, sind Nadellager 25 zwischen beiden angeordnet, die aus einem Außenring 26 und einem In nenring 27 bestehen. Die ballige Ausführung des Lageraußen ringe 26 gleicht kleine Fertigungsabweichungen der Kulissen führungen 7, 8 aus, ohne daß die Funktion der Vorrichtung be einträchtigt wird. Fig. 6 shows a section through the steering shaft 2 , pinion shaft 4 and the sleeve 6 with the pins 9 , 10 in the link guides 7 , 8 , the left half of the drawing being rotated by 90 ° with respect to the right. Both link guides 7 and 8 are arranged at one end of the sleeve 6 . At the other end, the driver of the valve slide engages - not shown. In order to reduce the friction between the pins 9 , 10 and the coulisse guides 7 , 8 , needle bearings 25 are arranged between the two, which consist of an outer ring 26 and an inner ring 27 . The spherical design of the bearing outer rings 26 compensates for small manufacturing deviations of the link guides 7 , 8 without the function of the device being impaired.
BezugszeichenlisteReference symbol list
1 Gehäuse
2 Lenkwelle
3 Drehstab
4 Ritzelwelle
5 Zahnstange
6 Hülse
7 Kulissenführung, gewendelt
8 Kulissenführung, axial
9 Stift
10 Stift
11 Mitnehmer
12 Ventilschieber
13 umlaufende Nut
14 Steuerventil
15 Gabel, eines Endes
16 Doppelhebel
17 Lagerpunkt
18 Befestigungspunkt
19 anderes Ende
20 Schenkelfeder
21 Ausnehmung
22 Gehäuse des Steuerventils
23 axiale Nut
24 federnde Klammer
25 Nadellager
26 Außenring
27 Innenring
a Hebellänge, Abstand
b Hebellänge, Abstand
s Spiel
α Winkel des Doppelhebels 1 housing
2 steering shaft
3 torsion bar
4 pinion shaft
5 rack
6 sleeve
7 guide, spiral
8 link guide, axial
9 pin
10 pen
11 carriers
12 valve spool
13 circumferential groove
14 control valve
15 fork, one end
16 double levers
17 bearing point
18 attachment point
19 other end
20 leg spring
21 recess
22 Control valve housing
23 axial groove
24 spring clip
25 needle bearings
26 outer ring
27 inner ring
a Lever length, distance
b Lever length, distance
s game
α angle of the double lever
Claims (8)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ITT AUTOMOTIVE EUROPE GMBH, 60488 FRANKFURT, DE |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, 60488 FRANKFURT, D |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |