DE4106310C2 - Power steering, in particular for motor vehicles - Google Patents
Power steering, in particular for motor vehiclesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahr zeuge, mit einem Servomotor, dessen beide Arbeitsräume über Arbeitslei tungen mit einem Steuerventil verbunden und über das Steuerventil wech selweise mit einer Servopumpe und einem Druckmittelbehälter verbindbar sind, wobei in jeder der beiden Arbeitsleitungen parallel zueinander ein Rückschlagventil und ein Druckbegrenzungsventil derart angeordnet sind, daß das Rückschlagventil in Richtung auf den Arbeitsraum öffnet und das Druckbegrenzungsventil in Richtung auf das Steuerventil öffnet.The invention relates to power steering, especially for motor vehicles witness, with a servo motor, the two work spaces over Arbeitslei lines connected to a control valve and change over the control valve selectively connectable to a servo pump and a pressure medium container are, in each of the two working lines parallel to each other Check valve and a pressure relief valve are arranged such that the check valve opens towards the work area and that Pressure relief valve opens in the direction of the control valve.
Die DE 29 27 039 A1 offenbart eine Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Servomotor, dessen beide Arbeitsräume über Arbeitsleitungen mit einem Steuerventil verbunden und über das Steuer ventil mit einer Servopumpe und einem Druckmittelbehälter wechselweise verbindbar ist, wobei in jeder der beiden Arbeitsleitungen ein Rückschlag ventil derart angeordnet ist, daß das Rückschlagventil in Richtung auf den Arbeitsraum öffnet, wobei zu dem Rückschlagventil eine Drossel angeord net ist.DE 29 27 039 A1 discloses an auxiliary power steering system, in particular for Motor vehicles, with a servo motor, the two working spaces of which Working lines connected to a control valve and via the control valve with a servo pump and a pressure medium container alternately is connectable, with a setback in each of the two working lines valve is arranged such that the check valve towards the Working space opens, whereby a throttle is arranged to the check valve is not.
Eine Hilfskraftlenkung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur vorlie genden Erfindung ist bekannt aus der DE 18 14 794 C3. Je ein Rückschlag ventil und ein Druckbegrenzungsventil bilden zusammen ein Vorspan nungsventil. Durch die Vorspannungsventile werden Schwingungen und Pendelbewegungen, die durch Fahrbahnunebenheiten oder ähnliche Hin dernisse angeregt werden, mit einfachen Mitteln dadurch verhindert, daß in allen Druckräumen des Servomotors ein bestimmter, gleichbleibend ho her Vorspannungsdruck aufrechterhalten wird. In bestimmten Anwen dungsfällen, wie bei Nutzfahrzeug-Lenksystemen ist ein ständig aufrecht erhaltener Vorspannungsdruck nicht erwünscht, weil dadurch die Rück stellung der Achse gebremst oder verzögert werden könnte.A power steering system according to the preamble of claim 1 The present invention is known from DE 18 14 794 C3. One setback each valve and a pressure relief valve together form a preload voltage valve. Due to the preload valves, vibrations and Pendulum movements caused by bumps in the road or similar hin be stimulated, prevented by simple means that a certain, constant ho in all pressure rooms of the servo motor forth bias pressure is maintained. In certain applications cases, such as with commercial vehicle steering systems, is always upright Prestressing pressure obtained is not desirable because this causes the return position of the axis could be braked or decelerated.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Hilfskraftlenkung zu schaffen, bei der der Einfluß einer fahrdynamisch negativen Dämpfung verringert wird. The invention is therefore based on the object of an auxiliary power steering system to create, in which the influence of a driving dynamic negative damping is reduced.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 bzw. 2 gekennzeichnete Hilfskraftlenkung gelöst. Durch den Einbau einer Drossel oder eines Rückschlagventils, das in Öffnungsrichtung federbelastet ist, wird ein nahezu ungedämpfter Rückfluß aus den beiden Arbeitsräumen des Servomotors bei normalen Lenkbewegungen erreicht. Erst wenn stoßartige Bewegungen mit höheren Ölausstoßströmen auftreten, tritt entweder die Wirkung der Drossel ein, oder das Rückschlagventil wird geschlossen. In beiden Fällen wird das Druckbegrenzungsventil bei einem bestimmten Druck öffnen. Durch die Dimensionierung des Druckbegrenzungsventils kann die Dämpfwirkung so definiert werden, daß der Fahrer Stöße bzw. Schwingungen nur in abgeschwächter Form am Lenkhandrad spürt. Die Wirkung der Stöße auf die machanischen Übertragungsteile wird verringert.This object is achieved by the in claims 1 and 2 respectively marked auxiliary steering solved. By installation a throttle or a check valve that in Opening direction is spring-loaded, becomes almost undamped return flow from the two workrooms of the Servo motor reached during normal steering movements. First when jerky movements with higher oil emissions occur, either the effect of the throttle occurs, or the check valve is closed. In both cases the pressure relief valve becomes at a certain pressure to open. By dimensioning the Pressure relief valve can define the damping effect be that the driver bumps or vibrations only in weakened shape on the steering wheel. The effect of Bumps on the mechanical transmission parts reduced.
Mit einer Kombination der Drossel und des in Öffnungsrichtung federbelasteten Rückschlagventiles können anwendungsspezifische Dämpfungscharakteristiken gezielt erreicht werden.With a combination of the throttle and the Opening direction spring-loaded check valves can application-specific damping characteristics targeted can be achieved.
In vorteilhafter Weise kann das Druckbegrenzungsventil innerhalb des Rückschlagventiles angeordnet sein. Dabei ist es auch möglich, diese beiden Ventile und die Drossel in einem gemeinsamen Gehäuse unterzubringen.The pressure relief valve can advantageously be arranged within the check valve. It is it is also possible to put these two valves and the throttle in to accommodate a common housing.
Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombinationen der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.The invention is not based on the combinations of features of claims limited. For the person skilled in the art further useful combinations of requirements and individual claim characteristics from the task.
Im folgenden wird die Erfindung anhand dreier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt The invention is based on three in the Drawing illustrated embodiments closer explained. It shows
Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hilfskraftlenkung in schematischer Darstellung; Figure 1 shows the first embodiment of the power steering system according to the invention in a schematic representation.
Fig. 2 und 3 je einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit einer Ventilkombination gemäß zwei weiteren Ausführungsbeispielen; FIGS. 2 and 3 each show a detail from FIG. 1 with a valve combination according to two further exemplary embodiments;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Ventilkombination des Ausführungsbeispieles nach Fig. 3; FIG. 4 shows a longitudinal section through a valve combination of the exemplary embodiment according to FIG. 3;
Fig. 5 den Querschnitt durch die Ventilkombination nach der Linie V-V in Fig. 4;5 shows the cross section through the valve combination according to the line VV in Fig. 4.
Fig. 6 einen Längsschnitt wie in Fig. 4, jedoch in einer konstruktiven Variante. Fig. 6 shows a longitudinal section as in Fig. 4, but in a constructive variant.
Die erfindungsgemäße Hilfskraftlenkung enthält einen Servomotor 1, dessen Arbeitsräume 2 und 3 über Arbeitsleitungen 4 bzw. 5 mit einem Steuerventil 6 in Verbindung stehen. Das Steuerventil 6 kann über ein nicht dargestelltes Lenkhandrad verstellt worden und steuert den Zulauf von einer Servopumpe 7 zu den beiden Arbeitsräumen 2 und 3 des Servomotors 1 und den Rücklauf von den beiden Arbeitsräumen 2 und 3 zu einem Druckmittelbehälter 8.The power steering system according to the invention contains a servo motor 1 , the working spaces 2 and 3 of which are connected to a control valve 6 via working lines 4 and 5, respectively. The control valve 6 can be adjusted via a steering handwheel, not shown, and controls the inlet from a servo pump 7 to the two working spaces 2 and 3 of the servo motor 1 and the return from the two working spaces 2 and 3 to a pressure medium container 8 .
In jeder der beiden Arbeitsleitungen 4 und 5 sind
folgende Bauteile parallel zueinander angeordnet:
The following components are arranged parallel to each other in each of the two working lines 4 and 5 :
- 1. Ein Rückschlagventil 10, das in Richtung auf den Arbeitsraum 2 bzw. 3 des Servomotors 1 öffnet und einen Rücklauf von diesem Arbeitsraum verhindert. 1. A check valve 10 , which opens in the direction of the working space 2 or 3 of the servo motor 1 and prevents a return from this working space.
- 2. Eine Drossel 11, die den Rücklauf von dem Arbeitsraum 2 bzw. 3 drosselt und dadurch Schwingungen dämpft. Durch die Auswahl des Strömungsquerschnittes der Drossel 11 wird die erforderliche Dämpfwirkung der Drossel eingestellt.2. A throttle 11 , which throttles the return from the working space 2 or 3 and thereby dampens vibrations. The required damping effect of the throttle is set by the selection of the flow cross section of the throttle 11 .
- 3. Ein Druckbegrenzungsventil 12, das in Richtung auf das Steuerventil 6 öffnet. Das Druckbegrenzungsventil 12 begrenzt den Druck in dem Arbeitsraum 2 bzw. 3 auf einen bestimmten Maximalwert, beispielsweise 30 bar, und verhindert dadurch eine übermäßige Belastung der mechanischen Lenkungsteile.3. A pressure relief valve 12 that opens in the direction of the control valve 6 . The pressure limiting valve 12 limits the pressure in the working space 2 or 3 to a certain maximum value, for example 30 bar, and thereby prevents an excessive load on the mechanical steering parts.
In Fig. 2 ist eine Ventilkombination dargestellt, bei der gegenüber der Kombination von Fig. 1 die Drossel 11 weggelassen ist. Anstelle des einfachen Rückschlagventils 10 wird ein Rückschlagventil 13 verwendet, das in Öffnungsrichtung federbelastet ist. Dadurch wird erreicht, daß das Rückschlagventil erst dann schließt, wenn stoßartige Bewegungen des Kolbens 14 des Servomotors 1 höhere Ölausstoßströme bewirken. FIG. 2 shows a valve combination in which the throttle 11 is omitted compared to the combination of FIG. 1. Instead of the simple check valve 10 , a check valve 13 is used, which is spring-loaded in the opening direction. It is thereby achieved that the check valve only closes when jerky movements of the piston 14 of the servo motor 1 cause higher oil ejection flows.
In Fig. 3 ist eine Ventilkombination dargestellt, die der Kombination aus Fig. 2 entspricht, jedoch zusätzlich die Drossel 11 enthält. Diese Ausführung ist insbesondere für Lenkanlagen geeignet, bei welchen von den gelenkten Fahrzeugrädern her beim überfahren von Hindernissen die mechanischen Lenkgetriebeteile stark belastet werden, weil der Druck zu langsam aufgebaut wird. Bei normalen Lenkbewegungen wird eine fahrdynamisch negative Dämpfung vermieden. FIG. 3 shows a valve combination which corresponds to the combination from FIG. 2 but additionally contains the throttle 11 . This version is particularly suitable for steering systems in which the mechanical steering gear parts are heavily loaded by the steered vehicle wheels when driving over obstacles because the pressure builds up too slowly. Dynamic steering damping is avoided during normal steering movements.
In Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch eine konstruktive Ausführung der Ventilkombination nach Fig. 3 dargestellt. Dabei ist in einem Gehäuse 15 ein Ventilkolben 16 des Rückschlagventils 13 gegen die Kraft einer Druckfeder 17 axial verschiebbar geführt. Der Ventilkolben 16 wirkt als Schließkörper des Rückschlagventils 13 mit einem gehäusefesten Ventilsitz 18 zusammen. Durch die Druckfeder 17 wird der Ventilkolben 16 von dem Ventilsitz 18 weggedrückt. FIG. 4 shows a longitudinal section through a structural design of the valve combination according to FIG. 3. A valve piston 16 of the check valve 13 is guided axially displaceably against the force of a compression spring 17 in a housing 15 . The valve piston 16 acts as a closing body of the check valve 13 with a valve seat 18 fixed to the housing. The compression piston 17 pushes the valve piston 16 away from the valve seat 18 .
Um in geöffnetem Zustand des Rückschlagventils 13 eine ungehinderte Strömung des Druckmittels zu ermöglichen, sind an dem Ventilkolben 16 seitliche Abflachungen 20 und radiale Bohrungen 21 vorgesehen.In order to enable an unimpeded flow of the pressure medium in the opened state of the check valve 13 , lateral flats 20 and radial bores 21 are provided on the valve piston 16 .
Im Inneren des Ventilkolbens 16 des Rückschlagventils 13 ist das Druckbegrenzungsventil 12 angeordnet. Das Druckbegrenzungsventil 12 weist einen Ventilkolben 22 auf, der durch eine Druckfeder 23 in Anlage an einem Ventilsitz 24 gehalten wird. Der Ventilsitz 24 ist an dem Ventilkolben 16 des Rückschlagventils 13 ausgebildet. Die Druckfeder 23 stützt sich an einem Anschlagring 25 ab, der mit dem Ventilkolben 16 verbunden ist. In dem Ventilkolben 16 sind weitere radiale Bohrungen 26 angeordnet, über die eine Ringkolbenfläche 27 des Ventilkolbens 22 mit Druck aus dem Arbeitsraum 2 bzw. 3 beaufschlagt wird. Bei geöffnetem Druckbegrenzungsventil 12 ermöglichen die Bohrungen 26 eine Verbindung von dem Arbeitsraum 2 bzw. 3 zu dem Steuerventil 6.The pressure relief valve 12 is arranged inside the valve piston 16 of the check valve 13 . The pressure limiting valve 12 has a valve piston 22 which is held in contact with a valve seat 24 by a compression spring 23 . The valve seat 24 is formed on the valve piston 16 of the check valve 13 . The compression spring 23 is supported on a stop ring 25 which is connected to the valve piston 16 . Further radial bores 26 are arranged in the valve piston 16 , via which an annular piston surface 27 of the valve piston 22 is pressurized from the working space 2 or 3 . When the pressure relief valve 12 is open, the bores 26 enable a connection from the working space 2 or 3 to the control valve 6 .
Die Drossel 11 ist in dem Ventilkolben 16 des Rückschlagventils 13 als Bohrung 28 ausgebildet.The throttle 11 is formed in the valve piston 16 of the check valve 13 as a bore 28 .
Wird die Druckfeder 17 des Rückschlagventils 13 weggelassen, so erhält man die Ventilkombination, die in Fig. 1 schematisch dargestellt ist.If the compression spring 17 of the check valve 13 is omitted, the valve combination is obtained, which is shown schematically in FIG. 1.
Fig. 6 zeigt eine Konstruktionsvariante der in Fig. 4 dargestellten Ventilkombination. Teile, die einander entsprechen, sind in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dieser Ausführung sind die beiden Druckfedern des Druckbegrenzungsventils 12 und des Rückschlagventils 13 in einer einzigen Druckfeder 30 zusammengefaßt. Der übrige Aufbau entspricht dem Aufbau in Fig. 4. FIG. 6 shows a design variant of the valve combination shown in FIG. 4. Parts that correspond to one another are provided with the same reference symbols in both figures. In this embodiment, the two compression springs of the pressure relief valve 12 and the check valve 13 are combined in a single compression spring 30 . The rest of the structure corresponds to the structure in FIG. 4.
Durch diese Variante kann die Anzahl der Bauteile verringert werden. Die Abstimmung der Öffnungsdrücke muß jedoch allein durch die Größen der wirksamen Kolbenflächen erfolgen, während bei der Ausführung nach Fig. 4 auch die beiden Druckfedern 17 und 23 zur Abstimmung herangezogen werden können.With this variant, the number of components can be reduced. The tuning of the opening pressures has to be done solely by the sizes of the effective piston areas, while in the embodiment according to FIG. 4 the two compression springs 17 and 23 can also be used for tuning.
Im folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen
Hilfskraftlenkung beschrieben:
Verstellt man das Steuerventil 6 in Fig. 1 nach rechts, so
fördert die Servopumpe 7 über die Arbeitsleitung 4
Druckmittel in den Arbeitsraum 2 des Servomotors 1. Dabei
öffnet das Druckmittel das Rückschlagventil 10 und strömt
außerdem durch die Drossel 11 in Richtung auf den
Arbeitsraum 2. Das aus dem Arbeitsraum 3 ausgestoßene
Druckmittel strömt über die Drossel 11 der Arbeitsleitung 5
in den Druckmittelbehälter 8. Das Druckbegrenzungsventil 12
öffnet bei Drücken, die bei stoßartigen Bewegungen des
Kolbens 14 auftreten und über einem vorbestimmten
Maximaldruck liegen.The function of the power steering system according to the invention is described below:
If the control valve 6 is moved to the right in FIG. 1, the servo pump 7 delivers pressure medium via the working line 4 into the working space 2 of the servo motor 1 . The pressure medium opens the check valve 10 and also flows through the throttle 11 in the direction of the working space 2 . The pressure medium ejected from the working space 3 flows through the throttle 11 of the working line 5 into the pressure medium container 8 . The pressure relief valve 12 opens at pressures which occur during abrupt movements of the piston 14 and are above a predetermined maximum pressure.
Bei den Ausführungen nach Fig. 2 und 3 strömt das aus dem Arbeitsraum 3 abfließende Druckmittel nahezu ungehindert über das durch die Druckfeder 17 offen gehaltene Rückschlagventil 13 zum Druckmittelbehälter 8. Erst bei einem größeren Ölstrom von beispielsweise 10 bis 15 l/min, der bei stoßartigen Bewegungen auftreten kann, schließt das Rückschlagventil 13. Die Dämpfung wird aktiviert. Auch hier öffnet das Druckbegrenzungsventil 12 erst bei den entsprechenden höheren eingestellten Drücken. In the embodiments according to FIGS. 2 and 3, the flowing out of the working chamber 3 virtually unimpeded pressure fluid flows through the open held by the compression spring 17 check valve 13 to the pressure fluid container 8. The check valve 13 closes only when there is a larger oil flow of, for example, 10 to 15 l / min, which can occur during abrupt movements. The damping is activated. Here too, the pressure relief valve 12 does not open until the correspondingly higher pressures have been set.
11
Servomotor
servomotor
22
Arbeitsraum
working space
33
Arbeitsraum
working space
44
Arbeitsleitung
working line
55
Arbeitsleitung
working line
66
Steuerventil
control valve
77
Servopumpe
power steering pump
88th
Druckmittelbehälter
Pressure fluid reservoir
99
-
-
1010
Rückschlagventil
check valve
1111
Drossel
throttle
1212
Druckbegrenzungsventil
Pressure relief valve
1313
Rückschlagventil
check valve
1414
Kolben
piston
1515
Gehäuse
casing
1616
Ventilkolben
plunger
1717
Druckfeder
compression spring
1818
Ventilsitz
valve seat
1919
-
-
2020
Abflachung
flattening
2121
Bohrung
drilling
2222
Ventilkolben
plunger
2323
Druckfeder
compression spring
2424
Ventilsitz
valve seat
2525
Anschlagring
stop ring
2626
Bohrung
drilling
2727
Ringkolbenfläche
Ring piston area
2828
Bohrung
drilling
2929
-
-
3030
Druckfeder
compression spring
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ZF FRIEDRICHSHAFEN AG, 7990 FRIEDRICHSHAFEN, DE |
|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: B62D 5/08 |
|
| 8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: ANTRAG AUF NICHTNENNUNG |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |