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Publication number: DED0014226MA
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 29. Januar 1953 Bekanntgemacht am 19. Juli 1956Registration date: January 29, 1953. Advertised on July 19, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

PATENTANMELDUNGPATENT APPLICATION

KLASSE 63c GRUPPE 47 D 14226II/63c CLASS 63c GROUP 47 D 14226II / 63c

. Hans-Joachim Förster, Stuttgart-Bad Cannstatt. Hans-Joachim Förster, Stuttgart-Bad Cannstatt

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

Daimler-Benz Aktiengesellschaft, Stuttgart-UntertürkheimDaimler-Benz Aktiengesellschaft, Stuttgart-Untertürkheim

Servolenkung, insbesondere für KraftfahrzeugePower steering, in particular for motor vehicles

Die Erfindung bezieht sich auf eine Servolenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei welcher die die Lenkbewegung unterstützende Hilfskraft entgegen der am Lenkbedienumgsglied (Lenkhandrad) ausgeübten Kraft den Rückdruck unterstützt, um dem Fahrer ein Kontaktgefühl mit der Lenkung zu vermitteln.The invention relates to power steering, in particular for motor vehicles which the auxiliary power supporting the steering movement against the one on the steering control element (Steering hand wheel) exerted force supports the back pressure to give the driver a feeling of contact with to convey the steering.

Es ist eine derartige Servolenkung bekanntgeworden, bei welcher der Rückdruck durch ein ίο Zahnrad ausgeübt wird, das mit einem Zahnrad auf der elastisch gelagerten Lenksäule im Eingriff steht und eine seitliche Bewegung der Lenksäule durch den Rückdruck bewirkt. Infolge der seitlichen Bewegung wird hierbei ein Steuerkolben verstellt, der dadurch einen Druck einschaltet und zugleich den Rückdruck auf die Lenkung verstärkt. Diese bekannte Bauart hat vor allem den, Nachteil einer unstabilen Lagerung mit einseitigen Lagerdrücken und eines ungenauen. Zahneingriffes.Such a power steering has become known in which the back pressure is exerted by a ίο gear that is connected to a gear is engaged on the elastically mounted steering column and a lateral movement of the steering column caused by the back pressure. As a result of the lateral movement, a control piston is created adjusted, which thereby switches on a pressure and at the same time increases the back pressure on the steering. This known design has the main disadvantage of an unstable mounting with one-sided bearing pressures and one inaccurate. Meshing.

Bei einer anderen derartigen Servolenkung wird das fliegend gelagerte Gehäuse eines Planetengetriebes durch, den, Zahnrückdruck verschwenkt,In another such power steering, the cantilevered housing of a planetary gear through, the, tooth back pressure pivoted,

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wodurch es beim Überschreiten der gewünschten Steuerlage die Steuerventile betätigt. Ein besonderes Kontaktgefühl für den Ausschlag der Lenkung wird dem Fahrer hierbei nicht vermittelt, Auch ergeben sich infolge der einseitigen Lagerung des Gehäuses ungünstige Kraftverhältnisse.whereby it actuates the control valves when the desired control position is exceeded. A special The driver does not get a feeling of contact for the steering deflection, The unilateral mounting of the housing also results in unfavorable force relationships.

Nach einem weiteren bekannten, Vorschlag dient zur Steuerung des Druckmittels ein an der Steuersäule angeordneter, axial verstellbarer Schieber,According to another well-known, suggestion is used to control the pressure medium an axially adjustable slide arranged on the control column,

ίο der unter dem Einfluß des von. einem Lenksegment herrührenden Zahnräderdruckes steht und ständig dem Druck der Hilfskraft ausgesetzt ist. Das Kontaktgefühl ist auch in diesem Fall nur verhältnismäßig gering. Außerdem werden derartige Schieber leicht undicht, sofern sie nicht stramm eingepaßt werden. . \ . ■ .ίο who was under the influence of. a steering segment resulting gear pressure is and is constantly exposed to the pressure of the auxiliary power. The In this case too, the feeling of contact is only proportionate small amount. In addition, such slides easily leak if they are not tight be fitted. . \. ■.

Auch im Fall einer anderen bekannten Konstruktion, bei welcher zur Steuerung eines Schiebersteuergliedes die Bewegung des dritten Gliedes eines Planetengetriebe« und zur Erzeugung einer der Verstellung des Lenkhandrades entgegenwirkenden Rückdruckkraft das von der hydraulischen Hilfskraft nach Art eines Differentialkolbens beaufschlagte Schiebersteuerglied benutzt wird, wirkt der Rückdruck lediglich einseitig auf das dritte Getriebeglied des Planetengetriebes ein, so daß ungünstige, die Lenkung erschwerende Lagerdrücke entstehen.Also in the case of another known construction in which to control a slide control member the movement of the third link of a planetary gear "and producing a the adjustment of the steering handwheel counteracting the back pressure force from the hydraulic Auxiliary power in the manner of a differential piston acted upon slide control member used the back pressure acts only on one side on the third gear element of the planetary gear, so that unfavorable bearing pressures that aggravate the steering arise.

Die Erfindung sieht demgegenüber eine mit Rückdruck arbeitende Servolenkung vor, bei welcher der Rückdruck einwandfrei, und zuverlässig ohne unerwünschte einseitige Lagerdrücke auf das Lenkbedianungsglied übertragen wird, und besteht im wesentlichen darin, daß in an sich bekannter Weise die Lenkbewegung durch ein Ausgleichsgetriebe übertragen wird, dessen drittes Getriebeglied, vorzugsweise der durch die Kraft von Rück-. stellfedern im Gleichgewicht gehaltene Umlaufräderträger, die Hilfskraft über Steuerorgane, ins- besondere Differentialkolben, wie dies an sich bekannt ist, derart steuert, daß diese zur Unterstützung der Lenkung freigegebene Hilfskraft eine der Verstellung des Getriebegliedes¹ entgegenwirkende, die Rückstellkraft der Federn unterstützende, jedoch reduzierte Kraft ausübt, wobei das dritte Getriebeglied abstützende Einrichtungen derart vorgesehen sind bzw. die gesteuerte Hilfskraft so> auf das dritte Getriebeglied einwirkt, daß dasselbe von radialen Kräften entlastet ist.In contrast, the invention provides a power steering working with back pressure, in which the back pressure is properly and reliably transmitted to the steering control element without undesired one-sided bearing pressures, and essentially consists in the fact that the steering movement is transmitted in a manner known per se by a differential gear third transmission link, preferably by the force of the back. Stellfedern held in equilibrium planetary gear carrier, the auxiliary force via control elements, in particular differential pistons, as is known per se, controls such that this auxiliary force released to support the steering ^{counteracts the adjustment of the transmission member 1} , but supports the restoring force of the springs, but reduced Exerts force, the third gear member supporting devices are provided or the controlled auxiliary power so> acts on the third gear member that the same is relieved of radial forces.

Infolge der der Lenkungsbedienung entgegenwirkenden, sich mit dem Lenkausschlag verstärkenden Gegenwirkung der Hilfskraft hat der Lenkende einerseits stets ein sicheres Gefühl für die auf die Lenkung ausgeübte vVerstellkraft, und andererseits ergibt die Entlastung des dritten Getriebegliedes von radialen Lagerkräften eine erwünschte Empfindlichkeit bei gleichzeitig großer Sicherheit der Lenkung.As a result of the steering operation counteracting and increasing with the steering angle On the one hand, the driver always has a secure feeling for the counteraction of the auxiliary Steering exerted adjusting force, and on the other hand results in the relief of the third gear member of radial bearing forces a desired sensitivity with at the same time great security of the Steering.

Vorzugsweise "ist^: das dritte Getriebeglied als Waagebalken mit -zwei Hebelarmen ausgebildet, wobei es durch vier Federn unter Zwischenschaltung von Kolben im Gleichgewicht gehalten wird, von denen je zwei diagonal gegenüberliegende an je eine Seite des Servohauptkolbens ■angeschlossen sind und von denen je einer als Steuerorgan für die Hilfskraft ausgebildet ist.Preferably "is ^: the third gear member is designed as a balance beam with two lever arms, whereby it is held in equilibrium by four springs with the interposition of pistons, of which two diagonally opposite each other are connected to one side of the servo main piston and one of which each as Control unit for the auxiliary is designed.

Das erfindungsgemäße Getriebe kann im wesentlichen, mit den bisher üblichen Teilen ausgeführt werden. Da die Lenkungen in der Regel sowohl als Rechtslenkung als auch als Linkslenkung ausgeführt sein müssen, wird durch die Umkehr der Bewegung im Umlauf- oder Ausgleichsgetriebe kein zusätzlicher Aufwand erforderlich. Infolge der Zwischenschaltung von Federn wird jedes tote Spiel in der Steuerung vermieden.The transmission according to the invention can essentially be carried out with the parts customary up to now. Since the steering systems usually have both Right-hand drive as well as left-hand drive must be carried out by reversing the Movement in epicyclic or differential gears does not require any additional effort. As a result the interposition of springs avoids any dead play in the control.

Weitere Einzelheiten und. Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden. Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Hierbei zeigt . Fig. ι ein Gesamtschema der Servolenkung,More details and. Features of the invention are the following. Refer to the description of an exemplary embodiment. Here shows . Fig. Ι an overall scheme of the power steering,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Ausgleichsgetriebes im Zusammenhang mit der Schaltanordnung undFig. 2 is a schematic representation of the differential gear in connection with the switching arrangement and

Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform des Steuerventils.3 shows a modified embodiment of the control valve.

In Fig. ι sind 10 die Vorderräder, welche durch ,85 ein Lenkgestänge 11 in Lenkrichtung, verschwenkt werden können, Das Lenkgestänge 11 wird durch einen Lenkhebel 12 verstellt, welcher mittels einer auf einer Schnecke 13 axial verstellbaren, gegen Drehen gesicherten Mutter 14 verschwenkt wird. Die Schnecke 13 wird durch die Lenkspmdel 15 vom Lenkhandrad 15' aus betätigt. Zwischen, der Lenkspmdel 15 und der Schnecke 13 ist ein. Ausgleichs- oder Differentialgetriebe 16 zwischengeschaltet, welches in einem Gehäuseteil 17 untergebracht ist, das mit dem Getriebegehäuse 18 fest verbunden, z. B. mit diesem aus einem Stück hergestellt oder auf das obere Ende desselben aufgeflanscht ist.In Fig. Ι 10 are the front wheels, which by, 85 a steering linkage 11 is pivoted in the steering direction The steering linkage 11 is adjusted by a steering lever 12, which by means of a is pivoted on a screw 13 axially adjustable, secured against rotation nut 14. The worm 13 is actuated by the steering wheel 15 from the steering wheel 15 '. Between the Lenkspmdel 15 and the worm 13 is a. Compensatory or differential gear 16 interposed, which is housed in a housing part 17 is, which is fixedly connected to the transmission housing 18, for. B. made of one piece with this or flanged onto the upper end of the same is.

Der dreiarmige Lenkhebel 12 ist ferner mit dem Arbeitskolben 19 des Servozylinders 20 verbunden. Letzterer ist zweckmäßig ebenfalls mit dem Lenkgetriebegehäuse 18 fest verbunden, z. B. an dieses angeflanscht.The three-armed steering lever 12 is also connected to the working piston 19 of the servo cylinder 20. The latter is expediently also firmly connected to the steering gear housing 18, for. B. on this flanged.

In Fig. 2 ist das Ausgleichs- oder Differentialgetriebe im einzelnen schematisch dargestellt. Auf der Lenkspindel 15 ist ein Kegelrad 21 aufgesetzt, das über die umlaufenden Kegelräder 22 und 23 mit einem Kegelrad 24 im Eingriff steht, welches mit der Achse der Schnecke 13 fest verbunden ist. Die Umlaufräder 22 und 23 sind auf einem auf der Spindel lose drehbaren Träger 25 gelagert, welcher mit zwei senkrecht zur Achse der Umlaufräder gerichteten Armen 26 und 27 versehen ist. Der Hebelarm 26 stützt sich gegen die als Differentialkolben ausgebildeten Steuerschieber oder Reduzierventile 28 und 29, der Hebelarm 27 gegen Kolben 30 und 31 ab. Die Reduzierventile und die Kolben sind durch Federn 32, 33, 34 und 35 belastet, welche die Ventile bzw. Kolben, kraftschlüssig gegen die Hebelarme 26 bzw. 27 drücken.In Fig. 2, the differential or differential gear is shown in detail in detail. on A bevel gear 21 is placed on the steering spindle 15, which via the rotating bevel gears 22 and 23 is in engagement with a bevel gear 24 which is firmly connected to the axis of the worm 13. The planet gears 22 and 23 are mounted on a carrier 25 which is loosely rotatable on the spindle and which is provided with two arms 26 and 27 directed perpendicular to the axis of the planetary gears. The lever arm 26 is supported against the differential piston trained control spool or reducing valves 28 and 29, the lever arm 27 against pistons 30 and 31. The reducing valves and the pistons are loaded by springs 32, 33, 34 and 35, which the valves or pistons, frictionally against the Press lever arms 26 or 27.

Die Steuerschieber oder Reduzierventile 28, 29 dienen zur Steuerung der die Servoarbeit leistenden Druckflüssigkeit. Die Druckflüssigkeit wird einem Behälter 36 entnommen und durch eine Pumpe 37 über die Leitungen 38 und 39 denThe control slide or reducing valves 28, 29 are used to control the servo work Hydraulic fluid. The pressure fluid is taken from a container 36 and through a Pump 37 via lines 38 and 39 the

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Steuerschiebern 28 und 29 zugeleitet. Letztere sind mit Steuernuten 40 bzw. 41 versehen, welche in der gezeichneten Mittelstellung von den Leitungen. 38 und 39 getrennt skid, so daß die Steuerschieber 28 und 29 die Weiterleitung des Drucköls unterbrechen. Control slides 28 and 29 supplied. The latter are provided with control grooves 40 and 41, which in the drawn center position of the lines. 38 and 39 separately skid so that the spool 28 and 29 interrupt the forwarding of the pressure oil.

Von den Zylindern der Steuerschieber 28 und. 29, und zwar von einer solchen. Stelle aus, daß sie in der gezeichneten Mittellage mit den Steuernuten, 40 und, 41 verbunden sind, führen Leitungen 42 und 43 zu den, Kolbenseiten, 44 bzw. 45 des Kolbens 19 im Zylinder 20. Außerdem sind die Leitungen 42 und 43 über die Leitungsabschnitte 46 und 47 mit den die Federn 34 und 35 enthaltenden äußeren Kolben-Seiten der Kolben 30 und 31 verbunden, so> daß die in sie eintretende Druckflüssigkeit die Kolben, im Sinne¹ der Federn 34 und 35 unterstützt.From the cylinders of the spool 28 and. 29, from one of them. Point out that they are connected in the drawn central position with the control grooves 40 and 41, lines 42 and 43 lead to the piston sides 44 and 45 of the piston 19 in the cylinder 20. In addition, the lines 42 and 43 are on the line segments 46 and 47 connected to the springs 34 and 35 containing the outer piston sides of the pistons 30 and 31, so> that the pressure fluid entering them, the springs 34 and 35 supports the piston in the sense of ^{the first}

Rückleitungen 48 und 49 führen zum Ölbehälter 36 zurück. Zwischen der Druckleitung der PumpeReturn lines 48 and 49 lead back to the oil reservoir 36. Between the pressure line of the pump

ao 37 und der Rückleitung 48, 49 ist eine Kurzschlußleitung 50 mit einem Überdruckventil 51 (z. B. für 50 atü) angeordnet.ao 37 and the return line 48, 49 is a short-circuit line 50 with a pressure relief valve 51 (z. B. for 50 atm) arranged.

Die beiden Seiten 52, 53 bzw. 54, 55 der als Differentialkolben ausgebildeten Reduzierventile oder Steuerschieber 28 bzw. 29 sind über Bohrungen 56 bzw. 57 mit den Steuernuten 40 bzw. 41 verbunden.The two sides 52, 53 and 54, 55 of the reducing valves designed as differential pistons or control slides 28 and 29 are connected to control grooves 40 and 41 via bores 56 and 57, respectively connected.

Die Wirkungsweise der beschriebenen. Einrichtung ist folgende:The mode of action of the described. Facility is the following:

Beim Drehen der Lenkspindel 15 durch das Handrad wird das Zahnrad 21 im einen oder anderen Sinne gedreht. Die Drehbewegung des Zahnrades wird über die Umlauf räder 22, 23 in entgegengesetztem Drehsinne auf das Zahnrad 24 übertragen. Die, an den Rädern 22, 23 wirkende Kraft stützt sich hierbei über die Arme 26 und 27 und über die Steuerschieber 28, 29 bzw. die Kolben 30, 31 auf die Federn 32, 33, 34, 35 ab, derart, daß die Abstützkräfte den an den Rädern 22 und 23 übertragenen Umfangskräften das Gleichgewicht halten. Bei Verdrehung der Lenkspindel, z. B. in Pfeilrichtung f, wird infolgedessen, sobald das von Hand' ausgeübte Lenkmoment das Abstützmoment der Federn übersteigt, die Feder 33 zusammengedrückt, während die Feder 32 entlastet wird. Die Steuerschieber oder Reduzierventile 28, 29 bewegen sich infolgedessen nach, abwärts, wodurch die Leitung 39 mit der Leitung 43 und damit mit der Kolbenseite 45 des Servoarbeitszylinders verbunden wird. Der sich nach rechts bewegende Kolben 19 unterstützt dadurch die der Steigung der Schnecke 13 entsprechende Lenkbewegung des Lenkhebels 12. Dadurch, daß der in den Arbeitszylinder 20 geleitete Servodruck gleichzeitig über den Kolben 31 in entgegengesetztem Sinne auf den Umlauf träger 25 einwirkt, ist der Umlauf räderträger 25 stets von radialen. Kräften entlastet. Da auf die Rückseiten 53 oder 55 der Reduzierventile der Arbeitsdruck des Servohilfskraftmittels gegeben wird, ist amWhen turning the steering spindle 15 by the handwheel, the gear 21 is rotated in one sense or the other. The rotational movement of the gear is transmitted to the gear 24 via the circulation gears 22, 23 in the opposite direction of rotation. The force acting on the wheels 22, 23 is supported here via the arms 26 and 27 and via the control slide 28, 29 or the pistons 30, 31 on the springs 32, 33, 34, 35, in such a way that the supporting forces keep the peripheral forces transmitted to the wheels 22 and 23 in balance. When turning the steering shaft, z. B. in the direction of arrow f, as a result, as soon as the steering torque exerted by hand 'exceeds the support torque of the springs, the spring 33 is compressed while the spring 32 is relieved. The control slide or reducing valves 28, 29 move as a result, downwards, whereby the line 39 is connected to the line 43 and thus to the piston side 45 of the servo working cylinder. The piston 19 moving to the right supports the steering movement of the steering lever 12 corresponding to the pitch of the worm 13. The fact that the servo pressure directed into the working cylinder 20 simultaneously acts on the circulation carrier 25 in the opposite direction via the piston 31 makes the circulation gear carrier 25 always from radial. Forces relieved. Since the working pressure of the auxiliary power means is given to the rear sides 53 or 55 of the reducing valves, is on

, 60 Lenkhandrad, stets eine der augenblicklichen Lenkkraft proportionale, aber entsprechend dem Druck auf die Kolbenseiten 52 bzw. 54 der Ventile reduzierte Kraft fühlbar. , 60 steering handwheel, always a force that is proportional to the current steering force, but a reduced force can be felt according to the pressure on the piston sides 52 or 54 of the valves.

Im allgemeinen, sind nur verhältnismäßig kleine Wege am Lenkhandrad erforderlich, um die Steuerung der Servokräft zu gewährleisten, beispielsweise, 5 bis 10 mm Weg. Irgendein nachteilig bemerkbares Spiel innerhalb der Lenkung wird infolgedessen nicht verursacht.In general, only relatively small distances are required on the steering wheel to control the system to ensure the servo forces, for example, 5 to 10 mm travel. Some deleteriously noticeable play within the steering will be as a result not caused.

Der Kolben 19 kann außer im Zylinder selbst zugleich an seiner Übertragungsstelle auf den Lenkhebel geführt sein, so daß die Führungslänge im gesamten Betriebsbereich konstant gehalten werden kann, Da der Ölbehälter im allgemeinen nicht unterhalb des Lenkgehäuses angeordnet werden kann, steht dieses unter dem Druck der Ölsäule des höher liegenden Ölbehälters. Durch entsprechende Dichtungen kann das Getriebe einwandfrei abgedichtet werden.The piston 19 can except in the cylinder itself at the same time be performed at its transfer point on the steering lever, so that the guide length can be kept constant over the entire operating range, since the oil tank in general can not be arranged below the steering housing, this is under the pressure of the Oil column of the higher lying oil container. The gearbox can work properly with the appropriate seals be sealed.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Steuerschieber dargestellt. Die Steuerschieber 28, bilden in diesem Fall einen gemeinsamen Schieber 58 mit über die ganze Länge gleichem Durchmesser und einer Nut 59, mit welcher der zugeordnete Hebelarm, z. B. 26, des Umlauf trägers im Eingriff steht. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind demgemäß nur die die Federn 32 bzw. 33 enthaltenden Räume S3 bzw. über die Kanäle 56 bzw. 57 mit den Steuernuten bzw. 41 verbunden, und. es wirkt der Öldruck mit der vollen Kolbenfläche des Schiebers 58 der Verschiebung desselben entgegen.In Fig. 3, a further embodiment of the control slide is shown. The control slide 28, in this case form a common slide 58 with the same over the entire length Diameter and a groove 59 with which the associated lever arm, e.g. B. 26, the circulation carrier is engaged. In contrast to the embodiment of FIG. 2, only the the springs 32 and 33 containing spaces S3 or via the channels 56 and 57 with the control grooves and 41 connected, and. the oil pressure acts with the full piston area of slide 58 of the Displacement of the same opposite.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Power steering, especially for motor vehicles, in which the auxiliary power supporting the steering movement against the force exerted on the steering control element (steering handwheel) supports the back pressure to give the driver a feeling of contact with the steering, characterized in that in a manner known per se the steering movement is transmitted by a differential gear (16), the third gear element of which, preferably the ^{rotating gear carrier (25) kept in equilibrium by the force of return springs (3 2} > 33. 34 »35), the auxiliary power via control elements, in particular the differential piston ( 28,29), ^w * ^e is known per se, controls such that this shared to support the steering assist force one of the displacement of the transmission member (25, 22, 23) counteracting the restoring force of the springs (3 ^2> 33 34 > 35) exerts supporting, but reduced force, the third gear member (25) supporting devices (28 to 35) being provided in this way nd or the controlled auxiliary force acts on the third gear member (25) in such a way that the same is relieved of radial forces.

2. Power steering according to claim 1, characterized in that the third gear member as Balance beam (25) is designed with two lever arms (26, 27) and is supported by four springs (32, 33. 34. 35) with the interposition of pistons

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(28, 29, 30, 31) is kept in equilibrium, of which two diagonally opposite (28, 30 or 29, 31) on each side (44 or 45) of the servo main piston (19) are connected and of which one (28, 29) is used as a control element is trained for the assistant.

Documents considered: German Patent No. 729 091; Belgian Patent No. 497928; Swiss Patent No. 262696; U.S. Patent Nos. 2,077,747, 2213271, 2,524,682.

1 sheet of drawings

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