DE10017876A1

DE10017876A1 - Rotary slide valve for power steering systems of motor vehicles

Info

Publication number: DE10017876A1
Application number: DE2000117876
Authority: DE
Inventors: Arthur Rupp
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2001-11-15
Also published as: WO2001076933A1; AU2001260188A1

Abstract

Ein Drehschieberventil (1) für Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen enthält einen Drehschieber (2), der mit einem Ventil-Eingangsglied (4) drehfest verbunden ist. Die Steuerbuchse (3) ist mit einem Ventil-Ausgangsglied (5) drehfest verbunden. DOLLAR A Die beiden Ventilelemente sind koaxial ineinander beweglich angeordnet und sind maximal um den Verdrehweg einer Totgangkupplung relativ zueinander verdrehbar. Der Drehschieber (2) weist außen- und die Steuerbuchse innenliegende Steuerlängsnuten (6, 7) auf, die miteinander zur Steuerung eines Druckmittels zu und von zwei Arbeitsräumen eines Servomotors zusammenwirken. DOLLAR A Der Drehschieber (2) ist über eine Drehstabfeder (9) mit dem Ventil-Ausgangsglied (5) verbunden. Durch eine spielfreie Mitnahmeverbindung (10) werden fertigungsbedingte Toleranzen ausgeglichen, die zu unerwünschten Effekten beim Fahrverhalten führen können.A rotary slide valve (1) for power steering systems of motor vehicles contains a rotary slide valve (2) which is connected to a valve input element (4) in a rotationally fixed manner. The control socket (3) is connected to a valve output member (5) in a rotationally fixed manner. DOLLAR A The two valve elements are arranged to move coaxially one inside the other and can only be rotated relative to one another by the rotation path of a lost motion clutch. The rotary slide valve (2) has longitudinal control grooves (6, 7) on the outside and the control bushing on the inside, which cooperate with one another to control a pressure medium to and from two working spaces of a servo motor. DOLLAR A The rotary valve (2) is connected to the valve output element (5) via a torsion bar spring (9). A play-free driving connection (10) compensates for manufacturing-related tolerances that can lead to undesirable effects in driving behavior.

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehschieberventil für Hilfskraftlenkungen für Kraftfahrzeuge nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a rotary slide valve for power steering systems for Motor vehicles according to the kind defined in the preamble of claim 1.

Ein Drehschieberventil enthält zwei Ventilelemente, die koaxial ineinander beweglich angeordnet und zum Erzielen eines Steuerweges begrenzt zueinander verdrehbar angeordnet sind.A rotary slide valve contains two valve elements that are coaxial with each other movably arranged and limited to achieve a control path to each other are rotatably arranged.

Dabei ist ein erstes Ventilelement, das mit einem Ventil-Eingangsglied verbunden ist, als radial innenliegender Drehschieber ausgebildet. Ein zweites Ventilelement ist mit einem Ventil-Ausgangsglied drehfest verbunden und als radial außenlie gende Steuerbuchse ausgebildet. Der Drehschieber ist zusätzlich über eine einen Steuerweg begrenzende Totgangkupplung mit einem Antriebsritzel verbunden. Ein in dem Antriebsritzel spielfrei eingepresster Stift greift zur Drehmitnahme in die Steuerbuchse ein.There is a first valve element connected to a valve input member is designed as a radially inner rotary valve. A second valve element is rotatably connected to a valve output member and as a radially outer Control socket trained. The rotary valve is also one Lost motion clutch limiting the control path is connected to a drive pinion. A pin pressed into the drive pinion without play engages in the rotary drive Control socket.

Beide Ventilelemente weisen Steuerlängsnuten auf, die wenigstens zu einem Teil in ihrer axialen Erstreckung begrenzt sind und zur Steuerung eines Druckmittels von oder zu einem der zwei Arbeitsräume eines Servomotors dienen. Zur Rück stellung der beiden Ventilelemente aus einer ausgelenkten Stellung in ihre Neutral stellung dient eine Drehstabfeder.Both valve elements have longitudinal control grooves, at least in part are limited in their axial extent and for controlling a pressure medium from or to one of the two working areas of a servo motor. Back position of the two valve elements from a deflected position to their neutral position is a torsion bar spring.

Die Steuerbuchse wird in den bekannten Drehschieberventilen bei der Mon tage mit einem in das Antriebsritzel eingepressten Stift verbunden. Um diesen Montageschritt zu ermöglichen, muß die Verbindung von Steuerbuchse und Stift ein Spiel aufweisen.The control bush is in the known rotary slide valves in the Mon days connected with a pin pressed into the drive pinion. To this To enable the assembly step, the connection between the control socket and the pin must be made to have a game.

Durch das vorhandene Spiel zwischen Steuerbuchse und Stift kann es zu einer Relativbewegung zwischen dem Drehschieber und der Steuerbuchse ohne ein vom Lenkhandrad eingeleitetes, spürbares Lenkmoment kommen. Dies hat unerwünschte Ölströme zum Arbeitszylinder zur Folge. Zusätzlich macht sich das Spiel am Lenkhandrad durch Drehmomentsprünge negativ bemerkbar. Diese auf tretenden Drehmomentsprünge werden als Selbstlenkeffekte am Lenkhandrad wahrgenommen und führen zu einem Unsicherheitsgefühl des Fahrers.Due to the existing play between the control socket and pin, it can a relative movement between the rotary valve and the control bush without a noticeable steering moment initiated by the steering handwheel. this has undesirable oil flows to the working cylinder. In addition, it does Play on the steering wheel is noticeably noticeable due to torque jumps. This on Torque jumps that occur are self-steering effects on the steering wheel perceived and lead to a feeling of insecurity on the part of the driver.

In der bisher beschriebenen Ausführungsform ist der Drehschieber fest mit dem Ventil-Eingangsglied und die Steuerbuchse mit dem Ventil-Ausgangsglied verbunden. Es gibt aber auch Drehschieberventile, die mit umgekehrt zugeordne ten Ventilelementen arbeiten. Für diese Drehschieberventile kann die Erfindung ebenfalls, mit den gleichen Vorteilen, verwendet werden.In the embodiment described so far, the rotary valve is fixed with the valve input element and the control socket with the valve output element connected. But there are also rotary slide valves, which are assigned the other way round valve elements. The invention can be used for these rotary slide valves can also be used with the same advantages.

Das Ventil-Ausgangsglied kann als Antriebsritzel oder als Kugelgewinde spindel ausgebildet sein, abhängig von der Verwendung bei Zahnstangen- oder Kugelmutter-Hilfskraftlen-kungen.The valve output member can be used as a drive pinion or as a ball screw be formed spindle, depending on the use in rack or Ball nut power steering.

Ein solches Drehschieberventil ist beispielsweise bekannt aus der DE 198 08 796 A1. Die Mitnahmeverbindung zwischen Steuerbuchse und Antriebsritzel wird durch federnde Elemente spielfrei ausgebildet. Durch das Einbringen von Schlitzen in die zur Mitnahmeverbindung gehörenden Bauteile wird ein Spielausgleich der montagebedingten Toleranzen ermöglicht.Such a rotary slide valve is known for example from DE 198 08 796 A1. The driving connection between the control bush and the drive pinion is formed without play by resilient elements. By making slots in the components belonging to the driving connection is a game compensation of assembly-related tolerances.

Nachteilig wirkt sich an dem Stand der Technik, wie er in der DE 198 08 796 A1 beschrieben ist, die Tatsache aus, daß durch das Einbringen von Schlitzen Schwachstellen in den Bauteilen erzeugt werden, was zu einer geringeren Dauer festigkeit im Bereich der Schlitze der Bauteile führt.The prior art, as described in DE 198 08 796 A1, has a disadvantageous effect is described from the fact that by introducing slots Weaknesses in the components are generated, resulting in a shorter duration strength in the area of the slots of the components.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein spielfreies Drehschieberventil mit einer Mitnahmeverbindung darzustellen, das die negativen Auswirkungen der montagebedingten Toleranzen auf das Lenkverhalten ausglei chen kann, ohne daß die Dauerfestigkeit der Bauteile beeinträchtigt wird. The present invention has for its object a game-free Rotary slide valve with a driving connection to represent the negative Compensate for the effects of the assembly-related tolerances on the steering behavior chen without affecting the fatigue strength of the components.

Diese Aufgabe wird durch ein, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisendes, gattungsgemäßes Drehschieberventil für Hilfs kraftlenkungen gelöst.This task is carried out by a, also the characteristic features of the Main type rotary vane valve for auxiliary power steering solved.

Durch die Verwendung eines federnden Elementes als zusätzliches Element in der Mitnahmeverbindung können auftretende Form- und Lagetoleranzen in einfacher Art und Weise ausgeglichen werden. Dies bietet auch den Vorteil, daß die Bohrungen der Mitnahmeverbindung nicht so aufwendig, d. h. sehr präzise bearbeitet sein müssen, um Bauteiltoleranzen, Rundlauffehler und Achsversätze ausgleichen zu können. Die Mitnahmeverbindung wird erfindungsgemäß so aus geführt, daß zwischen dem Stift und einem der beiden Ventilteile zumindest ein federndes Element integriert wird, das die beiden Ventilteile so miteinander ver bindet daß kein Spiel mehr in dieser Mitnahmeverbindung auftreten kann. Durch die Verwendung beispielhaft eines Nicht-Elastomers als federndes Element treten in der Mitnahmeverbindung auch keine Setz- oder Versprödungserscheinungen über die Lebensdauer auf, so daß eine dauerhafte, spielfreie Mitnahme gewährlei stet ist.By using a resilient element as an additional element Form and position tolerances in the driving connection can occur in be balanced in a simple way. This also has the advantage that the drilled holes of the driving connection are not so complex, d. H. very precise must be machined to include component tolerances, concentricity errors and axis offsets to be able to compensate. The driving connection is made according to the invention led that at least one between the pin and one of the two valve parts resilient element is integrated, which ver the two valve parts together binds that no more play can occur in this takeaway connection. By use the example of a non-elastomer as a resilient element there are no signs of setting or embrittlement in the entrainment connection over the lifespan, so that a permanent, play-free take guarantee is steady.

Das federnde Element kann beispielsweise als Polygonring oder -hülse ausgeführt sein. Die Polygonhülse wird zwischen dem Stift und einem Ventilteil integriert, während der Polygonring in einer radial verlaufenden Nut in dem Stift geführt wird. Eine andere Variante der Erfindung sieht eine oder mehrere in Längsrichtung verlaufende Nuten in dem Bereich der Mitnahmeverbindung vor, in denen die federnden Elemente integriert sind. Diese Nuten können vollständig oder nur partiell durchgängig sein.The resilient element can be designed, for example, as a polygon ring or sleeve his. The polygon sleeve is integrated between the pin and a valve part, while the polygon ring is guided in a radial groove in the pin becomes. Another variant of the invention sees one or more in the longitudinal direction running grooves in the area of the driving connection in which the resilient elements are integrated. These grooves can be complete or only to be partially consistent.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung ist aber nicht auf die Merkmalskom binationen der Ansprüche beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.Advantageous and expedient embodiments of the invention are in the Subclaims specified. However, the invention is not based on the characteristics binations of the claims limited, rather arise for the expert further useful combinations of claims and individual Claim characteristics from the task.

Nachfolgend sind anhand der Zeichnungen verschiedenen Ausführungsbei spiele der vorliegenden Erfindung prinzipgemäß beschrieben.Various embodiments are given below with reference to the drawings games of the present invention described in principle.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch ein Drehschieberventil einer Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge, Fig. 1 is a sectional view through a rotary slide valve of a power assisted steering system for motor vehicles,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs der Mitnahmever bindung eines erfindungsgemäßen Drehschieberventils, Fig. 2 is an enlarged view of the region of the Mitnahmever bond of a rotary valve according to the invention,

Fig. 3 eine Darstellung des Stiftes der Mitnahmeverbindung mit in tegrierten, in Längsrichtung montierten Drahtringen, Fig. 3 is a view of the pin of the drive connection with in tegrated, longitudinally mounted wire rings,

Fig. 4 ein federndes Element in Form eines polygonförmigen Drah tringes und Fig. 4 is a resilient element in the form of a polygonal wire ring and

Fig. 5 eine Darstellung der Mitnahmeverbindung mit einem, in einer im Stift verlaufenden Radialnut montierten Drahtring. Fig. 5 is an illustration of the drive connection with one, mounted in a plane extending in the radial pin wire ring.

Die Erfindung wird anhand des Beispieles eines Drehschieberventiles für Zahnstangen-Hilfskraftlenkungen beschrieben. Mit gleicher Wirkung kann die Erfindung jedoch auch bei anderen Hilfskraftlenkungen, wie beispielsweise Ku gelmutter-Hilfskraftlenkungen, verwendet werden.The invention is based on the example of a rotary slide valve for Rack and pinion steering systems described. With the same effect However, the invention also applies to other power steering systems, such as Ku power assisted steering.

Ein erfindungsgemäßes Drehschieberventil 1 enthält ein erstes Ventilele ment in Form eines Drehschiebers 2 und ein zweites Ventilelement, das als Steuer buchse 3 ausgebildet ist.An inventive rotary slide valve 1 contains a first Ventilele element in the form of a rotary slide valve 2 and a second valve element, which is designed as a control sleeve 3 .

Der Drehschieber 2 ist mit einem Ventil-Eingangsglied 4 drehfest verbunden, wel ches als Lenkspindelanschluß ausgebildet ist. Der Lenkspindelanschluß ist bei spielsweise mit einer nicht dargestellten Lenkspindel, die ein Lenkhandrad trägt, über ein ebenfalls nicht dargestelltes Kreuzgelenk verbunden. Der Drehschieber 2 ist außerdem über eine nicht dargestellte Totgangkupplung mit dem Ventil- Ausgangsglied 5 verbunden.The rotary valve 2 is rotatably connected to a valve input member 4 , which is designed as a steering spindle connection. The steering spindle connection is connected, for example, to a steering spindle, not shown, which carries a steering handwheel, via a universal joint, also not shown. The rotary valve 2 is also connected to the valve output member 5 via a lost motion clutch, not shown.

Das Ventil-Ausgangsglied 5 kann als Antriebsritzel oder als Kugelgewindespindel ausgebildet sein, abhängig von der Verwendung bei Zahnstangen- oder Kugelmut ter-Hilfskraftlenkungen.The valve output member 5 can be designed as a drive pinion or as a ball screw, depending on the use in rack or Kugelmut ter power steering systems.

An der äußeren Mantelfläche des Drehschiebers 2. sind Steuerlängsnuten 6 angeordnet, die mit den Steuerlängsnuten 7 der Steuerbuchse 3 zusammenwir ken. Das Drehschieberventil 1 stellt, je nach Drehrichtung, eine Druckmittelverbin dung über die Steuerlängsnuten 6 und 7 sowie über Ringnuten 8 in der Steuer buchse 3 zu einem nicht dargestellten Servomotor dar.On the outer surface of the rotary valve 2 . longitudinal control grooves 6 are arranged, which cooperate with the longitudinal control grooves 7 of the control bush 3 . The rotary slide valve 1 is, depending on the direction of rotation, a Druckmittelverbin tion on the control longitudinal grooves 6 and 7 and ring grooves 8 in the control socket 3 to a servo motor, not shown.

Das Ventil-Eingangsglied 4 ist zudem über eine Drehstabfeder 9 mit dem Ventil- Ausgangsglied 5 verbunden. Das Ventil-Ausgangsglied 5 seinerseits ist über eine Mitnahmeverbindung 10 drehfest mit der Steuerbuchse 3 verbunden.The valve input member 4 is also connected to the valve output member 5 via a torsion bar spring 9 . The valve output member 5, in turn, is connected in a rotationally fixed manner to the control bushing 3 via a driving connection 10 .

Durch diese verschiedenen Verbindungen ist eine begrenzte, relative Verdrehung des Drehschiebers 2 zur Steuerbuchse 3 möglich. Durch die Verdrehung der bei den Ventilelemente relativ zueinander wird das von einer nicht dargestellten Ser vopumpe geförderte Druckmittel über einen ebenfalls nicht dargestellten Druck mittelbehälter von dem entlasteten in den belasteten Arbeitsraum des Servomotors geleitet.A limited, relative rotation of the rotary valve 2 relative to the control bushing 3 is possible through these different connections. By the rotation of the valve elements relative to each other, the pressure medium conveyed by a servo pump, not shown, is passed via a pressure medium container, also not shown, from the relieved into the loaded working space of the servo motor.

Eine Ausführungsform der Mitnahmeverbindung 10 ist in Fig. 2 dargestellt. Zwischen dem Drehschieber 2 und dem Stift 11 ist ein federndes Element 12 inte griert, das auftretende Toleranzfehler kompensiert.An embodiment of the entrainment connection 10 is shown in FIG. 2. Between the rotary valve 2 and the pin 11 , a resilient element 12 is inte grated, which compensates for tolerance errors that occur.

Fig. 3 zeigt eine Darstellung des Stiftes 11 der Mitnahmeverbindung 10 mit integrierten, in Längsrichtung montierten federnden Elementen 12, die in Längs nuten 13 verspannt sind. Fig. 3 shows an illustration of the pin 11 of the driving connection 10 with integrated, mounted in the longitudinal direction resilient elements 12 which are clamped in the longitudinal grooves 13 .

In Fig. 4 ist ein federndes Element 12 in Form eines polygonförmigen Drah tringes dargestellt. In Fig. 4, a resilient element 12 is shown in the form of a polygonal wire ring.

Fig. 5 zeigt eine Darstellung der Mitnahmeverbindung 10 mit einem, in einer im Stift 11 verlaufenden Radialnut 14 montierten Drahtring. Fig. 5 shows an illustration of the drive connection 10 with one, mounted in a plane extending in the radial groove 14 pin 11 wire ring.

reference numeral

11

Drehschieberventil
Rotary slide valve

22

Drehschieber
Rotary valve

33rd

Steuerbuchse
Control socket

44

Ventil-Eingangsglied
Valve input link

55

Ventil-Ausgangsglied
Valve output link

66

Steuerlängsnuten
Longitudinal tax grooves

77

Steuerlängsnuten
Longitudinal tax grooves

88th

Ringnuten
Ring grooves

99

Drehstabfeder
Torsion bar spring

1010th

Mitnahmeverbindung
Driving connection

1111

Stift
pen

1212th

Federndes Element
Resilient element

1313

Längsnuten
Longitudinal grooves

1414

Radialnut
Radial groove

Claims

1. Rotary slide valve ( 1 ) for power steering systems for motor vehicles, with a first valve element which is non-rotatably connected to a valve input member ( 4 ) and a second valve element which is non-rotatably connected to a valve output member ( 5 ) via a driving connection ( 10 ) is associated with the following features:

- The first valve element is connected to the valve output member ( 5 ) via a torsion bar spring ( 9 ) and a lost motion clutch;
- The two valve elements are coaxially arranged ineinanan in a valve housing and can rotate a maximum of the rotation away of the lost motion clutch relative to each other;
- The radially outer valve element has inner, the radially outer valve element outer, at least partially limited in its axial length control longitudinal grooves ( 6 , 7 ) which cooperate with each other to control a pressure medium to and from two working spaces of a servo motor;
- The driving connection ( 10 ) consists of a pin ( 11 ) which is pressed with a first area into a drive pinion and engages with a second area in a valve element; in which
- In this second area at least one resilient element ( 12 ) consisting of a non-elastomer is integrated, which ensures a play-free driving connection ( 10 ).

2. Rotary slide valve according to claim 1, characterized in that the resilient element ( 12 ) is a polygon sleeve.

3. Rotary slide valve according to claim 1, characterized in that the resilient element ( 12 ) is a wire ring.

4. Rotary slide valve according to claim 3, characterized in that the wire ring is polygonal and is held in a radial groove ( 14 ) of the pin ( 11 ).

5. Rotary slide valve according to claim 3, characterized in that the wire ring in a longitudinal groove ( 13 ) in the pin ( 11 ) is integrated.