DE1176007B

DE1176007B - Power-assisted steering gear

Info

Publication number: DE1176007B
Application number: DEH38095A
Authority: DE
Inventors: Frederick John Adams
Original assignee: Hydrosteer Ltd
Current assignee: Hydrosteer Ltd
Priority date: 1959-09-14
Filing date: 1959-12-08
Publication date: 1964-08-13
Also published as: GB954352A; FR1242275A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4MT^ PATENTAMT Internat. Kl.: B 62 d FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN 4MT ^ PATENT OFFICE Internat. Class: B 62 d

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:

Deutsche KL: 63 c-47German KL: 63 C-47

1176 007
H 38095II/63 c
8. Dezember 1959
13. August 19641176 007
H 38095II / 63 c
December 8, 1959
August 13, 1964

Die Erfindung bezieht sich auf ein kraftunterstütztes Lenkgetriebe mit einem doppelt wirkenden Unterstützungskolben und einem von Hand bedienbaren Steuerventil zur Steuerung des Zuflusses von Druckflüssigkeit zu jeweils einer der beiden Kolben-Seiten und des Rückflusses von jeweils der anderen Kolbenseite, wobei das Steuerventil in einer neutralen Zwischenstellung durch Federn gehalten wird, die mit zunehmender Verschiebung des Steuerventils aus seiner neutralen Zwischenstellung eine steigende Federkraft auf das Steuerventil ausüben.The invention relates to a power-assisted Steering gear with a double-acting support piston and one that can be operated by hand Control valve for controlling the flow of hydraulic fluid to one of the two piston sides and the return flow from the other side of the piston, the control valve in a neutral Intermediate position is held by springs that change with increasing displacement of the control valve its neutral intermediate position exert an increasing spring force on the control valve.

Solche Lenkgetriebe hat man zur Erhöhung der Empfindlichkeit dadurch verändert, daß ein Druckausgleich in den Zweigleitungen unter normalen Verhältnissen aufrechterhalten und durch die kleinste Bewegung des als Kolben ausgebildeten, mit dem Steuerschieber verbundenen Ventilteils aufgehoben wird.Such steering gears have been changed to increase the sensitivity in that a pressure equalization maintained in the branch lines under normal conditions and by the smallest Movement of the valve part, which is designed as a piston and connected to the control slide, is canceled will.

Es ist bei solchen Lenkgetrieben ferner bekannt, den Unterstützungskolben, der mit dem Lenkstockdrehzapfen verbunden ist, in einem Zylinder zu führen. Der Unterstützungskolben nimmt das mit Gewinde versehene Ende der Lenksäule verschieblich auf, während die mit dem Kolben fest verbundene Mutter in einer Ausnehmung des Kolbens sitzt.It is also known in such steering gears, the support piston with the steering column pivot is connected to lead in a cylinder. The support piston takes this threaded provided end of the steering column slidably on, while the firmly connected to the piston Nut is seated in a recess in the piston.

Es ist ferner bekannt, der Bedienungsperson ein »Lenkgefühl« durch eine Reaktionskraft zu vermitteln, welche von dem erzeugten hydraulischen Druck abgeleitet ist und der von Hand ausgeübten, Kraft entgegenwirkt,It is also known to give the operator a "steering feeling" by means of a reaction force, which is derived from the hydraulic pressure generated and the force exerted by hand counteracts

Es ist auch schon bekannt, das Steuerventil durch Federn in der neutralen Stellung, die der Geradeaus-Lenkstellung entspricht, zu halten. Solch eine Anordnung ist zwar für die Vermittlung eines Lenkgefühls geeignet, sie ist aber progressiv, weil die von Hand auszuübende Kraft in dem Maße anwächst, wie sich der Steuerschieber des Ventils in seinem Gehäuse verschiebt.It is also already known to spring the control valve in the neutral position, that of the straight-ahead steering position corresponds to keep. Such an arrangement is for imparting a steering feeling suitable, but it is progressive because the force to be exerted by hand increases as the how the control spool of the valve moves in its housing.

Für die Erzielung eines besseren _Lenkgefühls bei Geradeausfahrt durch die progressive Kraft der Mitteneinstellfedern müßten Federn verwendet werden, welche ein hohes Maß an Federwirkungszunahme mit zunehmender Durchfederung haben. Dieses führt jedoch, zu der Schwierigkeit, daß eine unbequem große Kraft von Hand aufgebracht werden muß, wenn die Lenkung bei Parkmanövern oder heim Kurvenfahren betätigt wird.To achieve a better steering feeling when driving straight ahead thanks to the progressive force of the center adjustment springs springs would have to be used, which have a high degree of spring action increase have increasing deflection. However, this leads to the problem that one is inconvenient Great force must be applied by hand when steering during parking maneuvers or when cornering is operated.

Es ist auch bekannt, den Arbeitszylinderräumen im Steuerschieber zwei in gleicher Richtung wirkende Gegenwirkungsflächen zuzuordnen, wobei in an sich bekannter Weise Druckregelvorrichtungen nur den auf die erste Gegenwirkungsfläche wirkenden Druck Kraftunterstütztes LenkgetriebeIt is also known that the working cylinder spaces in the control slide are two acting in the same direction To assign counteracting surfaces, in a known manner pressure control devices only the Pressure acting on the first counteracting surface Power-assisted steering gear

Anmelder:Applicant:

Hydrosteer Limited, Luton,Hydrosteer Limited, Luton,

Bedfordshire (Großbritannien)Bedfordshire (UK)

Vertreter:Representative:

Dr. K.-R. Eikenberg, Patentanwalt,Dr. K.-R. Eikenberg, patent attorney,

Hannover, Am Klagesmarkt 10/11Hanover, Am Klagesmarkt 10/11

Als Erfinder benannt:
Frederick John Adams,
Bedfordshire (Großbritannien)Named as inventor:
Frederick John Adams,
Bedfordshire (UK)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 14. September 1959Claimed priority:
Great Britain 14 September 1959

auf einen bestimmten Wert begrenzen, oder zwischen dem oder den Reaktionskolben und den Reaktionsflächen im Schiebergehäuse an sich bekannte Federmittel sowie eine Relativbewegung der Reaktionskolben zum Steuerschieber begrenzende Mittel anzuordnen, wodurch die Proportionalität zwischen Handkraft und Lenkkraft aufrechterhalten werden soll.limit to a certain value, or spring means known per se between the reaction piston or pistons and the reaction surfaces in the slide valve housing as well as arranging means limiting a relative movement of the reaction piston to the control slide, whereby the proportionality between hand force and steering force is maintained target.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Lenkgetriebe obiger Art zu schaffen, bei dem in den Bewegungsbereichen des Ventils der Federkraft der jeweils gespannten Feder eine von der Druckflüssigkeit für den Unterstützungskalben abgeleitete hydraulische Kraft entgegenwirkt, wodurch eine Erleichterung der Lenkung von Hand in deren äußeren Bewegungsbereiehen erreicht wird.The object of the invention is to create a steering gear of the above type in which the spring force of the respectively tensioned in the areas of movement of the valve Spring a hydraulic derived from the pressure fluid for the support calves Force counteracts, thereby facilitating the steering by hand in their outer movement areas is achieved.

Der Fahrer muß also nicht wie bei den bekannten, ein Lenkgefühl vermittelnden Lenkgetrieben gegen einen immer mehr und mehr ansteigenden Druck anarbeiten, wenn er die Lenkung in die äußeren Bewegungsbereiche, beispielsweise beim Kurvenfahren oder Parken, bringen muß.The driver does not have to be like with the known, Steering gears imparting a steering feel against an ever increasing pressure work on when he is steering in the outer areas of motion, for example when cornering or parking, must bring.

Erfindungsgemäß, wird das dadurch erreicht, daß das, Steuerventil mit Druckflächen versehen ist, welche in der neutrale» Zwischenstellung des Steuerventils von Schließsitzen abgehoben- und von der Druckflüssigkeit das Steuerventil hydraulisch entlastend beaufschlagt sind, aber von denen sich jeweils eine Fläche schließend gegen einen der Schließsitze legt, wenn das Steuerventil in eine seiner beiden Grenz-According to the invention, this is achieved in that the control valve is provided with pressure surfaces, which in the neutral »intermediate position of the control valve lifted from closing seats and from the hydraulic fluid the control valve are acted upon hydraulically relieving, but each of which is one Closing surface against one of the closing seats, if the control valve is in one of its two limit

409 640/234409 640/234

3 43 4

lagen bewegt ist, wobei die auf die andere Fläche stutzen 4 für den Anschluß an einen Vorratsbehälterlayers is moved, with the clip on the other surface 4 for connection to a storage container

noch ausgeübte hydraulische Kraft der Kraft der bei versehen. Das Gehäuse 2 hat auch Anschluß-hydraulic force still exerted by the force of the provided. The housing 2 also has connection

der Ventilbewegung gespannten Feder entgegen- leitungen, die zu den entgegengesetzten Seiten desthe valve movement tensioned spring lines opposing the valve movement, which lead to the opposite sides of the

gerichtet ist. hydraulischen Kolbens 24 führen.is directed. hydraulic piston 24 lead.

In Verfolg der Erfindung ist das Ventil im wesent- 5 Das Steuerventil 1 ist über eine Reihe von Kugeln 5 liehen zylindrisch und mit Endflanschen versehen, mit der handbetätigten Lenksäule 6 verbunden, die deren zueinandergekehrte Ringflächen die Druck- für ihre begrenzte axiale Bewegung in Lagern 7 geflächen bilden und zwischen sich mit Abstand einen tragen wird, von denen nur das am inneren Ende ortsfesten Ringvorsprung aufnehmen, der mit einer befindliche Lager aus F i g. 2 ersichtlich ist, durch Zuflußöffnung für die Druckflüssigkeit versehen ist io das sich die Lenksäule durch eine Dichtung 8 hin- und dessen den Flanschen zugekehrte Ringflächen durcherstreckt. Diese axiale Bewegung der Lenkdie Schließsitze bilden. säule 6 wird durch die Kugeln 5 auf das Steuer-Dabei sind die Flansche des Ventils mit ihren ventil 1 übertragen. Es ist mit Steuerflächen 9 und äußeren Flächen ortsfesten Schließringen für die 10 versehen, die jeweils mit Schließringen 11 und 12 Unterbrechung des Zuflusses des Druckmittels zu 15 zusammenarbeiten. Das Steuerventil besitzt weitereiner Seite des Unterstützungskolbens und für die hin Zuführungssteuerflächen 13 und 14, die jeweils Rückführung zugeordnet, wenn diese Seite durch mit Sitzen 15 und 16 an einem im Gehäuse aneine Druckfläche und einen Schließring zunehmend geordneten Einsatz 16' zusammenarbeiten,
dem Rückfluß geöffnet ist. Das Steuerventil wirkt auch mit Federringen 17 Es wirkt sich hierbei vorteilhaft aus, wenn das 20 und 18 zusammen, die von dem Gehäuse getragen Ventil hohl ausgeführt und auf der Lenksäule be- werden und auf die inneren freien Enden des Steuerfestigt ist, die für die von Hand eingeleitete Ver- ventils 1 einwirken.In the course of the invention, the valve is essentially connected to the manually operated steering column 6, the annular surfaces of which face each other, the pressure for their limited axial movement in bearings 7 Forming surfaces and between them with a distance will carry one, of which only receive the stationary annular projection at the inner end, which is connected to a bearing from FIG. 2 it can be seen, provided by the inlet opening for the pressure fluid io that the steering column extends through a seal 8 and its annular surfaces facing the flanges. This axial movement of the steering forms the locking seats. Column 6 is transferred to the control by the balls 5. The flanges of the valve with their valve 1 are transferred. It is provided with control surfaces 9 and outer surfaces of stationary locking rings for the 10, which each work together with locking rings 11 and 12 interrupting the flow of the pressure medium to 15. The control valve has another side of the support piston and, for the supply control surfaces 13 and 14, each associated with a return when this side works together by means of seats 15 and 16 on an insert 16 'increasingly ordered in the housing against a pressure surface and a locking ring,
is open to reflux. The control valve also works with spring washers 17. It has an advantageous effect if the 20 and 18 cooperate, the valve carried by the housing is made hollow and loaded on the steering column and is fastened to the inner free ends of the control, which is used for the Activate manually initiated valve 1.

Schiebung begrenzt axial verschieblich gelagert ist, In der in F i g. 1 gezeigten neutralen (Geradeaus-)Shift is axially displaceable to a limited extent, In the in F i g. 1 shown neutral (straight ahead)

wie dies an sich bekannt ist. Lage strömt die durch den Stutzen 3 zugeführteas is known per se. The layer fed through the nozzle 3 flows

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der ein 25 Flüssigkeit zu gleichen Teilen an den Zuführung's-The invention is described below with the aid of a liquid in equal parts at the supply's-

Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung er- steuerflächen 13 und 14 des Steuerventils 1 vorbeiEmbodiment of the drawing showing control surfaces 13 and 14 of the control valve 1

läutert. In dieser zeigt zu beiden Seiten des Kolbens und zu gleichen Teilenpurifies. In this one points to both sides of the piston and in equal parts

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Steuerventil, an den Schließringen 11 und 12 vorbei zum Rück-F i g. 1 shows a longitudinal section through a control valve, past the locking rings 11 and 12 to the rear

F i g. 2 einen ähnlichen Längsschnitt, jedoch in führungsstutzen 4.F i g. 2 shows a similar longitudinal section, but in guide socket 4.

anderer Stellung des Steuerventils und 30 Wenn eine Lenkkraft auf die Lenksäule 6 ein-F i g. 3 einen Längsschnitt durch ein Lenkgetriebe wirkt, bewegen sich die Lenksäule und das Steuermit eingebautem Steuerventil. ventil 1 mit ihr in der einen oder anderen axialen Zunächst wird auf F i g. 3 Bezug genommen. In Richtung; in F i g. 2 hat eine Bewegung nach links dieser bezeichnet 6 eine handbetätigte Lenksäule für stattgefunden. Diese verursacht in zunehmendem die Betätigung eines Lenkgetriebes, bei dem im 35 Maße eine Bewegung des Steuerventils 1 gegen einen gezeigten Beispiel eine Schraube und eine Mutter der Schließringe (in F i g. 2 gegen den Ring 11), um vorgesehen sind, die über einen Kugelring zusammen- im zunehmenden Maße die Verbindung einer der arbeiten. In der Zeichnung sind die Schraube mit Seiten des Kolbens 24 mit dem Rückführungsstut-19, die Mutter mit 20 und die Kugeln mit dem zen 4 einzuschränken. Die Verbindung der anderen Bezugszeichen 21 versehen. Die Axialbewegung der 40 Kolbenseite mit dem entsprechenden Stutzen vorbei Schraube 19 wird bei 22 auf die Lenkstockwelle 23 an dem Ring 12 nimmt zu. Gleichzeitig hebt sich eine übertragen, die mit der Lenktransmission gekuppelt der Steuerflächen (im gezeigten Beispiel die Fläche 13) ist. Im dargestellten Fall wird die Hilfskrafteinrich- in zunehmendem Maße von ihrem Sitz (im gezeigten tung durch einen doppeltwirkenden Kolben 24 ge- Beispiel Sitz 15) ab, um die Flüssigkeitszuführung zu bildet, der sich in einem Zylinder 25 bewegt und 45 der einen Seite des Kolbens zu vergrößern, und entdessen Kolbenstange 26 sich zur Mutter 20 hin er- sprechend bewegt sich die andere Steuerfläche (im streckt und mit dieser gekuppelt ist, um die Kraft- gezeigten Beispiel die Fläche 14) gegen ihren Sitz, unterstützung für die von Hand an der Lenksäule 6 um die Flüssigkeitszuführung zur anderen Kolbenaufgebrachte Kraft einzuführen. seite zu verringern. Im Ergebnis wird der Kolben 24 other position of the control valve and 30 When a steering force on the steering column 6 a-F i g. 3 acts in a longitudinal section through a steering gear, the steering column and the steering gear move with it built-in control valve. valve 1 with her in one or the other axial first, reference is made to F i g. 3 referred to. In the direction; in Fig. 2 moves to the left this denotes 6 a manually operated steering column for took place. This causes in increasing the operation of a steering gear, in which a movement of the control valve 1 against a degree Example shown a screw and a nut of the locking rings (in F i g. 2 against the ring 11) to are provided, which together via a ball ring - increasingly the connection of one of the work. In the drawing are the screw with sides of the piston 24 with the return stub 19, limit the nut with 20 and the balls with the zen 4. The connection of the other Reference number 21 is provided. The axial movement of the piston side with the corresponding nozzle over Screw 19 is at 22 on the steering column shaft 23 on the ring 12 increases. At the same time one rises transmitted, which is coupled to the steering transmission of the control surfaces (in the example shown the surface 13) is. In the case shown, the auxiliary power facility is increasingly from its seat (in the shown by means of a double-acting piston 24, for example seat 15), in order to supply the liquid which moves in a cylinder 25 and 45 to enlarge one side of the piston, and on the other hand Piston rod 26 moves towards nut 20, the other control surface (in the stretches and is coupled with this to force the example shown the surface 14) against its seat, assistance for introducing the force applied by hand on the steering column 6 to feed the fluid to the other piston. side to decrease. As a result, the piston 24 becomes

Die Lenksäule 6 kann sich unter der Einwirkung 50 in die eine oder andere Richtung verschoben,
der angewendeten Kraft begrenzt axial bewegen. Die Verschiebung des Steuerventils 1 findet Diese Bewegung wird für die Betätigung des Steuer- gegen die Mittenrückstellwirkung der Federringe 17 gliedes eines Steuerventils, welches in Fig. 3 all- oder 18 statt; es ist wünschenswert, daß diese Federgemein mit 1 bezeichnet ist, nutzbar gemacht. Dieses ringe mit zunehmender Durchfederung einen zuVentil steuert den Zufluß von Druckflüssigkeit zu 55 nehmend hohen Betrag an Federkraft aufbringen, der einen oder anderen Seite des doppeltwirkenden Die Steuerflächen 13 und 14 liegen sich gegenüber Kolbens 24 und den Abfluß der Flüssigkeit von und haben denselben Flächeninhalt. Diese Flächen dessen jeweils anderer Seite, um die Kraftunterstüt- sind in der neutralen Stellung des Steuerventils 1 in zung, die durch die von Hand an der Lenksäule 6 bezug auf das Gehäuse für die hydraulische Zufühaufgewendete Kraft hervorgerufen wird, einzuführen. 60 rung durch den Zuführungsstutzen hindurch geWenn die von Hand aufgebrachte Lenkkraft aufhört, öffnet; daher beaufschlagt der Zuführungsdruck das stellt sich das Ventil zurück und bringt so die Kraft Steuerventil in entgegengesetzten Richtungen mit für die übliche Nachlaufbewegung auf in dem Maße, gleich großem Betrag. Wenn jedoch das Steuerventil, wie der Kraftvorgang fortschreitet. wie in F i g. 2 gezeigt ist, in bezug auf das Gehäuse Das Steuerventil 1 (F i g. 1 und 2) kann sich in 65 in eine Grenzlage bewegt wird (wie es hauptsächlich einem Gehäuse 2 hin und her bewegen. Das Ge- beim Parkmanöver vorkommt), wirken das eine oder häuse ist mit einem Stutzen 3 für die Zuführung des das andere der Flächenpaare 13 und 15 oder 14 und hydraulischen Druckes und einem Rückführungs- 16 (in F i g. 2 die Steuerflächen 14 und 16J zu-The steering column 6 can move under the action 50 in one direction or the other,
the applied force moves axially limited. The displacement of the control valve 1 takes place. This movement is used for the actuation of the control against the central resetting effect of the spring washers 17 member of a control valve, which in Fig. 3 or 18 instead; it is desirable that this spring is designated 1, made usable. This rings with increasing deflection to valve controls the inflow of pressure fluid to 55 apply increasing amount of spring force, one or the other side of the double-acting The control surfaces 13 and 14 are opposite piston 24 and the outflow of the fluid and have the same area. These surfaces on the other side of the force support are in the neutral position of the control valve 1 in tongue, which is caused by the force applied by hand on the steering column 6 with respect to the housing for the hydraulic supply. 60 tion through the supply port. When the manually applied steering force ceases, opens; therefore, the supply pressure acts that resets the valve and thus brings the force control valve in opposite directions with for the usual follow-up movement to the same extent. However, if the control valve as the force process progresses. as in Fig. 2 is shown, with respect to the housing. The control valve 1 (FIGS. 1 and 2) can be moved to a limit position in 65 (as it mainly moves a housing 2 back and forth. This occurs during a parking maneuver), one or the housing is provided with a connector 3 for the supply of the other of the pairs of surfaces 13 and 15 or 14 and hydraulic pressure and a return 16 (in FIG. 2 the control surfaces 14 and 16J feed

sammen, wodurch die freie Oberfläche einer der Steuerflächen verringert wird. Daher wird die hydraulische Belastung des Ventils, welche normalerweise ausgeglichen und daher unwirksam ist, unausgeglichen und erzeugt einen hydraulischen Überhang in nur einer Richtung. Für den Zweck der Erfindung wirkt dieser Überhang in einer Richtung, welche der Spannung der Federringe 17 oder 18 entgegengesetzt ist und daher die Handbedienung der Lenksäule in diesem extremen Bewegungsbereich erleichtert.together, whereby the free surface of one of the control surfaces is reduced. Hence the hydraulic Load on the valve, which is normally balanced and therefore ineffective, unbalanced and creates a hydraulic overhang in only one direction. Acts for the purpose of the invention this overhang in a direction which opposes the tension of the spring rings 17 or 18 and therefore facilitates manual operation of the steering column in this extreme range of motion.

Claims

Patent claims:

1. Power-assisted steering gear with a double-acting support piston and a manually operated control valve to control the flow of hydraulic fluid one of the two sides of the piston and the return flow from the other side of the piston, wherein the control valve is held in a neutral intermediate position by springs which with increasing displacement of the control valve from its neutral intermediate position one exert increasing spring force on the control valve, characterized in that the Control valve (1) is provided with pressure surfaces (13 and 14), which in the neutral intermediate position of the control valve lifted from the closing seats (15 and 16) and from the hydraulic fluid the control valve are acted upon hydraulically relieving, but each of which is one Surface (13 or 14) closes against one (15 or 16) of the closing seats when the control valve is moved into one of its two limit positions, with the one on the other surface (14 or 13) Hydraulic force still exerted from the force of the spring tensioned during valve movement (17 or 18) is the opposite.

2. Steering gear according to claim 1, characterized in that the control valve (1) is substantially is cylindrical and provided with end flanges, the mutually facing annular surfaces Form pressure surfaces (13 and 14) and a stationary annular projection between them at a distance take up, which is provided with an inlet opening (3) for the hydraulic fluid and its the Ring surfaces facing flanges form the locking seats (15 and 16).

3. Steering gear according to claim 2, characterized in that the flanges of the valve (1) with their outer surfaces (9 and 10) stationary locking rings (11 and 12) for the interruption of the inflow is assigned to one side of the support piston (24) and for the return if this side is supported by a pressure surface and a locking ring (13 or 15 or 14 or 16) is increasingly open to reflux.

4. Steering gear according to claims 2 and 3, characterized in that the valve (1) is hollow executed and attached to the steering column (6) for the manually initiated shift is axially displaceable to a limited extent, as is known per se.

Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1 057 892,
057 471, 1 050 672, 1 034 991;
German Patent No. 583 901;
German utility model No. 1 711 872;
British Patent No. 586 206.

1 sheet of drawings