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DE2162631A1 - ARRANGEMENT FOR STEERING POWER LIMITATION IN HYDRAULIC POWER STEERING DEVICES - Google Patents

ARRANGEMENT FOR STEERING POWER LIMITATION IN HYDRAULIC POWER STEERING DEVICES

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Publication number
DE2162631A1
DE2162631A1 DE19712162631 DE2162631A DE2162631A1 DE 2162631 A1 DE2162631 A1 DE 2162631A1 DE 19712162631 DE19712162631 DE 19712162631 DE 2162631 A DE2162631 A DE 2162631A DE 2162631 A1 DE2162631 A1 DE 2162631A1
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DE
Germany
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pressure
reaction
valve
steering
effective area
Prior art date
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Application number
DE19712162631
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German (de)
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DE2162631B2 (en
DE2162631C3 (en
Inventor
Guenter Strauff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Langen and Co
Original Assignee
Langen and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Langen and Co filed Critical Langen and Co
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Priority to IT3207672A priority patent/IT971198B/en
Priority to GB5775672A priority patent/GB1412448A/en
Priority to FR7244880A priority patent/FR2163723B1/fr
Priority to JP47127060A priority patent/JPS4867926A/ja
Publication of DE2162631A1 publication Critical patent/DE2162631A1/en
Priority to US05/542,671 priority patent/US4051766A/en
Publication of DE2162631B2 publication Critical patent/DE2162631B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2162631C3 publication Critical patent/DE2162631C3/en
Expired legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/061Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle provided with effort, steering lock, or end-of-stroke limiters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/14Special measures for giving the operating person a "feeling" of the response of the actuated device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/08Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor

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Description

Patent a ri m el et- u η gPatent a ri m el et- u η g

Gegenstand: Anordnung zur Lenkkraftbegrenzung bei hydraul!sehen ServolenkeinricntungenSubject: Arrangement for steering force limitation at hydraul! see power steering devices

Anmelderin: Firma Langen & Co.Applicant: Company Langen & Co.

Ί Düsseldorf, Klosterstr. 4'JΊ Düsseldorf, Klosterstr. 4'J

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Lenkkraftbegrenzung bei hydraulischen Servölenkeinrichtungen mit einem Lenkventil zur sogenannten Zwei-Kantön-Steuerung eines Druckmittelstromes von einer Druckquelle zu einem Arbeitsraum vorzugsweise größerer wirksamer Flache eines Servomotors bzw. von dera Arbeitsraum zu einem Rücklauf, wobei der Arbeitsraum vorzugsweise kleinerer wirksamer Fläche immer mit der Druckquelle verbunden ist, und wobei Reaktionsglieder mit hydraulisch beaufschlagten Reaktionsflächen zur Rückmeldung eines Lenkgefühls an den Lenker vorgesehen sind, welche Reaktionsglieder den verschiedenen wirksamen Flächen des Servomotors zugeordnet sind und in Verbindung mit entsprechenden Hebelarmen oder dergleichen und/oder entsprechenden Reaktionsflächen eine Drehmomentwaage oder dergleichen bilden. The invention relates to an arrangement for limiting the steering force in hydraulic power steering devices with a steering valve for the so-called two-Kantön control of a pressure medium flow from a pressure source to a working space preferably larger effective area of a servo motor or from dera work space to a return, the work space preferably always having a smaller effective area is connected to the pressure source, and wherein reaction members with hydraulically acted upon reaction surfaces for feedback of a steering feeling to the handlebars are provided which reaction elements the different effective surfaces of the servo motor are assigned and in connection with corresponding lever arms or the like and / or corresponding reaction surfaces form a torque balance or the like.

Es ist bekannt, daß die bisher üblicherweise verwendeten Servolenkungen Lenkventile mit vier Steuerkanten besaßen. Diese Lenkventile dienten zur Versorgung der Arbeitsräume eines Servomotors, welche ini wesentlichen gleich große 'Flächen besaßen. FJin Arbeitsraum wurde jeweils mit dem Rücklauf verbunden, wenn der andere mit der Druckquelle in Verbindung stand. Reaktionsglieder besaßen meist ebenfalls gleiche Flächen und wirkten an gleichen Hebelarmen,It is known that the power steering systems commonly used hitherto have steering valves with four control edges possessed. These steering valves were used to supply the working spaces of a servo motor, which ini essentially had areas of the same size. FJin The work area was connected to the return flow, when the other was in communication with the pressure source. Reaction members mostly also possessed same areas and acted on the same lever arms,

soweit die ■ Reaktionsflüchen nicht sowieso., r.iit den Stirnflächen eines oder inehrer Steuerkolben identisch waren. Bei einer derartigen Anordnung erfolgte die Verstimmung der Drehnioruentv/aage oder dergleichen sehr einfach durch die jeweils wechselnden Drücke in den Reaktionsräumen. Entsprechend einfach ließen sich Lenkkraftbegrenzungen verwirkliehen. Es genügte, den Druck in den Reaktionsrauiuen auf ein gewünschtes Maß zu begrenzen. Diese Begrenzung erfolgte beispielsweise über Druckreduzierventile (deutsche Patentschrift Γ obo 672), welche zwischen ρ Arbeitsraum und Reaktionsraum geschaltet waren.as far as the ■ reaction curses are not anyway., r.iit the end faces of one or more control pistons were identical. With such an arrangement, the detuning of the rotary indicator or the like took place very easy due to the changing pressures in the reaction chambers. Correspondingly simple steering force limits could be implemented. It was enough to reduce the pressure in the reaction areas limit the desired amount. This limitation took place, for example, via pressure reducing valves (German patent Γ obo 672), which between ρ working space and reaction space were switched.

Es hat sich gezeigt, da£i diese Anordnungen für Ser'volenkeinrichtungen mit Zwei-Kanten-Steuerung nicht geeignet sind. Der Grund liegt darin, daß jener dem Arbeitsraum mit der kleineren wirksamen Fläche zugeordnete ReaktionstauBi ebenso wie der Arbeitsraum selbst immer vom im wesentlichen konstanten Druck der Druckquelle beaufschlagt ist. Die Verstimmung der Drehmomentwaage erfolgt nur über den wechselnden Druck im anderen Reaktionsraum.It has been shown that these arrangements are used for servicemen's institutions with two-edge control are not suitable. The reason is that that dem The work area with the smaller effective area, as well as the work area, assigned to the reaction congestion itself always from the essentially constant pressure of the Pressure source is applied. The detuning of the torque balance only takes place via the changing Pressure in the other reaction space.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Mittel zu finden, " welche die Verstimmung sowohl in der einen als auch in der anderen Richtung begrenzen.It is therefore the object of the invention to find means "which the resentment in both the one limit in the other direction.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch-uie Kombination folgender, einzeln zum Teil bekannter Merkmale:This object is achieved according to the invention through a combination of the following, individually partly known features:

a) Jener der^größeren wirksamen Fläche des Servomotors zugeordnete Arbeitsraum ist mit dem zugehörigen Reaktionsraum über eine Drosselstelle verbunden.a) That of the larger effective area of the servomotor The associated working space is connected to the associated reaction space via a throttle point tied together.

f- vorzugsweise ,,.-. f- preferably ,, .-.

309825/0187 BADORONAL 309825/0187 BADORONAL

21S263121S2631

b) Jener der vorzugsweise kleineren wirksamen Fläche des Servomotors zugeordnete Arbeitsraum oder die Druckquelle ist .mit dem der vorzugsweise größeren wirksamen Fläche zugeordneten.Reaktionsraum über ein druckverminderndes Ventil verbunden, welches bei Unterschreiten eines bestimmten unteren Druckes im Reaktionsraum oder bei Überschreiten einer bestimmten Druckdifferenz zwischen Arbeitsraumb) That of the preferably smaller effective area of the servomotor assigned work space or the The pressure source is .with the reaction space assigned to the preferably larger effective area connected to a pressure reducing valve, which when falling below a certain lower pressure in the reaction chamber or when exceeding a certain pressure Pressure difference between working space

und Reaktionsraum öffnet. . .and reaction space opens. . .

c) Der Reaktionsraum, welcher der größeren wirksamen Fläche des Servomotors zugeordnet ist, ist mit dem Rücklauf über ein Druckbegrenzungsventil verbunden, welches das Überschreiten eines bestimmten oberen Druckes im Reaktionsraum verhindert-c) The reaction space, which of the larger effective ones Area of the servomotor is assigned, is connected to the return via a pressure relief valve, which the exceeding of a certain the upper pressure in the reaction chamber

Zweckmäßigerweise ist das druckvermindÄde Ventil ein Druckgefälleventil, welches eine konstante DruckdifferenzAp bewirkt. Wenn am Druckbegrenzungsventil, druckloser Rücklauf vorausgesetzt, die gleiche Druckdifferenz Zip eingestellt ist und außerdem das Verhältnis der wirksamen Flächen 2 : 1 ist, lassen sich in beiden Richtungen gleiche maximale Reaktionskräfte erzielen. Dabei muß natürlichThe pressure reducing valve is expediently on Pressure drop valve, which causes a constant pressure difference Ap. If the pressure relief valve is less pressurized Return provided the same pressure difference Zip is set and the ratio of the effective areas is 2: 1, can be used in both directions achieve the same maximum reaction forces. Of course you have to

2 · 4 P > Pn und andererseits Δ P < Pn sein, wobei2 · 4 P> P n and on the other hand Δ P < P n , where

Jp die Druckdifferenz und ρ der Druck in jenem der kleineren Fläche zugeordneten Arbeitsraum bedeuten .Jp the pressure difference and ρ the pressure in that mean the working space assigned to the smaller area.

Die Erfindung wird in ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise anhand von in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiel-en näher erläutert.The invention is in its structure and mode of operation based on the exemplary embodiments shown in the figures explained in more detail.

vorzugsweise? _Ät_ _ .preferably? _ Ät _ _.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

309825/0187309825/0187

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung zum Teil r.iit Symbolen eine Anordnung, bei v/elcher der Steuerkolben des Lenkventils selbst Reaktionsflächen besitzt. FIG. 1 shows in a schematic representation, partly with symbols, an arrangement with one of the control pistons of the steering valve itself has reaction surfaces.

Figur λ zeigt eine entsprechende Anordnung für ein Lenkventil mit einem nur mit einer Reaktionsfläche versehenen Steuerkolben sov/ie einem davon getrennten,, entgegensetzt wirkenden Reaktionskolben. Figur 3 zeigt in einem Diagramm den Zusammenhang zwischen Kraft am Servomotor und Reaktionskraft. Figur 4 zeigt eine sehr einfache Ausführung eines Druckgefälleventils. Figure λ shows a corresponding arrangement for a steering valve with a control piston provided with only one reaction surface and / or a separate, oppositely acting reaction piston. FIG. 3 shows in a diagram the relationship between the force on the servomotor and the reaction force. Figure 4 shows a very simple embodiment of a pressure drop valve.

Eine Pumpe 1 fördert Druckmittel in eine Druckleitung 2, welche zu einem Anschluß P, eines Lenkventils 3 sov/ie zu einem Anschluß P2 eines Servomotors 4 führt. Das Lenkventil besitzt ein Gehäuse 5, das in seinem Innern eine Bohrung 6 zur /mfnahrte eines Steuerkolbens 7 besitzt. Der Steuerkolben 7 besitzt zwei durch eine Taille £ getrennte Schultern 9 und Io. 7m der Schulter Io ist eine dicht aus dem Lenkventil 3 herausgeführte Betätigungsstange 11 befestigt, welche mit einem nicht dargestellten Teil einer mindestens zweiteiligen Kraftübertragungseinrichtung zwischen Lenkrad und gelenkten Rädern verbunden ist. Das Gehäuse 5 des Lenkventils 3 -ist mit dem anderen Teil verbunden. Die Betätigung erfolgt auf Grund einer geringen Relativbewegung zwischen beiden Teilen. Die Erzeugung dieser Relati vbe./egung hat mit der Erfindung nichts zu tun und ist deshalb auch nicht näher dargestellt. Der Anschluß P mündet in einen die Betätigungsstange 11 umgebenden Ringraum 13, der auf einer Seite von der als Reaktionsfläche F wirkendenA pump 1 conveys pressure medium into a pressure line 2, which leads to a connection P, a steering valve 3 so / ie to a connection P 2 of a servo motor 4. The steering valve has a housing 5, which has a bore 6 in its interior for driving a control piston 7. The control piston 7 has two shoulders 9 and Io separated by a waist £. 7m of the shoulder Io is an actuating rod 11, which leads tightly out of the steering valve 3 and which is connected to a part (not shown) of an at least two-part power transmission device between the steering wheel and the steered wheels. The housing 5 of the steering valve 3 is connected to the other part. The actuation takes place due to a slight relative movement between the two parts. The generation of this relationship has nothing to do with the invention and is therefore not shown in more detail. The connection P opens into an annular space 13 which surrounds the actuating rod 11 and which acts as a reaction surface F on one side

- 5 —- 5 -

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216263Τ216263Τ

. Ringfläche der Schulter Io begrenzt wird. In einer mittleren Stellung des Steuerkolbens 7 trennt die Schulter Io eine sie.umgebenden Ringnut 14 von den Ringraum 13 sowie von einem die Taille 8 umgebendem Ringraum 15. In den Ringraum 15 mündet ein Anschluß T,f welcher mit-einem Ablauf 16' verbunden ist. Die freie Stirnfläche der Schulter 9 wirkt als Reaktionsfläche F und begrenzt einen Reaktiönsraum 17, der . Ring surface of the shoulder Io is limited. In a central position of the control piston 7, the shoulder Io separates an annular groove 14 surrounding it from the annular space 13 and from an annular space 15 surrounding the waist 8. A connection T, f which is connected to an outlet 16 ', opens into the annular space 15 . The free end face of the shoulder 9 acts as a reaction surface F and delimits a reaction space 17, the

2
mit einem Anschluß Λ, versehen ist. Vom Anschluß A0 führt eine Leitung 18, in die eine Drosselstelle 19 eingebaut ist, zu einem in die Ringnut 14 mündenden Anschluß A, . Vom Anschluß A bzw.. von der Leitung 18 geht eine weitere Leitung 2o aus, welche zum Vorratsbehälter führt und in· die ein Druckbegrenzungsventil 21 eingebaut ist. Eine weitere Leitung 22 geht von der Druckleitung 2 aus und verläuft über ein Druckgefälleventil 23 ebenfalls zum Anschluß A2. Der Servomotor 4 besteht aus einem Zylinder 24, in dem ein mit einer Kolbenstange 25 verbundener Kolbon 26 gleitet. Der Servomotor wirkt als Unterstützung der manuellen Lenkkraft auf einen Teil der nicht dargestellten Kraftübertragungseinrichtung ein oder ist mit ihm parallel geschaltet. Der Anschluß P^ mündet in einen die Kolbenstange 25 umgebenden Arbeitsraum 27, der von der kleineren wirksamen Fläche f.. der Kolbens 2ü begrenzt wird. Die größere wirksame Fläche f^ des Kolbens 26 begrenzt einen Arbeitsraum 28, in den ein Anschluß A^ mündet, der mit der Leitung 18 in Verbindung steht. Zur Druckbegrenzung der gesamten Anlage dient ein an die Druckleitung 2 angeschlossenes Druckbegrenzungsventil 29. Das Verhältnis der Reaktionsflachen sowie das Verhältnis der wirksamen Fläcnen ist F^ : F = f : f = 2 : 1.
2
is provided with a connection Λ. From the connection A 0 , a line 18, in which a throttle point 19 is installed, leads to a connection A, which opens into the annular groove 14. A further line 20, which leads to the storage container and in which a pressure-limiting valve 21 is installed, goes out from connection A or line 18. Another line 22 emanates from the pressure line 2 and also runs via a pressure gradient valve 23 to connection A 2 . The servomotor 4 consists of a cylinder 24 in which a piston 26 connected to a piston rod 25 slides. The servomotor acts as a support for the manual steering force on part of the power transmission device (not shown) or is connected in parallel with it. The connection P ^ opens into a working space 27 which surrounds the piston rod 25 and is delimited by the smaller effective area f .. of the piston 2ü. The larger effective area f ^ of the piston 26 delimits a working space 28 into which a connection A ^ opens, which is in communication with the line 18. A pressure-limiting valve 29 connected to the pressure line 2 serves to limit the pressure of the entire system. The ratio of the reaction areas and the ratio of the effective areas is F ^: F = f: f = 2: 1.

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— G —- G -

Zur Erläuterung der Funktion sei angenommen, daß das Druckbegrenzungsventil 29 auf loo bar eingestellt sei. Die Druckdifferenz i\ pia am Druckgefälleventil 23 betrage ebenso wie die Druckdifferenz /dPaK 0^1 Druckbegrenzungsventil 21 7o bar. Der jeweilige Druck im Reaktionsraum 17 und dem damit kommunizierenden System sei mit P/k bezeichnet, während der Druck in dem Kingraum 13 und dem damit kommunizierenden System mit P bezeichnet werde. In der dargestellten, einer Geradeausfahrt entsprechenden Stellung stellt sich sowohl im Arbeitsraum 28 als auch im Reaktionsraum 17 ein Druck von 5o bar ein. Da giltTo explain the function, it is assumed that the pressure relief valve 29 is set to loo bar. The pressure difference i \ p ia at the pressure drop valve 23 is just like the pressure difference / dP a K 0 ^ 1 pressure relief valve 21 70 bar. The respective pressure in the reaction chamber 17 and the system communicating with it is denoted by P / k , while the pressure in the king chamber 13 and the system communicating with it is denoted by P. In the position shown, which corresponds to driving straight ahead, a pressure of 50 bar is established both in the working chamber 28 and in the reaction chamber 17. There applies

5© . f2 = loo . f. sowie5 ©. f2 = loo. f. as well as

5° . Fn = loo .F5 °. F n = loo .F

*■ 1* ■ 1

ist der Servomotor 4 im Gleichgewicht und auch am Steuerkolben 7 wirken keine resultierenden Kräfte. Wenn nunmehr der Steuerkolben 7 im Zuge eines Lenkvorganges nach links betätigt wird, strömt Druckmittel vom Anschluß P, zum Anschluß A. und von dort zunächst über den Anschluß A3 in den Arbeitsraum 28, wodurch dort ein den zu über v/i ndenden Kräften entsprechender Druckaufbau stattfindet. Dieser Druckaufbau gelangt über die Leitung 18 und die Drosselstelle iy zum Anschluß A2 und in den Reaktionsraum 17. ' Wenn man annimmt, daß der Druck im Reaktionsraum nun 60 bar betrage und die Ilandkraft, welche gleich der resultierenden Reaktionskraft am Steuerkolben 7 ist, mit R bezeichnet werde, ergibt sich folgende Gleichungif the servomotor 4 is in equilibrium and there are no resulting forces acting on the control piston 7 either. If now the control piston 7 is operated during a steering operation to the left, pressurized fluid flows from terminal P to terminal A. and from there first through the terminal A 3 in the working chamber 28, thereby there is a to be about v / i ndenden forces corresponding Pressure build-up takes place. This pressure build-up reaches connection A 2 and the reaction chamber 17 via the line 18 and the throttle point R, the following equation results

- 6060 F2 F 2 - 100..- 100 .. = 1= 1 2o2o aa Pl P l - loo F- loo F == 2o2o F,F,

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iv.äiin ■ iiiit Γ, eine Flächeneinheit bezeichnet wird, beträgt die Handicraft nun 2o Krafbeinhalten. Wenn der Druck iiii Reaktionsraum 17 auf 7o bar angewachsen ist, erhält maniv.äiin ■ iiiit Γ, denotes a unit of area, the handicraft is now 2o holding power. If the Pressure iiii reaction space 17 has increased to 7o bar, you get

K1. = 7o F , - loo Fn H max 2 1K 1 . = 7o F, - loo F n H max 2 1

= ίο F1 = ίο F 1

Wenn der Druck weiter zu steigen .versucht, öffnet das Druckbegrenzungsventil 21 und halt den Druck konstant auf 7o bar. Der Druck im Arbeitsraum 28 kann selbstverständlich weiter ansteigen und ira Extremfall loo bar erreichen. Diesel" Zusammenhang wird aus Figur 3 exsichtlich. Man sieht, daß die Handkraft zunächst proportional der Kraft KfT aiii Servomotor 4 ansteigt und dann waagerecht weiter verläuft. Vn ein zu starkes Abströmen von Druckmittel aus dem Arbeitsraum über das Druckbegrenzungsventil 21 zu vermeiden, ist in die Leitung 18 die Drosselstelle ID eingebaut. Diese Drosselstelle 1-J erlaubt einen sehx- schnellen Druckausgleich unterhalb des Grenzdruckes von 7o bar, da dann nur äußerst geringe, aus ilen S teuer bewegungen des ijteuerkolbens 7 resultieren de Mengen durchströmen. Entsprechend klein kann ihr .Cjuerschnittjber.iessen werden, so daß bei auftreten der Druckunterschieden ebenfalls nur kleine Mengen abströmen können. Wenn in umgekehrter Weise der .Steuerkolben 7 nach rechts bewegt wird/, stellt er die Verbindung A, - T. her, so daß sowohl in Arbeitsraum 28 als aucii im Reaktionsraum 17 ein Druckabfall eintritt. Bei einem Druckabfall von Io barIf the pressure tries to rise further, the pressure relief valve 21 opens and keeps the pressure constant at 70 bar. The pressure in the working space 28 can of course continue to rise and in an extreme case can reach 100 bar. Diesel "context exsichtlich of Figure 3. It is seen that the manual force first increases in proportion to the force K fT aiii servo motor 4, and then horizontally further Vn runs. To prevent excessive outflow of pressure medium from the working chamber via the pressure limiting valve 21 is The throttle point ID is built into the line 18. This throttle point 1-J allows a very rapid pressure equalization below the limit pressure of 70 bar, since only extremely small quantities resulting from expensive movements of the control piston 7 then flow through If the control piston 7 is moved to the right in the opposite way /, it establishes the connection A, - T, so that both in the working space 28 as aucii a pressure drop occurs in the reaction space 17. At a pressure drop of Io bar

3098 26/01873098 26/0187

BADORIGtNALBADORIGtNAL

also bei PA ~ 4o bar, ergibt sich als HandkraftSo at P A ~ 40 bar, results in hand force

Kj1 = loo . P - 4o . F„Kj 1 = loo. P - 4o. F "

= 2o F1.= 2o F 1 .

Wenn der Druck weiter bis auf 3o bar absinkt, erhält manIf the pressure drops further down to 30 bar, receives man

KHmax= 1OoFr 3O * F2 = 4o F1- K Hmax = 1OoF r 3O * F 2 = 4o F 1 -

Jeder weitere Druckabfall hat ein öffnen des Druck gefälleventils zur Folge, welches auf eine Druckdifferenz PD- P, = loo - 3o = Z\P„„ = 7o bar eingestellt ist.Every further pressure drop results in the pressure drop valve opening, which is set to a pressure difference P D - P, = loo - 3o = Z \ P "" = 7o bar.

Das öffnen bewirkt einen Strom von der Leitung 22 in die Leitung 18 derart, daß an der Drosselstelle 19 ein Staudruck entsteht, welcher den Wert 3o bar nicht unterschreitet. Diese Tatsache gilt natürlich nur so lange, wie die Pumpe 1 fördert oder der Druckspeicher Druckmittel gespeichert hat.The opening causes a current from the line 22 into the line 18 in such a way that at the throttle point 19 a dynamic pressure arises which does not fall below the value of 30 bar. This fact is of course true only as long as pump 1 or the pressure accumulator is delivering Has stored pressure medium.

Es ist ersichtlich, daß in beiden Lenkrichtungen die ' Lenkkraft auf den gleichen Wert begrenzt wird. Ganz allgemein ergibt sich für diesen WertIt can be seen that the ' Steering force is limited to the same value. In general, this results in

KH max K H max

KHmax K Hmax

Unter der oben geinachten VoraussetzungUnder the above mentioned condition

^Pzu = 4pab
ergibt sich tatsächlich in beiden Richtungen der gleiche Wert.
^ Pzu = 4 p from
the result is actually the same value in both directions.

309825/0187309825/0187

Im Unterschied zu Figur 1 besitzt in Figur 2 das Lenkventil 3ό einen Steuerkolben 31 mit nur einer Reaktionsfläche F,. Die Rekationsflache. F2 ist an einem getrennt angeordneten Reaktionskolben 32 angeordnet, der ebenso wie der St$uerkolben 31 über Stößel 33 und 33' von einem drehbaren Hebel 34 betätigt wird, derart, daß der Reaktionskolben 32 dem Steuerkolben 31 entgegenwirkt. Der Steuerkolben 31 besitzt drei Schultern 35, 36, 37, die durch Taillen 38 und 39 getrennt sind. In den Ringraum 4o um die Taille 38 mündet der Anschluß T1, während der Anschluß P1 in einen die Taille 39 umgebenden Ringrauiii 41 mündet. Die mittlere Schulter 36 verschließt in einer iiittelstellüng des Steuerkolbcns 31 den Anschluß A,. Der Stößel 33' wirkt auf die Schulter 35, während die freie Stirnfläche der Schulter 37 als Reaktionsfläche F, wirkt und einen Reaktionsraum 42 ". begrenzt,. In den Reaktionsrauiu 42 mündet ein Anschluß Γ'1, der mit der Druckleitung 2 verbunden ist. Die weiteren Teile der Anordnung sind mit den gleichen £Sezugszeichen belegt v/ie in Figur 1, soweit sie die gleiche Funktion erfüllen. Da die Wirkungsweise praktisch die gleiche ist, kann auf die Beschreibung von Figur 1 verwiesen weruen.In contrast to Figure 1, the steering valve 3ό in Figure 2 has a control piston 31 with only one reaction surface F 1. The advertising area. F 2 is arranged on a separately arranged reaction piston 32 which, like the control piston 31, is actuated by a rotatable lever 34 via tappets 33 and 33 ', in such a way that the reaction piston 32 counteracts the control piston 31. The control piston 31 has three shoulders 35, 36, 37 which are separated by waists 38 and 39. The connection T 1 opens into the annular space 4o around the waist 38, while the connection P 1 opens into an annular space 41 surrounding the waist 39. The middle shoulder 36 closes the connection A 1 in a central position of the control piston 31. The plunger 33 'acting on the shoulder 35, while the free end face of the shoulder 37 as a reaction surface F, acts and a reaction space 42'. Limits ,. In the Reaktionsrauiu 42, a terminal Γ opens' 1, which is connected to the pressure conduit 2. The other parts of the arrangement are given the same reference symbols as in Figure 1, insofar as they fulfill the same function. Since the mode of operation is practically the same, reference can be made to the description of Figure 1.

In Figur 4 ist die vermutlich einfachste Form eines Druckgefälleventils (23) dargestellt. Ls handelt sicji UIu eine von einer Feder 43 belastete Kugel 44, welche auf einem Ventilsitz 45 aufsitzt. Die Kugel 44 wird in üffnungsrichtung vom Druck des zuströmenden DruckmitteIs^die Kraft der Feder 4 3 unterstützt. Die Druckdifferenz ist von der Vorspannung der Feder 43 abhängig. Wenn im Ablauf kein Druck Herrscht, läßt sich ein solches Ventil auchIn Figure 4, what is probably the simplest form is one Pressure drop valve (23) shown. Ls sicji UIu is a ball 44 loaded by a spring 43, which is seated on a valve seat 45. The ball 44 is in the opening direction from the pressure of the inflowing DruckmitteIs ^ supports the force of the spring 4 3. The pressure difference depends on the preload of the spring 43. If there is no If there is pressure, such a valve can also be used

- Io -- Io -

-^beaufschlagt, während in Sc liließrdichtung der Druck des abströmenden Druckmittels- ^ acted upon, while in Sc liließrdichtung the pressure of the outflowing pressure medium

3 0 9 8 2 5 /0 1 8 1 3 0 9 8 2 5/0 1 8 1

BAD ORfGINALBAD ORfGINAL

- Io -- Io -

als Druckbegrenzungsventil 21 verwenden. Es ist klar, daß natürlich auch Ventile gleicher Funktion mit Steuerkolben einsetzbar sind. Dabei können die Ventile selbstverständlich durch Verändern der Federvorspannung einstellbar sein. Anstelle eines Druckgefälleventils können auch ein Druckreduzierventil oder ein Druckverhältnisventil eingesetzt werden. Der Einsatz solcher Ventile empfiehlt sich aber nur dann, wenn der Druck P als konstant betrachtet werden kann. Gegenüber den Ausführungsbeispielen läßt sich die Erfindung auch auf Servolenkungen anwenden, deren Lenkventile keine Reaktionsflächen besitzen, sondern mit einem oder zwei speziellen Reaktionsgliedern versehen sind. Weiterhin ist die räumliche Anordnung von Lenkventil und Servomotor ohne Bedeutung, sofern die notwendigen Leitungsverbindungen zum Einbau der Ventile vorhanden sind. Unter dieser Voraussetzung lassen sich selbst integrierte Bauweisen verwirklichen. Die Betätigung des Lenkventils auf Grund einer Relativbewegung zweier zueinander beweglicher Teile läßt sich auf die verschiedensten Arten herbeiführen. Sie ist aber im Rahmen der Erfindung von untergeordneter Bedeutung.Use as pressure relief valve 21. It is clear that valves of the same function can of course also be used can be used with control piston. The valves can of course be changed by changing them the spring preload be adjustable. Instead of a pressure drop valve, a pressure reducing valve can also be used or a pressure ratio valve can be used. The use of such valves is recommended but only if the pressure P can be regarded as constant. Compared to the exemplary embodiments, the invention can also be applied to power steering systems use whose steering valves have no reaction surfaces, but with an or two special reaction links are provided. Furthermore, the spatial arrangement of Steering valve and servo motor are irrelevant, provided the necessary line connections for installation of the valves are present. With this prerequisite, even integrated construction methods can be implemented realize. The actuation of the steering valve due to a relative movement of two to each other moving parts can be brought about in the most varied of ways. But it is in the frame of minor importance to the invention.

Schließlich dürfte es klar sein, daß die eingezeichneten Leitungsverbindungen und zum Teil auch die Anschlüsse anders geführt oder angeschlossen sein können, solange die einzelnen Systeme in sich kommunizierend bleiben.Finally, it should be clear that the line connections shown and, in part, also the Connections can be routed or connected differently, as long as the individual systems are in themselves stay communicative.

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Im Gegensatz zu der dargestellten Ausführungsform ist es ferner möglich, auch Servomotoren mit gleichen wirksamen Flächen zu verwenden. Es ist dann allerdings notwendig, zwischen Druckquelle und nicht vom Lenkventil gesteuerten Arbeitsraum einen Druckwandler einzubauen, welcher den Druck mindert.In contrast to the embodiment shown, it is also possible to use the same servo motors effective areas to be used. It is then necessary, however, between the pressure source and not from the To install a pressure transducer in the working chamber controlled by the steering valve, which reduces the pressure.

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Claims (5)

Patentansprüche;Claims; l.jAnordnung zur Lenkkraftbegrenzung bei hydrauy l.j Arrangement for steering force limitation with hydrauy lischen Servolenkeinrichtungen mit einem Lenkventil zur sogenannten Zwei-Kanten-Steuerung eines Druckmittelstromes von einer Druckquelle zu einem Arbeitsraum vorzugsweise größerer wirksamer Fläche eines Servomotors bzw. von dem Arbeitsraum zu einem Rücklauf, wobei der Arbeitsraum vorzugsweise kleinerer wirksamer Fläche immer mit der Druckquelle verbunden ist, und wobei Reaktionsglieder mit hydraulisch beaufschlagten Reaktionsflächen zur Rückmeldung eines Lenkgefühls an den Lenker vorgesehen sind, welche Reaktionsglieder den verschiedenen wirksamen Flächen des Servomotors zugeordnet sind und in Verbindung mit entsprechenden Hebelarmen oder dergleichen und/oder entsprechenden Reaktionsflächen eine Drehmomentwaage oder dergleichen bilden, gekennzeichnet durch die Kombination folgender einzeln zum Teil bekannter Merkmale:Lischen power steering devices with a steering valve for the so-called two-edge control of a Pressure medium flow from a pressure source to a work space preferably larger effective area of a servomotor or from the working space to a return, the working space preferably being smaller effective area is always connected to the pressure source, and reaction elements with hydraulically acted upon reaction surfaces for the feedback of a Steering feel to the handlebars are provided, which reaction members the different effective surfaces of the servo motor are assigned and in connection with corresponding lever arms or the like and / or corresponding reaction surfaces form a torque balance or the like, marked through the combination of the following individually partly known features: a) Jener der vorzugsweise größeren wirksamen Fläche (f2) des Servomotors .(4) zugeordnete Arbeitsraum (28) ist mit dem zugehörigen Reaktionsraum (17) über eine Drosselstelle (19) verbunden.a) The working chamber (28) assigned to the preferably larger effective area (f 2 ) of the servomotor (4) is connected to the associated reaction chamber (17) via a throttle point (19). b) Jener der vorzugsweise kleineren wirksamen Fläche (f^) des Servomotors (4) zugeordnete Arbeitsraum (27) oder die Druckquelle (1) ist mit dem der vorzugsweise größeren wirksamen Fläche (f^) zugeordneten Reaktionsraum (17) über ein druckverminderndes Ventil (23) verbunden, welches bei Unterschreiten eines bestimmten unteren Druckes im Reaktionsraum (17) oder bei Überschreiten einer bestimmten Drückdifferenz zwischen Arbeitsraum (28) und Reaktionsraum (17) öffnet.b) That of the preferably smaller effective area (f ^) of the servomotor (4) associated working space (27) or the pressure source (1) is associated with that of the preferably larger effective area (f ^) Reaction chamber (17) connected via a pressure-reducing valve (23), which at Falling below a certain lower pressure in the reaction chamber (17) or when it is exceeded a certain pressure difference between the working space (28) and reaction space (17) opens. - 13 -- 13 - 309325/0187 s 309325/0187 s - 13 - ·. - ' ■ " ■ ■ ■■ ■ ■- 13 - ·. - '■ "■ ■ ■■ ■ ■ c) Der Reaktionsraum, welcher der'größeren wirksamen Fläche des Servomotors zugeordnet ist, ist mit dem Rücklauf über ein Druckbegrenzungsventil (21) verbunden, welches das überschreiten eines bestimmten oberen Druckes im Reaktionsraum (17) verhindert.c) The reaction space, which of the 'larger effective Area of the servo motor is assigned to the return via a pressure relief valve (21) connected, which is the crossing of a certain upper pressure in the reaction space (17) prevented. 2. Anordnung nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet, daß das druckvermindernde VEntil ein Druckgefälleventil (23) ist. ;- 2. Arrangement according to claim 1 / characterized in that the pressure reducing valve is a pressure drop valve (23). ; - 3. Anordnung nach Anspruch 1, für"· "einen inv wesentlichen konstanten Pumpendruck ρ ^dadurch gekennzeichnet, daß das druckvermindernde Ventil ein Druckreduzierventil oder ein Druckverhältnisventil ist.3. Arrangement according to claim 1, for "·" an inv essential constant pump pressure ρ ^ characterized by that the pressure reducing valve is a pressure reducing valve or is a pressure ratio valve. 4. Anordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem druckvermindarnden Ventil eingestellte Druckdifferenz ebenso groß ist wie der öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils4. Arrangement according to claim 2 and 3, characterized in that that the on the pressure reducing valve set pressure difference is just as great like the opening pressure of the pressure relief valve (21) .(21). 5. Anordnung nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das druckverminderne Ventil (23) und das Druckbegrenzungsventil5. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pressure reducing valve (23) and the pressure limiting valve (21) gemeinsam verstellbar sind.(21) are adjustable together. G. Anordnung auch Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung über eine Wippe erfolgt, wobei sich die Hebelarme umgekehrt proportional-zu den C-V/erten der Federn verhalten.G. arrangement also claim 5, characterized in that that the adjustment takes place via a rocker, the lever arms being inversely proportional to the C-V / ert the springs cautiously. vorzugsweisepreferably 309825/0187309825/0187 BADBATH
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