DE3929572A1

DE3929572A1 - Actuating rod for power assisted steering - has non-return valves which allow oil to flow into pressure chambers but not in reverse direction

Info

Publication number: DE3929572A1
Application number: DE19893929572
Authority: DE
Inventors: Dieter Elser; Heinrich Holub
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1988-09-10
Filing date: 1989-09-06
Publication date: 1990-03-15

Abstract

The power assisted steering system of a motor vehicle has a servo-piston (3) which operates in the cylinder (2) of the housing (1). The servo-piston (3) is actuated by high pressure oil which is directed to the appropriate pressure chamber (4) or (5) by the tubular actuating rod (12). The actuating rod (12) has a longitudinal bore (17) and ports (18) and (20) through which oil is directed through internal passageways in the piston to the chambers (4) and (5). Each end of the actuating rod (12) is provided with a non-return valve (23) or (24) which allows oil to flow into the adjoining pressure chamber (4) or (5) but prevents oil from flowing out of the chambers. USE - Power assisted steering for vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Darin ist ein Servozylinder angeordnet, der durch einen Servokolben in zwei Arbeitsräume unterteilt wird. Eine in der Lenkung angeordnete hydraulische Lenkbegrenzungseinrichtung weist eine Schaltstange auf, die in dem Servozylinder in axialer Richtung festgelegt ist. Die Schaltstange ist in einer Bohrung des Servokolbens geführt und derart ausgebildet, daß eine Verbindung zwischen den beiden Arbeitsräumen durch die Bohrung dann aufgesteuert wird, wenn der Servokolben einen bestimmten Hub zurückgelegt hat.The invention relates to an auxiliary power steering system, especially for motor vehicles, according to the preamble of Claim 1. A servo cylinder is arranged therein divided into two work rooms by a servo piston becomes. A hydraulic one arranged in the steering Steering limiting device has a shift rod that is fixed in the servo cylinder in the axial direction. The The shift rod is guided in a hole in the servo piston and designed such that a connection between the then opened in both workrooms through the hole when the servo piston covers a certain stroke Has.

Eine derartige Hilfskraftlenkung ist bekannt aus der DE-PS 17 50 263. Die Lenkbegrenzungseinrichtung dieser Hilfskraftlenkung zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus. Nachteilig ist bei dieser Ausführung jedoch, daß bei einer Umkehrung der Lenkrichtung, d. h., wenn der Servokolben aus seiner Endlage in Richtung auf die Neutralstellung zurückbewegt werden soll, die Anfangsbewegung ohne Hilfskraftunterstützung nur durch die Handkraft am Lenkhandrad erfolgen muß. Erst wenn der Servokolben relativ zu der Schaltstange so weit in Richtung auf seine Neutralstellung zurückbewegt wurde, daß die Verbindung zwischen den beiden Arbeitsräumen des Servozylinders unterbrochen ist, kann sich in einem der Arbeitsräume ein Servodruck aufbauen.Such power steering is known from the DE-PS 17 50 263. The steering limitation device of this Power steering is characterized by a simple structure out. The disadvantage of this design, however, is that a reversal of the steering direction, d. i.e. if the Servo piston from its end position towards the Neutral position should be moved back Initial movement without aid from assistants only through the Hand force on the steering wheel must be done. Only when the Servo pistons relative to the shift rod so far in the direction was moved back to its neutral position that the Connection between the two workrooms of the Servo cylinder is interrupted, can be in one of the Workrooms build up a servo pressure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Hilfskraftlenkung derart zu verbessern, daß der Servokolben bereits beim Beginn einer Rückstellbewegung aus seinen beiden Endstellungen heraus mit dem erforderlichen Arbeitsdruck beaufschlagt werden kann. The invention has for its object the known Power steering to improve so that the servo piston already at the beginning of a return movement from his two End positions with the required working pressure can be applied.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Hilfskraftlenkung gelöst. Eine zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltung ist in dem Unteranspruch angegeben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Merkmalskombinationen der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.This object is achieved by the in claim 1 marked auxiliary steering released. A practical one and advantageous embodiment is in the subclaim specified. However, the invention is not based on the Characteristic combinations of the claims limited. For the Specialists arise more sensible Possible combinations of claims and individual Claim characteristics from the task.

Die Lösung besteht vor allem darin, daß die in dem Servokolben geführte Schaltstange eine durchgehende Längsbohrung und zwei Queröffnungen aufweist, die in den Endstellungen des Servokolbens vor einem Endanschlag der gelenkten Fahrzeugräder eine Verbindung zwischen den beiden Arbeitsräumen herstellen. Zwei an den Enden der Schaltstange angeordnete Rückschlagventile ermöglichen diese Verbindung jedoch nur, wenn sich der Servokolben in Richtung auf seine Endstellungen bewegt. Bei einer Rückstellbewegung des Servokolbens aus seinen beiden Endstellungen in Richtung auf die Neutralstellung wird die Verbindung sofort abgesperrt. Eine Rücklenkbewegung des Servokolbens kann deshalb sofort mit der vollen erforderlichen Hilfskraftunterstützung erfolgen. Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn die beiden Rückschlagventile als federlose Kugelventile ausgebildet sind.The solution is above all that in the Servo piston guided shift rod a continuous Longitudinal bore and two transverse openings, which in the End positions of the servo piston before an end stop of the steered vehicle wheels connect the two Create workspaces. Two at the ends of the shift rod Check valves arranged enable this connection however only if the servo piston is moving towards its End positions moved. With a return movement of the Servo piston from its two end positions towards the neutral position will immediately shut off the connection. A return steering movement of the servo piston can therefore immediately with the full required assistant support respectively. A particularly simple structure results if the two check valves as springless ball valves are trained.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Hilfskraftlenkung.The invention is based on one in one Drawing illustrated embodiment closer explained. The only drawing shows a longitudinal section by the power steering system according to the invention.

Ein Lenkgetriebegehäuse 1 enthält einen Servozylinder 2. In dem Servozylinder 2 ist ein Servokolben 3 axial verschiebbar angeordnet. Der Servokolben 3 trennt zwei in dem Servozylinder 2 angeordnete Arbeitsräume 4 und 5 voneinander. Der Servokolben 3 steht über eine Kugelumlaufeinrichtung 6 in trieblicher Verbindung mit einer Lenkspindel 7. Die Lenkspindel 7 ist in dem Lenkgetriebegehäuse 1 drehbar aber axial unverschiebbar gelagert. Der Servokolben 3 ist außerdem über eine Verzahnung 8 trieblich mit einer Lenkwelle 10 verbunden.A steering gear housing 1 contains a servo cylinder 2 . A servo piston 3 is arranged axially displaceably in the servo cylinder 2 . The servo piston 3 separates two working spaces 4 and 5 arranged in the servo cylinder 2 from one another. The servo piston 3 is connected via a ball screw device 6 drivably connecting with a steering shaft. 7 The steering spindle 7 is rotatably but axially immovable in the steering gear housing 1 . The servo piston 3 is also drivingly connected to a steering shaft 10 via a toothing 8 .

In einer Bohrung 11 des Servokolbens 3, die parallel zur Längsachse des Servozylinders 2 liegt, ist eine Schaltstange 12 dichtend geführt. Die Schaltstange 12 ist in dem Servozylinder 2 dadurch in axialer Richtung festgelegt, daß ihre beiden Enden 13 und 14 an zwei Endflächen 15 und 16 des Servozylinders 2 anliegen.In a bore 11 of the servo piston 3 , which is parallel to the longitudinal axis of the servo cylinder 2 , a switching rod 12 is sealingly guided. The shift rod 12 is fixed in the servo cylinder 2 in the axial direction in that its two ends 13 and 14 abut two end faces 15 and 16 of the servo cylinder 2 .

Die Schaltstange 12 weist eine durchgehende Längsbohrung 17 auf. Außerdem weist die Schaltstange 12 zwei Queröffnungen 18 und 20 auf, über die in den Endstellungen des Servokolbens 3 eine Verbindung hergestellt wird zwischen dem jeweils mit Hochdruck beaufschlagten Arbeitsraum 4 bzw. 5 und der Längsbohrung 17 der Schaltstange 12. Der Abstand der Queröffnungen 18 und 20 von den Enden 14 und 13 der Schaltstange 12 entspricht im wesentlichen der axialen Länge des Servokolbens 3. Die genaue Lage der Queröffnungen 18 und 20 wird dadurch bestimmt, daß die Verbindung zwischen dem jeweiligen Arbeitsraum 4 bzw. 5 und der Längsbohrung 17 hergestellt sein muß, bevor der mechanische Anschlag der zu lenkenden Fahrzeugräder erreicht ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wirken die Queröffnungen 18 und 20 mit zwei Steuerkanten 21 und 22 zusammen, die in Ansenkungen der Bohrung 11 oder direkt an den Endflächen des Servokolbens 3 angeordnet sind.The shift rod 12 has a continuous longitudinal bore 17 . In addition, the shift rod 12 has two transverse openings 18 and 20 , via which a connection is made in the end positions of the servo piston 3 between the working space 4 and 5, respectively, which is pressurized with high pressure, and the longitudinal bore 17 of the shift rod 12 . The distance between the transverse openings 18 and 20 from the ends 14 and 13 of the shift rod 12 corresponds essentially to the axial length of the servo piston 3 . The exact position of the transverse openings 18 and 20 is determined by the fact that the connection between the respective working space 4 or 5 and the longitudinal bore 17 must be established before the mechanical stop of the vehicle wheels to be steered is reached. In the exemplary embodiment shown, the transverse openings 18 and 20 interact with two control edges 21 and 22 which are arranged in counterbores in the bore 11 or directly on the end faces of the servo piston 3 .

An jedem Ende 13 und 14 der Schaltstange 12 ist ein Rückschlagventil 23 bzw. 24 angeordnet. Dazu sind in die Schaltstange 12 Ventilsitze 25 und 26 eingedreht. Kugeln 27 und 28 bilden die Schließkörper. Die Kugeln 27 und 28 werden durch teilweises Umbördeln der Enden der Schaltstange 12 in der Schaltstange 12 gehalten.A check valve 23 or 24 is arranged at each end 13 and 14 of the switching rod 12 . For this purpose 12 valve seats 25 and 26 are screwed into the shift rod. Balls 27 and 28 form the closing body. The balls 27 and 28 are held in the shift rod 12 by partially crimping the ends of the shift rod 12th

Im folgenden wird die Funktion der Hilfskraftlenkung beschrieben: wird beispielsweise der obere Arbeitsraum 5 mit Drucköl aus einer nicht dargestellten Druckölquelle über ein ebenfalls nicht dargestelltes Lenkventil versorgt, so wirkt auf den Servokolben 3 eine die eingeleitete Lenkkraft unterstützende Kraft in der Zeichnung in Richtung nach unten. Nähert sich der Servokolben 3 seiner unteren Endstellung, so wird über die Queröffnung 20 der mit Druck beaufschlagte obere Arbeitsraum 5 mit der Längsbohrung 17 der Schaltstange 12 und über das geöffnete Rückschlagventil 23 mit dem unteren Arbeitsraum 4 verbunden, der in diesem Betriebszustand mit einem nicht dargestellten Behälter verbunden ist. In diesem Augenblick wird die Hilfskraftunterstützung unterbrochen, da der Hochdruck in dem rechten Arbeitsraum 5 abgebaut wird.The operation of the power steering will be described: for example, the upper working chamber 5 is supplied with pressure oil from a not shown source of pressurized oil via a likewise not shown steering valve, acts on the power piston 3 a the initiated steering force assisting force in the drawing in a downward direction. When the servo piston 3 approaches its lower end position, the upper working chamber 5 pressurized is connected to the longitudinal bore 17 of the shift rod 12 via the transverse opening 20 and connected to the lower working chamber 4 via the open check valve 23 , which in this operating state is not shown Container is connected. At this moment, the auxiliary support is interrupted because the high pressure is reduced in the right work space 5 .

Soll aus dieser unteren Endstellung des Servokolbens 3 die Lenkung in ihre Neutrallage zurückbewegt werden, so wird der untere Druckraum 4 mit Druck beaufschlagt. Dieser Druck schließt sofort das untere Rückschlagventil 23, so daß sich sofort der erforderliche Arbeitsdruck aufbauen kann. If the steering is to be moved back into its neutral position from this lower end position of the servo piston 3 , the lower pressure chamber 4 is pressurized. This pressure immediately closes the lower check valve 23 , so that the required working pressure can build up immediately.

BezugszeichenReference numerals

1 Lenkgetriebegehäuse
2 Servozylinder
3 Servokolben
4 Arbeitsraum
5 Arbeitsraum
6 Kugelumlaufeinrichtung
7 Lenkspindel
8 Verzahnung
9 -
10 Lenkwelle
11 Bohrung
12 Schaltstange
13 Ende der Schaltstange
14 Ende der Schaltstange
15 Endfläche
16 Endfläche
17 Längsbohrung
18 Queröffnung
19 -
20 Queröffnung
21 Steuerkante
22 Steuerkante
23 Rückschlagventil
24 Rückschlagventil
25 Ventilsitz
26 Ventilsitz
27 Kugel
28 Kugel 1 steering gear housing
2 servo cylinders
3 servo pistons
4 work space
5 work space
6 recirculating ball device
7 steering spindle
8 teeth
9 -
10 steering shaft
11 hole
12 shift rod
13 End of the shift rod
14 End of the shift rod
15 end face
16 end face
17 longitudinal bore
18 cross opening
19 -
20 cross opening
21 control edge
22 control edge
23 check valve
24 check valve
25 valve seat
26 valve seat
27 bullet
28 bullet

Claims

1. power steering, especially for motor vehicles,

- With a servo cylinder ( 2 ) which can be acted upon by a servo piston ( 3 ) into two working spaces ( 4, 5 )
with a hydraulic steering limitation device which has a shift rod ( 12 ) fixed in the axial direction in the servo cylinder ( 2 ),
- The switching rod ( 12 ) sealingly in a bore ( 11 ) of the servo piston ( 3 ) and is designed such that at a certain stroke of the servo piston ( 3 ) traveled through the bore ( 11 ) a connection between the two working spaces ( 4th , 5 ) can be produced,

dadurch gekennzeichnet,characterized,

- That the shift rod ( 12 ) has a continuous longitudinal bore ( 17 ),
- That the shift rod ( 12 ) has two transverse openings ( 18, 20 ) which, in the end positions of the servo piston ( 3 ), establish a connection between the respective high-pressure working space ( 4, 5 ) and the longitudinal bore ( 17 ) of the shift rod ( 12 ) and
- That at each end ( 13, 14 ) of the switching rod ( 12 ) a check valve ( 23, 24 ) is arranged, which allows an oil flow from the inside of the longitudinal bore ( 17 ) into the adjacent working space ( 4, 5 ) and an oil flow from shuts off the adjacent work area ( 4, 5 ) through the longitudinal bore ( 12 ).

2. Power steering system according to claim 1, characterized in that the check valves ( 23, 24 ) are designed as ball valves.