DE19735979A1

DE19735979A1 - Power steering unit, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE19735979A1
Application number: DE1997135979
Authority: DE
Inventors: Johannes Baur
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-08-19
Filing date: 1997-08-19
Publication date: 1999-02-25
Anticipated expiration: 2017-08-20
Also published as: DE19735979B4

Abstract

A piston (8) is housed in a cylinder (9) with an axially parallel through-bore (1). A spring-loaded push rod (11) interacts with the guide (7) for the piston rod (10) or with the cylinder casing. The piston may have two spaced apart bores. Each push rod has a bush (5) sliding on it and pre-loaded by the spring (6). The other end of the spring abuts against a stop (3) connected to the push rod.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hilfskraftlen kung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem in einem Zylinder angeordneten beweglichen Kolben, der eine Kolben stange aufweist, die in einer im Zylindergehäuse vorgesehe nen Führung verschiebbar gelagert ist.The present invention relates to an assistant kung, especially for motor vehicles, with one in one Cylinder arranged movable piston, which is a piston has rod, which is provided in a in the cylinder housing NEN guide is slidably mounted.

Bei Hilfskraftlenkungen, und insbesondere bei Zahn stangenhydrolenkungen, stellt sich am Endanschlag ungewollt der maximale Öldruck ein, wodurch eine erhöhte Pumpentätig keit bis zum Abregeldruck ausgelöst wird. Da die eigentli che Lenkbewegung abgeschlossen ist, handelt es sich dabei um eine unnötige Leistungssteigerung der Pumpe, welche nicht unerhebliche Pumpengeräusche bedingt, zu einer Öler hitzung führt, die die Ölpumpe beschädigen kann, die gele gentlich Kavitationen in der Pumpe hervorruft und die ein Abfallen der Motordrehzahl bedingt, die je nach Nachrege lungsfähigkeit des Motors, welche mit erheblichen zusätzli chen Kosten verbunden ist, bis zum Motorstillstand führen kann, sowie einen erhöhten Energieverbrauch erfordert.For power steering, and especially for tooth rod hydraulic steering, turns up unintentionally at the end stop the maximum oil pressure, causing an increased pump action speed until the cut-off pressure is triggered. Since the actual che steering movement is complete, it is to unnecessarily increase the performance of the pump, which Not insignificant pump noises caused to an oiler heating leads, which can damage the oil pump, the gel cavitation in the pump and the one The engine speed drops due to the post-rain Ability of the engine, which with considerable additional Chen costs is connected to engine shutdown can, as well as an increased energy consumption.

Eine hydrostatische Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit hydraulischer Endabschaltung, ist ganz allgemein aus der DE-A 25 16 771 bekannt. Hierbei ist eine Handpumpe vorgesehen, eine vom Fahrzeugmotor aus an treibbare Hochdruckölpumpe, ein in Abhängigkeit von der Drehung des Lenkhandrades in beiden Richtungen verstellba res Steuerventil, zwei den Lenkeinschlag bewirkende und miteinander mechanisch gekoppelte Stellmotoren, wobei das Drucköl je einem Druckraum der beiden Stellmotoren über die Handpumpe und den beiden anderen Druckräumen unmittelbar von der Hochdruckölpumpe aus zugeleitet wird. Die Arbeits kolben der Stellmotoren enthalten jeweils ein Zwillings rückschlagventil, wobei der eine Ventilkörper jedes Zwil lingsrückschlagventils durch den als Endanschlag wirkenden Boden betätigbar ist, derart, daß der jeweils von der Hoch druckölpumpe direkt beaufschlagte Druckraum des einen Stellmotors über den zugehörigen entlasteten Druckraum mit den Behälter verbindbar ist.A hydrostatic power steering, in particular for motor vehicles with hydraulic limit switches generally known from DE-A 25 16 771. Here is a hand pump is provided, one from the vehicle engine drivable high pressure oil pump, one depending on the Rotation of the steering wheel adjustable in both directions res control valve, two steering and mechanically coupled actuators, the Pressure oil one pressure chamber each of the two servomotors Hand pump and the other two pressure rooms immediately is supplied from the high pressure oil pump. The working pistons of the servomotors each contain a twin check valve, the one valve body each Zwil non-return valve by acting as an end stop Floor can be operated in such a way that each of the high pressure oil pump directly pressurized pressure chamber of one Servomotor via the associated relieved pressure chamber with the container is connectable.

Diese Hilfskraftlenkung ist hervorragend für schwere selbstfahrende Arbeitsmaschinen geeignet, für deren Stell motoren ein großes hydraulisches Arbeitsvolumen erforder lich ist, d. h. daß diese Art der hydraulischen Endabschal tung nur mit Hilfe von großen Zylindern zu verwirklichen, nicht jedoch bei Zahnstangenhydrolenkungen oder anderen Hilfskraftlenkungen mit sehr kleinen Kolben verwendbar ist.This power steering is excellent for heavy duty self-propelled work machines suitable for their engines require a large hydraulic working volume is d. H. that this type of hydraulic end stop only with the help of large cylinders, but not with rack and pinion steering systems or others Power steering systems with very small pistons can be used.

Auch für eine Vielzahl von Kugelmutterlenkungen wird eine hydraulische Endabschaltung vorgesehen; aus Kosten gründen tendiert jedoch der Lenkungsmarkt dazu, auch für größere Personenkraftwagen Zahnstangenhydrolenkungen einzu setzen, für die es derzeit jedoch nur eine hydraulische Endabschaltung mit Hilfe von Gehäusenuten gibt, die jedoch nur in Fahrzeuge mit hoher Achsrückstellung eingebaut wer den können, da am Endabschlag kein Rücklenkdruck zur Verfü gung steht.Also for a variety of ball nut steering systems a hydraulic limit switch is provided; out of costs However, the steering market tends to start, also for larger passenger cars rack and pinion steering for which there is currently only a hydraulic one Limit switch with the help of housing grooves there, however only installed in vehicles with high axle return because there is no back pressure at the end tee is available.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Prinzip der hydraulischen Endabschaltung mit Kolbenventil im Zusam menhang mit einer Zahnstangenhydrolenkung oder einer Kugel mutterhydrolenkung, d. h., Hilfskraftlenkungen mit einer mechanischen Verbindung von einem Lenkhandrad zu den zu lenkenden Fahrzeugrädern, zu verwirklichen, so daß auch bei Einsatz von kleinen Hilfskraftlenkungs-Kolben eine wirksame Endabschaltung auf einfache Art und Weise gewährleistet ist.The object of the present invention is the principle the hydraulic limit switch with piston valve together with a rack and pinion steering or a ball mother hydraulic steering, d. i.e., power steering with a mechanical connection from a steering wheel to the steering vehicle wheels, so that even at Effective use of small power steering pistons Limit switch guaranteed in a simple manner is.

Ausgehend von einer Hilfskraftlenkung der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Un teransprüchen beschrieben.Starting from an auxiliary steering system at the beginning This type of problem is solved with specified in the characterizing part of claim 1 Characteristics; advantageous embodiments are in the Un Described claims.

Die erfindungsgemäß ausgestaltete Hilfskraftlenkung bietet den Vorteil, daß ausgehend vom Endanschlag das Ein leiten einer Lenkbewegung mit hydraulischer Unterstützung möglich ist, daß aufgrund der außen liegenden Ventilbautei le der vorhandene Bauraum ausreicht, so daß die verwendete Feder Hubtoleranzen bis zu 2 mm auffangen kann und demzu folge keine Auswahlmontage erforderlich ist, daß eine Nach rüstung von vorhandenen Lenkungen durch einfachen Kolben austausch möglich ist, daß eine Kostenreduzierung dadurch erzielt wird, daß die vor allem bei Kleinwagen technisch aufwendige Motornachregelung entfällt, daß zugleich ein geringerer Energieverbrauch erzielt wird, da bei Personen kraftwagen ohne Nachregelung die Leerlaufdrehzahl niedriger eingestellt werden kann und daß die Hilfskraftlenkung mit der derzeitigen Fertigungstechnologie herstellbar ist, so daß keine zusätzlichen wesentlichen Investitionen nötig sind.The power steering system designed according to the invention offers the advantage that starting from the end stop, the on direct a steering movement with hydraulic assistance it is possible that due to the external valve component le the available space is sufficient so that the used Spring stroke tolerances can absorb up to 2 mm and therefore follow no selection assembly is required that a post arming of existing steering systems with simple pistons exchange is possible that a cost reduction is achieved that the technical, especially in small cars elaborate engine adjustment is eliminated that at the same time lower energy consumption is achieved because of people motor vehicles without readjustment the idling speed lower can be adjusted and that the power steering with the current manufacturing technology can be produced, so that no additional significant investment is needed are.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der zwei vorteilhafte Ausführungsbei spiele dargestellt sind.In the following the invention with reference to the drawing explained in more detail in the two advantageous embodiment games are shown.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erstes Ausfüh rungsbeispiel und Fig. 1 shows an axial section through a first example and Ausfüh

Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein zweites Ausfüh rungsbeispiel durch den Zylinder und den Kolben für eine erfindungsgemäß ausgerüstete Zahnstangenhydrolenkung. Fig. 2 shows an axial section through a second example of Ausfüh approximately through the cylinder and the piston for a rack and pinion hydraulic steering according to the invention.

In den Figuren, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, bezeichnet 8 einen in einem Zylinder 9 hin- und herbewegbaren Kolben, dessen Kolben stange 10 in einer Kolbenstangenführung 7 gelagert ist.In the figures, in which the same parts are provided with the same reference numerals, 8 denotes a piston which can be moved back and forth in a cylinder 9 , the piston rod 10 of which is mounted in a piston rod guide 7 .

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei versetzt zueinander angeordnete Bohrungen 1 vor gesehen, wobei in Fig. 1 nur eine der Bohrungen eingezeich net ist. Die Bohrung 1 wird von einem Stößel 11 durchsetzt, der an seinem einen Ende mit einem Kopfteil 2 versehen ist, welches in der in Fig. 1 gezeichneten Stellung ein Ende der Bohrung 1 verschließt. Das andere Ende des Stößels 11 ist mit einem Anschlag 3 versehen, der z. B. durch einen Sprengring 4 am Stößel 11 gehalten wird. Auf dem Anschlag 3 stützt sich eine Feder 6 ab, die in eine Buchse 5 ein greift, welche im Abstand zum Kopfteil 2 am Stößel 11 ange ordnet ist und die derart ausgestaltet ist, daß sie das andere Ende der Bohrung 1 in der in Fig. 1 gezeichneten Stellung abdichtet, da sie in dieser Stellung von der Fe der 6 vorgespannt wird.In the embodiment shown in Fig. 1, two mutually staggered holes 1 are seen before, in Fig. 1 only one of the holes is drawn. The bore 1 is penetrated by a plunger 11 , which is provided at one end with a head part 2 , which closes one end of the bore 1 in the position shown in FIG. 1. The other end of the plunger 11 is provided with a stop 3 which, for. B. is held by a snap ring 4 on the plunger 11 . On the stop 3 , a spring 6 is supported , which engages in a socket 5 , which is arranged at a distance from the head part 2 on the plunger 11 and which is designed such that it the other end of the bore 1 in the in Fig. 1 drawn position seals, since it is biased in this position by the Fe of 6 .

Bewegt sich nun bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Kolben 8 der Hilfskraftlenkung in Richtung des Pfeiles f nach rechts, d. h. in den Endanschlag, so stützt sich der Anschlag 3 auf der Führung 7 für die Kolbenstan ge 10 oder einem entsprechenden Teil des Zylindergehäuses 9 ab, so daß das Kopfteil 2 die zugehörige Öffnung der Boh rung 1 frei gibt und das Lenkungsöl in die Bohrung 1 ein dringen kann. Der Druck des Lenkungsöles schiebt nun die Buchse 5 gegen die Wirkung der Feder 6 zurück, so daß die gesamte Bohrung geöffnet ist und der gewünschte Druckaus gleich stattfinden kann. Beim Zurücklenken wird die Buch se 5 wieder in Richtung der Öffnung 1 unter der Einwirkung der Feder 6 verschoben und dichtet diese ab, wodurch der Lenkungsdruckaufbau und das Weglenken mit voller hydrauli scher Unterstützung ermöglicht wird.Now moves in the embodiment of FIG. 1, the piston 8 of the power steering in the direction of arrow f to the right, that is, in the end stop, the stop 3 is based on the guide 7 for the piston rod ge 10 or a corresponding part of the cylinder housing 9th from, so that the head part 2, the associated opening of the drilling tion 1 is free and the steering oil can penetrate into the bore 1 a. The pressure of the steering oil now pushes the bushing 5 back against the action of the spring 6 , so that the entire bore is open and the desired pressure compensation can take place immediately. When deflecting the book se 5 is again moved in the direction of the opening 1 under the action of the spring 6 and seals this, whereby the steering pressure build-up and deflection is made possible with full hydraulic support.

Die zweite im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 nicht dargestellte Bohrung wird ebenfalls von einem Stößel durch setzt, der jedoch spiegelbildlich eingesetzt wird, so daß der Kolben 8 sowohl für das Linkslenken als auch für das Rechtslenken mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten hy draulischen Endabschaltung versehen ist.The second hole, not shown in the embodiment according to FIG. 1, is also set by a tappet, which, however, is used in mirror image, so that the piston 8 is provided for both left-hand drive and right-hand drive with an inventive hy draulic limit switch.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Kolben 8 nur eine einzige Bohrung 1 vorgesehen, die ebenfalls von einem Stößel 11 durchsetzt wird, der jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel spiegelsymmetrisch aufgebaut ist, d. h. daß er zwei Buchsen 5 aufweist, welche beide jeweils durch eine Feder 6 vorgespannt sind. Der Verschie beweg der Buchsen 5 in Richtung Kolbenmitte ist hierbei jeweils durch eine Halterung 12 begrenzt; der Stößel stützt sich in Fig. 2 auf der rechten Seite ebenfalls an der Kol benstangenführung 7 bzw. einem entsprechend ausgestalteten Teil des Zylindergehäuses ab; am linken Ende im Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 2 ist ein Anschlag 3 vorgesehen, der durch einen Sprengring 4 gehalten wird.In the embodiment shown in Fig. 2, only a single bore 1 is provided in the piston 8 , which is also penetrated by a plunger 11 , which, however, is constructed mirror-symmetrically in this embodiment, ie that it has two bushes 5 , both of which are each by one Spring 6 are biased. The displacement of the bushings 5 in the direction of the center of the piston is in each case limited by a holder 12 ; the plunger is supported in Figure 2 on the right side also on the Kol benstangenführung 7 or a correspondingly designed part of the cylinder housing; at the left end in the exporting approximately example of FIG. 2, a stopper 3 is provided, which is held by a snap ring 4.

Der Stößel nach Fig. 2 mit den beiden Buchsen 5 und den beiden Federn 6 übernimmt hierbei die Funktion der hy draulischen Endabschaltung sowohl für die linke als auch für rechte Endstellung; ein Verschieben des Kolbens 8 in der Zeichnung gemäß Fig. 2 nach rechts bedingt ein Abheben der linken Buchse 5 und ermöglicht das Eindringen des Drucköls in die Bohrung 1, wodurch die rechte Buchse 5 ent gegen der Wirkung der zugehörigen Feder 6 die Bohrung frei gibt; in gleicher Weise funktioniert der Stößel 11 mit den beiden Buchsen bei einer Verschiebung des Kolbens 8 nach links in Fig. 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist also nur eine Bohrung im Kolben 8 erforderlich. . The plunger of Figure 2 with the two jacks 5 and the two springs 6 assumes the function of the hy draulic limit both for the left and for right end position; a displacement of the piston 8 in the drawing of Figure 2 to the right requires lifting the left sleeve 5 and allows the penetration of the pressure oil into the bore 1 , whereby the right bushing 5 ent releases the bore against the action of the associated spring 6 ; In the same way, the plunger 11 works with the two bushings when the piston 8 is shifted to the left in FIG. 2. In this exemplary embodiment, only one bore in the piston 8 is required.

BezugszeichenlisteReference list

11

Bohrung
drilling

22nd

Kopfteil
Headboard

33rd

Anschlag
attack

44th

Sprengring
Snap ring

55

Buchse
Rifle

66

Feder
feather

77

Kolbenstangenführung
Piston rod guide

88th

Kolben
piston

99

Zylinder
cylinder

1010th

Kolbenstange
Piston rod

1111

Stößel
Pestle

1212th

Halterung
bracket

Claims

1. Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem in einem Zylinder (9) angeordneten beweglichen Kolben (8), der eine Kolbenstange (10) aufweist, die in einer im Zylindergehäuse vorgesehenen Führung (7) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kol ben (8) mindestens eine achsparallele durchgehende Bohrung (1) aufweist, in der ein von einer Feder (6) beaufschlagter Stößel (11) angeordnet ist, der mit der Führung (7) für die Kolbenstange (10) oder mit dem Zylindergehäuse zusammen wirkt.1. Power steering, especially for motor vehicles, with a arranged in a cylinder ( 9 ) movable piston ( 8 ) which has a piston rod ( 10 ) which is mounted in a guide provided in the cylinder housing ( 7 ), characterized in that the piston ben ( 8 ) has at least one axially parallel through bore ( 1 ), in which a plunger ( 11 ) acted upon by a spring ( 6 ) is arranged, which acts with the guide ( 7 ) for the piston rod ( 10 ) or with the cylinder housing .

2. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Kolben (8) zwei im Ab stand voneinander angeordnete Bohrungen aufweist, daß jeder Stößel (11) an einem Ende mit einem die Buchse abdichtenden Kopfteil (2) und mit einer die Bohrung abdichtenden auf dem Stößel gleitenden Buchse (5) versehen ist und daß die Buch se (5) durch die Feder (6) vorgespannt ist, deren anderes Ende sich an einem mit dem Stößel (11) verbundenen An schlag (3) abstützt.2. Power steering system according to claim 1, characterized in that the piston ( 8 ) has two bores arranged at a distance from each other, that each plunger ( 11 ) at one end with a sleeve sealing head part ( 2 ) and with a bore sealing on the plunger sliding bushing ( 5 ) is provided and that the book se ( 5 ) by the spring ( 6 ) is biased, the other end of which is supported on a connected to the plunger ( 11 ) to impact ( 3 ).

3. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Stößel (11) mit zwei im Abstand voneinander und spiegelsymmetrisch zueinander ange ordneten Buchsen (5) versehen ist, deren einander zugewand te Seiten an je einer Halterung (12) anliegen, die ihre Verschiebung in Richtung Kolbenmitte begrenzt und daß jede Buchse (5) durch eine Feder (6) vorgespannt ist, deren an deres Ende sich an einem mit dem Stößel verbundenen An schlag (3) abstützt.3. Power steering system according to claim 1, characterized in that the plunger ( 11 ) is provided with two spaced apart and mirror-symmetrical to each other sockets ( 5 ), the mutually facing te sides of a bracket ( 12 ) abut their Displacement towards the center of the piston is limited and that each bushing ( 5 ) is biased by a spring ( 6 ), the end of which is supported on a stop connected to the tappet ( 3 ).