DE2121002C3

DE2121002C3 - Control valve for the pressure medium control of power steering systems, in particular for motor vehicles

Info

Publication number: DE2121002C3
Application number: DE19712121002
Authority: DE
Inventors: Dieter 7071 Boebingen Elser
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1971-04-29
Filing date: 1971-04-29
Publication date: 1975-04-24
Also published as: YU34639B; FR2186915A5; JPS5417212B1; GB1329410A; DE2121002B2; ES402036A1; BR7202581D0; YU102672A; DE2121002A1

Description

rungen (31 bzw. 32 und 35 bzw. 36), die in von Hilfskraftlenkung,stanchions (31 or 32 and 35 or 36) that are used by power steering,

dem Reaktionskolben (23 bzw. 24) und dem F i g. 2 das Steuerventil der F i g. 1 in vergrößertemthe reaction flask (23 or 24) and the Fig. 2 the control valve of FIG. 1 in enlarged view

Ventilkolben (2) gebildete äußere und innere Maßstab mit ausgelenktem Ventilkolben.Valve piston (2) formed outer and inner scale with deflected valve piston.

Ringräume (47 bzw. 48 und 49 bzw. 50) von Ein Steuerventill ist in einer HilfskraftlenkungAnnular spaces (47 or 48 and 49 or 50) of a control valve is in a power steering system

kleiner radialer Abmessung münden, mit einem as nach F i g. 1 so angeordnet, daß den Stirnseiten einesopen with a small radial dimension, with an as according to FIG. 1 arranged so that the end faces of a

Zulaufraum (3 bzw. 4) bzw. mit einer Ringnut Ventilkolbens 2 benachbarte Zulaufräume 3 und 4Inlet chamber (3 or 4) or with an annular groove valve piston 2 adjacent inlet chambers 3 and 4

(10 bzw. 11) des Ventilkolbens (2) verbunden über eine Leitung 5 ständig mit einer Servopumpe6(10 or 11) of the valve piston (2) continuously connected to a servo pump 6 via a line 5

sind. verbunden sind. Eine zentrale Rücklaufnut 7 ist überare. are connected. A central return groove 7 is over

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch ge- eine Leitung 8 mit einem Behälter 9 verbunden. Zwei kennzeichnet, daß die äußeren Ringräume (47 3° Ringnuten 10 und 11 des Ventilkolbens 2 sind über und 48) eine kleinere radiale Abmessung aufwei- Leitungen 12 und 13 mit Zylinderräumen 14 und 15 sen als die inneren Ringräume (49 und 50). eines Servomotors 16 verbunden.2. Control valve according to claim 1, characterized in that a line 8 is connected to a container 9. Two indicates that the outer annular spaces (47 3 ° annular grooves 10 and 11 of the valve piston 2 are about and 48) a smaller radial dimension on two lines 12 and 13 with cylinder spaces 14 and 15 sen than the inner annuli (49 and 50). a servo motor 16 connected.

Auf die Darstellung eines Druck- und Strombegrenzungsventils, eines Nachsaugventils und des me-On the representation of a pressure and flow limiting valve, a suction valve and the me-

35 chanischen Teils der Hilfskraftlenkung wurde verzichtet, da diese Teile für die erfindungsgemäße Wirkungsweise des Steuerventils ohne Bedeutung sind.
Das Steuerventil 1 ist in dem Ausführungsbeispiel35 mechanical part of the power steering was dispensed with, since these parts are irrelevant for the operation of the control valve according to the invention.
The control valve 1 is in the embodiment

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für die in einem Kolben 17 angeordnet, der zusammen mit Druckmittelsteuerung von Hilfskraftlenkungen, ins- 40 einem Lenkgehäuse 18 den Servomotor 16 bildet,
besondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Der Ventilkolben 2 ist in einem Ventilzylinder 19The invention relates to a control valve for which is arranged in a piston 17, which together with pressure medium control of power steering systems, in particular a steering housing 18, forms the servomotor 16,
special for motor vehicles, consisting of a valve piston 2 is in a valve cylinder 19

Ventilzylinder, einem gegenüber dem Ventilzylinder axial verschiebbar angeordnet und ist durch einen axial verschiebbaren Ventilkolben und zwei gegen- Zapfen 20 entsprechend der Drehung an einem nicht über dem Ventilzylinder unverschiebbaren und in dargestellten Lenkhandrad verstellbar. In zwei Axialbohrungen des Ventilkolbens geführten Reak- 45 Axialbohrungen 21 und 22 des Ventilkolbens 2 sind tionskolben. zwei gegenüber dem Ventilzylinder 19 unverschieb-Valve cylinder, one with respect to the valve cylinder arranged axially displaceable and is through a axially displaceable valve piston and two counter-pins 20 corresponding to the rotation of one not The steering handwheel shown in FIG. 1 is immovable and adjustable via the valve cylinder. In two Axial bores of the valve piston guided reac- 45 axial bores 21 and 22 of the valve piston 2 are tion flask. two with respect to the valve cylinder 19 non-displaceable

Derartige Steuerventile haben neben der Steuerung bare Reaktionskolben 23 und 24 geführt. In zur des Druckmittels zu den Druckräumen eines Servo- Mitte des Ventilkolbens 2 hin offenen Axialbohrunzylinders den Zweck, durch den zwischen den Reak- gen 25 und 26 jedes Reaktionskolbens 23 bzw. 24 ist tionskolben und dem Ventilkolben wirkenden unter- 50 ein Dämpfungskolben 27 bzw. 28 verschiebbar anschiedlichen Druck dem Fahrer des Kraftfahrzeuges geordnet. Zwischen den Stirnseiten der Axialbohrundas Fahrgefühl einer mechanischen Lenkung, jedoch gen der Reaktionskolben 23 bzw. 24 und den Summit vermindertem Kraftaufwand, zu vermitteln. seiten der Dämpfungskolben 27 bzw. 28 gebildeteSuch control valves have led in addition to the control face reaction piston 23 and 24. In to of the pressure medium to the pressure chambers of a servo-center of the valve piston 2 open Axialbohrunzylinders the purpose by which there is between reactants 25 and 26 each reaction flask 23 and 24, respectively tion piston and the valve piston acting below 50 a damping piston 27 and 28 displaceably separate Pressure assigned to the driver of the motor vehicle. Between the end faces of the Axialbohrundas Driving feeling of a mechanical steering, however, the reaction piston 23 or 24 and the Summit reduced effort to convey. sides of the damping piston 27 and 28 formed

Aus der Hilfskraftlenkung nach der DT-OS äußere Dämpfungsräume 29 bzw. 30 sind über ra-816 295 ist ein Steuerventil bekannt, bei dem die 55 diale Drosselbohrungen 31 bzw. 32 in den Reakaus den Reaktionskolben u.id dem Ventilkolben ge- tionskolbens 23 bzw. 24 mit den Zulaufräumen 3 bz.w bildeten Reaktionsräume durch Radialbohrungen mit 4 verbunden. Zwei innere Dämpfungsräume 33 und den Steuernuten des Ventilkolbens verbunden sind. 34, die durch die Reaktionskolben 23 bzw. 24, die Aus funktionsbedingten Gründen müssen diese Ra- Dämpfungskolben 27 bzw. 28 und die Stirnseiten der dialbohrungen eine bestimmte Mindestgröße aufwei- 60 Axialbohrungen in dem Ventilkolben 2 gebildet wersen, so daß keine ausreichende Dämpfung erreicht den, sind durch radiale Drosselbohrungen 35 bzw. werden kann. 36 in dem Ventilkolben 2 mit den Ringnuten 10 bzw.From the power steering according to the DT-OS outer damping chambers 29 and 30 are via ra-816 295, a control valve is known in which the 55 diale throttle bores 31 and 32 in the reacaus the reaction piston and the valve piston 23 or 24 with the inlet chambers 3 or formed reaction spaces connected to 4 by radial bores. Two inner damping spaces 33 and the control grooves of the valve piston are connected. 34 by the reaction flasks 23 and 24, respectively For functional reasons, these Ra damping pistons 27 and 28 and the end faces of the dial bores a certain minimum size, 60 axial bores were formed in the valve piston 2, so that sufficient damping is not achieved by radial throttle bores 35 or can be. 36 in the valve piston 2 with the annular grooves 10 or

Da sich bei hydraulischen Lenkanlagen mit großer 11 verbunden.Since it is associated with a large 11 in hydraulic steering systems.

Ansprechgenauigkeit eine starke Neigung zu Sichwin- Die Ringnuten 10 und 11 stehen bei MittelstellungResponse accuracy a strong tendency to twist. The ring grooves 10 and 11 are in the middle position

gungen des Steuerventils zeigt, liegt der Erfindung 65 des Ventilkolbens 2 über offene Zulaufsteuerkanten die Aufgabe zugrunde, ein genau und schnell anspre- 37 bzw. 38 mit den Zulaufräumen 3 bzw. 4 und über chendes Steuerventil zu schaffen, bei dem die Nei- offene Rücklaufsteuerkanten 39 bzw. 40, Ringnuten gung zu Schwingungen beseitigt ist. 41 bzw. 42 in dem Ventilzylinder 19 und Bohrungenshows the control valve, the invention 65 of the valve piston 2 is via open inlet control edges the underlying task is to respond precisely and quickly to 37 and 38 with the inlet spaces 3 and 4 and above To create a corresponding control valve in which the Nei- open return control edges 39 and 40, annular grooves The tendency to vibrations is eliminated. 41 and 42 in the valve cylinder 19 and bores

43 bzw. 44 mit der zentralen Rücklaufnut 7 in Verbindung. Im Bereich der Ringnuten 10 und 11 des Ventilkolbens 2 in dem Ventilzylinder 19 liegende Bohrungen 45 bzw. 46 verbinden die Ringnuten 10 bzw. 11 mit den Leitungen 12 bzw. 13 zu den Zylinderräumen 14 und 15.43 or 44 with the central return groove 7 in connection. In the area of the annular grooves 10 and 11 of the Valve piston 2 bores 45 and 46 located in valve cylinder 19 connect annular grooves 10 or 11 with the lines 12 and 13, respectively, to the cylinder chambers 14 and 15.

An den beiden Enden der Reaktionskolben 23 und 24 bilden stufenförmige Absätze des Außendurchmessers der Reaktionskolben 23 und 24 mit dem Ventilkolben 2 in bezug auf die Mitte des Ventilkolbens2 gesehen je einen äußeren Ringraum 47 bzw. 48 und einen inneren Ringraum 49 bzw. 50 von kleiner radialer Abmessung. Die äußeren Ringräume 47 und 48 weisen eine kleinere radiale Abmessung auf als die inneren kingräume 49 und 50.At the two ends of the reaction flasks 23 and 24 form step-like shoulders of the outer diameter the reaction piston 23 and 24 with the valve piston 2 with respect to the center of the valve piston 2 seen an outer annular space 47 or 48 and an inner annular space 49 or 50 of smaller radial dimension. The outer annular spaces 47 and 48 have a smaller radial dimension than the inner king rooms 49 and 50.

Durch die Auslenkung des Ventilkolbens 2 in der in F i g. 2 gezeigten Weise wird der eine Zulaufraum 3 über die weit geöffnete Zulaufsteuerkante 37, die Ringnut 10, die Bohrung 45 und die Leitung 12 mit dem einen Zylinderraum 14 verbunden. Der andere Zylinderraum 15 ist über die Leitung 13, die Bohrung 46, die Ringnut 11, die weit geöffnete Rücklaufsteuerkante 40, die Ringnut 42 und die Bohrung 44 mit der zentralen Rücklaufnut 7 verbunden. Die entgegengesetzte Zulaufsteuerkante 38 und as die entgegengesetzte Rücklaufsteuerkante 39 sind geschlossen. The deflection of the valve piston 2 in the position shown in FIG. 2 is the one inlet space 3 via the widely open inlet control edge 37, the annular groove 10, the bore 45 and the line 12 connected to one cylinder space 14. The other cylinder chamber 15 is via the line 13, which Bore 46, the annular groove 11, the wide-open return control edge 40, the annular groove 42 and the Bore 44 is connected to the central return groove 7. The opposite inlet control edge 38 and as the opposite return control edge 39 are closed.

Der äußere Dämpfungsraum 29 in dem Reaktionskolben 23 ist über die radiale Drosselbohrung 31 und den äußeren Ringraum 47 mit dem Zulaufraum 3, der innere Dämpfungsraum 33 in der Axialbohrung 21 des Ventilkolbens 2 ist über den inneren Ringraum 49, die radiale Drosselbohrung 35, die Ringnut 10 und die geöffnete Zulaufsteuerkante 37 mit dem Zulaufraum 3 verbunden. Durch die Drossehvirkung der radialen Drosselbohrungen 31 und 35 und der beiden Ringräume 47 und 49 wird die Bewegung des Ventilkolbens 2 stark gedämpft. Die Dämpfungswirkung ist in Mittelstellung des Ventilkolbens 2 am geringsten, bei voller Auslenkung durch die Verlängerung der Ringräume 47 und 49 beim Eintauchen des Reaktionskolbens 23 in den Ventilkolben 2 am stärksten. The outer damping chamber 29 in the reaction piston 23 is via the radial throttle bore 31 and the outer annular space 47 with the inlet space 3, the inner damping space 33 in the axial bore 21 of the valve piston 2 is via the inner annular space 49, the radial throttle bore 35, the annular groove 10 and the open inlet control edge 37 are connected to the inlet space 3. By the throttle effect the radial throttle bores 31 and 35 and the two annular spaces 47 and 49 is the movement of the Valve piston 2 strongly damped. The damping effect is lowest in the middle position of the valve piston 2, with full deflection due to the extension of the annular spaces 47 and 49 when immersing the Reaction piston 23 in the valve piston 2 strongest.

Der äußere Dämpfungsraum 30 in dem Reaktionskolben 24 ist über die radiale Drosselbohrung 32 und den äußeren Ringraum 48 mit dem Zulaufraurn 4, der innere Dämpfungsraum 34 in der Axialbohrung 22 des Ventilkolbens 2 ist über den inneren Ringraum 50, die radiale Drosselbohrung 36, die Ringnut 11, die geöffnete Rücklaufsteuerkante 40, die Ringnut 42 und die Bohrung 44 mit der zentralen Rücklaufnut 7 verbunden. Da auf dieser Seite des Ventilkolbens 2 mit Beginn der Auslenkung die Ringräume 48 und 50 verkürzt werden, kann das durch die Vergrößerung der Dämpfungsräume 30 und 34 nachgesaugte Druckmittel ohne erhöhten Widerstand in die Dämpfungsräume 30 bzw. 34 nachließen. Dadurch wird ein sofortiges Einsetzen einer Reaktionskraft auf den Ventilkolben 2 ermöglicht. Die Reaktionskraft entsteht durch die Differenz des auf die Ringflächen der Reaktionskolben 23 und 24 wirkenden Drucks.The outer damping chamber 30 in the reaction piston 24 is via the radial throttle bore 32 and the outer annular space 48 with the inlet space 4, the inner damping space 34 in the axial bore 22 of the valve piston 2 is via the inner annular space 50, the radial throttle bore 36, the annular groove 11, the open return control edge 40, the annular groove 42 and the bore 44 with the central return groove 7 connected. Since on this side of the valve piston 2 with the beginning of the deflection the annular spaces 48 and 50 can be shortened, which can be sucked up by the enlargement of the damping chambers 30 and 34 Pressure medium flowed into the damping chambers 30 and 34 without increased resistance. Through this an immediate onset of a reaction force on the valve piston 2 is made possible. The reaction force arises from the difference in the on the ring surfaces the reaction flasks 23 and 24 acting pressure.

Beim Auslenken des Ventilkolbens 2 in entgegengesetzter Richtung gilt das Entsprechende.The same applies when the valve piston 2 is deflected in the opposite direction.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen vor allem in der Vermeidung von Schwingungen des Ventilkolbens 2 und in der Möglichkeit, die Stärke der Dämpfung durch Veränderung der Durchmesser der stufenförmigen Absätze der Reaktionskolben 23 und 24 zu verändern, ohne daß mehr Teile geändert werden müssen als die Reaktionskolben 23 und 24. Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit, bei konstant bleibender Dämpfung die Reaktionskraft auf den Ventilkolben 2 zu verändern, indem der Durchmesser der Axialbohrungen 25 und 26 der Reaktionskolben 23 und 24 und der Außendurchmesser der Dämpfungskolben 27 und 28 verändert werden.The advantages that can be achieved with the invention are primarily the avoidance of vibrations of the valve piston 2 and in the possibility of the strength of the damping by changing the diameter the stepped shoulders of the reaction flasks 23 and 24 to change without removing more parts must be changed than reaction flasks 23 and 24. Another advantage is the possibility of to change the reaction force on the valve piston 2 with constant damping by the diameter of the axial bores 25 and 26 of the reaction pistons 23 and 24 and the outer diameter the damping pistons 27 and 28 can be changed.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

The invention is aimed at solving this problem

- Patent claims · in that it is open towards the center of the valve piston

Axial bores of each reaction piston a damping

1. Control valve for the pressure medium control of the piston is displaceably arranged, its Power steering systems, especially for motor vehicle 5 end faces together with those facing them witness, consisting of a valve cylinder, one end face of the axial bores of the reaction piston opposite the valve cylinder can be axially displaced or the valve piston is external or internal Ren valve piston and two opposite the Ven- include damping chambers, which via Drosselbohtilylinders immovable and in axial bores that are in of the reaction piston and the Outer and inner annular spaces formed by the reaction piston guided by the valve piston ben, characterized in that mouth with a small radial dimension, with a the inlet chamber open towards the center of the valve piston (2) or with an annular groove in the valve piston axial bores (25 and 26) of each reaction flask are connected.

bens (23 and 24) a damping piston (27 or it is useful here that the outer ring

28) is arranged displaceably, the end faces of which have a smaller radial dimension

ten together with the forehead facing them as the inner annular spaces.

Sides of the axial bores of the reaction piston

(23 or 24) or the valve piston (2) outer schematic drawings shown execution

or inner damping spaces (29 or 30 and approximately example explained in more detail. It shows

33 or 34) include the arrangement of a control valve in a Drosselboh- ao Fig. 1