DE19921434A1

DE19921434A1 - Rotary slide valve for power steering systems of motor vehicles

Info

Publication number: DE19921434A1
Application number: DE1999121434
Authority: DE
Inventors: Juergen Bieber; Hans-Werner Majer; Rainer Schaenzel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-05-08
Filing date: 1999-05-08
Publication date: 2000-11-09
Also published as: WO2000068062A1; AU4917400A

Abstract

A rotary disk valve (1) for automobile power steering systems contains a rotary disk (2) which is rotationally fixed to a valve inlet mechanism (4). The control bush (3) is rotationally fixed to a valve outlet mechanism (5). The two valve elements are arranged in such a way that they can move into each other, coaxially, and can be twisted in relation to each other about the torque path of a backlash coupling, maximum. The rotary disk (2) has longitudinal control grooves (6, 7) outside and inside the control bush, which interact to control a pressure agent that is conveyed to and from two working chambers of a servomotor. Said rotary disk (2) is connected to the valve outlet mechanism (5) via a torsion-bar spring (9). A one-part connecting element (10) compensates production-related tolerances, which could otherwise have undesirable effects on the driving performance.

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehschieberventil für Hilfskraftlenkungen von Kraftfahrzeugen nach der im Oberbe griff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a rotary slide valve for Power steering systems of motor vehicles according to the Oberbe handle of claim 1 defined in more detail.

Drehschieberventile für Hilfskraftlenkungen enthalten normalerweise zwei Ventilelemente, die koaxial ineinander beweglich angeordnet und zum Erzielen eines Steuerweges begrenzt zueinander verdrehbar angeordnet sind.Rotary slide valves for power steering included usually two valve elements that are coaxial with each other movably arranged and to achieve a control path are arranged to be rotatable to a limited extent.

Dabei ist ein erstes Ventilelement, das mit einem Ventil- Eingangsglied verbunden ist, als innenliegender Drehschie ber ausgebildet. Ein zweites Ventilelement ist mit einem als Antriebsritzel ausgebildeten Ventil-Ausgangsglied dreh fest verbunden und als radial außenliegende Steuerbuchse ausgebildet. Der Drehschieber ist zusätzlich über einen einen Steuerweg begrenzende Totgangkupplung mit dem An triebsritzel verbunden. Beide Ventilelemente weisen Steuer längsnuten auf, die wenigstens zu einem Teil in ihrer axia len Erstreckung begrenzt sind und zur Steuerung eines Druckmittels von oder zu Arbeitsräumen eines Servomotors dienen.There is a first valve element that is connected to a valve Input link is connected as an internal rotary slide trained. A second valve element is with a formed as a drive pinion valve output member firmly connected and as a radially external control socket educated. The rotary valve is also one a lost motion clutch limiting the control path with the on pinion connected. Both valve elements have control longitudinal grooves that are at least partly in their axia len extension are limited and to control a Pressure fluid from or to the work areas of a servo motor serve.

Zur Rückstellung der beiden Ventilelemente aus einer ausgelenkten Stellung in ihre Neutralstellung dient eine Drehstabfeder.To reset the two valve elements from one deflected position to its neutral position is used Torsion bar spring.

Ein solches Drehschieberventil ist in der DE 196 44 511 A1 dargestellt. Such a rotary slide valve is in the DE 196 44 511 A1 shown.

Im Bereich der größten Exzentrizität des im Durchmes ser exzentrisch ausgebildeten Ventil-Ausgangsgliedes wird die Einhängeverbindung angeordnet. Dadurch ist Einhängever bindung hochfest und zudem leichter montierbar.In the area of greatest eccentricity in diameter ser eccentrically formed valve output member arranged the hook connection. This is the hook-in ver binding high strength and also easier to assemble.

Bei den bekannten Drehschieberventilen wird die Steu erbuchse in einen, in das Antriebsritzel eingepressten, Einhängestift eingehängt. Für diesen Montageschritt ist ein Spiel in der Einhängeverbindung zwischen Einhängestift und Steuerbuchse erforderlich. Durch das vorhandene Spiel kann es nun aber zu einer Relativbewegung zwischen dem Dreh schieber und der Steuerbuchse kommen, ohne daß von einem Lenkhandrad ein Lenkmoment eingeleitet worden ist. Dies hat unerwünschte Ölströme zu den Arbeitsräumen des Servomotors zur Folge. Diese unerwünschten Ölströme machen sich zusätz lich durch Lenkmomentsprünge am Lenkhandrad bemerkbar, die Selbstlenkeffekte zur Folge haben und somit beim Fahrer zu einem Unsicherheitsgefühl führen können. In den bisher be schriebenen Ausführungsbeispielen ist der Drehschieber fest mit dem Ventil-Eingangsglied und die Steuerbuchse mit dem Ventil-Ausgangsglied verbunden.In the known rotary slide valves, the tax bush in one, pressed into the drive pinion, Hook-in pin hooked in. There is a for this assembly step Play in the hook connection between the hook and Control socket required. Because of the existing game but now there is a relative movement between the shoot slide and the control socket come without one Steering handwheel a steering torque has been initiated. this has undesirable oil flows to the work areas of the servo motor result. These undesirable oil flows add up Lich noticeable by jumps in steering torque on the steering handwheel Self-steering effects result and thus to the driver can lead to a feeling of insecurity. In the previous be described embodiments, the rotary valve is fixed with the valve input element and the control socket with the Valve output member connected.

Es gibt aber auch Drehschieberventile, die mit umge kehrt zugeordneten Ventilelementen arbeiten. Für diese Drehschieberventile kann die Erfindung ebenfalls, mit den gleichen Vorteilen, verwendet werden.But there are also rotary slide valves that with vice returns associated valve elements work. For this Rotary slide valves can also be used with the invention same advantages.

Das Ventil-Ausgangsglied kann als Antriebsritzel oder als Kugelgewindespindel ausgebildet sein, abhängig von der Verwendung bei Zahnstangen- oder Kugelmutter-Hilfskraftlen kungen.The valve output member can be used as a drive pinion or be designed as a ball screw, depending on the Use with rack or ball nut assistants kungen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Drehschieberventil darzustellen, bei dem das Spiel zwi schen Ventil-Eingangsglied und Ventil-Ausgangsglied elimi niert wird und trotzdem eine Winkelbeweglichkeit zwischen einem als Steuerbuchse ausgebildeten Ventilelement und ei nem als Antriebsritzel ausgebildeten Ventil-Ausgangsgliedes erhalten bleibt, um einen lateralen Fehlerausgleich zu er möglichen. Eine weitere Aufgabe ist es eine erleichterte, automatisierte Montage von Drehschieberventilen zu ermögli chen.The present invention is based on the object to represent a rotary slide valve, in which the game between valve input element and valve output element elimi is niert and still an angular mobility between a valve element designed as a control bushing and egg nem designed as a drive pinion valve output member is retained in order to compensate for lateral errors possible. Another job is a facilitated Automated assembly of rotary slide valves possible chen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisendes, gattungsgemäßes Drehschieberventil gelöst.The object underlying the invention is achieved by a, also the characteristic features of the main claim having a generic rotary slide valve solved.

Durch die Verwendung von einem Verbindungselement, das das Antriebsritzel und die Steuerbuchse über Verbindungs stellen miteinander verbindet, können auftretende Querkräf te, die auf den Drehschieber wirken, gleichmäßig verteilt werden. Dabei greifen jeweils mindestens zwei Verbindungs stellen in das Antriebsritzel und die Steuerbuchse ein. Zusätzlich werden das Antriebsritzel und die Steuerbuchse axial durch weitere Verbindungsstellen aneinander gekop pelt. Dadurch wird eine spielfreie Mitnahme der Steuerbuch se erreicht.By using a fastener that the drive pinion and the control bush via connection connect with each other, can occur transverse forces evenly distributed on the rotary valve become. At least two connections are used adjust in the drive pinion and the control bush. In addition, the drive pinion and the control bush axially coupled to each other by further connection points pelt. This will take the tax book with you without play se reached.

Durch die Verwendung eines elastischen Materials er möglicht das Verbindungselement aber dennoch eine winkelbe wegliche Anbindung der Steuerbuchse an das Antriebsritzel. Vorzugsweise wird ein Verbindungselement aus Stahl verwen det, doch es ist auch der Einsatz von Verbindungsmitteln aus Leichtmetall wie Aluminium, Magnesium oder deren Legie rungen sowie aus geeigneten Kunststoffen möglich.By using an elastic material he the connecting element still allows an angular connection Movable connection of the control bush to the drive pinion. A connecting element made of steel is preferably used det, but it is also the use of lanyards made of light metal such as aluminum, magnesium or their alloy possible as well as from suitable plastics.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Drehschie berventils liegt darin, daß die Montage des Drehschieber ventils stark vereinfacht wird und so automatisierbar ist. Die Steuerbuchse muß nicht mehr aufwendig eingehängt wer den, sondern kann auch bei bereits montiertem Drehschieber mit dem Antriebsritzel verbunden werden.Another advantage of the rotary slide according to the invention Berventils is that the assembly of the rotary valve valve is greatly simplified and can thus be automated. The control socket no longer has to be hooked in to whoever but also with the rotary valve already installed be connected to the drive pinion.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Er findung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfin dung ist aber nicht auf die Merkmalskombinationen der An sprüche beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.Advantageous and expedient embodiments of the Er invention are specified in the subclaims. The Erfin but is not on the combinations of features of the application limited sayings, rather arise for the expert further useful combinations of requirements and individual claim characteristics from the task.

Nachfolgend ist anhand der Figuren ein Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung prinzipgemäß beschrieben. Es zeigen:Below is an embodiment based on the figures game of the present invention described in principle. Show it:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfin dungsgemäßen Drehschieberventils für Hilfs kraftlenkungen von Kraftfahrzeugen; Figure 1 shows a first embodiment of an inventive rotary slide valve for power steering systems of motor vehicles.

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II des in Fig. 1 beschriebenen Drehschieberventils und Fig. 2 shows a section along the line II-II of the rotary slide valve described in Fig. 1 and

Fig. 3 eine Ausführungsform eines in einem erfin dungsgemäßen Drehschieberventil verwendeten Verbindungselementes. Fig. 3 shows an embodiment of a connecting element used in a rotary valve according to the invention.

Ein erfindungsgemäßes Drehschieberventil 1 enthält ein erstes Ventilelement in Form eines Drehschiebers 2 und ein zweites Ventilelement, das als Steuerbuchse 3 ausgebildet ist.A rotary slide valve 1 according to the invention contains a first valve element in the form of a rotary slide valve 2 and a second valve element which is designed as a control bushing 3 .

Der Drehschieber 2 ist mit einem Ventil-Eingangs glied 4 drehfest verbunden, welches als Lenkspindelanschluß ausgestaltet sein kann. Der Lenkspindelanschluß ist bei spielsweise mit einer nicht dargestellten Lenkspindel, die ein Lenkhandrad trägt, über ein ebenfalls nicht dargestell tes Kreuzgelenk verbunden. Der Drehschieber 2 ist zudem über eine nicht dargestellte Totgangkupplung mit einem Ven til-Ausgangsglied 5 verbunden.The rotary valve 2 is rotatably connected to a valve input member 4 , which can be designed as a steering spindle connection. The steering spindle connection is connected, for example, with a steering spindle, not shown, which carries a steering handwheel, via a universal joint, also not shown. The rotary valve 2 is also connected via a lost motion clutch, not shown, to a Ven valve output member 5 .

Das Ventil-Ausgangsglied 5 kann als Antriebsritzel oder als Kugelgewindespindel ausgebildet sein, abhängig von der Ver wendung bei Zahnstangen- oder Kugelmutter-Hilfskraftlenkun gen.The valve output member 5 can be designed as a drive pinion or as a ball screw, depending on the use in rack or ball nut power steering systems.

An der äußeren Mantelfläche des Drehschiebers 2 sind Steuerlängsnuten 6 angeordnet, die mit Steuerlängsnuten 7 der Steuerbuchse 3 zusammenwirken.Longitudinal control grooves 6 are arranged on the outer circumferential surface of the rotary slide valve 2 and cooperate with longitudinal control grooves 7 of the control bush 3 .

Das Drehschieberventil 1 stellt, je nach Drehrichtung, eine Druckmittelverbindung über die Steuerlängsnuten 6 und 7 sowie über Ringnuten 8 in der Steuerbuchse 3 zu einem nicht dargestellten Servomotor dar.Depending on the direction of rotation, the rotary slide valve 1 represents a pressure medium connection via the longitudinal control grooves 6 and 7 and via annular grooves 8 in the control bushing 3 to a servomotor (not shown).

Das Ventil-Eingangsglied 4 ist zudem über eine Dreh stabfeder 9 mit dem Ventil-Ausgangsglied 5 verbunden. Das Ventil-Ausgangsglied 5 seinerseits ist über ein Verbin dungselement 10 drehfest mit der Steuerbuchse 3 verbunden. The valve input member 4 is also connected via a torsion bar spring 9 to the valve output member 5 . The valve output member 5 in turn is connected via a connec tion element 10 rotatably with the control socket 3 .

Durch diese verschiedenen Verbindungen untereinander ist eine begrenzte, relative Verdrehung des Drehschiebers 2 zur Steuerbuchse 3 möglich. Durch diese relative Verdrehung der Ventilelemente zueinander wird das von einer nicht darge stellten Servopumpe geförderte Druckmittel über einen gleichfalls nicht dargestellten Druckmittelbehälter von dem entlasteten in den belasteten Arbeitsraum des nicht darge stellten Servomotors geleitet.A limited, relative rotation of the rotary valve 2 relative to the control bushing 3 is possible due to these different connections with one another. By this relative rotation of the valve elements to each other, the pressure medium delivered by a servo pump, not shown, is passed via a pressure medium tank, also not shown, from the unloaded into the loaded working space of the servo motor, not shown.

Die Kopplung von Ventil-Ausgangsglied 5 und Steuer buchse 3 wird, wie in Fig. 1 dargestellt, durch ein Verbin dungselement 10 realisiert, das auf das Ventil-Ausgangs glied 5 aufgesteckt wird und dessen sich am Umfang befind lichen Verbindungsstellen 11 in eine auf dem Ventil-Aus gangsglied 5 umlaufende Nut 12 eingreifen und somit eine Axialsicherung darstellen.The coupling of the valve output member 5 and control socket 3 is, as shown in Fig. 1, realized by a connec tion element 10 , which is plugged onto the valve output member 5 and whose circumferential union points 11 in one on the From valve element 5 engage circumferential groove 12 and thus represent an axial lock.

Stirnseitige Verbindungsstellen 13 des Verbindungselemen tes 10 legen sich an einer Stirnfläche 14 des Ventil-Aus gangsgliedes 5 an und ermöglichen somit eine spielfreie Mitnahme. Die Steuerbuchse 3 ist über weitere Verbindungs stellen 15 des Verbindungselementes 10 mit dem Ventil- Ausgangsglied 5 axial fest verbunden. Durch zusätzliche Verbindungsstellen 16 am Verbindungselement 10 wird eine spielfreie Mitnahme der Steuerbuchse 3 erreicht. End-side connection points 13 of the Verbindungselemen tes 10 lie on an end face 14 of the valve-output member 5 and thus allow play-free driving. The control socket 3 is connected via further connection 15 of the connecting element 10 with the valve output member 5 axially fixed. Through additional connection points 16 on the connecting element 10 , play-free driving of the control bushing 3 is achieved.

Reference numerals

11

Drehschieberventil
Rotary slide valve

22nd

Drehschieber
Rotary valve

33rd

Steuerbuchse
Control socket

44th

Ventil-Eingangsglied
Valve input link

55

Ventil-Ausgangsglied
Valve output link

66

Steuerlängsnuten (Drehschieber)
Longitudinal control grooves (rotary valve)

77

Steuerlängsnuten (Steuerbuchse)
Longitudinal control grooves (control bush)

88th

Ringnuten (Steuerbuchse)
Ring grooves (control socket)

99

Drehstabfeder
Torsion bar spring

1010th

Verbindungselement
Fastener

1111

Verbindungsstelle
Liaison

1212th

Nut
Groove

1313

Verbindungsstelle
Liaison

1414

Stirnfläche
Face

1515

Verbindungsstelle
Liaison

1616

Verbindungsstelle
Liaison

1717th

Ventilgehäuse
Valve body

1818th

Mittelachse
Central axis

Claims

1. Rotary slide valve ( 1 ) for power steering systems of motor vehicles, with a first valve element which is rotatably connected to a valve input member ( 4 ), with a second valve element which is rotatably connected to a valve output member ( 5 ), the The first valve element is connected to the valve output member ( 5 ) via a torsion bar spring ( 9 ) and a lost motion clutch, the two valve elements are arranged coaxially in one another in a valve housing ( 17 ) and maximally relative to one another by the torsion path of the lost motion clutch are rotatable and the radially outer valve element inside and the radially inner valve element outside, at least partially limited in their axial length, have longitudinal control grooves ( 6 , 7 ) which cooperate with one another to control a pressure medium to and from two working spaces of a servo motor, characterized in that that the valve output member ( 5 ) and that with the valve output member ( 5 ) connected valve element via at least one one-piece connec tion element ( 10 ) are connected to each other, which we at least has two connection points.

2. Rotary slide valve according to claim 1, characterized in that the Verbindungsele element ( 10 ) at least one to the central axis ( 18 ) and we least one of the central axis ( 18 ) of the rotary valve valve ( 1 ) has away connection point.

3. Rotary slide valve according to claim 1, characterized in that the Verbindungsele element ( 10 ) has at least one connection point which connects the valve output element ( 5 ) and the valve element ( 5 ) connected to the valve element axially with one another.

4. Rotary slide valve according to claim 1, characterized characterized in that the connecting element consists of an elastic material.