DE1223707B

DE1223707B - Hilfskraftlenkung fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1223707B
Application number: DES88582A
Authority: DE
Original assignee: Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Citroen SA
Priority date: 1963-01-09
Filing date: 1963-12-05
Publication date: 1966-08-25
Also published as: NL136542C; NL302115A; BR6354947D0; GB1072234A; BE641062A; US3183992A; ES294644A2; FR82895E; LU45004A1

Description

Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge, in der die ein Ritzel tragende Lenksäule mit einer auf diese einen Lenkausschlagwiderstand ausübenden Einrichtung zusammenwirkt, die 'eine mit der Lenksäule über einen Zahntrieb drehbar verbundene Kurvenscheibe aufweist, mit welcher ein von einer Druckmittelsteuereinrichtung zum Erzeugen eines Widerstandes in Abhängigkeit von Parametern mit veränderlichem Druck beaufschlagbarer Stößel in Wirkverbindung steht, wobei einer dieser Parameter die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt und das Profil der Kurvenscheibe so gewählt ist, daß der Widerstand abhängig vom Winkelausschlag des Lenkrades ist.
'. Eine derartige Hilfskraftlenkungist Gegenstand eines älteren Patentes Die Drucktnittelsteuereinrichtung in dieser Hilfskräftlenkung dient dazu, künstlich einen Widerstand am Lenkrad zu schaffen, der bei geringen Geschwindigkeiten und: bei geringen Lenkausschlägen ebenfalls gering ist, jedoch mit wachsender 'Geschwindigkeit und stärkeren Lenkausschlägen zunimmt. Ohne einen solchen Widerstand verliert der ,Fahrer das Gefühl für die=von ihm ausgeübten Lenkbewegungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe ' zugrunde, eine Lenkung vorstehender Art -zu. schaffen, welche sich durch einfachen Aufbau, Korüpaktheit und leichte Einstellbärkeit der verschiedenen den Lenkwiderstand beeinflussenden Parameter auszeichnet.
Gemäß Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst worden, daß die die Lenksäule umgebende Kurvenscheibe eine Innenverzahnung `aufweist, die mit dem mit der Lenksäule verbunderieri Ritzel im Eingriff steht, wobei die .Kurvenscheibe 'in dem den Druckmittelzylinder für den Stößel bildenden Gehäuse gelagert ist. _ _ Nachstehend ist -die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung' dargestellfen Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt ' F i g. 1 einen Axialschnitt durch ein' Lenkgetriebe, F i g. 2 den Schnitt gemäß der- Linie. II-II in F i g. 1, ' F i g. 3 einen Teil des Schnittes gemäß der Linie 111-11I in F i g. 1, - F ig. 4 einen Axialschnitt durch einen Regler der verwendeten Bauart, F i g. 5 den Schnitt gemäß der Linie V-V in F i g. 4 und F'i g. 6 ein Kurvenbild des Druckes des durch den in F i g. 4 dargestellten Regler -zugeführten Druckmittels.
Die Lenksäule 1 einer vorn (nicht gezeigten) Lenkrad aus betätigbaren Lenkeinrichtung wirkt mit einer Servolenkung mit Zahnstangenantrieb zusammen, dessen Zahnstange 2 mit einem Ritzel 3 im Eingriff ist. Dieses ist fest auf einer Welle 4 angeordnet, mit welcher die Lenksäule 1 über einen Querstift 6 in Verbindung steht, der in die Führungen 8, 9 der Lenksäule 1 und der Welle 4 einreifenden Rollen 7 trägt. Diese Führung weist derart zueinandergeneigte Flächen 8 und 9 auf, daß beim Drehen der Lenksäule 1 und der Welle 4 gegeneinander eine Stange 10 hin-und herbewegt wird; welche'mit dem Stift 6 verbunden ist und zum Verschieben :des Schiebers 11 eines Druckmittelzuteilventils 12 dient. Mit Hilfe des Ventils 12:. ist in bekannter Weise ein (nicht gezeigter) Arbeitszylinder;- dessen- bewegliches Organ mit der Zahüstarige 2 verbunden ist, beaufschlagbar.
Um die-Lenksäule 1 if eine' Kurvenscheibe 15 mit einer Innenverzahnung 16r gelagert, die mit einem fest auf der Lenksäule 1 bdfindlidhen Ritzel 17 kämmt. .Die Kurvenscheibe ist in der Mitte-eines Gehäuses 18 auf -einem Lagerring 21 der :Lenksäule 1 und zwei Rollen 20 -drehbar gelagert; die -mit einem Ring 22 zusammenwirken, der sich :in` der Kurvenscheibe neben 'der Verzahnung 16 befindet. Die Lenksäule 1 ist in dem mit einem Deckel 19 verschlossenen Gehäuse 18 mittels Kugeln 23 gelagert.
Im Gehäuse -befindet sieh ein als zylindrischer Kolben ausgebildeter Stößel 25, der auf die Umfangsfläche der Kurvenscheibe l5" 'drückt. Der Stößel 25 ist. in einem Zylinder 26 verschiebbar; welcher am Ghäuse 18 durch eine Muffe 27 befestigt ist. Die Achse des Stößels 25 liegt in einer die Drehachse der Kurvenscheibe 15 enthaltenen Ebene. Ferner wirkt der Stößel mit der Kurvenscheibe an einer exzentrisch zur Stößelachse liegenden Stelle zusammen, so daß ein selbsttätiges Drehen des Stößels um seine Längsächse,beim Zusammenwirken mit der Kurvenscheibe erfolgt. Der Stößel ist vorzugsweise gegenüber der Kurvenscheibenebene geneigt angeordnet und weist ein abgerundetes Ende auf, um den Verschleiß symmetrisch zu-verteilen und die Zusammenarbeit zwischen den Berührungsflächen zu erleichtern.
Der Zylinder 26 weist einen Rohranschluß 28 auf, der an eine Einrichtung zur Zufuhr eines Druckmittels veränderlichen Drucks angeschlossen ist.
Das Verhältnis der Zähnezahlen zwischen 'dem Ritzel 17 und der Verzahnung 16 der KürVenscheibe ist so gewählt, daß beim Bewegen des Lenkrades aus seiner Stellung für Geradeausfahrt in die eine oder andere vollständige Lenkausschlagstellung die Kurvenscheibe höchstens eine halbe Umdrehung ausführt.
Die Kurvenscheibe 15 ist derart ausgeführt, daß bei einem gegebenen Druck im Zylinder 26 auf den Stößel 25 die zum Drehen des Lenkrades aufzuwendende Kraft mit dem- Lenkausschlag - zunimmt (F i g. 2). Dementsprechend kann beispielsweise eine Kraft vorgesehen werden, die im ersteh Drittel des Lenkausschlages (ausgehend voll der Stellung für Geradeausfahrt) wächst und dann konstant bleibt.
Um den Stößel 25 auf den Geradeausfahrtpunkt der Kurvenscheibe (F i g. 3) einstelleri zu können, ist das Gehäuse..18 in seiner Drehlage einstellbar im feststehenden Gehäuse 30 der Lenkung angeordnet. Das Stößelgehäuse weist zu diesem Zweck am Umfang eine Verzahnung 31 auf, mit welcher eine tangential angeordnete Stellschraube 32 im Eingriff steht, die im Gehäuse 30 gelagert ist; das eine Klemmuffe für das Gehäuse 18 trägt, -die mit einer Schraube 33 angezogen wird.
Der Druck des dem Zylinder 26 zugeführten Druckmittels wird durch einen Regler bestimmt; der einen in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges veränderlichere. Druck einsteuert. Der Druckverlauf ist in F i g. 6 als voll ausgezogene Linie dargestellt. Dabei ist der Drück P durch die Ordinate und die Geschwindigkeit V des Kraftfahrzeuges durch die Abszisse dargestellt. Die Geschwindigkeit ist in Kiloriieter je Stunde angegeben.
Der Regler weist ein System bekannter Art zur Verteilung des Druckmittels mit einem Schieber 35 aufs desseri Enden den einander entgegenwirkenden Kräften der Kraft F des Reglers und des Druckes P ausgesetzt sind, so daß der letztere ständig der Kraft F proportional ist. Um dieses Kräfteverhältnis zu erreichen, ist der Verteiler mit einer Druckmittelquelle durch eine Leitung 36 verbunden. Mit Hilfe des Schiebers 35 ist die Leitung 36 über eine Leitung ; 37 mit dein Zylinder 26 verbindbar. Diese Leitung weist eine Zweigleitung 371 auf, durch die eine Kamirrer 38 mit dem dem Zylinder 26 zugeleitete Druck beaufschlagbar ist. Die Kammer 38 ist all einem Ende des Schiebers im Teil 39 des Reglergehäuses angeordnet, Die Leitung 37 ist außerdem durch den Schieber 35 mit einem Austrittskanal 40 verbindbar. Über einen Kugelstößel 41 ist die vom Regler erzeugte Kraft F auf den Schieber 35 übertragbar. Der Kugelstößel 41 ist in der Mitte einer biegsamen Membran 42 angeordnet, die im Inneren des Teiles 39 des Regler= gehäuses eingespannt ist und an der Schieberseite des Gehäuses eine Kammer 43 begrenzt. Diese ist mit der Auslaßöffnung 40 durch einen Kanal 401 verbunden; der einen verhältnismäßig geringen Querschnitt aufweist, um eine Dämpfurig der Schieberbewegung zu bewirken. Auf der dem Schieber 35 abgewandten: Seite ist eine Feder 44 zwischen dem Kugelstößel und einer finit einem Kugelläger 45 versehenen Stange 46 eingespannt. Diese bildet eiheil Teil eines Fliehkraftreglers, der in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit angetrieben wird. Die Stange 46 ist in der Drehachse der an einem Schwunggewichtsträger 47 gelagerten Reglerschwunggewichte 50 und 51 angelenkt, die in einem Teil 48 des Reglergehäuses frei drehbar sind, welches zusammen mit dem obenerwähnten Teil 39 das Gehäuse bildet.
Die Achse des Schwunggewichtsträgers 47 ist außerhalb des Reglergehäuses z. B. mit dem Geschwindigkeitsmesser des Kraftfahrzeuges oder ein anderes Teil, das an die Räder angeschlossen ist, verbunden. Hierzu dient ein Ritzel49; das auf der Achse des Schwunggewichtsträgers befestigt ist. Die Schwunggewichte 50 und 51 sind finit dem Schwunggewichtsträger gelenkig verbünden und bilden jeweils einen auf eine Buchse 51 --am Stangenstößel 46 wirkenden Hebel 53 bzw. 54s Die Hebel 53 und 54 befinden sich je auf einer Seite des Schwuhggewichtsträgexs und wirken auf Stellen der Buchse 52 mit gleichem Radius von der Drehachse ein.
Die Feder 44 des Reglers weist eine bestimmte Vorspannung auf, so daß vom Stillstand des Kraftfahrzeuges an bis zu einer bestimmten Geschwiridig= keit (z. B. 30 km/h) der Regler einen konstanten Druck A in den Zylinder 26 mit dein Stößel 25 einsteuert. (vgl. F i g. 6). Dadurch wirkt auf die Lenksäule 1 eitle bestimmte Gegenkraft bei Stillstand und niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten, die nur abhängig vorn Lenkausschlag ist. Die Spannung der Feder 44 und folglich der Höhe_dieser Gegenkraft sind nach Lockern von Schrauben 56 durch Drehen der Teile 39 und 48 gegeneinander (Gewinde 55) leicht einstellbar. Der Teil 48 des Reglergehäuses kann bei 57 ariz Kraftfahrzeug befestigt werden.
Oberhalb des Druckes A ist der dem Zylinder 26 über die Feder 44 eingesteuerte Druck von der Kraft abhängig, die von .den Fliehkraftschwunggewichten erzeugt wird, wobei- diese so schwenkbar sind, daß die Verschiebewege der Buchse 52 bei erhöhten Ge- schwindigkeiten abnehmen: Dadurch kann die Druckerhöhung, wie in F i g: 6 dargestellt worden ist; be= grenzt und folglich die Erhöhung der Gegenkraft des Lenkrades nach Wunsch auf einen bestimmten Wert begrenzt werden. In F i g. 6 ist der Druckverlauf gestrichelt dargestellt, der durch .die Schwunggewichte 50 und 51 bei niederen Geschwindigkeiten ohne die Feder 44 erzielbar wäre.

Claims

Patentansprüche: 1. Hilfskräftlenkung für Kraftfahrzeuge, in der die ein Ritzel tragende Lenksäule mit einer auf diese einen Lenkausschlagwiderstand ausübenden Einrichtung .zusammenwirkt, die eine mit der Lenksäule über einen Zahntrieb drehbar verbundene Kurvenscheibe aufweist, finit welcher ein von einer Druckmittelsteuereinrichtung zum Erzeugen eines Widerstandes in Abhängigkeit von P.ararrietern mit veränderlichem Druck beaufschlagbarer Stößel in Wirkverbindung steht, Wobei einer dieser Parameter die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt und das Profil der Kurvenscheibe so gewählt ist, daß der Widerstand abhängig vom Winkelausschlag. des Lenkrades ist, d a d u r c h g e k e ri ri z e i- c h n e t , daß. die die Lenksäule (1) umgebende Kurvenscheibe (15) eine Innenverzahnung (16) aufweist, die mit dem mit der Lenksäule verbundenen Ritzel (17) im Eingriff steht, wobei die Kurvenscheibe in dem den Druckmittelzylinder (26) für den Stößel (25) bildenden Gehäuse (18) gelagert ist.
2. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Kurvenscheibe (15) exzentrisch zur Lenksäule (1) angeordnet ist und die die Drehachse der Scheibe in Normallage der Einrichtung schneidende Achse des Stößels (25) gegenüber der Kurvenscheibenebene geneigt ist.
3. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Lagerung der Kurvenscheibe (15) bildende Gehäuse (18) die Lenksäule (1) umschließt, wobei das Gehäuse um die Achse der Lenksäule verstellbar ist.
4. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß .das Gehäuse (18) mittels einer Einrichtung verstellbar ist, die aus einer am Umfang des Gehäuses vorgesehenen Verzahnung (31) besteht, welche mit einer dazu tangential angeordneten Schraube (32) zusammenwirkt.
5. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1 mit einer einen Regler aufweisenden Druckmittelsteuereinrichtung, in der der eingesteuerte Druckmitteldruck selbstregelnd entgegen einer Kraft auf ein Steuerorgan einwirkt, wobei die genannte Kraft teilweise mit Hilfe eines von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges abhängigen Fliehkraftreglers erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwunggewichte (50 und 51) des Reglers auf das Steuerorgan (35) über eine unter Vorspannung stehende Feder (44) wirkt, wobei die Federvorspannung einstellbar ist.
6. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorspannung durch die Relativbewegung zweier Teile des Reglergehäuses einstellbar ist, von denen der eine Teil (48) die Schwunggewichtsträger (47) und der andere das Steuerorgan (35) aufnimmt.
7. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckmittelsteuereinrichtung eine Membran (42) vorgesehen ist, die mit dem Steuerorgan (35) zusammenwirkt, wobei zwischen diesem und der Membran zur Schwingungsdämpfung eine über einen- (Kanal 401) mit dem Druckmittelbehälter verbundene Kammer (43) vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1001607, 1039 853; USA.-Patentschriften Nr. 1804 333, 2 213 271, 3058368.