<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Stuurinrichting voor voertuigen. --------------------------------
EMI1.2
Deze uitvinding heeft betrekking op een stuurinrichting voor voertuigen.
Het is bekend dat bij voertuigen de wegoneffenheden zieh ook laten gevoelen aan het stuurwiel. Wanneer deze wegoneffenheden sterk doorkomen, kreëren zij een gevoel van een zekere nervositeit van de besturing, en dit evenredig met de voertuigsnelheid.
Dit nadelig effekt uit zich vooral bij voertuigen met voorwielaandrijving, als ook bij voertuigen waarbij gebruik wordt gemaakt van een stuurinrichting met een tandheugel met variabele vertanding.
In het eerste geval wordt het voornoemde nadeel versterkt doordat voertuigen met voorwielaandrijving klassiek zwaarder belast zijn op de voorwielen.
<Desc/Clms Page number 2>
Opdat een te zware belasting van de voortrein zieh minder zou laten gevoelen bij het parkeren van het voertuig, kan zoals voornoemd gebruik worden gemaakt van een tandheugel met een variabele overbrengingsverhouding. Het specifieke hierbij bestaat erin dat de geometrie van de vertanding, en meer speciaal de . tandrichting en de tanddrukhoek, veranderlijk zijn naar mate men vanaf het midden van de tandheugel naar de uiterste posities gaat.
Deze specifieke vertandingsgeometrie heeft een positieve invloed op de uit te oefenen parkeerkrachten, doch heeft als nadeel dat wegoneffenheden sterker doorkomen aan het stuurwiel tijdens het rijden.
De huidige uitvinding heeft dan ook een stuurinrichting tot doel waarbij de invloed van wegoneffenheden op het stuurwiel wordt geminimaliseerd.
Volgens de uitvinding wordt hiertoe gebruik gemaakt van een inrichting die een additionele wrijving in de stuurinrichting veroorzaakt, waarbij deze wrijving een nagenoeg konstante waarde heeft over de volledige levensduur van het voertuig.
<Desc/Clms Page number 3>
De uitvinding heeft ook een stuurinrichting tot doel waarbij de wrijvingsinrichting zodanig is ingebouwd dat zij eenvoudig kan worden gedemonteerd in het geval van een defekt, of in het geval dat een wrijvingsinrichting met andere karakteristieken dient te worden aangebracht.
Tevens heeft de uitvinding een stuurinrichting tot doel die een wrijvingsinrichting vertoont waarvan het zogenoemde "stick-slip" gedrag, met andere woorden de verhoogde wrijving die moet overwonnen worden bij de overgang van stilstand naar beweging, vrijwel onbestaande is.
Hiertoe betreft de uitvinding een stuurinrichting voor voertuigen, met als kenmerk dat ter plaatse van de stuuras een wrijvingsinrichting is aangebracht die bestaat uit minstens twee met elkaar samenwerkende wrijvingselementen waarvan één tegen verdraaiing is vergrendeld en het andere meedraait met de stuuras en waarbij minstens één van deze wrijvingselementen een kontaktoppervlak vertoont dat hoofdzakelijk bestaat uit een materiaal op basis van kunststof.
Bij voorkeur bevat deze kunststof tevens fijne deeltjes van een produkt op basis van metaal.
<Desc/Clms Page number 4>
Een van beide wrijvingselementen bezit evenwel bij voorkeur een metalen kontaktoppervlak.
Met het inzicht de kenmerken volgens de uitvinding beter aan te tonen is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 de stuurinrichting volgens de uitvinding weergeeft ; figuur 2 schematisch een tandheugel met variabele overbrengingsverhouding weergeeft ; figuur 3 een doorsnede weergeeft volgens lijn
III-III in figuur 2 ; figuren 4 en 5 schematisch de ingrijping van het rondsel op de tandheugel weergeven, respektievelijk op de plaatsen die in figuur 2 met F4 en F5 zijn aangeduid ; figuur 6 de verplaatsing van de spoorstang in funktie van de hoekverdraaiing van het stuurwiel weergeeft voor een stuurinrichting die gebruik maakt van een tandheugel met een bijhorend rondsel ;
figuur 7 het uit te oefenen koppel weergeeft in funktie van de hoekverdraaiing van het stuurwiel voor een stuurinrichting die gebruik maakt van
<Desc/Clms Page number 5>
een tandheugel met bijhorend rondsel ; figuur 8 een zieht weergeeft volgens pijl F8 in figuur 1 ; figuur 9 op een grotere schaal en in doorsnede een zieht weergeeft van het gedeelte dat in figuur 8 met F9 is aangeduid ;
EMI5.1
figuur 10 een perspektiefzicht weergeeft van het 4 gedeelte dat in figuur 9 met F10 is aangeduid.
In de uitvoeringsvorm van figuur 1 bestaat de stuurinrichting hoofdzakelijk uit een spoorstang 1 die gekoppeld is met de wielen 2 ; een tussenas 3 die meestal uit meerdere delen bestaat ; een rondselas 4 die gelagerd is in het stuurhuis 5 ; en een stuuras 6, waarbij deze assen met elkaar verbonden zijn door middel van cardankoppelingen 7 en waarbij de stuuras 6 aan zijn vrij uiteinde is voorzien van een stuurwiel 8.
De overbrenging in het stuurhuis 5 wordt gevormd door middel van de aangrijping van een op de rondselas 4 bevestigd of hiermede ééndelig uitgevoerd rondsel in een met de spoorstang 1 gekoppelde tandheugel. Hierbij kan gebruik worden gemaakt van een tandheugel met een al dan niet variabele overbrengingsverhouding.
<Desc/Clms Page number 6>
In figuren 2 tot 5 zijn schematisch een tandheugel 9 met een variabele overbrengingsverhouding en een bijhorend rondsel 10 weergegeven. Zoals zichtbaar in de figuren 2, 4 en 5 is de geometrie van de vertanding 11 veranderlijk van het midden van de tandheugel 9 naar de uiteinden 12 en 13 toe, waarbij deze verandering symetrisch gebeurt voor de linkse en rechtse richting. De verandering van de vertandingsgeometrie heeft zowel betrekking op de tandrichting A, als op de tanddrukhoek van de vertanding 11.
Samengevat komt het erop neer dat de overbrengingsverhouding in het midden van de tandheugel groter is dan nabij de uiteinden 12 en 13. Dit resulteert in een verplaatsing V van de spoorstang 1 in funktie van de hoekverdraaiing W van het stuurwiel 8 zoals aangeduid door middel van de kurve B1 in figuur 6. Het bij het parkeren uit te oefenen koppel K in funktie van de voornoemde hoekverdraaiing W is in figuur 7 weergegeven door middel van de kurve B2.
In het geval dat een tandheugel met een konstante overbrengingsverhouding wordt aangewend vertonen de voornoemde karakteristieken een verloop zoals aangegeven door middel van de kurven Cl en C2.
<Desc/Clms Page number 7>
Uit de vergelijking van de kurven B2 en C2 is het duidelijk dat in de uiterste standen een minder groot koppel K moet worden uitgeoefend in het geval dat een tandheugel met variabele overbrengingsverhouding wordt
EMI7.1
aangewend. c Een nadeel echter, bestaat erin dat een overbrenging die gebruik maakt van een tandheugel met een variabele vertanding, omwille van de specifieke drukhoeken, een relatief hoog stuurhuisrendement vertoont in de middenstand, dit in verhouding tot een tandheugel met een klassieke vertandingsgeometrie, wat zoals bekend in het effekt resulteert dat wegoneffenheden sterker doorkomen aan het stuurwiel 8.
Teneinde deze nadelige effekten te kompenseren is volgens de uitvinding ter plaatse van de stuuras 6 een wrijvingsinrichting 14 aangebracht, die zoals weergegeven in figuur 9 bestaat uit minstens twee met elkaar samenwerkende wrijvingselementen 15 en 16, waarvan een, in dit geval het wrijvingselement 15, tegen verdraaiing is vergrendeld en het andere, in dit geval het wrijvingselement 16, meedraait met de stuuras 6.
Volgens de uitvinding vertoont minstens één van de wrijvingselementen, in dit geval het wrijvingselement
<Desc/Clms Page number 8>
15, een kontaktoppervlak 17 dat hoofdzakelijk bestaat uit een materiaal op basis van kunststof.
Zoals weergegeven in figuur 10 kan hiertoe gebruik worden gemaakt van een bekleding 18 die uit het voornoemde materiaal bestaat en die op het betreffende wrijvingselement 15 is aangebracht.
Het materiaal bestaat bij voorkeur uit PTFE (polytetrafluorethyleen). Bij voorkeur is aan dit materiaal een hoeveelheid produkt toegevoegd op basis van metaal. Dit laatstgenoemde produkt kan bestaan uit fijne deeltjes van een metaal of metaaloxyde.
Bij voorkeur vertoont minstens een van de wrijvingselementen een kontaktoppervlak dat is voorzien van een aantal verzinkingen 19. Zoals weergegeven in figuur 10 kunnen deze verzinkingen 19 in de voornoemde bekleding 19 zijn aangebracht. Deze verzinkingen 19 vormen hierbij kleine reservoirs voor een smeermiddel.
Het tweede wrijvingselement, in dit geval het wrijvingselement 16, vertoont bij voorkeur een metalen kontaktoppervlak.
<Desc/Clms Page number 9>
De voornoemde specifieke opbouw van de kontaktopper- vlakken biedt het voordeel dat de veroorzaakte wrijving optimaal is om te bekomen dat de oneffenheden minimaal aan het stuurwiel 8 worden doorgegeven ; dat de wrijving nagenoeg een konstante waarde heeft over de volledige levensduur van het voertuig ; en dat de wrijving geen te hoge beginwaarde heeft en nagenoeg geen "stick-slip" gedrag veroorzaakt.
De wrijvingselementen 15 en 16 bestaan in het weergegeven voorbeeld uit ringvormige schijven. Het wrijvingselement 16 bestaat uit een stalen schijf die aan de stuuras is vastgelast.
De wrijvingselementen 15 en 16 worden samengedrukt door middel van elastische middelen 20 die bij voorkeur bestaan uit een helicoldale drukveer die zich concentrisch rond de stuuras 6 bevindt.
Zoals weergegeven in figuur 10 vertoont het wrijvingselement 15 minstens een, doch bij voorkeur twee lipvormige uitsteeksels 21 en 22 die toelaten dat dit wrijvingselement 15 tegen verdraaiing kan worden vergrendeld, doch axiaal verplaatsbaar kan worden gemonteerd. Zoals weergegeven in figuur 9 passen deze uitsteeksels 21 en 22 in axiale groeven of gleuven 23 en
<Desc/Clms Page number 10>
24 die in een onbeweeglijk deel van van de stuurkolom 25 zijn aangebracht.
Het voornoemde onbeweeglijke deel bestaat bijvoorbeeld uit een bus 26 en is bij voorkeur tegen de zitting 27 van een lager 28 van de stuuras 6 gemonteerd. De zitting 27 bestaat in het weergegeven voorbeeld uit een elastische ring die bevestigd is in de stuurkolom 25. De bus 26 is geborgd tegen verdraaiing door middel van ribben 29 die aangrijpen in het elastische materiaal van de zitting 27. Deze ribben 29 worden door middel van de veer 20 tegen de zitting 27 aangedrukt.
Het is duidelijk dat het stuurhuis 5, of althans de wrijvingsinrichting 14, bij voorkeur voorzien wordt van een smeervloeistof.
De werking van de inrichting kan eenvoudig uit figuur 9 worden afgeleid. Bij het verdraaien van het stuurwiel 8 moet een bepaalde wrijvingskracht worden overwonnen.
Deze wrijving heeft evenwel tot gevolg dat wegoneffenheden minder doorkomen aan het stuurwiel 8. Door het feit dat het wrijvingselement 15 axiaal kan verschuiven is een zekere instelling in de asrichting mogelijk, zodat de kracht van de elastische middelen 20 kan worden ingesteld, afhankelijk van de plaats waar de
<Desc/Clms Page number 11>
zitting 27 en het wrijvingselement 16 rond de stuuras 6 worden gemonteerd.
Alhoewel de stuurinrichting volgens de uitvinding, en meer speciaal de wrijvingsinrichting 14, haar grootste nut bewijst bij voertuigen met voorwielaandrijving die gebruik maken van een tandheugel met variabele vertanding, is het duidelijk dat zij ook voor andere voertuigen kan worden aangewend.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch dergelijke stuurinrichting kan in verschillende vormen en afmetingen worden uitgevoerd zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.