DE1124835B

DE1124835B - Steering device on vehicles, in particular motor vehicles

Info

Publication number: DE1124835B
Application number: DEB58820A
Authority: DE
Inventors: Hans Bortsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-08-02
Filing date: 1960-08-02
Publication date: 1962-03-01

Description

Lenkeinrichtung an Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkeinrichtung an Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, bei der ein oder mehrere Laufrad-Achsschenkel an das Lenkgetriebe derart angeschlossen sind, daß diese Achsschenkel bei Kurvenfahrt des Fahrzeuges zu einer zur Fahrzeuglängsrichtung senkrechten Ebene schräg gestellt werden.Steering device on vehicles, in particular motor vehicles. The invention refers to a steering device on vehicles, in particular motor vehicles, in which one or more wheel stub axles are connected to the steering gear in this way are that these stub axles when cornering the vehicle to one to the vehicle longitudinal direction be placed at an angle in the vertical plane.

Die allgemein üblichen Lenkarten sind Zahnstangen- oder Schneckenlenkungen mit festem Übersetzungsverhältnis. Bei den Schneckenlenkungen wird zuweilen eine Schnecke mit unterschiedlicher Steigung angewandt, wodurch sich eine Änderung des übersetzungsverhältnisses nur als Folge des jeweiligen Lenkeinschlages ergibt und nicht als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit. Bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit lassen sich die zu lenkenden Räder mit geringerem Kraftaufwand am Lenkrad verschwenken als bei kleiner Fahrzeuggeschwindigkeit.The common types of steering are rack and pinion or worm steering with a fixed gear ratio. In the case of the worm steering, there is sometimes a Auger with different pitch applied, which results in a change in the gear ratio results only as a result of the respective steering angle and not as a function of vehicle speed. At higher vehicle speed the wheels to be steered can be swiveled with less effort on the steering wheel than at low vehicle speed.

Bei den üblichen Konstruktionen muß daher das feste Übersetzungsverhältnis als Kompromißwert so gewählt werden, daß erträgliche übersetzungsverhältnisse auch für die oberen und unteren Geschwindigkeitsgrenzen des Fahrzeuges erreicht werden. Dies wird bei den immer schneller werdenden Fahrzeugen bei Berücksichtigung des Geschwindigkeitsbereiches immer schwieriger, da für hohe Geschwindigkeiten übersetzte Lenkungen im Stadtverkehr unbequem zu bedienen sind, während umgekehrt eine knappe Lenkübersetzung bei hohen Spitzengeschwindigkeiten den Fahrzeuglenker zu großer Konzentration zwingt und ihn leicht ermüdet.In the usual constructions, therefore, the fixed transmission ratio be chosen as a compromise value so that tolerable gear ratios also for the upper and lower speed limits of the vehicle can be achieved. This is the case with vehicles that are getting faster and faster when taking into account the Speed range more and more difficult, because translated for high speeds Steering systems in city traffic are inconvenient to use, while vice versa is scarce Steering ratio at high top speeds the vehicle driver too large Forces concentration and tires him easily.

Es ist bekannt, das Übersetzungsverhältnis im Lenksystem willkürlich durch Hebelbetätigung zu ändern, wodurch zwei Getriebestufen in Eingriff gebracht werden können, um hierdurch den Kraftaufwand zur Lenkung des Fahrzeuges zu ändern. Eine geschwindigkeitsabhängige, insbesondere auch kontinuierliche Änderung des übresetzungsverhältnisses ist dadurch nicht gegeben.It is known that the gear ratio in the steering system is arbitrary change by lever actuation, whereby two gear stages are brought into engagement can be in order to change the effort required to steer the vehicle. A speed-dependent, especially continuous change in the gear ratio is not given by this.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Sie besteht in einem in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit veränderbaren Übersetzungsverhältnis der Bewegungsübertragung zwischen dem Lenkrad, Lenkhebel, Lenkknüppel od. dgl. und den Achsschenkeln derart, daß der Lenkeinschlag des Lenkrades mindestens für einen Teil des Geschwindigkeitsbereiches des Fahrzeuges bei zunehmender Geschwindigkeit größer wird, und zwar im Verhältnis zum Ausschwenkwinkel der Achsschenkel.The invention avoids these disadvantages. It consists of a dependency of the respective vehicle speed variable transmission ratio the transmission of motion between the steering wheel, steering lever, steering stick od. Like. And the steering knuckles such that the steering angle of the steering wheel for at least one Part of the speed range of the vehicle with increasing speed becomes larger, in relation to the pivot angle of the steering knuckle.

Zur Ausführung der Erfindung wird vorgeschlagen, für die Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Lenkrad od. dgl. und dem Achsschenkelausschlag ein stufenlos regelbares Getriebe vorzusehen.To carry out the invention it is proposed for the change the gear ratio between the steering wheel or the like and the steering knuckle deflection to provide a continuously variable transmission.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß ein Hebel der Lenkeinrichtung in seiner wirksamen Länge veränderbar ist, derart, daß hierdurch das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkrad od. dgl. und dem Achsschenkelausschlag in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit geändert wird. Diese Längenveränderung kann auch durch ein Teleskoprohr durchgeführt werden, wobei das Rohrvolumen und damit die Längenänderung jeweils durch die Druckunterschiede hervorgerufen wird, die auf das innerhalb des Rohres befindliche Medium beispielsweise entgegen der Wirkung einer Federkraft einwirken.Another feature of the invention is that a lever of the Steering device can be changed in its effective length, such that as a result the gear ratio between the steering wheel or the like and the steering knuckle deflection is changed depending on the vehicle speed. This change in length can also be carried out through a telescopic tube, the tube volume and so that the change in length is caused by the pressure differences, the on the medium located inside the tube, for example, contrary to the The effect of a spring force.

Ferner wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, unter Anwendung mechanischer, pneumatischer, hydraulischer oder elektrischer Betätigungselemente das Übersetzungsverhältnis selbsttätig zu verändern. So kann z. B. die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses durch einen Fliehkraftregler gesteuert werden, der mit einem dem Fahrzeugschaltgetriebe nachgeschalteten Drehteil verbunden ist: Es ist aber auch möglich, die Veränderung des übersetzungsverhältnissos durch eine kleine Turbine oder Pumpe zu steuern, die von einem dem Fahrzeugschaltgetriebe nachgeschalteten Drehteil angetrieben wird, wobei der Förderdruck und/oder die Fördergeschwindigkeit des Mediums das Maß' für die Regelgröße bildet.Furthermore, it is proposed according to the invention, using mechanical, pneumatic, hydraulic or electrical actuating elements determine the transmission ratio to change automatically. So z. B. the change in the gear ratio be controlled by a centrifugal governor connected to a vehicle gearbox downstream rotating part is connected: But it is also possible to change to control the transmission ratio by a small turbine or pump that is driven by a rotary part connected downstream of the vehicle gearbox, the delivery pressure and / or the delivery speed of the medium being the measure for forms the controlled variable.

Schließlich wird noch vorgeschlagen, die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses durch einen elektrischen Generator zu steuern. Dieser wird ebenfalls von einem dem Fahrzeugschaltgetriebe nachgeschalteten Drehteil angetrieben, wobei der erzeugte Strom Schaltrelais oder Steuermotoren speist und die Veränderung der Spannung und/oder der Stromstärke das Maß für die Regelgröße bildet.Finally, it is suggested to change the gear ratio controlled by an electric generator. This is also from one of the Vehicle gearbox downstream rotating part driven, the generated Electricity switching relays or control motors feeds and the change the Voltage and / or the current strength forms the measure for the controlled variable.

Die hier angeführten Ausführungsvarianten können einzeln oder in Kombination mit einer oder mehreren der hier vorgeschlagenen Möglichkeiten angewandt werden.The design variants listed here can be used individually or in combination can be used with one or more of the options suggested here.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen an Hand einiger Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt Fig.1 eine schematische Darstellung einer Schnekkenlenkung mit einem an der Lenksäule eingebauten Übersetzungsgetriebe, Fig.2 ein stufenloses Getriebesystem, wie es für die Durchführung der Erfindung verwendet werden kann, und Fig. 3 eine schematische Darstellung einer variablen Lenkübersetzung durch Ändern einer wirksamen Hebellänge.The invention is shown in the drawings on the basis of some exemplary embodiments shown. 1 shows a schematic representation of a worm steering system with a built-in transmission gear on the steering column, Fig. 2 a stepless Transmission system as it can be used for the practice of the invention, and FIG. 3 is a schematic illustration of a variable steering ratio by changing an effective lever length.

In Fig.1 ist mit 1 das Lenkrad bezeichnet, dessen Lenksäule 2 mit einer Schnecke 3 verbunden ist, durch die die Lenkradbewegungen über ein Zahnsegment 4 auf dem Lenkhebel 5 übetragen werden. Von hier wird der Lenkausschlag über die übliche Kinematik auf die Achsschenkel übertragen. Die Lenksäule 2 ist unter Zwischenschalten eines vorzugsweise stufenlosen Getriebes 6 unterteilt, wobei der Lenksäulenteil 2 a der Lenksäule in diesem Fall den Antriebsteil und der Lenksäulenteil 2 b den Abtriebsteil bilden. Geschaltet wird dieses Getriebe 6 über ein Gestänge 7; das bei 8 fest gelagert ist. Das eine Ende des Gestänges 7 ist mit der Muffe 10 eines Fliehkraftreglers 210 verbunden und wird somit vom Ausschlag des Fliehkraftreglers in Abhängigkeit von seiner Drehzahl verschoben. Der Fliehkraftregler 210 ist mit einem hinter dem Fahrzeugschaltgetriebe gelegenen Drehteil; der hier nicht dargestellt ist, gekuppelt, so daß der Ausschlag des Fhehkraftreglers eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Das andere Ende des Gestänges 7 lagert im Getriebe 6 zum Ändern der Lenkübersetzung.In Figure 1, 1 designates the steering wheel, the steering column 2 with a worm 3 is connected, through which the steering wheel movements via a toothed segment 4 are transferred to the steering lever 5. From here the steering angle is determined by the transfer the usual kinematics to the steering knuckle. The steering column 2 is interposed a preferably continuously variable transmission 6 divided, the steering column part 2 a of the steering column in this case the drive part and the steering column part 2 b the Form stripping part. This transmission 6 is switched via a linkage 7; the is fixed at 8. One end of the linkage 7 is one with the sleeve 10 Centrifugal governor 210 connected and is thus from the deflection of the governor shifted depending on its speed. The governor 210 is with a rotating part located behind the vehicle gearbox; not shown here is, coupled, so that the deflection of the Fhehkraftreglers a function of the vehicle speed is. The other end of the linkage 7 is stored in the transmission 6 for changing the steering ratio.

Fig.2 zeigt die schematische Darstellung eines stufenlosen Getriebes. Hierbei zeigt 11a unter Annahme, daß die Welle 12a der Antriebsteil und die Welle 12 b der Abtriebsteil ist, das kleinste übersetzungsverhältnis für geringe Fahrzeuggeschwindigkeit, während in der Stellung 11 b das größte Übersetzungsverhältnis für maximale Fahrzeuggeschwindigkeit dargestellt ist. 11 c zeigt eine der möglichen Zwischenstellungen.Fig. 2 shows the schematic representation of a continuously variable transmission. Here, assuming that shaft 12a is the drive part and shaft 12b is the output part, FIG. 11a shows the lowest gear ratio for low vehicle speed, while position 11b shows the largest gear ratio for maximum vehicle speed. 11 c shows one of the possible intermediate positions.

In Fig. 3 weist der über ein Schneckengetriebe 3, 4 vom Lenkrad 1 schwenkbare Hebel 5 einen Schlitz 13 auf, in welchem ein an dem einen freien Ende der Lenkschubstange 14 befestigter Führungsbolzen 15 gleitend gelagert ist, der außerdem gelenkig über ein Verbindungsstück 18 mit einem Kolben 17 verbunden ist. Der Kolben 17 ist in einem Zylinder 19 geführt, wobei auf der einen Kolbenseite eine Druckfeder 20 angreift, gegen deren Druck ein Druckmedium in einer Leitung 24 wirkt, das von einer Turbine oder Pumpe 21 gefördert wird.In FIG. 3, the steering wheel 1 has a worm gear 3, 4 pivotable lever 5 has a slot 13 in which one at one free end the steering push rod 14 attached guide pin 15 is slidably mounted, the is also articulated to a piston 17 via a connecting piece 18. The piston 17 is guided in a cylinder 19, with one piston side a compression spring 20 engages, against the pressure of which a pressure medium in a line 24 acts, which is conveyed by a turbine or pump 21.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist wie folgt: Wird beispielsweise der Hebel 5 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles 22 vom Lenkrad her geschwenkt, so ist die Größe des Ausschlages am Schubstangenende eine Funktion der Lage des Führungsbolzens 15 im Verhältnis zum Schwenkpunkt 23, d. h. eine Funktion der wirksamen Hebelarmlänge zwischen dem Schwenkpunkt 23 und der Momentanstellung des Führungsbolzens 15. - Diese Stellung des Führungsbolzens wird durch die mit der Fahrzeuggeschwindigkeit in direktem Zusammenhang stehende Turbine oder Pumpe insofern fixiert, als durch die Änderung des Förderdruckes und/oder der Fördergeschwindigkeit dieser dem Fahrzeugschaltgetriebe nachgeschalteten Turbine oder Pumpe 21 der Kolben 17 auf bzw. ab bewegt wird: Diese Bewegung überträgt sich über den Gestängeteil 18 auf den Bolzen 15 in der Führungsnut 13.The mode of operation of this arrangement is as follows: For example the lever 5 is pivoted in the direction of the arrow 22 drawn from the steering wheel, the size of the deflection at the end of the push rod is a function of the position of the Guide pin 15 in relation to pivot point 23, d. H. a function of effective Lever arm length between the pivot point 23 and the instantaneous position of the guide pin 15. - This position of the guide pin is determined by the vehicle speed directly related turbine or pump fixed insofar as by the change in the delivery pressure and / or the delivery speed of this to the vehicle gearbox downstream turbine or pump 21, the piston 17 is moved up or down: This Movement is transmitted via the rod part 18 to the bolt 15 in the guide groove 13th

In analog wirkender Weise kann ein von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges beeinflußter Fliehkraftregler mit dem Ausschlag seiner Muffe die Stellung des Kolbens z. B. hydraulisch steuern. Schließlich kann an Stelle einer Turbine oder Pumpe ein elektrisches System (Generator, Relais od. dgl.) den Führungsbolzen 15 steuern oder, was noch einfacher wäre, auf direktem elektrischem Wege (Magnetsystem) auf die Lenksehubstange einwirken.In an analogous way, one of the speed of the vehicle influenced centrifugal governor with the deflection of its sleeve the position of the piston z. B. control hydraulically. Finally, a turbine or pump can be used in place of a turbine electrical system (generator, relay or the like) control the guide pin 15 or, which would be even easier, by direct electrical means (magnet system) on the steering rod act.

Bei den weitaus meisten Ausführungen wird es zweckmäßig und unter Umständen erforderlich sein, eines der bekannten Lenkservosysteme anzuwenden, da das Übersetzungsverhältnis bei geringen Geschwindigkeiten, zumal bei schwereren Fahrzeugen, einen zu hohen Kraftaufwand zum Lenken erfordern würde.In the vast majority of designs, it will be appropriate and under It may be necessary to use one of the known steering servo systems, since the transmission ratio at low speeds, especially at heavier ones Vehicles that would require too much effort to steer.

Die Erfindung würde einen Ersatz des Lenkrades beispielsweise durch einen mit geringstem Kraft- und Wegaufwand bedienbaren Knüppel, Hebel. od. dgl. ermöglichen.The invention would replace the steering wheel, for example a stick, lever that can be operated with minimal effort and effort. or the like enable.

So wäre es durch die Erfindung möglich, einen kleinen Hebel zum Betätigen der Lenkung etwa an einer Armlehne des Vordersitzes am Kraftfahrzeug anzubringen und das Fahrzeug bei jeder Geschwindigkeit sicher zu lenken.So it would be possible through the invention to operate a small lever the steering to be attached to an armrest of the front seat on the motor vehicle and to steer the vehicle safely at any speed.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Steering device on vehicles, in particular motor vehicles, in which one or more wheel stub axles are connected to the steering gear in this way are that these stub axles when cornering the vehicle to one to the vehicle longitudinal direction vertical plane, marked by a depending gear ratio that can be changed by the respective vehicle speed the transmission of motion between the steering wheel, steering lever, steering stick od. Like. And the steering knuckles such that the steering angle of the steering wheel for at least one Part of the speed range of the vehicle with increasing speed becomes larger, in relation to the pivot angle of the steering knuckle.

2. Steering device according to claim 1, characterized in that for changing the transmission ratio between the steering wheel or the like and the steering knuckle deflection a continuously variable Transmission is provided.

3. Steering device according to claim 1, characterized in that that a lever (5) of the steering device can be changed in its effective length, such that thereby the gear ratio between the steering wheel od. Like. And the steering knuckle deflection as a function of the vehicle speed will.

4. Steering device according to claims 1 to 3, characterized in that the change of the transmission ratio automatically under Use of mechanical, electrical, pneumatic or hydraulic actuating elements is controlled.

5. Steering device according to claim 4, characterized in that the change of the transmission ratio by one with one of the vehicle manual transmission downstream rotary part connected centrifugal governor (210) is controlled.

6th Steering device according to claim 4, characterized in that the change in gear ratio is controlled by a small pump or turbine that is driven by a rotary part connected downstream of the vehicle gearbox, the delivery pressure and / or the delivery speed of the medium being the measure for forms the controlled variable.

7. Steering device according to claim 4, characterized in that that the change of the transmission ratio by an electric generator is controlled by a rotary part connected downstream of the vehicle gearbox is driven, with the electricity generated feeding switching relays or control motors and the change in voltage and / or current strength is the measure for the controlled variable forms. Considered publications: German Patent Specifications No. 958 621, 323 329.