DE1580724C3 - Kraftf ahrzeuglenku ng - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeug- ;' lenkung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
' Nach der DT-PS 11 72 968 und den darauf bezügli-ί chen Zusatzpatenten ist eine Vorrichtung bekannt, bei der eine Kurvenscheibe durch das Lenkrad bewegt : wird, auf welcher eine kleine, durch den Druck eines in ί einem Zylinder gleitenden Kolbens beaufschlagte Rolle ; abrollt. Dieser Zylinder steht in Verbindung mit einer Einrichtung, die einen Flüssigkeitsdruck in Abhängig- ; keit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs liefert. Hierbei kann die Untersetzung der Lenkung beliebig groß gewählt werden, so daß diese Lösung eine sehr direkte Lenkung ermöglicht. Der Ersatz der klassischen Lenkräder durch eine Lenkstange oder einen Lenkbügel von beliebiger Form ist damit gegeben.

Die bekannte Lenkeinrichtung ist jedoch nicht gänzlich befriedigend, wenn das Fahrzeug auf einer geraden Bahn zu halten ist und allein die Abweichungen der Reifen durch äußere Kräfte oder durch unwillkürliche Bewegungen des Lenkrades selbst durch den Fahrer auszugleichen sind. In solchen Fällen ist der erforderliche Einschlag sehr schwach, muß jedoch sehr genau bemessen sein, damit aus der geraden Bahn nicht eine Wellenbewegung wird. Eine der zur Erzielung einer geraden Bahn zu überwindenden Schwierigkeiten liegt darin begründet, daß die für den notwendigen Ausgleich auf das Lenkrad auszuübenden Kräfte derart klein sind, daß der Fahrer sie nicht ausreichend genau bemessen kann.

So sind bei einem normalen Fahrzeug mit der üblichen Lenkuntersetzung die Korrekturausschläge, gemessen an der Felge des Lenkrades, kleiner als 30 mm. Mit einer um das Zehnfache direkteren Untersetzung

wäre die Korrektur also in der Größenordnung von 3 mm. Eine solche Verkleinerung der Korrekturausschläge für ungeübte Fahrer wäre jedoch gefährlich.

Die Aufgabe besteht darin, eine Kraftfahrzeuglenkung der eitigangs genannten Art für die Verwendung in einer Hilfskraftlenkung, bei der der Lenkwiderstand in Abhängigkeit vom Einschlagwinkel ausgeübt wird, zu schaffen, wobei eine gegenüber den gegenwärtig verwendeten zumindest gleiche, vorzugsweise jedoch größere Untersetzung beibehalten wird, jedoch nur für, den Beginn des Einschlags innerhalb eines sehr eng be-¹ grenzten Bereichs, welcher zum Beispiel in der Grö-: ßenordnung von ±1° Radeinschlag liegt. Dabei' braucht der Übergang von einer größeren auf eine klei-; nere Untersetzung nicht unbedingt progressiv zu sein,¹ es ist jedoch unerläßlich, daß die Zunahme der durch den Fahrer aufzubringenden Kraft stark progressiv ist,

um den Fahrer nicht zu stören. , ' ;

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden

Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

Damit üben die Federn gleiche und einander entgegengesetzte Kräfte auf den Lenkbügel aus, so daß es für eine Drehbewegung des Bügels notwendig ist, auf das eine Ende desselben eine Kraft auszuüben, die die· der entgegenwirkenden Feder aufhebt.

Weitere Merkmale sind den Unteransprüchen zuentnehmen. [

Einige Ausführungsbeispiele einer Kraftfahrzeuglenkung werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt j F i g. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Aus-j

führungsform einer Kraftfahrzeuglenkung, j

F i g. 2 ein Diagramm der Kräfte in Abhängigkeit

vom Einschlagwinkel für die Vorrichtung nach F i g. 1, I F i g. 3 eine schematische Ansicht einer zweiten Aus-;

führungsform der Kraftfahrzeuglenkung, ;

F i g. 4 und 5 schematische Ansichten der Ausführungsform nach F i g. 3 in verschiedenen Stellungen der Betätigung und

F i g. 6 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Kraftfahrzeuglenkung.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung ist ein Lenkbügel 1 auf einer um eine Achse 0 schwenkbaren Lenksäule angebracht. Ein eine Rolle 3 tragender Achsbolzen 2 ist starr mit der Karosserie verbunden; er bildet also einen festen Punkt. Der Lenkbügel 1 ist um die Achse 0 schwenkbar, da der Achsbolzen 2 durch einen gekrümmten Schlitz 4 des Lenkbügels 1 ragt. Zwei hi Gelenken 6 und 6' am Lenkbügel 1 angelenkte Hebel 5 und 5' werden jeweils durch Federn 7 und 7' gegen die Rolle.3 und gleichzeitig ohne Spiel gegen einen fest mit dem Lenkbügel 1 verbundenen Anschlag 8 gehalten wobei die Federn 7 bzw. 7' jeweils an dem äußeren Tei des jedem Hebel 5 bzw. 5' auf der Seite der Rolle : gegenüberliegenden Armes des Lenkbügels 1 aufge; hängt sind. j

Wenn beispielsweise auf das äußere Ende des ii F i g. 1 dargestellten rechten Armes eine Kraft Fausge übt wird, übt diese ein Moment um die Achse 0 aus, da zumindest gleich dem durch die Feder 7 über den sie auf der Rolle 3 abstützenden Hebel 5 erzeugten Mo ment ist, ehe der Lenkbügel 1 zu schwenken beginn Die Spannung der Feder 7 ändert sich während de Schwenkbewegung des Lenkbügels praktisch nicht. In Fig.2 ist ein Kraftdiagramm in Abhängigke

. om Einschlagwinkel α dargestellt. Diese Kräfte addieren sich zu den durch die Lenkung selbst hervorgerufenen.

Zur Erzielung eines veränderlichen Kraftaufwandes wird der Anschlag 8 nach rechts bzw. nach links verschoben. Eine solche automatische Verschiebung kann durch einen Aufbau des Lenkbügels 1 nach F i g. 3 erzielt werden.

Bei der Ausführung nach F i g. 3 ist der Anschlag 8 durch einen um eine mit dem Lenkbügel 1 fest verbundene Achse 9 schwenkbaren Exzenter 8' ersetzt. Die Schwenkbewegung des Exzenters 8' wird mittels eines Hebels 10 bewirkt, der durch die in einem Gelenk 15 bzw. 15' mit den in einem weiteren Gelenk 14 bzw. 14' am Lenkbügel 1 angelenkten Handgriffen 13 bzw. 13' verbundenen Schubstangen 11 und W gesteuert wird. So lange auf die Handgriffe 13 und 13' keine Kraft ausgeübt wird, wird der Exzenter 8' durch die einander entgegengesetzten Spannungen von jeweils zwischen dem Außenteil eines Armes des Lenkbügels 1 und der Mitte der Schubstangen 11 und W eingehängten Federn 12 und 12' in der neutralen Mittellage im Gleichgewicht gehalten. Das Schwenken des Handgriffs 13 bzw. 13' um das Gelenk 14 bzw. 14' erfolgt zunächst ohne Kraftaufwand, da sich die Wirkungen der Federn 12 und 12' aufheben. Im weiteren steigt diese Kraft in Abhängigkeit des Einschlagwinkels an. Die Spannung der Federn 12 und 12' muß hierbei so berechnet sein, daß vor Erreichung des Anschlages der Handgriff 13 bzw. 13' ein Moment auf den Lenkbügel 1 ausgeübt wird, das dem entgegengesetzten Moment der Feder 7 bzw. T gleich ist. Das ist die notwendige Voraussetzung zur Erzielung einer Progressivität der aufzuwendenden Li_nkkräfte.

Die Schwenkung des Handgriffs 13 auf dem Lenkbügel 1 verschiebt die Lage des Anschlags für die Hebel 5 und 5' (F i g. 4). Dadurch wird eine große Untersetzung zwischen dem Handgriff und den Anschlagpunkten der Hebel 5 und 5' einfach erhalten. Bei der Geradeausfahrt geschieht die Lenkung ausschließlich durch Bewegen der Handgriffe 13 bzw. 13', woraus sich eine große Untersetzung (z. B. über einen Einschlagbereich der Räder von ±2°) ergibt. Sobald ein stärkerer Einschlag erforderlich wird, genügt es, die Kraftausübung auf die Handgriffe 13 bzw. 13' fortzusetzen, wobei bei Erreichen eines bestimmten Moments die Relativbewegung zwischen Lenkbügel 1 und Handgriff 13 bzw. 13' aufhört. Der Übergang von der einen Untersetzungsstufe in die andere erfolgt ohne Änderung der auszuübenden Kraft. Der damit erreichte Zustand ist in F i g. 5 dargestellt.

Die Gleichförmigkeit der aufzuwendenden Kraft beim Übergang wirke sich nicht störend aus, und der Übergang zwischen den Untersetzungen erfolgt bei sehr kleinen Einschlagwinkeln. Falls es jedoch für erforderlich erachtet wird, kann die Änderung der Untersetzung auch progressiv gestaltet werden, indem der Exzenter 8' durch eine Kurvenscheibe ersetzt wird, die für diesen Zweck ausgelegt ist.

Solange während der Fahrt beide Hände des Fahrers auf den Handgriffen 13 und 13' ruhen, bewirkt ein Unterschied der durch die beiden Hände ausgeübten Kräfte offensichtlich einen leichten Einschlag. Dieser Einschlag ist leicht zu beherrschen, da im Bereich der Geradeausfahrt eine große Untersetzung beibehalten wurde. Wenn jedoch die Arme des Fahrers nicht genügend abgestützt werden, beispielsweise durch Armlehnen, kann es für den Fahrer schwierig sein, die Gewichte der auf den Handgriffen ruhenden Arme aufeinander abzustimmen. Die Fahrzeuglenkung nach Fig.6 ermöglicht es, den Einfluß des Handgewichts auf die Geradeausfahrt auszuschalten. Zu diesem Zweck ist die Schwenkachse des rechten Handgriffs 13 in der Mitte desselben angeordnet. Auf diese Weise üben das Handgewicht oder durch die Bewegung des Fahrzeugs hervorgerufene Störkräfte keinen Einfluß auf die Lenkung aus, solange die Federn 7 bzw. 7' über die Hebel 5 bzw. 5' ein ausreichend hohes Rückführungsmoment erzeugen. Genau geführte Abweichungen der Bahn von der Geraden werden hier durch Drehung (T]) des Handgriffs 13 um die Achse 14 in der Richtung des gewünschten Einschlags erhalten. Ebenso wie bei den vorangegangenen Ausführungen bewirkt die Schwenkung des Handgriffs 13 bzw. 13' gegenüber dem Lenkbügel 1 von einem gewissen Winkel an ein Drehmoment auf den Lenkbügel 1, welches größer ist als das durch die Feder 7 bzw. 7' erzeugte Rückführmoment.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kraftfahrzeuglenkung mit einem am Ende einer Lenksäule angebrachten, um eine Achse schwenkbaren Lenkbügel, dadurch gekennzeichnet, daß zwei symmetrische Federn (7 und 7') jeweils zwischen einem Punkt am äußeren Ende eines Armes des Lenkbügels (1) und einem im Mittelteil des Lenkbügels (1) drehbar gelagerten Hebel (5 und 5') angeordnet sind, und daß die Hebel (5 und 5') an einem in der Mittellinie des Lenkbügels (1) befestigten Anschlag (8) und an einer von dem Lenkbügel (1) unabhängigen festen Rolle (3) anschlagen, wobei der Lenkbügel (1) in der neutralen Stellung durch die Federn (7 und 7') mit in bezug auf die Achse (0) des Lenkbügels (1) einander entgegengesetzten und gleich großen Kräften beaufschlagbar ist.

2. Kraftfahrzeuglenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (8) durch einen drehbar gelagerten und durch Schubstangen (11 und 1Γ) zu betätigenden Exzenter (8') gebildet wird, wobei jeweils die Enden der Schubstangen (11 und 11') an an den äußeren Enden des Lenkbügels (1) angelenkten Handgriffen (13 und 13') angelenkt sind und jeweils unter der Spannung von an dem Lenkbügel (1) aufgehängten Federn (12 und 12') stehen.

3. Kraftfahrzeuglenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstangen (11 und 1Γ) jeweils im Mittelteil der Handgriffe (13 und 13') angelenkt sind, und daß die Handgriffe (13 und 13') an einem Punkt in ihrem Mittelteil jeweils an

j einem Ende des Lenkbügels (1) angelenkt sind.