Patentanmeldung "Lenkung für Kraftwagen" Die Erfindung bezieht sich
auf eine Lenkung für Kraftwagen, die mit Hilfskraftunterstützung arbeitet und bei
der zur Übertragung der Lenkradbewegungen flexible mechanische Verbindungslemente
verwendet werden. Bei den üblichen Kraftwagen-Lenkungen werden die Lenkkräfte vom
Lenkrad über eine Lenkspindel entweder direkt oder über eine Hilfskrafteinrichtung
auf das Lenkgestänge -und damit auf die Räder übertragen. Dabei muß der Raum für
die Lenkspindel freigehalten werden, was besonders bei vorn im Fahrzeug angeordnetem
Motor bei der in letzter Zeit stark gestiegenen Zahl von Nebenaggregaten oft Schwierigkeiten
bereitet. Erschwerend kommt vielfach hinzu, daß ein, wenn auch nur relativ geringer,
Prozentsatz der Fahrzeuge mit Rechtslenkung geliefert werden muß, so daß auch auf
der rechten Fahrzeugseite entsprechend Platz für die Lenkspindel freigelassen werden
muß. Außerdem werden die Lenkspindeln der meisten Kraftwagen in letzter Zeit so
ausgebildet, daß sie bei Zusammenstößen nicht in das Innere des Wagens gedrückt
werden können. Derartige Konstruktionen bedeuten je-
doch auch eine wesentliche
Verteuerung der Lenkungen.
Es ist auch bereits eine Kraftlenkvorrichtung
vorgeschlagen worden, bei der ein Steuerschieber durch einen über das Lenkrad zu
betätigenden Bowdenzug verstellbar ist. Die Schwierigkeit bei derartigen Lenkungen
liegt jedoch darin, daß durch eine n Bowdenzug nur relativ geringe Druckkräfte übertragen
werden können. Es ist deshalb auch bereits versucht worden, die für die Betätigung
der entsprechenden Steuerschieber erforderlichen Kräfte so weit wie möglich herabzusetzen,
ohne daß sich jedoch derartige Lenkungen bis heute in der Praxis durchsetzen konnten,
Ein weiterer Nachteil derartiger Lenkungen liegt nämlich noch darin, daß bei Ausfall
der Hilfskrafteinrichtung die dann zum Lenken des Fahrzeugs aufzubringenden, in
ihrer Richtung wechselnden Kräfte keinesfalls über einen Bowdenzug übertragen werden
können.Patent application "Steering for motor vehicles" The invention relates to a steering system for motor vehicles which works with power assistance and in which flexible mechanical connecting elements are used to transmit the movements of the steering wheel. In conventional motor vehicle steering systems, the steering forces are transmitted from the steering wheel via a steering spindle either directly or via an auxiliary power device to the steering linkage - and thus to the wheels. The space for the steering spindle must be kept free, which often causes difficulties, especially when the motor is arranged in the front of the vehicle, with the number of ancillary units that has risen sharply recently. A further complication is that a percentage, albeit a relatively small percentage, of vehicles with right-hand drive must be supplied, so that space must also be left free for the steering spindle on the right-hand side of the vehicle. In addition, the steering shafts of most automobiles have recently been designed so that they cannot be pushed into the interior of the vehicle in the event of a collision. Such designs mean JE but also a substantial increase in the price of the steering. A power steering device has also already been proposed in which a control slide can be adjusted by means of a Bowden cable to be actuated via the steering wheel. The difficulty with steering systems of this type, however, is that only relatively low pressure forces can be transmitted through a Bowden cable. Attempts have therefore already been made to reduce the forces required for actuating the corresponding control slide as much as possible, but without such steering systems being able to prevail in practice to date. A further disadvantage of such steering systems is that in the event of failure of the auxiliary power device, the forces that are then to be applied to steer the vehicle and which change in their direction can in no way be transmitted via a Bowden cable.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile
der vorstehend beschriebenen Lenkungen zu vermeiden und eine durch eine Hilfskraft
unterstützte Lenkung zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und deren Teile gut
im Fahrzeug verlegt werden können, bei der auch beim Ausfall der Hilfskraft eine
einwandfreie Lenkbarkeit des Fahrzeugs gewährleistet ist und die bei Unfällen wesentlich
zum Schutz der Fahrzeuginsassen beiträgt.The present invention was therefore based on the object of addressing the disadvantages
to avoid the steering systems described above and one by an assistant
To create assisted steering that is simple and has good parts
can be relocated in the vehicle, in which a
Perfect maneuverability of the vehicle is guaranteed and which is essential in the event of an accident
helps protect vehicle occupants.
Es wird deshalb eine Lenkung für Kraftwagen, die mit Hilfskraftunterstützung
arbeitet und bei der zur Übertragung der Lenkradbewegungen ,flexible Verbindungselemente
verwendet werden, vorgeschlagen, bei der erfindungsgemäß für jede Betätigungsrichtung
der Lenkung mindestens' je ein flexibles Verbindungselement vorgesehen ist,
das so dimensioniert ist, daß auch bei Ausfall der Hilfskraft die zum Lenken erforderliche
Kraft übertragen werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werden unter Fortfall der üblichen Lenkspindel die Lenkbewegungen
unmittelbar hinter dem Lenkrad oder einem im Anschluß an dieses angeordneten Deformationsglied
auf im wesentlichen nur auf Zug beanspruchte Verbindungselemehte übertragen. Die
Übertragung der Lenkbewegungen auf die flexiblen Verbindungselemente kann dabei
vorteilhaft über eine mit einem Ritzel in Eingriff stehende Zahnstange erfolgen
Bei einer Lenkung, für die eine hydraulische Hilfskrafteinrichtung vorgesehen ist,
kann vorteilhafterweise durch ein Servoventil der Hilfskrafteinrichtung ein Lenkungsarbeitselement
gesteuert werden. Um ein stoßfreies Arbeiten der Lenkung sicherzustellen, können
in den Steuerleitungen zwischen Servoventil und Lenkungsarbeitselement Dämpfungskörper
vorgesehen sein. Um das Spiel der flexiblen Verbindungselemente so weit wie möglich
herabzusetzen, können diese unter Vorspannung mit einem Spannstück verbunden sein,
von dem aus über ein Zwischenhebel die Übertragung der Lenkbewegungen auf das Servoventil
erfolgt. Um- das Spiel der flexiblen Verbindungselemente bei der Betätigung des
Servoventils völlig auszuschalten, kann dieses vorteilhafterweise über das Lenkrad
ohne Zwischenschaltung flexibler Verbindungselemente betätigt werden.
Dazu
kann an der Lenkradwelle ein Ritzel befestigt sein, das in eine Zahnstange eingreift,
die derart mit-einem Anlenkstück für die Mexiblen Verbindungselemente verbunden
ist, daß eine Längsverschiebnng der beiden Bauteile gegeneinander möglich ist, die
dem Schaltweg des zwischen Zahnstange und Anlenkstück angeordneten Servoventils
entspricht. Es kann aber auch das Servoventil ortsfest angeordnet sein und durch
eine Querbewegung der Lenkradwelle oder durch axiale Verschiebung der Lenkradwelle
oder eines Teiles davon betätigt werden. Der Gegenstand der Erfindung soll im folgenden
anhand von in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine schematische
Darstellung einer erfindungsgemäßen Lenkung und Fig. 2 eine weitere Ausgestaltung
einer Lenkung nach Fig. 1, und die Fig. 3 und 4 Lenkungen, bei denen das
Servoventil der Hilfskrafteinrichtung ohne Zwischenschaltung flexibler Verbindungselemente
betätigt wird. Die Drehbewegungen des Lenkrades 1 in Fig. 1, an das
sich ein Deformationsglied 2 anschließt, werden über ein Ritzel 3 auf eine
Zahnstange 4 übertragen, an die sich zu beiden Seiten je ein flexibler Zug
5 bzw. 6 anschließt.
Die flexiblen Züge
5 und 6 führen zu einem Servoventil 7, das über eine Pumpe
8 aus einem Vorratsbehälter 9 mit Druckflüssigkeit versorgt wird.
Über das Servoventil 7, das mit möglichst kleinen Schaltwegen z. B. in der
Größenordnung von 0, 4 mm arbeiten sollte, werden wechselweise beide Kolbenseiten
eines Lenkungsarbeitselementes 10
mit Druckflüssigkeit beaufschlagt. Das Lenkungsarbeitselement
10 wirkt auf das Lenkgestänge 11 und beeinflußt so den Einschlag der
Räder 12. Mögliche Ausführungsformen der flexiblen Züge sind in Fig. 1 der
Zeichnung bei "A" und "B" im Schnitt dargestellt. Bei der in Fig. 2 dargestellten
Ausführungsform der Erfindung wird eine weitgehend spielfreie Übertragung der Lenkradbewegungen
ermöglicht. Dies wird dadurch erreicht, daß die flexiblen Züge 5 und
6 unter Vorspannung mit einem Spannstück 13 verbunden sind, von dem
aus über einen Zwischenhebel 14 die Übertragung der Lenkbewegungen auf das Servovent-,LI
7 erfolgt. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel greift
ein Ritzel 3,
das an der Lenkradwelle befestigt ist, in eine Zahnstange 4
ein. Über der Zahnstange 4 befindet sich ein Anlenkstück 15 für die flexiblen
Verbindungselemente 5 und 6. Die Zahnstange 4 und das Anlenkstück
15 sind so miteinander verbunden, daß eine Längsverschiebung der beiden Bauteile
gegeneinander möglich ist. Die mögliche Längsverschiebung ist dabei so groß wie
der Schaltweg des zwischen Zahnstange 4 und Anlenkstück 15
angeordneten Servoventils
7. Wird nun am Lenkrad 1 eine Drehbewegung ausgeführt, so wird zunächst
über das Ritzel 3 die Zahnstange 4 bewegt,
welche das Servoventil
7 öffnet, da die Ventilansprechkraft geringer ist als die erforderliche Lenkkraft
an dem Anlenkstück 15. Der Öffnungskraft des Servoventils 7 wirkt
eine Reaktionskraft entsprechend dem Öldruck des vom Servoventil 71 gesteuerten
Lenkungsarbeit-selementes 10 entgegen. Diese Reaktionskraft vermittelt zum
Lenkrad 1 die Veränderung der Lenkkraft. Bei dem Ausführungsbeispiel nach
Fi g. 4 ist das Servoventil 7 feststehend angeordnet, so'daß entgegen
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform am Servoventil 7 keine flexiblen
Verbindungselemente angeschlossen werden müssen. Die Betätigung des Servoventils
7 erfolgt in diesem Fall durch eine Querbewegung der entsprechend verschiebbar
gelagerten Lenkradwelle 16, die über einen um einen Drehpunkt 17 schwenkbaren
Verbindungshebel 18 auf das Servoventil 7 wirkt. Es ist jedoch auch
ohne weiteres möglich, statt der dargestellten Züge durch Rollen geführte Seile
oder entsprechend geführte Ketten zu verwenden. Die flexiblen Verbindungselemente
können zur Erhöhung der Betriebssicherheit auch jeweils doppelt vorgesehen sein.
Statt einer nach dem Ölumlaufprinzip arbeitenden Lenkung, wie diese in der beiliegenden
Zeichnung dargestellt ist, kann die Druckölversorgung des Servoventils auch über
einen Druckspeicher erfolgen.It is therefore a steering system for motor vehicles, which operates with power assist and, flexible connecting elements are in the for transmitting the steering wheel movements used proposed, the steering is in accordance with the invention for each operating direction of at least 'are each a flexible connecting element is provided which is dimensioned such that even if the auxiliary worker fails, the power required for steering can be transmitted. According to a preferred embodiment of the invention, with the omission of the usual steering spindle, the steering movements are transmitted directly behind the steering wheel or a deformation element arranged following it to connecting elements which are essentially only subjected to tensile stress. The transmission of the steering movements to the flexible connecting elements can advantageously take place via a rack in engagement with a pinion. In order to ensure smooth operation of the steering, damping bodies can be provided in the control lines between the servo valve and the steering working element. In order to reduce the play of the flexible connecting elements as much as possible, they can be connected under prestress to a clamping piece from which the steering movements are transmitted to the servo valve via an intermediate lever. In order to completely eliminate the play of the flexible connecting elements when the servo valve is actuated, it can advantageously be actuated via the steering wheel without the interposition of flexible connecting elements. For this purpose, a pinion can be attached to the steering wheel shaft, which engages in a rack which is connected to an articulation piece for the flexible connecting elements in such a way that a longitudinal displacement of the two components against one another is possible, which corresponds to the switching path of the servo valve arranged between the rack and the articulation piece . However, the servo valve can also be arranged in a stationary manner and actuated by a transverse movement of the steering wheel shaft or by axial displacement of the steering wheel shaft or a part thereof. The subject matter of the invention is to be explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown schematically in the accompanying drawing. 1 shows a schematic representation of a steering system according to the invention and FIG. 2 shows another embodiment of a steering system according to FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 steering systems in which the servo valve of the auxiliary power device is actuated without the interposition of flexible connecting elements. The rotational movements of the steering wheel 1 in Fig. 1, which is followed by a deformation member 2 adjoins are transmitted via a pinion 3 on a rack 4, connects to each side a flexible train 5 and 6 to the. The flexible cables 5 and 6 lead to a servo valve 7, which is supplied with pressure fluid from a storage container 9 via a pump 8. About the servo valve 7, which z. Should work as mm in the order of 0, 4, both sides of the piston of a steering operating element 10 are alternately pressurized liquid. The steering working element 10 acts on the steering linkage 11 and thus influences the turning of the wheels 12. Possible embodiments of the flexible trains are shown in section at "A" and "B" in FIG. 1 of the drawing. In the embodiment of the invention shown in FIG. 2, a largely play-free transmission of the steering wheel movements is made possible. This is achieved in that the flexible cables 5 and 6 are connected under pretension to a clamping piece 13 , from which the steering movements are transmitted to the Servovent-, LI 7 via an intermediate lever 14. In the exemplary embodiment shown in FIG. 3 , a pinion 3, which is fastened to the steering wheel shaft, engages in a toothed rack 4. Above the rack 4 there is an articulation piece 15 for the flexible connecting elements 5 and 6. The toothed rack 4 and the articulation piece 15 are connected to one another in such a way that the two components can be displaced longitudinally relative to one another. The possible longitudinal displacement is as large as the switching path of the movement between the rack 4 and base section 15 disposed servo valve 7 is now carried out a rotational movement on the steering wheel 1, the rack 4 is first pinion gear 3 is moved which opens the servo valve 7, since the The valve response force is less than the required steering force at the pivot piece 15. The opening force of the servo valve 7 is counteracted by a reaction force corresponding to the oil pressure of the steering work element 10 controlled by the servo valve 71 . This reaction force communicates the change in the steering force to the steering wheel 1. In the embodiment according to Fi g. 4, the servo valve 7 is arranged in a stationary manner, so that, contrary to the embodiment described above, no flexible connecting elements have to be connected to the servo valve 7. In this case, the servo valve 7 is actuated by a transverse movement of the correspondingly displaceably mounted steering wheel shaft 16, which acts on the servo valve 7 via a connecting lever 18 pivotable about a pivot point 17. However, it is also easily possible to use ropes guided by rollers or correspondingly guided chains instead of the trains shown. The flexible connecting elements can also be provided twice in order to increase operational reliability. Instead of a steering that works according to the oil circulation principle, as shown in the accompanying drawing, the pressure oil supply to the servo valve can also take place via a pressure accumulator.