DE202006003663U1

DE202006003663U1 - Lenkvorrichtung mit Dämpfung

Info

Publication number: DE202006003663U1
Application number: DE200620003663
Authority: DE
Original assignee: Frei & Co Geb GmbH; Gebr Frei & Co KG GmbH
Current assignee: Frei & Co Geb GmbH; Gebr Frei & Co KG GmbH
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2016-03-09

Abstract

Lenkvorrichtung mit einer drehbaren Lenksäule (16), die zusammen mit einem mit ihr verbundenen Lenker auf einer feststehenden Achse (10) drehbar gelagert ist, wobei eine elektrische Kommunikationsverbindungseinrichtung (18) zwischen der drehbaren Lenksäule (16) und einer Lenkachse vorgesehen ist, die einer Drehbewegung des betätigten Lenkers (16) entsprechende Signale zur Lenkachse kommuniziert, damit diese ein Lenken entsprechend der Drehbewegung des betätigten Lenkers durchführt, wobei eine Rückstelleinrichtung (20) zum Rückstellen der drehbaren Lenksäule (16) mit dem mit dieser verbundenen Lenker von einer Drehposition zu einer Ausgangsposition vorgesehen ist und wobei eine Dämpfungseinrichtung (30) zum Dämpfen der Drehbewegung des Lenkers vorgesehen ist, wobei die Dämpfungseinrichtung (30) zwischen der drehbaren Lenksäule (16) und der feststehenden Achse (10) in der Lenkvorrichtung integriert vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Lenkvorrichtung mit Dämpfung für Fahrzeuge.
Es sind einfach zu bedienende Lenkvorrichtungen bekannt, die im folgenden auch elektrische Lenkvorrichtungen genannt werden, bei welchen ein Lenken über eine elektrische Kommunikationsverbindungseinrichtung zwischen einer durch einen Lenker drehbaren Lenksäule und einer Lenkachse erfolgt, welche elektrische Kommunikationsverbindungseinrichtung eine mechanische Verbindung ersetzt. Dabei wird, beispielsweise mittels eines Drehwinkelsensors, eine durch eine Betätigung des Lenkers hervorgerufene Drehbewegung der Lenksäule erfasst und wird ein dieser Drehbewegung entsprechendes Signal zu einem Stellantrieb einer Lenkachse eines Fahrzeugs kommuniziert, damit diese ein Lenken des Fahrzeugs entsprechend der Drehbewegung des betätigten Lenkers durchführt. Ein Rückstellen der drehbaren Lenksäule erfolgt über eine Rückstelleinrichtung, wie beispielsweise eine Schenkelfeder.
Es ist bekannt, bei solchen Lenkvorrichtungen eine Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen schneller Drehbewegungen einzusetzen, damit einem Bediener ein ihm bekanntes und auch angenehmes Gefühl beim Lenkens eines Fahrzeugs vermittelt wird. Ohne eine solche Dämpfungseinrichtung müsste der Bediener nur die durch die Rückstelleinrichtung auf die Lenksäule ausgeübte Rückstellkraft überwinden. Eine derartige Dämpfungseinrichtung ist herkömmlich als Modul außerhalb der Lenkvorrichtung vorgesehen. Somit ist zusätzlicher Platz im Fahrzeug zum Unterbringen der Dämpfungseinrichtung nötig.
Bei bekannten elektrischen Lenkvorrichtungen gibt es das Problem, dass sich der Lenker, wenn er nach einer durch einen Bediener ausgeübten Vollauslenkung losgelassen wird, bei der Rückstellung über die Ausgangsposition bzw. Nullstellung hinausgehend weiterdreht und sich erst nach und nach zu der Ausgangsposition einpendelt. Dies führt dazu, dass sich ein Bediener unsicher fühlt, der die Drehbewegung des Lenkers direkt mit der Fahrbewegung eines Fahrzeugs in Verbindung bringt.
Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, eine Lenkvorrichtung mit Dämpfer zur Verfügung zu stellen, die wenig Platz im Fahrzeug benötigt und auf angenehme Weise zu bedienen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebene Lenkvorrichtung gelöst. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 10 zeigen spezielle Ausführungsformen der Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 1.
Die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug ist versehen mit einer drehbaren Lenksäule, die zusammen mit einem mit ihr verbundenen Lenker auf einer feststehenden Achse drehbar gelagert ist. Eine elektrische Kommunikationsverbindungseinrichtung ist zwischen der drehbaren Lenksäule und einer Lenkachse vorgesehen und kommuniziert einer Drehbewegung des betätigten Lenkers entsprechende Signale zur Lenkachse, damit diese ein Lenken des Fahrzeugs entsprechend der Drehbewegung des betätigten Lenkers durchführt. Weiterhin ist eine Rückstelleinrichtung zum Rückstellen der drehbaren Lenksäule mit dem mit dieser verbundenen Lenker von einer Drehposition zu einer Ausgangsposition vorgesehen. Zudem ist eine Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen der Drehbewegung des Lenkers vorgesehen, wobei die Dämpfungseinrichtung zwischen der drehbaren Lenksäule und der feststehenden Achse in der Lenkvorrichtung integriert vorgesehen ist.
Durch die Integration der Dämpfungseinrichtung in die Lenkvorrichtung wird insbesondere ein einfacher und Platz sparender Einbau der Lenkvorrichtung in ein Fahrzeug möglich.
Vorzugsweise ist die Dämpfungseinrichtung aus einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Raum zwischen der drehbaren Lenksäule und der feststehenden Achse gebildet. Die Dämpfungsflüssigkeit ist insbesondere Silikonöl. Diese Dämpfungsflüssigkeit wird bei der Drehbewegung des Lenkers und der Lenksäule bewegt. Durch die Bewegung werden Moleküle der Dämpfungsflüssigkeit gegeneinander verschoben, wodurch eine Reibung entsteht, welche dann die Bewegung dämpft. Dabei ist die Dämpfung von der Beschleunigung abhängig. Bei großen Lenkwinkeln wird die Reibung infolge der höheren Federkraft und damit der höheren Beschleunigung zwischen den Flüssigkeitsmolekülen erhöht und es erfolgt ein stärkeres Dämpfen. Dadurch wird eine gleichmäßige Rückstellung des Lenkers bzw. der drehbaren Lenksäule erreicht, so dass ein Überschwingen des Lenkers und ein darauf folgendes Einpendeln zu einer Ausgangsposition nicht auftritt.
Der mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Raum ist vorzugsweise mittels Dichtungen gegen die ihn umgebenden Bauteile der Lenkvorrichtung abgedichtet. Die Dichtungen weisen insbesondere O-Ringe auf.
Vorzugsweise ist ein Rotor fest mit der feststehenden Achse verbunden und bildet mit dieser eine Einheit, wobei der Rotor zum Bewegen der Dämpfungsflüssigkeit dient. Die Dämpfungseinrichtung ist somit zwischen dem Rotor und der drehbaren Lenksäule angeordnet, wobei der Rotor mit der drehbaren Lenksäule in derartiger Wirkverbindung steht, dass die Dämpfungsflüssigkeit während einer Drehbewegung der drehbaren Lenksäule durch ihn gedreht wird.
Die drehbare Lenksäule ist beispielsweise durch Kugellager an der Einheit aus feststehender Achse und Rotor gelagert.
Die elektrische Kommunikationsverbindungseinrichtung weist vorzugsweise einen Drehwinkelsensor zur Erfassung einer Drehbewegung des Lenkers auf, wobei der Drehwinkelsensor der erfassten Drehbewegung entsprechende Signale einem Stellantrieb an der Lenkachse zuführt.
Die Rückstelleinrichtung weist vorzugsweise eine auf der feststehenden Achse sitzende Schenkelfeder auf.
Die angegebenen und weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden einem Fachmann auf dem Gebiet aus der folgenden detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnung klarer, die Merkmale der vorliegenden Erfindung anhand eines Beispiels darstellt und wobei:
1 eine seitliche Schnittansicht einer Lenkvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zeigt.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung detailliert erklärt.
1 zeigt eine seitliche Schnittansicht einer Lenkvorrichtung mit einer drehbaren Lenksäule 16, mit welcher ein in 1 nicht gezeigter Lenker verbunden ist, und einem Drehwinkelsensor 18 als Teil einer Kommunikationsverbindungseinrichtung, die auf einer feststehenden Achse 10 drehbar gelagert sind. Für die Lagerung der drehbaren Lenksäule 16 auf der feststehenden Achse 10 sind Kugellager 14a und 14b vorgesehen.
Die elektrische Kommunikationsverbindungseinrichtung 18 weist einen Drehwinkelsensor auf, dessen Achse mittels einer Schraube 22 mit der feststehen Achse 10 in Höhe der drehbaren Lenksäule 16 verbunden ist und der einer Drehbewegung der drehbaren Lenksäule 16 entsprechende Signale erfasst und zu einem Stellantrieb einer Lenkachse kommuniziert. Diese Kommunikation erfolgt bevorzugt über eine elektrische Leitung, kann aber auch drahtlos durchgeführt werden.
Weiterhin ist eine Rückstelleinrichtung 20 als auf der feststehenden Achse 10 sitzende Schenkelfeder vorgesehen, welche in einer Ausgangsposition des Lenkers in einem vorgespannten Zustand ist und durch welche eine Drehbewegung der drehbaren Lenksäule 16 und somit des Lenkers zu einer Ausgangsposition zurückgebracht wird.
Erfindungsgemäß ist eine Dämpfungseinrichtung 30 integriert in der Lenkvorrichtung vorgesehen. Die Dämpfungseinrichtung 30 ist aus einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Raum gebildet, der zwischen der drehbaren Lenksäule 16 und der feststehenden Achse 10 angeordnet ist. Der Raum ist mittels Dichtungen, die in 1 als O-Ringe 32 und 34 gezeigt sind, gegenüber ihn umgebenden Bauteilen der Lenkvorrichtung abgedichtet. Als Dämpfungsflüssigkeit wird vorzugsweise Silikonöl verwendet.
Weiterhin ist mit der feststehenden Achse 10 in Höhe der Dämpfungseinrichtung 30 ein Rotor 12 derart verbunden, dass er zusammen mit der feststehenden Achse 10 eine Einheit bildet. Der Rotor 12 ist insbesondere an der feststehenden Achse 10 in Richtung zu dem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Raum 30 angeordnet. Er ist derart ausgebildet, dass er mit der drehbaren Lenksäule 16 derart in Wirkverbindung steht, dass durch ihn bei einer Betätigung des Lenkers durch einen Bediener die Dämpfungsflüssigkeit gedreht wird.
Somit ist der die Dämpfungseinrichtung 30 bildende mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Raum begrenzt durch den Rotor 12 und durch die drehbare Lenksäule 16. Der Rotor 12 und die drehbare Lenksäule 16 sind somit die vorangehend angegebenen Bauteile, die den mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Raum umgeben und gegenüber welchen er durch die O-Ringe 32 und 34 abgedichtet ist.
Da der Rotor 12 an der feststehenden Achse 10 vorgesehen ist, sitzt bei dem in 1 gezeigten Aufbau einer Lenkvorrichtung das Kugellager 14a auf dem Rotor 12 und sitzt das weitere Kugellager 14b auf der feststehenden Achse 10, um die drehbare Lenksäule 16 zu lagern.
Die erfindungsgemäße elektrische Lenkvorrichtung mit Dämpfung hat insbesondere die folgenden Vorteile:
Durch den Einsatz einer Flüssigkeitsdämpfung kann der Platzbedarf für einen Einbau in ein Fahrzeug gegenüber einem außerhalb der Lenkvorrichtung vorgesehenen Dämpfungsmodul verringert werden.
Durch den in die Lenkvorrichtung integrierten Flüssigkeitsdämpfer wird eine Drehbewegung des Lenkers insbesondere so gedämpft, dass einem Bediener das Gefühl einer mechanisch gekoppelten Lenkung vermittelt wird.
Durch die Flüssigkeitsdämpfung kann auf einfache Weise eine gleichmäßige Rückstellung erreicht werden.

Claims

Lenkvorrichtung mit einer drehbaren Lenksäule (16), die zusammen mit einem mit ihr verbundenen Lenker auf einer feststehenden Achse (10) drehbar gelagert ist, wobei eine elektrische Kommunikationsverbindungseinrichtung (18) zwischen der drehbaren Lenksäule (16) und einer Lenkachse vorgesehen ist, die einer Drehbewegung des betätigten Lenkers (16) entsprechende Signale zur Lenkachse kommuniziert, damit diese ein Lenken entsprechend der Drehbewegung des betätigten Lenkers durchführt, wobei eine Rückstelleinrichtung (20) zum Rückstellen der drehbaren Lenksäule (16) mit dem mit dieser verbundenen Lenker von einer Drehposition zu einer Ausgangsposition vorgesehen ist und wobei eine Dämpfungseinrichtung (30) zum Dämpfen der Drehbewegung des Lenkers vorgesehen ist, wobei die Dämpfungseinrichtung (30) zwischen der drehbaren Lenksäule (16) und der feststehenden Achse (10) in der Lenkvorrichtung integriert vorgesehen ist.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Dämpfungseinrichtung (30) aus einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Raum zwischen der drehbaren Lenksäule (16) und der feststehenden Achse (10) gebildet ist. 3: Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Dämpfungsflüssigkeit Silikonöl ist.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Raum (30) mittels Dichtungen (32, 34) gegen die ihn umgebenden Bauteile der Lenkvorrichtung abgedichtet ist.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Dichtungen O-Ringe (32, 34) aufweisen.
Lenkvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Rotor (12) fest mit der feststehenden Achse (10) verbunden ist und mit dieser eine Einheit bildet.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Dämpfungseinrichtung (30) zwischen dem Rotor (12) und der drehbaren Lenksäule (16) angeordnet ist, wobei der Rotor (12) mit der drehbaren Lenksäule (16) in derartiger Wirkverbindung steht, dass die Dämpfungsflüssigkeit während einer Drehbewegung der drehbaren Lenksäule (16) durch ihn gedreht wird.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die drehbare Lenksäule (16) durch Kugellager (14a, 14b) auf der Einheit aus feststehender Achse (10) und Rotor (12) gelagert ist.
Lenkvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektrische Kommunikationsverbindungseinrichtung einen Drehwinkelsensor (18) zur Erfassung einer Drehbewegung des Lenkers aufweist, welcher Drehwinkelsensor (18) der erfassten Drehbewegung entsprechende Signale einem Stellantrieb an der Lenkachse zuführt.
Lenkvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Rückstelleinrichtung eine auf der feststehenden Achse (10) sitzende Schenkelfeder (20) aufweist.