DE2258351A1 - Steuerungs- und lenkeinrichtung - Google Patents

Steuerungs- und lenkeinrichtung

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DE2258351A1
DE2258351A1 DE19722258351 DE2258351A DE2258351A1 DE 2258351 A1 DE2258351 A1 DE 2258351A1 DE 19722258351 DE19722258351 DE 19722258351 DE 2258351 A DE2258351 A DE 2258351A DE 2258351 A1 DE2258351 A1 DE 2258351A1
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    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bewegungsvergrößerung eines von Hand betätigbaren Kraftantriebs, der in der U.S.Patentschrift 3 456 752 beschrieben ist. Nach dieser Patentschrift ist die Verwendung eines Betätigungsorgans mechanisch in Reihe zwischen Lenkkörpern und lenkbaren Körpern abhängig von der Lenkbewegung bekannt, wodurch die Ausgangsgeschwindigkei t gesteigert wird und die mechanische Ausgangskraft des Systems verstärkt wird, während auch ein Ansprechen auf Stabilitätsvermehrende Signale gegeben ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie, sie in der Zeichnung dargestellt ist, ist eine von Kasid betätig-
uerwe
bare Stelle 71 mittels Lagern 72 in einem nicht dargestellten
Gehäuse angeordnet, welches die übrigen gezeigten Teile ein-
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schließt und haltert. Die Welle 71 erstreckt sich zur Bildung einer Schnecke 73» welche sich zu einem Lager bei 7h in einer Welle 75 erstreckt, die durch Lager 76 angeordnet und drehbar durch ein nicht umkehrbares oder äquivalent selbstverriegelndes Betätigungsorgan 75' betätigbar ist.
Die Schnecke 73 tritt mit Kugeln 77 in Eingriff, die ihrerseits mit einer Mutter oder Nuß 78 in Eingriff treten und von dieser umgewälzt werden, wobei die Mutter 78 drehmäßig bei der Feder 79 mit Welle 75 in Eingriff steht und axial beim Schnappring oder Seegerring 80 in Eingriff steht, wobei der Spanner 81 seinerseits mit dem Abschnitt 82 in Eingriff kommt und dadurch an der Drehung gehindert wird. Der Abschnitt 82 dreht eine Lenkwelle 83 und treibt dadurch ein weiteres Gestänge an, welches in der Kraftfahrzeugtechnik die Lenkräder steuert oder sonst den Lauf des betreffenden Fahrzeuges kontrolliert bzw. steuert·
Unter der Voraussetzung, daß die Welle 75 drehmäßig unfrei ist, sorgen diese Teile für eine Handdrehung der Eingangswelle über beispielsweise vier Drehungen zur Vorwärtsbewegung der Kugeln und der umdrehbaren Mutter über die ganze Länge der Schnecke, wodurch das Gelenk vollständig überstrichen wird.
Jede beliebig· gleichlaufende betätigte Drehung der Wille 75 in entgegengesetzter Richtung wird die Mutter auf der Sohnecke
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drehen, um den Spanner und den Abschnitt schneller vorzube- ' wegen, wobei der notwendige Eingang von Hand auf* beispielsweise zwei Umdrehungenvermindert wird·
Kraftmodulations- oder abstimmungseinrichtungen weisen zu diesem Zweck eine Verlängerung 91 des Spanners 81 auf, der auf einer Schnecke oder Spirale 92 aufgeschraubt ist, die ihrerseits an einer Nabe 9.3 verkeilt ist, die ihrerseits im Reibeingriff mit einem Zahnrad 9k steht, welches seinerseits mit einem zweiten Zahnrad 95 in Mngriff steht, welches mit dem äußeren Körper 96 einer Kraftsteuerung drehbar ist, die auch einen inneren Körper 97 aufweist, der mit der Steuerwelle 71 dreht. Die Relativdrehung zwischen 96 und 97 moduliert den Fluß der hydraulischen oder elektrischen Kraft mit Hilfe von Schleif- oder Gleitringen auf dem Äußeren vom Körper 96 und Verbindungsieitungen 102, 10 1 von der Kraftquelle 103 zum Betätigungsorgan 751· ®in kleines Be tätigimiga organ 99 nimmt axial Zwangseinfluß auf die Spirale 92.
Die betätigte Axialbewegung des Spanners 81 dreht die Körper 92 bis 96 zur Steuerung des Betätigungsorgans auf nahezu 0 der Positionsdifferenz von dem äußeren Körper 96 und dem inneren Körper 97 · Bei dem dadurch erhaltenen Nullwert kann man sich die Anlage als Antrieb des Spanners 81 übereile Körper 92 bis 96 von der Steuerwelle 71 vorstellen, b£i z.B. dem Zweifachen der unverstärkten Geschwindigkeit, wobei der. Eingangsweg auf beispielsweise zwei Umdrehungen reduziert wird. - k -
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- It -
Der Abstand oder die Steigung der Schnecke 92 kann in der Mitte reduziert werden» damit man eine feinere Steuerung über die reduzierte Bewegungsverstärkung hat, wodurch dem System ohne die Kosten nichtlinearer Hauptantriebsverbindungen Nichtlinearität gegeben wird.
Die Betätigung des kleinen Betätigungsorgans 99 dreht den Körper 92 in der Verlängerung 91, um die Zahnräder 9k und 95 und den Körper 96 zu drehen und das Betätigungsorgan 75* zum Nullzähler zu betätigen, wodurch man den Spanner und die Verlängerung dem kleinen Betätigungsorgan 99 folgen läßt, welches seinerseits abhängig von dem Stabilitätsverstärkungssignal ist, wie insbesondere für Kraftfahrzeuge in der vorgenannten US-Patentschrift beschrieben ist·
Im Falle des Kraftverlustes, wenn sich die Steuerwelle 71 dreht, erreicht der innere Körper 97 innere Anschläge im äußeren Körper 96, und dadurch wird das Zahnrad 9^ angetrie-
in
ben, um der Nabe 93 zu gleiten. Hierdurch wird eine unverstärkte Handtätigkeit ohne wachsende Mühe ermöglicht, wobei nur der Hub von Hand vergrößert wird, und ohne Störverzerrung nach Kraftverlust. Die unverstärkte Tätigkeit kann ohne Schwierigkeit fortgesetzt werden; oder nach Wiedergewinnung der Kraft wird das Betätigungsorgan 75* einfach den letzten Fehler bei den Körpern 96 und 97 emulieren, das Gleiten bei Nabe 93und Zahnrad 9^ wird aufhören und die faktische stoßfreie Viederaufnähme der Verstärkung wird aufgetreten sein.
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Insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik, kann das Betätigungsorgan für weniger als die Spitzenentnahme bemessen werden,
da das Abrutschen oder die Abdrosseiung des Betätigungsorgans nur einen verlängerten Eingangshub erfordert· Weiterhin ergibt sich die Kraftersparnis aus der Verwendung einer konkaven Drehmomenten-Geschwindigkeitskurve, wie bei einem Hauptflußgleichstrommotor vorgesehen.
Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, versteht es sich, daß man im Rahmen der Erfindung Anderlangen vornehmen kann und einige Merkmale ohne andere verwendet werden können, ohne die Erfindung zu verlassen»
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    , 1. ) Steuer- und Lenkvorrichtung mit einem Lenkkörper und einem lenkbaren Körper, deren jeder in ausgewählter Weise betätigbar ist, und mit einer eingefügten kinematischen Maschine zur betrieblichen Verbindung der Körper in den Betriebsarten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungseinrichtung ein ausgewähltes Reaktionselement der kinematischen Maschine für die wesentliche Bewegung jedes der Körper betätigt und kraftmodulierende Einrichtungen, welche die Betätigungseinrichtung steuern, mindestens ein Uement aufweisen, welches auf eine ausgewählte Wirkung der Bewegung des Lenkkörpers in der Betriebsweise anspricht.
    2. Steuer- und Lenkvorrichtung mit einem Lenkkörper und einem lenkbaren Körper, deren jeder in einer ausgewählten Betriebsart betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kraftantriebseinrichtung für die betriebliche Verbindung der Körper in den Betriebsarten eingefügt ist und eine Be ta ti-, gungseinrichtung für die Bewegung jedes Körpers bezüglich zum anderen aufweist und daß eine Kraftmodulationeeinrichtung die Betätigungseinrichtung steuert, die ein oder mehrere Elemente aufweist, welche auf ausgewählte Wirkungen der Bewegung des Lenkkörpers ansprechen, und daß eines der Ansprechelemente ein Bewegungsabtastelement ist, welches in eirer zweiten Einrichtung eingefügt ist, die zur betrieblichen Verbindung der Körper in den Betriebsarten eingefügt ist·
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    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kinematische Maschine' ein Hebel ist·
    k. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnety daß die kinematische Maschine eine epizyklische Kette ist.
    5« Vorrichtung nach den Ansprüchen I.bis ht dadurch gekennzeichnet, daß die kinematische Maschine ein Keil ist
    6. Vorrichtung nach den Ansprüchen. 1 bis 5t· dadurch gekennzeichnet, daß die kinematische Maschine ein Spanner oder eine RataäJenstange (8i) und ein Zahnrad ist.
    7· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kinematische Maschine ein Paar von zusammengehörig geschraubten Körpern mit Zwax|$bewegung aufweist, wobei einer durch das betätigbare Re akt ions element axial und der andere Körper des Paares bezüglich der Drehung unter Zwang stehen·
    8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwang des ersten Körpers auf seine Drehung durch das betätigbare Reaktionselement und der Zwang des zweiten Körpers des Paares auf die Achse bezogen ist.
    9· Vorrichtung nach Anspxch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine nichtumkehrbare Vorrichtung den Lenkkörper mit der kinematischen Maschine verbindet.
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    10, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß der lenkbare Körper durch zumindest ein Teilzahnrad betätigbar ist, welches von einer Ratschenstange oder einem Spanner (81) betätigbar ist, welche von der kinematischen Maschine betätigbar ist.
    11, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf der Erde befindliches Kraftfahrzeug Elemente zum Wechsel der Richtung der Bewegung des Fahrzeuges in Abhängigkeit von der Bewegung des lenkbaren Körpers aufweist und daß der Lenkkörper ein von Hand betätigbares Steuerrad ist.
    12, Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zum Ändern der Richtung der Bewegung des Fahrzeuges die steuerbaren Fronträder im Fahrzeug sind und der Steuerkörper ein Handsteuerrad ist.
    13· Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmodulationseinrichtung zumindest ein Element in Abhängigkeit zur Wirkung des Wechsels der Richtung der Bewegung eines Fahrzeuges für die Betätigung des Kraftantriebs^aufweist, um die Steuerung des Fahrzeugs im Gegensatz zu den Veränderungen zu bewirken.
    i4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der abhängigen Elemente der Kraftmoduliereinrichtung vom Abgang von einer ausgewählten ursprünglichen Posi-
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    tion des Lenkkörpers in der Betriebsart zur Betätigung der Kraftantriebseinrichtung abhängt, um eine Hilfsbewegung des lenkbaren Körpers von seiner entsprechenden Anfangsposition zu bewirken.
    15· Vorrichtung nach Anspruch 1^, gekennzeichnet durch eine Einrichtung für eine größere Hilf sbewegung pro Einheit des Abgangs oder der Abfahrt, wenn sich diese steigert, über mindestens einen Teil des Bewegungsbereiches des Lenkkörpers.
    16. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, durch die eines der abhängigen Elemente von der Bewegung jedes der Körper bezüglich zum anderen zur Induzierung einer Gegenbetätigung der Kraftantriebseinrichtung abhängt, und durch eine Einrichtung, durch welche der Kraftantrieb in hohem Maße von der sich ergebenden Summe der ausgewählten Wirkungen abhängt.
    17. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite zwischengeschaltete kinematische Maschine zur betrieblichen Verbindung der, Körper in den Betriebsarten, wobei zumindest eines der Ansprech- oder abhängigen Elemente in die zweite kinematische Maschine eingefügt ist und von dieser betätigbar ist.
    18. Vorrichtung nach Anspruch I7» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite kinonttischo Maschine den lenkbaren Körper bewegt j, pro Einheit der Bewegung dos Lenkkörpers im Überschuß
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    - ΊΟ -
    zu jener, die von der ersten kinematischen Maschine in Abwesenheit der Bewegung des Reaktionselementes bewirkt wird.
    19· ,Vorrichtung nach Anspruch 17i dadurch gekennzeichnet, daß die zweite kinematische Maschine den lenkbaren Körper pro Einleit der Bewegung des Lenkkörpers bewegt, wobei ein Anwachsen stattfindet beim Abgang der ausgewählten Elemente der zweiten kinematischen Maschine von einer ausgewählten anfänglichen Relativstellung, durch zumindest einen Teil des Abgangsbereichs.
    20. Vorrichtung nach Anspruch 17t dadurch gekennzeichnet, daß das eingefügte abhängige Element ferner von einer zweiten Betätigungseinrichtung betätigbar ist, die ihrerseits von der Bewegung des Lenkkörpers abhängt.
    21» Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die erste kinematische Maschine eine von Hand drehbare erste Schraube aufweist mit einer ersten darauf befindlichen Mutter, die axial mit einem Spanner oder einer Ratschenstange in eingriff steht, welche mit einem Zahnrad in Eingriff steht, wodurch der lenkbare Körper betätigbar ist, die Mutter drehmäßig von der Betätigungseinrichtung betätigbar ist und daß die zweite kinematische Maschine ein erstes Zahnrad auf der Welle der Schraube aufweist, welches mit einem zv.eiten Zahnrad auf der Welle der zweiten Schraube kämmt, wobei die zweite Schraube/^ie zweite Mutter aufweist; die axial in eingriff mit der Ratschenstange steht, wobei das abhängige Element
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    - -ff -
    zwischen die Welle der ersten Schraube und das erste Zahnrad eingefügt ist und zunehmend der Bewegung dazwischen widersteht und eine Gleitvorrichtung in der zweiten ktentatischen Maschine eingefügt ist.
    21. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Betätigungseinrichtung für zumindest eines der abhängigen Elemente über eine eingefügte mechanische Entlastungsvorrichtung.
    23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reibschlupf die Entlastung vorsieht.
    2h» Vorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, durch welche das abhängige Element dann unabhängig wird, wenn die Entlastung von der Entlastungsvorrichtung vorgesehen ist·
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EP1777139A1 (de) * 2005-10-24 2007-04-25 Mando Corporation Elektrische Servolenkung für ein Fahrzeug

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US4742882A (en) * 1986-03-12 1988-05-10 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Motor-driven power steering device

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