DE3017260C2

DE3017260C2 - Lenkanordnung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE3017260C2
Application number: DE19803017260
Authority: DE
Inventors: Manfred 2000 Norderstedt Pufahl; Bernd-Hendrik Dipl.-Ing. Rust
Original assignee: Jungheinrich Unternehmensverwaltung KG
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 1980-05-06
Filing date: 1980-05-06
Publication date: 1986-09-04
Also published as: DE3017260A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkanordnung für Fahrzeuge mit einem Lenkhebel, insbesondere Lenkrad, an einer von einem Mantelrohr umgebenen Gewindespindel, und einer durch die Drehung des Lenkhebels im wesentlichen widerstandsfrei einstellbaren Servolenkeinrichtung, die mit lenkbaren Rädern eines Fahrzeuges verbunden ist, wobei die Gewindespindel mit einer sie mit Spiel umgebenden Schraubenfeder versehen ist, die durch Drehung der Gewindespindel bei Lenkeinschlag mittels einer in bezug auf die Gewindespindel drehfesten, aber längsbewegbaren Spindelmutter gespannt wird.
Der Ausdruck »Lenkhebel« berücksichtige daß insbesondere an industriellen Lagerfahrzeugen mitunter auch eine Knüppellenkung angeordnet ist hn allgemeinen ist jedoch ein Lenkrad vorgesehen. Dieses kann an einer Lenksäule angeordnet sein, wobei diese Lenksäule dann auch auf einen Zapfen reduziert werden kann, wenn eine Servolenkeinrichtung vorgesehen ist

Eine Lenkanordnung obiger Art ist aus der US-PS 36 54 820 bekannt Dabei wird die Feder an der auf der Gewindespindel je nach Drehrichtung längibewegbaren Spindelmutter vom einen oder anderen Ende her zusammengedrückt Die Feder ist verhältnismäßig lang. Dedurch besteht die Gefahr einer Wandberührung in dem an sich die Gewindespindel und die sich daran anschließende Lenksäule umgebenden Gehäuse. Dabei können sich verschiedene Charakteristika ergeben.

Durch die verschieden gerichtete Beaufschlagung in verschiedenen Drehrichtungen können negative Einflüsse entstehen, wobei überhaupt der Aufbau der bekannten Anordnung aufwendig und kompliziert ist
Gleiches gilt für eine Lenkanordnung nach der FR-PS 6 30 555, auch wenn diese in einer besonderen Ausgestaltung die Verbindung zweier Federn einbezieht Dabei ist aber die Iängs'oewegbare Spindelmutter zwischen diesen Federn angeordnet, so daß jeweils eine Feder gedehnt und die andere zusammengedrückt wird.

Aus der DAS 1014 443 ist eine Begrenzung des Lenkeinschlags bei Hilfskraftlenki.ingen bekannt bei welcher die Umdrehungszahl der Lenkspindel durch einen Anschlagring zwischen beiden beiderseits desselben angeordneten lageveränderlichtn Ringen begrenzt wird.

Die Erfindung geht von einer im wesentlichen widerstandsfrei einstellbaren Servolenkeinrichtung aus. In dieser ergibt sich keine Reaktion von einem Teil des Rückdrehmomentes aus der Radschwenkung zur Fahrzeugebene in das Lenkrad, so daß einem Fahrer jegliches Lenkgefühl, das für eine sichere Fahrzeugführung notwendig ist, verlorengeht. Dieses gilt auch für industrielle Lagerfahrzeuge, für welche eine praktisch reaktionsfreie Servofenkeinrichtung angestrebt wird, bei welcher die Gefahr einer Fernlenkung aufgrund der erforderlichen Manövrierung besonders groß ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkanordnung der eingangs angegebenen Art so zu verbessern, daß für jede Drehrichtung gleichmäßige Einflüsse für eine wahrnehmbare Reaktionskraft erzeugt werden, die das Rückdrehmoment aus einer Radschwenkung simuliert und dem Fahrer ein sogenanntes Lenkgefühl gibt, wobei bei einfachem Aufbau wechselseitig ungünstige Einflüsse zwischen den zusammenarbeitenden Teilen weitestgehend ausgeschlossen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der Gewindespindel zwei mit Abstand voneinander angeordnete drehfest in bezug zur Gewindespindel festgelegte, jedoch an dieser längsbewegbare Spindelmuttern angeordnet sind, daß die Feder sich mit ihren Enden jeweils über ein ringscheibenförmiges Federwiderlager am Mantelrohr abstützt, wober die Federwiderlager im Mantelrohr zur Feder hin verschiebbar sind und daß die Feder mit den ihr zugeordneten Federwi-

derlagern zwischen den beiden Spindelmuttern angeordnet ist

Dadurch ergibt sich eine gedrängte Baugruppe, wobei bei einem Ausschlag des Lenkhebels in jeder Richtung eine gleiche Federspannung erfolgt. Infolge der durch die Spindelmuttern gebildeten Abstützungen ergibt sich eine weitgehende schwingungsfreie Ausführung.

Eine hemmungsfreie Übertragung der Auslenkungsund Reaktionswirkung bei Führung von Abstützangen in Form von Muttern auf einer Spindel sorgt für eine gewisse Dämpfung und gleichmäßige Übergänge, die dem tatsächlichen Verlauf des Lenkwiderstandes nahekommen.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform weisen die Spindelmuttern stufenförmige Absetzungen auf, die einander zugekehrt sind und die jeweils eine Abstützung für das ringscheibenförmige Federwiderlager am Ende der Feder bilden. Infolge der ringförmigen Belastung werden Verkantungen und damit KJemmwirkungen vermieden.

in einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Enden der Gewindespindel in im Mantelrohr belästigten topfförmigen Gehäuseteilen geführt, deren einander zugekehrte Enden die Abstützungen für die Federwiderlager bilden. Dadurch wird eine gedrängte Ausführungsform geschaffen und zugleich mit der vorteilhaften Ausgestaltung, in welcher die Endabschnitte des Mantelrohres von den topfförmigen Gehäuseteilen gebildet werden, eine gekapselte und in sich geschlossene Vorrichtung einer Gehäusebaugruppe, die leicht einbaubar ist und nur geringen Platz einnimmt

Innerhalb einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine drehfest auf der Gewindespindel zwischen den beiden Spindelmuttern angeordnete Mutter mit an gegenüber liegenden Stirnseiten nach Art einer Klauenkupplung angeordneten, als Anschläge ausgebildeten vorspringenden Profilierungen vorgesehen, denen zum Eingriff in die Lücken an den beweglichen Spindelmuttern Gegenanschläge zum seitlichen Anschlag zugeordnet sind.

Die beweglichen Spindelmuttern sind in ihren durch die Abstützungen bestimmten Endstellungei, von der drehfest angeordneten Mutter abgehoben. Dabei soll die Verlagerung der als Abstützung dienenden Spindelmutter beschränkt bzw. dadurch eine Begrenzung des Lenkanschlages an sich erreicht werden. Zweckmäßig ist die Gewindespindel mit Steilgewinde eines Anstieges ohne Selbsthemmung zur Spindelmutter ausgeführt Hierdurch kann die einen Lenkwiderstand simulierende Vorrichtung als Rückstellvorrichtung dienen, die beim Loslassen des Lenkhebels ihn aus dem Lenkeinschlag in die Null-Lage zurückschwenkt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Anordnung der Vorrichtung;

F i g. 2 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Vorrichtung an der Lenkanordnng als in sich geschlossene Baugruppe gezeigt ist, teilweise im Schnitt.

In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

In F i g. 1 ist als Lenkhebel ein Lenkrad 1 gezeigt, das an einer zapfenartigen Lenksäule 2 angeordnet ist, die fahrzeugfest in Lagern dThbar gehalten ist, die in einer anhand von F i g. 2 genauer beschriebene Vorrichtung mit einem zylindrischen Mantelrohr 23 und einem Lagerzylinder 36 mit Lagerflansch 37 angeordnet sein können. Beispielsweise ist der Lagerflansch 37 an einem fahrzeugfesten Gegenflansch 13 angeordnet, der an einem fahrzeugfesten Bauteil 14, auch mit einem Träger 11, angeordnet ist Das Fahrzeug an sich ist nicht gezeigt In dem Fahrgestell des Fahrzeugs sind, wie schematisch angedeutet ist, lenkbare Räder 5 und 6 gelagert, denen jeweils eine insbesondere elektrische Servolenkeinrichtung 7,8 zugeordnet ist Diese Servolenkeinrichtungen erhalten ihre Befehle aus einem einstellbaren Signalgeber 9, insbesondere einem Einstellpotentiometer, dessen einer Teil 10 fest durch Träger 11 mit der Lagerung für die Lenksäule verbunden ist und dessen anderer Teil 12 drehfest mit der Lenksäule 2 verbunden ist Dadurch kann, wobei davon ausgegangen wird, daß an dem Potentiometer Spannung liegt ein entsprechend der Lenkraddrehung bemessenes elektrisches Signal für eine elektrische Lenkung der lenkbaren Räder 5 und 6 abgegriffen werden.

Bei schweren Fahrzeugen können ζ·.··η Volleinschlag der lenkbaren Räder mehrere Lenkracfnmdrehungen in der jeweiligen Lenkrichtung erforderlich sein. Dann wird als Potentiometer 9 ein Wendelpotentiometer verwendet

Das Potentiometer 9 ist lediglich als Beispiel angegeben. Es können im Rahmen einer elektrischen Servolenkeinrichtung auch inkrementale Winkelkodierer, optoelektrische Einrichtungen, gegebenenfalls mit Maskensteuerung, und dergleichen verwende» werden.

Gemäß F i g. 2 ist das Lenkrad 1 über einen üblichen Lager- und Spannzapfen 17 mit einer Gewindespindel 18 verbunden, die auch unmittelbar auf einer Lenksäule 2 aufgebracht sein kann. Diese Gewindespindel ist mit ihren Zapfenansätzen 19 und 20 in topfförmigen Gehäuseteilen 21 bzw. 22 gelagert, die durch eine zylindrische, an ihnen befestigte Wand 23 miteinander verbunden sind. An dieser Wand ist gegebenenfalls vermittels eines Lagerzylinders 36 ein Lagerflansch 37 befestigt, mit dem die Vorrichtung einschließlich des Lenkrades am Fahrgestell eines Fahrzeugs festgelegt werden kann. Die jeweiligen Verbindungsmittel der Teile sind in dem Teilschnitt der F i g. 2 durch eingesetzte Schrauben gezeigt, so daß sich eine ins einzelne gehende Beschreibung erübrigt An der Gewindespindel 18 am vom Lenkrad 1 abgekehrten Lagerzapfen, ist der Signalgeber 9 in Form eines Potentiometers befestigt, das in der oben beschriebenen Weise betätigt wird. Die topfförmigen Gehäuseteile 21 und 22 haben sich in die Gehäusewand 23 erstreckende Wandabschnitte 24 bzw. 25 mit einander zugekehrten ringförmigen Enden 26 bzw. 27. Auf der Gewindespindel 18 sind zwei Muttern 28 und 29 geführt, die gegenüber dem Gehäuse mit der Gehäuswand 23 undrel'.bt-r gehalten sind, so daß sich diese Muttern bei Drehung der Gewindespindel 18 auf ihr in axialer Richtung bewegen könnc-ii. Zu diesem Zweck sind radial von den Spindelmuttern 28 bzw. 29 vorstehende Stifte 30 bzw. 31 in schlitzartigen Führungen 32 bzw. 33 an der Innenseite der Gchäusewand 23 geführt. Diese schlitzartigen Führungen erstrecken sich in Axialrichtung der Spindel,

Die Spindelmuttern 28 und 29 haben stufenförmige Absetzungen 34 bzw. 35, die einander zugekehrt sind. Die Spindelmuttern liegen teilweise innerhalb der Wandabschnitte 24 biw. 25 und sind mit ihren größeren Durchmesser aufweisende Teile innerhalb dieser Wandabschnitte bewegbar. In der Ausgangsstellung befinden sich stufenförmige Absetzungen 34 bzw. 35 in einer Ho-

he mit den ringförmigen Enden 26 bzw. 27 der Wandabschnitte. Auf beiden Teilen ist für eine Feder 38 jeweils ein ringförmiges Widerlager 39 bzw. 40 angeordnet. Für dieses ringförmige Widerlager bilden die stufenförmigen Absetzungen 34 bzw. 35 eine bewegbare Abstützung, durch welcher die ringförmigen Widerlager 39 bzw. 40 entweder auf den ringförmigen Enden 26 bzw. 27 abgelegt werden können, die einen festen Teil der Abstützung bilden, oder von diesen Enden abgehoben werden können. ι ο

Wenn das Lenkrad 1 in einer Richtung gedreht wird, bewegen sich die drehfest aber längsbewegbar zur Gewindespindel 18 geführten Spindelmuttern 28 und 29 in der gleichen Richtung, so daß eine Gewindemutter ein ringförmiges Widerlager 39 abhebt und damit die Feder spannt, während die andere Spindelmutter 28 beispielsweise nach unten bewegt wird, so daß das ringförmige Widerlager 40 auf dem ringförmigen Ende des Wandabschnitics 24 verbleibt. Dadurch wird die Feder 38 gespannt.

Bei Drehung in umgekehrter Richtung erfolgt eine entsprechende Spannung der Feder durch Abheben des ringförmigen Widerlagers 40 mittels der Spindelmutter 28.

Gemäß weiterer Ausgestaltung ist im mittleren Bereich der Gewindespindel 18 auf ihr starr befestigt eine dritte Spindelmutter 41 vorgesehen, die daher in ihrer Lage bleibt Sie dient als Anschlag für die beweglichen Spindelmuttern 28 und 29. Die einander zugekehrten Stirnseiten der beweglichen Spindelmuttern 28 und 29 und der fest auf der Gewindespindel 18 angeordneten Spindelmutter 41 ist mit Eingreifelementen nach Art von Klauenkupplungen ausgeführt, um eine Verklemmung zu vermeiden. An der fest an der Gewindespindel angeordneten Spindelmutter 41 sind am Rand vorspringende Profilierungen als Anschläge 44 und 45 vorgesehen, zwischen denen sich jeweils eine große Lücke 42 bzw. 43 befindet. An den beweglichen Spindelmuttern 28 und 29 sind vorspringende Gegenanschläge 46 bzw. 47 vorgesehen, die zapfenartig ausgebildet sind und bei der Bewegung einer beweglichen Spindelmutter an die surr auf der Gewindespindel 18 befestigten Spindelmutter 48 in die jeweils zugekehrten Lücken 42 bzw. 43 einlaufen, so daß dann ein seitlicher Anschlag hergestellt wird, der eine Weiterbewegung der beweglichen Spindelmutter 28 oder 29 einer axialen Reaktionswirkung verhindert.

Durch geeignete Abstandswahl, Länge der Gewindespindel 18 bzw. auch die Wahl der Steigung des Gewindes wird einbezogen, daß jeweils auch eine Drehung des Lenkrades 1 um mehrere Umdrehungen möglich ist, wenn es erforderlich ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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Claims

Patentansprüche:

1. Lenkanordnung für Fahrzeuge mit einem Lenk-Iu-Ih-I. insbesondere Lenkrad. ;in einer von einem Mantelrohr umgebenden Gewindespindel, und einer durch die Drehung des Lenkhebels im wesentlichen widerstandsfrei einstellbaren Servolenkeinrichtung, die mit lenkbaren Rädern eines Fahrzeuges verbunden ist, wobei die Gewindespindel mit einer sie mit Spiel umgebenden Schraubenfeder versehen ist die durch Drehung der Gewindespindel bei Lenkeinschlag mittels einer in bezug auf die Gewindespindel drehfesten aber längsbewegbaren Spindelmutter gespannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Gewindespindel (18) zwei mit Abstand voneinander angeordnete drehfest in bezug zur Gewindespindel festgelegte, jedoch an dieser längsbewegbare Spindelmuttern (28 und 29) angeordnet sind, daß die Feder (38) sich mit ihren Enden jeweils über ein ringscheibenförmiges Federwiderlager (33 und 40) am Mantelrohr (23) abstützt, wobei die Federwiderlager (39 und 40) im Mantelrohr zur Feder (38) hin verschiebbar sind und daß die Feder (38) mit den ihr zugeordneten Federwiderlagern (39 und 40) zwischen den beiden Spindelnvittern (28 und 29) angeordnet ist.

2. Lenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelmuttern (28 und 29) stufenförmige Absetzungen (34 und 35) aufweisen, die einancLr zugekehrt sind und die jeweils eine Abstützung für das ringscheibenförmige Federwiderlager (39 bzw. 40) am Ende der Feder (38) bilden.

3. Lenkanordnung nach e^!=iem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Gewindespinde! in in? Mantelrohr (23) befestigten topfförmigen Gehäuseteilen (21 und 22) geführt sind, deren einander zugekehrte Enden (26 und 27) die Abstützungen für die Federwiderlager (39 und 40) bilden.

4. Lenkanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte des Mantelrohres (23) von den topfförmigen Gehäuseteilen (21 und 22) gebildet werden.

5. Lenkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine drehfest auf der Gewindespindel (18) zwichen den beiden Spindelmuttern (28 und 29) angeordnete Mutter (41) mit an gegenüberliegenden Stirnseiten nach Art einer Klauenkupplung angeordneten, als Anschläge (44 und 45) ausgebildeten vorspringenden Profilierungen, denen zum Eingriff in die Lücken (42 und 43) an den beweglichen Spindelmuttern (28 und 29) Gegenanschläge (46 und 47) zum seitlichen Anschlag zugeordnet sind.

6. Lenkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (18) mit Steilgewinde eines Anstieges ohne Selbsthemmung zur Spindelmutter (28 bzw. 29) ausgeführt ist.