DE3309437C2 - - Google Patents
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- DE3309437C2 DE3309437C2 DE3309437A DE3309437A DE3309437C2 DE 3309437 C2 DE3309437 C2 DE 3309437C2 DE 3309437 A DE3309437 A DE 3309437A DE 3309437 A DE3309437 A DE 3309437A DE 3309437 C2 DE3309437 C2 DE 3309437C2
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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Description
Die Erfindung betrifft eine Lenkung für Fahrzeuge gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspuchs 1.
Bei Servolenkungen, die mit einer motorischen Kraftlenkung
(nachfolgend als Lenkhilfe bezeichnet) ausgestattet
sind, um dadurch den zur Betätigung des Lenkrades
notwendigen Kraftaufwand zu verringern, wird
im allgemeinen ein relativ kleines Lenkverhältnis
bevorzugt, wenn das Fahrzeug steht oder sich nur mit
langsamer Geschwindigkeit bewegt, damit die lenkbaren
Räder schon bei einem kleinen Einschlagwinkel am
Lenkrad um einen relativ großen Einschlagwinkel
verstellt werden können. Hierdurch soll der Kraftaufwand
für den Fahrer verringert werden. Andererseits
ist aber wiederum ein relativ
großes Lenkverhältnis dann vorzuziehen, wenn das
Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, um ein
Übersteuern zu verhindern und den Einfluß von Seitenwind,
Straßenunebenheiten und dgl. auf ein Minimum abzusenken
und dadurch ein stabiles Lenk- und Fahrverhalten
zu erreichen. Bei den herkömmlichen Servolenkungen,
in denen ein festes Lenkverhältnis über fast den gesamten
Geschwindigkeitsbereich eingestellt ist, ist es jedoch
unmöglich, beide Forderungen zu erfüllen. Aus diesem
Grund wird das Lenkverhältnis üblicherweise auf einen
Zwischenwert als Kompromiß zwischen den beiden Forderungen
eingestellt.
Es ist auch eine Servolenkung der eingangs genannten Art bekannt, die eine
Veränderung des Lenkverhältnisses entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit
gestattet (US-PS 43 10 063). Diese
Lenkung weist eine Federung in Form eines Torsionsstabes
auf, die in einen Abschnitt der Lenkspindel
zwischen dem Lenkrad und der Lenkhilfe eingebaut ist,
wobei dieser Abschnitt die Lenkkraft vom Lenkrad zur
Lenkhilfe hin durch eine Drehbewegung überträgt. Wird
das Lenkrad gedreht, so wird der Torsionsstab elastisch
verformt und erzeugt einen Drehversatz zwischen den
beiden Teilen der Lenkspindel, die an den gegenüberliegenden
Enden des Torsionsstabes angeschlossen sind.
Der Betrag der elastischen Verformung des Torsionsstabes
hängt dabei von der an dem Lenkrad angreifenden Lenkkraft
ab, so daß das Lenkverhältnis in Abhängigkeit von der
Fahrzeuggeschwindigkeit verändert wird. Wenn somit das
Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt, wird der
Torsionsstab nur um einen verhältnismäßig kleinen Winkel
elastisch verformt, so daß das Lenkverhältnis ebenfalls
relativ klein bleibt. Fährt dagegen das Fahrzeug mit hoher
Geschwindigkeit, so wird der Torsionsstab elastisch um
einen größeren Betrag ausgelenkt, so daß entsprechend
auch das Lenkverhältnis größer wird.
Nachteilig an dieser bekannten Servolenkung ist,
daß das Spiel oder der tote Gang im mittleren Teil des
gesamten Lenkbereiches übermäßig erhöht wird, da
das Spiel, welches auf die Elastizität der Federung
in der Lenkspindel zurückzuführen ist, zu dem ohnehin
bereits vorhandenen mechanischen Spiel der Lenkung
selbst, z. B. bedingt durch Toleranzen in den Gelenken
und durch Zahnspiele beim Eingriff des Ritzels in die
Zahnstange des Lenkgetriebes, hinzukommt. Übermäßiges
Spiel in der Lenkung beeinträchtigt jedoch das Verhalten
bei der Kompensation äußerer Störeinflüsse und bei
der Rückstellung der Vorderräder bei der Fahrtrichtungsänderung.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Servolenkung
ist, daß der Verstellbereich für das Lenkverhältnis
relativ schmal ist, weil der als Federung verwendete
Torsionsstab nur einen kleinen zulässigen Torsionswinkel
(der dem Betrag des Drehversatzes entspricht) hat
und die Freiheit bei der Auswahl der Federeigenschaft des
Torsionsstabes nur begrenzt ist. Darüber hinaus ist die
bekannte Lenkung kompliziert aufgebaut und platzaufwendig.
Weiterhin besteht bei der bekannten Servolenkung
die Gefahr, daß die Federung bei Ausübung einer übermäßigen
Lenkkraft bricht, z. B. dann, wenn das Lenkrad
bei stillstehendem Fahrzeug gedreht wird oder zum Umfahren
eines Straßenhindernisses scharf eingeschlagen
wird. Um diese Bruchgefahr zu vermeiden, kann zwar ein
Anschlag vorgesehen sein, durch den der Betrag des Drehversatzes
der Lenkspindel auf einen vorbestimmten
Winkel beschränkt wird, so daß dadurch auch die auf
die Federung ausgeübte Belastung eine Begrenzung erfährt.
Dieser Anschlag bringt jedoch wiederum das
Problem mit sich, daß die zur Betätigung des Lenkrades
erforderliche Lenkkraft abrupt ansteigt, sobald der
Anschlag in Funktion tritt, was dem Fahrer das
Gefühl einer Ungleichmäßigkeit oder Unstetigkeit in
der Lenkung vermittelt.
Im allgemeinen wird bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit
ein großes Lenkverhältnis angestrebt, um ein Übersteuern
zu vermeiden. Sehr erfahrene oder passionierte
Autofahrer hingegen, die Gefallen an einem unmittelbaren
Ansprechen der Lenkung finden, haben jedoch den
Wunsch, daß das Lenkverhältnis selbst bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit
klein bleibt. Überdies kann unterschiedliches
Lenkverhalten beim Fahren in der Stadt
einerseits und auf dem Land andererseits angezeigt
sein. Somit ist es erwünscht, die Lenkeigenschaften,
d. h. das Lenkverhältnis, frei entsprechend dem Wunsch
und der Wahl des Fahrers einstellen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und
im Aufbau platzsparende Lenkung der eingangs angegebenen Art
zu schaffen, bei der das Spiel des Lenkrades begrenzt ist,
so daß das Ansprechen der Lenkung in der Mitte des gesamten
Lenkbereiches erheblich verbessert wird. Darüber hinaus soll
das Lenkverhältnis der Lenkung über einem großen Bereich
veränderbar und nach der Wahl des Fahrers frei einstellbar
sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Lenkung
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen
Art durch die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs
1 angegebenen Merkmale gelöst.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
wird als Federung eine solche mit nicht linearer
Elastizität eingesetzt, nämlich mit einem Federkoeffizient,
der mit zunehmendem Drehversatz ansteigt.
Hierdurch wird der Eindruck einer Diskontinuität
beim Lenken in dem Augenblick, in dem die den Drehversatz
zwischen den beiden Teilen begrenzenden Anschläge
in Funktion treten, vermindert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben. Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In den
Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten
Ausführungsform einer Servolenkung nach der
Erfindung;
Fig. 2 eine maßstäblich vergrößerte Schnittansicht
eines Teils der Servolenkung nach Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2;
Fig. 4 ein Schaubild der Beziehung zwischen dem Lenk-
Drehmoment und der Fahrzeuggeschwindigkeit bei
konstanter seitlicher Beschleunigung;
Fig. 5 ein Schaubild der Beziehung zwischen dem Einschlagwinkel
des Lenkrades, dem Einschlagwinkel
der lenkbaren Räder und der Seitenbeschleunigung
für den Fall einer Servolenkung ohne Federung;
Fig. 6 ein Schaubild der Beziehung zwischen dem Drehversatz
und dem Lenk-Drehmoment im Fall der
Lenkung nach Fig. 1;
Fig. 7 ein Schaubild für die Beziehung zwischen dem
Lenkverhältnis und der Fahrzeuggeschwindigkeit
bei der Lenkung nach Fig. 1;
Fig. 8 ein Schaubild für die Beziehung des Einschlagwinkels
am Lenkrad zum Dreh- oder Einschlagwinkel
der lenkbaren Räder und zum Lenk-Drehmoment
für den Fall der Lenkung nach Fig. 1
im Vergleich zu einer herkömmlichen Servolenkung;
Fig. 9 ein Schaubild der Beziehung zwischen dem Einschlagwinkel
am Lenkrad und dem Lenkverhältnis;
Fig. 10 eine teilweise Schnittdarstellung einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung, bei der die Einstelleinrichtung
zur Steuerung der Vorlast auf
die Schraubenfedern elektrisch betätigbar ist;
Fig. 11 eine Modifikation der elektrischen Schaltung zur
Betätigung der Einstelleinrichtung bei der Ausführungsform
nach Fig. 10;
Fig. 12 eine teilweise Schnittdarstellung einer dritten
Ausführungsform der Erfindung, bei
der die Federkonstante der Federung in drei
Stufen veränderbar ist;
Fig. 13 ein Schaubild des Lenkverhaltens aufgrund dreier
Lenkverhältnisse, die bei der Ausführung gemäß
Fig. 12 erzielbar sind, und
Fig. 14 eine teilweise Schnittdarstellung einer vierten
Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß Fig. 1, die eine erste Ausführungsform der Erfindung
zeigt, ist ein Lenkrad 1 mit einem rechten und einem linken
Vorderrad 2 über eine Lenkspindel
8 antriebsverbunden. Die Lenkspindel 8 weist einen
oberen Lenkspindelabschnitt 3 auf, der mit seinem oberen Ende
drehfest mit dem Lenkrad 1 verbunden ist, einen unteren Lenkspindelabschnitt
4, der mit dem unteren Ende des oberen
Lenkspindelabschnitts 3 über ein Kardangelenk in Verbindung
steht, ein Ritzel/Zahnstangen-Lenkgetriebe 5, welches die von
dem oberen Lenkspindelabschnitt 3 über den unteren Lenkspindelabschnitt
4 eingeleitete Drehbewegung in eine
Translationsbewegung in Querrichtung zum Fahrzeugkörper
umsetzt, wobei das Lenkgetriebe 5 mit dem unteren Ende
des unteren Lenkspindelabschnitts 4 verbunden ist, und ein
Paar von (rechten bzw. linken) Spurstangen 6, die mit dem
rechten bzw. linken Ende des Lenkgetriebes 5 verbunden sind.
Jede der beiden Spurstangen 6 ist weiterhin mit einem rechten
bzw. linken Lenkhebel 7 einer Radaufhängung 12 verbunden,
die die Vorderräder 2 abstützt. Der Zahnstange des Lenkgetriebes
5 ist eine Lenkhilfe 9 zugeordnet. Diese besteht
aus einer Ölpumpe 10, die von dem nicht dargestellten Motor
des Fahrzeuges zur Erzeugung von Drucköl betrieben ist, und
einem Zylinder 11, der über eine Ölleitung 13 durch das
Drucköl der Ölpumpe 10 beaufschlagt wird, wenn eine Lenkbetätigung
des Lenkrades 1 übertragen wird. Die Wirkungsweise
der Lenkhilfe 9 und der Lenkspindel 8 ist mit Ausnahme derjenigen
des oberen Lenkspindelabschnitts 3 im wesentlichen
gleich wie bei den entsprechenden Teilen herkömmlicher
Servolenkungen und bedarf deshalb keiner ins einzelne
gehenden Beschreibung an dieser Stelle.
Der obere Lenkspindelabschnitt 3 ist in einen oberen Teil 3 a
und in einen unteren Teil 3 b unterteilt, die über eine
in Fig. 2 gezeigte Kupplung 14 miteinander verbunden sind.
Der Aufbau der Kupplung 14 ist im einzelnen aus Fig. 2
und 3 ersichtlich. Der obere Endabschnitt des oberen
Lenkspindelteils 3 a ist starr mit dem Lenkrad 1 gekoppelt
und dreht sich zusammen mit diesem, während der untere
Endabschnitt dieses oberen Lenkspindelteils 3 a drehbar in
einem Paar von Lagern 15 abgestützt ist, die in einem Kupplungsgehäuse
16 gehalten sind. Im unteren Endabschnitt des oberen
Lenkspindelteils 3 a, zwischen den beiden Lagern 15, ist eine
senkrecht zur Längs- oder Drehachse des oberen Lenkspindelabschnitts
3 verlaufende Bohrung vorgesehen. In dieser Bohrung
ist satt passend ein Stift 17 so aufgenommen, daß seine
gegenüberliegenden Enden senkrecht zur Drehachse des oberen
Lenkspindelabschnitts 3 herausragen, wie das aus Fig. 3
hervorgeht. Der Stift 17 weist an seinen beiden Enden je
einen Kugelkopf 17 a auf.
Der obere Endabschnitt des unteren Teils 3 b des oberen
Lenkspindelabschnitts 3 ist fest mit dem unteren Endabschnitt
des Kupplungsgehäuses 16 verbunden. Das Kupplungsgehäuse
16 weist in seinem Mittelteil ein Paar von sektorförmigen
Ausschnitten 18 auf, durch welche hindurch sich die
Endabschnitte des Stiftes 17 erstrecken. Die seitlichen
Begrenzungswände der Ausschnitte 18 bilden Anschläge 19 zur
Begrenzung der Schwenkbewegung des Stiftes 17 innerhalb eines
vorbestimmten Winkels, der durch den von den sektorförmigen
Ausschnitten 18 eingeschlossenen Winkel bestimmt ist.
Das Kupplungsgehäuse 16 enthält außerdem ein Paar von
Bohrungen 20 und ein Paar von Bohrungen 21 zur Aufnahme
von Federn, die zueinander parallel verlaufen und von
denen jede in tangentialer Richtung zu der Bewegungsbahn
der Kugelköpfe 17 a des Stiftes 17 verläuft. In das Ende jeder
der Bohrungen 20 und 21 ist eine Stellschraube 23 eingeschraubt.
Außerdem sind in die Bohrungen 20 und 21 in gegenüberliegender
Anordnung jeweils Führungshülsen 22 gleitverschieblich
eingesetzt,
die an den Kugelköpfen 17 a gegenüberliegenden
Seiten her anliegen. Die Führungshülsen 22, die
jeweils auf der linken Seite der Bohrung 20 bzw. auf der
rechten Seite der Bohrung 21 angeordnet sind, werden in
Richtung auf die Kugelköpfe 17 a durch erste Schraubenfedern
24 beaufschlagt. Die Führungshülsen 22, die auf
der rechten Seite der Bohrung 20 bzw. auf der linken
Seite der Bohrung 21 angeordnet sind, werden durch
zweite Schraubenfedern 25 in Richtung auf die Kugelköpfe
17 a beaufschlagt. Folglich werden die ersten
Schraubenfedern 24 elastisch über die Kugelköpfe 17 zusammengedrückt,
wenn der Stift 17 im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 3
verschwenkt wird. Erfolgt die Verschwenkung des Stiftes
17 im Uhrzeigersinn in Fig. 3, so werden durch die Kugelköpfe
17 a die zweiten Schraubenfedern 25 elastisch verformt.
Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, sind die
vier Schraubenfedern 24 und 25 so angeordnet, daß ihre Längsachsen
in einer zum oberen Lenkspindelabschnitt 3 senkrecht
liegenden Ebene verlaufen und sich in tangentialer Richtung
zur Bewegungsbahn der Kugelköpfe 17 a erstrecken. Somit
ist der obere Teil 3 a mit dem unteren Teil 3 b des oberen
Lenkspindelabschnitts 3 funktionsmäßig über die beiden
Federpaare 24 und 25 gekoppelt, wobei die ersten Federn 24
und die zweiten Federn 25 durch eine Drehung des oberen
Lenkspindelteils 3 a in entgegengesetzten Richtungen elastisch
verformt werden.
Die Schraubenfedern 24 und 25 haben nichtlineare Federkennlinien;
der Zweck davon wird nachfolgend noch erläutert.
In die Bohrungen 20 und 21 ragen jeweils Anschlagschrauben
26 und 27 von den den Kugelköpfen 17 a gegenüberliegenden
Seiten her hinein. Die Anschlagschrauben 26 und 27 liegen
an den inneren Enden der Führungshülsen 22 an, um deren Einwärtsbewegung
und dadurch auch die Ausdehnung der Schraubenfedern
24 und 25, durch die die Führungshülsen 22 beaufschlagt
sind, zu begrenzen. Die Anschlagschrauben 26 und 27
stellen insgesamt in Verbindung mit den Stellschrauben 23
eine Spannvorrichtung 28 dar, die dazu dient, die Schraubenfedern
24 und 25 mit einem vorbestimmten Druck gegeneinander
zu verspannen, d. h. eine vorbestimmte Druckvorspannung an
diesen Schraubenfedern anzulegen. Die Vorspannung kann durch
Betätigung der Stellschrauben 23 veändert werden, wie nachfolgend
noch erläutert wird. Wenn die Lenkkraft an dem Lenkrad
1 kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, der der angelegten
Vorspannung entspricht, können der obere Teil 3 a des
oberen Lenkspindelabschnitts 3 und der Stift 17 gegenüber
dem unteren Teil 3 b des oberen Lenkspindelabschnitts 3 und
dem Kupplungsgehäuse 16 nicht verdreht werden, d. h., es entsteht
kein Drehversatz zwischen den oberen und unteren Teilen
3 a und 3 b des oberen Lenkspindelabschnitts 3 und beide Teile
3 a und 3 b sind quasi drehfest miteinander verbunden. Überschreitet
dagegen die Lenkkraft an dem Lenkrad 1 die eingestellte
Vorspannung, so werden der obere Lenkspindelteil 3 a
und der Stift 17 gegenüber dem unteren Lenkspindelteil 3 b
und dem Kupplungsgehäuse 16 verdreht, wobei sie die Vorspannung
überwinden und die Schraubenfedern 24 und 25 elastisch zusammendrücken.
Hierdurch wird ein Drehversatz entsprechend der
Lenkkraft zwischen den oberen und unteren Teilen 3 a und 3 b
des oberen Lenkspindelabschnitts 3 erzeugt.
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Servolenkung nach dieser
Ausführungsform im einzelnen erläutert, wobei die Funktion
der Lenkung beispielsweise anhand des Falles dargelegt wird,
daß das Lenkrad 1 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird: Beim
Drehen des Lenkrades 1 im Gegenuhrzeigersinn mit einer
Lenkkraft, die größer als
die eingestellte Vorspannkraft ist, wird auch der fest
mit dem Lenkrad 1 über den oberen Lenkspindelteil 3 a verbundene
Stift 17 im Gegenuhrzeigersinn gegenüber dem
unteren Lenkspindelteil 3 b in einer zum oberen Lenkspindelabschnitt
3 senkrechten Ebene verschwenkt und überwindet dabei
die Federkraft der ersten Schraubenfedern 24, wobei er mit
den Kugelköpfen 17 a die Führungshülsen 22 nach außen drückt.
Somit werden die ersten Schraubenfedern 24 zusammengedrückt
oder elastisch verformt und es entsteht ein Drehversatz
zwischen den oberen und unteren Teilen 3 a und 3 b des oberen
Lenkspindelabschnitts 3 entsprechend der Lenkkraft, die am
Lenkrad 1 angreift. Anschließend wird der untere Teil 3 b des
Lenkspindelabschnitts 3 zusammen mit dem oberen Lenkspindelteil
3 a über die ersten Schraubenfedern 24 und über das Kupplungsgehäuse
16 gedreht, wobei der untere Lenkspindelteil 3 b
dem oberen Lenkspindelteil 3 a um einen Winkel "nachläuft",
der durch den Betrag des Drehversatzes bestimmt ist, welcher
wiederum von der am Lenkrad 1 angreifenden Lenkkraft abhängt.
Die Drehbewegung des unteren Lenkspindelteiles 3 b wird
dem Lenkgetriebe 5 durch den unteren Lenkspindelabschnitt 4
übertragen und dann in eine geradlinige Translationsbewegung
quer zum Fahrzeugkörper umgesetzt. Die lineare Translationsbewegung
wird auf die Vorderräder 2 so übertragen, daß diese
sich mit Unterstützung der Lenkhilfe 9 verschwenken.
Für Lenkungen, die mit einer Lenkhilfe ausgestattet sind,
ist es typisch, daß das zum Drehen des Lenkrades 1 notwendige
Lenk-Drehmoment T unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit
weitgehend konstant ist, solange die Seitenbeschleunigung G
konstant ist, wie das aus Fig. 4 hervorgeht. Bei Servolenkungen,
die nicht mit einer Vorkehrung ausgestattet sind,
um einen Drehversatz entsprechend dem in der Kupplung 14 bei der
Ausführung gemäß Fig. 1 bis 3 zu erzeugen, stehen
der Einschlagwinkel R des Lenkrades und der Einschlagwinkel
γ der entsprechenden Vorderräder in einem bestimmten
Verhältnis zueinander unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit,
und beide Einschlagwinkel R und γ
stehen in einer weitgehend linearen Beziehung zur Seitenbeschleunigung,
deren Steigung von der Fahrzeuggeschwindigkeit
dahingehend abhängt, daß sie bei niedriger
Geschwindigkeit groß und bei großer Geschwindigkeit
klein ist. Im Fall einer Lenkung ohne die
Kupplung 14 ist das Lenkverhältnis R₀ konstant und
gleich dem Verhältnis R/γ (R₀ = R/γ . . . konstant).
Im Fall einer Servolenkung nach der beschriebenen
Ausführung wächst der in der Kupplung 14 erzeugte Drehversatz
mit dem Winkel R δ , wenn das Lenk-Drehmoment T
zunimmt, bis das Lenk-Drehmoment T einen vorbestimmten
Wert erreicht. Wird dieser vorbestimmte Wert überschritten,
so schlägt der Stift 17 in der Kupplung 14 an den Anschlägen
19 an, so daß von da ab der Drehversatz-
Winkel R δ einen festen Wert beibehält. Die Beziehung
zwischen dem Lenk-Drehmoment T und dem Drehversatz-
Winkel R δ wird nachfolgend noch in Zusammenhang mit
Fig. 6 erläutert. Die Anordnung ist so, daß der Stift 17
bei normaler Lenkbetätigung nicht an den Anschlägen
19 anschlägt, außer an dem Lenkrad 1 wirkt eine abrupte
Lenkkraft oder eine unnormal hohe Belastung oder das Lenkrad
1 wird bei Stillstand des Fahrzeuges gedreht.
Dementsprechend ist bei der Servolenkung gemäß
der beschriebenen Ausführung der Gesamt-Einschlagwinkel
R TOTAL gleich der Summe von R und R δ (R TOTAL = R + R δ ).
Daraus ergibt sich als resultierendes Lenkverhältnis
R das Verhältnis R TOTAL /γ.
Für das Lenkverhältnis bei langsamer Geschwindigkeit
(R)l und das Lenkverhältnis bei hoher Geschwindigkeit
(R)h gilt bei angenommener konstanter Seitenbeschleunigung:
Da
und das Lenkdrehmoment T
bei konstanter Seitenbeschleunigung G weitgehend konstant
ist, gilt (R δ )l = (R δ )h = R δ . Dementsprechend werden
die Lenkverhältnisse (R)l und (R)h zu:
Aus Fig. 5 ergibt sich, daß (γ)l < (γ)h ist. Deshalb
wird die Beziehung zwischen den Lenkverhältnissen (R)l
und (R)h zu
(R)l < (R)h.
Das bedeutet, daß das Lenkverhältnis klein gehalten wird,
wenn das Fahrzeug mit langsamer Geschwindigkeit fährt,
dagegen groß gehalten wird, wenn das Fahrzeug mit hoher
Geschwindigkeit sich bewegt, wie das in Fig. 7 angegeben
ist.
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Seitenbeschleunigung
deshalb als konstant angenommen, weil Autofahrer eine
Neigung haben, Kurven so zu fahren, daß unabhängig von der
Fahrzeuggeschwindigkeit eine konstante Seitenbeschleunigung
entsteht. Wenn folglich das Fahrzeug langsam fährt,
können die Vorderräder 2 jeweils mit großen Winkeln durch
einen nur kleinen Einschlagwinkel am Lenkrad 1 eingeschlagen
werden, weil das Lenkverhältnis klein ist, und umgekehrt.
Somit kann in Übereinstimmung mit der vorstehend beschriebenen
erfindungsgemäßen Anordnung die
vom Fahrer aufzubringende Kraft beim Drehen des Lenkrades
bei langsamer Fahrgeschwindigkeit verringert werden,
während bei hoher Geschwindigkeit ein Übersteuern vermieden
und das Fahrverhalten bei der Geradeausfahrt stabiler
wird.
Da weiterhin bei der erfindungsgemäßen Lenkung
nach dieser Ausführungsform die Schraubenfedern 24 und 25
in der Kupplung 14, die die oberen und unteren
Teile 3 a und 3 b des oberen Lenkspindelabschnitts 3 verbindet, mit einer bestimmten Vorspannung
aufgrund der Einstellung an den Stellschrauben 23 und
den Anschlagschrauben 26 und 27
anliegen, so daß ein Drehversatz zwischen den oberen und
unteren Lenkspindelteilen 3 a und 3 b nur entsteht, wenn das Lenk-
Drehmoment T einen durch die Vorspannung an den Schraubenfedern
24 und 25 bestimmten Wert überschreitet, kann die
Beziehung zwischen dem Einschlagwinkel R am Lenkrad 1 und
dem Lenk-Drehmoment T bzw. dem Einschlagwinkel γ an den
Vorderrädern 2 bei konstanter Fahrzeuggeschwindigkeit
und konstanter Drehgeschwindigkeit am Lenkrad 1 so gestaltet
werden, wie das durch die ausgezogene Linie A
in Fig. 8 angegeben ist. Dies erfolgt dadurch, daß man
die Vorspannung an den Schraubenfedern 24 und 25 nahe an
einem bestimmten Lenk-Drehmoment T₀ einstellt, das
der Hemmkraft, beispielsweise aufgrund der Reibung,
der Lenkspindel 8 entspricht. Die gestrichelt gezeichnete
Kurve B in Fig. 8 zeigt eine ähnliche Beziehung
für eine Lenkung nach der US-PS 43 10 063, die eine Federung
aufweist, während die
strichpunktierte Kurve C in Fig. 8 eine ähnliche Abhängigkeit
bei ähnlichen Servolenkungen ohne
Federung wiedergibt. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, ist
das Winkelspiel R₂ am Lenkrad bei einem Einschlagwinkel
von γ = 0° an den Vorderrädern bei der Lenkung
nach der erfindungsgemäßen Ausführungsform
weitgehend gleich demjenigen bei der herkömmlichen
Servolenkung ohne Federung, jedoch kleiner als
dasjenige bei der Lenkung nach der erwähnten
US-PS, das zusätzlich mit R₁ bezeichnet ist. Somit ist
es durch das Anlegen einer Vorspannung an der Federung
(Schraubenfedern 24 und 25) möglich, die Vergrößerung
des Totbereiches der Lenkung aufgrund der Federung
auf einem Minimum zu halten, wobei das Ansprechen
der Lenkung nahe dem Zentrum des Lenkbereiches verbessert
werden kann. Somit sprechen die Vorderräder
2 rasch sogar auf eine Betätigung des Lenkrades nur
um einen kleinen Winkel an. Als Ergebnis davon werden auch
das Lenkverhalten bei der Kompensation äußerer Störeinflüsse
und die Rückstellcharakteristik der Vorderräder
bei der Änderung der Bewegungsbahn während der
Fahrt mit hoher Geschwindigkeit ebenfalls verbessert,
so daß eine höhere Fahrstabilität erzielbar ist. Um
höhere Fahrstabilität zu erhalten, ist die an den Schraubenfedern
24 und 25 eingestellte Vorspannung geringfügig
höher als das Lenk-Drehmoment T₀, das der Hemm-
oder Widerstandskraft der Lenkspindel 8 entspricht.
Bei der erfindungsgemäßen Lenkung, in der an
den Schraubenfedern 24 und 25 eine Vorspannung angelegt
wird, ist die Beziehung zwischen dem Lenkverhältnis
und dem Einschlagwinkel R des Lenkrades wie sie sich
als ausgezogene Kurve in Fig. 9 ergibt. Wie daraus
zu entnehmen ist, ist das Lenkverhältnis R im wesentlichen
gleich dem Lenkverhältnis R₁, das nur durch
das Übersetzungsverhältnis im Lenkgetriebe 5 bestimmt
ist, solange der Einschlagwinkel R sehr klein ist,
da ein totes Spiel aufgrund der elastischen Nachgiebigkeit
der Federung (bei dem speziellen Ausführungsbeispiel
der Schraubenfedern 24 und 25) durch die Vorspannung
auf ein Minimum herabgesetzt wird.
Um das Lenkverhältnis in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit
veränderbar zu machen, können anstelle
der Schraubenfedern 24 und 25 auch Torsionsfedern oder
Gummifedern eingesetzt werden. Jedoch sind Schraubenfedern
günstiger, weil der brauchbare Verformungsbereich
für die elastische Verformung breiter ist und folglich
das Lenkverhältnis über einen größeren Bereich veränderbar
ist. Obwohl die Vorspannung, die an den Schraubenfedern
24 und 25 angelegt wird, eine Druckkraft bei der
hier gezeigten Ausführung ist, kann sie auch als eine
Zugkraft angelegt werden.
Bei normaler Lenkbetätigung ist die Lenkkraft am Lenkrad
1 nicht besonders groß und dementsprechend ist die elastische
Verformung der Schraubenfedern 24 und 25 nur gering. Folglich
verbleibt auch der Drehversatz zwischen den oberen und
unteren Teilen 3 a und 3 b des oberen Lenkspindelabschnitts 3 innerhalb
der sektorförmigen Ausschnitte 18 des Kupplungsgehäuses
16, d. h. der Stift 17 schlägt nicht an den Anschlägen
19 dieser Ausschnitte 18 an. Wird jedoch das Lenkrad 1
bei stillstehendem Fahrzeug und ohne Unterstützung durch
die Lenkhilfe gedreht oder scharf eingeschlagen, um
beispielsweise einem Hindernis auf der Straße schnell
auszuweichen, dann wird das Lenk-Drehmoment T groß,
so daß die Schraubenfedern 24 und 25 um einen großen Betrag
elastisch verformt werden. Hierbei kann der Stift 17
an den Anschlägen 19 zur Anlage kommen, um den Drehversatz
Rδ zwischen den oberen und unteren Teilen 3 a und
3 b des oberen Lenkspindelabschnitts 3 zu begrenzen. Wenn die Federcharakteristik der Schraubenfedern
24 und 25 linear ist, gestaltet sich die Beziehung
zwischen dem Drehversatz und dem Lenk-Drehmoment entsprechend
der strichpunktierten Linie in Fig. 6.
Das bedeutet, daß das Lenk-Drehmoment T linear mit
der Zunahme des Drehversatzes R w zunimmt, bis der Stift
17 an den Anschlägen 19 des Ausschnittes 18 anschlägt.
Der Drehversatz beim Anschlag des Stiftes 17
an den Anschlägen 19 ist durch M gekennzeichnet. Von
dem Augenblick an, wo der Stift 17 an den Anschlägen
19 anliegt, nimmt das Lenk-Drehmoment T abrupt
zu und der Fahrer empfindet eine Diskontinuität im Lenkverhalten
oder sogar einen Schlag am Lenkrad. Wie oben
bereits erwähnt, ist deshalb die Federcharakteristik
der Schraubenfedern 24 und 25 nicht linear.
Die ausgezogene Linie in Fig. 6 zeigt die Beziehung
zwischen dem Drehversatz R δ und dem Lenk-Drehmoment bei
der erfindungsgemäßen Lenkung. Hier wird der Gradient
des Lenk-Drehmoments T allmählich größer, wenn der Drehversatz
R δ sich dem oberen Grenzwert M nähert, bei dem
der Stift 17 an dem Anschlag 19 zur Anlage kommt.
Somit ist es möglich, den Eindruck einer Unstetigkeit
in der Lenkung abzuschwächen, den der Fahrer empfindet,
sobald der Stift 17 an dem Anschlag 19 anschlägt,
um den Drehversatz zwischen den Teilen 3 a und 3 b des oberen Lenkspindelabschnitts
zu begrenzen und dadurch einen Bruch der Schraubenfedern
24 und 25 zu verhindern. Da außerdem der Gradient
des Lenk-Drehmoments allmählich größer wird, ist
der Drehversatz R δ kleiner als bei der Vergleichs-
Lenkung, in der die Federcharakteristik
der Schraubenfedern linear ist, solange der Drehversatz-
Winkel kleiner als der obere Grenzwert M
ist. Das bedeutet, daß das Lenkverhältnis bei der
erfindungsgemäßen Lenkung auch bei einem scharfen
Einschlagen des Lenkrades kleiner ist als bei der
Vergleichs-Lenkung, und das Ansprechen der
Vorderräder aufgrund einer scharfen Lenkaktion
ist dadurch ebenfalls gegenüber der Vergleichs-
Lenkung besser.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist bereits gesagt,
daß die Vorspannung, die an den Schraubenfedern 24 und 25
anliegt, durch Betätigung der Stellschrauben 23 verändert
werden kann. Werden die Stellschrauben 23 in
Richtung auf die Kugelköpfe 17 a nach innen bewegt,
dann nimmt die an den Schraubenfedern 24 und 25 anliegende
Vorspannung zu und folglich verformen sich
die Schraubenfedern 24 und 25 unter Erzeugung eines
Drehversatzes erst, wenn das Lenkrad 1 um einen
größeren Drehwinkel, der der gestrichelten Linie A
in Fig. 9 entspricht, gedreht wird. In diesem Fall
bleibt das Lenkverhältnis auf dem niedrigen Wert R₁
über einen größeren Winkel hinweg, wodurch ein rascheres
Ansprechen der Lenkung erzielbar ist (das Lenkverhältnis
R₁ entspricht dem Wert, den man erhält, wenn die Kupplung
14 nicht vorgesehen ist). Bewegt man andererseits die
Stellschrauben 23 von den Kugelköpfen 17 a weg nach außen,
so wird die Vorspannung geringer und die Schraubenfedern
24 und 25 erfahren bereits eine elastische Verformung,
sobald das Lenkrad 1 um einen relativ kleinen Drehwinkel
gedreht wird. Das entspricht der Darstellung durch die
strichpunktierte Linie B in Fig. 9. Das Lenkverhältnis
wird hierdurch vergrößert. In diesem Fall ist das Lenkverhältnis
größer als der Wert R₁, sobald das Lenkrad 1
schon um einen relativ kleinen Winkel gedreht worden
ist, wodurch ein Übersteuern bei Fahrt mit hoher Geschwindigkeit
effektiv verhindert werden kann.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
die in Fig. 10 dargestellt ist, kann die Vorspannung
elektrisch verändert werden. Hierzu ist an jedem
Ende einer die Feder aufnehmenden Bohrung 30 eine Magnetspule
31 angeordnet. Außerdem ist in der Bohrung 30 ein
Paar von Gleitkörpern 32 verschieblich aufgenommen, die
durch die Magnetspulen 31 vor- und rückbewegt werden
können. Die Gleitkörper 32 liegen an den äußeren Enden
der ersten bzw. zweiten Schraubenfedern 24 bzw. 25 jeweils
an. Die ersten und zweiten Schraubenfedern 24 und 25 beaufschlagen
die Führungshülsen 22 in Richtung auf die Kugelköpfe
17 a des Stiftes 17 auf ähnliche Weise, wie das
in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform bereits
beschrieben ist. Bei der Ausführung nach Fig. 10 hat
die Spannvorrichtung die Form eines vorspringenden
Anschlages 35, der einstückig mit dem Kupplungsgehäuse
16 ist. Die Enden der Bohrung 30 sind
verschlossen, und die Gleitkörper 32 sind nach
innen zu durch Stützfedern 33 beaufschlagt, die zwischen
den verschlossenen Enden der Bohrung 30 und den Gleitkörpern
32 angeordnet sind. Die Federkraft der Stützfedern
33 ist größer als diejenige der Schraubenfedern
24 und 25, so daß die Gleitkörper 32 in einer vorbestimmten
Position selbst dann gehalten werden können, wenn die
Federkraft der Schraubenfedern 24 und 25 bei deren
elastischer Verformung auf die Gleitkörper 33 wirkt.
Die Magnetspulen 31 sind mit einem Handschalter 34
verbunden, der in der Nähe des Fahrersitzes angeordnet
ist. Wird der Handschalter 34 geschlossen, so
werden die Magnetspulen 31 erregt und ziehen die
Gleitkörper 32 nach außen von dem Anschlag 35 weg,
wobei sie die Kraft der Stützfedern 33 überwinden.
Folglich ist bei offenem Handschalter 34 die an den
Schraubenfedern 24 und 25 anliegende Vorspannung groß,
jedoch klein, wenn der Handschalter 34 geschlossen ist.
Fig. 11 zeigt eine Abwandlung des elektrischen
Schaltkreises gegenüber der Ausführung gemäß Fig. 10.
Hierbei findet ein Dreifach-Schalter 36 Anwendung, der
einen ersten bis dritten Kontakt 36 a, 36 b und 36 c sowie
eine bewegliche Kontaktfahne 36 d aufweist. Der erste
Festkontakt 36 a ist mit den Magnetspulen 31 über einen
die Fahrzeuggeschwindigkeit abtastenden Fühlschalter
37 verbunden, während der zweite Festkontakt 36 b an
die Magnetspulen 31 parallel zu dem Fühlschalter 37
angeschlossen ist. Wenn die Kontaktfahne 36 d mit dem
dritten Festkontakt 36 c in Berührung kommt, wird der
Schalter 36 geöffnet, so daß die Magnetspulen 31 nicht
erregt sind. Der die Fahrzeuggeschwindigkeit abtastende
Fühlschalter 37 wird automatisch geschlossen, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Wenn die Kontaktfahne 36 d mit dem ersten Festkontakt
36 a in Verbindung steht, werden dementsprechend
die Magnetspulen 31 automatisch erregt und verringern
die Vorspannung an den Schraubenfedern 24 und 25, sobald
das Fahrzeug einen vorbestimmten Geschwindigkeitswert
überschreitet. Dagegen bleiben die Magnetspulen 31
unerregt, solange die Fahrzeuggeschwindigkeit unter diesem
bestimmten Geschwindigkeitswert liegt. Steht die
Kontaktfahne 36 d mit dem zweiten Festkontakt 36 b
in Berührung, so sind die Magnetspulen 31 ständig
erregt, um die Vorspannung an den Schraubenfedern
24 und 25 klein zu halten. Ist schließlich die Kontaktfahne
36 d mit dem dritten Festkontakt 36 c in Berührung,
so ist die Vorspannung ständig groß.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die
Federcharakteristik der Federung, d. h. im speziellen
Fall der Schraubenfedern 24 und 25, durch Veränderung
der darauf wirkenden Vorspannung gesteuert. Bei der
Ausführungsform gemäß Fig. 12 wird die Federcharakteristik
der Federung durch Veränderung von deren Federkontakte
selbst gesteuert. Bei dieser Ausführungsform wird ein
erstes Federelement 41 durch eine im Durchmesser große
Schraubenfeder 41 a und eine im Durchmesser kleine Schraubenfeder
41 b gebildet, wobei letztere koaxial in der großen
Schraubenfeder 41 a angeordnet ist. In eine die Federn
aufnehmende Bohrung 40 ist eine Führungshülse 43 in
ähnlicher Weise gleitverschieblich eingesetzt, wie das
für die Führungshülse 22 bei der Ausführungsform gemäß
Fig. 10 gilt. Die Führungshülse 43 weist einen zentralen
Vorsprung 43 a auf. Das erste Federelement 41 ist
in der Führungshülse 43 so aufgenommen, daß die inneren
Enden der großen und der kleinen Schraubenfeder 41 a und
41 b an der Innenseite der Führungshülse 43 anliegen
und deren Vorsprung 43 a in die kleine Schraubenfeder
41 b hineinragt. Eine Stellschraube 44 mit großem Durchmesser
ist in das zugehörige Ende der Bohrung 40 eingeschraubt.
Die große Stellschraube 44 weist eine zentrale
Gewindebohrung auf, in der eine kleine Stellschraube 45
koaxial eingeschraubt ist, deren innerer Endabschnitt
über die innere Stirnseite der großen Stellschraube 44
hinaus nach innen ragt. Die kleine Stellschraube 45
besitzt einen dünnen Fortsatz, der in den äußeren
Endabschnitt der kleinen Schraubenfeder 41 b eingefügt
ist. Auf diese Weise ist die kleine Schraubenfeder
41 b koaxial zu der großen Schraubenfeder 41 a
sowohl durch den Vorsprung 43 a der Führungshülse 43
als auch durch den Fortsatz der kleinen Stellschraube
45 gehalten. Die große Schraubenfeder 41 a hat eine
größere Federkonstante als die kleine Schraubenfeder
41 b. Die Stellschrauben 44 und 45 bilden eine Einstellvorrichtung
46.
Ein zweites Federelement 42 weist ebenfalls eine im
Durchmesser große Schraubenfeder 42 a und eine im
Durchmesser kleine Schraubenfeder 42 b auf und ist
durch eine gleichartige Anordnung an Ort und Stelle
gehalten. Die Betätigung des zweiten Federelements 42
ist identisch zu derjenigen des ersten Federelements
41, jedoch mit der Ausnahme, daß sie durch Verschwenkung
des Stiftes 17 in entgegengesetzte Richtungen verformbar
sind. Im nachfolgenden wird somit nur die Betätigung
des ersten Federelements beschrieben.
Die Gesamt-Federkonstante des ersten Federelements 41 kann in
drei Stufen verändert werden. Wenn die kleine Stellschraube
45 nach innen verstellt wird, um eine Vorspannung
auf die kleine Schraubenfeder 41 b aufzubringen,
und gleichzeitig die große Stellschraube 45 nach außen
gedreht wird, um die große Schraubenfeder 41 a über den
gesamten Bereich des Drehversatzes freizugeben, dann hängt
die Federkonstante des ersten Federelements 41 allein
von der Federkonstante der kleinen Schraubenfeder 41 b
ab. Andererseits hängt die Federkonstante des ersten Federelements
41 allein von der Federkonstante der großen
Schraubenfeder 41 a ab, wenn die kleine Stellschraube 45
ganz nach außen gedreht und die große Stellschraube
44 nach innen gedreht wird. Wenn schließlich beide
Stellschrauben 45 und 44 nach innen verstellt werden,
dann wird auf beide Schraubenfedern 41 b und 41 a eine
Vorspannung aufgebracht. Die Federkonstante des ersten Federelements
41 ist in diesem letzteren Fall am größten
und in dem beschriebenen ersten Fall am kleinsten.
Die Linien A bis C in Fig. 13 veranschaulichen den Verlauf
des Lenkverhältnisses für die genannten drei Fälle.
Wenn ein unmittelbares Ansprechen der Lenkung bei hoher
Fahrgeschwindigkeit erwünscht ist, sollten beide Stellschrauben
45 und 44 nach innen verstellt werden, um
eine Vorspannung an beiden Schraubenfedern 41 b und 41 a
anzulegen. In diesem Fall erhält man das Lenkverhalten
gemäß der Linie C. Wenn dagegen nur die kleine Stellschraube
45 nach innen verstellt wird, so daß eine Vorspannung
an der kleinen Schraubenfeder 41 b anliegt
und die große Schraubenfeder 41 a freigegeben ist, kann
das Lenkverhältnis bei hoher Fahrgeschwindigkeit erhöht
werden, wie sich durch den Verlauf der Linie A ergibt,
wobei ein Übersteuern bei hoher Fahrgeschwindigkeit
effektiv verhindert werden kann.
Je nach Wunsch kann die eingestellte Vorspannung an
den beiden Federelementen 41 und 42 durch Betätigung der Einstellvorrichtung
46 verändert werden. Außerdem kann die Einstellvorrichtung
46 so ausgebildet werden, daß sie durch Magnetspulen
betätigbar ist, die durch einen Handschalter auf
ähnliche Weise steuerbar sind, wie das in Zusammenhang
mit Fig. 10 und 11 erläutert ist.
Wenn als Federung Schraubenfedern mit nicht linearer
Federcharakteristik eingesetzt werden, deren Federkonstante
mit zunehmendem Verformungsbetrag steigt, dann kann die
Federkonstante der Federung durch Veränderung der darauf
lastenden Vorspannung variiert werden, wodurch beide in
Zusammenhang mit Fig. 9 und 13 beschriebenen Eigenschaften
zugleich erzielbar sind. Als Schraubenfedern
mit nicht linearer Federcharakteristik können beispielsweise
Tonnenfedern, Taillenfedern, Kegel- und
Kegelstumpffedern sowie Schraubenfedern mit ungleicher
Steigung eingesetzt werden.
Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
Diese Ausführungsform ist ähnlich derjenigen gemäß
Fig. 1 bis 3, weshalb analoge Teile in Fig. 14 das gleiche
Bezugszeichen tragen. Die Kupplung 14 ist hier in das
Lenkrad 1, das damit zusammen gedreht wird, integriert.
Mit anderen Worten, die Federung befindet sich hier
zwischen dem Lenkrad 1 und dem oberen Ende des oberen
Lenkspindelabschnitts 3. Der Aufbau der Kupplung 14 ist weitgehend
der gleiche wie derjenige der ersten Ausführungsform,
der in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, jedoch mit der Ausnahme,
daß der Stift 17 an dem oberen Ende des oberen Lenkspindelabschnitts
3 befestigt ist und das Kupplungsgehäuse 16, das die ersten
und zweiten Schraubenfedern 24 und 25 aufnimmt, drehfest mit
dem Lenkrad 1 verbunden ist. Im Gegensatz hierzu ist bei
der Ausführung gemäß Fig. 2 und 3 der Stift 17 zusammen
mit dem Lenkrad 1 drehbar.
Obwohl in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
zwei Paare von Schraubenfedern Anwendung finden, wobei die
Schraubenfedern jedes Paares so angeordnet sind, daß sie
eine Federwirkung gegenüber einer Drehung des Stiftes
17 in entgegengesetzte Richtungen ausüben, kann auch ein
einziges Paar oder können mehr als zwei Paare von Schraubenfedern
verwendet werden. Weiterhin kann die Federung oder
die Kupplung 14 zur Erzeugung des Drehversatzes an einer
beliebigen Stelle zwischen dem Lenkrad und der Lenkhilfe
eingesetzt werden, an der die Lenkkraft des Lenkrades
als Drehbewegung übertragen wird.
Claims (8)
1. Lenkung für Fahrzeuge, mit einem Lenkrad, einer Lenkspindel,
die einerseits mit dem Lenkrad und andererseits
mit einem Lenkgetriebe verbunden ist, einer dem
Lenkgetriebe zugeordneten motorischen Lenkhilfe zur
Unterstützung der am Lenkrad angreifenden Lenkkraft,
wobei der die Lenkkraft zum Lenkgetriebe übertragende
Teil der Lenkung zweiteilig ausgebildet ist und die
beiden Teile durch eine elastische Kupplung miteinander
verbunden sind, so daß sich beim Drehen des
Lenkrades ein Drehversatz zwischen den beiden Teilen
ergibt, und mit Anschlägen zur Begrenzung des Drehversatzwinkels
zwischen den beiden Teilen, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch nachgiebige Kupplung (14) zwischen
den beiden Teilen (3 a, 3 b) eine Spannvorrichtung (28,
23; 35, 31, 32; 35, 46) zur Erzeugung einer bestimmten
Vorspannung an dem als Federelement (24, 25; 41, 42)
ausgebildeten, elastisch nachgiebigen Teil der Kupplung
(14) aufweist, und die Vorspannung derart einstellbar ist,
daß ein Drehversatz zwischen den beiden Teilen (3 a, 3 b)
erst bei Überschreiten einer bestimmten Lenkkraft am
Lenkrad (1) auftritt.
2. Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spannvorrichtung (28, 23; 35, 31, 32; 35, 46) Druckelemente
(23; 32; 44, 45) zur Ausübung einer bestimmten
Druckkraft auf das Federelement (24, 25; 41, 42) der
Kupplung (14) sowie einen Anschlag (26, 27; 35) zum Abstützen
des durch die Druckelemente (23; 32; 44, 45)
beaufschlagten Federelements (24, 25; 41, 42) aufweist.
3. Lenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Federelement eine erste, durch Drehen des Lenkrades
(1) in der einen Richtung elastisch verformbare
Schraubenfeder (24; 41) und eine zweite, durch Drehen
des Lenkrades (1) in der anderen Richtung elastisch verformbare
Schraubenfeder (25; 42) aufweist.
4. Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß Federelemente (24 und 25; 41 und 42) in
einem Gehäuse (16) der Kupplung (14), das mit einem
lenkgetriebeseitigen unteren Teil (3 b) eines oberen
Lenkspindelabschnitts (3) drehfest verbunden ist, derart
angeordnet sind, daß ihre Längsachsen in einer Ebene
liegen, die von der Drehachse des mit dem Lenkrad (1)
drehfest verbundenen oberen Lenkspindelabschnitts (3)
lotrecht durchdrungen wird, und daß mit einem mit dem
Lenkrad (1) drehfest verbundenen oberen Teil (3 a) des
oberen Lenkspindelabschnitts (3) ein Stift (17, 17 a)
drehfest verbunden ist, dessen Längsachse in der gleichen
Ebene liegt, in der die Längsachse der Federelemente
(24 und 25; 41 und 42) liegen und der mit den Federelementen
(24 und 25; 41 und 42) in Eingriff steht.
5. Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Federelemente (24 und 25; 41 und 42)
eine nicht lineare progressive Federcharakteristik aufweisen.
6. Lenkung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckelemente zur Ausübung einer bestimmten
Druckkraft auf die Federelemente (24 und 25;
41 und 42) Stellschrauben (23; 44, 45) sind.
7. Lenkung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckelemente zur Ausübung einer bestimmten
Druckkraft auf die Federelemente (24 und 25)
koaxial zur Längsachse der Federelemente (24 und 25)
angeordnete Gleitkörper (32) sind, die jeweils am einen
Ende der Federelemente (24 bzw. 25) angreifen und jeweils
von einer Stützfeder (33), deren Federkraft
größer als die Federkraft des Federelements (24 bzw. 25)
ist, in Richtung des Federelements (24 bzw. 25) beaufschlagt
sind und daß jeweils eine Magnetspule (31) vorgesehen
ist, durch deren Erregung jeweils der Gleitkörper
(32) entgegen der Wirkung der Stützfeder (33)
zum Verringern der Vorspannung des Federelements (24
bzw. 25) bewegt werden kann.
8. Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Federelement aus einer ersten Schraubenfeder
(41 a bzw. 42 a) sowie aus einer koaxial in der ersten
Schraubenfeder (41 a bzw. 42 a) angeordneten zweiten Schraubenfeder
(41 b bzw. 42 b) besteht, daß die Federeigenschaften
der ersten und der zweiten Schraubenfeder (41 a und 41 b
bzw. 42 a und 42 b) unterschiedlich sind, und daß die erste
und die zweite Schraubenfeder (41 a und 41 b bzw. 42 a und 42 b)
durch die Spannvorrichtung (35, 46) unabhängig voneinander
vorspannbar sind.
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |