DE3619340C2 - - Google Patents
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- DE3619340C2 DE3619340C2 DE3619340A DE3619340A DE3619340C2 DE 3619340 C2 DE3619340 C2 DE 3619340C2 DE 3619340 A DE3619340 A DE 3619340A DE 3619340 A DE3619340 A DE 3619340A DE 3619340 C2 DE3619340 C2 DE 3619340C2
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
- B62D1/04—Hand wheels
- B62D1/10—Hubs; Connecting hubs to steering columns, e.g. adjustable
- B62D1/105—Non-rotatable hubs, e.g. the central part of the steering wheel not rotating
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Description
Die Erfindung betrifft ein Steuerrad für Fahrzeuge mit einer Lenksäule,
einer sich durch diese erstreckenden Steuerwelle, einer auf dieser be
festigten Nabe, einer Naben-Platte, einer Konsole, einer Mehrzahl von
Sonnenrädern mit Schräg- oder Schraubenverzahnung, mehreren Planeten
wellen und mehreren Paaren von Planetenrädern mit Schräg- oder Schrauben
verzahnung, die auf den Planetenwellen sitzen und in Eingriff mit den
Sonnenrädern stehen.
Ein Steuerrad dieser Art ist bekannt aus den US-Patentschriften 46 07 539,
46 02 523 und 45 98 603.
Diese bekannten Steuerräder haben ein relativ großes Spiel zwischen
Sonnenrädern und Planetenrädern, was in der Praxis zu einer starken
Geräuschbildung führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes
Steuerrad derart weiterzubilden, daß Spiel, Schlupf und ein etwaiger
toter Gang zwischen den Planetenrädern und den Sonnenrädern wenigstens
reduziert werden, um insbesondere den Geräuschpegel zu vermindern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1
dadurch gelöst, daß die Planetenräder eines Paares auf wenigstens einer
der Planetenwellen montiert sind, daß wenigstens eines dieser Paare von
Planetenrädern in Längsrichtung der Achse der einen Planetenwelle beweglich
ist, und daß die Planetenräder durch ein elastisches Element voneinander
weg oder aufeinander zu in Längsrichtung der Achse der einen Planetenwelle
beaufschlagt sind.
Die obengenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner nach dem Kennzeichen
des nebengeordneten Anspruchs 6 dadurch gelöst, daß eine ein elastisches
Element aufweisende Lagereinheit an der Naben-Platte angebracht ist, welche
aus einer Mehrzahl von Planetenwellen und einer Mehrzahl von Planeten
rädern besteht, die auf den Planetenwellen befestigt sind und in Eingriff
mit den entsprechenden Sonnenrädern stehen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend an
Hand der Zeichnung beschrieben, in der
Fig. 1 schematisch im Schnitt ein Steuerrad des hier zu beschreibenden
Typs zeigt.
Fig. 2 zeigt im Schnitt eine erste Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 3 zeigt im Schnitt die Halterung der Planetenräder.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 5 zeigt eine Lagereinheit der Ausführungsform nach Fig. 4.
Fig. 6 zeigt perspektivisch eine dritte Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 7 zeigt im Schnitt die Planetenräder der dritten Ausführungsform.
Fig. 8 zeigt im Schnitt ein Steuerrad nach der dritten Ausführungs
form der Erfindung.
Fig. 9 zeigt im Schnitt die Lagerung der Planetenräder in einer
vierten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 10 zeigt eine Draufsicht auf die Ausführungsform nach Fig. 9.
Fig. 11 zeigt im Schnitt die vierte Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 12 zeigt schematisch eine Einrichtung zum Messen des Betätigungs-
Drehmomentes der vierten Ausführungsform.
Fig. 13 zeigt in Form eines Schaubildes den Zusammenhang zwischen dem
Steigungswinkel des Gewindes und dem Betätigungs-Drehmoment
bei der vierten Ausführungsform.
Fig. 14 zeigt in Form eines Schaubildes den Zusammenhang zwischen dem
Steigungswinkel des Gewindes und der Ablenkung bzw. Biegung
der Konsole bei der vierten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt ein Steuerrad mit einer stationären Konsole bekannter
Bauart. Hier verläuft eine Steuerwelle 58 durch ein Gestell 57. Die
Steuerwelle hat eine Nabe 59 sowie eine Platte 61, die am Umfang der
Nabe 59 angeschweißt ist und sich von dieser aus nach außen erstreckt.
Ein gestellseitiges Sonnenrad 53 b ist am Umfang des unteren Abschnittes
der Nabe 59 angebracht, ein konsolenseitiges Sonnenrad 53 a ist am Um
fang des oberen Abschnittes der Nabe 59 angebracht, und ein kasten
förmiger Konsolenabschnitt 51 ist am oberen Teil des Sonnenrades 53 a
befestigt.
Zwei Planetenwellen 54 und 64 sind mittels Gleitlagern 63 und 73 am Umfang
der Platte 61 montiert, und diese Planetenwellen 54 und 64 tragen konsolen
seitig Planetenräder 55 a und 65 a, die in Eingriff mit dem Sonnenrad 53 a
stehen, sowie gestellseitige Planetenräder 55 b und 65 b, die in Eingriff
mit dem Sonnenrad 53 b stehen, wodurch das Planetengetriebe des Steuer
rades gebildet wird.
Die beiden Planetenwellen 54 und 64 haben einen Abstand voneinander und
sie sind in einander entgegengesetzten Positionen um die Steuerwelle 58
angeordnet.
Bei diesem Steuerrad ist jedoch ein relativ großes Spiel zwischen den beiden
Sonnenrädern 53 a und 53 b sowie den vier Planetenrädern 55 a, 55 b, sowie 65 a
und 65 b vorhanden, welches die Ursache ist für die Entstehung von starken
Geräuschen im Betrieb.
Anhand der Fig. 2 und 3 wird nun eine erste Ausführungsform eines
Steuerrades für Fahrzeuge nach der Erfindung beschrieben.
Das Planetengetriebe dieser Ausführungsform umfaßt zwei Sonnen
räder, nämlich ein konsolenseitiges Sonnenrad 3 a und ein ge
stellseitiges Sonnenrad 3 b, allgemein als Sonnenräder 3 be
zeichnet. Ferner ein konsolenseitiges Planetenrad 5 a und
ein gestellseitiges Planetenrad 5 b, die auf einer Planeten
welle 4 a sitzen. Außerdem ein konsolenseitiges Planetenrad 5 c
und ein gestellseitiges Planetenrad 5 d, die auf einer Pla
netenwelle 4 b sitzen, wobei die Planetenräder allgemein mit
dem Bezugszeichen 5 bezeichnet sind und in Eingriff mit den
Sonnenrädern 3 a und 3 b stehen.
Wie Fig. 2 zeigt, erstreckt sich eine Steuerwelle 8 durch
eine Säule oder ein Gestell 7 des Fahrzeuges und ist mit
einer Nabe 9 versehen, die eng auf ihren Endabschnitt aufge
setzt und mittels einer Mutter 10 auf der Welle 8 befestigt
ist. Eine Platte 11 ist mittels Schweißen am zentralen Ab
schnitt der Nabe 9 befestigt, derart, daß sie sich horizontal
von dieser nach außen erstreckt.
Am äußeren Randabschnitt der Platte 11 sind Speichen 12 an
gebracht und ein Rad 13 ist mit den Enden der Speichen 12 ver
bunden.
Das Sonnenrad 3 b mit Schrägverzahnung oder Schraubenverzah
nung ist mittels eines Lagers 14 auf dem Umfang des unteren
Abschnittes der Nabe 9 relativ zu dieser drehbar gelagert und
in nicht drehbarer Weise mit dem Gestell 7 durch Schrauben 15
verbunden.
Das Sonnenrad 3 a mit Schrägverzahnung oder Schraubenverzah
nung ist mittels eines Lagers 16 auf dem Umfang des oberen
Abschnittes der Nabe 9 gelagert und eine kastenförmige Kon
sole 1 ist mit dem oberen Teil des Sonnenrades 3 a durch Schrau
ben 17 fest verbunden, wobei dieser Konsolenabschnitt so ge
staltet ist, daß in ihm nicht gezeigte elektronische Elemente,
wie z. B. Schalter oder Meßgeräte, untergebracht werden können.
Zwei Halteelemente 18 a und 18 b zur Abstützung der Planeten
wellen sind am Umfang der Platte 11 befestigt,, derart, daß
sie sich nicht in radialer Richtung der beiden Sonnenräder
3 a und 3 b bewegen können. Jedes Halteelement 18 a, 18 b hat
seitliche Rahmen 19 und 23, die sich in Längsrichtung der
Achse der Steuerwelle 8 erstrecken, und es sind Stützelemente 20
vorgesehen, die jeweils an die Rahmen 19 und 23 angeschweißt
sind und mittels Schrauben an der Platte 11 befestigt sind,
so daß die Halteelemente 18 a und 18 b an der Platte 11 mittels
der beiden seitlichen Rahmen 19 und 23 befestigt sind.
Die Halteelemente, wie z. B. das Halteelement 18 a, wie es z. B.
in Fig. 2 gezeigt ist, haben ein oberes Gleitlager 21 und
ein unteres Gleitlager 22, die in Längsrichtung einen Ab
stand voneinander haben und an den Enden der Rahmen 19 und
23 befestigt sind, wobei die Planetenwelle 4 a zwischen diesen
Lagern verläuft und auf dieser Welle sind die Planeten
räder 5 a und 5 b gelagert, wobei elastisches Element in Form
einer Schraubenfeder 6 zwischen dem oberen Planetenrad 5 a
und dem unteren Planetenrad 5 b angeordnet ist. Zwischen den
Gleitlagern 21 und 22 einerseits und den entsprechenden
äußeren Stirnflächen der Planetenräder 5 a und 5 b andererseits
sind Lücken offengelassen und wenigstens eines der Planeten
räder 5 a und 5 b ist auf der Planetenwelle 4 a beweglich in
Längsrichtung der Achse der Planetenwelle angeordnet. Die
Feder 6 übt eine elastische Kraft auf die Planetenräder aus
und trennt die beiden Räder 5 a und 5 b voneinander in axialer
Richtung.
Die Stärke der elastischen Kraft ist auf einen Wert einge
stellt, der ausreicht, die Oberflächen entsprechender Zähne
des Planetenrades 5, auf der Seite der Konsole 1, in Kontakt
mit den Oberflächen entsprechender Zähne des Sonnenrades 3 a,
auf der Seite der Platte 11, zu bringen und ebenso die Ober
flächen entsprechender Zähne des Planetenrades 5 b, auf der
Seite des Gestelles 7, in Kontakt mit den Oberflächen ent
sprechender Zähne des Sonnenrades 3 b, auf der Seite der
Platte 11, in Kontakt zu bringen.
Der Eingriff zwischen den beiden Sonnenrädern 3 a und 3 b und
den Planetenrädern 5 a und 5 b erfolgt natürlich weich und
gleichmäßig.
Das andere Halteelement 18 b, wie es in Fig. 2 gezeigt ist,
hat ebenfalls ein oberes Gleitlager 21 und ein unteres Gleit
lager 22, die an den oberen und unteren Endabschnitten der
Rahmen 19 und 23 befestigt sind, wobei zwischen und in den
Gleitlagern die Planetenwelle 4 b angeordnet und gelagert ist.
Die beiden Planetenräder 5 c und 5 d sind auf den Endabschnit
ten der Planetenwelle 4 b so angebracht, daß sie in Längsrich
tung der Achse der Welle nicht beweglich sind. Ein elastisches
Element, wie etwa die Feder 6, ist auf der Planetenwelle 4 b
nicht vorgesehen, wie noch erläutert wird.
Da das Sonnenrad 3 a drehbar relativ zur Nabe 9 gelagert ist
und dieses Sonnenrad 3 a und das Planetenrad 5 a eine Schrauben
verzahnung oder eine Schrägverzahnung haben, und durch die
auf der Planetenwelle 4 a sitzende Feder 6 eine Kraft auf das
Planetenrad 5 a ausgeübt wird, wird durch eine Kraftkomponente
dieser durch die Feder ausgeübten Kraft das Sonnenrad 3 a zu
drehen gesucht, wobei das Planetenrad 5 a sich gegenüber dem
Planetenrad 5 b axial verschieben kann.
Wenn das Sonnenrad 3 a gedreht wird, kann der Eingriff zwischen
den beiden Planetenrädern 5 a und 5 b und den beiden Sonnen
rädern 3 a und 3 b locker werden, was zu Spiel führen könnte. Die
beabsichtigte Funktion der Feder 6 auf der Planetenwelle 4 a,
welche die beiden Planetenräder 5 a und 5 b voneinander trennt,
um ein Spiel zu unterdrücken, würde dann nicht erreicht. Um
eine kleine Drehung des Sonnenrades 3 a deshalb zu verhindern,
die durch eine Kraftkomponente der Feder 6 entstehen könnte,
ist die Planetenwelle 4 b mit dem Halteelement der Planeten
welle fest verbunden.
Beim Zusammenbau des vorbeschriebenen Steuerrades, insbeson
dere des Halteelementes 18 a, wird die Schraubenfeder 6 so
eingebaut, daß sie durch die beiden Planetenräder 5 a und 5 b
in leicht zusammengedrücktem Zustand gehalten wird.
Nachfolgend wird die Funktion und die Wirkungsweise der er
sten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Wenn das Lenkrad 13 gedreht wird, um einen Steuervorgang aus
zuüben, werden als Folge der Drehung der Platte 11 die beiden
Planetenräder 5 a und 5 c um das Sonnenrad 3 a und die beiden an
deren Planetenräder 5 b und 5 d um das Sonnenrad 3 b bewegt, wo
bei sie sich auf ihren entsprechenden Achsen drehen.
Da jedoch das Sonnenrad 3 b an dem Träger 7 befestigt ist,
dreht es sich nicht und das Sonnenrad 3 a dreht sich ebenfalls
nicht wegen des Sonnenrades 3 b und es ist ständig in nicht
drehendem Zustand bezüglich des Trägers 7 gehalten. Dementspre
chend dreht sich auch die Konsole 1 nicht, die an dem Sonnen
rad 3 a befestigt ist. Da andererseits die Feder 6 auf der
Planetenwelle 4 a die beiden Planetenräder 5 a und 5 b axial auf
der Planetenwelle 4 a auseinanderdrückt, drückt das Planeten
rad 5 a aufwärts gegen das Sonnenrad 3 a, so daß die Oberflä
chen der entsprechenden schräg verlaufenden Zähne des Planeten
rades 5 a auf der Seite der Konsole 1 in Kontakt mit den Ober
flächen der entsprechenden schräg verlaufenden Zähne des Sonnen
rades 3 a, auf der Seite der Platte 11, stehen.
Da das Planetenrad 5 a das Sonnenrad 3 a nach oben zu drücken
sucht und das Sonnenrad 3 a eine Schrägverzahnung oder Schrauben
verzahnung hat, wird ein Teil dieser auf die Schrägverzahnung
wirkende Kraft zu einer Kraftkomponente, welche das Sonnenrad
3 a zu drehen sucht.
Infolge dieser Kraftkomponente sucht das Sonnenrad 3 sich
ein wenig zu drehen, da jedoch das Planetenrad 5 c und das
Planetenrad 5 d, die auf den Endabschnitten der Planetenwelle
4 b befestigt sind und keine Feder 6 zwischen ihnen vorgese
hen ist, in Eingriff stehen mit dem Sonnenrad 3 a und dem Son
nenrad 3 b, und das Sonnenrad 3 b mit dem Träger 7 in nicht
drehbarer Weise fest verbunden ist, wird eine solche kleine
Drehung des Sonnenrades 3 a verhindert und dadurch ein Spiel
oder ein toter Gang unterdrückt.
Die Planetenwelle 4 b und die beiden Planetenräder 5 c und 5 d,
die auf der Planetenwelle 4 befestigt sind, wirken somit als
Anschlag gegen eine Drehung des Sonnenrades 3 a.
Auf diese Weise sind die Oberflächen, auf der Seite der Kon
sole 1, der entsprechenden Zähne des Planetenrades 5 a stän
dig in Kontakt mit den Oberflächen, auf der Seite der Platte
11, der entsprechenden Zähne des Sonnenrades 3 a, wobei ein
Spiel oder ein toter Gang des Sonnenrades 3 a unterdrückt
werden.
Andererseits ist die Beziehung zwischen dem Planetenrad 5 b
und dem Sonnenrad 3 b ähnlich derjenigen zwischen dem Planeten
rad 5 a und dem Sonnenrad 3 a, d.h. das Planetenrad 5 b bewegt
sich um das Sonnenrad 3 b, wobei die Oberflächen entsprechen
der schräg verzahnter Zähne des Planetenrades 5 b, auf der
Seite des Trägers 7, ständig in Kontakt mit den Oberflächen
entsprechender schräg verzahnter Zähne des Sonnenrades 3 b,
auf der Seite der Platte 11, stehen.
Wenn somit ein Zahn eines der Planetenräder zwischen zwei
Zähne eines der Sonnenräder greift, wird er in Kontakt mit
diesem gehalten, so daß ein Spiel im wesentlichen unterdrückt
werden kann. Zwischen dem Sonnenrad 3 a und den beiden Planeten
rädern 5 a und 5 c sowie zwischen dem Sonnenrad 3 b und den bei
den Planetenrädern 5 b und 5 d entsteht somit keine Lockerung,
so daß starke Geräusche bei der Betätigung des Steuerrades
vermieden werden.
Da ferner die Planetenwellen 4 a und 4 b, auf denen die Planeten
räder 5 a, 5 b, 5 c und 5 d sitzen, daran gehindert sind,
sich in radialer Richtung der beiden Sonnenräder 3 a und 3 b
zu verschieben, und zwar mit Hilfe der Platte 11, kann der
Eintritt zwischen den Planetenrädern 5 a, 5 b, 5 c und 5 d und
der beiden Sonnenräder 3 a und 3 b nicht gestört oder unter
brochen werden.
Die vorbeschriebene erste Ausführungsform der Erfindung er
möglicht es somit, Spiel oder Schlupf zwischen den beiden
Sonnenrädern 3 a und 3 b sowie den vier Planetenrädern 5 a, 5 b,
5c und 5 d, die eine Schräg- oder Schraubenverzahnung haben,
wenigstens im wesentlichen zu unterdrücken, indem ein elasti
sches Element auf der einen Planetenwelle 4 a angeordnet wird,
durch welches die beiden Planetenräder 5 a und 5 b, die auf dieser
Welle sitzen, auseinandergedrückt werden, während die beiden
Planetenräder 5 c und 5 d auf der anderen Planetenwelle 4 b
fest angebracht sind, um dadurch eine Drehung des Sonnen
rades 3 a zu verhindern.
Die Erfindung ist nicht auf die vorbeschriebene erste Aus
führungsform beschränkt, sondern es sind Modifikationen mög
lich. Beispielsweise können die Halteelemente 18 a und 18 b für
die Planetenräder 5 a, 5 b, 5 c und 5 d konstruktiv auch anders
gestaltet werden.
Die Feder 6 kann ersetzt werden durch eine andere Einrich
tung, durch welche die Planetenräder 5 a und 5 b in Längsrich
tung der Achse der Planetenwelle 4 a aufeinander zu gedrückt
werden.
Das obere und das untere Gleitlager 21 a und 21 b können direkt
an der Platte 11 angebracht werden, ohne die Rahmen 19 und
23. Ferner ist es möglich, ein Lager an den Mittelabschnitt
der Planetenwelle 4 a anzuordnen und dieses Lager an der
Platte 11 zu befestigen, wobei die Feder 6 dann zwischen dem
Lager und den Planetenrädern 5 a und 5 b angeordnet wird.
Die gleitenden Abschnitte des Planetenrades 5 a und der Pla
netenwelle 4 a können z. B. auch in Form einer Keilverzahnung
ausgebildet sein. Ferner ist es möglich, zwei Planetenräder 5,
die auf einer Planetenwelle 4 sitzen, gleichzeitig in Ein
griff mit einem Sonnenrad 3 zu bilden, und somit vier Planeten
räder 5 insgesamt auf einer Planetenwelle 4 a anzuordnen und
zwei Planetenräder 5 so zu beaufschlagen, daß sie aufeinander
zu oder voneinander weg gedrückt werden.
Nach der ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei die we
sentliche Funktion des epicyclischen Getriebemechanismus bei
behalten wird, können somit Spiel, Schlupf oder toter Gang
auf Grund von Toleranzen oder Fehlern beim Zusammenbau unter
drückt werden, wodurch starke Geräusche bei der Betätigung des
Steuerrades vermieden werden.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend
an Hand der Fig. 4 und 5 beschrieben.
Eine Lagereinheit 25 ist in einer Ausnehmung 24 im Umfangs
abschnitt der Platte 11 angeordnet und mit der Platte 11 ver
bunden.
Wie Fig. 5 zeigt, hat die Lagereinheit 25 zwei vertikale und
parallele Seitenplatten 26, die sich in Längsrichtung der Achse
der Steuerwelle 8 erstrecken, ferner Abschnittselemente 27,
die an entsprechende zentrale Abschnitte der Außenflächen der
Platten 26 angeschweißt sind, ein oberes Gleitlager 28 und
ein unteres Gleitlager 29, die an den Stirnflächen der Seiten
platten 26 und im Längsabstand voneinander befestigt sind.
Die Lagereinheit 25 kann an der Platte 11 angebracht wer
den, indem die seitlichen Platten 26 mittels der Stützele
mente 27 an der Platte 11 befestigt werden. Zwei Planeten
wellen 30 a und 30 b sind parallel zueinander in den oberen
Gleitlagern 28 und den unteren Gleitlagern 29 in aufrechter
Position gelagert.
Auf der Planetenwelle 30 a sind ein gestellseitiges Planeten
rad 31 b, ein elastisches Element 32 und ein konsolenseitiges
Planetenrad 31 a in dieser Reihenfolge von unten aus gesehen
angeordnet, wobei die Planetenräder 31 a und 31 b, die eine
Schrägverzahnung oder eine Schraubenverzahnung haben, zusam
men mit der Planetenwelle 30 a drehbar sind und wenigstens
eines der Planetenräder auf der Planetenwelle 30 a in Längs
richtung von deren Achse beweglich angeordnet ist. Zwischen
den oberen und unteren Gleitlagern 28 und 29 einerseits und
den entsprechenden äußeren Stirnflächen der Planetenräder 31 a
und 31 b sind Zwischenräume belassen.
Die Planetenräder 31 a und 31 b sitzen z. B. mit Keilverzahnung
auf der Planetenwelle 30 a und sie werden durch eine Schrauben
feder, die das elastische Element 32 bildet, in axialer Rich
tung der Planetenwelle 30 a auseinandergedrückt. Die andere
Planetenwelle 30 b ist benachbart zur Planetenwelle 30 a ange
ordnet, jedoch in einem Abstand von dieser, der etwas größer
ist als der Durchmesser der Planetenräder 31 a und 31 b, und es
sind ein Planetenrad 31 c und ein Planetenrad 31 d auf der Pla
netenwelle 30 b angeordnet, wobei die Planetenwelle 30 b fest
mit den Planetenrädern 31 c und 31 d verbunden ist.
Die vorbeschriebene Ausführungsform ist ähnlich wie die erste
Ausführungsform geeignet, eine Verdrehung des Sonnenrades 3 a
zu verhindern, die sonst durch eine Kraftkomponente der Kraft
verursacht würde, die durch die Feder 32 auf das Planetenrad 31 a
ausgeübt wird.
Beim Zusammenbau des epicyclischen Getriebemechanismus wird
die vorher zusammengebaute Lagereinheit 25 in die Ausnehmung
24 der Platte 11 eingesetzt. Dann werden die Stützelemente 27
an der Naben-Platte 11 durch Schrauben befestigt.
Beim Zusammenbau der Lagereinheit 25 werden die Planeten
räder 31 a und 31 b z. B. mittels Keilverzahnung auf die Planeten
welle 30 a, aufgesetzt, auf welcher die Feder 32 bereits an
geordnet ist, die Planetenwelle 30 a wird dann in die Lager
28 und 29 eingesetzt, wobei die Feder 32 zwischen den Zahn
rädern 31 a und 31 b zusammengedrückt wird, dann werden die
Planetenräder 31 c und 31 d auf den Enden der anderen Planeten
welle 30 b befestigt und die Planetenwelle 30 b in die Lager 28
und 29 eingesetzt.
Die Funktion und die Wirkungsweise des Steuerrades nach der
vorbeschriebenen Ausführungsform wird nachfolgend an Hand von
Fig. 4 beschrieben.
Wenn das Lenkrad 13 gedreht wird, um eine Steuerung auszu
führen, werden die Platte 11 und die Lagereinheit 25 gedreht
und auf Grund der Drehung der Lagereinheit 25 werden die bei
den Planetenwellen 30 a und 30 b sowie die vier Planetenräder
31 a, 31 b, 31 c und 31 d um die beiden Sonnenräder 3 a und 3 b ge
dreht, wobei sie sich um ihre entsprechenden Achsen drehen.
Da jedoch das Sonnenrad 3 b am Träger oder Gestell 7 befestigt
ist, dreht es sich nicht und das Sonnenrad 3 a dreht sich eben
falls nicht wegen des Sonnenrades 3 b. Das Sonnenrad 3 a wird
somit ständig in nicht drehender Lage bezüglich des Gestelles
7 gehalten, d. h., die Konsole 1, die mit dem Sonnenrad 3 a ver
bunden ist, dreht sich ebenfalls nicht.
Andererseits auf Grund der Wirkung der elastischen Feder 32
auf der Planetenwelle 30 a sind die Oberflächen der entsprechen
den Zähne des Sonnenrades 3 a, auf der Seite der Platte 11,
ständig in Kontakt mit den Oberflächen, auf der Seite der Kon
sole 1, der entsprechenden Zähne des Planetenrades 31 a und
ebenso sind die Oberflächen, auf der Seite der Platte 11,
der entsprechenden schräg verzahnten Zähne des Sonnenrades
3 b ständig in Kontakt mit den Oberflächen, auf der Seite
des Gestelles 7, der entsprechenden schräg verzahnten oder
schraubenlinienförmigen Zähne des Planetenrades 31 b.
Durch die Planetenräder 31 a und 31 b, die auf der Planeten
welle 30 a angeordnet sind, werden somit Spiel, Lockerheit
und starke Geräusche unterdrückt, die sonst auf Grund von
Toleranzen oder Meßfehlern und dergleichen auftreten würden.
Die beiden Planetenwellen 30 a und 30 b können einfach und ge
nau an der Platte 11 angebracht werden mittels nur eines Ar
beitsschrittes, indem die Planetenwelle 30 a, auf der die Pla
netenräder 31 a und 31 b bereits mittels Keilverzahnung befe
stigt sind, an der Lagereinheit 25 befestigt wird, worauf die
andere Planetenwelle 30 b, auf der die Planetenwelle 31 c und
31 d an jedem ihrer Endabschnitte befestigt sind, an der Lager
einheit 25 befestigt wird, worauf die auf diese Weise zusammen
gebaute Lagereinheit 25 an der Platte 11 befestigt wird.
Dieser Zusammenbau des Steuerrades nach der zweiten Ausfüh
rungsform kann in wenigen Schritten einfach erreicht werden,
im Vergleich zu der eingangs erläuterten bisherigen Ausfüh
rungsform.
Da ferner die beiden Planetenwellen 30 a und 30 b in einem La
gergehäuse 25 nahe beieinander untergebracht sind, kann der
Platz innerhalb des Planetengetriebes benutzt werden zur Unter
bringung beispielsweise von Relais und anderen Teilen, was bis
her nicht oder kaum möglich war.
Die zweite Ausführungsform der Erfindung kann in der Praxis
auch in anderer modifizierter Weise ausgebildet sein.
Die Zahnräder des Planetengetriebes können Stirnräder sein.
In diesem Fall ist ein Ende des elastischen Elements 32 auf
der Planetenwelle 30 a mit dem Planetenrad 31 a und das andere
Ende mit dem Planetenrad 31 b so verbunden, daß durch das ela
stische Element 32 eine elastische Drehkraft auf die beiden
Planetenräder 31 a und 31 b ausgeübt wird, so daß sie sich in
wechselweise entgegengesetzten Richtungen längs ihres Umfangs
zu drehen suchen, so daß die Zähne beispielsweise des Sonnen
rades 3 a durch die Zähne der beiden Planetenräder 31 a und 31 b
belastet bzw. in Umfangsrichtung beaufschlagt werden, wodurch
Spiel oder Schlupf unterdrückt werden.
Die Feder 32 kann so ausgebildet sein, daß die Planetenräder
31 a und 31 b in Längsrichtung der Achse der Planetenwelle 30 a
aufeinander zu belastet werden.
Obwohl das elastische Element 32 auf der Planetenwelle 30 a
angeordnet ist, kann ein weiteres elastisches Element auf der
anderen Planetenwelle 30 b angeordnet werden. In diesem Fall
wird zweckmäßigerweise ein abgestufter Abschnitt auf der
Innenseite von jedem der Gleitlager 28 und 29 der Lagerein
heit 25 vorgesehen, so daß die beiden Planetenräder 31 c und
31 d an bestimmten Punkten der Planetenwelle 30 b sich nicht
mehr weiter voneinander entfernen können, innerhalb des Aus
maßes, in welchem ein Spiel durch die Wirkung des elastischen
Elementes 32 unterdrückt werden kann.
Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird außer den
Wirkungen der ersten Ausführungsform noch erreicht, daß der
Zusammenbau und Einbau der beiden Planetenwellen vereinfacht
wird und der Platz innerhalb des Planetengetriebes noch in
anderer Weise wirksam genutzt werden kann.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend
an Hand der Fig. 6 bis 8 beschrieben.
Wie Fig. 6 zeigt, sind zwei vertikal gegenüberliegende
Paare von Gleitlagerteilen 101 und 102 in Form einer Nut
im oberen Gleitlager 28 und im unteren Gleitlager 20 ausge
bildet.
Das linke Paar von Lagerabschnitten 101 stützt drehbar Pla
netenwellen 104 a und 104 b von Planetenrädern 103 a und 103 b
ab, die eine Schräg- oder Schraubenverzahnung haben und in
Eingriff mit den entsprechenden Sonnenrädern 3 a und 3 b stehen,
die ebenfalls eine Schräg- oder Schraubenverzahnung aufweisen,
wobei zwischen den Lagern 28 und 29 und den entsprechenden
äußeren Stirnflächen der Planetenräder 103 a und 103 b Zwischen
räume belassen sind.
Wie Fig. 7 zeigt, ist jeder der sich gegenüberliegenden inne
ren Stirnflächen der Planetenräder 103 a und 103 b mit je einer
Ausnehmung 105 a bzw. 105 b versehen, die versetzt zur Drehmitte
liegen und gegen die gleitend oder verschiebbar zwei parallele
Stifte 106 eingesetzt sind. Zweckmäßigerweise ist je ein Ende
der parallelen Stifte 106 mit je einem der Planetenräder 103 a
bzw. 103 b verbunden, während das andere Ende verschiebbar be
lassen ist.
Die beiden Planetenräder 103 a und 103 b werden durch eine Fe
der 107 auseinandergedrückt, welche zwischen den beiden Pla
netenrädern angeordnet ist, und infolge der Stifte 106 rotie
ren die Planetenräder in derselben Weise gleichzeitig mitein
ander.
Bei dem oberen Lager 28 ist ein metallischer Sicherungsring
108 in die Planetenwelle 104 a des Planetenrades 103 a einge
setzt, um die relativen beweglichen Abstände der Planeten
räder 103 a und 103 b in Axialrichtung zu beschränken, und dadurch
eine Hin- und Herbewegung der Konsole 1 in Drehrichtung des
Steuerrades ebenfalls im wesentlichen zu verhindern.
Das rechte Lagerpaar 102 in Fig. 6 stützt drehbar eine Pla
netenwelle 110 eines Planetenrades 109 ab, das gleichzeitig
mit beiden Sonnenrädern 3 a und 3 b in Eingriff steht. Diese
Ausführungsform eines einteiligen Planetenrades dient demsel
ben Zweck wie bei der ersten und der zweiten Ausführungsform,
d. h. es soll eine Drehung des Sonnenrades 3 a verhindern, die
sonst infolge der Kraft der Feder 107, durch welche das Pla
netenrad 103 a beaufschlagt wird, eintreten würde.
Beim Zusammenbau der Lagereinheit 111 der vorbeschriebenen
Ausführungsform werden die Planetenräder 103 a und 103 b durch
die beiden parallelen Stifte 106 verbunden und die Feder 107
eingesetzt, worauf diese Einheit zwischen die Lagerteile 101
der beiden Gleitlager 28 und 29 eingesetzt wird, wobei die
beiden Planetenräder 103 a und 103 b gegeneinander gedrückt
werden. Ferner wird das andere Planetenrad 109 zwischen die
beiden anderen Lagerabschnitte 102 eingesetzt.
Diese dritte Ausführungsform bildet außer den Funktionen und
Wirkungen der ersten und zweiten Ausführungsform noch folgende
Vorteile.
Da das Planetenrad 109, das gleichzeitig in Eingriff mit bei
den Sonnenrädern 3 a und 3 b steht, aus einem einzigen Planeten
rad besteht, wird die Zahl der Bauteile reduziert und eine
Phaseneinstellung ist nicht erforderlich, wie dies der Fall
ist, wenn zwei Planetenräder, je eines für jedes Sonnenrad 3 a und 3 b, vorgesehen sind.
Da ferner die beiden Planetenräder 103 a und 103 b dieselbe Form
haben, kann eine Metallform zur Herstellung beider Räder ver
wendet und damit die Kosten gesenkt werden. Auch besteht bei
den Planetenrädern 103 a und 103 b, wenn sie aus Kunststoff
hergestellt werden, keine oder kaum eine Gefahr des Schrumpfens
oder eines Mittenversatzes. Durch den Sicherungsring 108 wer
den die vertikalen Bewegungsmöglichkeiten der Zahnräder 103 a
und 103 b beschränkt, wodurch eine Hin- und Herbewegung der Kon
sole 1 in Drehrichtung des Steuerrades im wesentlichen ver
hindert werden kann.
In der Praxis kann die dritte Ausführungsform der Erfindung
modifiziert werden.
Der Sicherungsring 108 kann auf der Planetenwelle 104 b des
Planetenrades 103 b angeordnet werden, wobei dann ein Zwischen
raum zwischen den äußeren Stirnflächen der Planetenräder 103 a
und 103 b einerseits und den Lagern 28 und 29 andererseits vor
zusehen ist, damit die Planetenräder 103 a und 103 b vertikal be
weglich sind. Die Stifte 106 können so eingebaut werden, daß
ihre beiden Endabschnitte in den Bohrungen 105 a und 105 b, die
in den Planetenrädern 103 a und 103 b ausgebildet sind, gleiten
können.
Eine vierte Ausführungsform der Erfindung wird nun an Hand der
Fig. 9 bis 14 beschrieben. Wie in Fig. 11 dargestellt ist,
ist ein gestellseitiges Sonnenrad 121 b mit Schraubenverzahnung
und einem Schraubenwinkel von 45° um den Umfang des unteren
Abschnittes der Nabe 9 angeordnet und am Gestell 7 befestigt,
jedoch beweglich relativ zur Nabe 9 mittels eines Lagers 122
und eines metallischen Außenringes 123. Weiterhin ist ein kon
solenseitiges Sonnenrad 121 a mit Schraubenverzahnung, dessen
Schraubenwinkel 45° beträgt, um den Umfang des oberen Abschnit
tes der Nabe 9 mittels eines Lagers 124 und eines metallischen
Außenringes 125 angeordnet, wobei die Lager 122 und 124 mit
Preßsitz in den metallischen äußeren Ringen 123 und 125 sitzen.
Isolierplatten 126 und 127 aus Kunstharz sind auf die Ringe
123 und 125 innerhalb der beiden Sonnenräder 121 b und 121 a
aufgesetzt und Gleitringe oder Schleifringe 128 und 129 sind
entsprechend an der Stirnseite der Isolierplatten 126 und 127
befestigt. Diese Schleifringe 128 und 129 dienen zur Übertra
gung oder Weiterleitung von Signalen und dergleichen zwischen
nicht gezeigten elektronischen Elementen, die innerhalb der Kon
sole 1 angeordnet sind, sowie anderen nicht gezeigten elektro
nischen Elementen, die an der Seite der Wagenkarrosserie an
geordnet sind, wobei Kontaktstifte 131 und Federn 132 vorge
sehen sind, die in einem Gehäuse 130 untergebracht sind, das
an der Platte 11 befestigt ist. Stifte 133 dienen zur Auslö
sung eines Winker-Mechanismus und ein Deckel 134 verhindert
den Eintritt von Fremdstoffen in das Planetengetriebe und
schließt dieses nach außen ab.
An einer Aufnahmeplatte 135, die an dem Sonnenrad 121 b ange
schraubt ist, sind Aufnahmeelemente 136 angebracht und feste
Stifte 137 sind in die Aufnahmeelemente 136 eingepreßt. Insbe
sondere sind zwei Gruppen von Aufnahmeelementen 136 und Stif
ten 137 an zwei Stellen vorgesehen und die Aufnahmeelemente
136 stehen in Preß-Kontakt mit entsprechenden festen Stiften
137, wobei sie sich an gegenüberliegenden Stellen etwas biegen
können, womit das Sonnenrad 121 b so fixiert ist, daß es sich
nicht drehen kann. Durch die Stifte 137 wird ferner ein nicht
gezeigter Kombinationsschalter mit einem Winkermechanismus fest
gelegt. Die Lager 124 und 122 sind an der Nabe 9 dadurch be
festigt, daß ein oberer Anschlag 138 und ein unterer Anschlag
139 an die Nabe 9 angeschraubt sind.
Wie die Fig. 9 und 10 zeigen, ist eine Lagereinheit 140
vorgesehen, mit einem oberen Gleitlager 141 a und einem unteren
Gleitlager 141 b, die die Form eines Sektors haben und vertikal
voneinander beabstandet sind, ferner mit Seitenplatten 142 a
und 142 b zur vertikalen Verbindung der inneren Stirnfläche an
jedem Rand jedes Gleitlagers 141 a und 141 b, einer Rückplatte
143 mit einer gekrümmten Oberfläche, die an den Gleitlagern
141 a und 141 b und an den Seitenplatten 142 a und 142 b auf der
Seite angebracht ist, die entgegengesetzt zu der anderen Seite
liegt, die den Sonnenrädern 121 a und 121 b gegenüberliegt, wobei
diese Teile aus Kunstharz in Form einer einzigen Einheit ausge
bildet sind.
Jedes der oberen Gleitlager 141 a und der unteren Gleitlager
141 b ist in der rechten Hälfte von Fig. 9 abgebogen oder
abgekröpft, so daß es auf einer anderen Höhe liegt bzw. eine
abgestufte Form hat, d. h. die rechte Hälfte des oberen Gleit
lagers 141 a liegt auf einem höheren Niveau, während die rechte
Hälfte des unteren Gleitlagers 141 b auf einem niedrigeren
Niveau liegt.
Das obere Gleitlager 141 a hat zwei Lagerabschnitte 144 a und
145 a und das untere Gleitlager 141 b hat zwei Lagerabschnitte
144 b und 145 b. Demgemäß ist der vertikale Abstand zwischen
den Lagerabschnitten 145 a und 145 b auf der rechten Seite größer
als der vertikale Abstand zwischen den Lagerabschnitten
144 a und 144 b auf der linken Seite.
Ein gestellseitiges Planetenrad 146 b mit Schraubenverzahnung
und einem Schraubenwinkel β von 45° ist drehbar auf einer Pla
netenwelle 104 b abgestützt mittels eines Lagerabschnittes 144 b
des unteren Lagers 141 b, derart, daß es in Eingriff mit dem Son
nenrad 121 b steht, dessen Verzahnungswinkel β identisch zu dem
ersteren, d. h. 45°, ist.
Ferner ist ein konsolenseitiges Planetenrad 146 a mit Schrauben
verzahnung und einem Schraubenwinkel β von ebenfalls 45° auf
den oberen Endabschnitten der parallelen Stifte 106, die in dem
Planetenrad 146 b sitzen, vertikal beweglich bezüglich der
Stifte 106 angeordnet und es steht in Eingriff mit dem Sonnenrad
121 a.
Ferner ist ein Planetenrad 147 in Form eines einzigen schrauben
verzahnten Zahnrades mit einem Schraubenwinkel β von 45° dreh
bar mittels den Lagerteilen 145 a und 145 b abgestützt, das gleich
zeitig mit den beiden Sonnenrädern 121 a und 121 b in Eingriff
steht.
Das Planetenrad 147 ist durch die Lager 145 a und 145 b dreh
bar gelagert, deren Abstand größer ist als der vertikale Ab
stand zwischen den Lagerteilen 144 a und 144 b, und die Zahn
breite des Planetenrades 147 ist relativ lang, so daß kein
großer Spalt zwischen ihm und dem oberen Lager 141 a oder dem
unteren Lager 141 b verbleibt.
Die vierte Ausführungsform der Erfindung bietet über die Funk
tionen und Wirkungen der ersten drei Ausführungsformen noch
weitere Vorteile.
Da der Neigungswinkel β der Verzahnung der Sonnenräder 121 a
und 121 b sowie der Planetenräder 146 a, 146 b und 147 groß ge
halten ist und insbesondere 45° beträgt, wird die Kraftkompo
nente in Richtung der Zähne, die durch die Planetenräder 146 a
und 146 b aufgrund der Feder 107 gegen die Sonnenräder 121 a
und 121 b ausgeübt wird, klein. Die Reibung zwischen den Zahn
flanken der Sonnenräder und der Planetenräder wird dadurch
verringert, das Betätigungsmoment erniedrigt und die Entste
hung starker Geräusche vermieden.
Zu Versuchszwecken wurde der Steigungswinkel β der Verzahnung
bei den Sonnenrädern 121 a, 121 b und den Planetenrädern 146 a,
146 b und 147 in großem Maße verändert und die Räder wurden
in Steuerräder der hier beschriebenen Ausführungsform einge
setzt. Die so hergestellten Steuerräder wurden dann drei-
bis fünfmal wiederholt getestet, um die Beziehung zwischen
dem Steigungswinkel β der Verzahnung und dem für die Betäti
gung des Lenkrades erforderlichen Drehmoment festzustellen.
Als Referenzwert wurde das zur Betätigung des Lenkrades er
forderliche Drehmoment, d. h. das Steuermoment, erhalten, wie
in Fig. 12 dargestellt, wobei ein Ende eines Kabels 153 um
das Lenkrad 13 eines Steuerrades 151 gewickelt wurde, während
das andere Ende an ein Lastmeßgerät 154 angekoppelt wurde,
worauf das Lastmeßgerät 154 mittels eines Linearmotors 155
bewegt und die Belastung abgelesen wurde, sobald das Lenkrad 13
sich zu drehen beginnt. Der erhaltene Zusammenhang zwischen
der so gemessenen Belastung und dem Schraubenwinkel β der
Verzahnung der entsprechenden Räder 121 a, 121 b, 146 a, 146 b
und 147, die das Planetengetriebe bilden, ist in Fig. 13
dargestellt. Die Auswertung der Kurve zeigt, daß mit zunehmen
dem Winkel β das Betätigungsmoment abnimmt, es wird kleiner
als 1,0 kg · cm im Durchschnitt im Bereich von 25° bis 65° und
wenn der Winkel β weiter steigt, nimmt auch das Betätigungs
moment wieder zu. Wird daher der Winkel β, d. h. der Steigungs
winkel der Verzahnung der Zahnräder, so gewählt, daß er im
Bereich von etwa 25° bis 65° liegt, vorzugsweise im Bereich
von etwa 35° bis 55°, wird der Maximalwert des Betätigungs
momentes kleiner als 1,0 kg · cm, womit man ein Steuerrad er
hält mit kleinem Steuerungswiderstand.
Die in Fig. 14 dargestellte Kurve wurde erhalten, indem bei
den Steuerrädern, die dem vorgenannten Test unterworfen wur
den, plötzlich die Drehung des Lenkrades 13 von Uhrzeiger
richtung in Gegenuhrzeigerrichtung oder umgekehrt gewechselt
wurde und die Ablenkung oder Biegung der Konsole 1 zum Zeit
punkt der Umkehrung gemessen wurde mittels eines kontaktlosen
Sensors (hergestellt von der Firma Reed Electric Works). Aus
der Kurve nach Fig. 14 ergibt sich, daß wenn der Schrauben
winkel β im Bereich von etwa 25° bis 60° liegt, der Grad der
Ablenkung der Konsole 1 klein ist und nicht größer als 0,1°
im Durchschnitt.
Ferner zeigt sich, daß der Bereich von etwa 35° bis 55° für
den Schraubenwinkel β erwünscht ist, um den Maximalwert der
Abweichung der Konsole 1 nicht größer als 0,1° werden zu
lassen.
Es wurde weiterhin ein Versuch durchgeführt, wobei zehn männ
liche Fahrer mit siebenjähriger Erfahrung Fahrzeuge mit die
sen Steuerrädern erzielten, um die Handhabung der Steuerung
und die Entstehung von Geräuschen beim Steuern zu untersuchen.
Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 aufgeführt.
Schraubenwinkel β (in Grad)Gleichmäßigkeit
Schraubenwinkel β (in Grad)Gleichmäßigkeit
10X ∼ Δ
15Δ
20Δ
25Δ ∼ ○
35Δ ∼ ○
45○
55○
65○
In der obigen Tabelle 1 bedeutet das Symbol "○", daß alle
Fahrer geantwortet hatten "sehr gleichmäßig", das Symbol
"Δ ∼ ○", daß mehr als die Hälfte geantwortet hatten "gleich
mäßig", das Symbol "X ∼ Δ" bedeutet, daß ein Drittel geant
wortet hat "einigermaßen gleichmäßig", und das Symbol "X"
bedeutet, daß alle geantwortet haben "nicht gleichmäßig".
Das Symbol Δ bedeutet, daß etwa die Hälfte geantwortet hat "gleichmäßig".
Schraubenwinkel β (in Grad)starkes Geräusch
Schraubenwinkel β (in Grad)starkes Geräusch
10X ∼ Δ
15X ∼ Δ
20Δ
25Δ ∼ ○
35Δ ∼ ○
45○
55○
65Δ ∼ ○
In der Tabelle 2 bedeutet das Symbol "○", daß alle geantwortet
haben "perfekt geräuschfrei", das Symbol "Δ" bedeutet, daß etwa
die Hälfte geantwortet hat "starke Geräusche konnten nicht
festgestellt werden", das Symbold "Δ ∼ ○" bedeutet, daß mehr
als die Hälfte geantwortet hat "starke Geräusche konnten
nicht festgestellt werden", das Symbol "X ∼ Δ" bedeutet,
daß ein Drittel geantwortet hatte "etwas stärkere Geräusche"
und das Symbol "X" bedeutet, daß alle geantwortet haben "starke
Geräusche festgestellt.
Die Untersuchungen ergaben somit, daß Steuerräder, welche
die Sonnenräder 121 a und 121 b sowie die Planetenräder 146 a,
146 b und 147 enthielten, in einem Schraubenwinkel β der Zahn
räder im Bereich von 25° bis 60°, vorzugsweise im Bereich von
etwa 35° bis 55°, nur ein kleines Steuerdrehmoment oder Betä
tigungsdrehmoment benötigen, daß sie ferner nur geringen
Schlupf bzw. Spiel an der Konsole 1 hatten und daß die Ge
räuschbildung gering war.
Bei dieser vierten Ausführungsform können die Planetenräder 146 a
und 146 b auch so ausgeführt werden, daß sie z. B. durch Federn
aufeinander zu beaufschlagt werden.
Durch Einstellung des Schraubenwinkels bzw. des Steigungswin
kels der Verzahnung der Sonnenräder und der Planetenräder auf
den großen Bereich von etwa 25° bis 60° werden die hervorragen
den Wirkungen erzielt, nämlich eine Verringerung des Betätigungs
momentes, eine Verringerung der Geräusche und eine Unterdrückung
des Spiels in den Zahnrädern.
Claims (23)
1. Steuerrad für Fahrzeuge mit einer Lenksäule, einer
sich durch diese erstreckende Steuerwelle, einer auf
dieser befestigten Nabe, einer Naben-Platte,
einer Konsole, mehreren Sonnenrädern
mit Schräg- oder Schraubenverzahnung, mehreren
Planetenwellen und mehreren Paaren von Planeten
rädern mit Schräg- oder Schraubenverzahnung, die auf den
Planetenwellen sitzen und in Eingriff mit den Sonnenrädern
stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die
Planetenräder (5 a, 5 b) eines Paares auf wenigstens einer
(4 a) der Planetenwellen (4 a, 4 b) montiert sind, daß wenig
stens eines dieser Paare von Planetenrädern (5 a, 5 b) in
Längsrichtung der Achse der einen Planetenwelle (4 a) beweglich
ist, und daß die Planetenräder (5 a, 5 b) durch ein elasti
sches Element voneinander weg oder aufeinander zu in Längs
richtung der Achse der einen Planetenwelle (4 a) beaufschlagt sind.
2. Steuerrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Planetenräder eines Paares auf wenigstens
einer anderen der Planetenwellen so befestigt sind, daß
sie in Längsrichtung der Achse dieser Planetenwelle nicht
beweglich sind.
3. Steuerrad nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch Halteelemente für die Planetenwellen, die am Umfang
der Naben-Platte (11) befestigt sind, um die Planetenwellen
abzustützen, und daß die Halteelemente in Radialrichtung
der Sonnenräder nicht beweglich angebracht sind.
4. Steuerrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß jedes der Halteelemente für die Planetenwellen
aus einem Paar seitlicher Rahmen besteht, die sich in Längs
richtung der Achse der Steuerwelle erstrecken, daß Stützele
mente an den Rahmen befestigt sind, durch welche die
Rahmen an der Naben-Platte (11) befestigt sind, und daß
ein Paar Gleitlager, die in Längsrichtung der Rahmen im
Abstand voneinander liegen, an den Endabschnitten der Rah
men befestigt sind und die Planetenwellen in den Gleit
lagern abgestützt sind.
5. Steuerrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das elastische Element eine Schraubenfeder ist,
die auf der einen Planetenwelle und zwischen den Planeten
rädern angeordnet ist.
6. Steuerrad für Fahrzeuge, mit einer Lenksäule, einer
durch diese verlaufenden Steuerwelle, einer am Ende der
Steuerwelle befestigten Nabe, einer Naben-Platte,
einer Konsole und mehreren Sonnenrädern,
dadurch gekennzeichnet, daß eine ein elastisches Element
aufweisende Lagereinheit (25, 111, 140) an der Naben-Platte (11)
angebracht ist, welche mehrere Planetenwellen (30 a, 30 b,
104 a, 104 b, 110) und mehrere Planetenräder (31 a, 31 b, 31 c, 31 d,
103 a, 103 b, 109, 146 a, 146 b, 147) umfaßt, die auf den Planeten
wellen (30 a, 30 b, 104 a, 104 b, 110) befestigt sind und in Eingriff mit
den entsprechenden Sonnenrädern (3 a, 3 b, 121 a, 121 b) stehen.
7. Steuerrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Sonnenräder und die Planetenräder schräg
verzahnt oder schraubenverzahnt sind, und daß durch das
elastische Element die Planetenräder eines Paares,
die auf wenigstens einer der Planetenwellen angeordnet
sind und von dem wenigstens ein Planetenrad in Längsrichtung
der Achse in der Planetenwelle beweglich ist, derart beaufschlagbar
sind, daß sich die Planetenräder in Längsrichtung der Planetenwelle
annähern oder voneinander entfernen können.
8. Steuerrad nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Sonnenräder und die Planeten
räder in Form von Stirnrädern ausgebildet sind und daß
durch das elastische Element die Planeten
räder eines Paares, die auf einer der Planetenwellen sitzen,
derart beaufschlagbar sind, daß sie in wechselweise entgegen
gesetzter Umfangsrichtung bewegbar sind.
9. Steuerrad nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß das elastische Element eine Schrau
benfeder ist, die auf der Planetenwelle und zwischen den
Planetenrädern eines Paares angeordnet ist.
10. Steuerrad nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das elastische Element eine Schrau
benfeder ist, die auf der Planetenwelle zwischen den bei
den Planetenrädern eines Paares angeordnet ist und jedes
Ende der Schraubenfeder mit einem der Planetenräder verbun
den ist.
11. Steuerrad nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lagereinheit besteht aus einem
Paar seitlichen Platten, die sich in Längsrichtung der
Achse der Steuerwelle erstrecken, mehreren
Stützelementen, die an den Seitenplatten befestigt sind
und durch die die letzteren an der Naben-Platte (11) be
festigt sind, sowie einem Paar Gleitlager, die an den
Endabschnitten und im Längsabstand an den Seitenplatten
befestigt sind, und daß zwischen den Gleitlagern die Pla
netenwellen montiert sind.
12. Steuerrad nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Planetenräder eines Paares,
die auf wenigstens einer der Planetenwellen angeordnet
sind, so befestigt sind, daß sie in Längsrichtung der
Achse der Planetenwelle nicht bewegbar sind.
13. Steuerrad nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Naben-Platte (11) an ihrem
Umfang eine Ausnehmung aufweist, in der die Lagerein
heit angeordnet ist.
14. Steuerrad nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwei der Planetenräder auf ihren
einander gegenüberliegenden Seiten zwei Stifte aufwei
sen, um sie zusammen zu koppeln, und daß die entsprechen
den anderen Seiten dieser beiden Planetenräder mittels
der Planetenwellen an der Lagereinheit befestigt sind.
15. Steuerrad nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß eines der Planetenräder so aus
gebildet ist, daß es gleichzeitig mit sämtlichen Sonnen
rädern in Eingriff steht.
16. Steuerrad nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Sonnenräder und die Planeten
räder eine Schraubenverzahnung haben, daß ferner die Lager
einheit ein elastisches Element hat, um die Planetenräder
eines Paares, welche durch die Stifte gekoppelt sind, zu
beaufschlagen, wobei wenigstens eines dieser Planetenrä
der in Längsrichtung der Achsen der Stifte beweglich an
geordnet ist, so daß die Planetenräder durch die Beauf
schlagung mittels des elastischen Elementes sich in Längs
richtung der Achsen der Stifte entweder annähern oder von
einander entfernen können.
17. Steuerrad nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwei Planetenräder in ihren einander
gegenüberliegenden inneren Stirnflächen zwei Paare von
Ausnehmungen haben, die versetzt zur Mitte der Planeten
räder ist, und daß die beiden Stifte in diesen Ausnehmun
gen angeordnet sind.
18. Steuerrad nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß das elastische Element eine
Schraubenfeder ist, die über den Stiften und zwischen
den Planetenrädern angeordnet ist.
19. Steuerrad nach Anspruch 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Endabschnitt von jedem der
beiden Stifte, die in den Ausnehmungen angeordnet sind,
jeweils an dem einen der beiden Planetenräder befestigt
ist, während die anderen Enden der Stifte in diesen Aus
nehmungen verschiebbar sind.
20. Steuerrad nach Anspruch 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß beide Endabschnitte der beiden
Stifte in den Ausnehmungen der beiden Planetenräder
gleitend verschiebbar sind.
21. Steuerrad nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Neigungswinkel oder Schrauben
winkel der Verzahnung der Sonnenräder und der Planeten
räder im Bereich von etwa 25° bis 60° liegt.
22. Steuerrad nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lagereinheit eine Rück-Platte
aufweist, die an den beiden Seitenplatten und den beiden
Gleitlagern auf der Seite befestigt ist, die gegenüber
der anderen Seite liegt, die den Sonnenrädern gegenüber
liegt und daß jedes der beiden Gleitlager abgekröpft aus
gebildet ist, so daß eine Abstufung gebildet wird, und
daß eine der beiden Seitenplatten in Längsrichtung länger
ausgebildet ist als die andere Seitenplatte.
23. Steuerrad nach Anspruch 6, gekennzeichnet
durch Aufnehmerplatten, die an einem der Sonnenräder an
gebracht sind, um dieses an dem Trägerabschnitt zu befe
stigen, Aufnehmerelementen, die an der Aufnehmerplatte be
festigt sind, sowie feste Stifte, die in Preßverbindung
mit den Aufnehmerelementen stehen.
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