DE964565C - Kraftverstaerkersystem mittels Elektromotors fuer einen Kraftfahrzeug-Steuermechanismus - Google Patents

Kraftverstaerkersystem mittels Elektromotors fuer einen Kraftfahrzeug-Steuermechanismus

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DE964565C
DE964565C DEL19787A DEL0019787A DE964565C DE 964565 C DE964565 C DE 964565C DE L19787 A DEL19787 A DE L19787A DE L0019787 A DEL0019787 A DE L0019787A DE 964565 C DE964565 C DE 964565C
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Description

  • Kraftverstärkersystem mittels Elektromotors für einen Kraftfahrzeug-Steuermechanismus Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftverstärkersystem mittels Elektromotors für den Steuermechanismus eines lenkbaren Fahrzeuges der Bauart, bei welcher das Drehmoment an die Räder über eine Lenkschubstange od. dgl. übertragen wird, welche lineare Betätigung von dem Handlenkrad erhält.
  • Es sind Systeme zur Verwirklichung der vorstehenden Aufgabe bekannt, bei welchen hydraulischer Druck das kraftausübende Medium ist. Jedoch ist in den bekannten Systemen keine Leistungsverstärkung möglich, wenn der Motor abgestellt ist, weil die hydraulische Pumpe in Betrieb sein muß, wenn vom Verstärker Gebrauch gemacht wird. Während bei normaler Fahrt die Leistungsverstärkung der Steuerung recht nützlich ist, wird der volle Wert dieser Maßnahme hauptsächlich während des Parkens oder bei Verlassen des Parkplatzes ausgenutzt, besonders dann, wenn ein vorneweg und hintenan stehender Wagen ein starkes Manövrieren erforderlich macht, um das Fahrzeug aus seinem beengten Platz herauszusteuern. Es sind auch derartige Kraftverstärkersysteme vorgeschlagen worden, die mit von Hand ein- und ausschaltbaren elektrischen oder hydraulischen Hilfsmotoren arbeiten. Auf die Schwierigkeit, bei schneller Fahrt auf der Autobahn oder auch beim Rangieren auf Parkplätzen oder in Garagen zusätzliche 'Schalter bedienen zu müssen, braucht jedoch nicht besonders hingewiesen zu werden.
  • Ein wichtiges Erfordernis für ein ideales Verstärkersystem der hier vorliegenden Art ist das »Steuerungsgefühl«. Mit diesem Ausdruck ist die Reaktion des Lenkrades auf die Bewegung des Fahrzeuges gemeint, wie sie vom Fahrer wahrgenommen wird. Leistungsverstärkung nimmt notwendigerweise dem Fahrer den größten Teil des für das Lenken erforderlichen Kraftaufwandes ab. Folglich ergibt sich ein leichtes 'Steuergefühl am Lenkrad, verglichen mit den herkömmlichen Anordnungen, d. h. solcher ohne Verstärkung. So sollte ein Verstärkersystem fähig sein, eine sofortige und fühlbare Reaktion zu vermitteln, bei welcher der Fahrer die Lenkbewegung wahrnehmen kann, ohne tatsächlich mehr als die bloße Mühe aufwenden zu müssen, welche erforderlich ist, das' Lenkrad in die gewünschte Richtung und zu der gewünschten Winkelstellung zu drehen. Eine bekannte elektrisch arbeitende Steuervorrichtung mit zwei veränderliche elektrische Kohlenstoffelemente aufweisenden Im= pedanzvorrichtungen weist eine Reihe von Unlinearitäten in dem Kraftzug auf. Sie kann deshalb kein ideales Steuergefühl vermitteln und eignet sich daher nur für sehr langsam fahrende Fahrzeuge, z. B. fahrbare Kräne, die durch eigens dafür geschultes Personal bedient werden. Dementsprechend ist es ein Ziel dieser Erfindung, eine Leistungsverstärkeranordnung für ein Kraftfahrzeuglenkgetriebe vorzusehen, das ein ideales »Steuergefühl« aufweist.
  • Ein anderes Erfordernis eines Verstärkersystems ist die Fähigkeit des Steuermechanismus, nach einer Kurve wieder in die Normalstellung zurückzukehren. Radsturz, Nachlauf und Vorsprung der Vorderräder von gewöhnlichen Kraftfahrzeugen sind so berechnet, daß sie nach einer Abweichung von der Geraden dieselben wieder auf Normalstand, d. h. auf Geradeauslauf, einstellen. Die Fähigkeit eines Verstärkersystems, eine solche Wiederherstellung des Normalstandes zuzulassen, ist ein Maßstab für seine praktische Anwendbarkeit. Ein Ziel der Erfindung ist, ein Steuerungsverstärkersystem mit ungehinderter Rückkehr zu der Normallage zu schaffen.
  • Ein bekanntes Steuersystem verwendet einen auf der Steuerachse sitzenden Elektromotor, der durch Öffnen und Schließen von Berührungskontakten in Abhängigkeit von den Bewegungen des Lenkrades betätigt wird. Abgesehen davon, daß die Verwirklichung verhältnismäßig großer Kräfte bei für den Betrieb eines Elektromotors ungewöhnlich kleinen Winkelgeschwindigkeiten einen sehr großen Elektromotor bedingt, der nicht nur sehr teuer ist und' viel Platz braucht, sondern auch eine große zusätzliche träge Masse hat, welche die Feinfühligkeit der Steuerung erheblich erschwert, erzeugt ein sich derartig langsam bewegender Elektromotor kein vollkommen konstantes Drehmoment; es überlagern sich vielmehr je nach der Bewegung und der Kommutation der einzelnen 'Spulen zusätzliche Kräfte, die ruckartige Bewegungen erzeugen und damit gleichfalls die »Feinfühligkeit« der Steuerung beeinträchtigen. Diese Berührungskontakte bedingen ferner einen erheblichen zusätzlichen toten Gang. Ein Ziel der Erfindung ist es daher, ein Verstärkersystem vorzusehen, welches durch ein Minimum an Spiel am Lenkrad gekennzeichnet ist.
  • Ein weiteres Ziel ist es, ein Verstärkersystem, wie vorher erwähnt, vorzusehen, welches ohne weiteres an bekannte Kraftfahrzeugtypen angebaut bzw. nachträglich eingebaut werden kann.
  • Nach der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß durch an sich bekannte, veränderliche elektrische Kohlenstoffelemente aufweisende Impedanzvorrichtungen, die mit der Lenkschubstange oder mit der Lenkradwelle verbunden sind und die durch an sich bekannte Mittel, welche diese Vorrichtungen mit dem Lenkteil. zur Änderung ihrer Impedanz sowohl der Größe als auch im Richtungssinn entsprechend der Verschiebung des Lenkteiles verbinden, in zwei Richtungen von seinem normalen Wert aus geändert werden können, veränderliche, zwischen dem Elektromotor und der Lenkschubstange angeordnete elektromagnetische Kupplungen wahlweise, je nach Richtung und Stärke der Verschiebung des Lenktees, elektrisch so gesteuert werden, daß die von Hand am Lenkteil ausgeübte Kraft verstärkt wird.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind aus den Darstellungen von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung zu entnehmen. Es zeigt Fig. I eine schematische perspiektivische Ansicht, in welcher, das System der Erfindung in Kombination mit einer herkömmlichen Ausführungsform eines Kraftfahrzeüglenkgetriebes gezeigt ist, Fig. z eine ebenfalls schematische perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung des Triebwerkes und seiner Verbindung zur Lenkschubstange, Fig. 3 einen vergrößerten Längsschnitt der Fühlvorrichtung, in Richtung auf die Rückseite des Fahrzeuges gesehen, Fig. 4 ein Schaltschema, Fig.5 einen schematischen Grundriß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 5 und Fig. 7 einen Querschnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 6.
  • Die Erfindung soll in erster Linie bei der herkömmlichen Ausführung von Steuermechanismen, wie sie bei den heutigen Personenkraftwagen in Gebrauch sind, angewandt werden. Ein solcher Mechanismus weist eine Lenkschubstange von hohler, röhrenförmiger Bauart auf, die bei einer geringen Abänderung zur Aufnahme einer Fühlvorrichtuig der hier beschriebenen Art geeignet ist.
  • Wenn in dieser Beschreibung Bezug genommen wird auf ein »herkömmliches« Lenkgetriebe, soll darunter eine Anordnung verstanden sein, dsren Bestandteile in Fig. i gezeigt sind. Abweichungen von dieser Normalform werden vorkom neu, aber aus dem Folgenden wird offenbar, daß die Elemente der Erfindung auch bei dieser abweichenden Ausführung anwendbar sind, wobei nur s6hr geringe Änderungen in der Anordnung nötig sind. In Fig. I beispielsweise ist ein Teil des Fahrgestells, und zwar der Vorderachsbeil l o, gezeigt, auf welchem mit Hilfe der Achsschenkelbolzen. I2, 12 die Lenkzapfen II, II drehbar aufgesetzt sind, Jeder Zapfen weist einen Zapfen 13 auf, auf welchem, wie bekannt, die gesteuerten Räder 15 befestigt sind.
  • In der dargestellten Ausführung wird die Lenkung manuell mit Hilfe eines Lenkrades 21 bewirkt, welches durch eine Welle 22 und ein 'Schneckengetriebe 23 den Lenkschneckenarm 25 in der einen oder anderen Richtung zu drehen vermag. Herkömmlicherweise endet das freie Ende des Schneckenarmes 25 in einer Kugel, die geeignet ist, gegen die eine oder die andere von zwei verhältnismäßig steifen Druckfedern (nicht gezeigt), die in einer rohrförmigen Lenkschubstange 29 angebracht sind, zu bearbeiten. So bewirkt die Bewegung des Schneckenarmes 25 in der einen oder der anderen Richtung, daß die 'Schubstange 29 nach links oder rechts verschoben wird. Die Verbindung zwischen der Schubstange 29 und den Leerzapfen II, II wird durch die Verbindungsstangen 3I hergestellt, die an ihren Enden in bekannter Weise drehbar eingesetzt sind. Die Federn, welche die Kraft des Lenkschneckenarmes übernehmen, :ermöglichen die Absorption von 'Stößen, die auf Straßenerschütterungen .und Hindernisse zurückzuführen sind, und verhindern dabei die Übertragung derselben auf die Teile des Lenksystems und weiter auf den Fahrer.
  • Bei Umsetzung der Erfindung in die Praxis werden die vorerwähnten Federn und ihre Funktionen benutzt mit der Ausnahme, daß eine leichte Umgruppierung der zugehörigen Teile erforderlich wird, um die elektrische Fühlvorrichtung nach der Erfindung damit zu verbinden.
  • In Fig.3 wird das Vorderende des Schneckenarmes 25 gezeigt, der in der bekannten Kugel 32 endet, die auf zwei Auflagen 33 und 34 sitzt. Ein Widerlager 36 ist mit Hilfe von Schrauben an der Schubstange 29 befestigt und nimmt das feste Ende einer Druckfeder 37 auf, die zwischen dem Widerlager und der Auflage 33 eingesetzt ist. Ähnlich wirkt ein zweites Widerlager in der Form einer mit Gewinde versehenen Buchse 39 und einer Gegenmutter 41 als fester Anschlag für eine zweite Druckfeder 42, die zwischen der Buchse 39 und der Auflage 34 eingesetzt ist. Diese Anordnung ist im wesentlichen bekannt. Durch die Bewegung der Kugel 32 in Abhängigkeit vom der Betätigung des Steuerrades 2I wird die Schubstange 29 nach links oder rechts verschoben.
  • Das Widerlager 36 trägt einen rohrförmigen Ansatz 45 und das Widerlager 39 eine mit Gewinde versehene Buchse 46, weiche einen ähnlichen Ansatz 47 aufweist. Eine Gegenmutter 48 legt die Buchse 46 in ihrer eingestellten Lage fest.
  • Jeder der rohrförmigen Ansätze 45 und 47 ist mit einer elektrisch isolierten Buchse 51, 51 ausgestattet, welche mehrere Pillen kompakter Kohlenstoffteilchen oder gleichwertigen Materials aufnimmt, die eine Änderung des elektrischen Widerstandes entsprechend der darauf ausgeübten mechanischen Kraft zeigen. Wahlweise können auch im Sinne der Erfindung andere Vorrichtungen mit ähnlicher Funktion angewandt werden, z. B. elektrisch leitende Platten, getrennt durch ein geeignetes Dielektrikum, die als Kondensator wirken, oder eine Spule mit variabler Induktivität durch Änderung der Permeabilität des Kerns unter Druck oder physikalischer Bewegung oder gleichwertige magnetostriktive Vorrichtungen. Im wesentlichen ist die Fühlvorrichtung so beschaffen, daß sie eine darauf wirkende Kraft in eine Änderung eines Spannungsabfalls in einer elektrischen Impedanz der gewünschten Polarität oder Phase umsetzt, und das in einer im wesentlichen linearen Weise. Kohlrenstoffpillen werden wegen der Fähigkeit vorgezogen, die starke Erschütterung, welcher die Vorrichtung im Betrieb ausgesetzt ist, auszuhalten.
  • Ein metallischer Kolben 56 ist innerhalb jeder Buchse 5I gleitbar gelagert und mit Hilfe von Schrauben 57 an einer Membran 58 und einer konischen Druckfeder 59 befestigt. Letztzar stößt an die angrenzende Auflage 33 oder 34 und sieht eine normale Impedanz für beide Gruppen von Pillen 55, 55 vor, wenn sich die Kugel 32 in ihrer zentralen oder normalen Lage befindet, entsprechend der Geradeausstellung der gesteuerten Räder. Die Membranen 58, 58 .sind an die Ansätze 45 und 47 angelötet und dichten das Innere der Ansätze gegen den Eintritt von Schmutz und Fett ab, während sie die nötige Hin- und Herbewegung des Kolbens 56 zulassen.
  • Ein Ende jeder Gruppe von Pillen 55, 55 ist über den Kolben 56 und die anderer Metallfeile, die damit in Berührung stehen, geerdet. An das andere Ende ist eine isolierte Leitung 6I bzw. 62 angeschlossen, die zu der Kupplung 77 bzw. 78 führt (Fig. 2).
  • Das dem Schneckenarm 25 mittels manueller Lenkung erteilte Drehmoment erzeugt in an der Kugel 32 eine Kraft, die nach links oder rechts wirkt.
  • Fölglich wird eine normale Lenkkraft über die Schubstange 29 in bekannter Weise übertragen, wobei die eine oder die andere der Federn 37 oder 42 eine gewisse Deformation erleidet, welche von dem Widerstand abhängt, den sie der Lenkhraft entgegensetzt. Die Deformation einer Feder entspricht der Größe der Bewegung der Auflage 33 oder 34 und der auf den Kolben 56 über die dazugehörige Feder 59 ausgeübten Kraft. Jedoch ist die Bewegung, welche von den Kohlenstoffpillien aufgenommen wird, das Ergebnis der dür Federn 37 und 59. Mit .anderer. Worten, die Dtior. mation der Feder 37 ist direkt prc@noztivnal der af ihr wirkenden Kraft; diese D,efor.aiatior: wiederum wird von der Feder 59 wahrgerc:,arlrncn und ris viel kleinere Bewegung auf die Iiola.`.Lastoffi,ihtii übertragen. Die Feder 59 hat wel -@leincre Linie:;-si:on-m als die Feder 3? oder 42, danut nur eine relativ kleine Verschebung da--s _K->lbeiaa p g@ec:#,_ über der üblichen. Verschiebung derufl:ag:: 33 ri:3@#@r 34 zur Schubstange 29 eintritt. Fir#-: säule darf nämlich z. B. nur wei:ige @a:aser-'he1 eines Millimeters zusammengedrückt werden, um eine nutzbare Änderung im elektrischen Widerstand hervorzurufen.
  • Die entsprechende Widerstandsänderung der Gruppe der linken und rechten Pillen 55, 55 ergibt eine Differentialwirkung. So kann durch geeignete Wahl der Federabmessungen 59, 59 der Widerstand der einen oder der anderen Pillengruppe über oder unter einer vorbestimmten Wert bzw. Nullwert geändert werden. Zur vorläufigen Einstellung eines solchen Wertes kann die Buchse 39 benutzt -werden.
  • Keine Änderung in den Dimensionen der herkömmlichen Teile des Lenkgetriebes ist erforderlich außer der Anbringung einer mit Gewinde versehenen Öffnung im Widerlager 39. Die übrigen Teile sind innerhalb des bereits vorhandenen Innenraumes der Federn 37 und 42 eingebaut.
  • Durch anfängliche Vorspannung einer einzelnen Impedanzvorrichtung, wie z. B. einer einzelnen oder mehrerer Kohlenstoffpillen, durch eine geeignete Anfangskraft kann die Ab- oder Zunahme dieser Kraft ausgenutzt werden für die zwei erforderlichen Richtungssinne, welche die Vorrichtung braucht.
  • An einer passenden Stelle im Fahrgestell wird das mit Bezugsziffer 7I bezeichnete und in Fig. 2 im Detail dargestellte Hilfslenktriebwerk befestigt. Herkömmlicherweise ist das .freie Ende der Lenkschubstange, das ist das dem Lenkschneckenarm 2 5 gegenüberliegende Ende, auf seinem Zwischenglied 72 für parallelogrammartige Bewegung drehbar befestigt, das mit seinen Enden am Fahrgestell und der Lenkschubstange gelenkig befestigt ist. Dieses Zwischenglied 72 wird gemäß der Erfindung durch einen Getriebesektor 73 erweitert, der in den Rahmen des Hilfslenktriebwerkes 71 drehbar eingesetzt ist.
  • Die Leistungsabgabe des Triebwerkes bewirkt eine Drehung des Sektors 73 und damit des Armes 72 in einer oder der anderen Richtung und bedeutet eine Kraftverstärkung für die Lenkschubstange 29 in Ergänzung der von Hand aufgewandten Kraft.
  • Zu diesem Zweck ist ein Elektromotor 75, welcher ein Antriebsritzel 76 aufweist, so angeordnet, daß er zwei entgegengesetzt sich drehende lösbare Kupplungen 77 und 78 antreibt, die miteinander und mit dem Triebrad 76 im Eingriff stehen. Jede Kupplung hat dementsprechend ein Antriebsritzel 8I und 82, das gewöhnlich mit einem Zahnrad 83 im Eingriff .steht, das an einer Welle mit einem Triebrad 84, welches den 'Sektor 73 bewegt, befestigt ist. Jede Kupplung ist so angeordnet, daß sie wahlweise in Übereinstimmung mit der Fühlvorrichtung der Fig. I und mit Hilfe eines noch zu beschreibenden Stromkreises betätigt werden kann.
  • Die Betätigung der einen oder der anderen der Kupplungen 77 oder 78 hat eine Links- oder Rechtsbewegung der Lenkschubstange 29 zur Folge in einem Grad, daß sich eine Kraftverstärkung gegenüber dem von Hand ausgeübten Drehmoment ergibt. Die Kupplungen 77 und 78 können elektromagnetisch betätigt oder Magnetpulverkupplungen sein. Als Sicherheitsmaßnahme kann es erwünscht sein, eine Rutschkupplung 90 oder eine gleichwertige Vorrichtung zwischen den Sektor ; 3 und das Zwischenglied 72 einzusetzen, se daß, wenn eine Kupplung 77 oder 78 kurzgeschlossen wird, die Untersetzung ein Überdrehen von Hand nahezu unmöglich macht, wobei in seinem solchen Falle die Kupplung die Betätigung des Steuermechanismus von Hand zuläßt.
  • Ein bevorzugter und einfacher Stromkreis wird in Fig. 4 dargestellt. Die Füllvorrichtung mit den Widerständen 55, 55 ist schematisch als ein Paar .veränderlicher Widerständ gezeigt.
  • Die Spulen 77a und 78a der sich entgegengesetzt drehenden lösbaren Kupplungen sind durch die Leitungen 81 und 82 mit ihren zugehörigen veränderlichen Steuerwilderständen 55, 55 verbunden. Der Kreis ist bei 8o geerdet und bei 83 an den Pluspol angeschlossen.
  • Aus Sicherheitsgründen, wenn z. B. eine gewisse Überlastung bewirkt, daß eine der Kupplungsspulen einen Überstrom aufnimmt, ist ein Relais 84 vorgesehen, welches eine Überlastungsentwicklung 85 und eine Haltewicklung 86 aufweist. Das eine Ende der Wicklung 85 ist an die Verbindungsstelle 83 der Kupplungsspulen und das andere Ende -an den Ruhekontakt 87 des Ankers 88 angeschlossen. Der letztere ist mit dem Kontakt des Leistungsrelais 89 verbunden. Der Pluspol ist an den Anker desselben angeschlossen. Die Wicklung 86 ist an den Arbeitskontakt 9 1 des Relais 84 und an Erde angeschlossen.
  • Der Zündschalter des Fahrzeuges ist bei 92 gezeigt, und ein unabhängiger 'Schalter zur Ein- und Ausschaltung des Erfindungssystems ist bei 93 dargestellt. Wenn beide geschlossen sind, dann wird der Pluspol an das Leistungsrelais 89 gelegt, um den Pluspol mit dem Stromkreis der Erfindung zu verbinden. Der Motor 75 ist über das Leistungsrelais an den Pluspol und an Erde angeschlossen. Ähnlich ist der Pluspol über den Anker 88, Kontakt 87 und Spule 85 an die Verbindungsstelle 83 angeschlossen. Dementsprechend fließt der Kupplungsstrom auch durch die Wicklung 85. Im Falle der Überlastung wird der Anker 88 an seinen Ruhekontakt gezogen, wobei er den Pluspol von den Kupplungsspulen und der erregenden Haltewicklung 86 trennt. 'Solange der Überstrom anhält, bleibt der Anker 88 zurückgezogen. Jedoch kann nach Ausschaltung der Ursache der 'Schwierigkeit der Stromkreis durch augenblickliches öffnen und dann durch Wiederschließen des 'Schalters 92 oder 9 3 wiederhergestellt werden.
  • Eine andere Ausführung der Erfindung ist in dien Fig. 5, 6 und 7 gezeigt. Sie ist besonders geeignet für eine Lenkvorrichtung, die keine Lenk-Schubstange oder ein gleichwertiges Teil aufweist, die eine Anwendung der Fühlvarrichtung, wie vorstehend beschrieben, gestatten würde.
  • Das Lenkrad ioi (Fig. 5) ist starr mit der Welle 102 verbunden, welche bei 103 an der Nabe 104 eines Teils io5 (Fig. 7) befestigt ist. Letzterer weist zwei mit dem Teil 105 aus einem 'Stück bestehende Stützen 107, 107 von im wesentlichen sektorähnlichem Querschnitt auf, welche in jeder ihrer flachen Seiten eine halbkuglige Aussparung Io8 besitzen.
  • Zur Drehung gegenüber dem Teil 105 ist ein ähnlicher Teil III geeignet, welcher ebenfalls eine Nabe I12 aufweist, die bei II3 mit der Welle 114 verstiftet ist. Beide Teile Io5 und III sind drehbar in einem ringförmigen Gehäuse II5 befestigt, welches an irgendeinem festen Teil des Fahrzeuges angebracht ist, wie bei II6 gezeigt. Der Teil III ist ebenfalls mit zwei sektorähnlichen Stützen II6, 116, welche halbkuglige Vertiefungen 117 haben, versehen.
  • Zwischen die benachbarten Aussparungen einer Stütze Io7 und einer Stütze 116 sind zwei Fühlvorrichtungen 121, I2I eingesetzt, welche im all-.gemeinen der Bauart und der Funktion der Vorrichtung in Fig.3 ähnlich sind. Jede Vorrichtung umfaßt ein Gehäuse 122, welches einen halbkugligen Kopf 123 hat, der so angeordnet ist, daß er sich in der zugehörigen Aussparung Io8 drehen kann. Im Gehäuse 122 ist ein Kolben 124 aufgenommen, der sich gegen mehrere Kohlenpillen 127 legt. Eine Druckfeder 128 erzeugt eine auf die Pillen wirkende Vorspannung und dient dazu, Kraft auf dieselben im Verhältnis zu der entsprechenden Bewegung des Kolbens und des Gehäuses zu übertragen. Dementsprechend bewirkt eine Drehung in der einen oder der anderen Richtung zwischen den Teilen Io5 und III, daß eine der Vorrichtungen I2I zusammengedrückt wird und der normale Druck von der anderen Vorrichtung weggenommen wird, so daß sich die erstrebte Differentialwirkung der Pillen, wie oben im Zusammenhang mit Fig. 3 angedeutet, ergibt.
  • Eine gegen Erde isolierte Verbindung mit jeder der Vorrichtungen 121 kann durch die Leitungen 131, 131 hergestellt werden, welche an Bürsten 132, 132 angeschlossen sind, die auf den Schleifringen 133,133 laufen. Eine Erdverbindung kann durch die nicht isolierten Schleifringe 134, 134 in bekannter Weise gebildet werden.
  • Um eine vorbestimmte Winkelbeziehung zwischen den Teilen 105 und III herzustellen, können zwei schwere Druckfedern 136,136 angewandt werden. Zur Vermeidung einer radialen Beanspruchung werden diese Federn vorzugsweise an ihren Enden von Zapfen 137 der Niete mit halbkugligen Köpfen 138, welche letzteren in den Aussparungen 117 drehbar eingesetzt sind, getragen.
  • Die normale Handsteuerung wird von der Welle 102 auf die Welle 114 über die Fühlvorrichtung, in Fig. 6 und 7 dargestellt, und über irgendeine Form von Untersetzungsgetriebe 141, welches zum Mechanismus des in Frage stehenden Fahrzeugas gehört, übertragen. Die Kraftverstärkung wird dem Ausgang des Getriebes 141 mit Hilfe des Getriebes 142, welches durch das Triebwerk 143 angetrieben wird, zugeleitet. Letzteres kann im allgemeinen Doppelrichtungsantrieb, wie in Fig. 2 gezeigt, haben und wird von der Fühlvorrichtung der Fig. 6 über den Stromkreis der Fig. 4 gesteuert. Als Reisetaschenausführung kann die Ausführung gemäß der Erfindung, wie sie in den Fig. I bis 4 beschrieben ist, von einem Mechaniker mit Hilfe nur einfacher Werkzeuge installiert werden.
  • Die Anordnung ist nicht teuer, sie ist leicht, einfach und sicher und schafft tatsächlich lineares »Steuergefühl« und Kraftverstärkung. Bei langsamem Fahren oder beim Parken ist die volle Verstärkungskraft bei einem Druck der Fingerspitze auf das Lenkrad verfügbar. Das 'System ist bis zu dem Punkt feinempfindsam, daß ein Querwind durch die Fühlvorrichtung wahrgenommen und korrigiert wird. Diese Fühlvorrichtungen können in ihrer Empfindlichkeit so eingestellt werden, daß sie zu einem speziellen Wagen oder einem solchen nach des Fahrers Eigenart passen.
  • Der Stromverbrauch kann mit dem des Beleuchtungssystems des Fahrzeuges verglichen werden.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Kraftverstärkersystem mittels Elektromutors für den Steuermechanismus eines lenkbaren Fahrzeuges der Bauart, bei welcher das Drehmoment an die Räder über eine Lenkschubstange od. dgl. übertragen wird, welche lineare Betätigung von dem Handlenkrad erhält, dadurch gekennzeichnet, daß durch an sich bekannte, veränderliche elektrische Kohlenstoffelemente aufweisende Impedanzvorrichtungen, die mit der Lenkschubstange oder mit der Lenkradwelle verbunden sind und die durch an sich bekannte Mittel, welche diese Vorrichtungen mit dem Lenkteil zur Änderung ihrer Impedanz sowohl der Größe als auch im Richtungssinn entsprechend der Verschiebung des Lenkteils verbinden, in zwei Richtungen von einem normalen Wert aus geändert werden können, veränderliche, zwischen dem Elektromotor und der Lenkschubstange angeordnebe elektromagnetische Kupplungen wahlweise, je nach Richtung und Stärke der Verschiebung des Lenkteils, elektrisch so gesteuert werden, daß die von Hand am Lenkteil ausgeübte Kraft verstärkt wird.
  2. 2. Kraftverstärkersystem nach Anspruch I mit einem Lenkschneckenarm üblicher Bauart, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei an sich bekannten elektrischen Impedanzvorrichtungen zwischen dem Lenkschneckenarm (25) und der Lenkschubstange (29) eingesetzt sind, so daß bei der Bewegung des Lenkrades (21) in der einten Richtung der elektrische Widerstand .der einen Impedanzvorrichtung vergrößert und der der anderen verkleinert wird und daß bei der Bewegung des Lenkrades in der anderen Richtung das Umgekehrte eintritt.
  3. 3. Kraftverstärkersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Impedatnzvorrichtung mehrere Kohlenstoffscheiben auf-weist. -
  4. 4. Kraftverstärkersystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ies einen mit der 'Steuervorrichtung beweglichen und mit zwei entgegengesetzt verlaufenden Stützen (116) versehenen Teil (III) und einen mit dem Steuerrad arbeitsmäßig verbundenen und gleichfalls mit zwei entgegengesetzt verlaufenden Stützen (I07) ausgerüsteten Teil (Io5) aufweist, die beide durch Mittel verbunden sind, welche zwei an sich bekannte elektrische Impedanzen (I21) einschließen, wobei eine Impedanz entsprechend der darauf ausgeübten Kraft veränderlich ist und wobei die Impedanzen entsprechend je zwischen einer Stütze (II6) des einen Teils (III) und einer Stütze (107) des anderen Teils (I05). eingesetzt sind, wodurch die Lenkkraft in Größe und Richtung durch einen Differentialwert der Widerstände wiedergegeben wird, welch letztere über elektrische Antriebsmittel die von Hand auf die Steuervorrichtung ausgeübte Kraft verstärken.
  5. 5. Kraftverstärkersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Stützen (II6) des einen Teils (III) mit jeder der beiden Stützen (I07) des anderen Teils (105) durch je eine Kupplungsvorrichtung verbunden ist, wobei jede Kupplungsvorrichtung eine Druckfeder (I36) und eine an sich bekannte elektrische Vorrichtung (I2I) einschließt, welche eine vorzugsweise durch Kohlenwiderstandspillen (I27) bedingte Impedanz zeigt, die wechselbar in Größe und. Richtung entsprechend der Größe und Richtung des auf die Steuervorrichtung ausgeübten Drehmomentes veränderlich ist und welche durch entsprechende Deformation einer Feder (I28) geeicht werden kann und die schließlich elektrisch betriebene, in zweifacher Richtung wirkende Antriebsmittel (I42, I43) steuert, die mit dem Teil (III) verbunden sind, um das von Hand ausgeübte Drehmoment zu verstärken.
  6. 6. Schubstange nach Anspruch I zur Umwandlung der in Größe und Richtung veränderlichen Steuerkraft in eine ihr in Größe und Richtung proportionale Spannung zur Betätigung eines Steuerstromkreises, gekennzeichnet durch ein Paar innerhalb der Schubstange angeordneter Schraubendruckfedern (37, 42), von denen jede mit einem Ende auf einem entsprechenden Widerlager (36,39) sitzt, ferner durch insgesamt zwei- zwischen jeder der beiden Federn (37, 42) angeordnete Impedanzvorrichtungen, die eine entsprechend dem darauf ausgeübten Druck veränderliche Impedanz aufweisen, ferner durch einen Lenkschneckenarm (25) mit einer Kugel (32), die zwischen die anderen Enden der Federn (37; 42) axial beweglich zu den Federn zur Aufnahme und Übertragung der veränderlichen Kraft auf die eine oder die andere der Federn (37, 42) unter Zwischenschaltung von zwei weiteren Auflagen (33, 34) eingesetzt ist, schließlich durch ein zweites Paar von Druckfedern (59), von denen je eine zwischen einer Auflage (33, 34) und einer Impedanzvorrichtung eingesetzt ist zur Übertragung der Bewegung das Gliedes (25) in einer oder der anderen Richtung auf eine oder die andere Feder (59) des zweiten Paares, währenddessen auch die eine oder die andere Feder (37, 42) des ersten Paares in der Form verändert wird.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federabmessung des ersten Federpaares (37, 42) größer ist als die des zweiten Paares (59).
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, gekennzeichnet durch zwei zylindrische Buchsen (5I), die je zwischen den Widerlagern (36, 33 sowie 34, 39) angeordnet sind, ferner durch einen Kohlenstoffwiderstand (55) m jeder Buchse (5I) und durch je einen Kolben (56), der in jeder Buchse (5I) gleitet und sich gegen den Widerstand (55) legt, schließlich durch Mittel, welche die Steuerkraft auf die Kolben (56) übertragen zur differentiellen Änderung der Widerstände entsprechend der Größe und Richtung der ausgeübten Steuerkraft.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Membran (58) zum Verschluß jeder Buchse (5I) am offenen Ende vorgesehen ist und eine Schraube (57) durch die Membran (58) hindurchgeht, um den Kolben (56) mit der Membran und einer der Federn (59) zu verbinden. In Betracht gezogene Druckschriften: DeutschePatentanmeldung R 5355 II/63c (Patent 9ii811)i britische Patentschrift Nr. 572 934; USA.-Patentschriften Nr. 2299199, 2311321, 2 553 940, 2 6o8 263.
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