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Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf
eine Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit zusätzlichen Mitteln, die der Auslenkung
der Lenkvorrichtung beiderseits ihrer Geradeausstellung eine Kraft nachgiebig entgegenwirken
lassen.
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Im Kraftwagenbau ist man bestrebt, die zur Drehung des Lenkhandrades
erforderlichen Kräfte möglichst herabzusetzen. So werden z. B. alle Möglichkeiten
ausgeschöpft, um Reibungen innerhalb des Lenkgetriebes und die der Lenkung entgegenwirkenden
Reibungskräfte an den Reifen auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Zur Erzielung des
gewünschten, möglichst kleinen Reibungswiderstandes wurden mit der Lenkung auch
schon besondere Zusatzeinrichtungen verbunden.
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Die angestrebte, möglichst widerstandsfreie Lenkung ist auf kurvenreichen
Strecken, in Städten oder auch beim Einstellen des Fahrzeuges in eine Garage durchaus
vorteilhaft; dagegen ist es jedoch mit solchen Lenkungen auf geraden Strecken und
insbesondere hei hoher Geschwindigkeit nur schwer möglich, die einmal vorhandene
Lenkungseinstellung beizubehalten, weil durch die erwähnte Sonderausführung der
Lenkung geringe Ausschläge ohne eine spürbare Kraftaufwendung vorkommen können.
Dem Fahrer des Fahrzeuges fehlt jegliches Gefühl dafür, ob sich die Räder des Fahrzeuges
in ihrer Geradeausstellung (parallel zur Längsachse des Fahrzeuges) befinden, weil
bei der Auslenkung der Räder aus ihrer Geradeausstellung am Lenkhandrad keinerlei
Gegenkräfte spürbar sind. Schon der geringste am Fahrzeug angreifende Stoß oder
die geringste Ungleichmäßigkeit der von den beiden Händen des Fahrers auf das Lenkhandrad
ausgeübten Lenkkräfte verursacht einen geringen Ausschlag der Lenkung, der zwar
sehr klein ist, der sich aber doch bereits auf die Räder des Fahrzeuges auswirkt.
Die Folge davon ist, daß der Fahrer diesen unbeabsichtigten Lenkungsausschlag korrigieren
muß, was er im Laufe der Zeit zwar mehr oder weniger automatisch durchführen wird,
was aber deshalb keineswegs weniger nachteilig ist.
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Um diesen Übelstand zu beheben, ist es bereits bekannt, an der Lenkung
eine zusätzliche Federung anzubringen, welche beiderseits der Geradeausstellung
der Auslenkung entgegenwirkt; aber diese Gegenkraft wächst mit dein zunehmenden
Einschlagwinkel der Räder und macht die Lenkung bei zunehmenden Lenkungsausschlägen
hart.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorgenannte Lenkvorrichtung
für Kraftfahrzeuge mit zusätzlichen Mitteln, die der Auslenkung der Lenkvorrichtung
beiderseits ihrer Geradeausstellung eine Kraft nachgiebig entgegenwirken lassen,
derart zu verbessern, daß die vorgenannten Nachteile vermieden werden trotz voller
Erhaltung ihrer weichen Lenkung auch bei größeren Lenkungsausschlägen.
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Die Erfindung besteht darin, daß bei der Lenkvorrichtung die vorgenannten
Mittel derart ausgebildet sind. daß die bei beginnender Radauslenkung zunächst ausgelöste
Gegenkraft bei der weiteren Auslenkung über einen geringen Radausschlag hinaus langsam
wieder auf Null absinkt.
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Die erfindungsgemäßen Mittel bewirken somit beiderseits der Geradeausstellung
eine zusätzliche, der Auslenkung entgegenwirkende und vom Fahrer hinreichend spürbare
Kraft, die jedoch langsam wieder auf Null absinkt, wenn der Radausschlag größer
wird. Es ist also einerseits eine sofort spürbare Gegenkraft schon bei der geringsten
Auslenkung vorhanden, während anderseits die Lenkung bei größeren Radausschlägen
nicht härter werden kann, da die genannte zusätzliche Kraft bei größeren Radausschlägen
schnell wieder auf Null absinkt.
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Die zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Gegenkraft dienenden Mittel
können z. B. aus einem an einem drehbaren Teil der Lenkvorrichtung befestigten Nocken
bestehen, gegen den eine die genannte nachgiebige Kraft ausübende Rolle anliegt.
Der Nocken ist dabei vorzugsweise unmittelbar auf der Le:nksäulenwelle befestigt,
da der Fahrer bei einer solchen Anordnung die durch die Rolle auf den Nocken übertragene
nachgiebig.wirksam werdende Gegenkraft erfahrungsgemäß am besten empfindet.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht;
es zeigt Fig. 1 ein Diagramm mit verschiedenen die Lenkkräfte in Abhängigkeit von
der Auslenkung veranschaulichenden Kurven,
Fig. 2 eine schematische
Darstellung der dem Ausführungsbeispiel entsprechenden Vorrichtung zur Erzeugung
der Gegenkraft.
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In Fig. 1 gibt die Kurve A in Abhängigkeit von dem Einschlagwinkel
a der Räder die Kräfte F an, die lediglich von den Rädern her der Auslenkung entgegenwirken.
Diese Kurve läßt erkennen, wie schwach diese natürlichen Gegenkräfte F bei keinen
Lenkausschlägen a sind. Nach der Erfindung versieht man die Lenkvorrichtung mit
Mitteln, die eine. zusätzliche Gegenkraft auf die Lenkung ausüben, wie sie durch
die Kurve B der Fig. 1 veranschaulicht ist und die bei größer werdenden Lenkausschlägen
allmählich wieder auf Null absinkt. Eine solche Gegenkraft kann, wie aus Fig. 1
ersichtlich, bei der Geradeausstellung der Lenkung gleich Null sein; sie könnte
aber auch schon dort einen gewissen Wert aufweisen. Die Kurve C veranschaulicht
die mit Berücksichtigung der erfindungsgemäßen Gegenkraft insgesamt der Lenkung
entgegenwirkenden Kräfte in Abhängigkeit von dem Einschlagwinkel der Räder.
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Gemäß Fig. 2 ist ein Steuernocken 1 unmittelbar an der Lenksäulenwelle
2 einer Kraftwagenlenkung befestigt. Gegen das Nockenprofil liegt eine Rolle 3 an,
die an einem seinerseits um einen Gelenkpunkt schwenkbaren Hebel 4 gelagert ist.
Eine am freien Ende des Hebels 4 angreifende Feder 5 drückt dabei die Rolle 3 nachgiebig
gegen das Nockenprofil. Der Nocken 1 ist in seiner der Geradeausstellung der Lenkung
entsprechenden Stellung dargestellt, bei der die Richtung der durch die Rolle 3
auf den Nocken 1 ausgeübten Kraft genau durch die Achse der Lenksäulenwelle 2 verläuft,
wodurch in diesem Augenblick auf die Lenkung keine zusätzliche Kraft im Sinne einer
Drehung derselben ausgeübt wird. Wird die Lenksäulenwelle 2 gedreht, so nimmt der
Nocken 1 gegenüber der Rolle 3 eine neue Stellung ein. wie sie z. B. in Fig. 2 strichpunktiert
angedeutet ist (vgl. Nockenstellung 1a). In dieser Stellung verläuft die Richtung
der durch die Rolle auf den Nocken ausgeübten und durch die Feder 5 erzeugten Kraft
in Pfeilrichtung f von dem Punkt P des Nockens aus nicht mehr direkt durch die Achse
der Lenksäulenwelle 2 sondern parallel zu der die Rollenachse mit der Lenksäulenwellenachse
verbindenden Geraden x-y in einem Abstand l von dieser. wodurch auf die Lenksäulenwelle
ein Drehmoment von der Größe f ₧ l übertragen wird, das der in der Kurve
B der Fig. 1 aufgetragenem Gegenkraft entspricht.
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In der Praxis genügt es, wenn der Nocken 1 auf der Lenksäulenwelle
2 lediglich über einen Drehbereich von etwa 90° (in dem einen oder anderen Drehsinn
von der Geradeausstellung aus) wirkt. Das Nockenprofil weist zu diesem Zweck jeweils
die Form einer Spirale auf, und beide einerseits vom dem der Geradeausstellung entsprechenden
Punkt des Nockens ausgehenden Spiralkurven sind an ihren anderen Enden über die
restlichen I80°-Drehwinkel des Nockens durch einen Kreisbogen verbunden, dessen
Krümmungsmittelpunkt auf der Achse der Lenksäulenwelle liegt. Damit ist die der
Auslenkung entgegenwirkende Zusatzkraft im Bereich dieses Kreisbogens gleich Null.
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Aus der Nockenanordnung gemäß Fig. 2 ergibt sich, daß im Fall der
Drehung der Lenksäulenwelle um einen Winkelbetrag von mehr als 270° die zusätzliche
Gegenkraft erneut zur Wirkung kommt und damit die von den eingeschlagenen Rädern
her erzeugte natürliche Gegenkraft unnötig erhöht. Es ist jedoch zu berücksichtigen,
daß bei einem solchen Lenkausschlag die zusätzliche Gegenkraft gegenüber der natürlichen
Gegenkraft derart gering ist, daß es dem Fahrer bei der üblichen Handhabung des
Lenkhandrades nicht möglich sein wird, diese Veränderung der Gesamtgegenkraft zu
bemerken. Sollte es trotzdem aus irgendeinem Grunde erwünscht sein, so könnte zur
Vermeidung dieses geringfügigen Mangels ein Nocken mit in axialer Richtung schraubenförmig
verlaufendem Nockenprofil gewählt werden, um zu vermeiden, daß die Rolle 3 nach
einer entsprechenden Drehung der Lenksäulenwelle 2 bzw. des daran befestigten Lenkhandrades
erneut zur Wirkung kommen ]<:arm. Das Nockenprofil eines solchen Nockens ist
dann lediglich in der beiderseits der Geradeausstellung verlaufenden ersten Windung
entsprechend einer Spirale geformt, die sich in diesem Fall auch über einen Winkel
von mehr als 180° erstrecken könnte, während der Nocken in seinen weiteren Windungen
ein kreisbogenförmiges Profil aufweist.