DE1172968B

DE1172968B - Vorrichtung zum Erzeugen eines Betaetigungswiderstandes an der Hilfskraftlenkung von Kraftwagen

Info

Publication number: DE1172968B
Application number: DES76761A
Authority: DE
Original assignee: Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Citroen SA
Priority date: 1960-11-21
Filing date: 1961-11-18
Publication date: 1964-06-25
Also published as: BE609316A; ES271854A1; NL133256C; US3171298A; LU40732A1; FR1280647A; NL270920A; GB1002557A

Description

Vorrichtung zum Erzeugen eines Betätigungswiderstandes an der Hilfskraftlenkung von Kraftwagen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Betätigungswiderstandes an der Hilfskraftlenkung von Kraftwagen und betrifft eine derartige Vorrichtung, bei welcher der Betätigungswiderstand vom Lenkungsausschlag sowie von anderen Parametern, wie der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der beim Kurvenfahren auftretenden Fliehkraft, abhängt.
Bekanntlich kann man die Handhabung der Lenkvorrichtung an Kraftfahrzeugen erleichtern, wenn Organe eingebaut werden, welche die für diese Handhabung erforderliche Kraft teilweise oder auch ganz erzeugen.
Diese sogenannten Hilfskraftlenkungen müssen die Lenkung nicht nur bei niedriger Geschwindigkeit leicht betätigbar machen, sondern auch bei großer Geschwindigkeit die notwendige Stabilität gegen Fahrbewegung geben; es handelt sich also um einen Kompromiß zwischen diesen beiden Forderungen.
Eine Hilfskraftlenkung von optimaler Güte muß also den folgenden Bedingungen entsprechen: Die Lenkung darf keine Kraftanstrengung für das Verschwenken der Räder, selbst im Stand, erfordern, sie muß bei niedriger Geschwindigkeit, sowohl bei Stadtfahrt als auch bei Fahrten im Gebirge, leicht betätigbar sein und allmählich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und der Einwirkung der Fahrbewegung einen größeren Widerstand entgegensetzen, um die Richtung gut zu halten und um zu vermeiden, daß ungewollte Bewegungen des Wagenlenkers zu einem Ausscheren des Wagens führen. Ebenso ist es von Wichtigkeit, daß das Lenkrad jederzeit von selbst in die Lage für Geradeausfahrt zurückkehrt. Man muß also eine Vorrichtung konstruieren, welche erlaubt, die Größe der auf das Lenkrad ausgeübten Kräfte in Abhängigkeit von allen veränderlichen Faktoren, die das Ergebnis beeinflussen könnten, zu regeln, insbesondere: Lenkausschlag, Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Fliehkraft, persönliche Einflüsse usw.
Es sind Vorrichtungen zur Erzeugung eines Betätigungswiderstandes in der Lenkung bekannt, bei denen mittels einer Servolenkung auf hydraulischem Wege eine Reaktion auf das Lenkrad übertragen wird. Bei einer solchen bekannten Anordnung hängt die Rückwirkung vom Lenkausschlag ab. Der Korrektureffekt wird dabei von einem komplizierten Aggregat aus Federn, Ventilen und einem hydraulischen Kolben übertragen. Es ist ferner eine Anordnung bekannt, bei welcher eine Rückwirkung in ; Abhängigkeit vom Druck im Servomechanismus erzeugt wird. Diese Rückwirkung kann durch die Tätigkeit von Ventilen begrenzt werden, die durch Federn bestimmter Kompensation ausgeglichen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der nicht ein Widerstand in Abhängigkeit von der Kraft am Lenkgestänge erzeugt wird; sondern bei der die Rückwirkung nach Belieben einstellbar ist und automatisch lediglich je nach dem Lenkungsausschlag, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Fliehkraft beim Kurvenfahren veränderlich ist.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Lenkspindel über einen Zahntrieb mit einer drehbaren Kurvenscheibe in Triebverbindung steht, auf welcher eine auf einem Hebel gelagerte Rolle abrollt, wobei auf den Hebel die Stange eines Kolbens einwirkt, der in einem Zylinder angeordnet ist und unter dem Druck eines Druckmediums steht, das im Zylinder unter dem Einfluß einer federnd nachgiebigen Preßvorrichtung steht, und daß der das Druckmedium enthaltende Zylinder eine Zu- bzw. Ablaufleitung aufweist, die durch einen Kolbenschieber gesteuert wird, der wiederum über einen Hebel von auf die anderen Parameter ansprechenden Organen betätigt wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g.1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und F i g. 2 eine Kurve des Widerstandes, welcher von dem Lenkrad in Abhängigkeit von dem Drehwinkel ausgeübt wird.
In F i g. 1 ist mit 1 die Lenkspindel bezeichnet, auf welcher das Lenkrad 2 angebracht ist. Die Lenkspindel arbeitet bei Auslenkung der Wagenräder mit einer hier nicht dargestellten Lenkhilfsvorrichtung bekannter Bauart zusammen.
Parallel zu der Lenkspindel l ist eine mit einer Kurvenscheibe 4 versehene Achse 3 angeordnet. Die Achse 3 wird von der Lenkspindel 1 aus über ein Zahnräderpaar gedreht, und zwar in einem solchen Verhältnis, daß die Achse 3 nur eine halbe Umdrehung macht, wenn das Lenkrad 2 aus der Lage der Geradeausfahrtstellung in die Endausschlagstellung nach rechts oder nach links gedreht wird.
An der Kurvenscheibe 4 legt sich eine Rolle 5 an, die so geführt wird, daß sie alle Verschiebungen der Kurvenscheibe 4 mitmachen kann. Die Rolle 5 befindet sich an dem Ende eines Hebels 6, der an seinem anderen Ende an einem Festpunkt angelenkt ist. Der Hebel 6 erhält einen Schub durch ein Druckmedium, welches einen in dem Zylinder 9 gleitenden Kolben 8 beaufschlagt.
Bei einem gegebenen Druck hängt daher die Änderung der auf das Lenkrad auszuübenden Kraft bei einem Lenkeinschlag nach rechts oder nach links von der Form der Kurvenscheibe 4 ab. In F i g. 2 ist für ein bestimmtes Fahrzeug als Beispiel eine Kurve der Kraft E in Abhängigkeit von dem Auslenkwinkel angegeben.
Wenn man den Druck des den Kolben 8 beaufschlagenden Druckmediums ändert, kann man die auf das Lenkrad ausgeübte Kraft ändern, ohne die Form der durch die Kurvenscheibe 4 gegebenen Kurve zu ändern. Bei den Fahrzeugen, welche mit einem Generator für ein unter Druck stehendes Medium, also einem Druckerzeuger, versehen sind, kann man den Zylinder 9 an den Druckerzeuger über eine Druckreguliervorrichtung bekannter Bauart anschließen, wodurch man in der Leitung 11 einen Druck proportional zu der angewandten Kraft F erhält. Die Druckreguliervorrichtung in Ausführung als Kolbenschieber 10 steht in Verbindung mit dem Zulauf des unter Druck stehenden Mediums und dem Rücklauf zu dem Behälter, wie in F i g. 1. durch Pfeile angedeutet.
Die Kraft F kann die Resultierende mehrerer Kräfte sein, beispielsweise einer konstanten oder durch den Fahrer nach Belieben veränderlichen Kraft in Form einer Feder 12, einer Kraft in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, hier schematisch dargestellt durch einen mechanischen Fliehkraftregler 13, sowie einer Kraft in Abhängigkeit von der Fliehkraft in den Kurven, hier als Beispiel dargestellt durch ein Pendel 14, welches eine Kraft in gleicher Richtung liefert, nach welcher Seite das Kurvenfahren auch erfolgen sollte.
Diese drei Kräfte werden bei der dargestellten Vorrichtung durch den an dem Festpunkt 16 angelenkten Hebel 15 übertragen. Das Pendel 1.4 schwingt um die Achse 17 und überträgt die Fliehkraft je nach der Richtung der Kurvenfahrt entweder durch die Stange 18 oder durch die Stange 19.
Der Fliehkraftregler 13, dessen Drehbewegung von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt, dreht sich in dem Lager 20. Die durch die Fliehkraft erzeugte Reaktion der sich drehenden Massen wird durch eine Stange 21 auf den Hebel 15 übertragen. Diese Kraft ist also eine Funktion des Quadrats der Fahrzeuggeschwindigkeit. Durch Versuche hat man festgestellt, daß eine Änderung nach diesem Gesetz nicht zweckmäßig ist und daß es besser ist, eine mehr lineare Änderung herbeizuführen. Das kann in einfacher Weise durch Einschalten einer Kurvenscheibe in den Übertragungsweg für die Umwandlung der Bewegung geschehen.
Der Zylinder 9 erhält den durch den Kolbenschieber 10 geregelten Druck in Abhängigkeit von dem resultierenden Wert F. In der Kammer 22 des Zylinders 9 kann man ein elastisches Druckmittel 23 unterbringen, entweder in der Form eines komprimierten Gases, das auf den Trennkolben 24 drückt, oder an Stelle des Gases in Form einer Feder.
Die beschriebene Vorrichtung gestattet die Vornahme eines Lenkmanövers unter Vermeidung aller üblichen Kompromisse. Die veränderlichen Faktoren können jeder für sich eingestellt werden, um das gewünschte Gesamtresultat zu erhalten. Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Vorrichtung zur Regelung von F in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit soll nur als Beispiel dienen. An Stelle der beschriebenen Fliehkraftvorrichtung hätte man auch einen Elektromagneten verwenden können, der Strom von dem Geberdynamo eines Tachometers erhält.
Um den Wert der Fliehkraft beim Kurvenfahren zu berücksichtigen, hat man hier ein Pendel dargestellt. Man könnte aber auch auf den Hebel 15 eine Kraft in Abhängigkeit von der Neigung des Wagens übertragen, beispielsweise eine zu der letzteren proportionale Kraft unter Ausnutzung des Verdrehungswinkels eines der Stabilisierungsstäbe, mit welchen die modernen Wagen in der Regel versehen sind.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Erzeugen eines Betätigungswiderstandes an der Hilfskraftlenkung von Kraftwagen, welcher vom Lenkungsausschlag sowie von anderen Parametern, wie der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und der beim Kurvenfahren auftretenden Fliehkraft, abhängt, d adurch gekennzeichnet, daß die Lenkspindel (1) über einen Zahntrieb mit einer drehbaren Kurvenscheibe (4) in Triebverbindung steht, auf welcher eine auf einem Hebel (6) gelagerte Rolle (5) abrollt, wobei auf den Hebel (6) die Stange eines Kolbens (8) einwirkt, der in einem Zylinder (9) angeordnet ist und unter dem Druck eines Druckmediums steht, das im Zylinder unter dem Einfiuß einer federnd nachgiebigen Preßvorrichtung (23, 24) steht, und daß der das Druckmedium enthaltende Zylinder eine Zu- bzw. Ablaufleitung (11) aufweist, die durch einen Kolbenschieber (10) gesteuert wird, der wiederum über einen Hebel (15) von auf die anderen Parameter ansprechenden Organen (12, 13 und 14) betätigt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die anderen Parameter ansprechenden Organe Meßwertgeber für die Fahrgeschwindigkeit und die seitliche Neigung sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Kolbenschieber (10) ein Vorspannorgan, wie Feder (12), mit verstellbarer Kraftwirkung einwirkt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagungskammer (22) im Zylinder (9) für den Kolben (8) ein mittels eines fliegend gelagerten Kolbens (24) gegen eine elastische Kapazität (23) veränderbares Volumen aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1039 853; französische Patentschrift Nr. 1244 262; USA.-Patentschrift Nr. 2 893 505.