DE1755212A1

DE1755212A1 - Steuervorrichtung mit grosser Ansprechempfindlichkeit

Info

Publication number: DE1755212A1
Application number: DE19681755212
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: MICAPIA
Current assignee: MICAPIA
Priority date: 1967-04-13
Filing date: 1968-04-11
Publication date: 1971-05-13
Also published as: LU55866A1; JPS492730B1; BE713298A; NL6805052A; DK127920B; FR92889E; GB1206211A; FR1540365A; SE341347B; US3511104A

Description

dr. MÜLLER-BORE dipl.-ing. GRALFS 1755212

DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL PATENTANWÄLTE

11. April 1968 / - M 787

MIGiPIA

6, Place Vendome, Paris 1 (Seine), Frankreich

Etablissements PIAT

69, rue de la Republique, MONTREUIL-sous-BOIS (Seine-St.-Denis), Frankreich

Steuervorrichtung mit großer Ansprechempfindlichkeit

Die -Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung mit besonders großer Ansprechempfindlichkeit, die insbesondere zur Schaffung von Servo-Lenkungen für Kraftfahrzeuge oder Servo-Sfeuerungen für Werkzeugmaschinen, wie z.B. Pressen, geeignet ist.

Gegenstand der Erfindung sind ferner Servo-Lenkungen und Servo-Steuerungon, bei denen die Steuervorrichtung gemäß der Erfindung vex*wendet ist.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung mit hohor Ansprech-

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BRAUNSCHWEIQ. AM BÜROKRPARK β IF COBJIi 2 «4 »7 · MÜNCHEN a», BOIWT KOCH ΙΓΙΙ. I V iO*tIi 2X«I

empfindlichkeit ist im wesentlichen durch die Kombination folgender Merkmale gekennzeichnet:

- Einem Motororgan zum Antrieb einer FührungswelIe mit
wenigstens einer konstanten Drehzahl}

- einem dem Fahrer oder der Bedienungsperson zur Verfügung stehenden Steuerrad für eine in der einen oder anderen Richtung ausgehend von einer neutralen Hittelstellung
erfolgende translatorische Betätigung eines Teiles, das die Stelle eines geführten Kupplungs-Gleitelements einnimmt}

- einem Servo-System, das as zwei rotierenden Organen besteht, die beiderseits des geführten Kupplungselements angeordnet sind und kinematisch mit der Motorwelle in
der Weise verbunden sind, daß sie mit der gleichen konstanten Geschwindigkeit, aber untereinander in entgegenführenden

gesetzter Hichtung rotieren und die selektiv Antriebsorgane der Kupplung bilden}

- Einrichtungen zur kinematischen Verbindung des geführten Elements der Kupplung mit einem Organ zur direkten Betätigung der Steuerung des Fahrzeuge oder der Werkzeugmaschine ·

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform besteht; das Servosystem aus einem ersten Satz von Antriebsrädern, die die Motorwelle direkt mit einem an einem der führenden Organe

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der Kupplung befestigten Kranz verbinden, und aus einem zweiten Satz von Antriebsrädern, die als Ausgleichsräder angeordnet sind und die Motorwelle indirekt mit einem zum ersten Kranz konzentrischen zweiten Kranz verbinden, der fest am zweiten führenden Organ der Kupplung angebracht ist, wobei das geführte Organ der Kupplung aus einer mit einem Gewinde versehenen und auf einer Schraube mit steilem Gewinde, die sich zusammen mit dem Steuerrad dreht, angebrachten Hülse besteht, welche eine Scheibe aufweist, deren Rand als symmetrische Doppel-Schrägfläche ausgebildet ist und selektiv mit dem einen oder dem anderen der führenden Organe der Kupplung in Berührung gebracht werden kann, wobei diese Organe aus Kränzen bestehen, die jeweils eine schräge Randfläche aufweisen, welche komplementär zu der ihr entsprechenden Randfläche an der Scheibe des geführten Organs der Kupplung ist.

Gemäß einer Ausführungsvariante sind die zwei mit den awei Kränzen zusammenarbeitenden Sätze von Antriebsrädern durch zwei Sätze aus mehreren, z.B. drei, Klinken ersetzt, die an Exzentern angebracht sind, welche an der Hotorwelle vorgesehen sind und jeweils jeden Kranz entgegengesetzt zum andern antreiben, um zum gewünschten Zeilpunkt die von der Bedienungsperson der Maschine ausgeübte Kraft zu unterstützen.

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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt einer Ausführungsform einer sehr schematisch dargestellten Servo-Lenkung, bei der das Prinzip gemäß der Erfindung verwendet ist,

Fig. 2 ein stark vereinfachtes Schema zur Erläuterung der Wirkungsweise des zwischen der Steuersäule und der Zahnstange angeordneten Untersetzungssystems,

Fig. 5 ein sehr vereinfacht dargestelltes Schema zur Erläuterung der Wirkungsweise des Planeten- oder Ausgleiciissystems der eigentlichen Servo-Anordnung,

Fig. 4 ein axialer Längs-Halbschnitt einer Ausführungsvariante einer Servo-Lenkung gemäß der Erfindung, wobei zur Vereinfachung der Zeichnung das eigentliche Antriebsorgan nicht dargestellt ist,

Fig. 5 ein stark vereinfachtes Schema zur Erläuterung der Wirkungsweise des Klinkensystems, das den Antrieb der Kränze der Kupplung gewährleistet,

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IPig. 6 einen axialen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsvariante einer Servo-Lenkung gemäß der Erfindung,
wobei zur Vereinfachung der Zeichnung das eigentliche Antriebsorgan ebenfalls nicht dargestellt ist, und

Pig. 7 eine Querschnittsdarstellung entsprechend der Linie

VII-VII der Figur 6. ^

Die in Figur 1 beispielsweise dargestellte Ausführungsform einer Servo-Lenkung gemäß der Erfindung weist drei wesentliche Elemente auf, nämlich:

- das eigentliche Lenkelement, das das allgemeine Bezugszeichen Ί trägt und von allgemein üblicher Bauart mit
einer Zahnstange ist,

- das allgemein mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnete Motoroder Antriebselement, und

- das Hilf s- oder Servo-Element der Lenkung, das mit; dem
allgemeinen Bezugszeichen 3 versehen ist und automatisch in der gewünschten Richtung die Antriebskraft des Motorelements 2 an das Lenkelement ι in der nachfolgend im
einzelnen noch be.ychriebenen Weise anlegt.

Die (iuiiäusü, welche die drei vorstehend angeführten El um on Ue

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enthalten, sind beispielsweise mittels Bolzen wie 4 und 5 aneinanfer befestigt. Das Lenkelement 1 besteht aus einem Gehäuse 6, in dem sich einerseits mittels eines Doppeldruckkugellagers 8 die Steuersäule 7 dreht und in dem andererseits senkrecht zur Steuersäule die Zahnstange 9 gleitet.

Diese Zahnstange steht in Eingriff mit einem ttitzel 10, das mittels eines Nadellagers 11 lose auf dem Kopf 7, der Säule 7 angebracht ist, so daß das Kitzel 10 nicht direkt durch die Steuersäule, sondern über ein Untersetzungsgetriebe in Drehung versetzt wird, das in der nachfolgend beschriebenen Weise durch das Hilfselement 3 betätigt wird.

Die Untersetzungsvorrichtung (siehe auch Fig. 2) bestKjet aus einer mit dem Antriebsrad oder Ritzel 10 fest verbundenen Planetenrad-Halterung 12.

Um die Zentrierung der Steuersäule 7 au erreichen, sind ina Minimum zwei Planetenräder 13a» '·$« vorgesehen, die gegen-

o setzt
einander um 180 vera sind.

Um Klarheit bezüglich der Darstellung in Figur 2 zu erzielen, ist darauf hinzuweisen, daß die Planetenräder in einer Stellung dargestellt sind, in der sie bezüglich der in Figur I gezeigten Stellung um 90° verschoben sind.

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Die Planetenräder sind auf Achsen 'W,, 14_ß angebracht, die mit der Planetenradhalterung 12 fest verbunden sind.

Die Planeteiiräder sind einerseits in Eingriff mit einem festen Außenkranz 'i5, der mit den zwei Gehäusen der Grundelemente 1 und 3 fest verbunden ist, und andei'erseits mit einem zentralen Antriebsrad 16, das fest mit einer Hülse 17 verbunden ist. Diese Hülse weist ein axiales Innengewinde 18 auf, das ein Anbringen dieser Hülse auf einer Schraube 19 mit sehr großex^ Steigung ermöglicht. Diese Schraube ist am Ende des Kopfes 7a der Steuersäule '/ koaxial zu dieser angebracht.

JL

Die Hülse 17 weist eine ringförmige Schulter oder Scheibe 20 auf, die es in der noch zu beschreibenden Weise ermöglicht, die Hülse in der gleichen Richtung in Drehung zu versetzen, in der die Steuersäule unter der Wirkung des Hilfselemente 3 gedreht wird.

Aus Fig. 2 ergibt sich unmittelbar, daß beim Drehen der Steuersäule 7» z.B. in Richtung des Pfeiles F, das Antriebsrad 16 die Planetenräder 13^, 1J_B in Richtung der Pfeile F 2 antreiben wird, und daß aufgrund des festen Kranzes 15 die Planetenradhalterung mit verringerter Geschwindigkeit in Richtung der Pfeile F₇ angetrieben werden wird. Das Antriebsrad 10 dreht sich folglich in der gleichen Richtung F.

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und verschiebt die Zahnstange 9 in Richtung des Pfeiles F^,. Es ist offensichtlich, daß das entgegengesetzte Ergebnis erhalten wird, wenn die Steuersäule in der dem Pfeil F^ entgegengesetzten Richtung gedreht wird.

Nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung tritt der Randteil der Scheibe 20 an die Stelle des geführten Gleitelements einer Kupplung. ......>.;

Zu diesem Zweck weist die Scheibe zwei identische Ringe von kegelstumpfförmigem Querschnitt 21., 21 _ß auf, die symmetrisch beiderseits der Symmetrie ebene XX in der Weise angeordnet sind, daß die Schrägflächen dieser Ringe nach außen gerichtet sind. Biese Ringe bestehen aus einem ähnlichen Material wie es bei der Herstellung der Ringe von Synchrongetrieben verwendet wird. Eine Mittelschulter 22 trennt die zwei Ringe, um jegliche Zwischenwirkung

zwischen diesen beiden zu vermeiden.

Aus Figur 1 ergibt sich ferner, daß dann, wenn die Steuer-

säule 7 in Rechtsrichtung gedreht wird, die Hülse 17 und \ ihre Scheibe 20 in Richtung des Pfeiles F,- aufgrund der j Wirkung der Schraube 19 verschoben werden.

Wenn sich im Gegensatz dazu die Steuersäule 7 in Linksrichtung

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dreht, so wird die Hülse 17 in Richtung des Pfeiles F^ verschoben. Im ersten Fall gelangt der Ring 21 α in Kontakt mit dem schrägen 'feil eines Kranzes 23a» dessen Querschnitt komplementär zu dem des Ringes ist, während im zweiten Falle der Ring 21-g in Kontakt mit dem schrägen 'feil eines Kranzes 23-n mit komplementärem Querschnitt kommt.

Es ist offensichtlich, daß die Abstände zwischen diesen verschiedenen Elementen in der Weise festgelegt sind, daß einerseits dann, wenn sich die Scheibe 20 in ihrer neutralen Mittelstellung befindet, keiner der Ringe 21. und 21-g in Berührung mit den entsprechenden Kränzen 23a ^und-23-g kommt, und daß andererseits dann, wenn der einer der Ringe in Berührung mit dem entsprechenden Kranz ist, der andere Ring und der andere Kranz absolut berührungsfrei sind.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung

werden die Kränze 23^ und 23_B mit konstanter Drehzahl, aber ^! in entgegengesetzter Richtung angetrieben, wobei der erste

Kranz (siehe auch Figuren 2 und 3) in Richtung des Pfeiles F_r,, die der Richtung des Pfeiles F^ entsprechen muß, und ^! der zweite Kranz in entgegengesetzter Richtung F_fi angetrieben wird.

.Die Antriebskraft wird vorteilhafterwedse von einem Gleich-

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strom-Elektromotor 2 üblicher Bauart geliefert, dessen Welle 24 sich in Richtung des Pfeiles F dreht und an ihrem Ende mit einem Antriebsrad oder Ritzel 25 versehen ist. In dieses Ritzel 25 greifen wenigstens zwei Untersetzungsräder 25*» 25g ein, die gegeneinander um 180° verschoben sind, um eine gute Zentrierung zu erhalten. Diese Räder sind auf Wellen 26., 26g gelagert, die an dem Gestell 27 befestigt sind. Die Räder oder Ritzel 25,, 25_ß greifen gleichermaßen in eine Verzahnung 28 ein, mit der eine Verlängerung 29 des Kranzes 23« versehen ist, welche zwischen der Scheibe 20 und den Ritzeln 25»» 25_B eine Brükke bildet.

Der ludere Kranz 23g ist mit einer Platte 30 zur Planetenradhalterung fest verbunden. Die Achsen 3^ *» 3ijj der Planetenrädex· 32», 32« sind auf dieser Platte stets um 180° gegeneinander verschoben, um eine gute Zentrierung zu erzielen.

Die Planetenräder 52., 32_ß greifen einerseits in das Ritzel 25 der Motorwelle 24 und andererseits in die Verzahnung eines Kranzes 34 ein, der starr mit einer festen Ringscheibe 35 verbunden ist, in der die Wellen 26., 26^ der Untersetzungsritzel 25a» 25jj befestigt sind.

Aus Figur 3 ergibt sich, daß das beabsichtigte iirgebnis erzielt wird, nämlich daß sich die Kränze 23., 23_ß mit konstanter

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Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung drehen, wobei es selbstverständlich ist, daß die Durchmesser der Hefeea-miteinander in Eingriff stehenden verschiedenen Kränze und Ritzel in der Weise bestimmt sind, daß sich die zwei Kränze mit gleicher Geschwindigkeit oder zumindest mit Geschwindigkeiten, die sehr nahe beieinanderliegen, drehen.

Es ist zu erkennen, daß bei Drehen des Steuerrades, z.B. nach links, die Schraube 19 mit großer Steilheit die Scheibe 20 in Richtung des Pfeiles F₁- antreibt, was zur Folge hat, daß der Ring 21. unmittelbar an den Kranz 23. gelegt wird, welcher sich kontinuierlich in Richtung F₁-, dreht und in Längsrichtung z.B. mittels eines Kugelanschlags J6 gehalten wird. Damit liegt eine Kupplung zwischen der Scheibe 20 und dem Kranz 23» vor, was zur Folge hat,

in
daß/der bereits erläuterten Weise unmittelbar und endgültig die Unterstützung beim Verschieben der Zahnstange 9 Richtung des Pfeiles F^, ohne Kraftausübung seitens der Bedienungsperson erhalten wird.

Wenn jedoch das Steuerrad in der "Einschlag^Stellung unbeweglich gehalten wird, so tritt ein Gleiten des Kranzes 23_A auf dem Hing 21^ auf und die Lenkung wird automatisch in dieser Stellung festgehalten, ohne daß dabei seitens des Lenkers eine Kraft ausgeübt werden muß.

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Sobald das Steuerrad in die neutrale Stellung zurückgebracht wird, erfolgt ein Aufheben der Unterstützung, um sofort wieder einzusetzen, wenn das Steuerrad in der einen oder anderen Richtung über die neutrale Stellung hinaus bewegt wird.

Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, könnte ohne weiteres auch eine Steuervorrichtung beliebiger Art vorgesehen werden, über die der Lenker verfügen kann und die es ihm gestattet, nach Wunsch zumindest zwei Drehgeschwindigkeiten für den Motor 2 einzustellen, und zwar eine hohe Drehgeschwindigkeit, die dazu verwendet werden wird, eine große Unterstützung beim Parken des Fahrzeugs zu gewährleisten, und eine' geringere Drehgeschwindigkeit, die dazu verwendet werden wird, eine weniger große Unterstützung beim Hormalbetrieb des Fahrzeugs auf einer Straße zu erzielen.

Gemäß der beispielsweise in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung werden die zwei Ritzelsätze 25a» 25g einerseits und 32-, 32g andererseits, welche die Motorwelle 24 einerseits direkt und äL&ererseius indirekt mit den zwei Kränzen 23* und 23g der Kupplung verbinden, durch ein System von Antriebsklinkeii ersetzt, das im einzelnen noch beschrieben wird.

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- Ί3 -

Nach Figur 4 ist am Kopf 7, der Steuersäule eine Schraube 19 mit sehr großer Steigung, z.B. 45 , angebracht, um eine besonders gute Empfindlichkeit der Steuerung gemäß der Erfindung zu erzeugen. Diese Schraube treibt eine Hülse 17 an, die ihrerseits in direktem Eingriff mit dem Ritzel 10 steht, das die Zahnstange 9 mittels eines Kranzes 12 mit großem Durchmesser betätigt, an dem ein kreisförmiger Abgriff 50 mittels radialer Zähne vorgesehen ist, welche in Axialrichtung ohne Reibung frei bewegbar sind.

liach der ersten Ausführungsform erfolgt die Unterstützung des herkömmlichen Steuerelements 1 mittels eines Antriebselements 2 über Kränze 23« ^un-d 23gj die je nach dem ob die Längssäule 7 eine Betätigung nach rechts oder nach links fordert, jeweils mit dem Ring mit kegelstumpfförmigem Querschnitt 21, oder dem Ring 21-g in Berührung kommen.

Bei der in den Figuren 4- und 5 dargestellten Ausführungsfür Zahn form wird der Kranz 23. Zahn/durch Klinken 51 und der Kranz 23^ in eni;go^ungesetzter Richtung durch Klinken 52 angetrieben. Die Klinken werden durch eine Feder 56 in gegenseitiger üiclu-ung und in Richtung der Zähne der Kränze zurückgehol L,,

lira trotz de;/ inLe.c/iiiGierenden ArbeitnweiiKj /,ugc.^^ k\iukeu-

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haken und Zähnen eine ruckfreie, praktisch kontinuierliche Bewegung des Kranzes 25» zu erhalten, werden drei Klinken 51 vorgesehen, die an drei Exzentern 53a, 53b und 53c angebracht sind, welche um die Motorwelle 24 gegeneinander radial um 120° versetzt sind.

Zum Antrieb des Kranzes 23_B sind ebenfalls drei Klinken 53 vorgesehen, welche jeweils auf drei Exzentern 54a, 54b und 54c angebracht sind.

Wenn beispielsweise ein Kranz 23^ mit Ί20 mm Durchmesser 100 Zähne 55 aufweist, so wird der Exzenter 53a einen Durchmesser von etwa 7 mm für einen Wellendurchmesser 24 von 3»5 mm besitzen.

Wenn das Antriebselement 2 die Welle 24 mit 3000 Umdrehungen pro Minute antreibt, so werden bei jeder Umdrehung drei Nutzhube der Klinken bewirkt werden, woraus eine Geschwindigkeit von 90 Umdrehungen pro Minute des mit der Zahnstange 9 in Eingriff stehenden Kranzes 12 resultiert, d.h. 1,5 Umdrehungen pro Sekunde. Dies stellt ein erwünschtes Bedienungsmaximum beispielsweise etwa beim Parken dar.

Wenn im Gegensatz dazu das Verhalten des Antriebselements jedoch entsprechend dem Lauf des Antriebsmotors des Ij'ahrseugs geregelt ist, so kann bei den hohen ij'ahrgeschwiudigkeiCen für

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die Welle 24 beispielsweise eine Geschwindigkeit von 200 Umdrehungen pro Minute vorgesehen werden, so daß nur jeweils innerhalb von 10 Sekunden eine Umdrehung zur Unterstützung des Kranzes 12 erhalten wird, was für den Fahrzeuglenker sehr angenehm ist.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Ausführungsform nach den Figuren 4 und 5 eine Anzahl beträchtlicher Vorteile aufweist, von denen folgende besonders angeführt werden sollen;

- Der Klinkenantrieb, welcher die Untersetzung des Motormoments im Verhältnis des Vorschubs eines Zahnes des von jeder Klinke bei einer Umdrehung der Motorwelle angetriebenen Kranzes ermöglicht, hat als erstes zur Folge, daß ein Antrieb der-Steuerung mittels eines Motors mit sehr geringer Leistung möglich ist, z.B. mit einer Leistung von 50 W.

- Außerdem wird die Anzahl der Teile der Vorrichtung im Vergleich 7Λΐ einem Untersetzungsgetriebe mit Planetenkranz und einer Laufrichtungsumkehr durch Planetenräder beträcht· Iicn verringert.

Die durch -filinweisen Aiitrieu ermöglich ue große Uiiteri/.tn. ::υ läL·"-.. ο:-. .:'·;·.. ι' \i, eine -j 'scLv«iiidi[_;J:eii du:- Jiotoj'-.elle vo:

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zusehen, die beispielsweise umgekehrt proportional zur Eigengeschwindigkeit der Haschine ist, wodurch es z.B. bei einem Kraftfahrzeug möglich ist, bei langsam fahrendem Wagen von einer Unterstützung mit großer Geschwindigkeit Gebrauch zu machen, und im Gegensatz dazu bei einem mit hoher Geschwindigkeit fahrenden Wagen eine langsame Unterstützung mit geringer Geschwindigkeit zu verwenden.

- Da es sich schließlich bei dem Klinkenantrieb um einen Antrieb mit Vorschub handelt, kann dieser Antrieb niemals die direkte Steuerung bei Ausfallen des Hilfssystems blokkieren, so daß eine große Sicherheit erhalten wird.

Nach der in den Figuren 6 und 7 dargestellten Ausführungsvariante ist das System zur Steuerung der Längsyerschiebung des geführten Organs 17 der Kupplung bezüglich dB aus Schraube und Hülse bestehenden Systems der vorher beschriebenen Ausführungsformen beträchtlich vereinfacht.

Zu diesem Zweck ist die Scheibe mit symmetrischen Boppelschrägflächen 21_A, 21g fest mit einer Welle 56 verbunden, die in zwei Lagern 57^» 57_ß des Gehäuses 58 angebracht ist. Diese Welle kann somit in Längsrichtung verschoben werden und in Eingriff mit dem einen oder dem anderen der zwei Kranze 23., 23 £ kommen. Ein Ende 56^ der Welle 56 ist mittels einer

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teleskopartigen Verbindung mit der Steuersäule verbunden, während an dem anderen Ende der Welle das Schraubenritzel 10 mit großer Steigung durch Verkeilung befestigt ist. Dieses Kitzel steht in Eingriff mit der Betätigungszahnstange 9 des Steuersystems.

Die Kränze 23a und 2$ werden in Längsrichtung durch Kugel- ™ arischläge 59 gehalten. .Ein System aus Ring und Schraube 70 ermöglicht ein Nachstellen im Falle des Verschleißes dex* Kupplung.

Die Kränze 23 a und 23g werden durch Klinkensysteme 5'I» in Drehung versetzt. Diese Klinkensysteme entsprechen den Ausführungsformen nach den S'iguren 4 und 5 und brauchen daher nicht nochmals beschrieben werden.

Es ist ersichtlich, daß bei Betätigung, des Steuerrades in der einen oder anderen Richtung das Schraubenritzel ΊΟ auf die Welle 56 in der einen oder der anderen Richtung einen Längsdruck ausübt und daß die Scheibe 21.» 21,, in Berührung mit dem einem oder dem anderen der zwei Kränze 23», 23-ß kommen wird.

E« isb offensichtlich, daß auf diene Weise eine besonders Steuerung erhalten wird, deren Anzahl an Teilen

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auf ein Minimum reduziert ist.

Ferner ist ersichtlich, daß anstelle eines Zahnstangensystems auch ein beliebiges anderes System mit Bitzel und Zahnsektor verwendet werden könnte, wobei lediglich die Bedingung erfüllt sein müßte, daß ein Ritzel mit großer Steigung und für den Zahnsektor eine Anordnung mit Kugelanschlägen verwendet werden müßte.

Schließlich ist es ebenfalls offensichtlich, daß die insbesondere zur Unterstützung einer Kraftfahrzeugsteuerung geeignete Vorrichtung gemäß der Erfindung auch bei allen hochempfindlichen Werkzeugmaschinensteuerungen, und insbesondere bei Pressen verwendet werden kann, wobei ledig-r lieh einige geringfügige Änderungen erforderlich sind.

In diesem Falle wird das Steuerrad durch eine Steuerkurbel ersetzt und die Zahnstange arbeitet nicnt mehr auf Steuerräder, sondern auf das Steuersystem der Werkzeugmaschine.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

— —S^i SS SZ SZ ZS ZZSS ZZ SS SS ZZ ZSlGtXtZ SX IS. ZZ SZ ZSTZSiXl XX, ZZZZ

Steuervorrichtung mit großer Empfindlichkeit, insbesondere für Servo-Lenkungen von Kraftfahrzeugen oder Servo-Steuerungen von Werkzeugmaschinen wie Pressen, bei denen das Drehen des Lenkz'ades oder Steuerrades unterstützt ist, ge kenn ζ e ichnet durch ein Antriebsorgan (2), das eine führende Welle (24-) mit wenigstens einer konstanten Drehzahl antreibt, eine mechanische Vorrichtung (17,18,19) zur Umformung der Drehbewegung der Steuersäule(7) in eine translatorische Bewegung, und zwar in der einen oder anderen Richtung (EV-Fg) ausgehend von einer neutralen Mittelstellung (X¹X) eines Teiles (20), das die Stelle des geführten Gleitelements der Kupplung (21.,21-g) einnimmt, ein eigentliches Servo-System, das aus zwei rotierenden Organen (23_A,23_ß)-besteht, die beiderseits des geführten Elements der Kupplung (20,21 .,21-g) angeordnet und über kinematische Ketten (25.»25« und 32_Α,32_Ώ) mit der Antriebs-

^{A B A} ^h sie

welle (24) in der Weise verbunden sind, daß/sich mit gleicher aber entgegengesetzter konstanter Geschwindigkeit drehen und ferner die führenden selektiven Antriebsorgane (23_A,23_B) des geführten Kupplungselements (20,21^,2Ig) bilden, sowie eine kinematische Kette (13*»13_B) welche das geführte Element (20,21^,21-g) der Kupplung mit einem Organ (12,10,9) zur direkten Betätigung der Fahrzeuglenkung oder der Werkzeugmaschine verbindet.

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2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Servo-System aus einem ersten Satz von Antriebsrädern oder Ritzeln (25*»25g) besteht, welcher die Antriebswelle (24) direkt mit einem Kranz (29) verbindet, welcher stai·!· an dem einen der führenden Organe (25a) der Kupplung befestigt ist, daß ein zweiter Satz von Antriebsrädern oder Ritzeln, die in Form von Planetenrädern (32,,,32-q) angeordnet sind, vorgesehen ist, welcher indirekt die Antriebswelle (24) mit einem zweiten Kranz (30), der zum ersten Kranz (29) konzentrisch und fest an dem zweiten führenden Organ (23-g) der Kupplung angebracht ist, verbindet, daß das geführte Organ (20) der Kupplung aus einer Gewindehülse (17*18) besteht, die auf einer Schraube (19) mit großer Steigung angebracht ist, welche rotationsmäßig mit· der Steuersäule (7) verbunden ist, daß die Hülse eine Scheibe (20) besitzt, deren Rand als doppelt symmetrische Schrägfläche (21.,21_υ) ausgebildet

dem ^Δ ^ΰ

ist und selektiv mit/einen oder dem anderen der führenden Organe der Kupplung in Berührung gebracht werdet kann, welche von den vorerwähnten Kränzen (29,30) gebildet sind und jeweils einen schrägen Rand (23.>23_ß) aufweisen, der komplementär zu dem ihm. entsprechenden Rand an der Scheibe (20) des geführten Organs der Kupplung ist.

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3. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich^ net , daß die -as. die Scheibe (20) tragende Hülse (17) eine Außenverzahnung (16) aufweist, in die ein Satz von Untersetzungsritzeln (''3*» 13-oX eingreift, welche 4a· das Organ (12,10,9) zur direkten Betätigung der Steuerung des Fahrzeugs oder der Werkzeugmaschine in Drehung versetzen.
4. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zwei Sätze von Ritzeln (25λ»25^ und 32 , 32,), die in Eingriff mit den zwei Kränzen (29 und 30) der Kupplung stehen, durch zwei Sätze von mehreren Klinken (5'·, 52) ersetzt sind, die an Exzentern (53 »53-u>53_ und 54- ,54, ,5²O angebracht sind, welche an der Motorwelle (24) vorgesehen sind und Jeweils die Kränze (29j3O) mit gleicher konstanter Geschwindigkeit und ja einander entgegengesetzter Eichtung antreiben, wobei diese Kränze zu diesem Zweck mit einer Außenverzahnung "(55) versehen sind, die in Eingriff mit den Klinken steht.
5· Steuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net , daß das Klinkensystem einen Satz von drei Klinken (51,52) für joden Kranz (29,30) aufweist, daß die Klinken eint;3 ,jeden Sat;zes an drei Exzentern (53,,53^,53 und 54 , 54_L,54_C) angebracht sind, deren jeweiligen Achsen gegeneinander um 120° vez'BüCzt; eiud.

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V Sfc.
6. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net , daß das Antriebsorgan aus einem .Elektromotor besteht, der in einfacher Weise zwei verschiedene konstante Drehgeschwindigkeiten liefern kann.
7· Steuerung nach den Ansprüchen 4· und 5» dadurch gekennzeichnet , daß die die Exzenter (53_Q bis 54 ) antreibende Motorwelle, an der die Klinken (5%52) angebracht sind, mit einer Geschwindigkeit rotiert, die umgekehrt proportional zur Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs ist, das mit der Servo-Steuerung ausgestattet ist.
8. Steuerung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Organ zur direkten Betätigung der Steuerung des Fuhrzeugs oder der Werkzeugmaschine aus einer aus Ritzel und Zahnstange (10,9) aufgebauten Anordnung besteht.
9. Steuerung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplungsscheibe (20) fest an einer Welle (56) angebracht ist, die mitdrehend teleskopisch mit der Steuersäule (7) verbunden iut, und daß die Welle in Längsrichtung unter der Wirkung des von dem Schraubenritzel (10),

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das in Eingriff mit der Paulis tan ge (9) st exit und mit dein freien jiiide der Welle verkeilt ist, ν er· schoben werden kann.

iO. Steuerung nacii Anspruch 9» daduxⁿch g e ke η η zeichnet , daß die mitdrehend mit der Steuersäule (7) 'teleskopisch verbundene Welle (56) mit einem Hitzel von großer Steilheit versehen ist, das mit einem in Längsrichtung befestigten Zahöremsektox· in Eingriff steht.

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