DE2603306A1 - SERVO UNIT - Google Patents
SERVO UNITInfo
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- DE2603306A1 DE2603306A1 DE19762603306 DE2603306A DE2603306A1 DE 2603306 A1 DE2603306 A1 DE 2603306A1 DE 19762603306 DE19762603306 DE 19762603306 DE 2603306 A DE2603306 A DE 2603306A DE 2603306 A1 DE2603306 A1 DE 2603306A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/043—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by clutch means between driving element, e.g. motor, and driven element, e.g. steering column or steering gear
- B62D5/0439—Controllable friction clutches
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
- F16D41/20—Freewheels or freewheel clutches with expandable or contractable clamping ring or band
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Description
R> 3 0 38
18.12.1975 Vo/Ht R> 3 0 38
December 18, 1975 Vo / Ht
Anlage zur
Patent- und
GebrauchsmusterhilfsanmeldungAttachment to
Patent and
Utility model registration
Die Erfindung betrifft ein Servoaggregat, insbesondere für die Hilfskraftlenkung von Kraftfahrzeugen, bei dem ein Hilfsmoment über wenigstens eine Schling- bzw. Spreizfederkupplung eingeleitet wird.The invention relates to a servo unit, in particular for the power steering of motor vehicles, in which an auxiliary torque is initiated via at least one wrap or expanding spring clutch.
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Bei einem bekannten, in erster Linie als Lenkhilfe beim Parkieren des Fahrzeugs gedachten Servoaggregat sind Antriebs- und Abtriebsteil der Lenkwelle über ein Drehmomentmeßglied drehfest miteinander verbunden. Beim Parkieren wird ein als Elektromotor ausgebildeter Hilfsantrieb entsprechend der Richtung des Lenkeinschlages in jeweils eine zugeordnete Drehrichtung eingeschaltet. Abhängig vom am Meßglied abgegriffenen Drehmoment wird dann das vom Hilfsantrieb aufgebrachte Drehmoment über eine symmetrisch aufgebaute und deshalb in beiden Drehrichtungen wirksame Spreizfederkupplung in die Lenkwelle eingeleitet, wodurch die manuelle Lenktätigkeit des Fahzeuglenkers unterstützt wird. Diese Lenkvorrichtung arbeitet für den vorgesehenen Zweck als Parkierhilfe - wobei sie nur zeitweilig in Betrieb genommen werden muß - vollkommen zufriedenstellend. Verlangt man nun bei einem insbesondere schweren Fahrzeug mit höheren erforderlichen Lenkkräften, daß die Lenkvorrichtung während der gesamten Betriebszeit des Fahrzeugs im Einsatz ist, so ergeben sich bei der bekannten Lenkvorrichtung je nach der Betriebsart des Fahrzeugs - z. B. Stadtverkehr mit vielen Lenkvorgängen - sehr hohe Schaltspielzahlen des elektrischen Hilfsantriebs. Da nicht nur Ein- und Aus- sondern auch Drehrichtungsums ehalt ungen vorgenommen werden müssen,· können Schaltspielzahlen in der Größenordnung von 10 bis 10 erreicht werden. Es hat sich nun gezeigt, daß die Auslegung eines Elektromotors, der derartigen Belastungen standhält, sehr aufwendig und schwierig ist. Außerdem wären konstruktive Maßnahmen an der Spreizfederkupplung erforderlich, um den auftretenden Schaltruck zu dämpfen.In a known servo unit, primarily intended as a steering aid when parking the vehicle, the drive and output parts of the steering shaft are rotationally fixed to one another via a torque measuring element tied together. When parking, an auxiliary drive designed as an electric motor is activated according to the direction of the steering angle switched on in an assigned direction of rotation. The auxiliary drive then becomes dependent on the torque tapped at the measuring element applied torque via a symmetrically constructed and therefore effective expanding spring clutch in both directions of rotation initiated into the steering shaft, whereby the manual steering activity of the vehicle driver is supported. This steering device works for the intended purpose as a parking aid - whereby it only has to be put into operation temporarily - completely satisfactory. If you now demand in a particularly heavy vehicle with higher required steering forces that the steering device is in use during the entire operating time of the vehicle, so result in the known steering device depending on the operating mode of the vehicle - e.g. B. City traffic with many steering operations - very high switching cycles of the electric Auxiliary drive. Since not only in and out but also the direction of rotation Maintenance must be made, · can have operating cycle numbers on the order of 10 to 10 can be achieved. It has now been shown that the design of an electric motor that withstands such loads, is very complex and difficult. In addition, constructive measures would be taken on the expansion spring coupling required to dampen the shifting jolt that occurs.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Lenkvorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der der Hilfsantrieb dauernd, d. h. während des Betriebs des Motors des Fahrzeugs, in das die Lenkvorrichtung eingebaut ist, eingeschaltet sein kann.It is therefore the object of the invention to create a steering device of the type described at the outset, in which the auxiliary drive continuously, d. H. can be switched on during operation of the engine of the vehicle in which the steering device is installed.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zwei asymmetrisch aufgebaute, jeweils nur in einer Drehrichtung eingreifende Schling- bzw. Spreizfederkupplungen angeordnet sind.This is achieved according to the invention in that two asymmetrical built-up, each engaging in one direction of rotation wrap or expanding spring clutches are arranged.
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Das hat den Vorteil, daß als Hilfsantrieb ein herkömmlicher Elektromotor verwendet werden .kann. Der Elektromotor muß nur beim Inbetriebsetzen des Aggregats, insbesondere des Kraftfahrzeugs, ein- und beim Außerbetriebsetzen des Aggregats ausgeschaltet werden.This has the advantage that a conventional electric motor is used as the auxiliary drive can be used. The electric motor must only be used when the unit, in particular the motor vehicle, switched on and switched off when the unit is taken out of operation.
Besonders vorteilhaft läßt sich die Erfindung bei einem Servoaggregat mit einer manuell betätigbaren Antriebswelle, die über mindestens ein, die Kupplungen steuerndes Torsionsglied mit einer Abtriebswelle verbunden ist, dadurch verwirklicht, daß jede der Schling- bzw. Spreizkupplungen ein vom Hilfsantrieb antreibbares topfförmiges, koaxial zur Lenkwelle angeordnetes Bauteil aufweist, in dem eine mit der Antriebswelle verbundener, topfförmiger Mitnehmer mit einer Aussparung seiner zylindrischen Wandung und ein an der Abtriebswelle befestigtes Kupplungsteil angeordnet sind, welches Kupplungsteil einen Vorsprung aufweist, der in die Aussparung der zylindrischen Wandung des Mitnehmers mit in Umfangsrichtung gelegenen Zwischenräumen hineinragt, wobei im Innern des topfförmigen Bauteils als Kupplungsglied eine Schling- oder Spreizfeder angeordnet ist, deren abgewinkelte, vorzugsweise nach innen abgewinkelte, Enden in die Zwischenräume hineinragen.The invention can be particularly advantageous in the case of a servo unit with a manually operated drive shaft, which via at least one, the couplings controlling torsion member with a Output shaft is connected, realized in that each of the loop or spreading clutches can be driven by the auxiliary drive has a cup-shaped component arranged coaxially to the steering shaft, in which a cup-shaped driver connected to the drive shaft are arranged with a recess in its cylindrical wall and a coupling part attached to the output shaft, which coupling part has a protrusion which extends into the recess of the cylindrical wall of the driver in the circumferential direction located intermediate spaces protrudes, with a loop or expanding spring as a coupling member inside the cup-shaped component is arranged, whose angled, preferably angled inward, ends protrude into the spaces.
Sehr zweckmäßig ist, daß bei jeder Kupplung in Drehrichtung des Drehmoments gesehen, auf das sie anspricht, in Ruhestellung des Servoaggregats der Winkelabstand <=£ zwischen der vorderen Kante der Wandung des Mitnehmers des Kupplungsteils größer ist als der Winkelabstand /3 zwischen der hinteren Kante der Wandung des Mitnehmers und der zugeordneten Auflagefläche des hakenförmigen Endes der Schlingfeder bzw. Spreizfeder und der Winkelabstand 6 zwischen dem vorderen Rand des Vorsprungs des Kupplungsteils und der Auflagefläche größer oder gleich der Summe aus Winkelabstand oC und Steuerwinkel f ist, wobei der Steuerwinkel ψ der Winkelabstand ist, um den sich die abgewinkelten Enden bei eingekuppelter gegenüber ausgekuppelter, entspannter Schling- oder Spreizfeder gegeneinander verstellen.It is very useful that with each coupling, seen in the direction of rotation of the torque to which it responds, the angular distance <= £ between the front edge of the wall of the driver of the coupling part is greater than the angular distance / 3 between the rear edge of the The wall of the driver and the associated bearing surface of the hook-shaped end of the wrap spring or expanding spring and the angular distance 6 between the front edge of the projection of the coupling part and the bearing surface is greater than or equal to the sum of the angular distance oC and the control angle f , the control angle ψ being the angular distance , by which the angled ends adjust against each other when the loop or expansion spring is engaged versus disengaged, relaxed.
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Weitere vorteihafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Further advantageous configurations of the subject matter of the invention result from the claims, the description and the drawing.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigenAn embodiment of the invention is shown in the drawing. Show it
Fig. 1 ein als Lenkvorrichtung eingesetztes Servoaggregat in der Ansicht,1 shows a servo unit used as a steering device in the view
Fig. 2 einen Schnitt durch das Servoaggregat längs II-II der Fig. 1,FIG. 2 shows a section through the servo unit along II-II of FIG. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt durch das Servoaggregat längs HI-III der Fig. 2,Fig. 3 shows a cross section through the servo unit along HI-III of Fig. 2,
Fig. h Querschnitt durch das Servoaggregat längs und 5 IV-IV und V-V der Fig. 3 in Ruhestellung,Fig. H cross-section through the servo unit along and 5 IV-IV and VV of Fig. 3 in the rest position,
Fig. 6 die gleichen Schnitte wie Fig. k und 5 bei und 7 manuell auf die Antriebswelle des Servoaggregats aufgebrachtem Drehmoment.6 shows the same sections as FIGS. K and 5 with and 7 torque applied manually to the drive shaft of the servo unit.
Das in der Zeichnung dargestellte, als Lenkvorrichtung eingesetzte Servoaggregat hat eine Antriebswelle 10 und eine Abtriebswelle 11; in der Lenkvorrichtung bilden sie die Lenkwelle. Im Folgenden wird das Servoaggregat der Anschaulichkeit halber in seiner Funktion als Lenkvorrichtung beschrieben. Natürlich läßt es sich auch an anderer Stelle - z„ B. an einem Fensterheber - einsetzen. An der Antriebswelle 10 ist ein nicht dargestelltes Lenkrad etwa eines Kraftfahzeuges, in das die Lenkvorrichtung eingebaut ist, befestigt. Auf der einstückig verbundenen Lenkwelle sind zwischen der Antriebswelle IO und der Abtriebswelle 11 zwei asymmetrisch aufgebaute Kupplungen 12, 13 angeordnet, von denen jede nur in einer Drehrichtung eines Lenkmoments anspricht. Innerhalb jeder Kupplung 12, 13 weist die Lenkwelle Wellenstücke 14, 15 mit vermindertem Querschnitt auf, die als Torsionsglieder dienen und von dem amThe one shown in the drawing, used as a steering device Servo unit has a drive shaft 10 and an output shaft 11; in the steering device they form the steering shaft. Hereinafter the servo unit is described in its function as a steering device for the sake of clarity. Of course it can also used elsewhere - for example on a window regulator. On the drive shaft 10 is a steering wheel, not shown, for example of a motor vehicle in which the steering device is installed. attached. On the integrally connected steering shaft, two are asymmetrical between the drive shaft IO and the output shaft 11 built-up clutches 12, 13 arranged, each of which responds only in one direction of rotation of a steering torque. Inside every clutch 12, 13, the steering shaft has shaft pieces 14, 15 with a reduced cross-section, which serve as torsion members and from which on
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Lenkrad manuell aufgebrachten Lenkmoment tordiert werden. Die Abtriebswelle 11 ist mit einem üblichen Lenkgetriebe verbunden, das in der Zeichnung allerdings nicht dargestellt ist.Steering wheel manually applied steering torque are twisted. The output shaft 11 is connected to a conventional steering gear, which, however, is not shown in the drawing.
Jede der beiden Kupplungen 12, 13 ist grundsätzlich gleich aufgebaut. Mit der Antriebswelle 10 .ist drehfest ein topfförmiger Mitnehmer 16 verbunden, dessen zylindrische Wandung 18 eine Aussparung 17 aufweist (Pig. 4 und 5)·Each of the two clutches 12, 13 is basically constructed in the same way. The drive shaft 10 is a cup-shaped one in a rotationally fixed manner Driver 16 connected, the cylindrical wall 18 of which has a recess 17 (Pig. 4 and 5)
Von der Antriebswelle 10 her gesehen ist hinter dem Wellenstück Ik mit vermindertem Querschnitt an einem Zwischenstück 19 mit unvermindertem Querschnitt über einen Querbolzen 20 ein zylindrisches Kupplungsteil 21 drehfest angeordnet, welches das als Torsionsglied dienende Wellenstück mit vermindertem Querschnitt koaxial umgibt. An seinem dem Querbolzen 20 abgewandten Ende trägt das zylindrische Kupplungsteil 21 eine flanschartige Platte 22, an der wiederum ein sich im wesentlichen parallel zur Achse der Lenkwelle erstreckender Vorsprung 23 angeordnet ist. Der Vorsprung 23 weist die gleiche zylindrische Krümmung auf, wie die Wandung 18 des Mitnehmers 16; er greift in die Aussparung 17 der zylindrischen Wandung 18 des Mitnehmers 16 mit in Umfangssrichtung gelegenen Zwischenräumen hinein (Fig. 4 und 5).Seen from the drive shaft 10, behind the shaft piece Ik with reduced cross-section on an intermediate piece 19 with undiminished cross-section via a transverse pin 20, a cylindrical coupling part 21 is non-rotatably arranged, which coaxially surrounds the shaft piece serving as a torsion member with reduced cross-section. At its end facing away from the transverse bolt 20, the cylindrical coupling part 21 carries a flange-like plate 22, on which a projection 23 extending essentially parallel to the axis of the steering shaft is arranged. The projection 23 has the same cylindrical curvature as the wall 18 of the driver 16; it engages in the recess 17 of the cylindrical wall 18 of the driver 16 with spaces located in the circumferential direction (FIGS. 4 and 5).
Koaxial sitzt auf der Lenkwelle 10, 11 gegenüber dieser frei drehbar ein topfförmiges Bauteil 24, das den Mitnehmer 16 und den Vorsprung 23 umschließt. Auf der zylindrischen Außenfläche trägt das topfförmige Bauteil 24 einen Zahnkranz 25, in welchen ein Zahnriemen 26 eingreift. Auf der anderen Seite liegt der Zahnriemen 26 auf einer mit einem Getriebe 27 drehfest verbundenen Riemenscheibe 28. Das Getriebe 27 wird wiederum vom Motorritzel eines als Elektromotor 29 ausgebildeten Hilfsantriebs in Rotation versetzt. Bei dem Elektromotor 29 handelt es sich beispielsweise um einen mit Permanentmagneten versehenn Gleichstromkleinmotor.Coaxially sits freely on the steering shaft 10, 11 opposite this rotatably a pot-shaped component 24, which the driver 16 and the projection 23 encloses. On the cylindrical outer surface, the cup-shaped component 24 carries a toothed ring 25, in which a toothed belt 26 engages. On the other hand If the toothed belt 26 is on a belt pulley 28 connected to a gear 27 in a rotationally fixed manner. The gear 27 is in turn set in rotation by the motor pinion of an auxiliary drive designed as an electric motor 29. With the electric motor 29 is, for example, a small direct current motor provided with permanent magnets.
An der zylindrischen Innenwandung des topfförmigen Bauteils 24 liegt mit geringer Vorspannung als Kupplungsglied eineOn the cylindrical inner wall of the cup-shaped component 24 is a low bias as a coupling member
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Schlingfeder 30. Die Schlingfeder kann mehrere Windungen haben und hat nach innen abgewinkelte Enden 31, 32, die in die Zwischenräume zwischen dem Vorsprung 23 und der Wandung 18 des Mitnehmers 16 innerhalb der Aussparung 17 eingreifen.Loop spring 30. The loop spring can have several turns and has inwardly angled ends 31, 32, which into the Interstices between the projection 23 and the wall 18 of the driver 16 engage within the recess 17.
In den Figuren 4 und 5 sind die Schling- bzw. Spreizfederkupplungen 12, 13 in Ruhestellung der Lenkung,- d. h. ohne Lenkeinschlag dargestellt. Das topfförmige Bauteil 24 der Kupplung 12 wird dabei in Richtung des Drehpfeiles 33 in der oben beschriebenen Art vom Elektromotor 29 ständig angetrieben. In gleicher Weise wird das topfförmige Bauteil 24' der Kupplung 13 über einen Zahnriemen 26' angetrieben. Die Drehrichtung des topfförmigeη Bauteils 24' verläuft, da zwischen das Getriebe 27 und die zugeordnete Riemenscheibe 28' noch ein Wendegetriebe 35 geschaltet ist, in Richtung des Drehpfeiles 34, der der Richtung des Drehpfeiles 33 entgegengesetzt ist. In Drehrichtung des Drehpfeiles 33 gesehen ist bei der Kupplung 12, die bei einem in Richtung des Drehpfeiles 33 gerichteten Drehmoment anspricht, in der erwähnten Ruhestellung der Winkelabstand <jL. zwischen der vorderen Auflagefläche des Endes 31, 31' der Schling- bzw. Spreizfeder 30, 30' und dem hinteren Rand 37 des Vorsprungs 23 des Kupplungsteils 21 größer als der Winkelabstand β zwischen der hinteren Kante 38 der Wandung 18.des Mitnehmers 16 und der zugeordneten Auflagefläche 39 des hakenförmigen Endes 32 der Schling- bzw. Spreizfeder 30. Der Winkelabstand (f zwischen dem vorderen Rand 40 des Vorsprungs 23 des Kupplungsteils 21 und der Auflagefläche 39 ist größer oder gleich der Summe aus Winkelabstand JU und Steuerwinkel ^ . Der Steuerwinkel $ ist der Winkelabstand, um den sich die abgewinkelten Enden 31, 32 bei eingekuppelter gegenüber ausgekuppelter, entspannter Schling- oder Spreizfeder 30 gegeneinander verstellen. Er kommt zustande, weil die Schling- oder Spreizfeder 30 in ein- bzw. ausgekuppelter Stellung wenn auch nur gering· unterschiedlichen Durchmesser aufweist. In der dargestellten Ruhestellung wird dieIn Figures 4 and 5, the wrap or expanding spring clutches 12, 13 are shown in the rest position of the steering - that is, without steering lock. The cup-shaped component 24 of the coupling 12 is continuously driven by the electric motor 29 in the direction of the rotary arrow 33 in the manner described above. In the same way, the cup-shaped component 24 'of the coupling 13 is driven via a toothed belt 26'. The direction of rotation of the pot-shaped component 24 'runs, since a reversing gear 35 is connected between the gear 27 and the associated belt pulley 28', in the direction of the rotary arrow 34, which is opposite to the direction of the rotary arrow 33. Seen in the direction of rotation of the rotary arrow 33, in the case of the coupling 12, which responds to a torque directed in the direction of the rotary arrow 33, the angular distance <jL in the rest position mentioned. between the front bearing surface of the end 31, 31 'of the wrap or expanding spring 30, 30' and the rear edge 37 of the projection 23 of the coupling part 21 greater than the angular distance β between the rear edge 38 of the wall 18 of the driver 16 and the associated bearing surface 39 of the hook-shaped end 32 of the wrap or spreading spring 30. The angular distance (f between the front edge 40 of the projection 23 of the coupling part 21 and the bearing surface 39 is greater than or equal to the sum of the angular distance JU and control angle ^. The control angle $ is the angular distance by which the angled ends 31, 32 are adjusted with respect to each other when the loop or expansion spring 30 is engaged, compared to the uncoupled, relaxed. has different diameters
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Schling- bzw. Spreizfeder 30 in der Innenwandung des sich in Richtung des Drehpfeiles 33 drehenden topfförraigen Bauteils aus der in Fig. 4 dargestellten Stellung soweit mitgenommen, bis die Auflagefläche 39 des hakenförmig abgebogenen Endes 32 der Schling- bzw. Spreizfeder 30 auf der hinteren Kante 38 der Wandung 18 des Mitnehmers l6 zur Anlage kommt. Dadurch wird die Schlingbzw. Spreizfeder 30 zusammengezogen und die Kupplung gelöst3 so daß von dem rotierenden topfförmigen Bauteil 24 kein Drehmoment auf den Mitnehmer 16 übertragen werden kann.Wrap or expansion spring 30 in the inner wall of the cup-shaped component rotating in the direction of the rotary arrow 33 from the position shown in FIG. 4 until the contact surface 39 of the hook-shaped bent end 32 of the wrap or expansion spring 30 on the rear edge 38 of the wall 18 of the driver l6 comes to rest. This is the Schlingbzw. Spreading spring 30 contracted and the clutch released 3 so that no torque can be transmitted to driver 16 by rotating cup-shaped component 24.
Dreht der Fahrer des Fahrzeugs nun aber an dem an der Antriebswelle 10 angeordneten Lenkrad in Richtung des Drehpfeiles 33, so wird das Wellenstück 14 mit vermindetem Querschnitt verdreht, wodurch sich der Mitnehmer 16 um den Winkel λ in die in Fig. dargestellte Stellung verdreht. Das hakenförmige Ende 31 stößt nun gegen den Vorsprung 23, der seine bisherige Stellung beibehalten wird: Jetzt wird der Winkel OC Null und der Winkel β bleibt größer als Null und das hakenförmige Ende 32 kann an der Kante 38 nicht mehr zur Auflage kommen. Die Schling- bzw. Spreizfeder 30 wird dadurch aufgeweitet, so daß sie sich um so stärker gegen die zylindrische Innenwandung des topfförmigen Bauteils 24 preßt, je größer das am Lenkrad (Antriebswelle 10) aufgebrachte Drehmoment, bzw. die daraus resultierende Verdrehung des Torsionselements 14 oder 15 ist, wobei die dabei erzeugte Reibungskraft das vom Elektromotor 29 übertragene Drehmoment mehr und mehr auf den Vorsprung 23 und damit auf die Abtriebswelle der Kupplung - hier also das Zwischenstück 19 der Lenkwelle - überträgt. Sobald der Torsionswinkel A , der von dem Torsionsmoment, im Wellenstück 14 abhängig ist, unter einen bestimmten Wert abfällt, kann indessen wieder das hakenförmige Ende 32 mit seiner Auflagefläche 39 auf der hinteren Kante 38 der Wandung l8 des 'Mitnehmers l6 anliegen, so daß die Feder wieder zusammengezogen wird und die Kupplung wieder löst. Das von der Kupplung übertragen e Drehmoment ist also abhängig von Torsionswinkel Λ , der wiederum eine Funktion des Torsionsmomentes im als Torsionsglied wirkenden Wellenstück 14 ist. Durch Variation der Winkel oC und & kann also die Ansprechempfindlich-However, if the driver of the vehicle now turns the steering wheel arranged on the drive shaft 10 in the direction of the rotary arrow 33, the shaft piece 14 is rotated with a reduced cross-section, as a result of which the driver 16 rotates by the angle λ into the position shown in FIG. The hook-shaped end 31 now strikes the projection 23, which is retained in its previous position: the angle OC now becomes zero and the angle β remains greater than zero and the hook-shaped end 32 can no longer come to rest on the edge 38. The wrap or spreading spring 30 is widened so that it presses itself more strongly against the cylindrical inner wall of the cup-shaped component 24, the greater the torque applied to the steering wheel (drive shaft 10) or the resulting rotation of the torsion element 14 or 15, the frictional force generated thereby transmitting the torque transmitted by the electric motor 29 more and more to the projection 23 and thus to the output shaft of the clutch - in this case the intermediate piece 19 of the steering shaft. As soon as the torsion angle A, which is dependent on the torsional moment in the shaft piece 14, falls below a certain value, the hook-shaped end 32 can, however, again rest with its bearing surface 39 on the rear edge 38 of the wall l8 of the 'driver l6, so that the The spring is pulled together again and the clutch is released again. The torque transmitted by the clutch is therefore dependent on the torsion angle Λ, which in turn is a function of the torsional moment in the shaft piece 14 acting as a torsion member. By varying the angles oC and & , the response sensitivity can
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keit der Kupplung varriert werden. Bei einer großen Differenz dieser Winkel tritt eine ServounterStützung der Lenfcbewegung erst bei einem großen Torsionsmoment auf, bei einer kleinen Differenz gelangt die Kupplung bereits bei kleinen übertragenen Torsionsmomenten in Eingriff. Normalerweise werden die Winkel so dimensioniert, daß schon bei einem nur wenig von Null verschiedenen Torsionsmoment der Motor die manuelle Bewegung der Antriebswelle 10 unterstützt.speed of the coupling can be varied. If there is a big difference At this angle there is a servo-assisted steering movement only with a large torsional moment, with a small one Difference, the clutch already engages with small transmitted torsional torques. Usually the angles dimensioned in such a way that even with a torsional moment that is only slightly different from zero, the motor causes the manual movement of the Drive shaft 10 supported.
Wie aus den Figuren 4 und 5 ersichtlich, ist bei den Kupplungen und 13 der Winkelabstand oC kleiner als der Winkelabstand β + S zwischen dem vorderen Rand 40 des Vorsprungs 23 des Kupplungsteils 21 und der hinteren Kante 38 der Wandung 18 des Mitnehmers l6. Durch diesen asymmetrischen Aufbau xtfird erreicht, daß die Kupplung 12 nur in Richtung des Drehpfeiles 33 anspricht bzw. die Kupplung 13 nur in Richtung des Drehpfeiles 34 anspricht. Die Punktion der Kupplung 13 entspricht sinngemäß der oben beschriebenen Punktion der Kupplung 12] der einzige Unterschied liegt bei der - wie Fig. 5 erkennen läßt - spiegelbildlich aufgebauten Kupplung 13 darin, daß die beschriebenen Vorgänge in Richtung des Drepfeiles 34 ablaufen. As can be seen from FIGS. 4 and 5, the angular distance oC in the couplings 13 and 13 is smaller than the angular distance β + S between the front edge 40 of the projection 23 of the coupling part 21 and the rear edge 38 of the wall 18 of the driver 16. This asymmetrical structure ensures that the coupling 12 only responds in the direction of the rotary arrow 33 and the coupling 13 only responds in the direction of the rotary arrow 34. The puncture of the coupling 13 corresponds to the puncture of the coupling 12 described above] the only difference in the coupling 13, which is mirror-inverted, as shown in FIG.
Wesentlich an dem beschriebenenen, als Lenkvorrichtung eingesetzten Servoaggregat ist, daß das Einkuppeln des Servomoments über die topfförmigen Bauteile 24, 24' nur dann möglich ist, wenn das Torsionsmoment und damit der Torsionswinkel Λ größer als Null ist. Nur unter dieser Bedingung kann sich die Schling- bzw. Spreizfeder 30, 30' mit einem Ende an dem Vorsprung 23» 23' abstützen und damit aufspreizen, wobei jede Kupplung 12, 13 in Richtung des ihr zugeordneten Drehteils 33, 34 greift. Bei einem Torsionsmoment gleich Null, was einen Torsionswinkel \ gleich Null bedeutet, wird dagegen die Schlingfeder 30, 30' immer aufgezogen. Dies gilt unabhängig davon, ob die Antriebswelle 10 oder das topfförmige Bauteil 24 oder die Abtriebswelle 11 verschwenkt wir-d. Dadurch wird bei derWhat is essential about the described servo unit used as a steering device is that the coupling of the servo torque via the cup-shaped components 24, 24 'is only possible if the torsional moment and thus the torsion angle Λ is greater than zero. Only under this condition can the wrap or spreading spring 30, 30 'be supported with one end on the projection 23'23' and thus spread open, with each coupling 12, 13 engaging in the direction of the rotating part 33, 34 assigned to it. In the case of a torsional moment equal to zero, which means a torsional angle \ equal to zero, on the other hand the wrap spring 30, 30 'is always wound. This applies regardless of whether the drive shaft 10 or the cup-shaped component 24 or the output shaft 11 is pivoted. As a result, the
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Lenkvorrichtung auch das gewohnte freie Zurücklaufen der Räder am Kurvenausgang ermöglicht, wobei sich das topfförmige Bauteil 24 oder 24' jeweils einer Kupplung 12, 13 in einer Drehrichtung entgegengesetzt der Drehrichtung der Lenkwelle dreht, ohne daß dadurch die Lenkung beeinträchtigt wird. Wie schon oben angedeutet, geschieht das Einrücken der Schlingbzw. Spreizfederkupplung mit steigendem Lenkmoment kontinuierlich. Anstelle der bei allen bekannten Servolenkungen mit elektromotorischem' Antrieb notwendigen elektronischen Drehzahl-Steuereinrichtungen wird also bei der Lenkvorrichtung gemäß der Erfindung das Hilfsmoment mechanisch gesteuert. Der den Hilfsantrieb darstellende Elektromotor 29 kann ständig in Rotation bleiben.Steering device also allows the usual free running back of the wheels at the exit of the curve, whereby the cup-shaped Component 24 or 24 'each have a coupling 12, 13 in a direction of rotation opposite to the direction of rotation of the steering shaft turns without affecting the steering. As already indicated above, the engagement of the Schlingbzw. Expanding spring clutch continuously with increasing steering torque. Instead of the known power steering with electromotive ' Drive necessary electronic speed control devices is so in the steering device according to the Invention, the auxiliary torque is controlled mechanically. The auxiliary drive representative electric motor 29 can always remain in rotation.
Das beschriebene Servoaggregat muß nicht notwendigerweise in der in der Zeichnung dargestellten Form ausge führt sein. Denkbar wäre z. B., daß die beiden Kupplungen 12, 13 zu einer einzigen Kupplung vereint werden. Die Torsionsglieder 14, 15 könnten dann zu einem einzigen Wellenabschnitt mit vermindertem Querschnitt vereint werden. Die Wandungen 18, 18' mit den Aussparungen 17, 17' würden dann axial hintereinanderliegend an einem Mitnehmer 16, die Vorsprünge 23, 23' auch axial hintereinanderliegend an einer Platte 22' angeordnet. Die Sehlingbzw. Spreizfedern 30, 30' und die topfförmigen Bauteile 24, 24' müßten natürlich erhalten bleiben. Ebenso ist auch denkbar, die Kupplungen 12, 13 in kinematischer Umkehr auszubilden: das topfförmige Bauteil 24 würde als Zylinder innen liegen und koaxial dazu würden die übrigen Kupplungsteile angeordnet .The servo unit described does not necessarily have to be in the shape shown in the drawing leads out. Conceivable would be z. B. that the two clutches 12, 13 to a single one Coupling to be united. The torsion members 14, 15 could then be a single shaft section with reduced Cross-section are united. The walls 18, 18 'with the recesses 17, 17 'would then be axially one behind the other on a driver 16, and the projections 23, 23' would also be axially one behind the other arranged on a plate 22 '. The Sehling or Expanding springs 30, 30 'and the cup-shaped components 24, 24 'would of course have to be retained. It is also conceivable to design the clutches 12, 13 in a kinematic reversal: the cup-shaped component 24 would lie on the inside as a cylinder and the remaining coupling parts would be arranged coaxially thereto .
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