DE3913809C2 - Steering device - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Lenkeinrichtungen sind beispielsweise aus der DE-AS 1 172 968 und der US-3,426,612 bekannt, um bei höheren Geschwindigkeiten dadurch die Sicherheit zu erhöhen, daß größere Lenkausschläge nur unter erhöhtem Kraftaufwand erfolgen können. Gleichzeitig ist bei niedrigen Geschwindigkeiten, bei denen im allgemeinen größere Lenkwinkel erforderlich sind - z. B. beim Einparken oder Abbiegen - ein recht großer apparativer Aufwand erforderlich, damit der erforderliche Kraftaufwand entsprechend reduzierbar ist.The invention relates to a steering device according to the preamble of claim 1. Such steering devices are for example from DE-AS 1 172 968 and US 3,426,612 known to increase safety at higher speeds to increase that larger steering deflections only under increased Force can take place. At the same time is at low Speeds at which generally larger steering angles are required - e.g. B. when parking or turning - a quite a lot of equipment required so that the required Force can be reduced accordingly.

Insbesondere erfordern die vorhandenen Anordnungen den Anschluß an ein Hydrauliksystem, was sowohl baulich als auch wartungstechnisch von Nachteil ist.In particular, the existing arrangements require connection to a hydraulic system, which is both structural and is a disadvantage in terms of maintenance.

Andererseits muß bei einer herkömmlich verwendeten Lenkeinrichtung in einem Automobil das Lenkrad mehr als einmal gedreht werden, um den maximalen Lenkwinkel der gesteuerten Räder einstellen zu können, was in erheblichem Maße zur Ermüdung eines Fahrers bzw. Fernfahrers führt, der häufig und lange hinter dem Lenkrad sitzt. On the other hand, in a conventionally used steering device the steering wheel more than once in an automobile be rotated to the maximum steering angle of the controlled To be able to adjust wheels, which to a considerable extent Fatigue of a driver or long-distance driver who leads frequently and long behind the wheel.  

Es besteht daher ein Bedarf an einer Lenkeinrichtung, mit deren Hilfe sich ein großer Lenkwinkel der gesteuerten Räder auch bei nur geringer Drehung des Lenkrads einstellen läßt. Hierzu läßt sich z. B. in einfacher Weise das Lenkgetriebeverhältnis auf einen hohen Wert einstellen, wie dies bei der Formel-Fahrzeugklasse der Fall ist. Bei einer derart einfachen Erhöhung des Getriebeverhältnisses wird jedoch die Lenkantwort in der Nähe der Zentralposition des Lenkrads überempfindlich, und zwar insbesondere während einer Fahrt bei hoher Geschwindigkeit, so daß eine Lenkkorrektur schwer durchzuführen ist.There is therefore a need for a steering device with which Help yourself a large steering angle of the controlled wheels can be adjusted even when the steering wheel is only slightly turned. For this purpose, z. B. in a simple way Set the steering gear ratio to a high value, such as this is the case with the formula vehicle class. At a such a simple increase in the gear ratio however the steering response near the central position of the Steering wheel hypersensitive, especially during one Driving at high speed, so that a steering correction is difficult to perform.

Bei einer Lenkeinrichtung soll ein großer Winkel der gesteuerten Räder bei nur geringem Lenkwinkel des Lenkrads eingestellt werden, so daß es aus diesem Grunde vorteilhaft ist, die Lenkkraft mit größer werdendem Lenkwinkel zu erhöhen. Der Lenkwinkel wird sich dadurch nicht abrupt erhöhen, auch wenn die Lenkeinrichtung weniger sorgfältig durch einen Fahrer bedient wird, der üblicherweise nur ein gewöhnliches Lenksystem kennt. Wird allerdings bei einer Kleinwinkel-Lenkeinrichtung nur das Lenkgetriebeverhältnis erhöht, so muß mit einem äußerst scharfen bzw. ruckartigen Lenkverhalten gerechnet werden, da in einem solchen Fall die Lenkkraft bei Änderungen des Lenkwinkels konstant ist. Dies kann jedoch zu einem erheblichen Sicherheitsproblem werden. Wird zur Vermeidung des scharfen bzw. abrupten Lenkverhaltens die Lenkkraft erhöht, so erhöht sich auch die Lenkkraft in der Nähe der Zentralposition des Lenkrades, was wiederum zu einer stärkeren Ermüdung des Fahrers führt.In a steering device, a large angle of the controlled Wheels set with only a small steering angle of the steering wheel be so that it is advantageous for this reason, the steering force with increasing steering angle. The steering angle will not increase abruptly, even if the Steering device operated less carefully by a driver who usually only knows an ordinary steering system. However, with a small-angle steering device, only the steering gear ratio increased, so with an extremely sharp or jerky steering behavior can be expected, as in such a If the steering force is constant with changes in the steering angle is. However, this can pose a significant security problem become. Used to avoid the sharp or abrupt Steering behavior increases the steering force, so it also increases the steering force near the central position of the steering wheel, which in turn leads to increased driver fatigue.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine gattungsgemäße Lenkeinrichtung zu schaffen, die eine erhöhte Sicherheit dadurch bewirkt, daß sowohl bei kleinen als auch bei großen Geschwindigkeiten eine ermüdungsärmere Bedienung des Lenkrades ermöglicht wird, wobei gleichzeitig der apparative Aufwand so gering wie möglich gehalten wird. The invention has for its object a generic Steering device to create increased security causes both small and large speeds less tiring operation of the steering wheel is made possible, at the same time the equipment effort so is kept as low as possible.  

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.The solution to the problem is in Claim 1 specified. Advantageous configurations the invention can be found in the subclaims.

Eine Lenkeinrichtung nach der Erfindung zeichnet sich aus durch einen Getriebemechanismus mit variablem Getriebeverhältnis innerhalb eines Lenkkraft-Übertragungswegs zur Übertragung der Drehung eines Lenkrads zu einer Lenkgetriebebox, wobei der Getriebemechanismus folgende Einrichtungen enthält:A steering device according to the invention is characterized through a gear mechanism with variable gear ratio within a steering force transmission path for transmission the rotation of a steering wheel to a steering gear box, the Gear mechanism includes the following facilities:

• - ein erstes und mit der Lenkradseite verbundenes Zahnrad mit einem effektiven Radius, der graduell mit steigendem Lenkwinkel ansteigt, und- A first gear connected to the steering wheel side with an effective radius that gradually increases with increasing Steering angle increases, and
• - ein zweites und mit der Lenkgetriebeboxseite verbundenes Zahnrad mit einem effektiven Radius, der graduell mit steigendem Lenkwinkel abnimmt, wobei dann, wenn sich das Teil des ersten Zahnrades, der den kleinsten Radius auf­ weist, in Eingriff mit demjenigen Teil des zweiten Zahnrades steht, der den größten Radius aufweist.- A second and connected to the steering gear box side Gear with an effective radius that gradually increases with increasing steering angle decreases, when that Part of the first gear that has the smallest radius points, in engagement with that part of the second gear stands that has the largest radius.

Entsprechend der Erfindung wird also ein Getriebemechanismus mit variablem Getriebeverhältnis verwendet, der z. B. ein erstes Zahnrad mit einem effektiven Radius aufweist, der mit ansteigendem Lenkwinkel graduell zunimmt, und ein zweites Zahnrad mit einem effektiven Radius besitzt, der mit ansteigendem Lenkwinkel graduell abnimmt, so daß sich somit das Getriebeverhältnis mit ansteigendem Winkel des Lenkrads erhöhen läßt. Hierdurch wird vermieden, daß sich eine überempfindliche Steuerantwort in der Nähe der Zentralposition des Lenkrads ergibt. Außerdem ist nur ein geringer Ausschlag des Lenkrads erforderlich, um den maximalen Auslenkwinkel der gesteuerten Räder einzustellen. According to the invention, therefore, a gear mechanism used with a variable gear ratio, the z. B. a first Gear having an effective radius that increases with increasing Steering angle gradually increases, and a second gear has an effective radius that increases with increasing Steering angle gradually decreases, so that the gear ratio can increase with increasing angle of the steering wheel. This prevents an oversensitive Control response near the central position of the steering wheel results. In addition, only a small steering wheel deflection is required by the maximum deflection angle of the controlled wheels adjust.  

Mit Hilfe des genannten Getriebemechanismus läßt sich eine Getriebeverhältnisänderung erreichen, derart, daß die Lenkkraft mit zunehmendem Lenkwinkel ansteigt, so daß auch eine abrupte Lenkung der gesteuerten Räder vermieden wird, wenn der Fahrer das Lenkrad unachtsam betätigt.With the help of the gear mechanism mentioned one can Reach gear ratio change so that the Steering force increases with increasing steering angle, so that too abrupt steering of the controlled wheels is avoided, if the driver operates the steering wheel carelessly.

Nach der Erfindung kann als Getriebemechanismus mit variablem Getriebeverhältnis ein elliptischer Getriebemechanismus mit einem Paar elliptischer Zahnräder zum Einsatz kommen, um die oben beschriebenen Eigenschaften mit möglichst einfachem Aufbau zu erzielen.According to the invention can be used as a gear mechanism with variable Gear ratio with an elliptical gear mechanism a pair of elliptical gears are used to Properties described above with the simplest possible structure to achieve.

Ferner läßt sich nach der Erfindung ein Verstärkungsmechanismus zur Verstärkung des Ausgangs des Getriebemechanismus mit variablem Getriebeverhältnis zwischen diesem Getriebemechanismus und der Lenkgetriebebox einsetzen, so daß konventionelle Lenkgetriebeboxen und Lenkverstärkereinrichtungen (Lenkkraftverstärker) verwendet werden können, ohne daß diese geändert werden müssen. Hierdurch werden die Produktionskosten des Lenksystems erheblich reduziert.Furthermore, according to the invention, a reinforcing mechanism can be used to amplify the output of the gear mechanism with variable gear ratio between this gear mechanism and use the steering gear box so that conventional Steering gear boxes and steering booster devices (steering booster) can be used without changing them Need to become. As a result, the production costs of Steering system significantly reduced.

Bei der Erfindung kommt ein für sich bekannter Gegenkraft-Mechanismus zum Einsatz, der innerhalb des Lenkkraft-Übertragungswegs liegt, um den Drehwiderstand des Lenkkraft-Übertragungswegs mit einem Ansteigen des Lenkwinkels zu erhöhen. Dadurch läßt sich das Lenkkraftverhalten, d. h., sowohl das Drehwinkel- als auch das Drehkraftverhalten bezüglich des Lenkwinkels optimieren.In the invention there is a known counterforce mechanism used within the steering force transmission path lies around the rotational resistance of the steering force transmission path increase with an increase in the steering angle. Thereby can the steering force behavior, d. i.e. both the angle of rotation as well as the torque behavior with regard to the steering angle optimize.

Somit läßt sich eine Lenkeinrichtung mit hoher Einsatzflexibilität und -praktikabilität dadurch schaffen, daß ein optimal variierendes Getriebeverhältnis bei gleichzeitig optimiertem Lenkkraftwiderstand erzielt wird.This allows a steering device with high versatility and create practicability in that an optimal varying gear ratio with optimized at the same time Steering force resistance is achieved.

Nachdem ferner die erfindungsgemäße Lenkeinrichtung aufgrund des variablen Lenkkraftverhältnisses eine gewisse Drehwiderstandserhöhung bewirkt, kann vorteilhafterweise der Gegenkraft- Mechanismus relativ kompakt und baulich klein gehalten werden.After further the steering device according to the invention  the variable steering force ratio a certain increase in rotational resistance effect, the counterforce Mechanism can be kept relatively compact and structurally small.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigtThe invention is described below with reference to the drawing described in more detail. It shows

Fig. 1 einen schematisch dargestellten Vertikalschnitt durch eine Lenkeinrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 1 is a vertical section schematically represented by a steering device according to a first embodiment of the invention,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein elliptisches Getriebe, Fig. 2 is a plan view of an elliptical gear,

Fig. 3 einen Gegenkraft-Mechanismus in schematischer Darstellung, Fig. 3 is a counter-force mechanism in a schematic representation;

Fig. 4 eine Lenkwinkelcharakteristik, Fig. 4 is a steering angle characteristic,

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung von Lenkkraft-Charak­ teristika, Fig. 5 is a diagram for explaining steering force CHARACTERISTICS Charak,

Fig. 6 eine Lenkeinrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 6 shows a steering device according to a second embodiment of the invention,

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Lieferung eines Hydraulikdrucks, Fig. 7 is a schematic representation of a device for supplying a hydraulic pressure,

Fig. 8 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Lenkkraftverhaltens in Abhängigkeit der Fahrzeug­ geschwindigkeit, Fig. 8 is a graph for explaining the behavior steering force depending on the vehicle speed,

Fig. 9 eine Lenkeinrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 9 shows a steering device according to a third embodiment of the invention, and

Fig. 10 einen Vertikalschnitt durch eine Lenkeinrichtung nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 10 is a vertical section through a steering device according to a fourth embodiment of the invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen beschrieben. Die Fig. 1 bis 5 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lenkeinrichtung nach der Erfindung. Dabei ist in Fig. 1 in schematischer Weise ein Vertikalschnitt eines Teils der Lenkeinrichtung dargestellt. Gemäß Fig. 1 ist das untere bzw. Bodenende einer mit einem nicht dargestellten Lenkrad verbundenen Lenkwelle 1 mit dem oberen Ende einer Eingangswelle 3 eines ellipti­ schen Getriebemechanismus 2 verbunden, und zwar mittels ei­ ner Zahn- oder Splintverbindung (serration connection). Ein erstes elliptisches Zahnrad 4 des elliptischen Getriebeme­ chanismus 2 ist im Inneren eines Gehäuses 5 nicht drehbar am äußeren Umfang der Eingangswelle 3 befestigt, wobei die Eingangswelle 3 in Hauptachsenrichtung gegenüber dem Zen­ trum des ersten elliptischen Zahnrads 4 versetzt angeordnet ist. Ein im Gehäuse 5 angeordnetes zweites elliptisches Zahnrad 6 kämmt mit dem ersten elliptischen Zahnrad 4 und ist nicht drehbar am äußeren Umfang einer Ausgangswelle 7 angeordnet, die innerhalb des Gehäuses 5 und parallel zur Eingangswelle 3 liegt. Die Ausgangswelle 7 ist wie die Ein­ gangswelle 3 in Hauptachsenrichtung gegenüber dem Zentrum des zweiten elliptischen Zahnrads 6 versetzt angeordnet. Beim elliptischen Getriebemechanismus 2 gemäß Fig. 2 steht der Teil des ersten elliptischen Zahnrads 4 mit dem klein­ sten Radius mit dem den größten Radius aufweisenden Teil des zweiten elliptischen Zahnrads 6 in Eingriff, wenn sich das nicht dargestellte Lenkrad in der Zentralposition be­ findet. Vergrößert sich daher die Drehung der Eingangswelle 3 mit größer werdendem Lenkwinkel des Lenkrads, so vergrö­ ßert sich auch das Getriebeverhältnis des elliptischen Ge­ triebemechanismus 2. Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel der maximale Lenkwinkel des Lenkrads auf etwa eine halbe Umdrehung (180°) eingestellt ist, wird sich das Getriebe­ verhältnis bei großem Lenkwinkel nicht verringern.Preferred embodiments of the invention will now be described in detail with reference to the drawing. Figs. 1 to 5 show a first embodiment of a steering device according to the invention. A vertical section of part of the steering device is shown schematically in FIG. 1. Referring to FIG. 1, the lower or bottom end of a connected with an unillustrated steering wheel steering shaft 1 with the upper end of an input shaft 3 is connected to an elliptic rule transmission mechanism 2, by means of egg ner tooth or cotter pin (serration connection). A first elliptical gear 4 of the elliptical gear mechanism 2 is not rotatably mounted in the interior of a housing 5 on the outer circumference of the input shaft 3 , the input shaft 3 being offset in the main axis direction from the center of the first elliptical gear 4 . A second elliptical gear 6 arranged in the housing 5 meshes with the first elliptical gear 4 and is not rotatably arranged on the outer circumference of an output shaft 7 , which lies within the housing 5 and parallel to the input shaft 3 . The output shaft 7 is arranged as the input shaft 3 offset in the main axis direction from the center of the second elliptical gear 6 . When elliptical gear mechanism 2 according to Fig. 2 represents the part of the first elliptical gear 4 with the small-th radius with the greatest radius piece of the second elliptical gear 6 engages when the steering wheel not shown in the central position will be. Therefore, if the rotation of the input shaft 3 increases as the steering angle of the steering wheel increases, the gear ratio of the elliptical gear mechanism 2 also increases . Since in the present embodiment the maximum steering angle of the steering wheel is set to about half a turn (180 °), the gear ratio will not decrease with a large steering angle.

Wie die Fig. 1 zeigt, ist die Ausgangswelle 7 des ellipti­ schen Getriebemechanismus 2 mit einem Innenventil 9 einer Lenkverstärkereinrichtung verbunden, und zwar über ein Pla­ netengetriebe 8. Mit dem unteren Ende der Ausgangswelle 7 ist ein Planetenträger 10 für das Planetengetriebe 8 integral verbunden, wobei der Planetenträger 10 eine Mehrzahl von drehbar angeordneten Planetenzahnrädern 11 trägt. Ein Ring- bzw. Hohlzahnrad des Planetengetriebes 8 ist am Gehäuse 5 befestigt und steht immer in Eingriff mit den Planetenzahnrädern 11. Ein Sonnenrad 12 des Plane­ tengetriebes 8 ist am äußeren Umfangsrand des oberen Endes des Innenventils 9 befestigt und steht immer in Eingriff mit den Planetenzahnrädern 11.As shown in FIG. 1, the output shaft 7 of the elliptical gear mechanism 2 is connected to an inner valve 9 of a steering booster device, specifically via a planetary gear 8 . A planet carrier 10 for the planetary gear 8 is integrally connected to the lower end of the output shaft 7 , the planet carrier 10 carrying a plurality of rotatably arranged planet gears 11 . A ring or hollow gear of the planetary gear 8 is attached to the housing 5 and is always in engagement with the planet gears 11 . A sun gear 12 of the tarpaulin gear 8 is attached to the outer peripheral edge of the upper end of the inner valve 9 and is always in engagement with the planetary gears 11th

Das Planetengetriebe 8 wirkt als Drehzahlerhöhungs­ mechanismus zur Vergrößerung der Rotation der Ausgangswelle 7 und überträgt die Rotation zur Innenventilwelle 9. Durch Übertragung der axialen Rotationskomponente zusätzlich zur orbitalen Rotationskomponente der Planetenzahnräder 11 auf das Sonnenrad 12 erhöht sich die Rotationsgeschwindigkeit des Sonnenrads 12. Im Ergebnis wird die durch den ellipti­ schen Getriebemechanismus 2 eingestellte Lenkwinkelantwort (Lenkwinkel-Ansprechvermögen) verstärkt und dann der Lenk­ verstärkereinrichtung zugeführt.The planetary gear 8 acts as a speed increasing mechanism to increase the rotation of the output shaft 7 and transmits the rotation to the inner valve shaft 9 . By transmitting the axial rotation component in addition to the orbital rotation component of the planetary gears 11 to the sun gear 12 , the rotational speed of the sun gear 12 increases . As a result, the steering angle response (steering angle responsiveness) set by the elliptical gear mechanism 2 is amplified and then supplied to the steering amplifier device.

Das Innenventil 9 und ein Außenventil 13 am äußeren Umfang des Innenventils 9 bilden zusammen ein bekanntes Drehven­ til. Eine mit dem unteren Ende des Außenventils 13 verbun­ dene Lenkausgangswelle 14 ist mit dem Innenventil 9 Über einen Torsionsstab 15 (Drehstabfeder) verbunden. Ein Rit­ zel 16 am unteren äußeren Umfangsrand der Lenkausgangswelle 14 steht mit einer Zahnstange 18 an einer Lenkstange 17 in Eingriff, so daß eine Lenkgetriebebox 19 erhalten wird. Die dem Innenventil 9 nachfolgende und die Lenkverstärkerein­ richtung sowie die Lenkgetriebebox 19 betreffende Anordnung ist allgemein bekannt und wird nachfolgend nicht nochmals detailliert beschrieben.The inner valve 9 and an outer valve 13 on the outer circumference of the inner valve 9 together form a known Drehven valve. One with the lower end of the outer valve 13 connected steering output shaft 14 is connected to the inner valve 9 via a torsion bar 15 (torsion bar spring). A Rit zel 16 on the lower outer peripheral edge of the steering output shaft 14 is engaged with a rack 18 on a handlebar 17 so that a steering gear box 19 is obtained. The arrangement following the inner valve 9 and the steering amplifier device and the steering gear box 19 arrangement is generally known and will not be described again in detail below.

Im einzelnen wird jetzt ein Gegenkraft-Mechanismus 20 er­ läutert, der auf der Eingangswelle 3 vorhanden ist. Ein mit dem ersten elliptischen Zahnrad 4 integral verbundener Noc­ kenkörper 21 liegt unterhalb des ersten elliptischen Zahn­ rads 4 und wird gemeinsam mit der Eingangswelle 3 gedreht. Eine Rolle 22 wird durch eine Federkraft beaufschlagt und gegen die Nockenoberfläche am äußeren Umfangsrand des Noc­ kenkörpers 21 gedrückt, so daß die Rolle 22 als Andruckele­ ment arbeitet.In detail, a counterforce mechanism 20 is now explained, which is present on the input shaft 3 . A with the first elliptical gear 4 integrally connected Noc body 21 is below the first elliptical gear 4 and is rotated together with the input shaft 3 . A roller 22 is acted upon by a spring force and pressed against the cam surface on the outer circumferential edge of the cam body 21 , so that the roller 22 works as a pressure element.

Innerhalb des Gehäuses 5 befindet sich ein Federgehäuse 23, dessen Axialerstreckung senkrecht zur Richtung der Axialer­ streckung der Eingangswelle 3 verläuft. Das Federgehäuse 23 enthält in seinem Inneren zwei Spulenfedern 24 und 25 mit unterschiedlichen Federkonstanten. Ein Gegenkraftkolben 26 ist im Federgehäuse 23 gleitend gelagert und wird durch die Spulenfedern 24 und 25 in Richtung der Eingangswelle 3 ge­ drückt. Eine Rollentragplatte 27 ist integral mit dem Ge­ genkraftkolben 26 verbunden und ragt aus dem Inneren des Federgehäuses 23 hervor, wobei die Rollentragplatte 27 an ihrem vorderen Ende mit einer Trägerwelle 28 ausgestattet ist, die parallel zur Eingangswelle 3 verläuft. Die aus Harz bestehende Rolle 22 ist drehbar auf der Trägerwelle 28 (Achse) gelagert und wird durch die Kraft der Spulenfedern 24 und 25 gegen den Nockenkörper 21 gedrückt. Wie die Fig. 3 erkennen läßt, weist der Nockenkörper 21 eine herzartige Form auf, wobei sein Wellenzentrum in Richtung der Ausneh­ mung der herzartigen Nockenoberfläche versetzt ist. Der Nockenkörper 21 ist so angeordnet, daß die Ausnehmung, die den Teil mit dem kleinsten Radius der herzförmig ausgebil­ deten Nockenoberfläche bildet, in Kontakt mit der Rolle 22 steht, wenn sich das nicht dargestellte Lenkrad in seiner Zentralposition befindet. Der effektive Radius des mit der Rolle 22 in Kontakt stehenden Teils vergrößert sich somit, wenn sich mit ansteigendem Lenkwinkel die Eingangswelle 3 dreht. Da die Maximaldrehung der Eingangswelle 3 auf etwa eine halbe Umdrehung eingestellt ist, wird sich der effek­ tive Radius des Nockenkörpers 21 bei großen Lenkwinkeln nicht beträchtlich vermindern.Within the housing 5 there is a spring housing 23 , the axial extent of which extends perpendicular to the direction of the axial extent of the input shaft 3 . The spring housing 23 contains two coil springs 24 and 25 with different spring constants in its interior. A counterforce piston 26 is slidably mounted in the spring housing 23 and is pressed by the coil springs 24 and 25 in the direction of the input shaft 3 ge. A roller support plate 27 is integrally genkraftkolben with the Ge connected 26 and protrudes from the interior of the spring housing 23, the roller supporting plate 27 is provided at its front end with a support shaft 28 which is parallel to the input shaft. 3 The roller 22 made of resin is rotatably supported on the carrier shaft 28 (axis) and is pressed against the cam body 21 by the force of the coil springs 24 and 25 . As can Figs. 3 recognize, the cam body 21 has a heart-like shape, with its shaft center in the direction of mung Ausneh the heart-shaped cam surface is offset. The cam body 21 is arranged so that the recess which forms the part with the smallest radius of the heart-shaped ausgebil Deten cam surface is in contact with the roller 22 when the steering wheel, not shown, is in its central position. The effective radius of the part in contact with the roller 22 thus increases when the input shaft 3 rotates with increasing steering angle. Since the maximum rotation of the input shaft 3 is set to about half a revolution, the effective radius of the cam body 21 will not decrease significantly at large steering angles.

Im folgenden wird die Wirkungsweise dieses Ausführungsbei­ spiels im einzelnen beschrieben. Der Lenkeingang vom Lenk­ rad wird zum Planetengetriebe 8 über das erste elliptische Zahnrad 4, das zweite elliptische Zahnrad 6 und die Aus­ gangswelle 7 übertragen und ferner nach Verstärkung durch das Planetengetriebe 8 zur Lenkgetriebebox 19. Da beim el­ liptischen Getriebemechanismus 2 derjenige Teil des ersten elliptischen Zahnrads 4 mit dem kleinsten Radius in Ein­ griff mit dem den größten Radius aufweisenden Teil des zweiten elliptischen Zahnrads 6 steht, vergrößert sich das Getriebeverhältnis des elliptischen Getriebemechanismus 2, wenn sich die Drehung der Eingangswelle 3 vergrößert. An­ hand des in Fig. 4 gezeigten Lenkwinkelverhaltens des vorliegenden Ausführungsbeispiels läßt sich erkennen, daß somit bei einem Lenkrad in der Nähe seiner Zentralposition das anfängliche Antwortverhalten der gesteuerten Räder im­ mer dasselbe ist wie bei einer konventionellen Lenkeinrich­ tung, daß jedoch das Antwortverhalten der gesteuerten Räder schneller wird bei Erhöhung des Lenkwinkels, also dann, wenn sich das Lenkwinkelverhältnis graduell mit ansteigen­ dem Lenkwinkel erhöht. Bei einer derartigen Lenkwinkelcha­ rakteristik läßt sich der maximale Lenkwinkel merklich ver­ mindern auf etwa die Hälfte einer Umdrehung.The operation of this game is described in detail below. The steering input from the steering wheel is transmitted to the planetary gear 8 via the first elliptical gear 4 , the second elliptical gear 6 and the output shaft 7 , and also after amplification by the planetary gear 8 to the steering gear box 19th Since in the elliptical gear mechanism 2 that part of the first elliptical gear 4 with the smallest radius is engaged with the part with the largest radius of the second elliptical gear 6 , the gear ratio of the elliptical gear mechanism 2 increases when the rotation of the input shaft 3 enlarged. Based on the steering angle behavior shown in Fig. 4 of the present embodiment, it can be seen that thus with a steering wheel near its central position, the initial response behavior of the controlled wheels is always the same as in a conventional steering device, but that the response behavior of the controlled wheels becomes faster when the steering angle is increased, that is to say when the steering angle ratio increases gradually as the steering angle increases. With such a steering angle characteristic, the maximum steering angle can be reduced significantly to approximately half a revolution.

Im Gegenkraft-Mechanismus 20 werden die Spulenfedern 24, 25 graduell zusammengedrückt, da sich der effektive Radius desjenigen Teils der Rolle 22, der gegen den Nockenkörper 21 gedrückt wird, bei Drehung der Eingangswelle 3 vergrö­ ßert. Daher wird die Kraft der Spulenfedern 24 und 25, die über den Gegenkraftkolben 26 auf die Rolle 22 wirkt, mit Drehung der Eingangswelle 3 (bzw. des Nockenkörpers 21) vergrößert, so daß die Andruckkraft der Rolle 22 gegen den Nockenkörper 21 mit Drehung der Eingangswelle 3 ansteigt. Im Ergebnis steigt der Drehwiderstand der Eingangswelle 3 mit zunehmendem Lenkwinkel an, so daß sich die erforderli­ che Lenkkraft zum Drehen des Lenkrads mit größer werdendem Lenkwinkel erhöht.In the counterforce mechanism 20 , the coil springs 24 , 25 are gradually compressed, since the effective radius of that part of the roller 22 which is pressed against the cam body 21 increases when the input shaft 3 rotates. Therefore, the force of the coil springs 24 and 25 , which acts on the roller 22 via the counterforce piston 26 , is increased with the rotation of the input shaft 3 (or the cam body 21 ), so that the pressing force of the roller 22 against the cam body 21 with rotation of the input shaft 3 increases. As a result, the rotational resistance of the input shaft 3 increases as the steering angle increases, so that the steering force required for turning the steering wheel increases as the steering angle increases.

Die Fig. 5 zeigt das Lenkkraftverhalten für den Fall mit und ohne Gegenkraft-Mechanismus 20. Entsprechend der Fig. 5 steigt auch ohne Gegenkraft-Mechanismus 20 die Lenkkraft mit zunehmendem Lenkwinkel an, und zwar infolge von Ände­ rungen des Getriebeverhältnisses des elliptischen Getriebe­ mechanismus 2. Der im vorliegenden Ausführungsbeispiel ver­ wendete Gegenkraft-Mechanismus 20 führt jedoch zu einer vergrößerten Lenkkraft, um die Aufmerksamkeit des Fahrers zu gewinnen. Da die Lenkkraftdifferenz zwischen der zentra­ len Lenkposition und der Position mit maximalem Lenkwinkel größer wird, kann ein zu großer Lenkwinkel vermieden wer­ den, auch wenn ohne große Aufmerksamkeit gefahren wird. Entsprechend der Fig. 5 bewirkt der Gegenkraft-Mechanismus 20 beim Zurückdrehen des Lenkrads eine Verminderung der Lenkkraft, was zur erleichterten Rückführung des Lenkrads beiträgt. FIG. 5 shows the steering force behavior for the case with and without a counter-force mechanism 20. According to the Fig. 5 also rises without counterforce mechanism 20, the steering force with increasing steering angle to, due to the gear ratio of Ände conclusions of the elliptical gear mechanism 2. However, the counterforce mechanism 20 used in the present embodiment leads to an increased steering force in order to attract the driver's attention. Since the steering force difference between the central steering position and the position with the maximum steering angle increases, a steering angle that is too large can be avoided, even if driving without great attention. Causes corresponding to FIG. 5, the counter-force mechanism 20 which contributes a reduction in the steering force, when turning back the steering wheel to facilitate the return of the steering wheel.

Wie bereits erwähnt, liegt die Rolle 22 bei Einnahme der Zentralposition durch das Lenkrad in der Ausnehmung des herzförmig ausgebildeten Nockenkörpers 21, der an dieser Stelle seinen kleinsten Radius aufweist, so daß die Zen­ tralposition des Lenkrads klar definiert ist. Der Fahrer kann daher leicht feststellen, wann sich das Lenkrad in der Zentralposition befindet.As already mentioned, the roller 22 lies in the central position by the steering wheel in the recess of the heart-shaped cam body 21 , which has its smallest radius at this point, so that the central position of the steering wheel is clearly defined. The driver can therefore easily determine when the steering wheel is in the central position.

Die in Fig. 5 gezeigte Lenkkraftcharakteristik bei Verwen­ dung des Gegenkraft-Mechanismus 20 dient nur als Beispiels­ angabe. Selbstverständlich lassen sich die Federkonstante der Spulenfedern 24, 25 und die Form des Nockenkörpers 21 des Gegenkraft-Mechanismus 20 verändern, um zu einem ande­ ren Lenkkraftverhalten zu gelangen. Beispielsweise läßt sich auf diesem Wege die Lenkkraftdifferenz zwischen der Zentralposition und der Position des maximalen Lenkwinkels oder die anfängliche Lenkkraft bei Drehung aus der Zentral­ position heraus erhöhen.The steering force characteristic shown in Fig. 5 when using the counterforce mechanism 20 serves only as an example. Of course, the spring constant of the coil springs 24 , 25 and the shape of the cam body 21 of the counterforce mechanism 20 can be changed in order to achieve a different steering force behavior. For example, the steering force difference between the central position and the position of the maximum steering angle or the initial steering force when turning out of the central position can be increased in this way.

Weiterhin läßt sich in Fig. 5 erkennen, daß das Grundver­ halten, nämlich die Erhöhung der Lenkkraft bei ansteigendem Lenkwinkel zu erzielen, und zwar unter Einsatz des ellipti­ schen Getriebemechanismus 2, auch dann erhalten wird, wenn kein Gegenkraft-Mechanismus 20 verwendet wird.Furthermore, it can be seen in Fig. 5 that the Grundver hold, namely to achieve the increase in steering force with increasing steering angle, using the elliptical gear mechanism 2 , is obtained even if no counterforce mechanism 20 is used.

Beim ersten und mit dem Gegenkraft-Mechanismus 20 ausge­ statteten Ausführungsbeispiel lassen sich die Lenkkraftei­ genschaften unabhängig von den mit Hilfe des elliptischen Getriebemechanismus 2 erhaltenen Lenkwinkeleigenschaften einstellen, so daß sich die Lenkkrafteigenschaften insge­ samt durch Einstellung des Gegenkraft-Mechanismus 20 opti­ mal korrigieren lassen, und zwar bei optimalen und durch den elliptischen Getriebemechanismus 2 eingestellten Lenk­ winkeleigenschaften. Hierdurch läßt sich ein überempfindli­ ches Lenkantwortverhalten in der Nähe der Zentralposition des Lenkrads vermeiden, während andererseits auch abrupte Steuerbewegungen infolge eines unaufmerksamen Lenkbetriebs verhindert werden. Insgesamt ergibt sich somit eine bessere Bedienbarkeit der Lenkeinrichtung mit reduzier­ tem Lenkbetriebswinkel bis herauf zum maximalen Lenkwinkel.In the first embodiment equipped with the counterforce mechanism 20 , the steering force properties can be set independently of the steering angle properties obtained with the aid of the elliptical transmission mechanism 2 , so that the steering force properties can be corrected overall by adjusting the counterforce mechanism 20 , and Although angle characteristics with optimal and preset by the elliptical gear mechanism 2 steering. This can avoid a hypersensitive steering response in the vicinity of the central position of the steering wheel, while on the other hand also preventing abrupt control movements due to inattentive steering operation. Overall, this results in better operability of the steering device with a reduced steering operating angle up to the maximum steering angle.

Da der Ausgang des elliptischen Getriebemechanismus 2 durch das Planetengetriebe 8 verstärkt und anschließend zur Lenk­ verstärkereinrichtung übertragen wird, läßt sich der maxi­ male und der Lenkverstärkereinrichtung zugeführte Drehwin­ kel nahezu gleich demjenigen der konventionell verwendeten Lenkverstärkereinrichtung wählen, auch bei reduziertem ma­ ximalem Lenkwinkel des Lenkrads, so daß die konventionelle Lenkverstärkereinrichtung ohne Änderungen verwendet werden kann. Dies führt zu einem kostengünstigen und einfach auf­ gebauten Lenkgerät mit Lenkverstärkerfunktion.Since the output of the elliptical gear mechanism 2 is amplified by the planetary gear 8 and then transmitted to the steering amplifier device, the maximum angle and the steering amplifier device supplied rotation angle can be selected almost the same as that of the conventionally used steering amplifier device, even with a reduced maximum steering angle of the steering wheel, so that the conventional steering booster device can be used without changes. This leads to an inexpensive and simply built-on steering device with a steering amplifier function.

Aufgrund der Zentralpositionierungsfunktion des Gegenkraft- Mechanismus 20 läßt sich die Zentralposition des Lenkrads leicht abfühlen, so daß aufgrund der automatischen Zen­ trierfunktion der Lenkbetrieb, insbesondere beim Zurücklen­ ken, erleichtert wird. Darüber hinaus ergibt sich eine ver­ besserte Lenkstabilität während der Geradeausfahrt des Fahrzeugs.Due to the central positioning function of the counterforce mechanism 20 , the central position of the steering wheel can be easily sensed, so that the steering operation, in particular when steering back, is facilitated due to the automatic centering function. In addition, there is improved steering stability when the vehicle is traveling straight ahead.

Die Grundeigenschaft der Lenkeinrichtung nach der Erfindung, nämlich einen Anstieg der Lenkkraft zu er­ zielen bei vergrößertem Lenkwinkel, läßt sich bereits mit dem elliptischen Getriebemechanismus 2 erreichen, was schon zu einem Minimum an Sicherheit führt, auch wenn einmal eine Störung im Gegenkraft-Mechanismus auftritt.The basic property of the steering device according to the invention, namely to achieve an increase in the steering force with an increased steering angle, can already be achieved with the elliptical gear mechanism 2 , which already leads to a minimum of safety, even if a malfunction occurs in the counterforce mechanism.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Beim zweiten Ausführungsbeispiel sind gleiche Teile wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals beschrie­ ben. FIGS. 6 to 8 show a second embodiment of the invention. In the second embodiment, the same parts as in the first embodiment are provided with the same reference numerals and will not be described again.

In diesem vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel sind die Positionen der Eingangswelle 3 und der Ausgangswelle 7 ge­ genüber dem ersten Ausführungsbeispiel vertauscht, wobei die Eingangswelle 3 koaxial zur Lenkausgangswelle 14 liegt. An­ stelle des Planetengetriebes 8 gemäß dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel ist ein helisches Zahnrad 31 (schraubenarti­ ges bzw. Schrägzahnrad) mit großem Durchmesser mit der Aus­ gangswelle verbunden, während ein helisches Zahnrad 32 mit kleinem Durchmesser mit dem Eingangsventil 9 verbunden ist. Diese helischen Zahnräder 31 und 32 bilden im vorliegenden Fall einen Geschwindigkeitserhöhungsmechanismus. Die Dre­ hung der Ausgangswelle 7 wird über die helischen Zahnräder 31 und 32 praktisch erhöht und dann zum Eingangsventil 9 übertragen.In this second exemplary embodiment, the positions of the input shaft 3 and the output shaft 7 are interchanged with respect to the first exemplary embodiment, the input shaft 3 being coaxial with the steering output shaft 14 . Instead of the planetary gear 8 according to the first embodiment, a helical gear 31 (screw-type or helical gear) with a large diameter is connected to the output shaft, while a helical gear 32 with a small diameter is connected to the input valve 9 . These helical gears 31 and 32 form a speed increasing mechanism in the present case. The rotation of the output shaft 7 is practically increased via the helical gears 31 and 32 and then transmitted to the input valve 9 .

Zusätzlich zum Gegenkraft-Mechanismus ist eine Feder 35 zur Lenkkrafteinstellung vorgesehen. Die Feder 35 umgibt die Eingangswelle 3 und liegt zwischen der Eingangswelle 3 und dem Gehäuse 5. Dabei wird die Feder 35 bei Drehung der Ein­ gangswelle 3 elastisch deformiert, so daß sich ihre Feder­ kraft erhöht. Damit erhöht sich auch der Drehwiderstand der Eingangswelle 3. Bereits nur die Feder 35 bewirkt daher denselben Effekt wie der Gegenkraft-Mechanismus 20 im er­ sten Ausführungsbeispiel.In addition to the counterforce mechanism, a spring 35 is provided for adjusting the steering force. The spring 35 surrounds the input shaft 3 and lies between the input shaft 3 and the housing 5 . The spring 35 is elastically deformed when the input shaft 3 rotates, so that its spring force increases. This also increases the rotational resistance of the input shaft 3 . Already only the spring 35 therefore effects the same effect as the counterforce mechanism 20 in the first embodiment.

Ein weiterer Gegenkraft-Mechanismus 34 weist einen Nocken­ körper 21 auf, der dieselbe Form wie der beim ersten Aus­ führungsbeispiel besitzt. Dieser Nockenkörper 21 ist auf der Ausgangswelle 7 montiert. Ferner gehört zum Gegenkraft- Mechanismus 34 eine Rolle 22, die gegen den Nockenkörper 21 drückt. Ein wesentlicher Unterschied gegenüber dem Gegen­ kraft-Mechanismus 20 beim ersten Ausführungsbeispiel be­ steht darin, daß die die Rolle 22 gegen den Nockenkörper 21 drückende Kraft keine Federkraft, sondern eine Hydraulik­ kraft ist. Zu diesem Zweck liegt ein Druckkolben 36 glei­ tend montiert in senkrechter Richtung zur Ausgangswelle 7 im Gehäuse 5, wobei die Rolle 22 drehbar am vorderen Ende des Druckkolbens 36 gelagert ist. Ein von einem Eingangstor 37 innerhalb des Gehäuses 5 gelieferter Hydraulikdruck be­ aufschlagt das hintere Ende des Druckkolbens 36. Die Druck­ kraft zwischen der Rolle 22 und dem Nockenkörper 21 hängt daher vom zugeführten Hydraulikdruck ab. Da der Nockenkör­ per 21 dieselbe Form wie der beim ersten Ausführungsbei­ spiel aufweist, erhöht sich die Lenkkraft mit ansteigendem Lenkwinkel wie beim ersten Ausführungsbeispiel, sofern ein Hydraulikdruck vom Eingangstor 37 geliefert wird.Another counterforce mechanism 34 has a cam body 21 , which has the same shape as that of the first exemplary embodiment. This cam body 21 is mounted on the output shaft 7 . The counterforce mechanism 34 also includes a roller 22 which presses against the cam body 21 . A major difference compared to the counter-force mechanism 20 in the first embodiment be that the roller 22 against the cam body 21 pressing force is not a spring force, but a hydraulic force. For this purpose, a pressure piston 36 is slidably mounted in the vertical direction to the output shaft 7 in the housing 5 , the roller 22 being rotatably mounted on the front end of the pressure piston 36 . A hydraulic pressure supplied from an input port 37 within the housing 5 opens the rear end of the pressure piston 36 . The pressure force between the roller 22 and the cam body 21 therefore depends on the hydraulic pressure supplied. Since the cam body by 21 has the same shape as that in the first embodiment, the steering force increases with an increasing steering angle as in the first embodiment, provided that hydraulic pressure is supplied from the entrance gate 37 .

Die Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht der Einrichtung zur Erzeugung des Hydraulikdrucks, der über das Eingangstor 37 übertragen wird. Eine Ölpumpe 42 saugt Hydrauliköl aus einem Reservetank 41 an und gibt dieses Öl aus, wobei die Ölpumpe 42 durch ein die Geschwindigkeit messendes An­ triebsgetriebe angetrieben wird, welches sich auf einer Übertragungsausgangswelle befindet. Die Ölpumpe 42 dreht sich daher in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, wo­ bei die ausgegebene Pumpmenge (Hydraulikölmenge) mit zuneh­ mender Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt. Ein Entladetor der Ölpumpe 42 ist mit dem Eingangstor 37 über eine Ölleitung 43 verbunden. Die Ölleitung 43 ist mit einer Ölleitung 44 verbunden, die ihrerseits mit dem Reservetank 41 verbunden ist. Dabei enthält die Ölleitung 44 eine Drossel 45 (Veren­ gung). Aufgrund der Drossel 45 bzw. Verengung ergibt sich ein Flußwiderstand, so daß sich ein Hydraulikdruck in Ab­ hängigkeit der Flußrate an der stromaufwärts liegenden Sei­ te der Drossel 45 einstellt, wobei der Hydraulikdruck in Antwort auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, da die Ölpumpe 42 Hydrauliköl um so stärker ausgibt, je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Das Eingangstor 37 wird daher mit einem Hydraulikdruck in Übereinstimmung mit der Fahr­ zeuggeschwindigkeit versorgt. Über ein Entlastungsventil wird ein Teil des Hydrauliköls zum Reservetank zurückge­ führt, wenn die Flußrate der Ölpumpe 42 einen vorbestimmten Wert überschreitet, um zu verhindern, daß am Eingangstor 37 ein zu hoher Hydraulikdruck erzeugt wird. FIG. 7 shows a schematic view of the device for generating the hydraulic pressure which is transmitted via the entrance gate 37 . An oil pump 42 sucks hydraulic oil from a reserve tank 41 and outputs this oil, the oil pump 42 being driven by a speed-measuring drive gear, which is located on a transmission output shaft. The oil pump 42 therefore rotates as a function of the vehicle speed, where the output pump quantity (hydraulic oil quantity) increases with increasing vehicle speed. An unloading gate of the oil pump 42 is connected to the input gate 37 via an oil line 43 . The oil line 43 is connected to an oil line 44 , which in turn is connected to the reserve tank 41 . The oil line 44 contains a throttle 45 (constriction). Due to the throttle 45 or constriction, there is a flow resistance, so that a hydraulic pressure depending on the flow rate from the upstream side of the throttle 45 is set, the hydraulic pressure increasing in response to the vehicle speed, since the oil pump 42 hydraulic oil so much outputs more, the higher the vehicle speed. The entrance gate 37 is therefore supplied with a hydraulic pressure in accordance with the vehicle speed. Via a relief valve, part of the hydraulic oil is returned to the reserve tank when the flow rate of the oil pump 42 exceeds a predetermined value in order to prevent an excessive hydraulic pressure being generated at the input port 37 .

Im folgenden wird die Wirkungsweise des zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels näher beschrieben. Insbesondere im Gegen­ kraft-Mechanismus 34 steigt die die Rolle 22 gegen den Noc­ kenkörper 21 drückende Kraft mit größer werdender Fahrzeug­ geschwindigkeit an, da der Hydraulikdruck zum Eingangstor 37 in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, wie beschrieben. Im Ergebnis erhöht sich der Drehwiderstand der Eingangswelle 3 mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit, so daß die in Fig. 8 gezeigte Fahrzeuggeschwindigkeit-Lenk­ kraftcharakteristik erhalten wird, nach der die Lenkkraft mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt. Aufgrund der Form des Nockenkörpers 21, die die gleiche ist wie beim Nockenkörper des ersten Ausführungsbeispiels, steigt die Lenkkraft mit zunehmendem Lenkwinkel an, so daß auch bei einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit, bei der ein hoher Hydraulikdruck vorhanden ist, die gesteuerten Räder nicht übertrieben stark bewegt werden können, wenn eine unvor­ sichtige Lenkbewegung erfolgt. Es wird somit eine weiter erhöhte Sicherheit erhalten, sofern das Lenkrad nicht mit einer sehr großen Lenkkraft gedreht wird. Selbstverständ­ lich tritt auch im vorliegenden Fall der Lenkrad-Zentrier­ effekt auf, der bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist.The operation of the second embodiment is described in more detail below. Particularly in the counter-force mechanism 34 , the roller 22 against the cam body 21 pushing force increases with increasing vehicle speed, since the hydraulic pressure to the entrance gate 37 varies depending on the vehicle speed, as described. As a result, the rotational resistance of the input shaft 3 increases with increasing vehicle speed, so that the vehicle speed-steering force characteristic shown in FIG. 8 is obtained, after which the steering force increases with increasing vehicle speed. Because of the shape of the cam body 21 , which is the same as that of the cam body of the first embodiment, the steering force increases as the steering angle increases, so that even when traveling at high speed with high hydraulic pressure, the controlled wheels are not excessively strong can be moved if an improper steering movement takes place. A further increased safety is thus obtained if the steering wheel is not turned with a very large steering force. Of course, the steering wheel centering effect also occurs in the present case, which has already been described in connection with the first exemplary embodiment.

Bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt praktisch keine Steuerung der Lenkkraft durch den Gegenkraft-Mecha­ nismus 34, was aber unkritisch ist, da die Feder 35 in ent­ sprechender Weise wirkt. Die Lenkcharakteristik läßt sich also so einstellen, daß die Lenkkraft mit zunehmendem Lenk­ winkel ansteigt, und zwar unabhängig von der Einstellung des elliptischen Getriebemechanismus 2.At low vehicle speed there is practically no control of the steering force by the counter-force mechanism 34 , but this is not critical since the spring 35 acts in a corresponding manner. The steering characteristic can thus be adjusted so that the steering force increases with increasing steering angle, regardless of the setting of the elliptical gear mechanism 2 .

Neben den bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel beschriebenen Eigenschaften läßt sich beim zweiten Ausführungsbeispiel zusätzlich die Lenkkraft mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit erhöhen, was sehr vor­ teilhaft bei einer Lenkeinrichtung ist, so daß es möglich wird, ein gutes Lenkgefühl bei Hochgeschwindigkeitsfahrten zu entwickeln. Ein abruptes Lenken bei unachtsamen Lenkope­ rationen wird sicher verhindert.In addition to those already mentioned in connection with the first version Example described properties can be at second embodiment with the steering force increasing vehicle speed increase what very before is part of a steering device so that it is possible good steering feel when driving at high speed to develop. An abrupt steering with careless steering rope rations is safely prevented.

Wie auch im Falle einer konventionellen Lenkeinrichtung sind die Eingangswelle 3 und die Lenkausgangswelle 14 ko­ axial hintereinanderliegend angeordnet (auf derselben Ach­ se), so daß die Einrichtung nach dem vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel anstelle der konventionellen Lenkeinrichtung verwendet werden kann, und zwar ohne irgendwelche Änderun­ gen am Fahrzeugkörper. Die Einrichtung nach diesem Ausfüh­ rungsbeispiel und die konventionelle Lenkeinrichtung können daher schnell gegeneinander ausgetauscht werden, je nach Spezifikation des Fahrzeugs, so daß sich ein weiter Anwen­ dungsbereich für die Lenkeinrichtung nach der Erfindung er­ gibt.As in the case of a conventional steering device, the input shaft 3 and the steering output shaft 14 are arranged axially one behind the other (on the same axis), so that the device according to the present exemplary embodiment can be used instead of the conventional steering device, without any changes Vehicle body. The device according to this exemplary embodiment and the conventional steering device can therefore be quickly exchanged for one another, depending on the specification of the vehicle, so that there is a further application range for the steering device according to the invention.

Die Fig. 9 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Lenkeinrichtung nach der Erfindung, wobei das dritte Ausführungsbeispiel gegenüber dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel dahingehend abgewandelt ist, daß eine Hydrau­ likkammer 52 zwischen dem Boden des Federgehäuses 23 und einem Federgegenlager 51 vorhanden ist. Beim dritten Aus­ führungsbeispiel wird ein Hydraulikdruck in Antwort auf die Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt und vom Eingangstor 37 in die Hydraulikkammer 52 übertragen, so daß dasselbe Fahr­ zeuggeschwindigkeitsgefühl wie beim zweiten Ausführungsbei­ spiel entwickelt werden kann. Fig. 9 shows a third embodiment of a steering device according to the invention, the third embodiment compared to the first embodiment is modified in that a hydrau likkammer 52 is present between the bottom of the spring housing 23 and a spring counter bearing 51 . In the third embodiment, a hydraulic pressure is generated in response to the vehicle speed and transmitted from the entrance gate 37 to the hydraulic chamber 52 , so that the same vehicle speed feeling as in the second embodiment can be developed.

Die Fig. 10 zeigt einen schematischen Vertikalschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel einer Lenkeinrichtung nach der Erfindung. Fig. 10 shows a schematic vertical section through a fourth embodiment of a steering device according to the invention.

Entsprechend der Fig. 10 ist ein elliptisches Zahnrad 63 mit Hilfe eines Keils 64 auf einer ersten Zwischenwelle 62 montiert, die eine erste Welle darstellt, welche durch ein Lenkrad 61 gedreht werden kann. Ferner ist ein elliptisches Zahnrad 66, das mit dem elliptischen Zahnrad 63 kämmt, mit Hilfe eines Keils 67 auf einer zweiten Zwischenwelle 65 montiert, die eine zweite Welle darstellt, welche durch ein nicht dargestelltes Lenkgetriebe drehbar ist. Wird das Lenkrad 61 gedreht, so dreht sich auch die erste Zwischen­ welle 62, wobei diese Drehung auf die zweite Zwischenwelle 65 mittels der beiden elliptischen Zahnräder 63 und 66 übertragen wird, um das Lenkgetriebe zu drehen. Auf diese Weise wird der Winkel der nicht dargestellten gesteuerten Räder verändert.According to the FIG. 10 is an elliptical gear 63 mounted by means of a key 64 on a first intermediate shaft 62, which is a first shaft which can be rotated by a steering wheel 61st Furthermore, an elliptical gear 66 , which meshes with the elliptical gear 63 , is mounted by means of a wedge 67 on a second intermediate shaft 65 , which represents a second shaft which is rotatable by a steering gear, not shown. If the steering wheel 61 is rotated, the first intermediate shaft 62 also rotates, this rotation being transmitted to the second intermediate shaft 65 by means of the two elliptical gear wheels 63 and 66 in order to rotate the steering gear. In this way, the angle of the controlled wheels, not shown, is changed.

Die Phasen der Zahnräder 63 und 66 relativ zu den Wellen 62 und 65 sind so eingestellt, daß bei einem Winkel Null der gesteuerten Räder, also bei solchen relativen Drehpositio­ nen der ersten Zwischenwelle 62 und der zweiten Zwischen­ welle 65, die zu einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs führen, der Teil des auf der ersten Zwischenwelle 62 montierten el­ liptischen Zahnrads 63 mit dem kleinsten Radius in Eingriff mit dem den größten Radius aufweisenden Teil des ellipti­ schen Zahnrads 66 steht. Die Verhältnisse sind also die gleichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel.The phases of the gears 63 and 66 relative to the shafts 62 and 65 are set such that at a zero angle of the steered wheels, thus with such relative Drehpositio the first intermediate shaft nen 62 and the second intermediate shaft 65 to a straight travel of the vehicle lead, the part of the elliptical gear 63 mounted on the first intermediate shaft 62 with the smallest radius is in engagement with the part with the largest radius of the elliptical gear 66 . The conditions are the same as in the first embodiment.

Durch Verbindung der ersten und zweiten Zwischenwellen 62 und 65 über diese elliptischen Zahnräder 63 und 66 wird es somit möglich, die Lenkgetriebecharakteristik in Überein­ stimmung mit dem Lenkwinkel zu verändern, und zwar in glei­ cher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Da in der Nähe des Lenkwinkels Null der Teil des auf der ersten Zwi­ schenwelle 62 montierten elliptischen Zahnrads 63 mit dem kleinsten Radius in Eingriff mit dem den größten Radius aufweisenden Teil des elliptischen Zahnrads 66 steht, das auf der zweiten Zwischenwelle 65 montiert ist, wird die Ro­ tation der ersten Zwischenwelle 62 reduziert und dann zur zweiten Zwischenwelle 65 übertragen. Im Ergebnis wird ein Zustand mit einem im wesentlichen niedrigen Lenkgetriebe­ verhältnis erhalten, was die Sicherheit bei einer Gerade­ ausfahrt des Fahrzeugs verbessert.By connecting the first and second intermediate shafts 62 and 65 via these elliptical gears 63 and 66 , it becomes possible to change the steering gear characteristic in accordance with the steering angle, in the same manner as in the first embodiment. Since near the steering angle zero, the part of the elliptical gear 63 mounted on the first intermediate shaft 62 with the smallest radius is in engagement with the largest radius part of the elliptical gear 66 mounted on the second intermediate shaft 65 , the Ro tion of the first intermediate shaft 62 is reduced and then transmitted to the second intermediate shaft 65 . As a result, a condition with a substantially low steering gear ratio is obtained, which improves safety when the vehicle is traveling straight.

Andererseits wird die Reduktionsrate graduell reduziert mit steigendem Lenkwinkel, was sozusagen als Zwischenstufe zu einer Erhöhung der Rotation führt. Drehen sich die ellipti­ schen Zahnräder 63 und 66 um 180° vom Nullpunkt des Lenk­ winkels, so steht der Teil des auf der ersten Zwischenwelle 62 montierten elliptischen Zahnrads 63, der den größten Ra­ dius aufweist, mit dem den kleinsten Radius aufweisenden Teil des elliptischen Zahnrads 66 in Eingriff, das sich auf der zweiten Zwischenwelle 65 befindet, so daß die Drehung der ersten Zwischenwelle 65 am stärksten erhöht bzw. hoch­ gesetzt wird und dann zur zweiten Zwischenwelle 65 übertra­ gen wird. Dieser Zustand entspricht einem Zustand mit hohem Lenkwinkelverhältnis, der dann zur Erleichterung des Lenk­ betriebs eingenommen werden kann, wenn ein hoher Lenkwinkel erforderlich ist, z. B. dann, wenn das Fahrzeug in eine Ga­ rage gefahren werden soll. Wie im Falle der vorher be­ schriebenen Ausführungsbeispiele wird auch beim vierten Ausführungsbeispiel eine Lenkwinkelcharakteristik erhalten, nach der sich das Lenkgetriebeverhältnis mit ansteigendem Lenkwinkel erhöht. Gemäß der Getriebeverhältnischarakteri­ stik erhöht sich ferner die Lenkkraft mit ansteigendem Lenkwinkel, so daß eine abrupte Lenkung der gesteuerten Rä­ der infolge eines unachtsamen Betriebs des Lenkrads verhin­ dert wird.On the other hand, the reduction rate is gradually reduced with increasing steering angle, which, as an intermediate stage, leads to an increase in rotation. If the elliptical gears 63 and 66 rotate 180 ° from the zero point of the steering angle, then the part of the elliptical gear 63 mounted on the first intermediate shaft 62 , which has the largest radius, is located with the smallest radius part of the elliptical gear 66 engages, which is located on the second intermediate shaft 65 , so that the rotation of the first intermediate shaft 65 is most increased or set high and is then transmitted to the second intermediate shaft 65 . This state corresponds to a state with a high steering angle ratio, which can then be taken to facilitate steering operation when a high steering angle is required, for. B. if the vehicle is to be driven into a garage. As in the case of the previously described embodiments, a steering angle characteristic is also obtained in the fourth embodiment, according to which the steering gear ratio increases with increasing steering angle. According to the transmission ratio characteristic, the steering force also increases with increasing steering angle, so that an abrupt steering of the controlled wheels is prevented as a result of careless operation of the steering wheel.

Die Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein nicht drehbarer Teil im Zentrum des Lenkrads 61 vorhanden ist, auf dem sich z. B. Instrumente, etwa ein Geschwindig­ keitsmesser, und verschiedene Schalter anordnen lassen. Entsprechend der Fig. 10 ist eine Lenkhohlwelle 70 am äuße­ ren Umfang und konzentrisch zu einer Hohlachse 69 drehbar gelagert, wobei die Hohlachse 69 an einem Lenksäulengehäuse 68 befestigt ist. An einem Ende der Lenkhohlwelle 70 ist das Lenkrad 61 befestigt. Eine Montageplatte 71, die sich im Zentrum des Lenkrads 61 befindet, ist mit einem Ende der Hohlachse 69 fest verbunden. Fig. 10 shows an embodiment in which there is a non-rotatable part in the center of the steering wheel 61 , on which, for. B. instruments, such as a speed keitsmesser, and arrange different switches. According to the Fig. 10 is a hollow steering shaft 70 is mounted on äuße ren circumference and concentrically to a hollow shaft 69 rotatably, wherein the hollow shaft is fixed to a steering column housing 68 69. The steering wheel 61 is fastened to one end of the hollow steering shaft 70 . A mounting plate 71 , which is located in the center of the steering wheel 61 , is fixedly connected to one end of the hollow axle 69 .

Auf der Lenkhohlwelle 70 ist ein Antriebszahnrad 72 mon­ tiert, das in Eingriff mit einem benachbarten Antriebszahn­ rad 74 steht, welches seinerseits auf einer Antriebswelle 73 montiert ist, die ihrerseits vom Gehäuse 68 getragen wird. Die Antriebswelle 73 ist über ein Universalgelenk 75 mit einer ersten Zwischenwelle 62 verbunden. Wird das Lenk­ rad 61 gedreht, so dreht sich auch die Lenkhohlwelle 70. Dabei dreht sich auch die Antriebswelle 73 aufgrund der vorhandenen Zahnräder 72 und 74, wobei die Drehung der An­ triebswelle 73 über das Universalgelenk 75 auf die erste Zwischenwelle 62 übertragen wird. On the steering hollow shaft 70 , a drive gear 72 is installed, which engages with an adjacent drive gear 74 , which in turn is mounted on a drive shaft 73 , which in turn is carried by the housing 68 . The drive shaft 73 is connected to a first intermediate shaft 62 via a universal joint 75 . If the steering wheel 61 is rotated, the steering hollow shaft 70 also rotates. In this case, the drive shaft 73 rotates due to the existing gears 72 and 74, wherein the rotation of the drive shaft is transmitted to 73 via the universal joint 75 to the first intermediate shaft 62nd

Wie bereits oben beschrieben, ist die zweite Zwischenwelle 65 mit der ersten Zwischenwelle 62 über die elliptischen Zahnräder 63 und 66 verbunden, wobei die zweite Zwischen­ welle 65 ferner über eine Getriebeeinheit 76 zur Geschwin­ digkeitserhöhung mit einer Ausgangswelle 77 verbunden ist. Da die Ausgangswelle 77 über eine nicht dargestellte Ver­ bindungswelle mit dem Lenkgetriebe verbunden ist, läßt sich der Winkel der gesteuerten Räder mit Drehung der Ausgangs­ welle 77 verändern.As already described above, the second intermediate shaft 65 is connected to the first intermediate shaft 62 via the elliptical gears 63 and 66 , the second intermediate shaft 65 being further connected to an output shaft 77 via a gear unit 76 for increasing the speed. Since the output shaft 77 is connected to the steering gear via a connection shaft (not shown), the angle of the controlled wheels can be changed with rotation of the output shaft 77 .

Eine elektrische Kippeinrichtung 78 dient zur Einstellung des Kippwinkels des Lenkrads 61. Obwohl nicht im einzelnen dargestellt, kann die mit der Hohlachse 69 fest verbundene Montageplatte 71 verschiedene Instrumente, z. B. einen Ge­ schwindigkeitsmesser, Schalter und andere Einrichtungen, tragen, die mit Leitungen verbunden sind, welche durch den Innenraum der Hohlachse 69 hindurchlaufen.An electrical tilting device 78 is used to adjust the tilting angle of the steering wheel 61 . Although not shown in detail, the mounting plate 71 , which is firmly connected to the hollow shaft 69 , can be used for various instruments, e.g. B. a Ge speed meter, switch and other devices, which are connected to lines that pass through the interior of the hollow axis 69 .

Befinden sich Instrumente im Zentrum des Lenkrads 61, so werden diese insbesondere dann durch die Hand des Fahrers während des Betriebs des Lenkrads 61 nicht abgedeckt, wenn das Lenkrad 61 z. B. eine kleine und halbkreisförmige Form aufweist und der maximale Drehwinkel des Lenkrads 61 auf einen Bereich begrenzt ist, der keine Verschiebung der Hän­ de erforderlich macht, z. B. auf einen Bereich von 180°. In diesem Fall können also die elliptischen Zahnräder 63 und 66 gemäß der Erfindung verwendet werden, um die beschriebe­ ne gute Lenkcharakteristik zu erhalten.Are instruments of the steering wheel 61 in the center, they are especially not covered by the driver's hand during operation of the steering wheel 61 when the steering wheel for the 61st B. has a small and semicircular shape and the maximum angle of rotation of the steering wheel 61 is limited to a range that does not require a shift of the hands de z. B. to a range of 180 °. In this case, the elliptical gears 63 and 66 can be used according to the invention in order to obtain the described good steering characteristics.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 weist das Drehver­ hältnis zwischen dem Lenkrad 61 und der ersten Zwischenwel­ le 62 einen Wert von 1:1 auf. Das elliptische Zahnrad 63 kann alternativ dazu aber auch so auf einer Welle montiert werden, daß die Drehung des Lenkrads 61 erhöht oder ernie­ drigt wird (übersetzt oder untersetzt wird). In the embodiment according to FIG. 10, the ratio of rotation between the steering wheel 61 and the first intermediate shaft 62 has a value of 1: 1. Alternatively, the elliptical gear 63 can also be mounted on a shaft so that the rotation of the steering wheel 61 is increased or reduced (translated or reduced).

Das obige Ausführungsbeispiel zeigt darüber hinaus die An­ wendung eines elliptischen Getriebemechanismus, der als Ge­ triebemechanismus mit veränderbarem Verhältnis (Getriebe­ verhältnis) verwendet wird. Statt eines elliptischen Ge­ triebemechanismus können aber auch Mechanismen mit anderen Formen zum Einsatz kommen.The above embodiment also shows the application of an elliptical gear mechanism, which as Ge Gear mechanism with variable ratio (gear ratio) is used. Instead of an elliptical Ge drive mechanism can also mechanisms with others Forms are used.

Claims (9)

1. Lenkeinrichtung mit einem in einem Lenkkraft-Übertragungsweg angeordneten Gegenkraft-Mechanismus zur Erhöhung des Drehwiderstands des Lenkkraft-Übertragungswegs mit sich vergrößerndem Lenkwinkel, gekennzeichnet durch einen Getriebemechanismus mit variablem Getriebeverhältnis innerhalb des Lenkkraft-Übertragungswegs zur Übertragung der Drehung eines Lenkrads zu einer Lenkgetriebebox (19), wobei der Getriebemechanismus folgende Einrichtungen enthält:

• - ein erstes und mit der Lenkradseite verbundenes Zahnrad (4) mit einem effektiven Radius, der graduell mit steigendem Lenkwinkel ansteigt, und
• - ein zweites und mit der Lenkgetriebeboxseite verbundenes Zahnrad (6) mit einem effektiven Radius, der graduell mit steigendem Lenkwinkel abnimmt, wobei dann, wenn sich das Lenkrad in seiner Zentralposition befindet, derjenige Teil des ersten Zahnrads (4), der den kleinsten Radius aufweist, in Eingriff mit demjenigen Teil des zweiten Zahnrads (6) steht, der den größten Radius aufweist.

1.steering device with a counterforce mechanism arranged in a steering force transmission path for increasing the rotational resistance of the steering force transmission path with an increasing steering angle, characterized by a gear mechanism with a variable gear ratio within the steering force transmission path for transmitting the rotation of a steering wheel to a steering gear box ( 19 ), the gear mechanism containing the following devices:

• - A first and connected to the steering wheel side gear ( 4 ) with an effective radius that gradually increases with increasing steering angle, and
• - A second and connected to the steering gear box side gear ( 6 ) with an effective radius that gradually decreases with increasing steering angle, when the steering wheel is in its central position, that part of the first gear ( 4 ) that has the smallest radius , is in engagement with that part of the second gear ( 6 ) which has the largest radius.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebemechanismus mit variablem Getriebeverhältnis ein elliptischer Getriebemechanismus (2) mit einem Paar elliptischer Zahnräder (4, 6) ist.2. Steering device according to claim 1, characterized in that the gear mechanism with a variable gear ratio is an elliptical gear mechanism ( 2 ) with a pair of elliptical gears ( 4, 6 ). 3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Drehzahlerhöhungsmechanismus zwischen dem Getriebemechanismus mit variablem Getriebeverhältnis und der Lenkgetriebebox (19) zur Erhöhung der Drehzahl des Ausgangs des Getriebemechanismus mit variablem Getriebeverhältnis.3. Steering device according to claim 1, characterized by a speed increasing mechanism between the gear mechanism with a variable gear ratio and the steering gear box ( 19 ) for increasing the speed of the output of the gear mechanism with a variable gear ratio. 4. Lenkeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlerhöhungsmechanismus zwischen dem Getriebemechanismus mit variablem Getriebeverhältnis und einer Lenkverstärkereinrichtung angeordnet ist.4. Steering device according to claim 3, characterized in that the speed increasing mechanism between the gear mechanism with variable gear ratio and one Steering amplifier device is arranged. 5. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkraft-Mechanismus einen Nockenkörper (21), der sich mit dem das variable Getriebeverhältnis aufweisenden Getriebemechanismus dreht, und ein Andruckelement (22) aufweist, das mittels einer Vorspanneinrichtung gegen die Oberfläche des Nockenkörpers (21) gedrückt wird, wobei der effektive Radius des Nockenkörperteils, der in Kontakt mit dem Andruckelement (22) steht, wenn sich das Lenkrad in seiner Zentralposition befindet, minimal ist und mit ansteigendem Lenkwinkel zunimmt.5. Steering device according to claim 1, characterized in that the counterforce mechanism has a cam body ( 21 ) which rotates with the gear mechanism having the variable gear ratio, and a pressure element ( 22 ) which by means of a biasing device against the surface of the cam body ( 21 ) is pressed, the effective radius of the cam body part which is in contact with the pressure element ( 22 ) when the steering wheel is in its central position, is minimal and increases with increasing steering angle. 6. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Gegenkraft-Mechanismus im Lenkkraft-Übertragungsweg der Drehwiderstand des Lenkkraft-Übertragungswegs mit ansteigender Fahrzeuggeschwindigkeit, erhöht wird.6. Steering device according to claim 1, characterized in that by the counterforce mechanism in the steering force transmission path  the rotational resistance of the steering force transmission path with increasing vehicle speed. 7. Lenkeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der das variable Getriebeverhältnis aufweisende Getriebemechanismus die Drehung einer ersten und mit der Lenkradseite verbundenen Welle (3) auf eine zweite Welle (7) überträgt, und daß der Drehzahlerhöhungsmechanismus die Drehung der zweiten Welle (7) auf eine dritte Welle (14) überträgt, die mit der Lenkgetriebeboxseite verbunden ist, wobei die erste Welle (3) und die dritte Welle (14) auf derselben axialen Linie angeordnet sind.7. Steering device according to claim 3, characterized in that the gear mechanism having the variable gear ratio transmits the rotation of a first shaft connected to the steering wheel side ( 3 ) to a second shaft ( 7 ), and in that the speed-increasing mechanism rotates the second shaft ( 7 ) to a third shaft ( 14 ) which is connected to the steering gear box side, the first shaft ( 3 ) and the third shaft ( 14 ) being arranged on the same axial line. 8. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Lenkwinkel des Lenkrads auf etwa 180° eingestellt ist.8. Steering device according to claim 1, characterized in that the maximum steering angle of the steering wheel is set to about 180 ° is. 9. Lenkeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenkörper (21) in eine das erste (4) oder zweite (6) Zahnrad tragende Welle integriert ist.9. Steering device according to claim 5, characterized in that the cam body ( 21 ) is integrated into a shaft carrying the first ( 4 ) or second ( 6 ) gear.