DE822484C

DE822484C - Steuerung fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE822484C
Application number: DER3714A
Authority: DE
Inventors: William Knox Creson
Original assignee: Ross Gear and Tool Co Inc
Current assignee: Ross Gear and Tool Co Inc
Priority date: 1945-11-19
Filing date: 1950-09-23
Publication date: 1951-11-26
Also published as: BE466116A; US2475222A; CH260762A; FR928558A; GB615108A

Description

Die Erfindung betrifft Steuervorrichtungen mit Nocken und Lenkhebel, bei denen der durch die Steuerwelle steuerbare Nocken die Form einer Schnecke besitzt und mit einem Stößel im Eingriff steht, der an einem schwingenden, mit den Lenkrädern des Wagens kraftschlüssig verbundenen Hebel sitzt. ;

Die Gesamtabmessungen einer solchen Steuervorrichtung hängen von der Größe der Belastung

ίο ab, die von dem Stößel auf die Flanken des Schneckenganges übertragen werden soll. Sowohl der Stößel als auch die wendeiförmige Rippe, welche zwischen den benachbarten Windungen der Schneckengänge liegt, müssen gewisse Mindestabmessungen haben, um die im Betriebe auftretenden Belastungen sicher übertragen zu können.

Wenn ein verhältnismäßig hohes Übersetzungsverhältnis des Steuergetriebes gewünscht wird, ist es oft nötig, seine Gesamtabmessungen in unerwünschtem Maße zu vergrößern, damit Stößel und Schneckengang die nötige Fertigkeit haben, denn die Mindestganghöhe der Schnecke ist begrenzt ■durch die geringstzulässige Rippenstärke und durch die geringstzulässige Weite des Schneckenganges, in den der Stößel eingreift.

Ein Merkmal der Erfindung liegt darin, bei einem Steuergetriebe ein verhältnismäßig hohes Übersetzungsverhältnis zu erreichen, ohne daß seine Gesamtabmessungen in unerwünschtem Maße wachsen. Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, daß Getriebe trotz seines verhältnismäßig hohen Übersetzungsverhältnisses in und nahe der

Mitte seines Arbeitsbereiches ausreichend leicht lenkbar zu machen, damit der Fahrer das Gefühl für den Gegendruck der Fahrbahn auf die Fahrzeugräder behält, und darin, ihn beim Rückführen der Lenkräder in ihre normale Gradeauslage zu unterstützen.

Zu diesem Zweck enthält die Fahrzeugsteuervorrichtung für Fahrzeuge nach der Erfindung ein Gehäuse, einen in diesem drehbaj gelagerten Nocken

ίο zur Verbindung mit der Steuerwelle, die im allgemeinen die Form einer Schnecke mit gleichbleibender Steigung hat, sowie einen Arm an einer in dem Gehäuse liegenden Pendelwelle, die im Abstande von der Achse der Schnecke und in einer zu ihr senkrechten Ebene liegt und zur Verbindung mit den Lenkrädern des Fahrzeuges ausgebildet ist. Dabei liegt das Kennzeichen der Erfindung darin, daß der Arm zwei Paare von Stößeln trägt, die in den Schneckengang in der Nähe seiner entgegengesetzten Enden eingreifen, wenn der Arm etwa in der Mitte seines Arbeitsbereiches steht, sowie darin, daß die beiden Stößel jedes Paares in benachbarte Schneckenwindungen eingreifen und mindestens ein leerer Gang zwischen den beiden

»5 inneren Stößeln liegt.

Die Erfindung ist durch die Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. ι eine Seitenansicht der Steuervorrichtung mit abgenommenem Deckel,

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig. i,

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1 und Fig. 4 und 5 Abwandlungen in Schnitten ähnlich der Fig. 3.

Die abgebildete Steuervorrichtung besitzt ein Gehäuse mit Lagern 11, in denen eine Schnecke 12 drehbar gelagert ist. An einer Seite des Gehäuses sitzt in der Achse der Schnecke 12 eine Steuersäule 13. Sie umschließt eine Steuerwelle 14, die kraftschlüssig mit der Schnecke verbunden ist.

Unterhalb der Schnecke 12 enthält das Gehäuse ein Lager 15, in dem eine Pendelwelle 16 drehbar gelagert ist, die aus dem Gehäuse herausragt und außen einen Lenkhebel 17 trägt, der in beliebiger bekannter Weise mit den Lenkrädern des Fahrzeuges verbindbar ist. Innerhalb des Gehäuses trägt die Pendelwelle 16 ein Paar mit ihr festverbundener Arme 18, die an einer Seite der Schnecke 12 nach oben ragen. Zweckmäßig bestehen sie mit der Welle 16 aus einem Stück, und das Gehäuse hat eine durch einen Deckel 19 abschließbare offene Seite, so daß die Welle und die Arme beim Zusammenbau der Steuervorrichtung hier eingeführt werden können. Jeder der beiden Arme 18 trägt ein Paar Stößel 20 und 21, die aus ihm herausragen und in verschiedene Gänge 22 der Schnecke eingreifen.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Schneckengang22 eine gleichbleibende Steigung, d. h. er ist so geformt, daß das Verhältnis zwischen dem Winkel, um den sich die Welle 14 dreht, und dem Winkel, um den die Arme 18 schwingen, gleichbleibt. Die vier Stößel 20 und 21 ] sind in gleichen Abständen von der Achse der Welle 16 angebracht und so um die Achse verteilt, daß die zwei Stößel jeden Paares in benachbarte Schtieckengänge 22 eingreifen und daß zwischen den zwei Stößeln 20 ein freier Gang liegt. In der besonderen abgebildeten Form liegt zwischen den Stößeln 20 und 21 jeden Paares und der Achse der Welle 16 ein Winkel von i8°, während zwischen den beiden Stößeln 20 und derselben Achse ein Winkel von 36⁰ liegt. Demzufolge hat das Steuergetriebe ein Übersetzungsverhältnis von ungefähr 20 : i.

Die Steuerung ist nach Möglichkeit so aufgebaut, daß innerhalb des Drebbereiches der Welle 16 mindestens zwei der vier Stößel in den Schneckengang eingreifen. Dann wird die Last, die von der Schnecke 12 auf die Arme r8 übertragen wird, auf mindestens zwei und zeitweise sogar auf vier der Stößel verteilt. Wegen dieser Lastverteilung können die Stößel wesentlich schwächer sein, als wenn nur einer die ganze Last allein zu übertragen hätte. Mit der Stärke der Stößel kann auch die Weite des Schneckenganges 22 verringert, die Breite und daher auch die Stärke der Rippe zwischen den Schneckengängen dagegen vergrößert werden. Da bei gegebener Lage der Achsen von Schnecke 12 und Welle 16 zueinander eine Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses des Steuergetriebes von einer Verringerung der Höhe des Schneckenganges und von einer Verringerung der Dicke der Rippe zwischen benachbarten Schneckengängen abhängt, ist es klar, daß bei einer Verteilung der Last auf mehrere Stößel die Gesamtabmessungen des Steuergetriebes erheblich verringert werden können.

Um unvermeidliche Ungenauigkeiten bei der Herstellung auszugleichen, kann es wünschenswert sein. ein geringes Spiel der Stößel 20 und 21 gegeneinander vorzusehen. Dafür sind verschiedene Einrichtungen durch die Zeichnungen dargestellt. Nach Fig. 3 ist jeder Stößel in seinem zugehörigen Arm 18 in einer Hülse 25 aus federndem Werkstoff, z. B. Gummi, gelagert. Würde bei einer solchen Anordnung ein Stößel durch Bearbeitungsungenauigkeiten stärker belastet sein als die anderen Stößel, so würde seine Hülse 25 nachgeben und ihn von einem großen Teil seiner Überbelastung befreien.

Wenn die Teile der Stößel 20 und 21, die in den Schneckengang eingreifen, wie wünschenswert, kegelstumpfförmig sind, dann wirkt die Gegenkraft der Flanke des Schneckenganges auf den Stößel mit einer Komponente in seiner Längsrichtung. In einem solchen Falle kann die Ausgleichsvorrichtung der Fig. 4 angewandt werden. Dort werden die Stößelachsen zwangsläufig in verhältnismäßig festen Lagen gehalten, aber jeder Stößel hat auf seiner Außenseite ein federndes Polster 26, das ihm bei Überbelastung durch Nachgeben ein Ausweichen nach außen gestattet.

In der Ausführungsform der Fig. 5 sitzen die kegelstumpfförmigen Stößel axial frei gleitbar in dem zugeordneten Arm 18. Gegeneinander gerichtete Flächen der Stößel sind, wie bei 27 ge-

zeigt, abgeschrägt. Zwischen diesen abgeschrägten Flächen liegt ein freibewegliches Druckstück 28, vorzugsweise eine Kugel. Es ist klar, daß die geneigten !'lachen 27 und die Kugel 28 so zusammen wirken, daß sie ungleichmäßige, von der Schnecke auf die Stößel übertragene Tangentialdrücke durch LAnwandlung in Axialdrücke ausgleichen.

Das Fehlen eines Stößels in der Mitte zwischen

ίο den zwei Stößeln 20 in der leeren Mittelwindung des Schneckenganges verbessert die Umkehrbarkeit des Steuergetriebes.

Fig. ι zeigt, daß bei jedem der äußeren Stößel der Winkel zwischen der Senkrechten zum Schneckengang und der Geraden, die den Mittelpunkt des Stößels mit dem Mittelpunkt der Welle 16 verbindet, kleiner ist als der entsprechende Winkel an jedem der inneren Stößel und daß dieser Winkel wiederum kleiner ist als ein entsprechender Winkel an einem Stößel, der in die mittlere Windung des Schneckenganges zwischen den inneren Stößeln eingreifen würde. Daraus folgt: Sobald ein Stößel sich aus der Xähe der Mitte der Schnecke 12 entfernt, verringert sich der Winkel zwischen dem Schneckengegendruck auf ihn und der Linie von seinem Mittelpunkt zum Mittelpunkt der Welle 16. Die Sehwenkwirkung des Schneckengegendruckes auf die Pendelwelle 16 ist geringer, wenn er an einem Stößel nahe dem Etide der Schnecke, als wenn er an einem solchen in der Nähe ihrer \Iitte angreift; denn sein Hebelarm ist geringer, wenn der Stößel nahe dem Ende der Schnecke, als wenn er in der Xähe ihrer Mitte liegt. Daraus folgt: Wenn vom Fahrbahndruck durch den Hebel 17 ein äußeres Drehmoment auf die Welle 16 wirkt, wird eine Gegenkraft der Schnecke, wenn sie mittels eines Stößels in der X^Tähe ihres Endes übertragen wird, einer Drehung der Pendelwelle weniger wirksam entgegenarbeiten, als wenn die gleiche Gegenkraft mit einem Stößel in der Xähe der Schneckenmitte übertragen wird.

Die Arme 18 und ihre Stößel sind in Fig. 1 in den Stellungen gezeigt, bei der die Lenkräder des Fahrzeuges die geradeaus gerichtete Lage einnehmen, in die sie bei den meisten Fahrzeugen durch den Gegendruck der Fahrbahn gebracht werden. ]>ei dieser Lage ist die gesamte Gegenkraft der Schnecke auf Stößel verteilt, die außerhalb ihrer Mitte liegen und wirkt infolgedessen einer Schwenkung der Lenkräder des Fahrzeuges in die Geradeauslage, in die sie durch den Gegendruck, der Fahrbahn gebracht werden, verhältnismäßig schwach entgegen. Aus diesem Grunde bleibt ein Stößel in der Mitte zwischen den inneren Stößeln20 ^weg. Denn der auf einen solchen Stößel wirkende Anteil des gesamten Schneckendruckes würde einer Drehung der Pendelwelle unter dem Einfluß des Fahrbahndruckes verhältnismäßig wirksam entgegenarbeiten. Mit anderen Worten, durch Weglassen eines Stößels, der bei Geradeausstellung der Lenkräder des Fahrzeugs im mittleren Schneckengang liegen würde, ist die Umkehrbarkeit des Steuergetriebes in der Nähe der Mitte seines Arbeitsbereiches erhöht. Daher wird der Widerstand verringert, den das Steuergetriebe der Rückkehr der Lenkräder in ihre Geradeauslage entgegensetzt, wenn sie aus dieser entfernt waren. Außerdem wird das Gefühl des Fahrers für Einflüsse auf die Lenkräder erhöht.

Claims

Patentansprüche:

1. Steuerung für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Gehäuse mit einer drehbar gelagerten Schnecke gleichbleibender Steigung zum An-Schluß an die Steuerwelle und einem Arm an einer im Abstande von der Schnecke in einer senkrecht zu ihr stehenden Ebene liegenden Pendelwelle zum Anschluß an die Lenkräder des Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (18) der Pendehvelle (16) etwa l>ei seiner Mittelstellung durch zwei Paare von je in benachbarte Schneckengänge (22) eingreifenden Stößeln (20, 21) mit der Schnecke in der Xähe ihrer Enden im Eingriff steht und dabei zwischen den beiden zur Schneckenmitte gerichteten Stößeln (20) mindestens einen Schneckengang freiläßt.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (20, 21) um die Achse der Pendehvelle (16) ein begrenztes Winkelspiel gegeneinander haben.

3. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelspiel der Stößel (20, 21) gegen federnden Widerstand (25 bzw. 26) arbeitet (Fig. 3 und 4).

4. Steuerung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, bei der der Schneckengang nach außen geneigte Flanken hat und die Stößelenden dementsprechend verjüngt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (20, 21) in ihrer Längsrichtung in dem Arm (18) beweglich sind (Fig. 5)·

5. Steuerung nach Anspruch4, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (27, 28), die einem Ausweichen der Stößel (20, 21) gegenüber der Schnecke federnd entgegenwirkt.

6. Steuerung nach Anspruch 1, 2 oder 4, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung (27. 28) für jedes Stößelpaar, die den einen Stößel gegen die Schnecke schiebt, wenn ihr der andere ausweicht (Fig. 5).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen