DE822484C - Steuerung fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents
Steuerung fuer KraftfahrzeugeInfo
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- B62D3/04—Steering gears mechanical of worm type
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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 XTähe 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 (6)
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
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DE1173354B (de) * | 1962-03-10 | 1964-07-02 | Langen & Co | Lenkgetriebe mit hydraulischer Hilfskraftbetaetigung |
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US2181307A (en) * | 1935-04-12 | 1939-11-28 | Lees Bradner Co | Power transmitting means |
BE417821A (de) * | 1935-10-11 |
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1945
- 1945-11-19 US US629442A patent/US2475222A/en not_active Expired - Lifetime
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-
1950
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---|---|---|---|---|
DE1173354B (de) * | 1962-03-10 | 1964-07-02 | Langen & Co | Lenkgetriebe mit hydraulischer Hilfskraftbetaetigung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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BE466116A (de) | |
US2475222A (en) | 1949-07-05 |
CH260762A (fr) | 1949-03-31 |
FR928558A (fr) | 1947-12-02 |
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