DE1001607B

DE1001607B - Steering device for motor vehicles

Info

Publication number: DE1001607B
Application number: DES47856A
Authority: DE
Inventors: Antoine Brueder
Original assignee: Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Citroen SA
Priority date: 1955-03-10
Filing date: 1956-03-08
Publication date: 1957-01-24

Description

Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit zusätzlichen Mitteln, die der Auslenkung der Lenkvorrichtung beiderseits ihrer Geradeausstellung eine Kraft nachgiebig entgegenwirken lassen.Steering device for motor vehicles The invention relates to a steering device for motor vehicles with additional means for the deflection the steering device on both sides of its straight-ahead position counteract a force resiliently permit.

Im Kraftwagenbau ist man bestrebt, die zur Drehung des Lenkhandrades erforderlichen Kräfte möglichst herabzusetzen. So werden z. B. alle Möglichkeiten ausgeschöpft, um Reibungen innerhalb des Lenkgetriebes und die der Lenkung entgegenwirkenden Reibungskräfte an den Reifen auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Zur Erzielung des gewünschten, möglichst kleinen Reibungswiderstandes wurden mit der Lenkung auch schon besondere Zusatzeinrichtungen verbunden.In the automotive industry, efforts are made to turn the steering handwheel reduce the required forces as much as possible. So z. B. all possibilities exhausted to frictions within the steering gear and those counteracting the steering Reduce friction forces on the tires to a minimum. To achieve the desired, as small as possible frictional resistance were with the steering too special additional equipment already connected.

Die angestrebte, möglichst widerstandsfreie Lenkung ist auf kurvenreichen Strecken, in Städten oder auch beim Einstellen des Fahrzeuges in eine Garage durchaus vorteilhaft; dagegen ist es jedoch mit solchen Lenkungen auf geraden Strecken und insbesondere hei hoher Geschwindigkeit nur schwer möglich, die einmal vorhandene Lenkungseinstellung beizubehalten, weil durch die erwähnte Sonderausführung der Lenkung geringe Ausschläge ohne eine spürbare Kraftaufwendung vorkommen können. Dem Fahrer des Fahrzeuges fehlt jegliches Gefühl dafür, ob sich die Räder des Fahrzeuges in ihrer Geradeausstellung (parallel zur Längsachse des Fahrzeuges) befinden, weil bei der Auslenkung der Räder aus ihrer Geradeausstellung am Lenkhandrad keinerlei Gegenkräfte spürbar sind. Schon der geringste am Fahrzeug angreifende Stoß oder die geringste Ungleichmäßigkeit der von den beiden Händen des Fahrers auf das Lenkhandrad ausgeübten Lenkkräfte verursacht einen geringen Ausschlag der Lenkung, der zwar sehr klein ist, der sich aber doch bereits auf die Räder des Fahrzeuges auswirkt. Die Folge davon ist, daß der Fahrer diesen unbeabsichtigten Lenkungsausschlag korrigieren muß, was er im Laufe der Zeit zwar mehr oder weniger automatisch durchführen wird, was aber deshalb keineswegs weniger nachteilig ist.The desired, as resistance-free steering as possible is on winding roads Routes, in cities or when parking the vehicle in a garage advantageous; on the other hand, however, it is with such steering on straight stretches and Particularly at high speed, the existing one is difficult to achieve Maintain steering setting because of the aforementioned special version of the Steering small deflections can occur without a noticeable expenditure of force. The driver of the vehicle lacks any feeling for whether the wheels of the vehicle are moving are in their straight ahead position (parallel to the longitudinal axis of the vehicle) because when the wheels are deflected from their straight-ahead position on the steering handwheel Counterforces are noticeable. Even the slightest impact on the vehicle or the slightest unevenness of the driver's two hands on the steering wheel exerted steering forces caused a slight deflection of the steering, although is very small, but it already affects the wheels of the vehicle. The consequence of this is that the driver corrects this unintentional steering angle must, which it will do more or less automatically in the course of time, but this is by no means less disadvantageous.

Um diesen Übelstand zu beheben, ist es bereits bekannt, an der Lenkung eine zusätzliche Federung anzubringen, welche beiderseits der Geradeausstellung der Auslenkung entgegenwirkt; aber diese Gegenkraft wächst mit dein zunehmenden Einschlagwinkel der Räder und macht die Lenkung bei zunehmenden Lenkungsausschlägen hart.To remedy this drawback, it is already known to turn the steering to attach an additional suspension, which is on both sides of the straight-ahead position counteracts the deflection; but this drag grows with your increasing Steering angle of the wheels and makes the steering with increasing steering deflections hard.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorgenannte Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit zusätzlichen Mitteln, die der Auslenkung der Lenkvorrichtung beiderseits ihrer Geradeausstellung eine Kraft nachgiebig entgegenwirken lassen, derart zu verbessern, daß die vorgenannten Nachteile vermieden werden trotz voller Erhaltung ihrer weichen Lenkung auch bei größeren Lenkungsausschlägen.The invention is based on the object of an aforementioned steering device for motor vehicles with additional means for the deflection of the steering device allow a force to counteract the straight-ahead position on both sides, to improve so that the aforementioned disadvantages are avoided despite full Maintaining their soft steering even with larger steering deflections.

Die Erfindung besteht darin, daß bei der Lenkvorrichtung die vorgenannten Mittel derart ausgebildet sind. daß die bei beginnender Radauslenkung zunächst ausgelöste Gegenkraft bei der weiteren Auslenkung über einen geringen Radausschlag hinaus langsam wieder auf Null absinkt.The invention consists in that the aforementioned in the steering device Means are designed in such a way. that the initially triggered at the beginning of the wheel deflection Counterforce slowly as the deflection continues beyond a small wheel deflection drops back to zero.

Die erfindungsgemäßen Mittel bewirken somit beiderseits der Geradeausstellung eine zusätzliche, der Auslenkung entgegenwirkende und vom Fahrer hinreichend spürbare Kraft, die jedoch langsam wieder auf Null absinkt, wenn der Radausschlag größer wird. Es ist also einerseits eine sofort spürbare Gegenkraft schon bei der geringsten Auslenkung vorhanden, während anderseits die Lenkung bei größeren Radausschlägen nicht härter werden kann, da die genannte zusätzliche Kraft bei größeren Radausschlägen schnell wieder auf Null absinkt.The means according to the invention thus bring about the straight-ahead position on both sides an additional one that counteracts the deflection and is sufficiently noticeable by the driver Force that slowly drops back to zero when the wheel deflection increases will. So on the one hand there is an immediately noticeable counterforce at the slightest There is deflection while, on the other hand, the steering for larger wheel deflections cannot become harder, since the additional force mentioned for larger wheel deflections quickly drops back to zero.

Die zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Gegenkraft dienenden Mittel können z. B. aus einem an einem drehbaren Teil der Lenkvorrichtung befestigten Nocken bestehen, gegen den eine die genannte nachgiebige Kraft ausübende Rolle anliegt. Der Nocken ist dabei vorzugsweise unmittelbar auf der Le:nksäulenwelle befestigt, da der Fahrer bei einer solchen Anordnung die durch die Rolle auf den Nocken übertragene nachgiebig.wirksam werdende Gegenkraft erfahrungsgemäß am besten empfindet.The means used to generate the counterforce according to the invention can e.g. B. from a attached to a rotatable part of the steering device cam exist, against which a said resilient force exerting role rests. The cam is preferably attached directly to the steering column shaft, because with such an arrangement the driver transfers the information transmitted to the cam by the roller experience has shown that the most effective counterforce is felt best.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt Fig. 1 ein Diagramm mit verschiedenen die Lenkkräfte in Abhängigkeit von der Auslenkung veranschaulichenden Kurven, Fig. 2 eine schematische Darstellung der dem Ausführungsbeispiel entsprechenden Vorrichtung zur Erzeugung der Gegenkraft.In the drawing, the invention is illustrated by way of example; It shows Fig. 1 a diagram with various the steering forces as a function of curves illustrating the deflection, Fig. 2 is a schematic Representation of the device for generation corresponding to the exemplary embodiment the counterforce.

In Fig. 1 gibt die Kurve A in Abhängigkeit von dem Einschlagwinkel a der Räder die Kräfte F an, die lediglich von den Rädern her der Auslenkung entgegenwirken. Diese Kurve läßt erkennen, wie schwach diese natürlichen Gegenkräfte F bei keinen Lenkausschlägen a sind. Nach der Erfindung versieht man die Lenkvorrichtung mit Mitteln, die eine. zusätzliche Gegenkraft auf die Lenkung ausüben, wie sie durch die Kurve B der Fig. 1 veranschaulicht ist und die bei größer werdenden Lenkausschlägen allmählich wieder auf Null absinkt. Eine solche Gegenkraft kann, wie aus Fig. 1 ersichtlich, bei der Geradeausstellung der Lenkung gleich Null sein; sie könnte aber auch schon dort einen gewissen Wert aufweisen. Die Kurve C veranschaulicht die mit Berücksichtigung der erfindungsgemäßen Gegenkraft insgesamt der Lenkung entgegenwirkenden Kräfte in Abhängigkeit von dem Einschlagwinkel der Räder.In Fig. 1, the curve A is a function of the steering angle a of the wheels, the forces F which only counteract the deflection from the wheels. This curve shows how weak these natural opposing forces F are for none Steering deflections are a. According to the invention, the steering device is provided with Means the one. exert additional drag on the steering as it passes through the curve B of FIG. 1 is illustrated and that with increasing steering deflections gradually drops back to zero. Such a counterforce can, as shown in FIG. 1 can be seen to be zero in the straight ahead position of the steering; she could but already have a certain value there. Curve C illustrates taking into account the counterforce according to the invention as a whole of the steering counteracting forces depending on the steering angle of the wheels.

Gemäß Fig. 2 ist ein Steuernocken 1 unmittelbar an der Lenksäulenwelle 2 einer Kraftwagenlenkung befestigt. Gegen das Nockenprofil liegt eine Rolle 3 an, die an einem seinerseits um einen Gelenkpunkt schwenkbaren Hebel 4 gelagert ist. Eine am freien Ende des Hebels 4 angreifende Feder 5 drückt dabei die Rolle 3 nachgiebig gegen das Nockenprofil. Der Nocken 1 ist in seiner der Geradeausstellung der Lenkung entsprechenden Stellung dargestellt, bei der die Richtung der durch die Rolle 3 auf den Nocken 1 ausgeübten Kraft genau durch die Achse der Lenksäulenwelle 2 verläuft, wodurch in diesem Augenblick auf die Lenkung keine zusätzliche Kraft im Sinne einer Drehung derselben ausgeübt wird. Wird die Lenksäulenwelle 2 gedreht, so nimmt der Nocken 1 gegenüber der Rolle 3 eine neue Stellung ein. wie sie z. B. in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet ist (vgl. Nockenstellung 1a). In dieser Stellung verläuft die Richtung der durch die Rolle auf den Nocken ausgeübten und durch die Feder 5 erzeugten Kraft in Pfeilrichtung f von dem Punkt P des Nockens aus nicht mehr direkt durch die Achse der Lenksäulenwelle 2 sondern parallel zu der die Rollenachse mit der Lenksäulenwellenachse verbindenden Geraden x-y in einem Abstand l von dieser. wodurch auf die Lenksäulenwelle ein Drehmoment von der Größe f ₧ l übertragen wird, das der in der Kurve B der Fig. 1 aufgetragenem Gegenkraft entspricht.According to FIG. 2, a control cam 1 is directly on the steering column shaft 2 attached to a motor vehicle steering. A roller 3 rests against the cam profile, which is mounted on a lever 4 pivotable about a pivot point. A spring 5 acting on the free end of the lever 4 presses the roller 3 resiliently against the cam profile. The cam 1 is in its straight-ahead position of the steering corresponding position shown in which the direction of the roller 3 the force exerted on the cam 1 runs exactly through the axis of the steering column shaft 2, whereby at this moment on the steering no additional force in the sense of a Rotation of the same is exercised. If the steering column shaft 2 is rotated, the Cam 1 with respect to the roller 3 a new position. how they z. B. in Fig. 2 dash-dotted lines is indicated (see. Cam position 1a). In this position the direction runs the force exerted by the roller on the cam and generated by the spring 5 in the direction of arrow f from point P of the cam no longer directly through the axis the steering column shaft 2 but parallel to the roller axis with the steering column shaft axis connecting straight line x-y at a distance l from this. whereby on the steering column shaft a torque of the size f ₧ l is transmitted, that of the one in the curve B of FIG. 1 corresponds to the applied counterforce.

In der Praxis genügt es, wenn der Nocken 1 auf der Lenksäulenwelle 2 lediglich über einen Drehbereich von etwa 90° (in dem einen oder anderen Drehsinn von der Geradeausstellung aus) wirkt. Das Nockenprofil weist zu diesem Zweck jeweils die Form einer Spirale auf, und beide einerseits vom dem der Geradeausstellung entsprechenden Punkt des Nockens ausgehenden Spiralkurven sind an ihren anderen Enden über die restlichen I80°-Drehwinkel des Nockens durch einen Kreisbogen verbunden, dessen Krümmungsmittelpunkt auf der Achse der Lenksäulenwelle liegt. Damit ist die der Auslenkung entgegenwirkende Zusatzkraft im Bereich dieses Kreisbogens gleich Null.In practice it is sufficient if the cam 1 is on the steering column shaft 2 only over a rotation range of about 90 ° (in one or the other direction of rotation from the straight ahead position). The cam profile has for this purpose each the shape of a spiral, and both on the one hand from the one corresponding to the straight ahead position The outgoing spiral curves are at their other ends over the point of the cam The remaining 180 ° angle of rotation of the cam is connected by an arc Center of curvature lies on the axis of the steering column shaft. So that's the Deflection counteracting additional force in the area of this circular arc is zero.

Aus der Nockenanordnung gemäß Fig. 2 ergibt sich, daß im Fall der Drehung der Lenksäulenwelle um einen Winkelbetrag von mehr als 270° die zusätzliche Gegenkraft erneut zur Wirkung kommt und damit die von den eingeschlagenen Rädern her erzeugte natürliche Gegenkraft unnötig erhöht. Es ist jedoch zu berücksichtigen, daß bei einem solchen Lenkausschlag die zusätzliche Gegenkraft gegenüber der natürlichen Gegenkraft derart gering ist, daß es dem Fahrer bei der üblichen Handhabung des Lenkhandrades nicht möglich sein wird, diese Veränderung der Gesamtgegenkraft zu bemerken. Sollte es trotzdem aus irgendeinem Grunde erwünscht sein, so könnte zur Vermeidung dieses geringfügigen Mangels ein Nocken mit in axialer Richtung schraubenförmig verlaufendem Nockenprofil gewählt werden, um zu vermeiden, daß die Rolle 3 nach einer entsprechenden Drehung der Lenksäulenwelle 2 bzw. des daran befestigten Lenkhandrades erneut zur Wirkung kommen ]<:arm. Das Nockenprofil eines solchen Nockens ist dann lediglich in der beiderseits der Geradeausstellung verlaufenden ersten Windung entsprechend einer Spirale geformt, die sich in diesem Fall auch über einen Winkel von mehr als 180° erstrecken könnte, während der Nocken in seinen weiteren Windungen ein kreisbogenförmiges Profil aufweist.From the cam arrangement according to FIG. 2 it follows that in the case of Rotation of the steering column shaft by an angle of more than 270 ° is the additional Counterforce comes into effect again and with it that of the turned wheels natural counterforce generated here unnecessarily increased. However, it must be taken into account that with such a steering deflection the additional counterforce compared to the natural Counterforce is so low that it is the driver in the usual handling of the Steering handwheel will not be possible to change the total counterforce to notice. Should it nevertheless be desired for any reason, then the Avoiding this minor defect, a cam with a helical shape in the axial direction running cam profile can be selected in order to avoid that the roller 3 after a corresponding rotation of the steering column shaft 2 or the steering handwheel attached to it come into effect again] <: poor. The cam profile of such a cam is then only in the first turn running on both sides of the straight-ahead position shaped like a spiral, which in this case also extends over an angle could extend by more than 180 ° while the cam in its further turns has a circular arc-shaped profile.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Steering device for motor vehicles with additional Means that deflect the steering device on both sides of its straight-ahead position let a force counteract resiliently, characterized in that these means are designed such that the initially triggered when the wheel deflection begins Counterforce slowly as the deflection continues beyond a small wheel deflection drops back to zero.

2. Steering device according to claim 1, characterized in that that said means are attached to a rotatable part of the steering device There are cams (1) against which a role exerting said resilient force (3) is present.

3. Steering device according to claim 2, characterized in that the Cam (1) one symmetrical to a middle one. heart pit-shaped depression running Has profile which has the smallest radius at the recess and at which Deepening the role in the middle position of the steering rests.

4. Steering device according to claim 2 or 3, characterized in that the cam is directly on the Steering column shaft is attached.

5. Steering device according to claims 2 to 4, characterized characterized in that the profile of the cam (1) consists of z-vei the same, one on both sides common starting point consists of mirror-inverted spiral curves, the common to the outside in a connecting the two spiral curves with each other Pass over the arc.

6. Steering device according to claim 5, characterized in that that the cam is an in axial. Direction of helical profile from has a total of more than 360 °, the roller (3) on the steering device on both sides the center position acts over an angle of more than 180 °. Considered Publications: French Patent No. 630 555.