BE1005246A3

BE1005246A3 - Stuurinrichting voor voertuigen.

Info

Publication number: BE1005246A3
Application number: BE9100070A
Authority: BE
Inventors: Wim Kester; Patrick Debroux
Original assignee: Volvo Car Sint Truiden Nv
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1991-01-28
Publication date: 1993-06-08
Also published as: EP0497408A1

Abstract

Stuurinrichting voor voertuigen, van het type waarbij gebruik wordt gemaakt van een tandheugel (9) met bijhorend rondsel (10), daardoor gekenmerkt dat zich aan het vrije uiteinde (15) van de rondselas (4) een wrijvingsinrichting (14) bevindt die bestaat uit minstens twee axiaal permanent tegen elkaar gedrukte wrijvingslementen (16, 17) waarvan één egen verdraaiing is vergrendeld en het andere meedraait met de rondselas (4).

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Stuurinrichting voor voertuigen. 
 EMI1.1 
 -------------------------------- Deze uitvinding heeft betrekking op een stuurinrichting voor voertuigen, en meer speciaal op een stuurinrichting van het type waarbij de verdraaiing van het stuurwiel via een tandheugel met bijhorend rondsel omgezet wordt in een verplaatsing van de spoorstang. 



  Het is bekend dat bij voertuigen de wegoneffenheden zieh ook laten gevoelen aan het stuurwiel. Wanneer deze wegoneffenheden sterk doorkomen, kreëren zij een gevoel van een zekere nervositeit van de besturing, en dit evenredig met de voertuigsnelheid. 



  Dit nadelig effekt uit zieh vooral bij voertuigen met voorwielaandrijving, als ook bij voertuigen waarbij gebruik wordt gemaakt van een stuurinrichting met een tandheugel met variabele vertanding. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 In het eerste geval wordt het voornoemde nadeel versterkt doordat voertuigen met voorwielaandrijving klassiek zwaarder belast zijn op de voorwielen. 



  Opdat een te zware belasting van de voortrein zieh minder zou laten gevoelen bij het parkeren van het voertuig, kan zoals voornoemd gebruik worden gemaakt van een tandheugel met een variabele overbrengingsverhouding. Het specifieke hierbij bestaat erin dat de geometrie van de vertanding, en meer speciaal de tandrichting en de tanddrukhoek, veranderlijk zijn naar mate men vanaf het midden van de tandheugel naar de uiterste posities gaat. 



  Deze specifieke vertandingsgeometrie heeft een positieve invloed op de uit te oefenen parkeerkrachten, doch heeft als nadeel dat wegoneffenheden sterker doorkomen aan het stuurwiel tijdens het rijden. 



  De huidige uitvinding heeft dan ook een stuurinrichting tot doel waarbij de invloed van wegoneffenheden op het stuurwiel wordt geminimaliseerd. 



  Volgens de uitvinding wordt hiertoe gebruik gemaakt van een inrichting die een additionele wrijving in de stuurinrichting veroorzaakt, waarbij deze wrijving een 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 nagenoeg konstante waarde heeft over de volledige levensduur van het voertuig. 



  De uitvinding heeft ook een stuurinrichting tot doel waarbij de wrijvingsinrichting zodanig is ingebouwd dat zij eenvoudig kan worden gedemonteerd in het geval van een defekt, of in het geval dat een wrijvingsinrichting met andere karakteristieken dient te worden aangebracht. 



  Hiertoe betreft de uitvinding een stuurinrichting voor voertuigen, van het type waarbij gebruik wordt gemaakt van een tandheugel met bijhorend rondsel, met als kenmerk dat zieh aan het vrije uiteinde van de rondselas een wrijvingsinrichting bevindt die bestaat uit minstens twee axiaal permanent tegen elkaar gedrukte wrijvingselementen, waarvan   een   tegen verdraaiing is vergrendeld en het andere meedraait met de rondselas. 



  In een bijzondere uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van een wrijvingsinrichting waarbij het kontaktoppervlak van minstens één van de wrijvingselementen wordt gevormd door een materiaal op basis van kunststof, waaraan bij voorkeur een produkt op basis van metaal is toegevoegd. 



  Bij voorkeur vertoont het andere wrijvingselement evenwel een metalen kontaktoppervlak. Het gebruik van zulke materialen biedt het voordeel dat het zogenoemde 

 <Desc/Clms Page number 4> 

   "stick-slip" gedrag,   met andere   woorden'de verhoogde   wrijving die moet overwonnen worden bij de overgang van stilstand naar beweging, vrijwel onbestaande is. 



  Met het inzicht de kenmerken volgens de uitvinding beter aan te tonen is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 de stuurinrichting volgens de uitvinding weergeeft ; figuur 2 schematisch een tandheugel met variabele overbrengingsverhouding weergeeft ; figuur 3 een doorsnede weergeeft volgens lijn
III-III in figuur   2 ;   figuren 4 en 5 schematisch de ingrijping van het rondsel op de tandheugel weergeven, respektievelijk op de plaatsen die in figuur 2 met F4 en F5 zijn aangeduid ; figuur 6 de verplaatsing van de spoorstang in funktie van de hoekverdraaiing van het stuurwiel weergeeft voor stuurinrichtingen die gebruik maken van een tandheugel met bijhorend rondsel ;

   figuur 7 het uit te oefenen koppel in funktie van de hoekverdraaiing van het stuurwiel weergeeft voor 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 stuurinrichtingen die gebruik maken van'een tandheugel met bijhorend rondsel; figuur 8 een doorsnede weergeeft volgens lijn
VIII-VIII in figuur   1 ;   figuur 9 in perspektief een zieht weergeeft van het element dat in figuur 8 met F9 is aangeduid. 



  Zoals weergegeven in figuur 1 bestaat de stuurinrichting hoofdzakelijk uit een spoorstang 1 die gekoppeld is met de wielen   2 ;   een tussenas 3 die meestal uit meerdere 
 EMI5.1 
 'delen een rondselas 4 die gelagerd is in het stuurhuis 5 en een stuuras 6, waarbij deze assen met elkaar verbonden zijn door middel van cardankoppelingen 7 en waarbij de stuuras 6 aan zijn vrij uiteinde is voorzien van een stuurwiel 8. 



  De overbrenging in het stuurhuis 5 wordt gevormd door middel van de aangrijping van een op de rondselas 4 bevestigd of een hiermede   eendelig   uitgevoerd rondsel in een met de spoorstang 1 gekoppelde tandheugel. Hierbij kan gebruik worden gemaakt van een tandheugel met een al dan niet variabele overbrengingsverhouding. 



  In figuren 2 tot 5 zijn schematisch een tandheugel 9 met een variabele overbrengingsverhouding en een bijhorend rondsel 10 weergegeven. Zoals zichtbaar in de figuren 2, 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 4 en 5 is de geometrie van de vertanding li veranderlijk van het midden van de tandheugel 9 naar de uiteinden 12 en 13 toe, waarbij deze verandering symetrisch gebeurt voor de linkse en rechtse richting. De verandering van de vertandingsgeometrie heeft zowel betrekking op de tandrichting A, als op de tanddrukhoek van de vertanding 11. 



  Samengevat komt het erop neer dat de overbrengingsverhouding in het midden van de tandheugel groter is dan nabij de uiteinden 12 en 13. Dit resulteert in een verplaatsing V van de spoorstang 1 in funktie van de hoekverdraaiing W van het stuurwiel 8 zoals aangeduid door middel van de kurve Bl in figuur 6. Het bij het parkeren uit te oefenen koppel K in funktie van de voornoemde hoekverdraaiing W is in figuur 7 weergegeven door middel van de kurve B2. 



  In het geval dat een tandheugel met een konstante overbrengingsverhouding wordt aangewend vertonen de voornoemde karakteristieken een verloop zoals aangegeven door middel van de kurven Cl en C2. 



  Uit de vergelijking van de kurven B2 en C2 is het duidelijk dat in de uiterste standen een minder groot koppel K moet worden uitgeoefend in het geval dat een 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 tandheugel met variabele overbrengingsverhouding wordt aangewend. 



  Een nadeel echter, bestaat erin dat een overbrenging die gebruik maakt van een tandheugel met een variabele vertanding, omwille van de specifieke drukhoeken, een relatief hoog stuurhuisrendement vertoont in de middenstand, dit in verhouding tot een tandheugel met een klassieke vertandingsgeometrie, wat zoals bekend in het effekt resulteert dat wegoneffenheden sterker doorkomen aan het stuurwiel 8. 



  Ten einde deze nadelige effekten te kompenseren is volgens de uitvinding in het stuurhuis 5 een wrijvingsinrichting 14 aangebracht, die zieh zoals weergegeven in figuur 8 aan het vrije uiteinde 15 van de rondselas 4 bevindt en die hoofdzakelijk bestaat uit minstens twee axiaal permanent tegen elkaar gedrukte wrijvingselementen 16 en 17, waarvan   een,   in dit geval het wrijvingselement 16, tegen verdraaiing is vergrendeld en het andere, in dit geval het wrijvingselement 17, meedraait met de rondselas 4. 



  De wrijvingselementen 16 en 17 bestaan in het weergegeven voorbeeld uit ringvormige schijven die door 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 middel van elastische middelen 18 tegen elkaar worden gedrukt. 



  Het wrijvingselement 17 is bij voorkeur tegen een kogellager 19 van het stuurhuis 5 gemonteerd, één en ander zodanig dat dit element met de rondselas 4 meedraait. In het weergegeven voorbeeld van figuur 8 is dit bekomen doordat het wrijvingselement 17 door middel van een moer 20, die op het uiteinde 15 is geschroefd, tegen het met de rondselas 4 meedraaiende gedeelte 21 van het kogellager 19 is aangespannen. 



  Zoals weergegeven in figuur 9 vertoont het wrijvingselement 16 minstens één, doch bij voorkeur twee lipvormige uitsteeksels 22 en 23 die toelaten dat dit wrijvingselement 16 tegen verdraaiing kan worden vergrendeld, doch axiaal verplaatsbaar in het stuurhuis 5 kan worden gemonteerd. Zoals weergegeven in figuur 8 passen deze uitsteeksels 22 en 23 in axiale groeven 24 en 25 die in een onbeweeglijk deel van het stuurhuis 5 zijn aangebracht. 



  Bij voorkeur is het geheel zodanig opgevat dat de wrijvingsinrichting 14 langs het vrije uiteinde 15 kan worden gedemonteerd, zodanig dat het stuurhuis 5 hierbij niet volledig dient te worden uiteengenomen en de 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 overbrenging tussen het rondsel 10 en de tandheugel 9 niet dient te worden verbroken. Hiertoe is het stuurhuis 5 voorzien van een wegneembaar gedeelte 26, bijvoorbeeld in de vorm van een schroefdop. De voornoemde groeven 24 en 25 zijn bij voorkeur in de binnenwand van dit gedeelte 26 aangebracht. 



  Bij voorkeur wordt het kontaktoppervlak van minstens   een   de van de wrijvingselementen 16 en 17 gevormd door een materiaal op basis van kunststof. In het weergegeven voorbeeld is het wrijvingselement 16 hiertoe aan zijn kontaktoppervlak 27 voorzien van een bekleding 28 die uit zulk materiaal is vervaardigd. 



  De voornoemde kunststof bestaat bij voorkeur uit een PTFE (polytetrafluorethyleen). Aan deze kunststof is bij voorkeur een produkt op basis van metaal, zoals fijne metaaldeeltjes of metaaloxyde, toegevoegd. 



  Deze materialen bieden het voordeel dat de veroorzaakte wrijving optimaal is om te bekomen dat de oneffenheden minimaal aan het stuurwiel 8 worden doorgegeven ; dat de wrijving nagenoeg een konstante waarde heeft over de volledige levensduur van het voertuig ; en dat de wrijving geen te hoge beginwaarde heeft en nagenoeg geen   "stick-slip" gedrag   veroorzaakt. 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 Om een zeer grote aandrukkracht te bekomen, zonder dat een grote inbouwruimte voor de elastische middelen 18 noodzakelijk is, wordt bij voorkeur voor deze laatste gebruik gemaakt van een schotelveer. 



  Om de voornoemde optimale samenwerking tussen de wrijvingselementen 16 en 17 te bekomen geniet het ook de voorkeur dat minstens   één   van de wrijvingselementen, in dit geval het wrijvingselement 16, aan zijn kontaktoppervlak 27 is voorzien van verzinkingen 29 die kleine reservoirs voor een smeermiddel vormen. Deze verzinkingen 29 zijn bij voorkeur aangebracht in de op het wrijvingselement 16 aangebrachte bekleding 28. 



  Het is duidelijk dat het stuurhuis 5, of althans de wrijvingsinrichting 14, wordt voorzien van een smeervloeistof. 



  Bij voorkeur vertoont een van de wrijvingselementen een metalen kontaktoppervlak. In het weergegeven voorbeeld bestaat het wrijvingselement 17 hiertoe volledig uit staal. 



  Alhoewel de stuurinrichting volgens de uitvinding, en meer speciaal de wrijvingsinrichting 14, haar grootste nut bewijst bij voertuigen met voorwielaandrijving die 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 gebruik maken van een tandheugel met variabele vertanding, is het duidelijk dat zij ook voor andere voertuigen kan worden aangewend die gebruik maken van een stuuroverbrenging door middel van een tandheugel en een bijhorend rondsel. 



  De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch dergelijke stuurinrichting kan in verschillende vormen en afmetingen worden uitgevoerd zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

Konklusies. 1. - Stuurinrichting voor voertuigen, van het type waarbij gebruik wordt gemaakt van een tandheugel (9) met bijhorend rondsel (10), daardoor gekenmerkt dat zieh aan het vrije uiteinde (15) van de rondselas (4) een wrijvingsinrichting (14) bevindt die bestaat uit minstens twee axiaal permanent tegen elkaar gedrukte wrijvingselementen (16, 17), waarvan een tegen verdraaiing is vergrendeld en het andere meedraait met de rondselas (4).

2.-Stuurinrichting volgens konklusie 1, daardoor gekenmerkt dat het kontaktoppervlak (27) van minstens één van de wrijvingselementen (16, 17) bestaat uit een materiaal op basis van kunststof.

3.-Stuurinrichting volgens konklusie 2, daardoor gekenmerkt dat aan de kunststof een produkt op basis van metaal is toegevoegd. <Desc/Clms Page number 13> 4.-Stuurinrichting volgens konklusie 2 of 3, daardoor gekenmerkt dat één van beide wrijvingselementen (17) een metalen kontaktoppervlak vertoont.

5.-Stuurinrichting volgens één der voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat de wrijvingsinrichting (14) demonteerbaar is langs het vrije uiteinde (15) van de rondselas (4).

6.-Stuurinrichting volgens een der voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat de wrijvingselementen (16, 17) bestaan uit ringvormige schijven.

7.-Stuurinrichting volgens een der voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat de wrij vingselemen ten (16, 17) tegen elkaar worden gedrukt door middel van elastische middelen (18).

8.-Stuurinrichting volgens konklusie 7, daardoor gekenmerkt dat de elastische middelen (18) bestaan uit een schotelveer.

9.-Stuurinrichting volgens een der voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat minstens een van de <Desc/Clms Page number 14> EMI14.1 wrijvingselementen (16, aan zijn kontaktoppervlak (27) is voorzien van verzinkingen (29).

10.-Stuurinrichting volgens konklusie 9, daardoor gekenmerkt dat de verzinkingen (29) zijn aangebracht in een bekleding (28) die op het betreffende wrijvingselement (16) is aangebracht. EMI14.2

11.-Stuurinrichting der voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat de volgens eenwrijvingsinrichting (14) is voorzien van een hoeveelheid smeermiddel.

12.-Stuurinrichting volgens een der voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat de rondselas (4) bij zijn vrije uiteinde (15) gelagerd is in een kogellager (19) en dat het wrijvingselement (17) dat met de rondselas (4) meedraait tegen het met de rondselas (4) meedraaiende gedeelte (21) van het kogellager (19) zit vastgeklemd door middel van een op het vrije uiteinde (15) geschroefde moer (20).

13.-Stuurinrichting volgens één der voorgaande konklusies, daardoor gekenmerkt dat het tegen verdraaiing vergrendelde wrijvingselement (16) axiaal verplaatsbaar is en is voorzien van minstens één <Desc/Clms Page number 15> uitsteeksel (22, 23), waarmee het aangrijpt in een groef (24, 25) in een onbeweeglijk deel van het stuurhuis (5).