DE1781064C3 - Rudersteuervorrichtung mit Steuerrad und Schub-Zug-Steuerkabel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rudersteuervorrichtung mit einem in beiden Richtungen drehbaren Steuerrad, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Rudersteuervorrichtung (US-PS 67 596) weist die Übertragungseinrichtung ein mit Innenverzahnung versehenes Ringzahnrad auf, mit dem ein am Ende der Steuerradwelle vorgesehenes Zahnrad kämmt, und der mit dem Kern des Schub-Zug-Steuerkabels verbunden ist. Das Ringzahnrad hat vergleichsweise großen Durchmesser, um eine zum leichten Drehen des Steuerrades günstige mechanische Übersetzung zu schaffen. Außerdem hat die Steuerradwelle eine solche axiale Länge, daß zwischen dem Steuerrad und der Montagewand ein erheblicher Abstand vorhanden isL Somit wird bei dieser bekannten Vorrichtung Raum zwischen dem Steuerrad und der Montagewand verschenkt.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung der einleitend genannten Art (US-PS 32 08 300) weist die Übertragungseinrichtung ein am Ende der Steuerradwelle vorgesehenes Zahnrad auf, welches eine Zahnstange antreibt, die ihrerseits mit dem Kern des Schub-Zug-Steuerkabels verbunden ist. Diese Ausführung erfordert vergleichsweise viel Raum, und zwar auch in Querrichtung, wobei außerdem das Zahnrad, die Zahnstange und die zugehörigen Bauteile in dem Raum hinter der Montagewand angeordnet sind, weil auch bei dieser Vorrichtung die Steuerradwelle eine erhebliche axiale Länge hat.

Es ist auch beispielsweise für Fernabstimmung eines Radios in einem Kraftfahrzeug bekannt (US-PS 18 35631), einen Drehknopf zu verwenden, der mit einer Schneckenwelle verbunden ist, auf der eine Schneckenmutter läuft, die mit einem dünnen festen Draht, beispielsweise einem Klavierdraht, verbunden ist, der seinerseits mit dem Radio verbunden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rudersteuervorrichtung der genannten Art so auszuführen, daß eine bessere Raumausnutzung erhalten wird. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Übertragungseinrichtung eine von dem Steuerrad drehbare Schneckenwelle und wenigstens einen Gleitblock aufweist, der in einer axial zur Schneckenwelle verlaufenden Führungsbahn hin- und herbewegbar ist, mit dem Kern des Schub-Zug-Steuerkabels verbunden ist und Zähne aufweist, die mit dem Gewinde der Schneckenwelle kämmen.

Durch die Erfindung ist eine Rudersteuervorrichtung geschaffen, die vergleichsweise kompakt ist, wobei außerdem der weitaus größte Teil der Vorrichtung in dem Raum zwischen dem Steuerrad und der Montagewand untergebracht ist. Demgemäß kann der Raum hinter der Montagewand weitestgehend für andere wichtige Zwecke ausgenutzt werden.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen unter Schutz gestellt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

F i g. 1 ist eine Längsschnittansicht einer Rudersteuervorrichtung gemäß der Erfindung;

F i g. 2 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Querschnittansicht nach Linie 2-2 der F i g. 1;

Fig. 3 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Querschnittansicht nach Linie 3-3 der F i g. 1;

Fig.4 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Querschnittansicht nach Linie 4-4 der F i g. 1;

F i g. 5 ist eine teilweise weggebrochene und teilweise geschnittene Draufsicht einis Teiles der Rudersteuervorrichtung gemäß Fig. 1, und sie gibt eine mit ihr arbeitsmäßig verbundene Anzeigerichtung wieder.
Gemäß der Zeichnung ist eine allgemein mit 10 bezeichnete Rudersteuervorrichtung an einem Schottwandmontagefeld 11 angebracht. Das Gehäuse 12 kann aus zwei zusammenpassenden Hälften 13 und 14 gebildet sein, die mittels einer Mehrzahl von Kopfschrauben 15 miteinander verbunden werden können.

Ein Befestigungsflansch 16 erstreckt sich von jeder der Gehäusehälften 13 und 14 in Querrichtung nach außen (Fig. 2) und kann durch zwei Rippen 18 und 19 verstärkt sein, die sich axial zu dem Gehäuse 12

erstrecken.

Jeder Befestigungsflansch 16 weist einen Schlitz 20 oder eine andere Ausnehmung zur Aufnahme von Befestigungsbolzen 21 auf. Der Schlitz 20 kann, wie aus Fig. 1 ersichtlich, sich in Richtung von dem Montagefeld 11 weg erweitern, um eine schräge Anordnung des Bolzens 21 zuzulassen. In diesem Fall kann eine Unterlegscheibe 22 vorgesehen sein, die den sich erweiternden Schlitz 20 Oberspannt Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist, kann die obere Fläche 23 jedes Flansches 16 bogenförmige Gestalt haben, und in diesem Fall ist die Unterlegscheibe 22 ebenfalls vorzugsweise bogenförmig, um eine optimale Berührung zwischen dem Kopf 24 des Bolzens 21, der Scheibe 22 und dem Flansch 16 zu schaffen, selbst wenn der Bolzen 21 verkantet ist.

In dem Gehäuse 12 ist eine Schneckenwelle 25 gelagert. Ein erstes im Durchmesser verkleinertes Ende 26 der Welle 25 erstreckt sich durch das Gehäuse 12 und trägt ein Ruderrad 28. Das Ruderred 28 kann auf beliebige Weise an der Schneckenwelle 25 undrehbar festgelegt werden. Gemäß der Darstellung kann eine Abdeckplatte 29 bei 30 an das Ende 26 der Welle 25 angeschweißt werden, das aus dem Gehäuse 12 vorragt, und eine Mehrzahl von Kopfschrauben 31 wird verwendet, um das Ruderrad 28 an der Abdeckplatte 29 zu befestigen.

Zwischen dem Gehäuse 12 und der Schneckenwelle 25 sind zwei halbringförmige geflanschte Buchsen 32 einander gegenüberliegend eingesetzt, die mit dem verkleinerten Ende 26 und einer Schulter 33 in Eingriff treten, die sich an einer Stelle befindet, wo das Ende 26 in den Hauptteil der Welle 25 übergeht. Auf diese Weise nehmen die Buchsen 32 sowohl axiale als auch radiale Druckbelastungen der Welle 25 auf.

Das zweite oder gegenüberliegende Ende 34 der Schneckenwelle 25 hat ebenfalls verkleinerten Durchmesser und ist in einer Lagerausnehmung 35 drehbar aufgenommen, die in dem Gehäuse 12 ausgebildet ist. Eine bechei artige Buchse 36 ist zwischen dem Wellenende 34 und der Lagerausnehmung 35 vorgesehen, um ebenfalls axiale und radiale Oruckbelastungen der Welle 25 aufzunehmen.

Der Hauptteil der Schneckenwelle 25 zwischen den Enden 26 und 34 ist mit gerolltem Gewinde 38 versehen. Die Verwendung gerollten Gewindes hat Vorteile, von denen einer darin besteht, daß die Kosten des Rollens eines Gewindes viel kleiner als die Kosten des üblichen Schneidens eines Gewindes sind. Da außerdem gerolltes Gewinde durch Verdrängen von Metall mittels Matrizen kalt geformt wird, führt die Gleitwirkung der Matrizen beim Formen des Gewindes zu einem Glätten oder Polieren, wodurch nicht nur das Gewinde gehärtet, sondern auch kein Grat belassen wird. Dies ist beides wichtig für das Gewinde 38 der Schneckenwelle 25, wie es nachstehend erläutert wird.

Eine oder mehrere Führungsbahnen 40 erstrecken sich entlang des Inneren des Gehäuses 12. Diese Führungsbahnen 40 liegen der Schneckenwelle 25 benachbart und sind vorzugsweise U-förmig (Fig.2), wobei ihre Symmetrieebene 41 (F i g. 3) mit der Welle 25 radial ausgerichtet ist. Dps iere jeder Führungsbahn 40 muß cine mit glattem Finish versehene Oberfläche aufweisen, die einen möglichst geringen Reibungswiderstand bietet und keiner Abnutzung unterworfen ist. Um das Gehäuse 12 selbst als billiges Gußstück herstellen zu können, ist in jede Führungsbahnausnehmung 43 des Gehäuses 12 ein Einsatz 42, beispielsweise aus besonders glattem rostfreien Stahl eingesetzt, um das gewünschte Finish zu schaffen.

In jeder Führungsbahn 40 ist ein Gleitblock 45 hin- und herbewegbar aufgenommen. Jeder Block 45 ist mit dem Kern 46 eines Schub-5^ug-Steuerkabels 48 beispielsweise durch Anstauchen "verbunden.

Jedes Kabel 48 weist nicht nur den Kern 46, sondern auch eine Hülle 49 auf, in welcher der Kern 46 hin- und herverschiebbar ist. Es sind viele Hüllenausführungen bekannt, von denen eine in F i g. 1 schematisch wiedergegeben ist. Gemäß der Darstellung weist die Hülle 49 eine Mehrzahl von Drähten 50 auf, die schraubenlinienförmig aneinanderangrenzend um die . radial äußere Fläche eines inneren biegsamen Rohres 51 gelegt sind, das sich über die volle Länge der Hülle 49 erstreckt. Eine äußere biegsame Umhüllung 52 umschließt die Drähte 50 und erstreckt sich über die ganze Länge der Hülle 49 bis zu einer Stelle kurz vor dem Ende der Drähte 50.

Ein Verbindungsstück 53 ist über dem Ende der Drähte 50 und der Umhüllung 52 angeordnet und an ihnen beispielsweise durch Anstauchen sicher befestigt. Das Verbindungsstück 53 ist in einer Ausnehmung 54 des Gehäuses 12 aufgenommen, und ein oder mehrere Ankerbolzen 55 erstrecken sich in Querrichtung über die Ausnehmung 54 und durch eine Nut 56 in der Außenfläche des Verbindungsstücks 53, um die Kabelhülle 49 an dem Gehäuse 12 zu befestigen. Die Ausnehmung 54 ist so angeordnet, daß der Kern 46 mit der entsprechenden Führungsbahn 40 ausgerichtet und in ihr verschiebbar aufgenommen ist.

Der Gleitblock 45 muß sich in der Führungsbahn 40 frei verschieben können, um den Kabelkern 46 zu betätigen. Es muß daher ein geringer Spielraum zwischen den Seitenwänden 58 und 59 des Einsatzes 42 und dem Gleitblock 45 vorhanden sein (F i g. 3). Weiterhin muß der Eingriff des Blockes 45 mit der Schneckenwelle 25 die gewünschte Bewegung des Blockes in axialer Richtung entlang der Schneckenwelle 25 herbeiführen.

An dem Gleitblock 45 sind, wie am besten aus F i g. 3 ersichtlich, Zähne 60 vorgesehen, die nicht von der Art sind, die aus der Gestalt der Zähne eines Zahnrades in einer Schneckengetriebeanordnung erwartet werden würde. Der Kamm solcher Zähne ist konkav, wobei die Kehle einen Konkavitätsradius hat, der etwa gleich der Hälfte des Steigungsdurchmessers der Schnecke abzüglich der Zahnkopfhöhe ist. Eine solche Zahngestaltung, die für Schneckengetriebe allgemein zufriedenstellend ist, genügt für die Zähne 60 an dem Gleitblock 45 nicht. Es ist gefunden worden, daß, wenn an dem Block 45 konkave Zähne vorhanden sind, der Block das Bestreben hat, sich an der Schneckenwelle 25 festzuklemmen, statt sich axial entlang der Welle zu verschieben. Wenn jedoch der Kamm 61 der Zähne 60 (F i g. 3) im wesentlichen eben gemacht wird, ist dieses Bestreben zum Festklemmen beseitigt, und es ergibt sich eine außerordentlich wirksame Rudersteuerung. Das bedeutet, daß bei symmetrischer Führungsbahn 40 der Kamm 61 der Zähne 60 quer zur Symmetrieebene 41 in einer Ebene liegt, die allgemein parallel zu einer Tangente 57 an die Schneckenwelle 25 verläuft (F i g. 3).

Da mehr als ein Steuerkabel an diese Rudersteuervorrichtung angeschlossen werden kann, ist für jedes Kabel eine Führungsbahn 40 erforderlich. Demgemäß können bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform zwei Kabel an die Steuerung ohne Änderung angeschlossen werden. Wenn mehr Kabel erwünscht sind,

kann das Gehäuse 12 so abgeändert werden, daß es eine entsprechende Anzahl Führungsbahnen 40 aufweist.

Zusätzlich zu den Führungsbahnen, die für die Anzahl angeschlossener Schub-Zug-Kabel erforderlich sind, kann eine weitere Führungsbahn vorgesehen werden, die einen Betätigungsteil für ein die Ruderstellung anzeigendes Gerät aufnimmt (Fig.5). Die einfachste Form würde darin bestehen, ein mit dem Gehäuse 12 verbundenes biegsames Rohr 62 zu verwenden, in dem ein kabelkernartiger Strang 63 verschiebbar aufgenommen ist. Ein dem Block 45 ähnlicher Gleitblock, der mit dem Strang 63 verbunden ist, steht in ähnlicher Weise mit der Schneckenwelle 25 im Eingriff, so daß die Bewegung des Stranges 63 in dem Rohr 62 genau der Bewegung des Kernes 46 in dem Schub-Zug-Kabel 48 entspricht. Dadurch kann, wenn wenigstens ein Teil des Rohres 62 durchsichtig ausgebildet und vor einer Bezugsskala 65 angeordnet ist, durch die relative Lage einer Markierung 66, zusammen eine Anzeigeeinrichtung bildend, an dem Strang 63 oder auch Strangende mit Bezug auf die Skala 65 die relative Stellung des Ruders oder einer anderen von dem Kabel 48 gesteuerten Einrichtung wiedergegeben werden.

Ein Nachteil vieler bekannter Ausführungen besteht in der fehlenden Abstützung des Kabelkernes zwischen der Stelle, an welcher er aus der Hülle austritt, und der Stelle, an welcher er mit dem Umwandlungsmechanismus verbunden ist Unter Zugbelastung macht dieses nur einen kleinen oder keinen Unterschied. Jedoch unter Druckbelastung knickt der Kern durch, wenn er nicht richtig abgestützt ist Da der Gleitblock 45 so hergestellt sein kann, daß seine Querschnittsabmessungen nur geringfügig größer als der Durchmesser des Kernes 46 sind, wird der Kern 46 an vier Seiten vergleichsweise eng abgestützt, und zwar an drei Seiten durch den Einsatz 42 und an der vierten Seite durch die Schneckenwelle 25 entlang ihres Zahnkopfhöhenkreises. Die drei Wände des Einsatzes 42 weisen polierte Oberflächen auf, auf denen der Kern 46 frei gleiten kann, und das gerollte Gewinde 38 der Schneckenwelle 25 schafft ebenfalls eine nahezu vollkommene Abstützung. Irgendein Teil des Kernes 46, der gegen die glatte harte Oberfläche des gerollten Gewindes 38 gedrückt wird, wird in seiner Bewegung durch das Gewinde 38 unterstützt, wenn dieses an dem Kern 46 entlangstreift. Die axiale Komponente dieses Streifeffektes liegt in der gleichen Richtung, in der sich der Kern 46 bewegt, so daß die Wirkung des Gewindes 38 auf den Kern 46 ergänzend zu der Wirkung des Gewindes 38 auf den Gleitblock 45 ist.

Schließlich kann der Rudersteuervorrichtung lediglieh durch Hinzufügen eines Mantels 66 ein elegantes Äußeres gegeben werden. Wie am besten aus Fig.2 ersichtlich ist, kann der Mantel 66 aus zwei identischen Hälften gebildet sein, die an dem Gehäuse 12 mittels zweier sich einwärts erstreckender Rippen 68 und 69 befestigt sind, die zwischen Rippen 70 und 71 an den sich gegenüberliegenden Gehäusehälften 13 und 14 mit Reibung aufgenommen werden können.

Eine Rudersteuervorrichtung gemäß der Erfindung kann daher bequem zur Verwendung mit einem Schub-Zug-Kabel angepaßt werden, ohne daß es erforderlich ist, einen Querraum hinter dem Schottwandfeld, an welchem die Vorrichtung angeordnet ist, zu benutzen. Bei der Rudersteuervorrichtung gemäß der Erfindung sind ferner der »Umwandlungsmechanis-

mus«, die »Übertragungsverbindung« und der »Verhältnisantrieb« sämtlich in einem einzigen Gehäuse eingeschlossen, von dem ein großer Teil sich zwischen dem Schottwandmontagefeld und dem Ruderrad in den Raum erstreckt, der bisher fast nur für eine einfache Welle ausgenutzt wurde, die üblicherweise als Steuersäule bezeichnet wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Rudersteuervorrichtung mit einem in beiden Richtungen drehbaren Steuerrad, dessen Drehbewegungen mittels einer Übertragungseinrichtung als lineare Bewegungen auf ein Schub-Zug-Steuerkabel übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung eine von dem Steuerrad (28) drehbare Schneckenwelle (25) und wenigstens einen Gleitblock (45) aufweist, der in einer axial zur Schneckenwelle verlaufenden Führungsbahn (40) hin- und herbewegbar ist, mit dem Kern (46) des Schub-Zug-Steuerkabels (48) verbunden ist, und Zähne (60) aufweist, die mit dem Gewinde (38) der Schneckenwelle kämmen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zahn (60) an dem oder jedem Gleitblock (45) einen im wesentlichen ebenen Kamm (61) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwelle (25) mit gerolltem Gewinde (38) versehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Gleitblock (45) in seiner Führungsbahn (40) in einer solchen Lage angeordnet ist, daß die ebenen Kämme (61) seiner Zähne (60) in einer Ebene parallel zu einer Tangente (57) an die Schneckenwelle (25) liegen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (40) im Querschnitt U-förmig ist und ihre Symmetrieebene (41) radial zu der Schneckenwelle (25) ausgerichtet ist und daß der Kamm (61) jedes Zahnes (60) des Gleitblocks (45) sich quer zu der Symmetrieebene (41) erstreckt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsabmessung des oder jedes Gleitblocks (45) geringfügig größer als der Durchmesser des Kernes (46) des Schub-Zug-Steuerkabels (48) ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gleitblock, der in dem Gehäuse (12) hin- und herbewegbar geführt ist und mit ebenem Kamm versehene Zähne aufweist, die ebenfalls mit dem Gewinde (38) der Schneckenwelle (25) im Eingriff stehen, und einen in einem biegsamen Rohr (62) verschiebbaren Strang (63), der an dem zusätzlichen Gleitblock befestigt und so mit ihm hin- und herbewegbar ist und der mit einer Anzeigeeinrichtung (65, 66) arbeitsmäßig verbunden ist.