DE10142388B4

DE10142388B4 - Subframe assembly for a motor vehicle and motor vehicle

Info

Publication number: DE10142388B4
Application number: DE10142388.8A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dau; Uwe Rogat
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2018-01-04
Anticipated expiration: 2021-08-31
Also published as: DE10142388A1

Abstract

Hilfsrahmenanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Hilfsrahmen (2) zur Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie, der sich quer zu einer Längsmittelachse (L) des Fahrzeugs erstreckt, und eine an dem Hilfsrahmen (2) vorgesehene Servolenkeinrichtung (5) mit einer Lenkstange und einem Lenkwellengetriebe (11) zur Umwandlung und Übertragung eines von einem Fahrer des Fahrzeugs eingebrachten Drehmomentes in eine Axialkraft an der Lenkstange zur Lenkung der Räder (7, 8) des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß die Servolenkeinrichtung (5) weiterhin einen Elektromotor (13) aufweist, sowie ein Servogetriebe (14) zur Umwandlung und Übertragung eines Drehmomentes des Elektromotors (13) in eine weitere Axialkraft zur Unterstützung der Lenkung der Fahrzeugräder (7, 8), wobei das Lenkwellengetriebe (11) und das Servogetriebe (14) mit Bezug auf die Fahrzeuglängsmittelachse (L) einander gegenüberliegen, die Rotationsachse des Elektromotors (13) parallel versetzt zur Längsachse der Lenkstange verläuft, und der Elektromotor (13) unterhalb der Lenkstange zwischen dem Lenkwellengetriebe (11) und dem Servogetriebe (14) angeordnet ist.Subframe assembly for a motor vehicle, comprising a subframe (2) for attachment to a vehicle body which extends transversely to a longitudinal center axis (L) of the vehicle, and a power steering device (5) provided on the subframe (2) with a steering rod and a steering shaft gear ( 11) for converting and transmitting a torque introduced by a driver of the vehicle into an axial force on the handlebar for steering the wheels (7, 8) of the vehicle, characterized in that the power steering device (5) further comprises an electric motor (13) and a power transmission (14) for converting and transmitting a torque of the electric motor (13) into a further axial force to assist the steering of the vehicle wheels (7, 8), wherein the steering shaft gear (11) and the servo gear (14) with respect to the vehicle longitudinal center axis ( L) face each other, the axis of rotation of the electric motor (13) offset parallel to the longitudinal axis of the Handlebar extends, and the electric motor (13) below the handlebar between the steering shaft gear (11) and the servo gear (14) is arranged.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hilfsrahmenanordnung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und ein Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 9.The invention relates to a subframe assembly for a motor vehicle according to the preamble of claim 1 and a motor vehicle according to claim 9.

Hilfsrahmenanordnungen mit einem Hilfsrahmen zur Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie, der sich quer zu einer Längsmittelachse des Fahrzeugs erstreckt, sowie mit einer an dem Hilfsrahmen vorgesehenen Servolenkeinrichtung sind bereits allgemein bekannt. Eine entsprechende gattungsgemäße Anordnung ist beispielsweise in der EP 0 779 204 A1 beschrieben, die einen Hilfsrahmen mit einem Leichtmetall-Gußgehäuse einer Zahnstangenlenkung betrifft. Der Hilfsrahmen bildet dabei ein Anordnungsmodul für die Elemente der Servolenkeinrichtung. Insbesondere offenbart die EP 0 779 204 A1 eine elektro-hydraulische Servolenkeinrichtung, die eine Lenkstange, ein Lenkwellengetriebe zur Umwandlung und Übertragung eines von einem Fahrer des Fahrzeugs eingebrachten Drehmoments in eine Axialkraft an der Lenkstange sowie ein hydraulisches Aggregat, d. h. eine Pumpe umfaßt. Dabei ist das Gehäuse der Pumpe mit dem Leichtmetall-Gußgehäuse des Hilfsrahmens verbunden und sitzt in bezug auf die Längsmittelachse des Fahrzeuges auf der dem Lenkwellengetriebe gegenüberliegenden Seite. Von dem Pumpengehäuse führen hydraulische Leitungen zu dem Lenkwellengetriebe, die im wesentlichen parallel zu der Lenkstange verlaufen.Subframe assemblies having a subframe for attachment to a vehicle body that extends across a longitudinal centerline of the vehicle and a power steering assembly provided on the subframe are already well known. A corresponding generic arrangement is for example in the EP 0 779 204 A1 described, which relates to a subframe with a light metal cast housing of a rack and pinion steering. The subframe forms an arrangement module for the elements of the power steering device. In particular, the EP 0 779 204 A1 an electro-hydraulic power steering device comprising a handlebar, a steering shaft gear for converting and transmitting a torque introduced by a driver of the vehicle in an axial force on the handlebar and a hydraulic unit, ie, a pump. In this case, the housing of the pump is connected to the light metal cast housing of the subframe and is seated with respect to the longitudinal center axis of the vehicle on the side opposite the steering shaft gear. From the pump housing hydraulic lines lead to the steering shaft gear, which extend substantially parallel to the handlebar.

Weiterhin ist in der EP 0 779 204 A1 neben der elektro-hydraulischen Servolenkeinrichtung eine elektro-mechanische Servolenkeinrichtung erwähnt, ohne daß jedoch deren Ausgestaltung in bezug auf die Anordnung der einzelnen Elemente an dem Hilfsrahmen näher erläutert wird.Furthermore, in the EP 0 779 204 A1 mentioned an electro-mechanical power steering device in addition to the electro-hydraulic power steering device, but without their configuration is explained in detail with respect to the arrangement of the individual elements on the subframe.

Elektro-mechanische Servolenkeinrichtungen sind als solche ebenfalls bereits seit längerem bekannt. So offenbart die DE 44 38 930 C1 eine Zahnstangenlenkung mit Servoantrieb, bei der das Drehmoment eines kontinuierlich laufenden Elektromotors über Kupplungseinrichtungen, deren Ein- und Auskuppeln von der Axialverschiebung der Lenkstange und damit dem Lenkeinschlag abhängt, zur Unterstützung des Fahrers in eine Axialkraft an der Lenkstange umgewandelt bzw. übertragen wird. Der Elektromotor, dessen Rotationsachse im wesentlichen parallel zu der Längsachse der Lenkstange verläuft, ist dabei auf der Radseite des zugehörigen Servogetriebes angeordnet. Hinsichtlich der Anordnung des Lenkwellengetriebes und des Servogetriebes in bezug auf die Längsmittelachse des Fahrzeuges ist der DE 44 38 930 C1 keine nähere Information zu entnehmen.Electro-mechanical power steering devices as such have also been known for some time. So revealed the DE 44 38 930 C1 a rack and pinion steering with servo drive, in which the torque of a continuously running electric motor via coupling devices whose engagement and disengagement depends on the axial displacement of the handlebar and thus the steering angle is converted or transmitted to assist the driver in an axial force on the handlebar. The electric motor, whose axis of rotation extends substantially parallel to the longitudinal axis of the handlebar, is arranged on the wheel side of the associated servo gear. With regard to the arrangement of the steering shaft gear and the servo gearbox with respect to the longitudinal center axis of the vehicle is the DE 44 38 930 C1 no further information to be taken.

Weiterhin ist aus der DE 44 33 881 C2 bekannt, für eine möglichst kompakte Bauweise bei einer elektro-mechanischen Servolenkeinrichtung den Elektromotor koaxial zu der Lenkstange anzuordnen, wobei sich die Lenkstange durch den Elektromotor hindurch erstreckt. Dabei sind die Lenkstange und der Elektromotor in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen. In Verlängerung dieses Gehäuses ist ein weiteres Gehäuse zur Aufnahme des Lenkwellengetriebes vorgesehen, in dem ein an einer Lenkwelle vorgesehenes Ritzel mit der als Zahnstange ausgebildeten Lenkstange kämmt. Aufgrund der koaxialen Anordnung des Elektromotors und der Lenkstange besitzt das erstgenannte Gehäuse zwar ein insgesamt kleines Raumvolumen, jedoch einen verhältnismäßig grollen Durchmesser um die Lenkstange herum. Dies kann insbesondere bei beengten Raumverhältnissen im Motorraum unerwünscht sein.Furthermore, from the DE 44 33 881 C2 It is known to arrange the electric motor coaxially with the handlebar for the most compact possible construction in an electro-mechanical power steering device, with the handlebar extending through the electric motor. The handlebar and the electric motor are accommodated in a common housing. In extension of this housing another housing for receiving the steering shaft gear is provided in which a provided on a steering shaft pinion meshes with the rack designed as a steering rod. Due to the coaxial arrangement of the electric motor and the handlebar, the former case has a small overall volume, but a relatively bulky diameter around the handlebar. This may be undesirable, especially in confined spaces in the engine compartment.

Eine weitere elektro-mechanische Servolenkeinrichtung mit koaxialer Anordnung des Elektromotors zur Lenkstange ist aus US 4 593 781 A bekannt. Ferner wird dort eine Variante beschrieben, bei der die Drehachse des Elektromotors senkrecht zur Lenkachse angeordnet ist.Another electro-mechanical power steering device with coaxial arrangement of the electric motor to the handlebar is off US 4 593 781 A known. Furthermore, there is described a variant in which the axis of rotation of the electric motor is arranged perpendicular to the steering axis.

Die Erfindung beabsichtigt, eine Hilfsrahmenanordnung mit einem Hilfsrahmen und einer daran vorgesehenen Servolenkeinrichtung im Hinblick auf eine möglichst kompakte Bauweise sowie ein zugehörendes Kraftfahrzeug weiterzuentwickeln.The invention intends to further develop an auxiliary frame arrangement with a subframe and a power steering device provided thereon with regard to the most compact possible construction as well as an associated motor vehicle.

Dazu wird eine Hilfsrahmenanordnung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen nach Patentanspruch 9 vorgeschlagen.For this purpose, a subframe assembly for a motor vehicle with the features of claim 1 and a motor vehicle with the features of claim 9 is proposed.

Damit wird eine Hilfsrahmenanordnung mit einer Servolenkeinrichtung geschaffen, die sich durch eine besonders kompakte Bauweise auszeichnet. Insbesondere benötigt die elektro-mechanische Servolenkeinrichtung weniger Bauraum als eine herkömmliche elektro-hydraulische Servolenkeinrichtung, da das viel Platz beanspruchende Hydraulikaggregat sowie die zugehörigen Hydraulikleitung vermieden werden. Zudem kann die Servolenkeinrichtung um die Längsachse der Lenkstange zumindest abschnittsweise sehr schlank gehalten werden, da die beiden Getriebe, welche mit der Lenkstange zusammenwirken, sehr weit auseinander liegen. Dies erlaubt beispielsweise eine raumökonomische Vorbeiführung eines Abgasstranges an der Hilfsrahmenanordnung. Gerade bei hochmotorisierten Fahrzeugen besteht für den Abgasstrang ein erhöhter Platzbedarf, da der Abgasstrang bei derartigen Fahrzeugen oftmals doppelflutig ausgebildet wird und gegebenenfalls weiterhin Vorkatalysatoren in der Nähe des Motors unterzubringen sind. Überdies besitzt die elektro-mechanische Servolenkeinrichtung Vorteile beim Handling des Fahrzeugs.Thus, an auxiliary frame assembly is provided with a power steering device, which is characterized by a particularly compact design. In particular, the electro-mechanical power steering device requires less space than a conventional electro-hydraulic power steering device, since the much space-demanding hydraulic unit and the associated hydraulic line can be avoided. In addition, the power steering device can be kept very slim at least in sections about the longitudinal axis of the handlebar, since the two gears, which interact with the handlebar, are very far apart. This allows, for example, a space-economic Vorbeiführung an exhaust line to the subframe assembly. Especially in high-powered vehicles there is an increased space requirement for the exhaust line, since the exhaust line is often formed double-flow in such vehicles and, where appropriate, continue to accommodate pre-catalysts in the vicinity of the engine. Moreover, the electro-mechanical power steering device has advantages in handling the vehicle.

Da die Rotationsachse des Elektromotors parallel versetzt zu der Längsachse der Lenkstange verläuft, ergibt sich insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung eine kompakte Bauweise. Aufgrund der deutlichen Beabstandung der beiden an der Lenkstange angreifenden Getriebe bleibt jedoch genügend Raum für die Vorbeiführung eines Abgasstranges erhalten. Since the axis of rotation of the electric motor is offset parallel to the longitudinal axis of the handlebar, results in a compact design, especially in the vehicle longitudinal direction. Due to the significant spacing of the two acting on the handlebar transmission, however, sufficient space for the passage of a Abgasstranges remains.

Prinzipiell ist es möglich, Gehäuseteile der Servolenkeinrichtung einstückig mit dem Hilfsrahmen auszubilden oder auch sämtliche Gehäusekomponenten der Servolenkeinrichtung unmittelbar in dem Hilfsrahmen zu integrieren, wie dies in der EP 0 779 204 A1 offenbart ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch die Servolenkeinrichtung an dem Hilfsrahmen befestigt. Dadurch ist es einfacher möglich, einzelne Komponenten der Servolenkeinrichtung bei Bedarf austauschen. Die Komponenten der Servolenkeinrichtung können zudem einzeln oder in Gruppen direkt an dem Hilfsrahmen befestigt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Servolenkeinrichtung zunächst insgesamt vorzumontieren und dann als Einheit an dem Hilfsrahmen anzubringen, bevor dieser an der Fahrzeugkarosserie befestigt wird.In principle, it is possible to form housing parts of the power steering device integrally with the subframe or to integrate all housing components of the power steering device directly in the subframe, as shown in the EP 0 779 204 A1 is disclosed. In an advantageous embodiment of the invention, however, the power steering device is attached to the subframe. This makes it easier to replace individual components of the power steering device when needed. The components of the power steering device can also be attached individually or in groups directly to the subframe. However, it is also possible to first preassemble the power steering device as a whole and then attach it as a unit to the subframe before it is attached to the vehicle body.

Vorzugsweise ist die Servolenkeinrichtung auf dem Hilfsrahmen aufliegend angeordnet. Der Hilfsrahmen dient somit als Träger für die Servolenkeinrichtung.Preferably, the power steering device is arranged resting on the subframe. The subframe thus serves as a carrier for the power steering device.

Bevorzugt wird der Hilfsrahmen als Leichtmetall-Gußteil ausgebildet, in das die Servolenkeinrichtung wenigstens abschnittsweise eingebettet ist. Der Hilfsrahmen kann hierzu beispielsweise im Querschnitt ein wannenförmiges, nach oben offenes Profil aufweisen.Preferably, the subframe is formed as a light metal casting, in which the power steering device is embedded at least in sections. For this purpose, the subframe can have, for example, in cross-section a trough-shaped, upwardly open profile.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das Lenkwellengetriebe und das Servogetriebe von der Fahrzeuglängsmittelachse im wesentlichen gleichbeabstandet. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die gleichen Hilfsrahmen sowohl für ein Fahrzeug mit Linkslenkung als auch für ein Fahrzeug mit Rechtslenkung verwendet werden sollen, da je nach Art der Lenkung das Lenkwellengetriebe entweder auf der linken oder der rechten Fahrzeugseite an der Lenkstange angreift.In a further advantageous embodiment of the invention, the steering shaft gear and the servo gear from the vehicle longitudinal center axis are substantially equidistant. This is particularly advantageous if the same subframe is to be used both for a vehicle with left-hand steering and for a vehicle with right-hand steering, since depending on the type of steering, the steering shaft gear on either the left or the right vehicle side engages the handlebar.

Bevorzugt wird der Motor zwischen einem der an der Lenkstange angreifenden Getriebe und der Fahrzeuglängsmittelachse angeordnet. Der zwischen dem Motor und dem anderen Getriebe verbleibende Raum kann zu weiteren Zwecken genutzt werden. So ist es beispielsweise möglich, dort neben dem Abgasstrang mit gegebenenfalls mehreren Abgasleitungen weiterhin eine Pendelstütze zur Abstützung des Motors anzuordnen. Die Pendelstütze kann beispielsweise direkt an dem Hilfsrahmen befestigt sein.The motor is preferably arranged between one of the transmission engaging on the handlebar and the vehicle longitudinal centerline. The remaining space between the engine and the other transmission can be used for other purposes. Thus, it is possible, for example, to continue to arrange a pendulum support for supporting the engine in addition to the exhaust line with possibly more exhaust pipes. The pendulum support can for example be attached directly to the subframe.

Im Hinblick auf die möglichst einfache Anpassung an eine Linkslenkung oder Rechtslenkung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Lage des Lenkwellengetriebes und des Servogetriebes an dem Hilfsrahmen bei Beibehaltung der Position des Elektromotors austauschbar ist. Der Hilfsrahmen ist hierzu entsprechend ausgebildet. Je nach Anordnung des Servogetriebes schließt der Elektromotor entweder direkt an das Servogetriebe an oder aber es ist der Elektromotor über eine im wesentlichen parallel zu der Lenkstange verlaufende Welle mit dem Servogetriebe zur Übertragung eines Drehmoments gekoppelt.With regard to the simplest possible adaptation to a left-hand drive or right-hand steering, it is particularly advantageous if the position of the steering shaft gear and the servo gear on the subframe while maintaining the position of the electric motor is interchangeable. The subframe is designed accordingly. Depending on the arrangement of the servo gear, the electric motor either directly connects to the servo gear or it is the electric motor coupled via a substantially parallel to the steering shaft extending shaft with the servo gear for transmitting a torque.

In der Regel besteht insbesondere im Bereich der gelenkten Räder für die Anordnung des Hilfsrahmens wenig Spielraum, da dieser einerseits die Radlenker abstützt, selbst an der Fahrzeugkarosserie zu befestigen ist und überdies die Verbindung der Servolenkeinrichtung mit den Radträgern ermöglichen muß. Eine durchgehende Verdickung der Servolenkeinrichtung um die Lenkstange herum würde die Möglichkeiten zur Führung des Abgasstranges erheblich beeinträchtigen. Aus diesem Grund ist es günstiger, den Motor separat von dem Gehäuse der Lenkstange anzuordnen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird daher ein Abgasstrang mit einer oder mehreren Abgasleitungen oberhalb oder unterhalb der Lenkstange an der Servolenkeinrichtung vorbeigeführt, während der Elektromotor auf der jeweils entsprechend gegenüberliegenden Seite der Lenkstange angeordnet ist. Damit bleibt gleichzeitig auch die thermische Zusatzbelastung des Motors durch den Abgasstrang gering.As a rule, there is little room for maneuvering, especially in the area of the steered wheels, for the arrangement of the subframe, since on the one hand it supports the wheel links, itself is to be fastened to the vehicle body and, moreover, it must be possible to connect the power steering device to the wheel carriers. A continuous thickening of the power steering device around the handlebar would significantly affect the possibilities for guiding the exhaust system. For this reason, it is better to arrange the motor separately from the housing of the handlebar. In an advantageous embodiment of the invention, therefore, an exhaust system with one or more exhaust pipes above or below the handlebar is guided past the power steering device, while the electric motor is arranged on the respective corresponding opposite side of the handlebar. At the same time, the additional thermal load of the engine through the exhaust system remains low.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt inThe invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing. The drawing shows in

1 eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels einer Hilfsrahmenanordnung für ein Kraftfahrzeug nach der Erfindung bei Betrachtung entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung, 1 a front view of an embodiment of a subframe assembly for a motor vehicle according to the invention when viewed in the opposite direction,

2 eine Ansicht von oben auf die Hilfsrahmenanordnung nach 1, wobei die Vorwärtsfahrtrichtung durch einen Pfeil F gekennzeichnet ist, 2 a top view of the subframe assembly after 1 wherein the forward direction of travel is indicated by an arrow F,

3 eine perspektivische Ansicht der Hilfsrahmenanordnung nach den 1 und 2, 3 a perspective view of the subframe assembly according to the 1 and 2 .

4 eine perspektivische Ansicht der elektro-mechanischen Servolenkeinrichtung der Hilfsrahmenanordnung nach den 1 bis 3, 4 a perspective view of the electro-mechanical power steering device of the subframe assembly according to the 1 to 3 .

5 eine perspektivische Ansicht einer Rechtslenkerausführung einer elektro-mechanischen Servolenkeinrichtung zum Einbau in einen Hilfsrahmen der Hilfsrahmenanordnung nach den 1 bis 3, 5 a perspective view of a right-hand drive version of an electric mechanical power steering device for installation in a subframe of the subframe assembly according to 1 to 3 .

Das Ausführungsbeispiel in den 1 bis 4 zeigt eine Hilfsrahmenanordnung 1 zur Befestigung an einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftfahrzeug. Diese Hilfsrahmenanordnung 1 umfaßt einen Hilfsrahmen 2, der sich im wesentlichen horizontal und quer zur Längsmittelachse L des Kraftfahrzeuges erstreckt. An dem Hilfsrahmen 2 sind u. a. untere Radlenker 3 und 4 angelenkt. Weiterhin ist eine im folgenden noch näher zu erläuternde Servolenkeinrichtung 5 an dem Hilfsrahmen 2 vorgesehen, der hier als Gußteil aus Leichtmetall ausgebildet ist. Der Hilfsrahmen 2 ist von unten an Längsträgern 6 einer in den Figuren nicht näher dargestellten Fahrzeugkarosserie befestigt, beispielsweise angeschraubt. Wie insbesondere den 2 und 3 zu entnehmen ist, erstreckt sich der Hilfsrahmen 2 im wesentlichen lediglich im Bereich zwischen den Vorderrädern 7 und 8 des Fahrzeugs und besitzt wenigstens im Bereich um die Fahrzeuglängsmittelachse L, d. h. in einem mittleren Abschnitt ein im Querschnitt wannenförmiges Profil, das nach oben offen ist. Abschnitte der Servolenkeinrichtung 5 sind dabei in das wannenförmiges Profit eingebettet.The embodiment in the 1 to 4 shows a subframe assembly 1 for attachment to a motor vehicle, in particular a passenger vehicle. This subframe assembly 1 includes a subframe 2 which extends substantially horizontally and transversely to the longitudinal center axis L of the motor vehicle. On the subframe 2 include lower Radlenker 3 and 4 hinged. Furthermore, a later to be explained in more detail power steering device 5 on the subframe 2 provided, which is designed here as a casting of light metal. The subframe 2 is from below on side rails 6 a vehicle body not shown in the figures fastened, for example screwed. As in particular the 2 and 3 it can be seen, extends the subframe 2 essentially only in the area between the front wheels 7 and 8th of the vehicle and has at least in the region around the vehicle longitudinal center axis L, ie in a central portion of a trough-shaped in cross-section profile which is open at the top. Sections of the power steering device 5 are embedded in the trough-shaped profit.

Die Servolenkeinrichtung 5 ist als von dem Hilfsrahmen 2 separate Baueinheit ausgebildet und an diesem von oben befestigt. Sie umfaßt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Zahnstangenlenkung mit einer gezahnten Lenkstange bzw. Zahnstange, welche mit den Radträgern der Fahrzeugräder 7 und 8 über die Gelenkstäbe 9 und 10 gekoppelt ist, um bei einer Axialbewegung in Richtung der Längsachse der Lenkstange an den Fahrzeugrädern 7 bzw. 8 einen Lenkeinschlag zu bewirken. Weiterhin umfaßt die Servolenkeinrichtung 5 ein Lenkwellengetriebe 11, über welches das von einem Fahrer des Fahrzeuges auf ein Lenkrad aufgebrachte Drehmoment auf die Lenkstange übertragen wird, um diese entlang ihrer Längsachse zu bewegen. Dazu ist eine in 1 lediglich ansatzweise angedeutete Lenkwelle 12 mit dem Lenkrad verbunden. Die Lenkwelle 12 weist an ihrem unteren Ende innerhalb des Lenkwellengetriebes 11 ein Ritzel auf, das mit der hier als Zahnstange ausgebildeten Lenkstange kämmt.The power steering device 5 is as of the subframe 2 separate unit formed and attached to this from above. It comprises in the illustrated embodiment, a rack and pinion steering with a toothed handlebar or rack, which with the wheel carriers of the vehicle wheels 7 and 8th over the joint bars 9 and 10 coupled to an axial movement in the direction of the longitudinal axis of the handlebar to the vehicle wheels 7 respectively. 8th to cause a steering lock. Furthermore, the power steering device comprises 5 a steering shaft gear 11 , via which the torque applied by a driver of the vehicle to a steering wheel is transmitted to the handlebar in order to move it along its longitudinal axis. This is an in 1 only slightly hinted steering shaft 12 connected to the steering wheel. The steering shaft 12 has at its lower end within the steering shaft gear 11 a pinion, which meshes with the trained here as a rack handlebar.

Weithin umfaßt die Servolenkeinrichtung 5 einen Elektromotor 13 sowie ein Servogetriebe 14, das die Antriebswelle des Elektromotors 13 mit der Lenkstange koppelt. Das von dem Elektromotor 13 erzeugt Drehmoment wird über das Servogetriebe 14, das beispielsweise ein Zahnradgetriebe ist, auf die Lenkstange übertragen, wobei die Drehbewegung in eine Axialbewegung der Lenkstange übersetzt wird. Der Elektromotor 13 dient dabei zur Unterstützung des Fahrers beim Lenken, so daß dieser hierzu an dem Lenkrad weniger Kraft aufwenden muß. Die Ansteuerung des Elektromotors 13 zur Erzeugung eines unterstützenden Drehmomentes erfolgt in herkömmlicher Art und Weise in Abstimmung mit dem fahrerseitig aufgebrachten Drehmoment und braucht daher nicht näher erläutert werden.Widely includes the power steering device 5 an electric motor 13 and a servo gearbox 14 , which is the drive shaft of the electric motor 13 coupled with the handlebar. That of the electric motor 13 Torque is generated via the servo gearbox 14 , which is, for example, a gear transmission, transmitted to the handlebar, wherein the rotational movement is translated into an axial movement of the handlebar. The electric motor 13 serves to assist the driver when steering, so that this has to spend less effort on the steering wheel. The control of the electric motor 13 to generate a supporting torque takes place in a conventional manner in coordination with the driver side torque applied and therefore need not be explained in detail.

Wie insbesondere den 1 und 2 zu entnehmen ist, sind die beiden Getriebe, d. h. das Lenkwellengetriebe 11 und das Servogetriebe 14 mit Bezug auf die Fahrzeuglängsmittelachse L einander gegenüberliegend angeordnet, wobei beide zu der Längsmittelachse L im wesentlichen den gleichen Abstand aufweisen. Die beiden Getriebe 11 und 14 der Servolenkeinrichtung 5 befinden sich jeweils an einem axialen Endabschnitt des Gehäuses 15 der Lenkstange in Radnähe, so daß zwischen den beiden Getrieben 11 und 14 ein verhältnismäßig großer Abstand liegt, der Raum für den Einbau weiterer, in dem Motorraum anzuordnender Elemente und Aggregate schafft. Bei dem hier dargestellten, ersten Ausführungsbeispiel verlaufen zwei Abgasleitungen 16 eines Abgasstranges 17 zwischen den beiden Getriebe 11 und 14 oberhalb des Gehäuses 15 der Lenkstange an der Hilfsrahmenanordnung 1 vorbei.As in particular the 1 and 2 it can be seen, are the two gear, ie the steering shaft gear 11 and the servo gearbox 14 with respect to the vehicle longitudinal center axis L arranged opposite to each other, both of which have to the longitudinal central axis L at substantially the same distance. The two gears 11 and 14 the power steering device 5 are each located at an axial end portion of the housing 15 the handlebar near the wheel, so that between the two gears 11 and 14 a relatively large distance is the space for the installation of further, to be arranged in the engine compartment elements and units creates. In the first embodiment shown here, two exhaust pipes extend 16 an exhaust line 17 between the two gears 11 and 14 above the housing 15 the handlebar to the subframe assembly 1 past.

Der Elektromotor 13 sitzt hingegen auf der anderen Seite der Lenkstange und somit unterhalb derselben, so daß dessen Funktion von der Abwärme des Abgasstranges 17 nicht beeinträchtigt wird. Dabei ist der Elektromotor 13 eng an dem Gehäuse 15 der Lenkstange angeordnet, so daß allenfalls ein geringer Spalt zwischen beiden bleibt, und zwischen der Längsmittelachse L und einem der Getriebe, hier dem Servogetriebe 14 angeordnet. Die Rotationsachse des Elektromotors 13 verläuft dabei im wesentlichen parallel zu der Längsachse der Lenkstange. Im Bereich des Elektromotors 13 ist an dem Hilfsrahmen 2 innerhalb des wannenförmiges Profils eine an die Außenform des Elektromotors 13 angepaßte Aufnahme 18 ausgebildet, in der der Motor 13 abgestützt und gehalten ist. Das Servogetriebe 14 ist dabei unmittelbar an den Elektromotor 13 angeschlossen.The electric motor 13 on the other hand sits on the other side of the handlebar and thus below it, so that its function on the waste heat of the exhaust line 17 is not affected. Here is the electric motor 13 close to the case 15 arranged the steering rod, so that at most a small gap between the two remains, and between the longitudinal center axis L and one of the transmission, here the servo gearbox 14 arranged. The axis of rotation of the electric motor 13 runs substantially parallel to the longitudinal axis of the handlebar. In the area of the electric motor 13 is on the subframe 2 within the trough-shaped profile to the outer shape of the electric motor 13 adapted recording 18 trained in which the engine 13 is supported and held. The servo gear 14 is directly to the electric motor 13 connected.

In dem Freiraum, der zwischen dem Elektromotor 13 und dem Getriebe 11 auf der gegenüberliegenden Seite verbleibt, können weitere Elemente wie beispielsweise eine Pendelstütze 19 zur Abstützung des Drehmoments des Motors 13 gegen die Fahrzeugkarosserie angeordnet werden. Die Pendelstütze 19 ist hier an der in Vorwärtsfahrtrichtung F weisenden Außenseite des Mittelabschnittes des Hilfsrahmens 2 befestigt. Sie erstreckt sich im wesentlichen horizontal nach vorne.In the space between the electric motor 13 and the transmission 11 remaining on the opposite side, can be further elements such as a pendulum support 19 for supporting the torque of the motor 13 be arranged against the vehicle body. The pendulum support 19 is here at the pointing in the forward direction F outside of the central portion of the subframe 2 attached. It extends substantially horizontally forward.

Die 1 bis 4 zeigen die Anordnungsweise für ein Fahrzeug mit Linkslenkung, bei dem der Elektromotor 13 auf der dem Lenkwellengetriebe 11 gegenüberliegenden Seite sitzt. In 5 ist eine für ein Fahrzeug mit Rechtslenkung abgewandelte Ausführungsvariante der Servolenkeinrichtung 5 gezeigt, die in den Hilfsrahmen 2 des Ausführungsbeispiels nach den 1 bis 4 ohne große Veränderungen der Hilfsrahmenanordnung eingebaut werden kann. Die Lage des Elektromotors 13 an dem Hilfsrahmen 2 bleibt dabei unverändert. Hingegen werden die Positionen des Lenkwellengetriebes 11 und des Servogetriebes 14 vertauscht. Da diese im wesentlichen gleichbeabstandet zu der Fahrzeuglängsmittelachse L angeordnet sind, ist dies unschwer möglich. Allerdings wird dann eine zusätzliche Welle 20 zur Übertragung des Drehmoments des Elektromotors 13 an das Servogetriebe 14 nötig. Diese zusätzliche Welle 20 verläuft parallel zu der Lenkstange in etwa unterhalb des Gehäuses 15 derselben. Auch hier kann eine Pendelstütze 19 an dem Hilfsrahmen 2 befestigt werden. Da der Elektromotor 13 wie auch die gegebenenfalls vorhandene zusätzliche Welle 20 bei Betrachtung von oben bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung F etwas hinter der Längsachse der Lenkstange liegen, wird die Befestigung der Pendelstütze 19 an dem Hilfsrahmen 2 durch die zusätzliche Welle 20 nicht behindert.The 1 to 4 show the arrangement way for a vehicle with left-hand drive, in which the electric motor 13 on the steering shaft gear 11 sitting opposite side. In 5 is a variant of the power steering device modified for a vehicle with right-hand steering 5 shown in the subframe 2 of the embodiment according to the 1 to 4 can be installed without major changes in the subframe assembly. The location of the electric motor 13 on the subframe 2 remains unchanged. On the other hand, the positions of the steering shaft gear 11 and the servo gear 14 reversed. Since these are arranged substantially equidistant from the vehicle longitudinal center axis L, this is easily possible. However, then there will be an additional wave 20 for transmitting the torque of the electric motor 13 to the servo gearbox 14 necessary. This extra wave 20 runs parallel to the handlebar approximately below the housing 15 the same. Again, a pendulum support 19 on the subframe 2 be attached. As the electric motor 13 as well as the optional additional wave 20 when viewed from above relative to the forward direction of travel F lie slightly behind the longitudinal axis of the handlebar, the attachment of the pendulum support 19 on the subframe 2 through the extra wave 20 not disabled.

Anstelle eines Elektromotors 13 kann auch ein anderer Kompaktmotor mit ähnlichen Abmessungen und einem ähnlichen Leistungsniveau sein. Prinzipiell kann dies auch elektro-hydraulischer Antriebsmotor sein.Instead of an electric motor 13 can also be another compact engine with similar dimensions and a similar level of performance. In principle, this may also be electro-hydraulic drive motor.

Das Lenkgetriebe der Servolenkeinrichtung wurde vorstehend beispielhaft in Bezug auf eine Zahnstangenlenkung beschrieben. Allerdings kann hier auch eine auf einem anderen Übertragungsprinzip beruhende Lenkung, die eine Lenkstange aufweist, zum Einsatz kommen, wie beispielsweise eine Kugelumlauflenkung oder eine Schneckenrollenlenkung.The steering gear of the power steering device has been described above by way of example with reference to a rack and pinion steering. However, here also based on another transmission principle steering, which has a handlebar, are used, such as a recirculating ball steering or a worm roller steering.

Die vorstehend erläuterten Hilfsrahmenanordnungen zeichnen sich durch eine hohe bauliche Kompaktheit aus, wozu insbesondere die Verwendung einer elektro-mechanischen Servolenkeinrichtung an einem Hilfsrahmen beiträgt. Der große Abstand zwischen dem Lenkwellengetriebe 11 und dem Servogetriebe 14 ermöglicht eine raumsparende Vorbeiführung eines Abgasstranges 17. Zudem kann durch einen Positionswechsel zwischen dem Lenkwellengetriebe 11 und dem Servogetriebe 14 eine einfache Anpassung an ein rechts oder links gelenktes Fahrzeug vorgenommenen werden.The subframe arrangements explained above are characterized by a high structural compactness, to which in particular the use of an electro-mechanical power steering device contributes to an auxiliary frame. The large distance between the steering shaft gear 11 and the servo gearbox 14 enables a space-saving bypass of an exhaust line 17 , In addition, by a position change between the steering shaft gear 11 and the servo gearbox 14 a simple adaptation to a right or left-hand drive vehicle be made.

Claims

Subframe assembly for a motor vehicle, comprising a subframe ( 2 ) for attachment to a vehicle body, which extends transversely to a longitudinal center axis (L) of the vehicle, and one on the subframe ( 2 ) provided power steering device ( 5 ) with a handlebar and a steering shaft gear ( 11 ) for converting and transmitting a torque introduced by a driver of the vehicle into an axial force on the steering rod for steering the wheels ( 7 . 8th ) of the vehicle, characterized in that the power steering device ( 5 ) further comprises an electric motor ( 13 ), and a servo gearbox ( 14 ) for converting and transmitting a torque of the electric motor ( 13 ) in a further axial force to assist the steering of the vehicle wheels ( 7 . 8th ), wherein the steering shaft gear ( 11 ) and the servo gear ( 14 ) with respect to the vehicle longitudinal center axis (L) face each other, the axis of rotation of the electric motor ( 13 ) is offset parallel to the longitudinal axis of the handlebar, and the electric motor ( 13 ) below the handlebar between the steering shaft gear ( 11 ) and the servo gear ( 14 ) is arranged.

Subframe assembly according to claim 1, characterized in that the power steering device ( 5 ) on the subframe ( 2 ) is arranged lying on top.

Subframe assembly according to one of claims 1 or 2, characterized in that the power steering device ( 5 ) on the subframe ( 2 ) is attached.

Auxiliary-frame arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the steering transmission ( 11 ) and the servo gear ( 14 ) are equidistant from the vehicle longitudinal central axis (L).

Subframe assembly according to one of claims 1 to 4, characterized in that the position of the steering shaft gear ( 11 ) and the servo gear ( 14 ) on the subframe ( 2 ) while maintaining the position of the electric motor ( 13 ) is replaceable, and depending on the arrangement of the servo gear ( 14 ) the electric motor ( 13 ) either directly to the servo gearbox ( 14 ) or via a parallel to the handlebar shaft ( 19 ) with the servo gear ( 14 ) is coupled for transmitting a torque.

Subframe assembly according to one of claims 1 to 5, characterized in that the electric motor ( 13 ) between one of the gears ( 11 . 14 ) and the vehicle longitudinal center axis (L) is arranged.

Subframe assembly according to one of claims 1 to 6, characterized in that an exhaust gas line ( 17 ) with one or more Exhaust pipes ( 16 ) above or below the handlebar on the power steering device ( 5 ) is passed, and that the electric motor ( 13 ) is arranged on the respective opposite side of the handlebar.

Subframe assembly according to one of claims 1 to 7, characterized in that the subframe ( 2 ) is designed as a light metal casting, in which the power steering device ( 5 ) is embedded at least in sections.

Motor vehicle, characterized by an auxiliary frame arrangement according to one of claims 1 to 8.