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Die
Erfindung betrifft eine Lenkungsanordnung für ein Kraftfahrzeug
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
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Eine
derartige Lenkungsanordnung ist bereits aus der
DE 196 08 414 A1 bekannt.
Die bekannte Lenkungsanordnung umfasst eine im Wageninnenraum des
Kraftwagens angeordnete Lenksäule mit einer Lenkspindel,
die über ein Lenkrad drehbewegbar ist. Die Lenkspindel
ist über Lenkwellenanordnung mit einer Lenkungskupplung
eines Zahnstangen-Lenkgetriebes verbunden, wobei das auf einem Vorderachs-Fahrschemel
gelagerte Zahnstangen-Lenkgetriebe über Spurstangen mit
zwei seitlichen Rädern der Vorderachse gekoppelt ist und
die Drehbewegung der Lenkspindel in eine Lenkbewegung der Räder
umwandelt.
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Die
Lenkwellenanordnung verläuft dabei ausgehend von der Lenkspindel
schräg nach vorn unten durch den Wageninnenraum, durchsetzt
eine zugehörige Durchtrittsöffnung einer Karosseriestirnwand
und ist unter Zwischenschaltung eines Gelenks mit der Lenkungskupplung
des im Motor-Aggregateraums angeordneten Zahnstangen-Lenkgetriebes verbunden.
Dabei umfasst die Lenkwellenanordnung zwei winklig aufeinander stehende
Wellenstränge, welche unter Zwischenschaltung eines Gelenks
miteinander verbunden sind.
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Lenksäule
und Lenkungskupplung des Zahnstangen-Lenkgetriebes sind beide auf
der Fahrerseite des Fahrzeugs angeordnet, d. h. bei Linkslenkerfahrzeugen
auf der linken und bei Rechtslenkerfahrzeugen entsprechend auf der
rechten Fahrzeugseite. Um die Variantenbildung zu vereinfachen, weist
das Zahnstangenlenkgetriebe sowohl auf der linken als auch auf der
rechten Fahrzeugseite jeweils eine Lenkungskupplung auf und kann
somit baugleich für Links- und Rechtslenkerfahrzeuge verwendet
werden.
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Allerdings
muss zur Durchführung der Lenkwellenanordnung auf der Fahrerseite
des Kraftfahrzeugs eine entsprechende Durchtrittsöffnung
der vorderen Karosseriestirnwand sowie ein Freiraum im Motor-Aggregateraum
vorzusehen. Um eine Variantenbildung zwischen Links- und Rechtslenkerfahrzeugen
zu ermöglichen, muss die Stirnwand somit sowohl links als
auch rechts der Fahrzeugmitte eine entsprechende Durchtrittsöffnung
für die Lenkwellenanordnung aufweisen oder alternativ müssen
unterschiedliche Stirnwände für Rechts- und Linkslenker vorgesehen
werden. Des Weiteren muss im Motor-Aggregateraum ein entsprechender
Freiraum zur Durchführung der Lenkwellenanordnung auf der
linken bzw. rechten Fahrzeugseite vorgehalten werden. Somit ist
die Variantenbildung zwischen Links- und Rechtslenker-Fahrzeugen
insgesamt verhältnismäßig aufwändig
und kostenintensiv.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Lenkungsanordnung für ein Kraftfahrzeug
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln,
dass eine besonders einfache und kostengünstige Variantenbildung
zwischen Links- und Rechtslenker-Fahrzeugen ermöglicht
wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst. Weitere die Erfindung in vorteilhafter Weise
ausgestaltende Merkmale enthalten die Unteransprüche.
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Der
mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass die Lenkwellenanordnung
mit Zwischengetriebe eine Anordnung von Lenkspindel und Lenkungskupplung
auf einander entgegensetzten Fahrzeugseiten ermöglicht.
Dadurch kann die die Lenkungskupplung des Lenkgetriebes bei Links-
und Rechtslenker-Fahrzeugen auf derselben Fahrzeugseite angeordnet
werden.
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Hierzu
wird bei einer der Fahrzeugvarianten, wie z. B. dem Rechtslenker,
eine Lenkwellenanordnung mit Zwischengetriebe vorgesehen, bei der Lenkspindel
und Lenkungskupplung auf einander entgegensetzten Fahrzeugseiten
angeordnet sind, während die andere Fahrzeugvariante, z.
B. der Linkslenker, eine übliche Lenkwellenanordnung ohne Zwischengetriebe
aufweist, bei welcher Lenkspindel und Lenkungskupplung auf der selben
Fahrzeugseite angeordnet sind. Die Lenkungskupplung ist bei beiden
Fahrzeugvarianten auf derselben Fahrzeugseite angeordnet, d. h.
in dem genannten Beispiel in beiden Fällen auf der linken
Fahrzeugseite.
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Somit
kann auch ein Lenkgetriebe mit nur einer einzigen Lenkungskupplung
baugleich sowohl für Links- als auch für Rechts-Lenkerfahrzeugen
verwenden werden. Des Weiteren muss im Motor-Aggregateraum lediglich
auf einer Fahrzeugseite ein entsprechender Freiraum nahe der Lenkungskupplung
vorgehalten werden.
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Das
Zwischengetriebe ist vorzugsweise nahe einer Stirnwand der Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet,
welche einen Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs nach vorn hin begrenzt.
Dadurch muss zwischen Stirnwand und Lenkungskupplung sowohl für
Links- als auch für Rechts-Lenkerfahrzeuge lediglich auf einer
Fahrzeugseite ein entsprechender Freiraum zur Durchführung
der Lenkwellenanordnung vorgehalten werden.
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Das
Zwischengetriebe ist dabei vorzugsweise im Fahrgastraum angeordnet,
so dass die Lenkwellenanordnung bei Rechts- und Linkslenker-Fahrzeugen
durch dieselbe Durchtrittsöffnung der Stirnwand durchgeführt
und die Stirnwand bei Rechts- und Linkslenker-Fahrzeugen baugleich
ausgeführt werden kann.
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Das
im Fahrgastraum angeordnete Zwischengetriebe lässt sich
besonders einfach und platzsparend über zugehörige
Befestigungskonsolen an der Stirnwand und/oder an einem Mitteltunnel
des Karosseriebodens befestigen.
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Das
Zwischengetriebe kann besonders geschützt und montagefreundlich
in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht sein.
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Zur
besonders zuverlässigen Übertragung der Lenkbewegungen
kann das Zwischengetriebe einen Zahntrieb umfassen. Um bei kompakter
Bauweise des Zwischengetriebes auch einen größeren
seitlichen Abstand zu überbrücken, kann der Zahntrieb zwei
seitlich voneinander beabstandete Zahnräder umfassen, welche
durch ein verzahntes Übertragungsglied miteinander gekoppelt
sind.
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Das Übertragungsglied
kann besonders platzsparend stabförmig ausgebildet sein
und Wagenquerrichtung verlaufen. Dabei kann als Übertragungsglied
insbesondere eine Zahnstange oder eine Verbindungswelle vorgesehen
sein, die über einen Winkeltrieb mit Eingangs- und Ausgangswelle
des Zwischengetriebes gekoppelt ist. Der Winkeltrieb kann besonders
zuverlässig und platzsparend durch zwei miteinander in
Eingriff stehende Kegelräder gebildet sein.
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Das
Zwischengetriebe kann besonders montagefreundlich über
Keilwellen mit der Lenkwellenanordnung verbunden sein. Alternativ
wäre auch eine Verbindung über Nuten- oder Zahnwellen
möglich.
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Um
den Bedienkomfort zu verbessern, weist die Lenkungsanordnung vorteilhafterweise
eine elektromechanische Lenkkraftunterstützung auf. Dabei können
durch eine geeignete Steuerung des elektrischen Hilfsantriebs die
durch das Zwischengetriebe zusätzlich hervorgerufenen Reibungs-
und Trägheitsmomente zumindest teilweise kompensiert werden und ähnliche
Lenk- und Rückstellmomente wie bei einer üblichen
Lenkungsanordnung ohne Zwischengetriebe erzielt werden.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer
zeichnerischen Darstellung näher erläutert.
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In
der Darstellung zeigen:
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1 eine
Lenkungsanordnung eines Rechtslenker-Kraftwagens in einer perspektivischen Schrägansicht
von links,
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2 ein
Zwischengetriebe der Lenkungsanordnung gemäß
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1 in
einer perspektivischen Schrägansicht von hinten,
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3 das
Zwischengetriebe gemäß 2 bei ausgeblendetem
Getriebegehäuse ebenfalls in einer perspektivischen Schrägansicht
von hinten und
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4 eine
alternative Ausführung einer Lenkungsanordnung eines Rechtslenker-Kraftwagens
in einer perspektivischen Schrägansicht von vorn oben.
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Die
in 1 dargestellte Lenkungsanordnung 1 eines
nicht näher gezeigten Rechtslenker-Kraftwagens umfasst
ein Mantelrohr 10 mit Lenkspindel 11, die über
eine Lenkwellenanordnung 20 mit einer Lenkungskupplung 35 eines
Lenkgetriebes 30 gekoppelt ist, wobei das Lenkgetriebe 30 die Drehbewegung
der Lenkspindel 11 in eine Lenkbewegung der beiden nicht
gezeigten Vorderräder des Kraftwagens umwandelt. Das Lenkgetriebe 30 ist
in einem Motor-Aggregateraum 2 des Kraftwagens angeordnet,
der durch eine Stirnwand 3 der Karosserie von einem dahinter
liegenden Wageninnenraum 4 getrennt ist.
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Das
Mantelrohr 10 ist auf der rechten Wagenseite, d. H. rechts
von der Mittellängsebene des Kraftwagens im Wageninnenraum 4 angeordnet
und an seinem Mantelrohrgehäuse 12 über
zugehörige Befestigungskonsolen an einem nicht gezeigten
Instrumententafelquerträger befestigt, der zwischen zwei
seitlichen A-Säulen der Kraftwagenkarosserie im Wageninnenraum
verläuft und eine ebenfalls nicht gezeigte Instrumententafel
trägt.
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Die
drehbar im Mantelrohr 10 gelagerte Lenkspindel 11 verläuft
schräg nach oben in Wagenlängsrichtung und ist
vom Fahrer des Kraftwagens in üblicher Weise über
ein nicht gezeigtes Lenkrad drehbar, welches auf das hintere obere
Ende der Lenkspindel 11 aufgesetzt ist. Zur Einstellung
der Lenkradposition ist das Mantelrohr 10 über
eine an sich bekannte elektrische oder manuelle Einstellvorrichtung
Höhen- und Längeneinstellbar.
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Das
als übliches Zahnstangenlenkgetriebe ausgebildete Lenkgetriebe 30 umfasst
eine Zahnstange 31, die in Wagenquerrichtung verschiebbar
in einem zugehörigen Gehäuse 32 untergebracht
und an ihren seitlichen Enden jeweils über eine zugehörige
Spurstange 33 mit dem benachbarten seitlichen Rad der nicht
gezeigten Kraftwagen-Vorderachse gekoppelt ist, um bei Querbewegung
der Zahnstange 31 eine Lenkbewegung der beiden Räder
um die Hochachse zu erzeugen. Die Zahnstange 31 ist durch
eine Zahnwelle 34 des Lenkgetriebes 30 angetrieben,
die nach hinten vom Lenkgetriebe 30 abragt und an einer
zugehörigen Lenkungskupplung 35 mit der Lenkwellenanordnung 20 verbunden
ist. Zur Unterstützung der Lenkbewegungen des Fahrers ist
am Lenkgetriebe 30 eine elektro-mechanische Servo-Unterstützung
mit einem nicht gezeigten Elektromotor vorgesehen, welcher zusätzlich
die Zahnstange 31 antreibt und durch ein zugehöriges
Steuergerät gesteuert wird. Alternativ könnte
am Lenkgetriebe 30 aber auch eine übliche hydraulische
Servounterstützung vorgesehen sein.
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Das
Lenkgetriebe 30 ist auf einem nicht gezeigten Vorderachsfahrschemel
oder Integralträger der Kraftwagenvorderachse gelagert
und verläuft unterhalb eines nicht gezeigten Verbrennungsmotors im
Motor-Aggregateraum 2, wobei die Lenkungskupplung 35 auf
der linken Wagenseite, d. h. links von der Mittellängsebene
des Kraftwagens, und in einem seitlichen Abstand links neben dem
Verbrennungsmotor angeordnet ist.
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Die
Lenkwellenanordnung 20 umfasst einen mit der Lenkspindel 11 verbundenen,
ersten Strang 21 sowie einen mit der Lenkungskupplung 35 des Lenkgetriebes 30 verbundenen,
zweiten Strang 22. Der erste Strang 21 der Lenkwellenanordnung 20 verläuft
in Verlängerung der Lenkspindel 11 schräg nach
unten in Wagenlängsrichtung und ist über eine Gelenkscheibe 23 mit
dem aus dem Mantelrohrgehäuse 12 herausstehende
vorderen unteren Ende der Lenkspindel 11 verbunden. Die
Gelenkscheibe 23 ermöglicht einen Winkelausgleich,
um bei feststehendem Strang 21 der Lenkwellenanordnung 20 das Mantelrohr 10 samt
Lenkspindel 11 zu verstellen. Der erste Strang 21 der
Lenkwellenanordnung 20 endet unterhalb der nicht gezeigten
Instrumententafel auf der rechten Wagenseite im Wageninnenraum 4,
seitlich eines Mitteltunnels 7 des Karosseriebodens.
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Der
zweite Strang 22 der Lenkwellenanordnung 20 ist über
ein einen Winkelausgleich ermöglichendes Gelenk 24 mit
der Lenkungskupplung 35 des Lenkgetriebes 30 verbunden
und verläuft ausgehend von dieser schräg nach
hinten oben bis in den Wageninnenraum 4. Dabei durchsetzt
der zweite Strang 22 der Lenkwellenanordnung 20 eine
zugehörige Durchtrittsöffnung 5, die
auf der linken Wagenseite in einem unteren Bereich der Stirnwand 3 vorgesehen
ist. Der Zwischenraum zwischen dem Strang 22 der Lenkwellenanordnung 20 und
dem Öffnungsrand der Durchtrittsöffnung 5 ist
in üblicher Weise durch eine nicht gezeigte Gummimanschette abgedichtet.
Der zweite Strang 22 der Lenkwellenanordnung 20 endet
unterhalb der nicht gezeigten Instrumententafel auf der linken Wagenseite
im Wageninnenraum 4, seitlich des Mitteltunnels 7.
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Erster 21 und
zweiter Strang 22 der Lenkwellenanordnung 20 sind
somit auf der linken bzw. rechten Wagenseite, d. h. links bzw. rechts
der Mittellängsebene des Kraftwagens, angeordnet und weisen
einen seitlichen Abstand voneinander auf der etwa einem Drittel
der Wagenbreite entspricht. Um diesen seitlichen Abstand zu überbrücken,
umfasst die Lenkwellenanordnung 20 ein Zwischengetriebe 40,
welches die beiden Stränge 21 und 22 miteinander
an ihren einander zugewandten Enden bewegungskoppelt.
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In
Verbindung mit 2 und 3 ist ersichtlich,
dass das Zwischengetriebe 40 einen Zahnstangentrieb mit
einer Zahnstange 41 aufweist, die in Wagenquerrichtung
verschiebbar in einem zugehörigen Gehäuse 42 untergebracht
ist und an ihren beiden seitlichen Enden jeweils über eine
zugehörige Verzahnung 43 mit einer Eingangs- 44 bzw.
Ausgangswelle 45 des Zwischengetriebes 40 in Eingriff steht.
Das geschlossen ausgebildete Gehäuse 42 ist stabförmig
ausgebildet und verläuft etwa in Wagenquerrichtung unmittelbar
unterhalb der Armaturentafel, von der hier lediglich ein Boden eines
Klimaanlagengehäuses 6 gezeigt ist.
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Zur
Befestigung an der Karosserie ist das Gehäuse 42 des
Zwischengetriebes 40 mit zwei Befestigungskonsolen 46 und 47 versehen,
die links und rechts vom Mitteltunnel 7 angeordnet sind.
Die als Blechteile hergestellten Befestigungskonsolen 46 und 47 weisen
jeweils zwei abgewinkelte Befestigungsflansche auf, die über
nicht gezeigte lösbare Punktbefestigungsmittel, wie z.
B. Schraubverbindungsmittel, an gegenüberliegenden Bereichen
der Stirnwand 3 sowie der Seitenwand des Mitteltunnels befestigt
sind.
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Das
Zwischengetriebe 40 ist an seiner Eingangswelle 44 über
eine Keilwelle 25 mit dem ersten Strang 21 der
Lenkwellenanordnung 20 verbunden, während der
zweite Strang 22 der Lenkwellenanordnung 20 ebenfalls über
eine Keilwelle 26 mit der Ausgangswelle 45 des
Zwischengetriebes 40 verbunden ist. Die beiden Keilwelle 25 und 26 ermöglichen
einen Ausgleich von Toleranzen bei der Montage der Lenkungsanordnung 1.
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Eine
durch Drehung des Lenkrades hervorgerufene Drehung der Lenkspindel 11 wird
somit über die Zahnstange 41 des Zwischengetriebes 40 auf
den zweiten Strang der Lenkwellenanordnung 20 und von dieser
auf die Lenkungskupplung 35 des Lenkgetriebes 30 übertragen.
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In 4 ist
eine alternative Ausführung einer Lenkungsanordnung 1a gezeigt,
welche sich von der Lenkungsanordnung 1 gemäß 1–3 lediglich durch
eine alternative Ausführung des Zwischengetriebes 40a unterscheidet.
Daher wird nachfolgend nur auf die Unterschiede der Lenkungsanordnung 1a gegenüber
der bereits beschriebenen Lenkungsanordnung 1 abgestellt.
Gleiche Bauteile sind dabei in den 4 sowie
1–3 mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Die
Lenkungsanordnung 1a weist ein Zwischengetriebe 40a auf,
das seitlich voneinander beabstandete Stränge 21 und 22 der
Lenkwellenanordnung 20a miteinander koppelt. Als Übertragungsglied des
Zwischengetriebes 40a ist eine Verbindungswelle 41a vorgesehen,
die in Wagenquerrichtung verläuft und an ihren seitlichen
Enden jeweils über einen zugehörigen Winkeltrieb 43a mit
einer Eingangs- 44a bzw. Ausgangswelle 45a des
Zwischengetriebes 40a gekoppelt ist. Eingangs- 44a und
Ausgangswelle 45a sind dabei jeweils in Verlängerung
des ersten 21 bzw. zweiten Strangs 22 der Lenkwellenanordnung 20 angeordnet
und verlaufen somit etwa rechtwinklig zur Verbindungswelle 41a.
Als Winkeltrieb 43a ist jeweils ein Kegelzahnradpaar vorgesehen.
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Die
Verbindungswelle 41a sowie Ein- 44a und Ausgangswelle 45a sind
drehbar in einem nicht gezeigten Getriebegehäuse untergebracht,
das wie das Gehäuse 42 des Zwischengetriebes 40 im
Zwischenraum zwischen Instrumententafel und Mitteltunnel 7 im
Wageninnenraum 4 verläuft und in der zuvor beschriebenen
Weise an Mitteltunnel 7 und Stirnwand 3 der Karosserie
befestigt ist.
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Die
für Rechtslenker-Kraftwagen vorgesehenen Lenkungsanordnungen 1 und 1a lassen
sich in einfacher Weise auch für Linkslenker anpassen,
bei denen das Mantelrohr 10 mit der Lenkspindel 11 auf der
linken Fahrzeugseite angeordnet ist. Hierzu muss lediglich bei den
Lenkwellenanordnungen 20 bzw. 20a das Zwischengetriebe
durch ein übliches Zwischengelenk ersetzt werden, d. h.
beim Linkslenker werden die beiden auf derselben Fahrzeugseite angeordneten
Stränge der Lenkwellenanordnung in üblicher Weise
durch ein Zwischengelenk miteinander gekoppelt.
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Die übrigen
Bauteile der Lenkwellenanordnungen 20 oder 20a können
dabei für den Linkslenker unverändert übernommen
werden, wobei der mit dem Lenkgetriebe 30 verbundene zweite
Strang 22 bzw. 22a der Lenkwellenanordnung 20 bzw. 20a bei Rechts-
und Linkslenker den gleichen Verlauf aufweist. Somit kann auch die
Rohkarosserie des Kraftwagens für Links- und Rechtslenker
baugleich ausgeführt werden. Die Stirnwand 3 der
Karosserie weist dabei lediglich auf einer Fahrzeugseite eine Durchrittsöffnung 5 zur
Durchführung der Lenkwellenanordnung auf. Darüber
hinaus können bei Rechts- und Linkslenker auch die Aggregate
in gleicher Weise im Motor-Aggregatraum angeordnet werden. Dies
ist z. B. besonders vorteilhaft für Fahrzeuge mit Allradantrieb,
bei denen seitlich des Verbrennungsmotors ein Verteilergetriebe
des Antriebsstranges angeordnet ist.
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Natürlich
kann in Umkehrung der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele
die Lenkungskupplung des Lenkgetriebes auch auf der rechten Fahrzeugseite
angeordnet und die Lenkwellenanordnung mit Zwischengetriebe entsprechend
bei den Linkslenker-Fahrzeugen vorgesehen werden, während
bei den Rechtslenkern ein übliches Zwischengelenk das Zwischengetriebe
ersetzt. In der Regel ist es sinnvoll, die in geringeren Stückzahlen
produzierte Variante des Kraftwagens mit dem Zwischengetriebe auszustatten
und bei der in höheren Stückzahlen produzierte
Variante eine übliche Lenkwellenanordnung ohne Zwischengetriebe
vorzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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