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Verwandte Anmeldungen
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung mit der laufenden Nr. 61/721,108, eingereicht am 1. November 2012, deren Gesamtheit hiermit durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verwendung beim Einschlagen von lenkbaren Fahrzeugrädern und insbesondere auf eine Verbindung zwischen einer Zahnstange eines Zahnstangen-/Ritzel-Lenkgetriebes und einem Verbindungsarm.
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Hintergrund der Erfindung
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Eine bekannte Fahrzeuglenkvorrichtung umfasst ein Lenkelement, das linear bewegbar ist, um eine Einschlagbewegung von lenkbaren Fahrzeugrädern zu bewerkstelligen. Ein Ritzel ist in Kämmeingriff mit einem Zahnstangenabschnitt des Lenkelements angeordnet. Eine Lenksäule verbindet das Ritzel mit einem Fahrzeuglenkrad. Das Lenkelement kann an einen Hydraulikmotor angeschlossen sein, der über Spurstangen mit den lenkbaren Fahrzeugrädern verbunden ist. Das Lenkelement ist über einen Verbindungsarm mit einem Kolben des Motors verbunden. Ein Gewindebolzen erstreckt sich durch den Verbindungsarm in einer axialen Richtung der Zahnstange. Wenn der Gewindebolzen versagt, kann die Lenkkontrolle über das Fahrzeug möglicherweise verloren gehen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verwendung beim Einschlagen von lenkbaren Fahrzeugrädern. Die Vorrichtung umfasst ein axial bewegbares Lenkelement. Das Lenkelement schlägt bei einer axialen Bewegung des Lenkelements die lenkbaren Fahrzeugräder ein. Ein mit dem Lenkelement verbundener Verbindungsarm ist zusammen mit dem Lenkelement bewegbar. Ein erstes Befestigungsteil verbindet den Verbindungsarm mit dem Lenkelement und verhindert eine Relativbewegung zwischen dem Lenkelement und dem Verbindungsarm. Ein zweites Befestigungsteil verbindet den Verbindungsarm mit dem Lenkelement.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorgenannten sowie weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann auf dem Gebiet, zu dem die vorliegende Erfindung gehört, bei Lektüre der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen:
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1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Verwendung beim Einschlagen von lenkbaren Fahrzeugrädern, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist; und
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2 ist eine schematische Ansicht einer Verbindung zwischen einer Zahnstange und einem Verbindungsarm der Vorrichtung von 1.
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Ausführliche Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verwendung beim Einschlagen von lenkbaren Fahrzeugrädern. 1 stellt eine Vorrichtung 10 dar, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und dazu verwendet wird, lenkbare Fahrzeugräder einzuschlagen. Die Vorrichtung 10 weist ein Lenkelement bzw. eine Zahnstange 12 auf, das bzw. die über ein Lenkgestänge 18 mit lenkbaren Fahrzeugrädern 14 und 16 verbunden ist. Ein Ritzel 26 kämmt mit einem Zahnstangenabschnitt 30 des Lenkelements 12, so dass eine Drehung des Ritzels zu einer axialen oder linearen Bewegung des Lenkelements 12 führt. Insbesondere umfasst der Zahnstangenabschnitt 30 eine Zahnstangenverzahnung, die mit einer Verzahnung am Ritzel 26 kämmt. Das Ritzel 26 ist mit einer Lenksäule 32 verbunden, die ein drehbares Lenkrad 34 aufweist.
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Bei einer Drehung des Lenkrads 34 wird durch die Lenksäule 32 eine Kraft auf das Ritzel 26 übertragen. Das Ritzel 26 dreht sich dadurch unter dem Einfluss der durch die Lenksäule 32 übertragenen Kraft. Da das Ritzel 26 mit dem Zahnstangenabschnitt 30 kämmt, führt eine Drehung des Lenkrads 34 und somit eine Drehung des Ritzels zu einer linearen Bewegung des Lenkelements oder der Zahnstange 12.
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Die Vorrichtung 10 umfasst einen hydraulischen Servolenkungsmotor 40, der eine Lenkunterstützung bereitstellt. Über einen Verbindungsarm 42 ist der Motor 40 mechanisch mit dem Lenkelement 12 verbunden. Der Motor 40 umfasst einen Zylinder 46, der zwei Fluidkammern 48, 50 bildet, die an entgegengesetzten Seiten eines bewegbaren Kolbens 52 angeordnet sind. Eine Stange 54 verbindet den Kolben 52 mit einem jeweiligen Lenkgestänge 18. Die Stange 54 verläuft parallel zum Lenkelement 12 und ist mit dem Verbindungsarm 42 verbunden. Die Stange 54 kann mit dem Verbindungsarm 42 in jeder gewünschten Art und Weise verbunden sein.
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Eine Ventilbaugruppe 60 leitet Hydraulikfluid zum Motor 40 bzw. von diesem weg. Die Ventilbaugruppe 60 ist mit dem Ritzel 26 verbunden. Der Servolenkungsmotor 40 (1) ist über Hydraulikfluidleitungen 62 und 64 an die Ventilbaugruppe 60 angeschlossen. Die Ventilbaugruppe 60 wird über eine Servolenkungspumpe (nicht gezeigt) durch eine Zufuhrleitung 66 mit Hydraulikfluid versorgt und ist über eine Ablassleitung 68 mit einem Fluidbehälter (nicht gezeigt) verbunden. Die Ventilbaugruppe 60 kann von beliebiger bekannter Konstruktion sein.
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Ein (mit Blick auf 1) erster oder linker Endabschnitt 74 des Lenkelements oder der Zahnstange 12 ist mit dem Verbindungsarm 42 verbunden. Der erste Endabschnitt 74 (2) des Lenkelements 12 verfügt über eine axial verlaufende Gewindebohrung 78. Ein durchmesserreduzierter Abschnitt 80 des Lenkelements 12 umgibt die Gewindebohrung 78. Der durchmesserreduzierte Abschnitt 80 bildet eine Lippe 82 am Endabschnitt 74 der Zahnstange 12. Obwohl die Zahnstange 12 als über einen durchmesserreduzierten Abschnitt 80 verfügend gezeigt ist, ist angedacht, dass die Zahnstange auch nur eine Nut in einer radialen Außenfläche der Zahnstange aufweist.
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Der erste Endabschnitt 74 erstreckt sich mit dem durchmesserreduzierten Abschnitt 80 in eine Öffnung 84 im Verbindungsarm 42. Die Öffnung 84 im Verbindungsarm 42 hat einen Durchmesser, der größer als der Durchmesser des durchmesserreduzierten Abschnitts 80 des Lenkelements oder der Zahnstange 12 ist, so dass der durchmesserreduzierte Abschnitt des Lenkelements vom Verbindungsarm beabstandet ist. Ein erstes Befestigungsteil 88 wie zum Beispiel eine Schraube verbindet den ersten Endabschnitt 74 der Zahnstange 12 mit dem Verbindungsarm 42. Das erste Verbindungselement oder die Schraube 88 verläuft durch eine Öffnung 90 im Verbindungsarm 42. Die Schraube 88 ist in Gewindeeingriff mit der Gewindebohrung 78 in der Zahnstange 12. Der Kopf des Befestigungsteils 88 greift am Verbindungsarm 42 an und klemmt den Verbindungsarm gegen eine axiale Stirnfläche 92 der Zahnstange 12, um die Zahnstange mit dem Verbindungsarm zu verbinden. Das erste Befestigungsteil 88 verhindert eine Relativbewegung zwischen dem Lenkelement/der Zahnstange 12 und dem Verbindungsarm 42. Deshalb können sich das Lenkelement/die Zahnstange 12 und die Stange 54 zusammen relativ zum Zylinder 46 bewegen. Obwohl das erste Befestigungsteil 88 so beschrieben ist, dass es in Gewindeeingriff mit dem Lenkelement 12 steht, ist angedacht, dass das erste Befestigungsteil 88 den Verbindungsarm 42 mit dem Lenkelement auf beliebige gewünschte Art und Weise verbinden kann.
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Ein zweites Befestigungsteil 98, wie zum Beispiel eine zweite Schraube, erstreckt sich durch den Verbindungsarm 42 in den Raum zwischen dem durchmesserreduzierten Abschnitt 80 des Lenkelements oder der Zahnstange 12 und dem Verbindungsarm. Das zweite Befestigungsteil 98 kann mit dem Verbindungsarm 42 in Gewindeeingriff sein, um eine Relativbewegung zwischen dem zweiten Befestigungsteil und dem Verbindungsarm zu verhindern. Es ist angedacht, dass das zweite Befestigungsteil 98 einen Durchmesser aufweisen kann, der größer ist als der Raum zwischen dem durchmesserreduzierten Abschnitt 80 und dem Verbindungsarm 42. Obwohl das zweite Befestigungsteil 98 so beschrieben ist, dass es in Gewindeeingriff mit dem Verbindungsarm 42 steht, kann das zweite Befestigungsteil mit dem Verbindungsarm 42 in jeder beliebigen Art und Weise verbunden sein.
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Das zweite Befestigungsteil 98 erstreckt sich allgemein quer zur Längsachse 100 der Zahnstange 12. Das zweite Befestigungsteil 98 hält die Verbindung zwischen der Zahnstange 12 und dem Verbindungsarm 42 aufrecht, wenn das erste Befestigungsteil 88 locker wird oder versagt. Das zweite Befestigungsteil 88 gestattet auch eine Relativbewegung oder ein Spiel zwischen der Zahnstange 12 und dem Verbindungsarm 42, wenn das erste Befestigungsteil 88 versagt. Die Zahnstange 12 kann sich entlang der Längsachse 100 relativ zum Verbindungsarm 42 bewegen, wenn das erste Befestigungsteil 88 eine Relativbewegung zwischen der Zahnstange und dem Verbindungsarm nicht verhindert. Die Relativbewegung oder das Spiel zwischen der Zahnstange 12 und dem Verbindungsarm 42 wird von einem Bediener des Fahrzeugs wahrgenommen. Das vom Bediener wahrgenommene Spiel signalisiert diesem, dass das erste Befestigungsteil 88 versagt hat. Das zweite Befestigungsteil 98 kann eine übergroße Drehung des Lenkrads 34 von zwischen 10° und 40°, und vorzugsweise von ca. 30° gestatten.
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Wenn sich das Lenkrad 34 in einer ersten Richtung zur Drehung des Ritzels 26 dreht, leitet das Ventil 60 im Betrieb Hydraulikfluid durch die Fluidleitung 64 in die Kammer 50 des Lenkmotors 40. Gleichzeitig lenkt das Ventil 60 über die Fluidleitungen 62, 68 Fluid aus der Kammer 48 zum Behälter. Ein Fluiddruck, der sich in der Kammer 50 relativ zur Kammer 48 aufbaut, veranlasst den Kolben 52 und die Stange 54 des Motors 40 dazu, sich linear relativ zum Zylinder 46 zu bewegen, zum Beispiel nach links mit Blick auf 1. Der Verbindungsarm 42 und der Stab 54, die sich nach links bewegen, unterstützen eine Bewegung des Lenkelements oder der Zahnstange 12 und der Lenkgestänge 18, wodurch veranlasst wird, dass die lenkbaren Räder 14, 16 in einer ersten Einschlagrichtung eingeschlagen werden.
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Gleichermaßen leitet, wenn sich das Lenkrad 34 so dreht, dass der Zahnstangenabschnitt 30 des Lenkelements 12 in eine zweite lineare Richtung bewegt wird, die zur ersten Richtung entgegengesetzt ist, zum Beispiel nach rechts mit Blick auf 1, das Ventil 60 Hydraulikfluid durch die Fluidleitung 62 in die Kammer 48 des Lenkmotors 40. Gleichzeitig leitet das Ventil 60 Fluid aus der Kammer 50 zum Behälter über die Fluidleitungen 64, 68. Ein Fluiddruck, der sich in der Kammer 48 relativ zur Kammer 50 aufbaut, verursacht, dass sich der Kolben 52 und die Stange 54 linear relativ zum Zylinder 46 bewegen, zum Beispiel nach rechts, wie in 1 zu sehen. Der Verbindungsarm 42 und die Stange 54, die sich nach rechts bewegen, unterstützen eine Bewegung der Zahnstange 12 und der Lenkgestänge 18, wodurch veranlasst wird, dass die lenkbaren Räder 14, 16 in einer zweiten Einschlagrichtung eingeschlagen werden, die zur ersten Einschlagrichtung entgegengesetzt ist. Deshalb bietet der Lenkmotor 40 eine Lenkunterstützung in beiden Einschlagrichtungen des Lenkrads 34.
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Wenn das erste Befestigungsteil bzw. die Schraube 88 locker wird, versagt oder den Verbindungsarm 42 nicht mehr mit dem Lenkelement/ der Zahnstange 12 verbindet, kann sich die Zahnstange relativ zum Verbindungsarm bewegen. Das zweite Befestigungsteil 98 hält die Verbindung zwischen dem Verbindungsarm 42 und der Zahnstange 12 aufrecht, während gleichzeitig eine Relativbewegung zwischen dem Verbindungsarm 42 und der Zahnstange 12 gestattet ist. Das zweite Befestigungsteil 98 begrenzt die Bewegung der Zahnstange 12 relativ zum Verbindungsarm 42. Wenn die Lippe 74 oder eines der axialen Enden des durchmesserreduzierten Abschnitts 80 mit dem zweiten Befestigungsteil 98 in Eingriff gelangt, können sich die Zahnstange 12 und der Verbindungsarm zusammen bewegen, um die lenkbaren Fahrzeugräder 14 und 16 einzuschlagen. Deshalb geht die Lenkkontrolle über das Fahrzeug nicht verloren. Ein Bediener des Fahrzeugs spürt die Relativbewegung zwischen der Zahnstange 12 und dem Verbindungsarm 42, was ihm signalisiert, dass das erste Befestigungsteil 88 einer Inspektion bedarf.
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Aus der vorstehenden Beschreibung der Erfindung können Fachleute Verbesserungen, Änderungen und Modifikationen ableiten. Solche innerhalb des fachmännischen Könnens liegende Verbesserungen, Änderungen und Modifikationen sollen von den beigefügten Ansprüchen abgedeckt sein.
