DE3424309C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung mit einer abschnittsweise unterteilten Lenkspindel und einem Lenkgetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die DE 33 43 180 A1 zeigt eine Lenkvorrichtung, bei der auf dem unteren Lenkrohr einer dreigeteilten Lenkspindel ein zu einem Untersetzungsgetriebe gehörendes Antriebs­ zahnrad drehfest angeordnet ist. Durch dieses Antriebs­ zahnrad wird ein von einem Elektromotor erzeugtes und von dem Untersetzungsgetriebe weitergeleitetes Drehmoment auf das untere Lenkrohr und weiter auf das Lenkritzel des Lenkgetriebes übertragen, um die von einem Fahrzeug­ führer über das Lenkrad in die Lenkvorrichtung eingelei­ tete Lenkkraft zu verstärken. Das Untersetzungsgetriebe ist in einem Untersetzungsgetriebegehäuse gelagert, das in einem Vertikalabstand über dem Lenkgetriebegehäuse das untere Lenkrohr umgibt.

Diese Anordnung erfordert, daß das untere Lenkrohr eine Mindestlänge aufweist, um die Anschlußelemente aufzuneh­ men, die es mit einem vorgeschalteten Lenkrohr, dem Unter­ setzungsgetriebe und dem Lenkgetriebe verbinden. Dadurch ist in sehr vielen Fällen ausgeschlossen, ein Unterset­ zungsgetriebe nebst Elektromotor nachträglich in ein Kraftfahrzeug einzubauen. Des weiteren muß das Unterset­ zungsgetriebe durch aufwendige Maßnahmen ausgerichtet werden, um einen störungsfreien Kraftfluß vom Elektro­ motor in das Lenkgetriebe zu gewährleisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungs­ gemäße Lenkvorrichtung derart weiterzubilden, daß ihre Montage vereinfacht wird und sie durch nachträglichen Einbau von Untersetzungsgetriebe und Elektromotor in den meisten Kraftfahrzeugen hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Kopplung des Lenkgetriebegehäuses mit dem Untersetzungs­ getriebegehäuse erspart zum einen Platz, wodurch auch Lenkvorrichtungen, deren unteres Lenkrohr eine übliche Länge aufweist, nachrüstbar sind. Zum anderen wird durch die Führung des in den Führungsring eingreifenden Ring­ vorsprungs des Untersetzungsgetriebegehäuses das Unter­ setzungsgetriebe bezüglich des Lenkgetriebes genau ausge­ richtet.

Die EP 00 51 515 A1 zeigt eine Lenkvorrichtung, in der das Untersetzungsgetriebe auf das das Lenkritzel drehende Lenkrohr einwirkt. Hierbei sind das Lenkgetriebe und das Untersetzungsgetriebe in einem gemeinsamen Gehäuse ein­ gebaut.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Lenkvor­ richtung;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Lenkgetriebes der in Fig. 1 gezeigten Lenkvorrichtung;

Fig. 3a und 3b eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht eines Gelenkteils;

Fig. 4a und 4b eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht eines Führungsrings; und

Fig. 5 eine Vorderansicht eines weiteren Gelenkteils.

Fig. 1 zeigt eine mit einem elektrisch betriebenen Lenk­ kraftverstärker ausgerüstete Lenkvorrichtung mit einer abschnittsweise unterteilten Lenkspindel. Ein Lenkrad 1 ist mit einem oberen Lenkrohr 2 verbunden, das über ein erstes Wellengelenk 3 mit einem mittleren Lenkrohr 4 ver­ bunden ist, das wiederum über ein zweites Wellengelenk 22 mit einem unteren Lenkrohr 8 verbunden ist, das mit einem handbetriebenen Lenkgetriebe 6 verbunden ist.

Die Ausgangswelle des Lenkgetriebes 6 ist mit einer Zug­ stange 7 verbunden, die zur Richtungssteuerung eines Kraftfahrzeugs dient. Ein Lenkkraftverstärker-Unterset­ zungsgetriebe 20 ist mit der Eingangsseite des handbetrie­ benen Lenkgetriebes 6 verbunden; ein Gleichstrom-Servo­ motor DM ist mit der Eingangsseite des Untersetzungsge­ triebes 20 verbunden.

Das Untersetzungsgetriebe 20 ist an eine Halterung 21 geschraubt, die an einem Lenkgetriebegehäuse 12 des hand­ betriebenen Lenkgetriebes 6 befestigt ist.

Der Gleichstrom-Servomotor DM wird durch eine elektroni­ sche Kontroll-Einheit CON gesteuert. Bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel wird ein Drehmoment-Fühler SE zur Erfassung eines vom Fahrer auf die Lenkvorrichtung aufgegebenen Eingangsmoments am oberen Lenkrohr 2 eingebaut. Eine zum Fahrzeug gehörende Batterie BT dient als Energiequelle für den Lenkkraftverstärker. In der Nähe des ersten Wel­ lengelenks 3, das am unteren Ende des oberen Lenkrohrs 2 angeordnet ist, ist eine den Motorraum vom Innenraum trennende Schrägwand.

Das zweite Wellengelenk 22 ist eine hakenförmige Verbin­ dung, die Gelenkteile 23, 24 mit dem jeweils anderen zu­ geordneten gabelförmigen Verbindungen, einen kreuzförmigen Arm und einen Bolzen zur Verbindung der Gelenkteile 23, 24 aufweist. Das zweite Wellengelenk 22 kann auch dann eine Kraft übertragen, wenn der Neigungswinkel zwischen den Gelenkteilen 23 und 24 geändert wird. Bei diesem Aus­ führungsbeispiel ist der Neigungswinkel R zwischen den Gelenkteilen 23 und 24 dem Neigungswinkel zwischen dem oberen Lenkrohr 2 und dem mittleren Lenkrohr 4 gleichge­ setzt.

Das handbetriebene Lenkgetriebe 6 umfaßt ein Lenkritzel 9 und eine Zahnstange 10. Das Lenkritzel 9 ist am unteren Ende des unteren Lenkrohrs 8 befestigt. Das untere Lenk­ rohr 8 ist über zwei Lager 11 a und 11 b im Lenkgetriebe­ gehäuse 12 drehbar gelagert.

Da auf der äußeren Mantelfläche des unteren Lenkrohrs 8 eine Verzahnung 29 ausgebildet ist, mit der die verzahn­ te Innenfläche des Gelenkteils 23 in Eingriff ist, sind das untere Lenkrohr 8 und das Gelenkteil 23 in Axialrich­ tung zueinander bewegbar und in Umfangsrichtung drehfest verbunden.

Das Gelenkteil 23 ist über Lager 38 a und 38 b auf dem Un­ tersetzungsgetriebegehäuse 25 a, 25 b drehbar gelagert. Ein Antriebszahnrad 31 des Untersetzungsgetriebes 20 ist auf den Umfang eines Abschnitts des Gelenkteils 23 mit geringerem Durchmesser aufgepaßt. Eine Keilnut 23 a ist auf der Mantelfläche des Gelenkteils 23 ausgebildet. Der Eingriff eines Keils 30 in die Keilnut 23 a sichert die Befestigung des Antriebszahnrads 31 auf dem Gelenkteil 23.

Ein zweites Zahnrad 32 kämmt mit dem Antriebszahnrad 31. Ein viertes Zahnrad 34 kämmt mit einem dritten Zahnrad 33, das drehfest auf einer Welle mit dem zweiten Zahnrad 32 sitzt. Ein sechstes Zahnrad 36 kämmt mit einem fünften Zahnrad 35, das drehfest auf einer Welle mit dem vierten Zahnrad 34 sitzt.

Das sechste Zahnrad 36 ist auf eine Antriebswelle 37 des Gleichstrom-Servomotors DM aufgepaßt. Der drehfeste Sitz des dritten, fünften und sechsten Zahnrads 33, 35, 36 wird durch Keilnuten 32 a, 34 a, 37 a gesichert. Das zweite Zahnrad 32 und das dritte Zahnrad 33 sind durch Lager 39 a, 39 b drehbar im Untersetzungsgetriebegehäuse 25 a, 25 b gelagert. Das vierte Zahnrad 34 und das fünfte Zahn­ rad 35 sind durch Lager 40 a, 40 b drehbar im Untersetzungs­ getriebegehäuse 25 a, 25 b gelagert.

Ein in den Fig. 2, 4a, 4b dargestellter Führungsring 27 sitzt auf der Innenseite eines Endes des Lenkgetriebe­ gehäuses 12. Der Führungsring 27 ist über ein auf seiner Innenmantelfläche 28 ausgebildetes Gewinde in einer Gewin­ debohrung des Lenkgetriebegehäuses 12 befestigt. Auf dem vorstehenden Abschnitt des Führungsrings 27 sitzt die Halterung 21 zur Befestigung des Untersetzungsgetriebe­ gehäuses 25 a, 25 b. Auf den Führungsring 27 ist eine Kon­ termutter 41 geschraubt, damit sie die Halterung 21 an das Lenkgetriebegehäuse 12 befestigt.

Wenn ein nach unten vorragender Abschnitt des Unterset­ zungsgetriebegehäuses 25 a, 25 b entlang der Innenfläche des Führungsrings 27 heruntergeschoben wird, bis er mit einem Radialvorsprung zusammenstößt, ist der nach unten vorragende Abschnitt des Untersetzungsgetriebegehäuses 25 a, 25 b exakt parallel zur Achse des unteren Lenkrohrs 8 ausgerichtet.

Eine Zapfenverbindung verbindet die Außenfläche des nach unten vorragenden Abschnitts des Untersetzungsgetriebe­ gehäuses 25 a, 25 b mit der Innenfläche des Führungsrings 27. Zwischen Führungsring 27 und unterem Lenkrohr 8 ist eine Öldichtung 26 vorgesehen.

Bei einem Kraftfahrzeug, bei dem kein Lenkkraftverstärker gebraucht wird, kann der Aufbau angepaßt werden, indem das Gelenkteil 23 nur auf das untere Lenkrohr 8 aufgepaßt ist, wobei das Untersetzungsgetriebegehäuse 25 a, 25 b und der darin eingeschlossene Mechanismus verschwinden. Auch in einem solchen Fall ist es besser, den Führungsring 27 und die Halterung 21 so zu belassen, wie sie eingebaut (oder zusammengebaut) sind. Falls in ein Fahrzeug ohne Lenkkraftverstärker ein Lenkkraftverstärker eingebaut werden soll, wird das zweite Wellengelenk 22 vom unteren Lenkrohr 8 entfernt; das Gelenkteil 23 des zweiten Wellen­ gelenks 22 wird mit dem Untersetzungsgetriebegehäuse 25 a, 25 b, in dem die notwendigen Getriebeteile aufgenommen sind, in Eingriff gebracht. Daraufhin wird dieses zusam­ mengebaute Teil mit dem nach unten vorragenden Abschnitt des Untersetzungsgetriebegehäuses 25 a, 25 b längs der In­ nenfläche des Führungsrings 27 eingeführt, und das Unter­ setzungsgetriebegehäuse 25 a, 25 b wird mit der Halterung 21 verschraubt. Auf diese Art und Weise ist der Lenkkraft­ verstärker vollständig eingebaut.

Es ist nicht notwendig, das untere Lenkrohr 8 auszuwech­ seln oder ein spezielles Teil zwischen dem unteren Lenk­ rohr 8 und dem zweiten Wellengelenk 22 vorzusehen, wenn ein Lenkkraftverstärker montiert oder demontiert werden soll. Deshalb wird die Länge L zwischen irgendeiner Stelle des unteren Lenkrohrs 8 und der Verbindungsstelle der zwei Gelenkteile 23, 24 des zweiten Wellengelenks 22 nicht geändert. Daraus folgt, daß die Neigung zwischen den zwei Gelenkteilen 23, 24 konstant ist. Deshalb ist es nicht erforderlich, den Aufbau, die Abmessungen und die Montage­ stellen der anderen Teile der Lenkvorrichtung zu ändern.

Das zweite Wellengelenk 22 des oben beschriebenen Aus­ führungsbeispiels ist eine hakenartige Verbindung, es kann aber auch eine in Fig. 5 gezeigte flexible Verbin­ dung 23′, eine Kugelgelenk-Verbindung oder dergleichen sein, solange es eine Verbindung ist, die unmittelbar mit dem unteren Lenkrohr 8 verbunden ist. Bei dem Ausfüh­ rungsbeispiel ist außerdem das untere Lenkrohr 8 so aus­ gebildet, daß es in einen Innenhohlraum des zweiten Wel­ lengelenks 22 eingeführt werden kann; es ist jedoch auch der umgekehrte Aufbau möglich, bei dem das Wellengelenk in einen Innenhohlraum des unteren Lenkrohrs 5 eingeführt wird.

Claims (3)

1. Lenkvorrichtung mit einer abschnittsweise unter­ teilten Lenkspindel und einem Lenkgetriebe, das in einem Lenkgetriebegehäuse gelagert und dessen Lenkritzel dreh­ fest mit einem unteren Lenkrohr der Lenkspindel verbunden ist, auf welchem unterem Lenkrohr drehfest ein Antriebszahnrad sitzt, das den Ausgang eines in einem Untersetzungsgetriebegehäuse gelagerten und eingangsseitig an einen Elektromotor an­ geschlossenen Untersetzungsgetriebes bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkgetriebegehäuse (12) mit einer das untere Lenkrohr (8) koaxial im Abstand umge­ benden Gewindebohrung versehen ist, in die ein mit einem Außengewinde versehener Führungsring (27) eingeschraubt ist, der mit seiner Innenmantelfläche (28) einen das untere Lenkrohr (8) umgebenden Ringvorsprung des Unter­ setzungsgetriebegehäuses (25 a, 25 b) formschlüssig auf­ nimmt.

2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß auf der Außenfläche des Führungsrings (27) eine Halterung (21) sitzt, die drehfest am Untersetzungsgetrie­ begehäuse (25 a, 25 b) befestigt ist und das Untersetzungs­ getriebegehäuse (25 a, 25 b) mit dem Lenkgetriebegehäuse (12) verbindet.

3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Halterung (21) von einer Kontermutter (41) gegen das Lenkgetriebegehäuse (12) geklemmt wird.