DE3784052T2

DE3784052T2 - Hilfskraftverstaerkte zahnstangenlenkung mit mittenantrieb.

Info

Publication number: DE3784052T2
Application number: DE8787117052T
Authority: DE
Inventors: John A Hovanchak
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1987-02-17
Filing date: 1987-11-19
Publication date: 1993-06-09
Anticipated expiration: 2007-11-20
Also published as: CA1281972C; JPH075083B2; EP0279034A1; ES2038982T3; EP0279034B1; JPS63203470A; DE3784052D1; US4811813A

Description

Die vorliegende Effindung betrifft ein Lenkgetriebe zum Drehen lenkbarer Fahrzeugräder und betrifft insbesondere eine Mittenabtriebszahnstange und ein kraftverstärktes Zahnradlenkgetriebe.
Eine Mittenabtriebszahnstange und ein hydraulisches kraftverstärktes Zahnradlenkgetriebe sind bekannt. Ein derartiges Lenkgetriebe umfaßt typischerweise ein langgestrecktes Glied, das sich axial bewegt. Das langgestreckte Glied hat einen Zahnstangenteil, der in Zähne eines Zahnrads eingreift. Das Zahnrad wird durch eine Eingangswelle gedreht. Bei Drehung der Eingangswelle wird ein Wegeventil betätigt. Das Ventil reguliert in Übereinstimmung mit dem Lenkeingangsdrehmoment den Drucktluidfluß zu einem Hydraulikmotor, der eine Verstärkerkraft dem langgestreckten Glied so zuführt, daß das langgestreckte Glied axial bewegt wird. Der Hydraulikmotor umfaßt einen Kolben, der in einer Fluidkammer angeordnet und mit dem verlängerten Glied verbunden ist. Ein Gestänge ist mit einem Mittenteil des langgestreckten Glieds verbunden. Das Gestange bewirkt ein Drehen der lenkbaren Fahrzeugräder bei einer Axialbewegung des langgestreckten Glieds. Die Zahnstange und das Zahnrad wirken wie ein Servomechanismus, der eine Rückkopplung mit dem Ventil zur Unterstützung der Flußsteuerung zum Hydraulikrnotor vorsieht.
Bei der bekannten hydraulisch kraftverstärkten Mittenabtriebszahnstange und dem Zahnradlenkgetriebe ist gewöhnlich das Zahnrad mit dem Ende des langgestreckten Glieds verbunden. Der Flächeninhalt des Kolbens, gegen den der Fluiddruck wirkt, um den Kolben in eine Richtung zu bewegen, ist verschieden von der Fläche, gegen die der Fluiddruck wirkt, um den Kolben in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen. Der Fluiddruck wirkt auf den ganzen Bereich des Kolbens, wenn sich der Kolben in die eine Richtung bewegt, wohingegen der Fluiddruck auf den Bereich des Kolbens minus dem Bereich des langestreckten Glieds wirkt, wo es an dem Kolben angebracht ist, wenn der Kolben sich in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Dies hatte Schwierigkeiten in der Ausbildung der hydraulisch kraftverstärkten Mittenabtriebszahnstange und des Zahnradlenkgetriebes zur Folge.
Eine elektrisch verstärkte Zahnstange und ein Zahnradlenkgetriebe sind auch bekannt. Eine elektrisch verstärkte Zahnstange und ein Zahnradlenkgetriebe sind in der US-A-4,415,054 offenbart. Das 1-enkgetriebe der US-A4,415,054 umfaßt ein bewegbares, langgestrecktes Glied mit einem Zahnstangenteil und einem Schraubgewindeteil. Ein manuell drehbares Zahnrad greift in den Zahnstangenteil des langgestreckten Glieds ein. Ein elektrischer Motor umgibt den Schraubgewindeteil des langestreckten Glieds und dreht eine Kugelmutter, die auch den Schraubgewindeteil umgibt. Die Kugelmutter leitet eine Axialkraft auf den Schraubgewindeteil des langgestreckten Glieds, um eine Axialbewegung des langgestreckten Glieds als Reaktion auf die Betätigung des langgestreckten Glieds zu bewirken.
Eine weitere kraftverstärkte Lenkgetriebeanordnung ist aus der EP-A-0 133 003 bekannt. Die darin offenbarte Lenkgetriebeanordnung weist ein langgestrecktes Glied, das einen Schraubgewindeteil, der an sein eines Ende angrenzt, und einen Zahnstangenteil hat, der an sein anderes Ende angrenzt; ein drehbares Zahnrad, das in den Zahnstangenteil des langgestreckten Glieds eingreift; ein Gestänge, das schwenkbar mit dem langgestreckten Glied zum Drehen der lenkbaren Fahrzeugräder bei Bewegung des langgestreckten Glieds verbunden ist; eine Kugelmutter, die koaxiaI mit dem Schraubgewindeteil und relativ zu dem Schraubgewindeteil drehbar ist, um eine Axialbewegung des langgestreckten Glieds zu bewirken; und einen elektrischen Motor mit einem Drehanker auf, der koaxial zu der Kugelmutter und axial beabstandet von der Kugelmutter zum Antreiben der Kugelmutter ist, wobei der elektrische Motor eine rohrförmige Ausgangsantriebswelle hat.
In dieser bekannten Getriebeanordnung ist das langgestreckte Glied über eine Kupplungseinheit mit dem elektrischen Motor verbunden, wobei die Kupplungseinheit und der elektrische Motor sich in bezug auf die langgestreckten Glieder radial erstrecken, wodurch beträchtlich Raum benötigt wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kompaktere Zahnstange und ein Lenkgetriebe mit einer einfachen Ausbildung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Lenkgetriebe zum Drehen lenkbarer Fahrzeugräder gelöst, dessen Typ in der EP-A-0 133 033 offenbart und in dem ein Befestigungsmechanismus, der das Gestänge an dem langgestreckten Glied befestigt, zwischen dem Schraubgewindeteil und dem Zahnstangenteil vorgesehen ist, so daß die Gestängeeinrichtung die lenkbaren Fahrzeugräder bei Axialbewegung des langgestreckten Glieds verschwenkt; der Schraubgewindeteil des langgestreckten Glieds ein Ende hat, das in der rohrförmigen Ausgangsantriebswelle und in der Axialerstreckung des elektrischen Motors angeordnet ist, wenn die lenkbaren Fahrzeugräder in einer Geradeausstellung angeordnet sind, und daraus zu einem Ort in der Axialerstreckung der Kugelmutter bewegbar ist, wenn die Fahrzeugräder in mindestens einer verschwenkten Stellung sind, und die Kugelmutter einen Endteil hat, der einen Endteil der rohrförmigen Ausgangsantriebswelle umgreift, und damit verbunden ist, um bei Aktivierung des elektrischen Motors angetrieben zu werden.
Die vorliegende Erfindung schafft somit eine elektrisch kraftverstärkte Zahnstange und ein Zahnradlenkgetriebe mit einem Mittenabtrieb. Das Zahnrad ist mit einer Lenkeingangswelle verbunden und wird durch diese angetrieben. Der elektrische Motor ist angrenzend an den Schraubgewindeteil des langgestreckten Glieds angeordnet. Die Kugelmutter umgibt den Schraubgewindeteil und wird durch den elektrischen Motor gedreht. Die Kugelmutter leitet mit ihrer Drehung eine Axialkraft auf das langgestreckte Glied, um es in Axialrichtung zu bewegen. Das Gestänge ist mit den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs so verbunden, daß sie bei Axialbewegung des langgestreckten Glieds gedreht werden.
Das langgestreckte Glied wird zumindest teilweise von einem langgestreckten Mittengehäuse getragen. Ein Zahnradgehäuse trägt das Zahnrad und hat einen Endteil, der lösbar an einem ersten Endteil des langgestreckten Mittengehäuses befestigt ist. Ein Gehäuse des elektrischen Motors trägt den elektrischen Motor und ist lösbar an einem zweiten Endteil des langgestreckten Mittengehäuses befestigt. Das langgestreckte Mittengehäuse hat einen Schlitz, durch den sich Schrauben erstrecken, um das langgestreckte Glied mit dem Gestänge zu verbinden.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung durch Lesen der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen ersichtlich werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Lenkgetriebes der vorliegenden Erfindung in einem Fahrzeug, die das Lenkgetriebe im Schnitt zeigt.
Fig. 2 eine Querschnittsansicht ungefähr entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;
Figuren 3 bis 6 vergrößerte Schnittansichten verschiedener Teile des Lenkgetriebes von Fig. 1; und
Fig. 6 eine Ansicht, die ähnlich der Fig. 5 ist, die einige Teile in einer unterschiedlichen Position zeigt.
Ein kraftverstärktes Fahrzeuglenkgetriebe 20, das die vorliegende Erfindung umfaßt, ist in Fig. 1 dargestellt. Das Lenkgetriebe 20 ist mit dem Lenkrad 21 des Fahrzeugs verbindbar. Das Lenkgetriebe 20 ist eine Mittenabtriebszahnstange und ein Zahnradlenkgetriebe. Eine Gestängeanordnung 24 erstreckt sich von einem Mittenteil des Lenkgetriebes 20 und ist mit den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs so verbunden, daß eine Lenkkraft auf die Räder geleitet wird, wenn die Gestängeanordnung 24 bewegt wird. Die Verbindung der Gestängeanordnung 24 mit den lenkbaren Rädern ist schematisch in Fig. 1 gezeigt.
Die Gestängeanordnung 24 ist auch mit einem langgestreckten Glied 26 des Lenkgetriebes 20 verbunden. Das langgestreckte Glied 26 ist zur Bewegung entlang seiner Längsachse A gelagert. Wenn das langgestreckte Glied 26 sich entlang seiner Längsachse A bewegt, bewegt sich das Gestänge 24 so, daß die lenkbaren Fahrzeugräder gedreht werden. Ein elektrischer Motor 22 verstärkt die Bewegung des langgestreckten Glieds 26, wie im folgenden beschrieben werden wird.
Das langgestreckte Glied 26 hat angrenzend an sein linkes axiales Ende einen Schraubgewindeteil 32, wie in Fig. 1 gezeigt ist, und angrenzend an sein rechtes axiales Ende ein Zahnstangenteil 34. Ein Zahnrad 46 greift in den Zahnstangenteil 34 des Glieds 26 ein. Das Zahnrad 46 ist einem Zahnradgehäuse 44 angeordnet. Eine Lenkeingangswelle 42 erstreckt sich aus dem Zahnradgehäuse 44 nachaußen. Das Fahrzeuglenkrad 21 ist mit der Eingangswelle 42 verbunden. Die Eingangswelle 42 ist mit dem Zahnrad 46 verbunden (Figuren 2 und 3). Die Eingangswelle 42 und das Zahnrad 46 sind koaxial entlang einer gemeinsamen Mittenachse B angeordnet. Das Zahnrad 46 wird für eine Drehung relativ zu dem Zahnradgehäuse 44 durch Lager 52, 54 getragen. Die Eingangswelle 42 wird für eine Drehung relativ zu dem Zahnradgehäuse 44 durch Lager 56 getragen.
Die Eingangswelle 42 ist mit dem Zahnrad 46 durch eine Torsionsstange 62 verbunden, die sich koaxial in der Eingangswelle 42 und dem Zahnrad 46 erstreckt. Die Torsionsstange 62 ist mit der Eingangswelle 42 durch einen Stift 64 verbunden, der sich quer hindurch erstreckt. Die Torsionsstange 62 hat ein mit Keilwellennuten versehenes Axialendteil 66, der in Preßpassung mit einer Zylinderinnenfläche des Zahnrads 46 ist.
Das Zahnradgehäuse 44 umschließt einen einer Reihe bekannter Drehsensoren 68, der schematisch in Fig. 2 dargestellt ist. Der Drehsensor 68 funktioniert so, daß der Betrag und die Richtung der Relativdrehung zwischen der Eingangswelle 42 und dem Zahnrad 46 abgefühlt werden. Der Drehsensor 68 erzeugt ein elektrisches Signal als Reaktion auf die Relativdrehung zwischen der Eingangswelle 42 und dem Zahnrad 46. Das Signal betätigt den elektrisch betriebenen Verstärkermotor 22, um den Betrag und die Richtung der Verstärkung zu steuern, wie es bekannt ist.
Das Zahnrad 46 hat Zähne 70 (Fig. 2), die ineinandergreifend in Zähne 71 eingreifen, die in dem Zahnstangenteil 34 des langgestreckten Glieds 26 eingeformt sind. Ein Halter 72 umgreift das langgestreckte Glied 26 genau entgegengesetzt gegenüberliegend dem Zahnrad 46. Der Halter 72 ist nach rechts durch eine Feder 74 vorgespannt, wie in Fig. 2 dargestellt ist, um den Zahnstangenteil 34 des langgestreckten Glieds 26 in ineinandergreifendem Eingriff mit dem Zahnrad 46 zu halten. Die Feder 74 ist zusammengedrückt zwischen dem Halter 72 und einem Endstecker 76, der in das Zahnradgehäuse 44 geschraubt ist. Die Vorspannkraft der Feder 74 ist durch Variieren des Axialabstands des Endsteckers 76 in dem Zahnradgehäuse 44 einstellbar. Ist der Endstecker 76 erst in einer gewünschten Position, wird er durch Aufschrauben einer Verschlußmutter auf den Endstecker 76 und gegen eine Endfläche 82 des Zahnradgehäuses 44 gehalten.
Das ganze Zahnradgehäuse 44 ist lösbar an einem langgestreckten Mittengehäuseglied 28 befestigt. Das Zahnradgehäuse 44 hat ein Rohrteil 92 (Fig. 3), das ein Rohrendteil 94 des langgestreckten Mittengehäuseglieds 28 aufnimmt. Ein Sprengring 96 ist in einer Nut 97 in dem Rohrendteil 94 des langgestreckten Mittengehäuseglieds 28 aufgenommen. Der Sprengring 96 greift in ein inneres Schulterteil 98 des Zahnradgehäuses 44 so ein, daß die Stellung, in der sich der Rohrendteil 94 axial in das Rohrteil 92 des Zahnradgehäuses 44 erstrecken kann, festgelegt ist. Eine Mutter 102 ist in den Rohrteil 92 des Zahnradgehäuses 44 gegen den Sprengring 96 geschraubt. Diese verschließt lösbar den Rohrteil 92 des Zahnradgehäuscs 44 mit dem Rohrendteil 94 des langgestreckten Mittengehäuseglieds 28.
-Eine Endkappe 104 steht von dem rechten Ende des Zahnradgehäuses 44 hervor, wie in den Zeichnungen dargestellt ist. Die Endkappe 104 ist in Preßpassung mit einer Öffnung 106 in dem Zahnradgehäuse 44, um zu verhindern, daß Schmutz in das Zahnradgehäuse 44 gelangt. Der Zahnstangenteil 34 des langgestreckten Glieds 26 bewegt sich axial in der Endkappe 104.
Das Langgestreckte Mittengehäuseglied 28 ist vorzugsweise ein Aluminiumdruckguß. Das langgestreckte Mittengehäuseglied 28 (Fig. 4) umfaßt Flächen, die darin einen langgestreckten Schlitz 112 begrenzen. Der langgestreckte Schlitz 112 erstreckt sich in einer Richtung, die parallel zu der läingsachse des langgestreckten Mittengehäuseglieds 28 ist, die der Längsachse A des langgetreckten Glieds 26 entspricht.
Ein Kunststofflager 122 (Fig. 4) unterstützt das langgestreckte Glied 26 bei der Lagerung für eine Axialbewegung relativ zu dem langgestreckten Mittengehäuseglied 28. Das Kunststofflager 122 ist vorzugsweise aus einem Nylonwerkstoff geformt. Das Kunststofflager 122 ist mit dem langgestreckten Glied 26 durch einen Paßstift 124 verbunden. Das Kunststofflager 122 bewegt sich bei Axialbewegung des langgestreckten Glieds 26 entlang einer Innenfläche 127 des langgestreckten Mittengehäuseglieds 28.
Ein Lagerblock 132 ist genau entgegengesetzt gegenüberliegend dem Kunststofflager 122 auch mit dem langgestreckten Glied 26 verbunden. Der Lagerblock 132 ist in dem Schlitz 112 angeordnet und wird durch parallele Seitenflächen des Schlitzes 112 geführt. Der Schlitz 112 und der Lagerblock 132 wirken somit derart zusammen, daß das langgestreckte Glied 26 an einer Dreh- oder Querbewegung relativ zu dem langgestreckten Mittengehäuseglied 28 gehindert und das langgestreckte Glied zur Axialbewegung entlang der Achse A geführt wird.
O-Ringe 126 sind in Nuten 128 in dem langgestreckten Glied 26 angeordnet. Die O-Ringe 126 sind elastisch verformt und üben eine Federkraft auf das Kunststofflager 122 und den Lagerblock 132 aus, wenn die Teile montiert sind.
Die Gestängeanordnung 24 ist mit dem langgestreckten Glied 26 zwischen dem Zahnstangenteil 34 und dem Schraubgewindeteil 32 des langgestreckten Glieds verbunden. Ein paar Spurstangen 134 des Gestänges 24 sind durch den Schlitz 112 in dem langgestreckten Mittengehäuseglied 28 mit dem langgestreckten Glied 26 durch ein Paar Bolzen 142 verbunden. Jeder der Belzen 142 erstreckt sich durch eine entsprechende Metallbuchse 144, die von einer Gummihülse 146 umgeben ist, durch eine Tellerscheihe 148 und durch eine Öffnung in dem Lagerblock 132. Die Spurstangen 134 sind somit so beweglich, daß sie relativ zu dem langgestreckten Glied 26 um die Bolzen 142 bei einer Axialbewegung des langgestreckten Glieds gedreht werden können.
Ein Faltenbalg 114 (Fig. 1) ist an dem langgestrecken Mittengehäuseglied 28 durch eine Klemme 116 angebracht und an dem Zahnradgehäuse 44 durch eine Klemme 118. Die Bolzen 142 erstrecken sich durch Öffnungen in dem Faltenbalg 114 hindurch. Der Faltenbalg 114 ist somit an der Gestängeanordnung 24 angebracht und bei Bewegung der Gestängeanordnung entlang dem Schlitz 112 axial auszieh- und zusammenschiebbar. Der Faltenbalg 114 umgibt das langgestreckte Mittengehäuseglied 28, um zu verhindern, daß Schmutz durch den Schlitz 112 in das Lenkgetriebe 20 gelangt.
Der elektrische Verstärkermotor 22 ist an dem linken Ende des Lenkgetriebes 20 angeordnet, wie der Figur 1 zu entnehmen ist. Der elektrische Verstärkermotor 22 ist koaxial um den Schraubgewindeteil 32 des langgestreckten Glieds 26 angeordnet. Ein Motorgehäuse 152 (Fig. 5), das den elektrischen Verstärkermotor 22 trägt, ist lösbar mit dem langgestreckten Mittengehäuseglied 28 durch Schrauben 154 verbunden. Leitungen 156 erstrecken sich in eine Endkappe 242, die einen Bürstenkasten 155 und das Motorgehäuse 152 trägt, um eine Stromverbindung mit dem Motor 22 herzustellen.
Der elektrische Verstärkermotor 22 umfaßt einen Rotor 162, der von einzelnen in Umfangsrichtung beabstandeten Permanentmagneten 164 umgeben ist, die an dem Inneren des Motorgehäuses 152 gesichert sind. Ein rohrförmiges Anschlußteil oder eine Antriebswelle 172 ist an dem Rotor 162 befestigt und erstreckt sich axial von beiden Enden des Rotors 162. Das linke Ende des rohrförmigen Anschlußteils 172, wie es der Fig. 5 zu entnehmen ist, wird durch ein Lager 176 getragen, das durch die Endkappe 242 gehalten wird. Der Schraubgewindeteil 32 des langgestreckten Glieds 26 ist teilweise in dem Rotor 162 und dem rohrförmigen Anschlußteil 172 angeordnet, wenn das Lenkgetriebe 20 in der Stellung ist, die in den Figuren 1 und 5 dargestellt ist. Wenn der elektrische Kraftverstärkermotor 22 erregt wird, dreht sich der Rotor 162 und das rohrförmige Anschlußteil 172.
Eine Kugelmutteranordnung 182 ist in einer Kammer 180 in dem langgestreckten Mittengehäuseglied 28 angeordnet. Die Kugelmutteranordnung 182 ist koaxial zu dem elektrischen Motor 22 und axial von dem Motor beabstandet. Die Kugelmutteranordnung 182 umgibt einen Teil des Schraubgewindeteils 32 des langgestreckten Glieds 26 und greift antreibend so in den Schraubgewindeteil 32 des langgestreckten Glieds 26 ein, daß das langgestreckte Glied 26 axial bewegt wird.
Die Kugelmutteranordnung 182 umfaßt ein allgemein zylindrisches Kugelmutterglied 184. Eine Innenfläche eines Endteils 186 des Kugelmutterglieds 184 hat einwärtsgerichtete Nuten, in die auswärtsgerichtete vorstehende Erhebungen antriebsmäßig eingreifen, die an einem Endteil 188 des rohrförmigen Anschlußteils 172 angeordnet sind. Wenn sich der Rotor 152 und das rohrförmige Anschlußteil 172 drehen, dreht sich somit das Kugelmutterglied 184. Ein C-förmiger Halter 190 ist durch einen Schlitz 199 in der Kugelmutter 184 und in eine Nut 200 in dem rohrförmigen Anschlußteil 172 eingefügt. Die Enden des C- förmigen Halters 190 erstrecken sich durch einen weiteren Schlitz 199a in der Kugelmutter 184. Der Halter 192 verhindert somit eine axiale Relativbewegung zwischen dem rohrförmigen Anschlußteil 172 und dem Kugelmutterglied 184.
Die Kugelmutteranordnung 182 umfaßt auch mehrere Kugeln 192, die eine mechanische Verbindung zwischen einem inneren Gewindeteil des Kugelmutterglieds 184 und dem Schraubgewindeteil 32 des langgestreckten Glieds 26 schaffen. Ein Rückführrohr 194 ist an dem Kugelmutterglied 184 angebracht, um die Kugeln 192 bei Drehung des Kugelmutterglieds zurückzuführen, wie es bekannt ist. Wenn der elektrische Verstärkermotor 22 das rohrförmige Anschlußteil 172 und somit das Kugelmutterglied 184 dreht, drücken die Kugel 192 das langgestreckte Glied 126 derart, daß es entlang der Achse A bewegt wird. Die Kugelmutteranordnung 182 wirkt somit wie ein Getriebe, das die Drehbewegung des elektrischen Motors 22 in eine Axialbewegung des langgestreckten Glieds 26 umwandelt. Ringförmige Filzwischer 196 sind an gegenüberliegenden inneren Enden des Kugelmutterglieds 184 angeordnet, um zu verhindern, daß Schmutz zu den Kugeln 192 gelangt. Die Filzwischer 196 werden durch Stifte 198 festgehalten, die sich radial durch das Kugelmutterglied 184 und in die Filzwischer erstrecken.
Ein Axiallager 202 ist zwischen einem Ende des Kugelmutterglieds 184 und einem inneren Schulterteil 204 des langgestreckten Mittengehäuseglieds 28 angeordnet. Ein weiteres Axiallager 206 ist zwischen dem gegenüberliegenden Ende des Kugelmutterglieds 184 und der Grundfläche einer Vertiefung 209 einer Spannmutter 208 angeordnet. Die Spannmutter 208 ist in das langgestreckte Mittengehäuseglied 28 eingeschraubt. Die Spannmutter 208 ist in das langgestreckte Gehäuseglied 28 mit einem ausreichenden Betrag eingeschraubt, um zu verhindern, daß sich die Kugelmutteranordnung 182 sich axial bewegt. Die Lager 202 und 206 sind nicht radial eingeschlossen und somit ist eine gewisse Radialbewegung der Lager 202, 206 und der Kugelmutteranordnung 182 möglich.
Ein entsprechender O-Ring 212 ist in einer ringförmigen Nut zwischen jedem der Lager 202, 206 und dem Schulterteil 204 und der Spannut 208 angeordnet. Die O- Ringe 212 wirken einer Radialbewegung des Kugelmuttergliedes 184 entgegen und erlauben einen geringen Betrag einer Axialbewegung des Kugelmutterglieds. Die O-Ringe 212 sind aus einem Elastomerwerkstoff. Die O-Ringe 212 erlauben einen geringen Betrag einer Axialbewegung des Kugelmutterglieds 184, da die O-Ringe leicht zusammendrücken können, wenn die Spannmutter 208 in das langgestreckte Mittengehäuseglied 28 eingeschraubt wird. Wenn immer das Kugelmutterglied 184 in eine Richtung gedreht wird, bewegt sich das Kugelmutterglied ein wenig in eine Axialrichtung, die sich aus der Kraft ergibt, die dem langgestreckten Glied 26 zugeführt wird. Die O-Ringe 212 übertragen eine Reibkraft auf die Lager 202, 206, um einer Radialbewegung dazwischen entgegenzuwirken. Eine derartige Kugelmutterspielanordnung ist in der US-Patentanmeldung 861,054, eingereicht am 8. Mai 1986 und übertragen auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung, offenbart.
Der Schraubgewindeteil 32 des langgestreckten Glieds 26 wird zur Bewegung durch ein Lager 222 getragen. Das Lager 222 erstreckt sich axial entlang dem Schraubgewindeteil 32 über eine Länge, die ausreichend ist, um zumindest in vier erhöhte Bereiche des Schraubgewindteils einzugreifen. Es gibt einen kleinen radialen Zwischenraum zwischen dem Außendurchmesser des Lagers 222 und einem Flächenteil 224 des langgestreckten Mittengehäuseglieds 28, das das Lager aufnimmt. Dieser Zwischenraum erlaubt eine gewisse Radialbewegung des Lagers 222 und somit des Schraubgewindeteils 32 des langgestreckten Glieds 26 relativ zu dem langgestreckten Mittengehäuseglied 28.
Ein O-Ring 226, der in einer ringförmigen Nut in dem Lager 222 angeordnet ist, nimmt den radialen Zwischenraum zwischen dem Lager 222 und dem langgestreckten Mittengehäuseglied 28 ein. Der O-Ring 226 besteht aus einem Elastomerwerkstoff und wird bei Radialbewegung des Lagers 222 zusammengedrückt. Der O-Ring 226 verformt sich so federnd, daß er einer Relativbewegung des Lagers 222 entgegenwirkt, und spannt somit das Lager in eine relativ zum langgestreckten Mittengehäuseglied 28 radiale Mittenstellung. Das Lager 222 ist axial angrenzend an ein Schulterteil 228 des langgestreckten Mittengehäuseglieds 28 angeordnet. Das Lager 222 wird in einer axialen Stellung relativ zu dem langgestreckten Mittengehäuseglied 128 durch einen Sprengring 232 gehalten, der in einer Nut 234 angeordnet ist.
Die Endfläche 150 des Schraubgewindeteils 32 des langgestreckten Glieds 26 an ihrem linken Ende, wie in Fig. 5 dargestellt ist, ist innerhalb der axialen Erstreckung S des Rotors 162 des elektrischen Verstärkermotors 22 angeordnet, wenn die Fahrzeugräder in einer Geradeausstellung sind. Die Endfläche 150 des langgestreckten Glieds 26 ist in jede Richtung entlang der Achse A von dieser Stellung bewegbar. Zum Beispiel, wenn das Fahrzeug sich vorwärtsbewegt und der Fahrzeugführer das Lenkrad und somit die Eingangswelle dreht, um das Fahrzeug so zu lenken, daß eine Drehung in eine Richtung gefahren wird, bewegt sich die Endfläche 150 von innerhalb der axialen Erstreckung S des elektrischen Motors 22 bis innerhalb der axialen Erstreckung D des Kugelmutterglieds 184, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Wenn der Fahrzeugführer das Lenkrad so dreht, daß eine Drehung in eine entgegengesetzte Richtung gefahren wird, bewegt sich die Endfläche 150 axial auswärts der axialen Erstreckung S des elektrischen Motors 22 bis in die axiale Erstreckung E der Endkappe 242, die mit dem Motorgehäuse 152 verbunden ist, und in eine Stellung, wie sie durch die Linie 150a dargestellt ist, die in Fig. 6 gezeigt ist.
Es sollte klar sein, daß, wenn das langgestreckte Glied 26 axial nach rechts bewegt wird, wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, so daß die Endfläche 150 in der axialen Erstreckung D des Kugelmutterglieds 184 (Figuren 5 und 6) ist, die gegenüberliegende axiale Endfläche 252 (Fig. 3) des langgestreckten Glieds von der Position, die durch die Linie I dargestellt ist, nach rechts in eine Position bewegt wird, die durch die Linie R dargestellt ist. Wenn das langgestreckte Glied 26 axial nach links bewegt wird, wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, so ist die Endfläche 150 in der axialen Erstreckung E der Endkappe 242 (Figuren 5 und 6), wobei die Endfläche 252 nach links in eine Position bewegt wird, die durch die Linie L dargestellt ist.
Während die bevorzugte Ausführungsform den Motor 22 koaxial mit dem langgestreckten Glied 26 darstellt, kann der Motor von dem langgestreckten Glied versetzt sein. Zum Beispiel kann die Ausgangswelle des Motors parallel zu dem langgestreckten Glied, rechtwinklig zu dem langgestreckten Glied oder in einem Winkel zu dem langgestreckten Glied sein. In diesen Fällen würde zwischen der Motorausgangswelle und der Kugelmutter ein geeignetes Getriebe notwendig sein, um die Kugelmutter anzutreiben. Eine elektromagnetische Kupplung kann auch zwischen dem Motor und der Kugelmutter verwendet werden, wenn dies gewünscht ist. Desweiteren kann zwischen dem Motor und der Kugelmutter ein Untersetzungsgetriebe verwendet werden, wenn dies gewünscht ist.
Aus der vorhergehenden Beschreibung der Erfindung wird der Fachmann Verbesserungen, Veränderungen und Abänderungen erkennen, die durch die beigefügten Ansprüche mitumfaßt sind.

Claims

1. Lenkgetriebe zum Drehen lenkbarer Fahrzeugräder, mit:

einem langgestreckten Glied (26), das einen Schraubgewindeteil (32), der an sein eines Ende angrenzt, und einen Zahnstangenteil (34) hat, der an sein anderes Ende angrenzt;

einem drehbaren Zahnrad (46), das in den Zahnstangenteil (34) des langgestreckten Glieds (26) eingreift;

einem Gestänge (24), das schwenkbar mit dem langgestreckten Glied (26) zum Drehen der lenkbaren Fahrzeugräder bei Bewegung des langgestreckten Glieds (26) verbunden ist;

einer Kugelmutter (184), die koaxial mit dem Schraubgewindeteil (32) und relativ zu dem Schraubgewindeteil (32) drehbar ist, um eine Axialbewegung des langgestreckten Glieds (26) zu bewirken;

einem elektrischen Motor (22) mit einem Drehanker (162), der koaxial zu der Kugelmutter (184) und axia1 beabstandet von der Kugelmutter (184) zum Antreiben der Kugelmutter (184) ist, wobei

der elektrische Motor (22) eine rohrförmige Ausgangsantriebswelle (172) hat,

dadurch gekennzeichnet, daß

ein Befestigungsmechanismus (142), der das Gestänge (24) an dem langgestreckten Glied (26) befestigt, zwischen dem Schraubgewindeteil (32) und dem Zahnstangenteil (34) vorgesehen ist, so daß die Gestängecinrichtung (24) die lenkbaren Fahrzeugräder bei Axialbewegung des langgestreckten Glieds (26) verschwenkt;

der Schraubgewindeteil (32) des langgestreckten Glieds (26) ein Ende (150) hat, das in der rohrförmigen Ausgangsantriebswelle (172) und in der Axialerstreckung des elektrischen Motors (22) angeordnet ist, wenn die lenkbaren Fahrzeugräder in einer Geradeausstellung angeordnet sind, und daraus zu einem Ort in der Axialerstreckung der Kugelmutter (184) bewegbar ist, wenn die Fahrzeugräder in mindestens einer verschwenkten Stellung sind, und

die Kugelmutter (184) einen Endteil (186) hat, der einen Endteil (188) der rohrförmigen Ausgangsantriebswelle (172) umgreift und damit verbunden ist, um bei Aktivierung des elektrischen Motors (22) angetrieben zu werden.

2. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, bei dem der Endteil (186) der Kugelmutter (184) mit einwärtsgerichteten Keilverzahnungen versehen ist und der Endteil (188) der rohrförmigen Ausgangsantriebswelle (172) mit auswärtsgerichteten Keilverzahnungen versehen ist, die in die einwärtsgerichteten Keilverzahnungen auf dem Endteil (186) der Kugelmutter (184) eingreifen, um dieselbe anzutreiben.

3. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, das weiter ein langgestrecktes mittiges Gehäuseglied (28) umfaßt, das das längsgestreckte Glied (26) für eine Axialbewegung relativ dazu lagert, wobei das längsgestreckte mittige Gehäuseglied (28) Flächen hat, die darin einen Schlitz (112) zwischen den Enden des längsgestreckten mittigen Gehäuseglieds (28) begrenzen, der sich parallel zur Längsachse (A) des längsgestreckten mittigen Gehäuseglieds (28) erstreckt.

4. Lenkgetriebe nach Anspruch 3, das weiter ein rohrförmiges Lager (222) umfaßt, das einen Teil des Schraubgewindeteils (32) umgibt und daran angreift, wobei sich das rohrförmige Lager (222) in dem längsgestreckten mittigen Gehäuse (28) befindet und relativ dazu radial beweglich ist.

5. Lenkgetriebe nach Anspruch 3, das ferner versehen ist mit einem Antriebszahnstangengehäuse (44), das die Antriebszahnstange (46) drehbar lagert, einer Einrichtung (102) zum lösbaren Befestigen eines Endes (92) des längsgestreckten mittigen Gehäuseglieds (28) an dem Antriebszahnstangengehäuse (44) und einem Elektromotorgehäuse (152) sowie einer Einrichtung (154) zum lösbaren Befestigen des Elektromotorgehäuses (152) an dem anderen Ende des längsgestreckten mittigen Gehäuseglieds (28).