DE4201906A1 - Lenkvorrichtung mit veraenderbarem lenkwinkelverhaeltnis - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung zum Lenken eines Kraftfahrzeugs, wobei die Lenkvorrichtung das Verhältnis (Lenkwinkelverhältnis) eines gelenkten Winkels eines lenkbaren Rades zu einem Lenkwinkel eines Lenkrades verändern kann.

Eine herkömmliche Lenkvorrichtung mit einem veränderbaren Lenkwinkelverhältnis für ein Kraftfahrzeug mit lenkbaren Rädern ist beispielsweise aus der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 61-1 22 075 bekannt. Die bekannte Lenkvorrichtung umfaßt einen Planetengetriebe-Mechanismus, der im Lenkkraft-Übertragungsweg zwischen einem Lenkrad und einem Lenkgetriebe-Mechanismus angeordnet ist. Der Plane­ tengetriebe-Mechanismus weist ein mit dem Lenkrad gekoppel­ tes Sonnenrad, ein mit dem Lenkgetriebe-Mechanismus gekop­ peltes Ringrad und einen mit einem Motor gekoppelten Träger auf. Der Träger wird von dem Motor in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs angetrieben, um das Lenkwinkelverhältnis einzustellen.

In der herkömmlichen Lenkvorrichtung mit dem veränderbaren Lenkwinkelverhältnis sind das Sonnenrad, der Träger und das Ringrad des Planetengetriebe-Mechanismus unabhängig voneinander drehbar. Daher ist es schwierig, die neutrale Stellung des Lenkrades mit der neutralen Stellung der lenkbaren Räder auszurichten.

Ein weiteres Problem der herkömmlichen Lenkvorrichtung mit dem veränderbaren Lenkwinkelverhältnis liegt darin, daß der Motor über einen langen Zeitraum in Betrieb ist und eine große Menge elektrischer Energie verbraucht, da der Motor jedesmal erregt wird, wenn das Lenkrad gedreht wird.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung und zur Lösung der vorstehend genannten Probleme der herkömm­ lichen Lenkvorrichtung mit dem veränderbaren Lenkwinkel­ verhältnis gemacht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lenkvorrichtung mit veränderbarem Lenkwinkelverhältnis bereitzustellen, die eine einfache Ausrichtung der neutralen Stellung des Lenkrads mit der neutralen Stellung der lenkbaren Räder ermöglicht und eine relativ geringe Menge elektrischer Energie verbraucht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Lenkvor­ richtung vorgesehen zum Lenken eines lenkbaren Rades in Antwort auf eine Drehbewegung eines Lenkrades mit einem veränderbaren Lenkwinkelverhältnis zwischen Lenkrad und lenkbarem Rad, umfassend einen Kugelumlauf-Mechanismus mit einer Schraubenwelle, die mit einem der Teile, lenkbares Rad oder Lenkrad, koppelbar und in Antwort auf eine Drehung des lenkbaren Rades oder des Lenkrades um eine erste Achse drehbar ist, und mit einer Kugelmutter, die durch eine Mehrzahl von umlaufenden und dazwischen angeordneten Kugeln auf die Schraubenwelle geschraubt ist, ein winkelmäßig bewegbares Element, das mit dem jeweils anderen Teil, Lenkrad oder lenkbares Rad, koppelbar ist und in Antwort auf eine Drehbewegung des lenkbaren Rads oder des Lenkrads um eine zweite Achse winkelmäßig bewegbar ist, einen Wandlermechanismus mit einem Wandler-Element, das auf der Kugelmutter angebracht, gleichsinnig mit der Kugelmutter entlang der ersten Achse linear bewegbar und um die erste Achse winkelmäßig bewegbar ist, und mit einem Hebel- Element, das in einer Position in Eingriff mit dem Wandler- Element gehalten ist und gleichsinnig mit dem winkelmäßig bewegbaren Element winkelmäßig bewegbar ist, um eine Wandlung zwischen einer linearen Bewegung des Wandler- Elements und einer Winkelbewegung des Hebel-Elements zu bewirken, wobei der Abstand zwischen der Position und der zweiten Achse in Antwort auf eine Winkelbewegung des Wandler-Elements um die erste Achse veränderbar ist und einen Antriebsmechanismus, um das Wandler-Element winkelmäßig um die erste Achse zu bewegen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Es stellt dar

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Lenkvorrichtung mit veränderbarem Lenkwinkelverhältnis gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 1; und

Fig. 4 einen Längsschnitt einer Lenkvorrichtung mit veränderbarem Lenkwinkelverhältnis gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Lenkvorrichtung 1 mit veränderbarem Lenkwinkelverhältnis gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Lenkvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 11 auf, das an der Karosserie (nicht darge­ stellt) eines Kraftfahrzeugs angebracht ist. Ein Lenkstock 12 mit einer sich in Fig. 1 vertikal erstreckenden Mittel­ achse L1 ist in dem Gehäuse 11 durch Lager 13, 14 drehbar gehalten. Ein oberes Ende des Lenkstocks 12 erstreckt sich aus dem Gehäuse 11 heraus und ist mit einem Lenkrad (nicht dargestellt) mittels einer allgemein üblichen Verbindung oder dgl. (nicht dargestellt) gekoppelt. Das Lager 13 weist ein im Querschnitt im wesentlichen kanal-förmiges bzw. U- förmiges Innenteil auf, das am Lenkstock 12 befestigt ist, und ein am Gehäuse 11 befestigtes Außenteil. Das Innenteil und das Außenteil sind relativ zueinander drehbar. Der Lenkstock 12 ist an einer axialen Bewegung relativ zum Gehäuse 11 gehindert.

Der Lenkstock 12 weist einen mit einem Außengewinde verse­ henen Abschnitt (Schraubenwelle) 12a auf, der innerhalb des Gehäuses 11 angeordnet ist. Eine Kugelmutter 15 ist in einem Wandlermutter-Element 17 aufgenommen und koaxial und relativ-verdrehbar auf dem Außengewinde-Abschnitt 12a mit einer Anzahl von umlaufenden Kugeln 16 zwischen dem Außen­ gewinde-Abschnitt 12a und der Kugelmutter 15 angeordnet. Die Kugelmutter 15 weist einen radial daran angebrachten Zapfen 18 auf, der sich radial auswärts durch einen entlang des Umfangs in dem Wandlermutter-Element 17 festgelegten Schlitz 17a erstreckt. Die Kugelmutter 15 weist ein Loch (nicht dargestellt) auf, durch welches die Kugeln 16 umlaufen. Ein radial äußeres Ende des Zapfens 18 ist mit einem Schieber 19 in Eingriff, der radial außerhalb des Wandlermutter-Elements 17 angeordnet ist und in dem Gehäuse 11 für eine axiale Gleitbewegung entlang der Achse L1 gleitverschieblich gehalten ist. Daher ist die Kugelmutter 15 daran gehindert, sich durch den Schieber 19 um die Achse L1 zu drehen. Der Außengewinde-Abschnitt 12a, die Kugel­ mutter 15 und die Kugeln 16 dienen zusammen als ein Kugel­ umlaufmechanismus 20. Die Kugelmutter 15 ist in Antwort auf eine Drehung des Außengewinde-Abschnitts 12a um die Achse L1 axial verschiebbar.

Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt das Wandlermutter-Element 17 einen Hohlzylinder, durch den sich der Lenkstock 12 lose in axialer Richtung erstreckt. Das Wandlermutter-Element 17 ist winkelmäßig bewegbar und axial verschiebbar in dem Gehäuse 11 angeordnet. Die Kugelmutter 15 ist durch Lager 21,22 drehbar in einem oberen Abschnitt des Wandlermutter- Elements 17 angebracht. Ein Längsschlitz 17b ist in einem unteren Abschnitt des Wandlermutter-Elements 17 axial festgelegt. Das Wandlermutter-Element 17 hat einen ein­ stückigen Arm 23, der von einem Mittelabschnitt davon in einer zur Achse L1 normalen Richtung radial auswärts vorsteht. Das Wandlermutter-Element 17 ist mit der Kugelmutter 15 axial bewegbar. Eine Mehrzahl von Kugeln 24 sind in Rollpassung in dem Längsschlitz 17b angeordnet. Ein Schneckenrad 25 ist betriebsmäßig mit dem unteren Abschnitt des Wandlermutter-Elements 17 durch die Kugeln 24 gekoppelt derart, daß das Schneckenrad 25 gleichsinnig mit dem Wandlermutter-Element 17 winkelmäßig bewegbar und relativ zu dem Wandlermutter-Element 17 axial bewegbar ist. Ein radial äußeres, distales Ende des Arms 23 des Wandler­ mutter-Elements 17 steht mit einem Hebel-Element 26 wie nachfolgend beschrieben in Eingriff.

Wie in Fig. 3 dargestellt, umfaßt das Hebel-Element 26 einen Hauptkörper 31 in Form eines kurzen Hohlzylinders oder einer Pfanne und eine mit dem Hauptkörper 31 ein­ stückige Welle oder Dreh-Element 30. Die Welle 30 ist in dem Gehäuse durch Lager 27, 28 gehalten, so daß die Welle 30 und der Hauptkörper 31 um eine senkrecht zur Achse L1 verlaufende Achse C (siehe Fig. 2) winkelmäßig bewegbar sind. Der Hauptkörper 30 weist ein Eingriffsloch 26a großen Durchmessers auf, durch das sich das Wandlermutter-Element 17 erstreckt. Ein erstes Zahnrad 29 ist fest auf dem proximalen Ende der Welle 30 angebracht. Die Fig. 2 und 3 zeigen die beiden extremen Stellungen, in die der Arm 23 des Wandlermutter-Elements 17 und das Hebel-Element 26 bewegbar sind.

Der Arm 23 ist in dem Eingriffsloch 26a des Hebel-Elements 26 von einem sphärischen Lager 33 und einem Rollenlager 32 gehalten. Das Rollenlager 32 weist zwei Reihen von Kugeln 32a oberhalb bzw. unterhalb des Arms 23 auf. Der Arm 23 ist daher bezüglich des Rollenlagers 32 frei verschwenkbar beweglich. Folglich ist das Wandlermutter-Element 17 nicht nur in Richtung der Achse L1 bewegbar, sondern auch um die Achse L1 winkelmäßig bewegbar, während es eine Bewegung des radial äußeren, distalen Endes des Arms 23 entlang der inneren Umfangsfläche des Eingriffslochs 26a ermöglicht. Das Wandlermutter-Element 17 und das Hebel-Element 26 dienen zusammen als Wandlermechanismus 99.

Wie in Fig. 1 dargestellt, kämmt das erste Zahnrad 29 mit einem zweiten Zahnrad 34, welches koaxial mit einem dritten Zahnrad 35 gekoppelt ist. Das dritte Zahnrad 35 kämmt mit einer Verzahnung 36a einer Zahnstange 36. Gegenüberliegende Enden der Zahnstange 36 sind mit Gelenkarmen von lenkbaren Rädern des Kraftfahrzeugs jeweils durch Zugstangen oder dgl. (nicht dargestellt) gekoppelt. Das dritte Zahnrad 35 und die Zahnstange 36 bilden zusammen einen Zahnstangen- Lenkgetriebemechanismus zur Übertragung von Lenkkräften vom Lenkrad auf die lenkbaren Räder.

Das Schneckenrad 25, durch das sich das Wandlermutter- Element 17 axial erstreckt, ist durch Lager 37, 38 drehbar in einem unteren Abschnitt des Gehäuses 11 koaxial zum Wandlermutter-Element 17 gehalten. Das Schneckenrad 25 weist einen axial in seiner Innenumfangsfläche festgelegten Längsschlitz 25a auf. Die Kugeln 24 sind rollend in dem Schlitz 25a und dem Schlitz 17a des Wandlermutter-Elements 17 gehalten. Das Schneckenrad 25 weist ein Zahnrad 25b auf, das an einer Außenumfangsfläche davon angeordnet ist und mit einer auf der Ausgangswelle eines Motors 40 befestigten Schnecke 39 kämmt. Das Schneckenrad 25, die Schnecke 39 und der Motor 40 dienen zusammen als ein Antriebsmechanismus, um das Wandlermutter-Elements 17 um die Achse L1 zu drehen.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist der Motor 40 elektrisch mit einem Regelschaltkreis 41 verbunden, der den Motor 40 zur Drehung der Schnecke 39 um ihre eigene Achse erregt. Mit dem Regelschaltkreis 41 sind ein Fahrzeuggeschwindigkeits- Sensor 42 und ein Lenkwinkelverhältnis-Sensor 43 elektrisch verbunden. Daher erregt der Regelschaltkreis 41 den Motor 40 zur Regelung der Winkelverlagerung der Ausgangswelle des Motors 40 auf der Grundlage eines Fahrezeuggeschwindig­ keits-Signals von dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 42 und eines Lenkwinkelverhältnis-Signals von dem Lenkwinkel­ verhältnis-Sensor 43. Der Regelschaltkreis 41 ist zur Regelung des Lenkwinkelverhältnises unter Signalrückführung derart ausgebildet, daß das Lenkwinkelverhältnis in einem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner und in einem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist.

Wie in Fig. 2 dargestellt, umfaßt der Lenkwinkelverhält­ nis-Sensor 43 eine Detektorwelle 60, die drehbar und axial bewegbar parallel zu dem Wandlermutter-Element 17 gehalten ist, und einen Differentialübertrager 61 zur Erfassung einer axialen Versetzung eines Kerns 60a, der koaxial zu der Detektorwelle 60 befestigt ist. Ein oberer, mit einem Außengewinde versehener Endabschnitt 60b der Detektorwelle 60 kämmt mit einer bezüglich des Gehäuses 11 festgelegten Mutter 63. Ein Zahnrad 64 ist fest an der Detektorwelle 60 angebracht und kämmt mit einem Zahnrad 65, welches seiner­ seits mit einem fest an dem Schneckenrad 25 angebrachten Zahnrad 66 kämmt. Wenn sich das Schneckenrad 25 um die Achse L1 dreht, dreht sich die Detektorwelle 60 um ihre eigene Achse und wird somit axial verlagert. Gleichzeitig wird die axiale Stellung des Kerns 60a, d. h. die Winkel­ verlagerung des Schneckenrads 25 entsprechend einem Lenk­ winkelverhältnis, von dem Differentialübertrager 61 erfaßt.

Der Lenkwinkelverhältnis-Sensor 43 kann zur Berechnung eines Lenkwinkelverhältnises durch kombiniertes Erfassen des Winkels, um welchen das Lenkrad gedreht wird, und des Winkels, um den die lenkbaren Räder gelenkt sind, bzw. der axialen Verlagerung der Kugelmutter 15 und der Winkelver­ lagerung des Zahnrads 29 bzw. der Winkelverlagerung des Schneckenrads 25 oder des Lenkstocks 12 und der axialen Verlagerung der Zahnstangenwelle 36 ausgebildet sein.

Die Lenkvorrichtung 1 arbeitet wie folgt: Wenn das Lenkrad gedreht wird, wird der Lenkstock 12 um die Achse L1 gedreht, um die Kugelmutter 15 entlang der Achse L1 zu verlagern. Das Wandlermutter-Element 17 bewegt sich gleich­ sinnig mit der Kugelmutter 15 linear in die in Fig. 2 durch den Pfeil X angedeutete, axiale Richtung. Gleichzei­ tig greift der Arm 23 des Wandlermutter-Elements 17 gegen axiale Verlagerung relativ zum Hebel-Element 26 in dessen Eingriffsloch 26a ein. Daher bewegt sich das Hebel-Element 26 bei einer Verlagerung des Wandlermutter-Elements 17 in axialer Richtung X gleichsinnig mit dem ersten Zahnrad 29 in der durch den Pfeil Y angedeuteten Richtung winkelmäßig um die Achse C. Die Winkelbewegung des ersten Zahnrads 29 bewirkt eine Winkelbewegung der zweiten und dritten Zahn­ räder 34, 35 mit erhöhter Geschwindigkeit und verlagert die Zahnstangenwelle 36 entlang ihrer Achse, wodurch die lenkbaren Räder gelenkt werden.

Das Wandlermutter-Element 17 ist mit dem Schneckenrad 25 winkelmäßig bewegbar und betriebsmäßig über das Schnecken­ rad 25 und die Schnecke 39 mit dem Motor 40 gekoppelt. Das Wandlermutter-Element 17 wird von dem Motor 40 in Abhängig­ keit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel­ verhältnis winkelmäßig um die Achse L1 bewegt. Wenn das Wandlermutter-Element 17 winkelmäßig bewegt wird, wird das distale Ende des Arms 23 winkelmäßig gegen die innere Umfangsfläche des Eingriffslochs 26a des Hebel-Elements 26 verlagert. Folglich verändert sich die Position, in der der Arm 23 mit der inneren Umfangsfläche des Eingriffslochs 26a in Eingriff steht bezüglich der Achse C der Winkelbewegung des Hebel-Elements 26. Daher ändert sich der Abstand von der Achse C der Winkelbewegung des Hebel-Elements 26 zu der Position, in der der Arm 23 mit der inneren Umfangsfläche des Eingriffslochs 26a in Eingriff ist, in Antwort auf eine Winkelbewegung des Wandlermutter-Elements 17 um die Achse L1. Das Verhältnis der Winkelverlagerung des Hebel-Elements 26 in der Richtung Y zu der axialen Verlagerung des Wand­ lermutter-Elements 17 in der Richtung X, d. h. das Lenkwin­ kelverhältnis, ändert sich in Abhängigkeit von dem vorste­ hend genannten Abstand. Das Lenkwinkelverhältnis wird, wie vorstehend beschrieben, bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit auf kleinere und bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit auf größere Werte geregelt. Daher ist das Kraftfahrzeug bei einer Fahrt im Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeiten bei einer Lenkbewegung hochstabil und kann ferner bei einer Fahrt im Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit enge Wendungen durchführen.

Die Winkelstellung des Hebel-Elements 26 um die Achse C wird von der axialen Stellung des Wandlermutter-Elements 17 bestimmt. Folglich wird Ausrichtung der neutralen Stellung des Hebel-Elements 26 und der neutralen Stellung des Wandlermutter-Elements 17 bei einer Änderung des Lenk­ winkelverhältnisses nicht gestört.

Mit anderen Worten befindet sich der Arm 23 in seiner neutralen Stellung in der Richtung X und das Hebel-Element 26 in seiner neutralen Stellung in der Richtung Y, wenn sich das Lenkrad und die gelenkten Räder in ihren neutralen Stellungen befinden. Wenn das Wandlermutter-Element 17 winkelmäßig um die Achse L1 bewegt wird, um in diesem Zustand das Lenkwinkelverhältnis zu ändern, verbleibt das Hebel-Element 26 vollständig ruhig. Daher werden die neutrale Stellung des Lenkrads und die neutrale Stellung der lenkbaren Räder nicht beeinflußt, wenn sich das Lenkwinkelverhältnis ändert. Entsprechend werden die neutrale Stellung des Lenkrads und die neutrale Stellung der lenkbaren Räder, ungeachtet jeglicher Änderung des Lenkwinkelverhältnises, zueinander in Ausrichtung gehalten.

Der Motor 40 wird nur erregt, wenn das Lenkwinkelverhältnis geändert werden soll. Daher verbraucht der Motor 40 eine relativ geringe Menge elektrischer Energie und weist eine hohe Lebensdauer auf.

Die Lenkvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung erlaubt somit eine einfache Ausrichtung der neutralen Stellung des Lenkrads mit der neutralen Stellung der lenkbaren Räder und verbraucht auch eine relativ geringe Menge elektrischer Energie. Die Lenkvorrichtung 1 kann einfach wie folgt zusammengefaßt werden: Das Wandler­ mutter-Element 17 ist betriebsmäßig mit dem Lenkrad gekoppelt und wird linear entlang einer Achse L1 bewegt, wenn das Lenkrad gedreht wird. Das Wandlermutter-Element 17 verfügt über eine neutrale Stellung. Das Hebel-Element 26 ist betriebsmäßig mit den lenkbaren Rädern gekoppelt und wird winkelmäßig um die Achse C bewegt, die sich senkrecht zu, aber abgesetzt von der Achse L1 erstreckt, wenn die lenkbaren Räder gelenkt werden. Das Hebel-Element 26 verfügt über eine neutrale Stellung. Der Arm 23, der ein Teil des Wandlermutter-Elements 17 ist, ist positions­ veränderbar in Eingriff mit dem Hebel-Element 26 gehalten. Die Position, in der der Arm 23 mit dem Hebel-Element 26 in Eingriff ist, liegt in einer die Achse C enthaltenden Ebene P (siehe Fig. 2) und ist auf einem von der Achse L1 äquidistant beabstandeten Weg (d. h. dem Lager 32) bewegbar. Diese Anordnung verhindert, daß die neutrale Stellung des Lenkrads und die neutrale Stellung der lenkbaren Räder durch eine Änderung des Lenkwinkelverhältnises beeinflußt werden.

Fig. 4 zeigt eine Lenkvorrichtung 200 mit einem veränder­ baren Lenkwinkelverhältnis gemäß einer zweiten Ausführungs­ form der Erfindung. Jene Teile der Lenkvorrichtung 200, die mit denen der Lenkvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausfüh­ rungsform identisch sind, sind mit den gleichen Bezugs­ zeichen versehen und werden nachfolgend nicht im einzelnen beschrieben werden. Wie bei den Fig. 2 und 3, so zeigt Fig. 4 beide Extremstellungen, in die der Arm 23 des Wandlermutter-Elements 17 und das Hebel-Element 26 bewegbar sind.

Die Lenkvorrichtung 200 unterscheidet sich von der Lenk­ vorrichtung 1 grundlegend dadurch, daß die Lenkkräfte von dem Lenkrad auf die lenkbaren Räder in einer Richtung übertragen werden, die entgegengesetzt zu der Richtung der Lenkkräfte bei der Lenkvorrichtung 1 ist.

Die Lenkvorrichtung 200 weist ein am Lenkstock 12 befestig­ tes Zahnrad 50 auf, welches mit einem Übersetzungszahnrad 51 kämmt. Das Zahnrad 51 ist gleichsinnig mit einem Zahnrad 52 drehbar. Das Zahnrad 52 kämmt mit einem Zahnrad 53, das koaxial zur Achse C an dem Hebel-Element 26 befestigt ist. Wenn das mit dem Lenkstock 12 gekoppelte Lenkrad gedreht wird, wird auch das Zahnrad 50 gedreht. Dies bewirkt eine Drehung des Zahnrads 53 durch die Zahnräder 51, 52, wodurch das Hebel-Element 26 um die Achse C gedreht wird.

Wie bei der Lenkvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungs­ form ist der Arm 23 des Wandlermutter-Elements 17 bewegbar in Eingriff mit der Innenumfangsfläche des Eingriffslochs 26a des Hebel-Elements 26 gehalten und ist gleichsinnig mit dem Hebel-Element 26 axial verlagerbar. Die Kugelmutter 15 des Kugelumlaufmechanismus 20 ist drehbar in dem Wandler­ mutter-Element 17 angebracht und ist gleichsinnig mit der Wandlereinheit 17 axial verlagerbar. Eine Schraubenwelle 55 ist über Kugeln 16 in die Kugelmutter 15 eingeschraubt. Das untere Ende des Wandlermutter-Elements 17 ist betriebsmäßig mit dem Motor 40 gekoppelt.

Ein Zahnrad 56 ist an dem oberen Ende (siehe Fig. 4) der Schraubenwelle 55 fest angebracht und kämmt mit einem Zahnrad 58 an der äußeren Umfangsfläche einer Kugelmutter 57. Die Kugelmutter 57 ist in Form eines Hohlzylinders ausgebildet, durch den sich eine Übertragungsstange 59 erstreckt. Die Kugelmutter 57 weist an ihrer Innenumfangs­ fläche einen mit einem Innengewinde versehenen Abschnitt 57a auf. Die Übertragungsstange 59 weist einen mit einem Außengewinde versehenen Abschnitt 59a an ihrer Außenum­ fangsfläche auf. Die Kugelmutter 57 ist durch eine Anzahl umlaufender Kugeln 80, die in den Innengewinde- und Außen­ gewinde-Abschnitten 57a, 59a aufgenommen sind, über die Übertragungsstange 59 gepaßt, wodurch ein Kugelumlauf­ mechanismus 81 bereitgestellt wird. Die Übertragungsstange 59 ist nicht-verdrehbar und axial verlagerbar in dem Gehäuse 11 gehalten und weist gegenüberliegende Enden auf, die mit Gelenkarmen der lenkbaren Räder des Kraftfahrzeugs gekoppelt sind.

Wenn das Lenkrad gedreht wird, wird das Hebel-Element 26 winkelmäßig um die Achse C in der durch den Pfeil X′ angedeuteten Richtung winkelmäßig bewegt. Die Winkelbe­ wegung des Hebel-Elements 26 wird in eine axiale Verla­ gerung des Wandlermutter-Elements 17 in der axialen, durch den Pfeil Y angedeuteten Richtung umgewandelt. Die Kugelmutter 15, die gleichsinnig mit dem Wandlermutter- Element 17 ebenfalls axial bewegt wird, dreht dann die Schraubenwelle 55 um ihre eigene Achse. Die Drehung der Schraubenwelle 55 wird durch die Zahnräder 56, 58 auf die Kugelmutter 57 übertragen, die dann gedreht wird, um die Übertragungsstange 59 axial zu verlagern. Hierdurch werden die daran gekoppelten lenkbaren Räder gelenkt.

Bei der Lenkvorrichtung 200 kann das Wandlermutter-Element 17 winkelmäßig durch den Motor 40 über das Schneckenrad 25 bewegt werden, um die Position zu verändern, in der der Arm 23 zur Änderung des Lenkwinkelverhältnisses in das Ein­ griffsloch 26 eingreift. Der Motor 40 wird in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs derart gesteuert, daß das Kraftfahrzeug hochstabil ist, wenn es in einem Bereich hoher Geschwindigkeit gelenkt wird, und enge Wendungen durchführen kann, wenn es in einem Bereich niedriger Geschwindigkeit gelenkt wird.

Claims (4)

1. Lenkvorrichtung (1; 200) zum Lenken eines lenkbaren Rades in Antwort auf eine Drehbewegung eines Lenkrades mit einem veränderbaren Lenkwinkelverhältnis zwischen Lenkrad und lenkbarem Rad, umfassend:

• - einen Kugelumlauf-Mechanismus (20) mit einer Schraubenwelle (12a; 55), die mit einem der Teile, lenkbares Rad oder Lenkrad, koppelbar und in Antwort auf eine Drehung des lenkbaren Rades oder des Lenkrades um eine erste Achse (L1) drehbar ist, und mit einer Kugelmutter (15), die durch eine Mehrzahl von umlaufenden und dazwischen angeordneten Kugeln (16) auf die Schraubenwelle (12a; 55) geschraubt ist;
• - ein winkelmäßig bewegbares Element (29; 53), das mit dem jeweils anderen Teil, Lenkrad oder lenkbares Rad, koppelbar ist und in Antwort auf eine Drehbewegung des lenkbaren Rads oder des Lenkrads um eine zweite Achse (C) winkelmäßig bewegbar ist;
• - einen Wandlermechanismus (99) mit einem Wandler- Element (17), das auf der Kugelmutter (15) angebracht, gleichsinnig mit der Kugelmutter (15) entlang der ersten Achse (L1) linear bewegbar und um die erste Achse (L1) winkelmäßig bewegbar ist, und mit einem Hebel-Element (26), das in einer Position in Eingriff mit dem Wandler-Element (17) gehalten ist und gleichsinnig mit dem winkelmäßig bewegbaren Element (29; 53) winkelmäßig bewegbar ist, um eine Wandlung zwischen einer linearen Bewegung des Wandler-Elements (17) und einer Winkelbewegung des Hebel-Elements (26) zu bewirken, wobei der Abstand zwischen der Position und der zweiten Achse (C) in Antwort auf eine Winkelbewegung des Wandler-Elements (17) um die erste Achse (L1) veränderbar ist; und
• - einen Antriebsmechanismus (40, 39, 25), um das Wandler- Element (17) winkelmäßig um die erste Achse (L1) zu bewegen.

2. Lenkvorrichtung (1; 200) zum Lenken eines lenkbaren Rades in Antwort auf eine Drehbewegung eines Lenkrades mit einem veränderbaren Lenkwinkelverhältnis zwischen Lenkrad und lenkbarem Rad, umfassend:

• - ein erstes Element (17), das mit einem der Teile, lenkbares Rad oder Lenkrad, betriebsmäßig koppelbar und entlang einer ersten Achse (L1) linear bewegbar ist, wenn das eine Teil, lenkbares Rad oder Lenkrad, gedreht wird, wobei das erste Element (17) eine neutrale Stellung aufweist; und
• - ein zweites Element (26), das mit dem jeweils anderen Teil, Lenkrad oder lenkbares Rad, betriebsmäßig koppelbar und um winkelmäßig eine zweite Achse (C) bewegbar ist, wenn das andere Teil, Lenkrad oder lenkbares Rad, gedreht wird, wobei die zweite Achse (C) von der ersten Achse (L1) versetzt ist und wobei das zweite Element (26) eine neutrale Stellung aufweist; wobei das erste Element (17) einen Abschnitt (23) aufweist, der mit dem zweiten Element (26) an einer veränderbaren Position in Eingriff ist, und wobei die veränderbare Position entlang eines Wegs (32) beweg­ bar ist, der in einer die zweite Achse (C) enthalten­ den und von der ersten Achse (L1) äquidistant beab­ standeten Ebene (P) liegt.

3. Lenkvorrichtung (1; 200) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter einen Antriebsmechanismus (40, 39, 25, 24) umfaßt für eine winkelmäßige Bewegung des ersten Elements (17) um die erste Achse (L1), um die veränderbare Position zur Änderung des Lenkwinkelver­ hältnisses auf dem Weg (32) zu bewegen.

4. Lenkvorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter einen Kugelumlaufmecha­ nismus (20) umfaßt zur Wandlung einer Winkelbewegung des Lenkrads in eine lineare Bewegung und zur Übertragung der linearen Bewegung auf das erste Element (17).