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Die
Erfindung geht aus von einem Lenkgetriebe nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Bauformen
von Lenkgetrieben sind in vielfältiger
Form bekannt, wobei drei grundsätzliche
Typen, nämlich
die sogenannte Zahnstangen-Lenkung, die Schneckenrollen-Lenkung
und die Kugelumlauf-Lenkung, auch in ihren Grundprinzipien untereinander kombiniert
bzw. durch die Zuführung
beliebiger Hilfskräfte
(Servolenkung) ergänzt,
unterschieden werden können,
wobei die Hilfskräfte
bevorzugt elektrischer oder hydraulischer Natur sein können.
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Zur
allgemeinen Information wird verwiesen auf das Kraftfahrtechnische
Taschenbuch von Bosch, 20. Auflage, Seiten 498 bis 501, aus welchem
die Grundprinzipien der verschiedenen Lenkgetriebe-Bauformen entnommen
werden können.
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So
umfaßt
eine Zahnstangen-Lenkung, deren grundsätzliche Bauform in modifizierter
Form auch als Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung zugrunde
liegt, ein in einem Gehäuse
stationär
gelagertes Ritzel, welches mit einer im Gehäuse quergeführten Zahnstange kämmt, wobei
das Ritzel üblicherweise
von der mit dem Lenkrad verbundenen Lenkstange zur Durchführung von
Drehbewegungen angetrieben ist, die sich über die Verzahnung zwischen
Ritzel und Zahnstange in eine Axialbewegung der Zahnstange umsetzen.
An der Zahnstange können
dann, über
beliebige Zwischenhebel, Spurhebel, Lenkhebel u. dgl. die Achsen
der Vorderräder
eines Kraftfahrzeugs befestigt sein, so daß sich bei Drehung des Lenkrades
gleichsinnige Radeinschläge
ergeben.
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Die Übersetzung
der Zahnstangen-Lenkung ist durch das Verhältnis der Ritzeldrehungen (entspricht
den Lenkraddrehungen) zum Zahnstangenhub definiert. Durch entsprechende
Verzahnung der Zahnstange läßt sich
die Übersetzung über den
Hub auch variabel gestalten.
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Will
man bei einer Zahnstangen-Lenkung eine Hilfskraft einleiten, dann
kann hierzu üblicherweise
so vorgegangen werden, wie auf Seite 500 des erwähnten Kraftfahrtechnischen
Taschenbuchs unter dem Stichwort "Zahnstangen-Hydrolenkung" erläutert; dabei
bildet das Gehäuse
für die
Zahnstange einen hydraulischen Zylinder, in dessen Inneren die Zahnstange,
beispielsweise durch einen vorspringenden Ringwulst als Kolben definiert
werden kann, so daß durch
Zuführung
von Druckmittel beiderseits des so gebildeten Kolbens in den Ringraum
zwischen Zahnstange und Lenkzylinder die durch Drehung der Lenkwelle
eingeleitete Axialverschiebung der Zahnstange unterstützt wird.
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Die
Drucksteuerung kann mittels eines Drehmoment-Meßgliedes erfolgen, welches
das vom Lenkrad bei dessen Drehung eingeleitete Drehmoment erfaßt, wobei
in einigen Ausführungsformen
die Lenkwelle selbst die Steuerung mit Hilfe von Fasen oder entsprechend
ausgebildeten Steuerkanten übernimmt,
die einen entsprechenden Öffnungsquerschnitt
für den
Druckmittelstrom bilden.
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Im
Gegensatz hierzu arbeitet eine Kugelumlauf-Lenkung, wie sie in modifizierter
Ausführungsform
zur Aufnahme einer Servohilfskraft beispielsweise in der
DE-39 24 324 A1 beschrieben ist,
ohne axial verschiebliche Zahnstange und überträgt den Lenkradeinschlag auf
eine Lenkspindel, die ein Rundgewinde aufweist, in welchem Kugeln
zur Reibungsreduzierung umlaufen. Diese Kugeln nehmen ihrerseits
eine Lenkmutter bei Drehung der Lenkspindel mit, verlagern also
deren Position axial zur Lenkspindel, allerdings nur geringfügig.
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Da
die Lenkmutter außen
eine Verzahnung aufweist, mit welcher sie in eine entsprechende
Gegenverzahnung beispielsweise eines Lenkstockhebels eingreift,
ergibt sich als Ausgang eine Drehbewegung dieses Lenkstockhebels,
die über
eine entsprechende Kinematik letztlich die gleichsinnige Verschwenkung
der Vorderräder eines
Fahrzeugs bei Kurvenfahrt bewirkt.
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Um
bei einem solchen bekannten Lenkgetriebe (
DE-39 24 324 A1 über einen
weiteren Eingang eine zusätzliche,
vom Lenkradeinschlag unabhängige
Bewegungsgröße in das
Lenkgetriebe einzuleiten, ist die Lenkmutter an der der Lenkspindel
abgewandten Stirnseite mit einer als Stirnrad ausgebildeten Verlängerung
versehen. Dieses mit der Lenkmutter fest verbundene Stirnrad wird
zur Übertragung
des zusätzlichen,
vom Lenkradeinschlag unabhängigen Lenkwinkels
mittels eines Ritzels angetrieben, welches parallelachsig zur Lenkmutter
gelagert ist. Damit bei einer Axialverschiebung der Lenkmutter das die
Hilfskraft einleitende Ritzel nicht außer Wirkungseingriff mit dem
Stirnzahnrad an der Lenkmutter gerät, weist dieses eine axiale
Länge auf,
die in etwa der zu erwartenden maximalen Axialverschiebung der Lenkmutter
entspricht, wobei der Eingriff zwischen Stirnrad und Ritzel mittels
einer Geradverzahnung erfolgt.
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Die
Lenkspindel ist über
ein Lager in einem das gesamte Lenkgetriebe aufnehmenden Gehäuse drehbeweglich,
ansonsten fest gelagert, während
die Lenkmutter drehbar und axial verschiebbar auf der Lenkspindel
sitzt.
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Erfolgt
eine Drehung des Lenkrades bei festgehaltenem Ritzel für die Hilfsenergie,
dann kann aufgrund der Geradverzahnung die Lenkmutter die gewünschte Axialverschiebung
durchführen
und den Lenkstockhebel am Getriebeausgang drehen; wird demgegenüber eine
vom Lenkradeinschlag unabhängige
Drehbewegung bei festste hender Lenkspindel über das Ritzel und das Stirnrad
an der Lenkmutter eingeleitet, dann stützt sich die Lenkmutter auf
der dann stationären
Lenkspindel ab und kann sich auf diese Weise durch die hierdurch
hervorgerufene Schraubbewegung axial verschieben, wobei der axiale
Anteil der Schraubbewegung ebenfalls auf den Lenkstockhebel übertragen
wird.
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Weitere,
durch die Zuführung
einer Hilfsenergie die Form von Servolenkungen annehmende Lenkgetriebe
sind beispielsweise bekannt aus der
US
2 754 465 sowie der
GB
1 414, 206 .
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Bei
der
US 2 754 465 handelt
es sich um eine Schneckenrollen-Lenkung, bei der das vom Fahrzeugführer über das
Lenkrad eingeleitete Drehmoment mit Hilfe von Meßfühlern an der Lenksäule erfaßt und,
nach entsprechender Umwandlung, einer elektromotorischen Drehhilfe,
die an der Lenksäule angreift,
zugeführt
wird.
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Das
erwähnte
britische Patent 1 414 206 zeigt eine bekannte Kugelumlauf-Lenkung
mit hydraulischer Verstärkung.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf der Basis einer modifizierten
Zahnstangen-Lenkung eine besonders einfache Ausführungsform eines Lenkgetriebes
zu schaffen, welches die problemlose Einleitung eines zweiten Antriebs
bei kompakter Konstruktion ermöglicht.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hat den Vorteil,
daß nur
ein sehr geringer zusätzlicher
Baubedarf bei vorausgesetztem Grundprinzip einer Zahnstangenlenkung
mit nunmehr zwei Antrieben erforderlich ist, um so beispielsweise über den
zweiten Eingang einen zusätzlichen
Lenkwinkel zu überlagern,
der Korrektureingriffe an der Vorderachse zur Fahrzeugstabilisierung
oder die Realisierung einer Lenkunterstützung durch Lenkwinkelüberlagerung
ermöglicht.
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Die
Erfindung ermöglicht
ein solches Lenkgetriebe mit zwei Antrieben mit sehr wenigen zusätzlichen
Bauteilen, da auf der Grundkonzeption eines Zahnstangen-Lenkgetriebes basierend
Modifikationen vorhandener Komponenten, nämlich Umwandlung der Zahnstange
in eine Zahnwelle, schon wesentliche Erfordernisse zur Realisierung
der vorliegenden Erfindung abdecken, die im einfachsten Fall dann
lediglich noch ergänzt
zu werden braucht durch zusätzliche
Mittel, die der Zahnstange/Zahnwelle ergänzend eine Drehbewegung vermitteln.
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Ein
weiterer Vorteil vorliegender Erfindung besteht darin, daß sich ein
erheblicher Spielraum bei der Wahl der Übersetzungen ergibt, in Verbindung mit
einem besonders guten Wirkungsgrad in Richtung Lenkrad-Räder des Fahrzeugs, da bei Zugrundelegung
ohnehin vorhandener Bauelemente einer Zahnstangen-Lenkung im Grunde
nur eine zusätzliche
Eingriffsstelle an der Zahnwelle erforderlich ist, über die
die Hilfsenergie zum überlagerten
Lenkeingriff in das System eingeführt wird.
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Die
für die
Erfindung noch erforderlichen, zusätzlichen wenigen Bauteile kombinieren
sich mit dem ohnehin nur geringen Bauraumbedarf und der kompakten
Konstruktion von Lenkgetriebe und Steller zu einer im Prinzip einfachen
Konstruktion für
ein Lenkgetriebe mit zwei Antrieben.
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Weitere
Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß auch bei Ausfall des Stelleingriffs
(Stellmotor) die Konzeption fail-safe realisiert ist, wobei die Einleitung
der beiden Antriebe voneinander unabhängig ist.
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Die
in den Unteransprüchen
aufgeführten Maßnahmen
sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des
erfindungsgemäßen Lenkgetriebes,
wobei die Zahnwelle im Bereich des Lenkradeingangs bevorzugt als
Schneckenwelle ausgebilddet ist, in welche ein vom Lenkrad über die Lenksäule angetriebenes
Schneckenrad eingreift, dessen Drehbewegung die Längsbewegung
der Zahnwelle bewirkt.
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Dabei
eignet sich die Erfindung auch für
weitere Einsatzmöglichkeiten
wie automatische Spurführung
oder die Lenkung eines Fahrzeugs nach dem sogenannten "Steer by Wire-Prinzip".
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
der Erfindung in einer Seitenansicht mit geschnittenem Lenkgetriebegehäuse und
Einleitung des zusätzlichen Korrektureingriffs
mittels Stirnradverzahnung;
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2 ein
entsprechend der Darstellung der 1 nach dem
Zahnstangenprinzip aufgebautes Lenkgetriebe, bei dem der zweite
Eingang unmittelbar als Elektromotor realisiert ist;
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3 die
Ausbildung des zweiten Eingangs in Form eines Planetengetriebes
mit zugeordnetem Elektromotor und
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4 eine
Ausführungsform
für die
Realisierung des Korrektureingriffs an der Zahnwelle des zwei Antriebe
aufweisenden Lenkgetriebes mittels eines Hydromotors.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Der
Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, ein auf dem Prinzip
einer Zahnstangen-Lenkung beruhendes Lenkgetriebe zunächst so zu
modifizieren, daß die
Zahnstange als Zahnwelle ausgebildet ist, wobei in bevorzugter Ausführungsform
die Bauform des Getriebes im Bereich des Eingangs vom Lenkrad als
Schneckengetriebe ausgebildet ist, in Abweichung von der her kömmlichen
Geradverzahnung der Zahnstange.
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Ergänzend zu
dieser Modifikation ergibt sich zur Einleitung eines gewünschten
Korrektureingriffs oder allgemein zur Lenkunterstützung an
einer an sich beliebigen Stelle im Bereich der Zahnwelle ein Bewegungseingriff,
der in einer Drehbewegung der Zahnwelle resultiert. Aufgrund des
Schneckengetriebes entsteht durch diese Drehbewegung eine Längsverschiebung
der Zahnwelle, also die gleiche Verschiebung wie bei Drehung des
Schneckenrads bzw. Ritzels. Dieser Bewegungsablauf steht im Gegensatz zur üblichen
Anwendung eines Schneckengetriebes, da die Drehbewegung der Schnecke
oder des Schneckenrades eine Axialbewegung der Schnecke – hier der
Zahnwelle – hervorruft.
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1 zeigt
lediglich die zum Verständnis
der Erfindung erforderlichen, wesentlichen Komponenten und Teile
eines Lenkgetriebes mit zwei Antrieben, wobei in der Bohrung 10a eines
langgestreckten Gehäuses 10 eine
Zahnwelle 11 in geeigneter Weise sowohl axial in beiden
Richtungen verschieblich entsprechend dem Doppelpfeil A als auch
in beiden Drehrichtungen verdrehbar entsprechend dem Doppelpfeil
B gelagert ist.
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Diese
Zahnwelle erfüllt
daher, wenn man zunächst
von dem bekannten Grundprinzip einer Zahnstangen-Lenkung ausgeht,
die Aufgabe der bei einem solchen Zahnstangen-Lenkgetriebe stets
vorhandenen Zahnstange, was mit anderen Worten bedeutet, daß sie sich
in Richtung ihrer Längsachse (Doppelpfeil
A) bei Drehung eines Ritzels 12 verschiebt.
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Dabei
sitzt das Ritzel 12 drehfest auf einer am Gehäuse 10 zur
Durchführung
einer Drehbewegung gelagerten Welle 13. Diese Welle 13 ist
im üblichen
Anwendungsfall die Lenksäule
und mit dem lediglich schematisch angedeuteten Lenkrad 14 verbunden.
Die Lagermittel für
die Lenksäule 13 sind von
untergeordneter Bedeutung; sie können
als Gleitlager 15a und/oder als Kugellager 15b ausgebildet
sein, wobei lediglich Bedingung ist, daß die Verzahnung zwischen dem
Ritzel 12 und der Zahnwelle 11 (z. B. Schrägverzahnung)
so ausgebildet ist, daß sich
bei einer Drehung der Zahnwelle 11 – und bei feststehendem Ritzel 12 – zwangsläufig durch
den formschlüssigen
Verzahnungseingriff eine, je nach Ausbildung der Verzahnung entsprechend
untersetzte Längsverschiebebewegung
(Doppelpfeil A) ergibt.
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Im
einfachsten Fall ist diese Verzahnung nach Art eines Schneckengetriebes
ausgebildet, so daß das
Ritzel 12 ein Schneckenrad darstellt, während sich auf der Zahnwelle 11 eine
ein- oder mehrgängige
Schneckenverzahnung 11a befindet.
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Man
erkennt ohne weiteres, daß sich
bei einer Drehbewegung der mit dem Lenkrad 14 verbundenen
Lenksäule 13 über das
Ritzel 12 die gewünschte
Verschiebung der Zahnwelle 11 im Gehäuse 10 ergibt, wobei,
wie dies für
Zahnstangen-Lenkungen üblich
ist, die Enden der Zahnwelle 11 (beidseitig – siehe 3)
mit Spurstangen 16a, 16b verbunden sind, die in
beliebigem geometrischem Aufbau und entsprechend beliebig zwischengeschalteten
weiteren Spurhebeln, Lenkzwischenstangen, Spurstangen oder Lenkstangen,
die axiale Verschiebebewegung der Zahnwelle 11 auf die
Vorderräder, üblicherweise
auf deren Radachsen, übertragen.
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Da
dies nicht mehr Gegenstand der Erfindung ist, braucht hierauf auch
nicht genauer eingegangen zu werden, wobei lediglich wesentlich
ist, daß die
Anlenkung oder Lagerung der Spurstangen 16a, 16b an
der Zahnwelle 11 so ausgebildet ist, daß die Zahnwelle 11 auch
eine Drehbewegung durchführen
kann, ohne daß dies
zu einer entsprechenden Drehmitnahme der angelenkten Spurstangen 16a, 16b führt. Eine
solche Lagerung kann beispielsweise, wie in 1 gezeigt,
durch Kugelgelenke 17, 18 erfolgen.
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Zur
Abdichtung sowohl dieses Lagerübergangs
zwischen Zahnwelle 11 und beidseitigen Spurstangen als
auch des Lenkgetriebegehäuses 10 insgesamt
können
beidseitig aus elastischem Material bestehende Dehnbälge 19a, 19b vorgesehen
sein, wie bei Zahnstangen-Lenkungen ohnehin üblich.
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Zur
Realisierung des zweiten, auf die Zahnwelle 11 wirkenden
Antriebs können
eine Vielzahl von verschiedenen Möglichkeiten eingesetzt werden, von
denen im folgenden anhand der Darstellung der 1 bis 4 lediglich
einige beispielhaft erläutert werden
und die alle in dem Sinne auf die Zahnwelle 11 einwirken,
daß diese – zusätzlich zu
der vom Lenkstangenritzel unmittelbar eingeleiteten Axialverschiebung – eine Drehbewegung
durchführt,
die aufgrund des Vorhandenseins des ersten Antriebsbereichs, also
im bevorzugten Ausführungsbeispiel
des Schneckenrads an der Lenksäule 13 und
der Schneckenverzahnung an der Zahnwelle 11, mittelbar ebenfalls
zu einer Axialverschiebung führt,
indem nämlich
nunmehr, bei Drehantrieb der Zahnwelle 11 von einem beliebigen
Stellmotor (über
ein Untersetzungsgetriebe) die Zahnwelle 11 sich an dem
Schneckenrad des Ritzels 12 vorbeidreht.
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Insofern
sind zwei unterschiedliche Betriebsfälle zu unterscheiden, je nachdem,
ob ein Antrieb vom Lenkrad 14 oder vom Stellerbereich 20 erfolgt, nämlich
- – ein
Ritzel-Zahnstangen-Trieb (vergleichbar mit einem üblichen
Zahnstangen-Getriebe)
dieser Betriebsfall liegt dann vor, wenn
die Zahnwelle 11 vom Lenkradeingang bewegt wird. Prinzipiell
entspricht dieser Betriebsfall also der Anwendung eines üblichen
Zahnstangen-Getriebes, wobei die Zahnwelle 11 (ohne eigene
Drehbewegung) der Zahnstange und das Schneckenrad dem Zahnstangenritzel
entspricht; sowie ein
- – Spindel-Mutter-Trieb
dieser
Betriebsfall ergibt sich dann, wenn die Zahnwelle 11 von
einem beliebigen Stellmotor über
ein beliebiges Untersetzungsgetriebe angetrieben wird. Die Zahnwelle
entspricht in diesem Fall der Spindel und das Schneckenrad der Mutter.
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Bei
der Ausführungsform
der 1 erfolgt die Einleitung des zweiten Antriebs
dadurch, daß in diesem
Bereich die Zahnwelle 11 als Stirnzahnrad 11b ausgebildet
ist, die mit einem zweiten, beispielsweise unmittelbar auf einer
Motorwelle 21 befestigten Stirnzahn rad 22 kämmt. Beide
Stirnzahnräder
sind in Geradverzahnung ausgeführt,
wobei die Lagerung des Stirnzahnrads 22 auch von einem
(einstückigen) Gehäusevorsprung 10a des
Getriebegehäuses 10 übernommen
werden kann, an den auch der Antriebsmotor 23 für die Welle 21 angeflanscht
sein kann. Dieser Antriebsmotor kann von beliebiger Bauart sein,
also beispielsweise ein Elektromotor oder ein Hydromotor und erhält entsprechende
Eingangssignale, die auch seine Laufgeschwindigkeit und Laufrichtung
bestimmen, von einer zentralen Steuerschaltung 24. Daher
ergibt sich der zusätzliche,
vom Lenkradeinschlag unabhängige
Lenkwinkel oder auch die Realisierung der Lenkunterstützung durch Lenkwinkelüberlagerung,
eine automatische Spurführung
oder sonstige Möglichkeiten
aus der Eingabe einer Vielzahl von Eingangsgrößen für die Steuereinrichtung 24,
die Meßgrößen sein
können,
die zur Ausregelung äußerer Störung wie
Seitenwind oder Straßenneigung
dienen. Ferner können
sich solche Eingangsgrößen auch
aufgrund bestimmter Fahrsituationen ergeben, wobei dann als Meßgrößen Lenkradwinkel,
Lenkgeschwindigkeit, Fahrgeschwindigkeit, die Beschleunigung des
Fahrzeugs in Längs- und
Querrichtung, Seitenwind, Beladung und Antriebsmoment sowie Straßenneigung
einbezogen werden können.
Diese oder auch andere Eingangsgrößen werden von der Steuereinrichtung 24 verarbeitet
und werden als Ausgangssignale zum Steller 20 geführt, der
dann über
die erwähnte
zusätzliche Drehbewegung
der Zahnwelle 11 Lenkwinkel-Korrektureingriffe ermöglicht,
oder auch eine Lenkunterstützung
durch Lenkwinkelüberlagerung.
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Es
versteht sich, daß die
Geradverzahnung der Stirnradverzahnung 11b der Zahnwelle 11 eine mindestens
erforderliche axiale Erstreckung aufweist, die der äußerstmöglichen
Axialverschiebung der Zahnwelle 11 entspricht oder diese überschreitet, so
daß bei
jeder Position des Lenkradeinschlages ergänzend noch eingegriffen werden
kann und darüber hinaus
auch die übliche
Lenkung über
den Eingang vom Stirnzahnrad 22 in keiner Weise beeinflußt wird, da
die Geradverzahnung der Stirnradverzahnungen ein problemloses Vorbeigleiten
der Zahnwelle 11 an der Stirnverzahnung des Ritzels oder
Stirnzahnrads 22 des zweiten Antriebs ermöglicht.
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Das
Ausführungsbeispiel
der 2 entspricht im wesentlichen der Ausführungsform
der 1, jedenfalls was dem ersten Antriebsbereich entspricht,
so daß hierauf
auch nicht weiter eingegangen zu werden braucht. Für die Einleitung
der Drehbewegung auf die Zahnwelle 11 ist ein unmittelbar
auf die Zahnstange 11 einwirkender Elektromotor 25 mit
Stator 27 und Anker 26 vorgesehen, wobei der Anker 26 des
Elektromotors unmittelbar auf der Zahnwelle 11 sitzen kann.
Bei entsprechender Beaufschlagung des Elektromotors 25 ergibt
sich dann die Drehbewegung des Ankers und der von diesem mitgenommenen
Zahnwelle 11, wobei der Anker entweder fest auf der Zahnwelle 11 sitzen
kann, wenn die Axialerstreckung des Stators 27 so hinreichend ist,
daß sich
die Zahnwelle in ihre beidseitigen Endanschläge bewegen kann, ohne daß der Anker
den Statorfeldbereich verläßt, oder
es ist auch möglich, den
Anker axialverschieblich, beispielsweise über eine Keilwellenverbindung
auf der Zahnwelle 11 zu lagern und dann entspre chend zu
führen,
um ihn im Statorfeld zu halten.
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Bei
der Ausführungsform
der 3 erfolgt die Einleitung der Drehbewegung der
Zahnwelle 11 über
ein Planetengetriebe 28, welches von einem vorzugsweise
gleich in einem Teilerweiterungsgehäuse 10b des Lenkgetriebegehäuses 10 mitangeordneten
Elektromotor 29 angetrieben ist.
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Die
Zahnwelle 11 weist im Bereich des zweiten Eingangs eine
Kerbverzahnung 11b' auf,
in die ein bewegliches Hohlrad 30 des Planetengetriebes 28 eingreift.
Auf diese Weise wird die Längsverschieblichkeit
der Zahnwelle 11 sichergestellt sowie die Möglichkeit
geschaffen, eine geeignete Übersetzung
für den
mitangebauten Elektromotor 29 raumsparend zu realisieren.
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Das
Planetengetriebe umfaßt
das über
die Kerbverzahnung mit der Zahnwelle 11 in Wirkverbindung
stehende bewegliche Hohlrad 30, ein feststehendes Hohlrad 31,
Planetenräder 32 sowie
einen Planetenradträger 33,
welcher drehfest mit dem Rotor 34 des Elektromotors 29 verbunden
ist. Der Rotor 34 des Elektromotors 29 ist gegenüber der
Zahnwelle 11 frei drehbar gelagert, wozu Lager 35 im
Bereich des Planetengetriebes 28 und ein Lager 36 am
abgewandten Ende des Elektromotors dienen.
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Es
kann sich als vorteilhaft erweisen, das Planetengetriebe so auszubilden,
wie es für
sich gesehen als sogenanntes WPE-Getriebe der Firma alpha Getriebebau
GmbH bekannt ist, wozu auf Prospektblätter 010, 020, 030, 040 eines
Prospekts WPE-Getriebe, Einbausätze WPE
11/90 verwiesen wird.
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Die
Besonderheit eines solchen Getriebes liegt in der Konstruktion der
beiden Hohlräder 30 und 31.
Obwohl beide Hohlräder
mit denselben Planetenrädern 33 im
Eingriff stehen, weisen die Hohlräder jeweils geringfügig unterschiedliche
Zähnezahlen
auf, was durch Profilverschiebung der Verzahnungen möglich ist.
Bei einer Umdrehung des Planetenträgers wird so das bewegliche
Hohlrad 30 gegenüber dem
feststehenden Hohlrad 31 um die Zähnzahldifferenz verdreht. Auf
diese Weise ergibt sich eine Planetenstufe mit verhältnismäßig großen Übersetzungen.
Durch Verwendung eines Sonnenrads (in der Zeichnung der 3 nicht
dargestellt) kann die mögliche Übersetzung
noch weiter vergrößert werden.
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Schließlich läßt sich
eine weitere Alternative für
den Antrieb der Zahnwelle 11 durch direkte Verbindung eines
beweglichen Zahnrades eines speziellen Hydromotors mit der Zahnwelle 11 des
Lenkgetriebes realisieren.
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Die
Darstellung der 4 zeigt lediglich den Grundaufbau
des bevorzugt verwendeten Hydromotors, wobei die Zahnwelle 11 lediglich
im Bereich des zweiten Antriebs 11b'' als
innere Welle des Hydromotors dargestellt ist, der im Fachgebrauch
als sogenannter Bosch-Gerotor (Zahnradverdränger-Maschine) bekannt ist.
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Der
in 4 gezeigte Hydromotor 38 ist seinem Grundaufbau
nach eine solche Zahnrad-Verdrängermaschine und
umfaßt
einen feststehenden Verdrängerring 39,
dessen Innenverzahnung aus einer vorgegebenen Anzahl von Rollen 40 gebildet
ist, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sieben Rollen
vorgesehen sind.
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Mit
den Rollen 40 kämmt
ein inneres bewegliches Zahnrad 41 mit einer Außenverzahnung,
deren Zähneanzahl
um eine Einheit geringer ist als die Anzahl der vorgesehenen Rollen,
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
weist das innere Zahnrad also sechs Zähne auf.
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Durch
Druckbeaufschlagung der Zahnkammern über einen Hydraulikölzulauf 42 wird
das innere Zahnrad 41 in Rotation versetzt und kreist gleichzeitig
exzentrisch um die Mitte des Zahnkranzes und damit um die Zahnwelle 11,
wobei die beiden Bewegungsrichtungen gegenläufig sind. Bei einem Zähnezahlverhältnis von
wie dargestellt 7:6 ergibt sich eine Untersetzung von 6:1, d.h.
daß während einer
Umdrehung der Zahnwelle 11 jede Kammer sechs Mal mit Druck
beaufschlagt und entlastet wird. Auf diese Weise ergibt sich auch
die Wirkung einer Untersetzung; ein solcher Motor kann als Langsamläufer bezeichnet
werden, wobei die Exzentrizität
des Zahnrads 41 nicht stört, da an einer Stelle stets
ein Eingriff mit der Stirnradverzahnung 11b'' der
Zahnwelle 11 besteht. Die Steuerung des Zu- und Ablaufstroms, wobei
der Druckmittelablauf bei 43 dargestellt ist, kann hier über entsprechende
Ventile oder durch geeignete andere Mittel unter Zugrundelegung
der in 1 schon erwähnten
Steuervorrichtung 24, erfolgen.
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Es
versteht sich natürlich,
daß die
speziell bei den Ausführungsbeispielen
der 3 und 4 erwähnte Kerb- bzw. Stirnradverzahnung als ein Drehbewegung übertragendes
und gleichzeitig die Längsverschiebung
der Zahnwelle ermöglichendes Bauteil
nur eine bevorzugte Ausführungsform
darstellt, da hier ebenso beispielsweise Keilwellen, normale Stirnradverzahnungen
oder auch sonstige beliebige Profile, wie Sechskant, Gleichdick
oder ähnliches
verwendet werden können.