DE2531081A1

DE2531081A1 - Lenk- oder steuergetriebe

Info

Publication number: DE2531081A1
Application number: DE19752531081
Authority: DE
Inventors: Frederick John Adams
Original assignee: TRW Steering Systems Ltd
Current assignee: TRW Steering Systems Ltd
Priority date: 1974-07-11
Filing date: 1975-07-11
Publication date: 1976-01-29
Also published as: AU8298475A; ES213935U; ES213935Y; FR2278019A1; CA1019167A; IT1039820B; JPS614764Y2; JPS5199264U; GB1468691A; US3983763A

Description

MUnchen 07.07.75

UT 7512 P

Cam Gears Limited,

45 Wilbury Way, Hit chin,

Hert ford shire, England,

Großbritannien

Lenk- oder Steuergetriebe

Die Erfindung betrifft ein Lenk- oder Steuergetriebe, bei dem durch Drehen eines primären Ritzels das Drehen eines sekundären Ritzels erzeugt wird.

Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einem Lenk- oder Steuergetriebe, das es gestattet die Bewegungsrate zwischen dem primären Ritzel und dem sekundären Ritzel innerhalb eines gewählten Bereichs zu variieren. Als Bewegungsrate ist die durch eine Umdrehungseinheit des primären Ritzels erzeugte Drehung des sekundären Ritzels zu verstehen, etwa mit anderen Worten, das Obersetzungsverhältnie.

Für ein solches Lenk- oder Steuergetriebe bestehen zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, so beispielsweise in der Werkzugmaschinenindustrie. Eine spezielle Anwendung ergibt sich als Lenkgetriebe für Fahrzeuge zum Variieren des Lenkausschlags der gelenkten Räder, meist der Vorderräder, innerhalb deren Lenkbereichs im Verhältnis zu der Drehung des Lenkrades.

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Eine Möglichkeit,; dies^ zu erreichen, besteht darin, das Ritzel an· der Zahnstange bei direktem Eingriff mittels zu der Drehachse des Ritzels geneigter Zähne angreifen zu lassen und· eine gesteuerte axiale Einstellung bzw* Bewegung des Ritzels - gegenüber der·Zahnstange - vorzu^sehen. Dabei ist das Ritzel an; einem Ende einer Lenksäule angebracht, an fieren anderem Ende sich das Lenkrad befindet. Folglich werden bei dieser. Ausbildung die Lenksäule und das Lenkrad zusammen mit dem; Ritzel in axialer Richtung verschoben. Hierdurch ergeben sich erheblich Schwierigkeiten, insbesondere bei Verbindung mit Lenkhilfseinrichtungen bzw. lenkkraft verstärkern. Damit ist einer der Nachteile dieser bekannten Ausbildung darin gegeben, daß diese praktisch nur für Zahnstangenlenkeinrichtungen zu gebrauchen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenk— oder Steuergetriebe - im;folgenden Lenkgetriebe - zu schaffen, bei dem die oben erläuterten Nachteile vermieden sind, bei dem also- bei Verwendung an einem Fahrzeug - eine axiale Verschiebung weder des Lenkrades noch der Lenksäule noch des primären Ritzels zufolge Variierens der Bewegungsrate bei zu- bzw. abnehmendem Lenkausschlag eintritt und das deshalb auch für Lenksysteme mit Lenkhilfseinrichtung oder Lenläkraftver stärker eingesetzt werden kann.

Bei eine» Lenk— oder Steuergetriebe mit einem axial gelagerten primären Ritzel und einem sekundären Ritzel, ist die Aufgabe- nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem primären Ritzel,- mit diesem in Eingriff, und dem sekundären Ritzel, dessen Drehung verursachend, ein Zwischen-

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ritzel angeordnet ist, daß Nockenftihrungselemente zur axialen Verschiebung des Zwischenritzels während seiner Drehung durch Drehen des primären Ritzels vorgesehen sind, daß der Drehantrieb von dem primären Ritzel auf das sekundäre Ritzel durch mindestens eine Zahnradpaarung mit Schrägverzahnung übertragen ist, derart, daß die axiale Verschiebung des Zwischenritzels eine Variierung der Bewegungsrate zwischen dem primären Ritzel und dem sekundären Ritzel erzeugt.

Zur erfindungsgemäßen Ausgestaltung, ggf. wahlweise und/oder in Abänderung wird vorgeschlagen, daß das Zwischenritzel in Eingriff mit dem primären Ritzel steht und mit einem Zahnrad fest verbunden ist, das in Eingriff mit dem sekundären Ritzel steht, daß das primären Ritzel und das Zwischenritzel Geradverzahnung und das Zahnrad und das sekundäre Ritzel Schrägverzahnung aufweisen, daß das primäre Ritzel und das Zwischenritzel mit Schrägverzahnung und das Zahnrad und das sekundäre Ritzel mit Geradverzahnung versehen sind, daß sowohl das primäre Ritzel und das Zwischenritzel als auch das Zahnrad und das sekundäre Ritzel mit Schrägverzahnung versehen sind, daß die Nockenführungselemente in einem Führungsnocken o.dgl., wie einem Stift (oder in einer Führungsleiste) und in einer Führungsnut o.dgl., wie einer Steigung aufweisenden Ringnut (oder einem Führungskamm o.dgl.) bestehen, die relativ zueinander drehbar sind, daß die Führungsnut bzw. die Ringnut zusammen mit dem Zwischenritzel drehbar ist, daß die Führungsnut bzw. die Ringnut schraubenförmig ausgebildet ist bzw. eine Steigung aufweist, und/oder daß das Zwischenritzel und das Zahnrad drehbar und axial einstellbar in dem Gehäuse des Lenk- oder Steuergetriebes gelagert sind.

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Weitere Schutzbegehren ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und/oder der Beschreibung der Voranmeldung in Verbindung mit den Patentansprüchen.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und in schematischer Weise veranschaulicht. Gezeigt ist ein Lenkgetriebe im Längsschnitt.

Nach der Zeichnung ist in einem Gehäuse 6 mittels eines Kugellagers 8 und eines Kegellagers 1o eine Welle 4 drehbar gelagert, auf der ein primäres Ritzel 2 angeordnet ist. Das Kegellager 1o enthält eine keglige Lagerung mittels Nadeln, die ein freies Drehen des Kegelabschnitts in dem mittels Gewinde einstellbaren Lagerhalter gestattet. Anstelle eines Wälzlagers kann auch ein Gleitlager verwendet sein. Außerhalb des Gehäuses 6 ist die Welle 4 mit einem Kupplungselement 12 zum Herstellen einer Verbindung mit dem ein Lenkrad tragender Abschnitt einer Lenksäule versehen.

Weiter ist in dem Gehäuse 6 achsparallel zu der Welle 4 eine Achse 18 axial unveränderlich angeordnet, auf der eine, in ihrer Bohrung mit einer Gleitbtichse versehene Hohlwelle 17 frei drehbar und axial einstellbar gelagert ist. Auf der Hohlwelle 17 sind ein Zwischenritzel 14 mit Eingriff zu dem primären Ritzel 2 und ein Zahnrad 16 befestigt.

Zu der Welle 2 und der Achse 18 achsparallel ist ferner in dem Gehäuse 6 mittels Lagern 24 und 26 eine Welle 22 gelagert, auf der ein sekundäres Ritzel 2o befestigt ist und die außerhalb des Gehäuses 6 mit einem Kupplungselement 28 zürn Anschluß des anderen bzw. nachfolgenden Abschnitts der - nicht weiter dargestellten - Lenksäule versehen ist. Dabei kämmt das Zahnrad 16 auf der Hohlwelle 17 mit dem sekundären Ritzel 2o.

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Schließlich ist in die Hohlwelle 17 eine Steigung aufweisende Ringnut 3o eingelassen, in die ein an der Innenwand des Gehäuses 6 fest angebrachter konischer Stift 32 greift.

Zusammenfassend ergibt sich, daß das primäre Ritzel 2 und das Zwischenritzel 14 einerseits sowie das Zahnrad 16 und das sekundäre Ritzel 2o miteinander in Eingriff stehen. Wie auch in der Zeichnung veranschaulicht, sind beide Sätze Zahnräder mit Schrägverzahnung versehen.

Die Wirkungsweise soll im folgenden bei der Anwendung des Lenkgetriebes bei einem Fahrzeug erläutert werden, wobei das Lenkgetriebe in die Lenkeinrichtung - nicht weiter dargestellt - zwischen dem Lenkrad und dem eigentlichen Lenkgetriebe, enger zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil der Lenksäule, bei deren geteilter Ausbildung, eingebaut ist. Dabei sind der obere Teil der Lenksäule mit dem Kupplungselement 12 und der untere Teil der Lenksäule mit dem Kupplungselement 28 verbunden.

Wird nun bei dem Fahrzeug das Lenkrad gedreht, so dreht sich zugleich das primäre Ritzel 2. Von diesem werden das Zwischenritzel 14 und damit die Hohlwelle 17 angetrieben, wodurch infolge der axialen Führung der Hohlwelle 17 durch die Ringnut 3o und den Stift 32 eine axiale Verschiebung der Hohlwelle 17 gegenüber den Wellen 4 und 22 herbeigeführt wird. Durch diese axiale Verschiebung des Zwischenritzels 14 gegenüber dem primären Ritzel 2 und des Zahnrades 16 gegenüber dem sekundären Ritzel 2o wird infolge der Schrägverzahnung bewirkt, daß sich das Ritzel 2o mit größerer

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bzw. kleinerer Geschwindigkeit dreht als daB primäre Ritzel 2. Dabei ist das Obersetzungsverhältnis durch die Steigung und dem Verlauf der Ringnut (sowie den Winkel der Schrägverzahnung der Ritzel 2, 14 und 2o sowie des Zahnrades 16) bestimmt. Wenn beispielsweise die Ringnut 3o und die beiden Sätze Ritzel bzw. Zahnrad eine gleichgerichtete Steigung haben, wird nur ein Teil der Drehbewegung auf das sekundäre Ritzel 2o übertragen. Der andere Teil dieser Bewegungsrate wird in die axiale Bewegung der Hohlwelle 17 umgesetzt. Damit macht das sekundäre Ritzel 2o eine kleiner Drehbewegung, als ohne axiale Verschiebung eintreten wird. Sind dagegen die Steigung der Ringnut 3o und die der schrägverzahnten Elemente gegenläufig gewählt, so wird das sekundere Ritzel 2o um eine größere Bewegungsrate gedreht, als sie ohne axiale Verschiebung eintreten würde. In diesem Pail wird die Drehbewegung des Ritzels 2o durch die axiale Verschiebung vergrößert .

Bei der oben beschriebenen Ausbildung sind beide Zahnpaarungen mit Schrägverzahnung versehen. Eine abgewandelte Ausbildung kann jedoch darin bestehen, daß eine der beiden Zahnpaarungen, also das primäre Ritzel 2 und das Zwischenritzel 14 oder das Zahnrad 16 und das sekundäre Ritzel 2o, mit Geradverzahnung versehen ist. Bei dieser Ausbildung ist der Übersetzungsbereich der Bewegungsrate zwischen dem primären Ritzel 2 und dem sekundären Ritzel 2o geringer gehalten.

Erfindungsgemäße Ausbildungen ermöglichen eine Änderung der Bewegungsrate bzw. des Übersetzungsverhältnisses zwischen Lenkraddrehung und Radausschlag bei Lenkstellungen zwischen Geradeausstellung und vollem Lenkausschlag.

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Es versteht sich, daß das oben "beschriebene Lenkgetriebe auch in umgekehrter Weise, das Kupplungselement 28 an dem oberen Teil und das Kupplungselement 12 an dem unteren Teil der Lenksäule, zu verwenden ist.

Eine weitere Abänderung des erfindungsgemäßen Lenkgetriebes kann auch darin bestehen, daß unter Wegfall der Hohlwelle und der Achse 18 das Zwischenritzel 14- und das Zahnrad auf einer in dem Gehäuse axial beweglichen Welle sitzen, die wiederum eine der Ringnut 3o gleichartige, eine Steigung aufweisende Ringnut besitzt, in die der Stift 32 oder ein gleichwirkender Pührungsdorn eingreift.

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Claims

Patentansprüche;

1. Lenk- oder Steuergetriebe mit einem axial gelagerten primären Ritzel und einem sekundären Ritzel, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem primären Ritzel (2), mit diesem in Eingriff, und dem sekundären Ritzel (2o), dessen Drehung verursachend, ein Zwischenritzel (14) angeordnet ist, daß Nockenführungselemente zur axialen Verschiebung des Zwischenritzels

(14) während seiner Dreh\ing durch Drehen des primären Ritzels (2) vorgesehen sind, daß der Drehantrieb von dem primären Ritzel (2) auf das sekundäre Ritzel (2o) durch mindestens eine Zahnradpaarung mit Schrägverzahnung übertragen ist, derart, daß die axiale Verschiebung des Zwischenritzels (14) eine Variierung der Bewegungsrate zwischen dem primären Ritzel (2) und dem sekundären Ritzel (2o) erzeugt.

2. Lenk- oder Steuergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenritzel (14) in Eingriff mit dem primären Ritzel (2) steht und mit einem Zahnrad (16) fest verbunden ist, das in Eingriff mit dem sekundären Ritzel (2o) steht.

3. Lenk- oder Steuergetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Ritzel (2) und das Zwischenritzel (14) G-er ad verzahnung und das Zahnrad (16) und das sekundäre Ritzel (2o) Schrägverzahnung aufweisen.

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ν - 9 -

4. Lenk- oder Steuergetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Ritzel (2) und das Zwischenritzel (14) mit Schrägverzahnung und das Zahnrad (16) und das sekundäre Ritzel (2o) mit G-eradverzahnung versehen sind.

5. Lenk- oder Steuergetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das primäre Ritzel (2) und das Zwischenritzel (14) als auch das Zahnrad (16) und das sekundäre Ritzel (2o) mit Schrägverzahnung versehen sind.

6. Lenk- oder Steuergetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenführungselemente in einem Führungsnocken o.dgl., wie einem Stift (32) (oder in einer Führungsleiste) und in einer Führungsnut o.dgl., wie einer Steigung aufweisenden Ringnut (3o) (oder einem Führungskamm o.dgl.) bestehen, die relativ zueinander drehbar sind.

7. Lenk- oder Steuergetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnut bzw. die Ringnut (3o) zusammen mit dem Zwischenritzel (14) drehbar ist.

8. Lenk- oder Steuergetriebe nach Anspruch 6, oder Anspruch

7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnut bzw. die Ringnut (3o) schraubenförmig ausgebildet ist bzw. eine Steigung aufweist.

9. Lenk- oder Steuergetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenritzel (14) und das Zahnrad (16) drehbar und axial einstellbar in dem Gehäuse (6) des Lenk- oder Steuergetriebes gelagert sind.

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