DE4105780A1

DE4105780A1 - Servolenkung fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE4105780A1
Application number: DE19914105780
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Kahrs; Wilhelm Beer; David Vile
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1991-02-23
Filing date: 1991-02-23
Publication date: 1992-08-27
Also published as: JPH05507251A; WO1992014640A1; EP0526605A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Servolenkung für ein Kraftfahrzeug mit einem über ein Hand-Lenkrad betätigbaren, mit den zu lenkenden Rädern betriebsverbundenen Lenkmechanismus, sowie mit einem auf den Lenkmechanismus in Einwirkung bringbaren Motor einer Lenkhilfe.

Lenkhilfen der beschriebenen Art sind beispielsweise aus der DE-OS 38 24 424 oder der DE-PS 37 43 061 bekannt. Bei diesen Servolenkungen wird der Motor des Lenkmechanismus in geeigneter Weise über eine Steuereinheit aktiviert, um eine Kraft oder ein Moment auf den Lenkmechanismus so aufzubringen, daß die auf das Hand-Lenkrad aufzubringenden Kräfte verringert werden. Demgemäß ist es erforderlich, daß der Motor der Lenkhilfe in einer geeigneten Betriebsverbindung mit dem restlichen Lenkmechanismus steht.

Um bei einem Funktionsausfall des Lenkmechanismus das Fahrzeug sicher lenken zu können, sind aus dem Stand der Technik aufwendige redundante Schaltungen und Sicherheitseinrichtungen bekannt. Diese sind kompliziert in ihrem Aufbau und nur mit relativ hohen Kosten herstellbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Servolenkung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einem hohen Maß an Betriebssicherheit bei Ausfall der Lenkhilfe eine Betätigung der Lenkung von Hand unter Aufwendung geringer Kräfte ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an der Abtriebswelle des Motors eine Fliehkraftkupplung zwischengeschaltet ist.

Die erfindungsgemäße Servolenkung zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. Da der Motor der Lenkhilfe stets mit einer relativ hohen Drehgeschwindigkeit betrieben wird, welche über ein Zwischengetriebe reduziert wird, steht eine ausreichende Drehzahl zur Verfügung, um beim Laufen des Motors die Fliehkraftkupplung einzurücken. Somit wird auf einfachste Weise eine Antriebsverbindung zwischen dem Motor und dem nachgeschalteten Lenkmechanismus hergestellt. Es kann dabei gänzlich darauf verzichtet werden, zusätzliche Schleifkontakte, Schaltkreise oder ähnliches vorzusehen, welche, wie aus dem Stand der Technik bekannt, dazu dienen, im Falle einer Betriebsstörung den Motor von der Lenkung abzukoppeln. Weiterhin ist sichergestellt, daß eine vollständige Trennung des Motors von dem restlichen Lenk-Antriebsmechanismus vorliegt, wenn der Motor ausgeschaltet ist, eine Blockierung oder Erschwerung der Betätigung des Hand-Lenkrades ist somit gänzlich auszuschließen. Ein weiterer, wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine derartige Fliehkraftkupplung einfach aufgebaut ist, mit sehr geringen Kosten herstellbar ist und einen nur sehr geringen Platz beansprucht, so daß insgesamt die Servolenkung sehr klein gebaut werden kann.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Lenkmechanismus eine verschiebbar gelagerte Zahnstange umfaßt, mit welcher ein an einer Lenksäule gelagertes Ritzel kämmt. Die Servolenkung kann somit in Form einer sehr einfachen mechanischen Lenkung ausgebildet sein.

Weiterhin ist es günstig, wenn die Abtriebswelle der Fliehkraftkupplung über ein Zwischengetriebe mit der Lenksäule in Betriebsverbindung steht.

Die Abtriebswelle der Fliehkraftkupplung kann über ein Zwischengetriebe mit dem Ritzel, welches mit der Lenksäule kämmt, in Verbindung sein, es ist jedoch auch möglich, die Abtriebswelle der Fliehkraftkupplung, wahlweise unter Zwischenschaltung eines weiteren Zwischengetriebes, über einen Zahnrahmentrieb mit dem Ritzel oder der Lenksäule zu verbinden. In einer weiteren Ausgestaltungsform ist vorgesehen, daß die Abtriebswelle der Fliehkraftkupplung und/oder des Zwischengetriebes über ein Ritzel direkt mit der Zahnstange verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Servolenkung ist sowohl bei einer üblichen Vorderradlenkung eines Kraftfahrzeuges als auch für eine Hinterachslenkung verwendbar.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Teilansicht, teils im Schnitt, eines ersten Ausführungsbeispiels der Servolenkung,

Fig. 2 eine Ansicht, ebenfalls teils im Schnitt, einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Servolenkung,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Verwendung eines Zahnriementriebs und

Fig. 5 eine weitere Darstellung der erfindungsgemäßen Servolenkung unter direkter Anflanschung des Motors an die Zahnstange.

In der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele werden gleiche Teile jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Elektromotor 1 an einem Gehäuse 11 angeflanscht. Die Abtriebswelle 2 des Elektromotors ist mit einer Fliehkraftkupplung 3 verbunden, welche in üblicher Weise aufgebaut ist. Auf die Beschreibung der Fliehkraftkupplung 3 kann somit verzichtet werden, da diese in üblicher Weise einen äußeren Käfig sowie Fliehbacken umfaßt.

Die Abtriebswelle 7 der Fliehkraftkupplung 3 ist mit einem Zwischengetrieb 8 verbunden, welches beispielsweise in Form eines Planetengetriebes oder in ähnlicher Weise ausgebildet sein kann. Das Zwischengetriebe 8 umfaßt bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel abtriebsseitig zwei Zahnräder 12 und 13, welche miteinander kämmen. Das Zahnrad 13 kämmt mit einem Ritzel 14, welches auf einer Lenksäule 6 aufgesetzt ist. Diese ist in üblicher Weise in einem Gehäuse gelagert und an ihrem einen Ende mit einem Ritzel 5 verbunden, welches mit einer Zahnstange 4 kämmt. Die Fig. 1 zeigt eine übliche Ausgestaltung einer derartigen Ritzels sowie der Zahnstange. Letztere wird mittels eines Druckstocks 15 spielfrei gegen das Ritzel 5 vorgespannt.

Der Motor 1 ist als üblicher Elektromotor ausgebildet. Die Ansteuerung des Motors erfolgt ebenfalls so, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, daß ein abtriebsseitiges Zahnrad 16 eines Zwischengetriebeblocks mit einem Zahnrad 17 kämmt, welches direkt mit dem Ritzel 5 der Zahnstange 4 in Eingriff ist. Somit kann im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ein Zahnrad eingespart werden.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausgestaltungsform ist die Fliehkraftkupplung 3 in einem entsprechenden Zwischengetriebe angeordnet, welches beispielsweise als sogenanntes Harmonik-Drive-Getriebe ausgebildet sein kann, dessen Käfig 18 eine äußere Verzahnung aufweist, welche mit einem Zahnritzel 19 kämmt, das fest mit der Lenksäule 6 verbunden ist. Der Aufbau des Zwischengetriebes wird bei diesem Ausführungsbeispiel noch kompakter.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel dient ein Zahnriementrieb 9 zur Drehmomentübertragung zwischen der Abtriebsseite des Zwischengetriebes 8 und dem Ritzel 5 der Lenksäule 6. Zu diesem Zweck sind jeweils Riemenscheiben 20, 21 vorgesehen, um welche der Zahnriemen läuft.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 zeigt eine Variante, bei welcher abtriebsseitig an dem Motor 1 unter Zwischenschaltung der in Fig. 5 nicht im einzelnen gezeigten Fliehkraftkupplung 3 und möglicherweise eines weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Zwischengetriebes, ein Ritzel 10 vorgesehen ist, welches direkt mit der Zahnstange 4 kämmt.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten.

Claims

1. Servolenkung für ein Kraftfahrzeug mit einem über ein Hand-Lenkradbetätigbaren, mit den zu lenkenden Rädern betriebsverbundenen Lenkmechanismus, sowie mit einem auf den Lenkmechanismus in Einwirkung bringbaren Motor (1) einer Lenkhilfe, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abtriebswelle (2) des Motors (1) eine Fliehkraftkupplung (3) zwischengeschaltet ist.

2. Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkmechanismus eine verschiebbar gelagerte Zahnstange (4) umfaßt, mit welcher ein an einer Lenksäule (6) gelagertes Ritzel (5) kämmt.

3. Servolenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (7) der Fliehkraftkupplung (3) über ein Zwischengetriebe (8) mit der Lenksäule (9) in Betriebsverbindung steht.

4. Servolenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (7) der Fliehkraftkupplung (3) über ein Zwischengetriebe mit dem Ritzel (5) in Betriebsverbindung steht.

5. Servolenkung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (7) der Fliehkraftkupplung (3) über ein Zahnrahmentrieb (9) mit dem Ritzel oder der Lenksäule (6) verbunden ist.

6. Servolenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (7) der Fliehkraftkupplung (3) und/oder eines Zwischengetriebes über ein Ritzel (10) mit der Zahnstange (4) betriebsverbunden ist.