DE10040839A1 - Lenkung, insbesondere Zahnstangen-Hydrolenkung - Google Patents

Abstract

Eine Lenkung, insbesondere Zahnstangen-Hydrolenkung, weist einen von einem Ventilgehäuse (1) umgebenen Drehschieber (3) und ein Winkelgetriebe (5) auf. Dabei ist das Winkelgetriebe (5) in dem Ventilgehäuse (1) integriert. Ein Abtriebsrad (6) des Winkelgetriebes (5) ist an dem Drehschieber (3) direkt und/oder über ein Befestigungsglied (11) anordenbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkung, insbesondere Zahnstangen-Hydrolenkung, mit einem von einem Ventil­ gehäuse umgebenen Drehschieber und einem Winkelgetrie­ be.

Bei Fahrzeugen, bei denen der Lenkungseinbau fahr­ zeugspezifisch ungünstig ist, ist ein Einsatz eines Winkelgetriebes notwendig. Um den Lenkungsstrang ein­ bautechnisch entsprechend umlenken zu können, sind dabei aus der Praxis Winkelgetriebe bekannt, für deren Einbau zwei Kreuzgelenke und eine Zwischenwelle not­ wendig sind. In nachteilhafter Weise entstehen dadurch erhöhte Teile- und Produktionskosten. Darüber hinaus ist eine zusätzliche Befestigung des Winkelgetriebes im Fahrzeug mit entsprechend höheren Einbaukosten not­ wendig.

Aus der Praxis sind außerdem Anflansch-Winkelgetriebe bekannt. In nachteilhafter Weise ist dabei zur Verbin­ dung zwischen der Lenkspindel und dem Winkelgetriebe zum Toleranzausgleich der Achsversätze eine Kupplungs­ muffe notwendig. Dabei sind für die Verbindungsstelle spezielle Verzahnungen notwendig. In nachteilhafter Weise entstehen durch den Einsatz eines Anflansch- Winkelgetriebes entsprechende zusätzliche Kosten. Dar­ über hinaus können die Verzahnungen nicht spielfrei ausgestaltet werden, so daß eine Geräuschbelastung nicht verhindert werden kann.

Nachteilig bei dem Anflansch-Winkelgetriebe ist außer­ dem, daß vier Lagerstellen notwendig sind und sich somit entsprechende Verspannungen nur aufwendig und unzureichend beseitigen lassen.

Alle aus der Praxis bekannten Winkelgetriebe benötigen in nachteilhafter Weise einen relativ großen Einbau­ raum. Darüber hinaus ist beim Einbau der Lenkung in das Fahrzeug eine Handhabung von zusätzlichen Bautei­ len notwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkung, insbesondere eine Zahnstangen-Hydrolen­ kung, mit einem Winkelgetriebe zu schaffen, das eine spielfreie Verbindung zwischen der Lenkspindel und dem Winkelgetriebe gewährleistet, kastengünstig herstell­ bar und einbaubar ist, einen geringen Einbauraum benö­ tigt und beim Einbau keine Handhabung von zusätzlichen Bauteilen erfordert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß das Winkelgetriebe in dem Ventilgehäuse integriert ist, tritt das Winkelgetriebe bei der Montage nicht als zusätzliches Bauteil für den Anwender, beispielsweise den Fahrzeughersteller, in Erscheinung. Darüber hinaus erfordert das Winkelgetriebe durch die kompakte Integration in das Ventilgehäuse keinen zu­ sätzlichen Einbauraum. Wie sich in Versuchen herausge­ stellt hat, ist eine Handhabung und ein Einbau in ein­ facher, sowohl kosten- als auch zeitsparender Weise möglich.

Die Anordnung des Abtriebsrades des Winkelgetriebes, direkt oder über ein Befestigungsglied an dem Dreh­ schieber, ermöglicht eine vorteilhafte Spielfreiheit im Lenkungsstrang. Ein Toleranzausgleich bedingt durch Achsversätze ist somit nicht notwendig. Der Entfall einer Verbindungsstelle führt zu einer deutlichen Ko­ stenersparnis und einer verbesserten Funktionalität. Die fahrzeugspezifische Umlenkung des Lenkungsstranges läßt sich somit in besonders einfacher Weise realisie­ ren. Besonders vorteilhaft ist dabei auch, daß sich die Montage der mit dem Winkelgetriebe versehenen Zahnstangen-Hydrolenkung für den Anwender in gleicher Weise durchführen läßt, wie die Montage von Zahnstan­ gen-Hydrolenkungen ohne Winkelgetriebe. Dies ermög­ licht eine besonders rationelle, vereinfachte und so­ mit kostensparende Montage.

Durch die Integration des Winkelgetriebes in dem Ven­ tilgehäuse und die Anordnung des Abtriebsrades des Winkelgetriebes, direkt oder über ein Befestigungs- bzw. Verbindungsglied an dem Drehschieber, werden au­ ßerdem störende Geräusche vermieden.

In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, daß das Abtriebsrad und/ oder der Drehschieber mittels des Befestigungsgliedes an einem Drehstab angeordnet bzw. axial gesichert sind.

Eine Befestigung bzw. eine axiale Sicherung des Ab­ triebsrades und des Drehschiebers an einem Drehstab läßt sich mit dem Befestigungsglied in besonders ein­ facher und, kostengünstiger Weise herstellen. Somit entsteht zwischen dem Abtriebsrad, dem Drehschieber und dem Drehstab eine hochbelastbare, kostengünstige und einfache Verbindung, die lediglich ein Befesti­ gungsglied erfordert.

Alternativ oder ergänzend dazu können das Abtriebsrad und der Drehschieber an ihren Kontaktflächen mit auf­ einander abgestimmten Verzahnungen versehen sein.

Durch die Verzahnungen zwischen dem Abtriebsrad und dem Drehschieber ergibt sich eine besonders vorteil­ hafte Übertragung der Lenkkräfte.

Von Vorteil ist es, wenn das Abtriebsrad drehfest mit dem Drehschieber verbunden ist.

Durch eine drehfeste Verbindung des Abtriebsrades mit dem Drehschieber ist eine separate Lagerung des Ab­ triebsrades unnötig. Das Abtriebsrad wird somit in einfacher Weise durch den Drehschieber mitgelagert.

In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß der Drehschieber und das Abtriebsrad ein­ stückig ausgebildet sind.

Eine derartige Ausgestaltung des Drehschiebers und des Abtriebsrades hat sich insbesondere für hohe Stückzah­ len als besonders kostengünstig herausgestellt. Der Drehschieber und das Abtriebsrad bilden somit eine Einheit und können beispielsweise als Fließpressteil ausgebildet sein. In einfacher Weise ist dabei auch eine Fertigung aus einem Schmiederohling möglich.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, daß das Abtriebsrad und ein Antriebsrad des Winkelgetriebes als Kegelräder ausgebildet sind.

In vorteilhafter Weise läßt sich mit einer derartigen Ausgestaltung ein Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 rea­ lisieren. Eine Umlenkung des Lenkungsstranges um 90° ist darüber hinaus ebenfalls einfach und kostengünstig möglich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprü­ chen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Zahnstangen-Hydrolenkung in einer ersten Aus­ führungsform; und

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Zahnstangen-Hydro­ lenkung in einer zweiten Ausführungsform.

Die aus den beiden Ausführungsbeispielen ersichtliche Zahnstangen-Hydrolenkung stellt lediglich eine Ein­ satzvariante der erfindungsgemäßen Lösung dar. Analog dazu läßt sich das erfindungsgemäße Prinzip in jeder beliebigen Lenkung einsetzen.

Die Zahnstangen-Hydrolenkung ist nur insoweit näher dargestellt, als dies für die Erklärung der erfin­ dungsgemäßen Lösung notwendig ist. Ansonsten weist die genannte Lenkung prinzipiell bekannte Elemente auf.

ie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die Zahnstangen- Hydrolenkung ein Ventilgehäuse 1 auf, in dem in be­ kannter Weise ein Drehstab 2 und ein Drehschieber 3 eines Lenkventiles 4 angeordnet sind. In dem Ventilge­ häuse 1 ist außerdem ein Winkelgetriebe 5 mit einem Abtriebsrad 6 und einem Antriebsrad 7 integriert. Das Abtriebsrad und das Antriebsrad sind dabei als ab­ triebsseitiges Kegelrad 6 und antriebsseitiges Kegel­ rad 7 ausgebildet. Das abtriebsseitige Kegelrad 6 des Winkelgetriebes 5 bildet mit dem Drehschieber 3 eine Baueinheit und ist über zwei Lagerstellen 8 und 9 ge­ lagert.

Die Lagerstelle 8 befindet sich dabei im Bereich des Winkelgetriebes 5 und die Lagerstelle 9 im Bereich einer nicht näher dargestellten Zahnstange.

Wie ebenfalls aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist das an­ triebsseitige Kegelrad 7 mit einer Lenkspindel 10, die die Kräfte von einem nicht dargestellten Lenkrad über­ trägt, verbunden.

Wie in Fig. 1 erkennbar ist, läßt sich eine Umlenkung auf kleinstem Bauraum verwirklichen. Dies ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise auch durch die Anord­ nung des abtriebsseitigen Kegelrades 6 an dem Drehschieber 3. Dabei kann die Verbindung zwischen dem abtriebsseitigen Kegelrad 6 und dem Drehschieber 3 direkt und/oder über ein Befestigungsglied 11 erfol­ gen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Befestigungsglied dabei als Zylinderstift 11 ausgebil­ det. Die Verbindung zwischen dem abtriebsseitigen Ke­ gelrad 6 und dem Drehschieber 3 kann mit dem gleichen Zylinderstift 11 erfolgen, der auch zur Befestigung des Drehstabes 2 Verwendung findet. Das abtriebsseiti­ ge Kegelrad 6 und der Drehschieber 3 sind somit durch den Zylinderstift 11 in einfacher Weise an dem Dreh­ stab 2 angeordnet bzw. axial gesichert.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird der Drehstab 2 durch die Lagerstelle 8 gelagert. Durch den Drehstab 2 wird indirekt auch der Drehschieber 3 und das abtriebssei­ tige Kegelrad 6 mitgelagert. Die Lagerung des Dreh­ schiebers 3 und des abtriebsseitigen Kegelrades 6 er­ folgt somit an der dem Winkelgetriebe 5 zugewandten Lagerstelle 8 über den Drehstab 2.

Alternativ dazu kann, wie in Fig. 2 dargestellt, die Lagerung des Drehschiebers 3, des abtriebsseitigen Kegelrades 6 und des Drehstabes 2 an dem dem Winkelge­ triebe 5 zugewandten Ende auch mittels einer zwischen dem Ventilgehäuse 1 und dem Drehschieber 3 angeordne­ ten Lagerstelle 8 erfolgen. Somit ergibt sich eine alternative Lagermöglichkeit, bei der der Drehstab 2 praktisch über den Drehschieber 3 mitgelagert wird.

Die Lagerstelle 8 ist in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform an der von dem Winkelgetriebe 5 abge­ wandten Seite des abtriebsseitigen Kegelrades 6 ange­ ordnet. In vorteilhafter Weise kann somit der Drehstab 2 entsprechend kürzer und somit kostengünstiger ge­ staltet werden.

Wie in Fig. 1 erkennbar, ist das abtriebsseitige Ke­ gelrad 6 drehfest mit dem Drehschieber 3 verbunden. Somit wird das abtriebsseitige Kegelrad 6 unabhängig von der gewählten Lagerstelle 8 durch den Drehschieber 3 mitgelagert. Dabei sind das abtriebsseitige Kegelrad 6 und der Drehschieber 3 an ihren Kontaktflächen mit aufeinander abgestimmten Verzahnungen 12 versehen. Die Verzahnungen 12 ermöglichen insbesondere auch in Kom­ bination mit dem Zylinderstift 11 eine vorteilhafte und spielfreie Übertragung der Lenkkräfte vom ab­ triebsseitigen Kegelrad 6 auf den Drehschieber 3.

Dadurch, daß das bisher notwendige Winkelgetriebege­ häuse nunmehr ein Teil des Ventilgehäuses 1 der Zahn­ stangen-Hydrolenkung ist, ist eine besonders einfache und kostensparende Herstellung sowie ein vorteilhafter Einbau möglich. Eine bisher notwendige Verbindungs­ stelle kann somit entfallen. Durch die Integration tritt für den Monteur das Winkelgetriebe 5 nicht mehr in Erscheinung und die erfindungsgemäße Zahnstangen- Hydrolenkung kann wie eine Zahnstangen-Hydrolenkung ohne Winkelgetriebe gehandhabt werden.

In einer alternativen Ausführungsform kann, wie aus Fig. 2 ersichtlich, der Drehschieber 3 und das ab­ triebsseitige Kegelrad 6 einstückig ausgebildet sein. Eine derartige Ausgestaltung hat sich insbesondere für hohe Stückzahlen als geeignet herausgestellt. Der Drehschieber 3 und das abtriebsseitige Kegelrad 6 bil­ den somit eine Einheit, die in besonders einfacher Weise hergestellt und montiert werden kann. Eine derartige Einheit kann beispielsweise als Fließpressteil ausgebildet sein oder aus einem Schmiederohling herge­ stellt werden. Selbstverständlich sind auch andere vorteilhafte Herstellungs- und Produktionsverfahren möglich.

Die bereits beschriebene und in Fig. 2 dargestellte Lagerstelle 8 hat sich zur Lagerung hierfür als beson­ ders geeignet herausgestellt.

Eine Ausbildung des Winkelgetriebes 5 mit Kegelrädern 6, 7 hat sich bezüglich der im allgemeinen gewünschten vorteilhaften Umsetzung 1 : 1 und auch der dargestellten Umlenkung um 90° als besonders vorteilhaft herausge­ stellt. Selbstverständlich sind alternativ dazu auch andere Ausgestaltungen, beispielsweise mit Reibrädern oder einem Schneckengetriebe, möglich.

Claims (15)

1. Lenkung, insbesondere Zahnstangen-Hydrolenkung, mit einem von einem Ventilgehäuse umgebenen Dreh­ schieber und einem Winkelgetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelgetriebe (5) in dem Ventilgehäuse (1) integriert ist, wobei ein Abtriebsrad (6) des Win­ kelgetriebes (5) an dem Drehschieber (3) direkt und/oder über ein Befestigungsglied (11) angeord­ net ist.

2. Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Winkelgetriebegehäuse als Teil des Ventilge­ häuses (1) ausgebildet ist.

3. Lenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsrad (6) und/oder der Drehschieber (3) mittels des Befestigungsgliedes (11) an einem Drehstab (2) angeordnet bzw. axial gesichert sind.

4. Lenkung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsglied als Zylinderstift (11) aus­ gebildet ist.

5. Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsrad (6) und der Drehschieber (3) an ihren Kontaktflächen mit aufeinander abgestimmten Verzahnungen (12) versehen sind.

6. Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (3) mittels zweier Lagerstellen (8, 9) gelagert ist.

7. Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsrad (6) drehfest mit dem Drehschieber (3) verbunden ist.

8. Lenkung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung des Drehschiebers (3) und des Ab­ triebsrades (6) an der dem Winkelgetriebe (5) zu­ gewandten Lagerstelle (8) über den Drehstab (2) erfolgt.

9. Lenkung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung des Drehschiebers (3) und des Ab­ triebsrades (6) und/oder des Drehstabes (2) an der dem Winkelgetriebe (5) zugewandten Ende mittels einer zwischen dem Ventilgehäuse (1) und dem Dreh­ schieber (3) angeordneten Lagerstelle (8) erfolgt.

10. Lenkung nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstelle (8) an der von dem Winkelgetriebe (5) abgewandten Seite des Abtriebsrades (6) angeordnet ist.

11. Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (3) und das Abtriebsrad (6) ein­ stückig ausgebildet sind.

12. Lenkung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (3) und das Abtriebsrad (6) ein­ stückig als Fließpressteil ausgebildet sind.

13. Lenkung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (3) und das Abtriebsrad (6) aus einem Schmiederohling gebildet sind.

14. Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsrad (6) und ein Antriebsrad (7) des Winkelgetriebes (5) in einem Winkel von wenigstens annähernd 90° zueinander angeordnet sind.

15. Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsrad (6) und das Antriebsrad (7) des Winkelgetriebes (5) als Kegelräder oder Reibräder ausgebildet sind.