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Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug.
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Aus der
DE 10 2009 001 804 A1 ist ein Zahnstangengehäuse mit vereinfachtem Anschlag bekannt. Das Zahnstangengehäuse weist einen geradlinigen Durchbruch zur Aufnahme und verschiebbaren Lagerung einer den Durchbruch durchgreifenden Zahnstange auf. Die Zahnstange kommt an drei Stellen mit dem Zahnstangengehäuse in Berührung, nämlich an einem Lagerring, einem Stützlager und einem Dichtungselement. Abgestützt wird die Zahnstange im Wesentlichen an dem Lagerring sowie an dem Stützring.
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Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Lenkeinrichtung anzugeben, welche bei einem kompakten Lenkgetriebegehäuse einen großen transversalen Verschiebeweg aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. Diese können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
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Vorgesehen ist demgemäß eine Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, aufweisend:
- – eine Lenkstange,
- – eine Lenkwirkeinrichtung, welche dazu ausgestaltet ist, die Lenkstange transversal in Bewegung zu versetzen, und
- – mindestens ein Stützelement, welches parallel zur Lenkstange transversal beweglich an einem Linearführungselement geführt ist.
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Die Lenkwirkeinrichtung und das Stützlager sind dadurch räumlich getrennt. Das Stützelement ist in einem Abstand von der Lenkstange an dem Linearführungselement gelagert. Mit einem Linearführungselement ist insbesondere ein Bauteil gemeint, welches rein translatorisch bewegt werden kann. Eine spezielle Lagerung unmittelbar in dem Lenkgetriebegehäuse kann kleiner dimensioniert werden und ggf. entfallen, wodurch das Lenkgetriebegehäuse kompakter und somit leichter aufgebaut werden kann. Ein Verschiebweg, um welchen die Lenkstange transversal bewegbar ist, wird nicht mehr durch das Lenkgetriebegehäuse begrenzt.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Lenkwirkeinrichtung ein Lenkritzel auf, welches sich in Eingriff mit einem auf der Lenkstange angeordneten verzahnten Bereich befindet.
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Die Lenkwirkeinrichtung kann also als Zahnstangenlenkung ausgestaltet sein. Zahnstangenlenkungen weisen eine gut fühlbare Rückstellung der gelenkten Räder sowie eine verhältnismäßig direkte Übersetzung auf.
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Gemäß einer Ausgestaltung kann die Lenkstange durch eine verstellbare Anstelleinrichtung gegen das Lenkritzel gedrückt werden.
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Auf diese Weise kann ein Lenkungsspiel, welches durch eine Beabstandung des Ritzels von der Lenkstange entsteht, eingestellt werden. Dadurch, dass in dem Lenkgetriebegehäuse keine endseitigen Gleitlager für die Lenkstange vorgesehen werden müssen, kann das Lenkgetriebegehäuse relativ zu der Lenkstange noch bewegt werden und das Lenkungsspiel eingestellt werden.
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Entsprechend einer Ausgestaltung sind an der Lenkeinrichtung zwei Stützelemente vorgesehen.
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Dadurch kann eine Lenkeinrichtung aufgebaut werden, mit einer Lenkstange, welche an drei Stellen abgestützt ist. Durch die Abstützung an drei Stellen wird eine verhältnismäßig stabile Lagerung der Lenkstange geschaffen.
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Entsprechend einer Ausgestaltung weisen die Stützelemente Verbindungselemente auf, welche mit der Lenkstange an Verbindungsstellen verbunden sind und welche an Koppelstellen mit dem Linearführungselement verbunden sind, wobei die Koppelstellen näher zusammen liegen als die Verbindungsstellen.
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Die Verbindungselemente gleichen also einen Versatz nach innen aus. Durch diese vergrößerte Beabstandung der Stützlager an der Lenkstange kann bei einem vergrößerten Verschiebeweg der Lenkstange eine räumlich stabile und gegen Kippmomente unempfindliche Lenkeinrichtung geschaffen werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist das Linearführungselement transversal beweglich an zwei Aufnahmeelementen gelagert, wobei die Aufnahmeelemente ortsfest im Fahrzeug angeordnet sind.
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Dadurch können auf die Lenkstange wirkende Kräfte bei verhältnismäßig geringer radialer Lagerbelastung abgestützt werden.
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In einer Ausgestaltung kann ein Abstand zwischen den Aufnahmeelementen größer sein als ein Abstand zwischen den Koppelstellen.
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Dadurch kann der Ort, an dem das Linearführungselement und damit die Lenkstange transversal beweglich abgestützt werden, verhältnismäßig weit weg von dem Lenkgetriebegehäuse angeordnet werde. Die in den Aufnahmeelementen anordbaren Lineargleitlager müssen aufgrund des Momentengleichgewichts umso geringere radiale Kräfte aufnehmen, je größer in Fahrzeugquerrichtung betrachtet ihr Abstand von der Lenkstange ist.
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Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1: eine schematische Darstellung einer Lenkeinrichtung mit einer transversal bewegbaren Lenkstange, welche an einem Linearführungselement externen Lagern gelagert ist,
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2: eine schematische Darstellung einer Lenkeinrichtung mit einem alternativ ausgestalteten Linearführungselement,
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3: eine perspektivische Darstellung einer Zahnstangenlenkung mit einer Lenkstange sowie einer Anordnung zur Lagerung der Lenkstange, und
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4: eine Rückansicht des in 3 dargestellten Lenkungsgetriebegehäuses mit einer Anstelleinrichtung für das Lenkungsspiel.
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In den Figuren sind gleiche oder funktional gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Lenkeinrichtung 1 für ein nicht dargestelltes Fahrzeug mit lenkbaren Rädern 5. Die Lenkeinrichtung 1 weist eine transversal bewegbare Lenkstange 2 auf. Über eine Lenkwirkeinrichtung 3 kann eine Drehbewegung, üblicherweise eingeleitet über ein nicht dargestelltes Lenkrad, in eine transversale Bewegung der Lenkstange 2 umgewandelt werden. Eine transversale Bewegung der Lenkstange 2 bewirkt wiederum eine Verdrehung zweier Radträger 4 und damit der Räder 5.
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Die Lenkstange 2 ist über zwei Stützelemente 6 mit einem Linearführungselement 7 starr verbunden. Das Linearführungselement 7 kann als im Wesentlichen glatte Gleitschiene ausgestaltet sein, welche in zwei Lineargleitlagern 8 gleitend gelagert ist. Die Lineargleitlager 8 sind ortsfest in dem Kraftfahrzeug angeordnet.
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Die Stützelemente 6 weisen ein Verbindungselement 9 auf. Die Verbindungselemente 9 sind an Verbindungsstellen 10 mit der Lenkstange 2 verbunden und an Koppelstellen 11 mit dem Linearführungselement 7 verbunden. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Koppelstellen 11 starr mit dem Linearführungselement 7 verbunden und das Linearführungselement 7 ist transversal beweglich gelagert. Die Koppelstellen 11 weisen auf dem Linearführungselement 7 einen größeren Abstand b auf als die Verbindungsstellen 10 auf der Lenkstange 2, zwischen welchen ein Abstand a liegt. Dadurch kann ein großer transversaler Verschiebeweg der Lenkstange 2 realisiert werden, da die Koppelstellen 11 unmittelbar bis zu den Lineargleitlagern 8 bewegbar sind.
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Bei den in den 1 und 2 dargestellten Lenkwirkeinrichtungen 3 kann es sich um eine Zahnstangenlenkung handeln, bei der ein Lenkritzel 14 auf einen an der Lenkstange 2 angeordneten verzahnten Bereich 15 wirkt.
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2 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Lenkeinrichtung 1 mit einem ortsfest im Fahrzeug angeordneten Linearführungselement 7. Auf dem Linearführungselement 7 sind als Gleitlager 12 ausgestaltete Koppelstellen 11 gleitend gelagert. Zur Vermeidung von Verklemmen sind die Verbindungselemente 9 über eine Verbindungsstange 13 miteinander verbunden.
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Durch die Verlagerung der Lineargleitlager 8 nach außen von der Lenkstange 2 weg kann ein längerer verzahnter Bereich 15 vorgesehen werden, als dies bei einer Anordnung der Lineargleitlager 8 auf der Lenkstange 2 selbst der Fall wäre. Dementsprechend kann ein weiter transversaler Verschiebeweg c implementiert werden. Mit einem großen Verschiebeweg c kann ein großer Lenkwinkel d und damit ein kleiner Wendekreis erreicht werden.
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3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Ausführungsform einer Lenkeinrichtung 1, mit einer in einem Lenkgetriebegehäuse 16, in dem ein nicht dargestelltes Lenkritzel angeordnet sein kann. Das Lenkritzel wirkt auf einen verzahnten Bereich 15. Der verzahnte Bereich 15 ist auf einer Lenkstange 2 angeordnet. An Endbereichen 22 der Lenkstange 2 sind Kugelgelenke 17 zur gelenkigen Verbindung der Lenkstange 2 mit einem Lenkhebel 18 angeordnet. Unmittelbar an den Kugelgelenken 17 sind die Verbindungsstellen 10 angeordnet. Die Verbindungsstellen 10 sind als Spannbuchsen 19 ausgestaltet, welche durch eine Spannschraube 20 gespannt werden können. Aus den Verbindungsstellen 10 erstrecken sich die Verbindungselemente 9 bis hin zu den Koppelstellen 11 an dem Linearführungselement 7, mit dem sie im Wesentlichen starr verbunden sind. Das Linearführungselement 7 ist in Lineargleitlagern 8 gelagert, welche in Aufnahmeelementen 21 angeordnet sind. Die Aufnahmeelemente 21 können mit einer geeigneten Stelle im Fahrzeug verbunden werden kann. Zum Schutz des verzahnten Bereichs 15 vor Staub und Schmutz können beidseitig von dem Lenkgetriebegehäuse 16 nicht dargestellte Schutzmanschetten vorgesehen sein.
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4 zeigt in einer perspektivischen Darstellung das in 3 dargestellte Lenkgetriebegehäuse 16 von der rückwärtigen Seite. Man erkennt eine Anstelleinrichtung 23, welche dazu ausgestaltet ist, eine von dem verzahnten Bereich abgewandte Seite 24 der Lenkstange 2 mit einer Anstellkraft zu beaufschlagen. Die Anstelleinrichtung 23 kann durch eine auf ein nicht dargestelltes Druckstück wirkenden Schraube 25 gebildet sein. Dadurch kann das sogenannte Lenkungsspiel der Zahnstangenlenkung eingestellt werden. Man erkennt, dass eine Lenkwelle 26 (siehe 3), welche unmittelbar auf das in dem Lenkgetriebegehäuse 16 angeordnetes Lenkritzel wirkt, im Wesentlichen rechtwinkelig zu der Richtung verläuft, in welche sich die Schraube 25 beim Anstellen bewegt. Indem die Lenkwelle 26 geringfügig winkelbeweglich gelagert wird, kann ein Einstellen des Lenkungsspiels somit auch nach dem Einbau der Lenkeinrichtung in das Fahrzeug erfolgen.
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Gleichwohl in der vorangegangenen Beschreibung einige mögliche Ausführungen der Erfindung offenbart wurden, versteht es sich, dass zahlreiche weitere Varianten von Ausführungen durch Kombinationsmöglichkeiten aller genannten und ferner aller dem Fachmann naheliegenden technischen Merkmale und Ausführungsformen existieren. Es versteht sich ferner, dass die Ausführungsbeispiele lediglich als Beispiele zu verstehen sind, die den Schutzbereich, die Anwendbarkeit und die Konfiguration in keiner Weise beschränken. Vielmehr möchte die vorangegangene Beschreibung dem Fachmann einen geeigneten Weg aufzeigen, um zumindest eine beispielhafte Ausführungsform zu realisieren. Es versteht sich, dass bei einer beispielhaften Ausführungsform zahlreiche Änderungen bezüglich Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den in den Ansprüchen offenbarten Schutzbereich und dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lenkeinrichtung
- 2
- Lenkstange
- 3
- Lenkwirkeinrichtung
- 4
- Radträger
- 5
- Rad
- 6
- Stützelement
- 7
- Linearführungselement
- 8
- Lineargleitlager
- 9
- Verbindungselement
- 10
- Verbindungsstellen
- 11
- Koppelstellen
- 12
- Gleitlager
- 13
- Verbindungsstange
- 14
- Lenkritzel
- 15
- verzahnter Bereich
- 16
- Lenkgetriebegehäuse
- 17
- Kugelgelenk
- 18
- Lenkhebel
- 19
- Spannbuchse
- 20
- Spannschraube
- 21
- Aufnahmeelement
- 22
- Endbereiche
- 23
- Anstelleinrichtung
- 24
- rückwärtige Seite der Lenkstange
- 25
- Schraube
- 26
- Lenkwelle
- a
- Abstand zwischen Verbindungsstellen
- b
- Abstand zwischen Koppelstellen
- c
- Länge des verzahnten Bereichs
- d
- Lenkwinkel
- e
- Abstand zwischen Aufnahmeelementen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009001804 A1 [0002]