DE3713496A1 - Elektrische vierrad-servolenkanlage fuer fahrzeuge - Google Patents
Elektrische vierrad-servolenkanlage fuer fahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung befaßt sich ganz allgemein mit einer elektri
schen Vierrad-Servolenkanlage für Fahrzeuge und insbesondere
mit einer elektrischen Vierrad-Servolenkanlage für Fahrzeuge,
die eine Vorderrad-Lenkanlage der Zahnstangengetriebebauart
und eine Hinterrad-Lenkanlage enthält, die mechanisch mit
der Zahnstange der Vorderrad-Lenkanlage verbunden ist, so
wie einen Elektromotor, der im Betriebszustand ein unter
stützendes Hilfsmoment den Lenkeinrichtungen liefert.
Die Anmelderin hat in der GB-PS 21 48 812, veröffentlicht am
5. Juni 1985, eine Vierrad-Servolenkanlage für Fahrzeuge be
schrieben, die eine Vorderrad-Lenkeinrichtung der Zahnstan
gengetriebebauart und eine Hinterrad-Lenkeinrichtung auf
weist, die mechanisch mit der Zahnstange der Vorderrad-
Lenkeinrichtung verbunden ist. Die Zahnstange hat einen End
abschnitt, der mit einem ersten gezahnten Teil versehen ist,
das mit einem Antriebsritzel kämmt, das mit einem Lenkrad
verbunden ist. In einem Mittelabschnitt der Zahnstange ist
ein zweites gezahntes Teil ausgebildet, das mit einem wei
teren Antriebsritzel kämmt, das am vorderen Ende eines lan
gen Verbindungsteils vorgesehen ist, das sich in Längsrich
tung etwa mittig zu den Seiten des Fahrzeugs erstreckt. Um
eine unnötige Vergrößerung der Fahrzeughöhe zu vermeiden,
ist das lange Verbindungsteil in einem Tunnel untergebracht,
der als erhabenes Teil im Fahrgastinnenraum ausgebildet ist
und der etwa zu den Seiten des Fahrzeuges mittig angeordnet
ist. Das hintere Ende des Verbindungsteils ist über eine
Lenkwinkelverhältnis-Änderungseinrichtung mit Verbindungs
stangen bzw. Spurstangen und Achsgelenken der Hinterräder
verbunden. Die Verhältnis-Änderungseinrichtung sowie die
Verbindungsstangen und Achsgelenke bilden die Hinterrad-
Lenkeinrichtung. Das Übertragungsverhältnis dieser Einrich
tung wird so geregelt, daß die Hinterräder sich in derselben
Richtung wie die Vorderräder drehen, wenn das Fahrzeug mit
hoher Geschwindigkeit fährt, und daß sie sich in Gegenrich
tung zu den Vorderrädern oder in keine der beiden Richtungen
dreht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist.
In US-PS 44 15 054 ist eine elektrische Servolenkanlage für
Fahrzeuge beschrieben, bei der ein unterstützendes Hilfsmo
ment von einem Elektromotor über eine Kugelumlaufspindelein
richtung auf die Zahnstange einer Vorderrad-Lenkeinrichtung
der Zahnstangengetriebebauart übertragen wird. Der Motor ist
koaxial an einem Mittelteil der Zahnstange angebracht. Die
Kugelumlaufspindeleinrichtung weist ein Spindelteil, das
spiralförmig über den gesamten Außenumfang des Mittelteils
der Zahnstange ausgebildet ist, eine Kugelumlaufmutter, die
auf den Spindelabschnitt paßt und mit einer spiralförmig
verlaufenden Nut längs des Innenumfangs versehen ist und
eine Vielzahl von Kugeln auf, die zwischen dem Spindelteil und
der Mutter angeordnet ist. Der äußere Umfang der Mutter ist
direkt fest mit einem Läufer des Motors oder indirekt über
eine Kupplung mit diesem verbunden. Die Antriebsenergie und
die Drehbewegung des Motors wird auf die Zahnstange über
die Kugelumlaufspindeleinrichtung übertragen, wobei die
Drehgeschwindigkeit reduziert wird. Ein Endteil der Zahnstan
ge ist mit Verzahnungen ausgebildet, die mit einem Ritzel
kämmt, das mit einem Lenkrad verbunden ist. Die Kugelumlauf
spindeleinrichtung überträgt das unterstützende Hilfsmoment
von dem Motor mit einem geringen Reibungsverlust, so daß
eine gleichförmige Übertragung mit hohem Wirkungsgrad er
möglicht wird.
Es ist erwünscht, die Vorteile der Vierrad-Lenkanlage mit
jenen einer Servolenkanlage zu verknüpfen, die eine Kugelum
laufspindeleinrichtung enthält, um eine elektrische Vierrad-
Servolenkanlage zu erhalten. Die Zahnstange in der Vorder
rad-Lenkeinrichtung der Vierrad-Lenkanlage jedoch hat im
Mittelabschnitt den gezahnten Teil, der ausgebildet ist, um
mit dem Antriebsritzel des langen Verbindungsteils zu käm
men, so daß man Schwierigkeiten bei der Ausbildung des
Spindelabschnitts der Kugelumlaufspindeleinrichtung längs des
gesamten äußeren Umfangs des Mittelabschnitts der Zahnstange
erhält.
Die Erfindung zielt darauf ab, diese Schwierigkeit zu über
winden und eine effektive Verwirklichung der vorstehend ge
nannten Verknüpfung zu verifizieren.
Die Erfindung bezweckt also eine elektrische Vierrad-Servo-
Lenkanlage für Fahrzeuge bereitzustellen, bei der eine Vor
derrad-Lenkeinrichtung eine Zahnstange hat, die in einem
Mittelabschnitt mit einem Ritzel für eine Hinterrad-Lenk
einrichtung kämmt und bei der zusätzlich ein von einem Elek
tromotor geliefertes unterstützendes Hilfsmoment auf die
Zahnstange über eine Kugelumlaufspindeleinrichtung übertra
gen wird.
Nach der Erfindung wird eine elektrische Vierrad-Servoanlage
für Fahrzeuge mit Vorderrädern und Hinterrädern bereitge
stellt, die eine Vorderrad-Lenkeinrichtung, die betriebs
mäßig mit einem Lenkrad verbunden ist, und die ein erstes
Antriebsritzel enthält, das betriebsmäßig mit dem Lenkrad
verbunden ist und eine Zahnstange, die quer hierzu verläuft
und einen Endabschnitt hat, der mit einem ersten gezahnten
Teil versehen ist, das mit dem ersten Antriebsritzel kämmt,
wobei die Zahnstange zur Lenkung mit den Vorderrädern ver
bunden ist, eine Hinterrad-Lenkeinrichtung, eine Verbindungs
einrichtung, die eine Querverschiebung der Zahnstange auf
die Hinterrad-Lenkeinrichtung überträgt und die ein zweites
Antriebsritzel enthält, das mit einem zweiten gezahnten Ab
schnitt kämmt, das an einem vorbestimmten Bereich an einer
Seite des quer verlaufenden Mittelabschnitts der Zahnstange
ausgebildet ist, einen Elektromotor, der im Arbeitszustand
ein unterstützendes Hilfsmoment für die Vorderrad-Lenkein
richtung und die Hinterrad-Lenkeinrichtung liefert und eine
Steuereinrichtung aufweist, die im Betriebszustand mit dem
Motor verbunden ist und den Motorbetrieb steuert, wobei sich
diese Servolenkanlage dadurch auszeichnet, daß der Motor in
der Nähe der Zahnstange in einer in Querrichtung etwa mitti
gen Stelle und in von dem zweiten Antriebsritzel abweichender
Lage angeordnet ist und eine Drehabtriebswelle hat, die am
anderen Endteil der Zahnstange angeordnet ist, und daß die
Lenkanlage ferner eine Kugelumlaufspindeleinrichtung auf
weist, die zwischen der Abtriebswelle des Motors und dem vor
stehend genannten weiteren Endabschnitt der Zahnstange ange
ordnet ist, um ein unterstützendes Hilfsmoment von dem Motor
auf die Zahnstange zu übertragen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevor
zugten Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die bei
gefügte Zeichnung. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht des wesentlichen Teils
einer elektrischen Vierrad-Servolenkanlage für
Fahrzeuge nach der Erfindung, und
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Lenkanlage
insgesamt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 ist mit 100 eine Vier
rad-Lenkanlage für Fahrzeuge mit elektrischer Servokraftunter
stützung gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform nach der
Erfindung insgesamt bezeichnet. Wie in Fig. 1 gezeigt ist,
weist die Anlage 100 eine Ritzelwelle 1 auf, die in einem Ge
häuse 4 drehbar gelagert ist. Die Ritzelwelle 1 hat an ihrem
unteren Endabschnitt ein Antriebsritzel 1 a, das an diesem En
de ausgebildet ist. Das Antriebsritzel 1 a ist in Eingriff mit
einem gezahnten Teil 2 a auf einem rechten Abschnitt 2 b einer
im Gehäuse 4 in Querrichtung beweglich untergebrachten Zahn
stange 2. Die Zahnstangenzähne sind in der rechten Hälfte eines
Fahrzeugs angeordnet und auch ein Lenkrad 27. Ein linker Ab
schnitt 2 c der Zahnstange 2 steht von dem Gehäuse 4 vor und
hat ein daran angebrachtes elastisches Element 3. Das Element
3 ist relativ hart und wenig flexibel. Über dem Zwischenab
schnitt des Gehäuses 4 ist ein Elektromotor zur Erzeugung
des unterstützenden Hilfsmoments angeordnet. Der Motor 5 hat
eine Drehachse, die parallel zur Zahnstange 2 angeordnet ist,
so daß eine Abtriebswelle 7 längs des linken Abschnitts 2 c
verläuft. Am gegenüberliegenden Ende ist der Motor 5 schwenkbar
an der Oberseite eines nach oben verlaufenden Arms 6 angebracht,
der an einem etwa mittigen Abschnitt des Gehäuses 4 ausgebildet
ist und der um dieses geringfügig schwenkbar ist. Die Welle 7
hat eine spiralförmig verlaufende Nut 7 a, die auf dem Umfang
an diesem Ende ausgebildet ist. Die Nut 7 a arbeitet mit ei
ner weiteren spiralförmigen Nut 8 a zusammen, die auf der
Innenumfangsfläche einer Kugelumlaufmutter 8 ausgebildet ist.
Die Mutter 8, die auf der Welle 7 angebracht ist, ist schwenk
beweglich an dem Mittelabschnitt an der Oberseite eines Arms
11 gelagert, von dem ein ringförmiges unteres Teil 11 a auf
einem elastischen Element 3 angebracht ist. Die Drehung der
Mutter 8 ist somit durch den Arm 11 begrenzt. Die Schwenkver
bindung der Mutter 8 mit dem Arm 11 ist derart getroffen, daß
eine geringfügige hin- und hergehende Bewegung zugelassen ist.
Die Längsachse des Arms 11 ist senkrecht zur Zahnstange 2.
Zwischen den spiralförmig verlaufenden Nuten 7 a, 8 a ist
eine Vielzahl von Kugeln 9 angeordnet, die umlaufen und durch
einen nicht gezeigten Rücklaufweg gehen, der in der Mutter
8 ausgebildet ist. Eine Kugelumlaufspindeleinrichtung 10
wird durch die Welle 7, die Mutter 8 und die Kugel 9 gebil
det. Der Motor 5 ist oberhalb der Zahnstange 2 angeordnet, auf
die die Antriebsenergie und die Drehbewegung über die Kugel
umlaufspindeleinrichtung 10 übertragen wird, wobei eine Dreh
geschwindigkeitsreduzierung erfolgt. Wenn sich die Welle 7
des Motors 5 in irgendeine der Richtungen dreht, bewegt sich
die Mutter 9 kontinuierlich in axialer Richtung der Welle 7
in einer entsprechenden Richtung, d.h. quer zum Fahrzeug
(nach links oder rechts in der Figur). Die zueinander pas
senden Nuten 7 a, 8 a haben beide eine kleine Steigung, so daß
die Drehgeschwindigkeit der Welle 7 insgesamt herabgesetzt
wird, wenn eine Übertragung der Drehbewegung auf die Mutter 8
erfolgt. Die Querbewegung oder die Verschiebebewegung der
Mutter 8 wird über den Arm 11 und das elastische Element 3
auf die Zahnstange 2 übertragen, die somit am linken Ende
eine axial wirkende unterstützende Kraft erhält. Um einen
staub- und wasserdichten Abschluß zu erreichen, sind zwei
Schuhe 15, 16 in Balgform zwischen dem linken Ende des Ge
häuses 4 und dem elastischen Element 3 und zwischen dem
linken Ende des Motors 5 und dem rechten Ende der Mutter 8
jeweils angeordnet. Am linken Ende der Mutter 8 ist eine
Staubabdeckung 17 vorgesehen, die die Spitze der Welle 7 um
gibt.
Die Zahnstange 2 ist an einer etwa mittig liegenden Stelle
in Querrichtung des Fahrzeugs gesehen, mit einem gezahnten
Abschnitt 13 versehen, der auf symmetrische Weise an einem
vorbestimmten Bereich auf der Unterseite eingeschnitten ist.
Der gezahnte Abschnitt 13 ist in Eingriff mit einem An
triebsritzel 14, das im Gehäuse 4 drehbar gelagert aufge
nommen ist. Das Antriebsritzel 14 ist über eine lange Welle
53 einer Verbindung 50 verbunden, die sich in Längsrichtung
etwa mittig zu den Seiten des Fahrzeuges erstreckt. Die Ver
bindung 50 ist mechanisch mit der Zahnstange 2 gekoppelt,
so daß eine Axialbewegung der Zahnstange 2 auf die Hinter
rad-Lenkeinrichtung 40 der Zahnstangenbetriebebauart über
tragen wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Zahnstange 2 an den äuße
ren Endabschnitten 2 b, 2 c über Kugelgelenke 28 a, 28 b mit
den jeweiligen rechten und linken Verbindungsstangen bzw.
Spurstangen 29 a, 29 b verbunden. Die Verbindungsstangen 29 a,
29 b sind mit ihren äußeren Enden über Kugelgelenke 30 a, 30 b
mit den Achsgelenken 31 a, 31 b der Vorderräder 32 a, 32 b je
weils verbunden. Die Ritzelwelle 1 ist mit dem Lenkrad 27
über ein Gelenk 25, eine Zwischenwelle 24, ein weiteres Ge
lenk 25 und eine Lenkstange 26 verbunden. Eine Vorderrad-
Lenkeinrichtung 35 der Zahnstangengetriebebauart weist eine
Ritzelwelle 1, eine Zahnstange 2, Verbindungs- bzw. Spur
stangen 29 a, 29 b, Achsgelenke 31 a, 31 b und jene Teile auf,
die damit zusammenarbeiten. Die Lenkeinrichtung 35 ist mit
dem Lenkrad 27 über die Teile 23-26 verbunden.
Die Lenkanlage 100 weist die Vorderrad-Lenkeinrichtung 35
und die Hinterrad-Lenkeinrichtung 40 auf, die über die Ver
bindung 50 mit der Einrichtung 35 verbunden ist. Die Welle
53 der Verbindung 50 ist an ihrem vorderen Ende über ein
Universalgelenk 52 mit einer Welle 14 a des Antriebsritzels
14 verbunden. Das hintere Ende der Welle 53 ist über ein
Universalgelenk 54 mit einer Eingangswelle 41 einer dreh
zahlverändernden Einrichtung 42 der Hinterrad-Lenkeinrich
tung 40 verbunden. Eine quergerichtete Linearbewegung der
Zahnstange 2 wird in eine Drehbewegung umgewandelt, die
über die Verbindung 50 auf die Eingangswelle 41 der Ein
richtung 42 zu übertragen ist. Eine Ausgangswelle 42 a der
Einrichtung 41 ist in ein Gehäuse 43 eingesetzt, in dem das
hintere Ende der Welle 42 a mit einem nicht gezeigten An
triebsritzel versehen ist, das mit einer nicht gezeigten
Zahnstange kämmt, die in Querrichtung des Fahrzeugs verläuft.
Die Zahnstange ist an beiden Enden über Kugelgelenke 44 a,
44 b jeweils mit den rechten und linken Verbindungsstangen
45 a, 45 b verbunden. Die Verbindungsstangen 45 a, 45 b sind
mit ihren äußeren Enden über Kugelgelenke 46 a, 46 b mit den
Achsgelenken 47 a, 47 b der Hinterräder 48 a, 48 b jeweils ver
bunden. Die Hinterrad-Lenkeinrichtung 40 weist eine Über
tragungsverhältnis-Änderungseinrichtung 42, eine Zahnstange
in einem Gehäuse 43, Verbindungs- bzw. Spurstangen 45 a, 45 b,
Achsgelenke 47 a, 47 b und jene Teile auf, die damit zusammen
arbeiten.
Der Motor 5 wird durch eine Steuereinrichtung 20 gesteuert,
der von einer Batterie 21 Strom zugeführt wird. Die Steuer
einrichtung 20 wird mit Detektionssignalen von einem Lenk
betriebssensor 18 auf der Zwischenwelle 24 und einem Fahr
zeuggeschwindigkeitssensor 19 an einer nicht gezeigten Tacho
meterwelle versorgt. Der Sensor 18 umfaßt ein nicht gezeig
tes Drehmoment-Erfassungselement der Dehnungsbauart zum
Detektieren des Lenkmoments und ein nicht gezeigtes Winkel
geschwindigkeits-Erfassungselement zum Detektieren der
Lenkgeschwindigkeit. Das Element zur Lenkgeschwindigkeits-
Detektion kann einen elektrischen Generator aufweisen, dessen
Drehung jener der Welle 24 entspricht. Der Motor 5 wird
über die Steuereinrichtung 20 in Abhängigkeit von der Stärke
und der Wirkrichtung des detektierten Lenkmoments ange
trieben, so daß ein unterstützendes Hilfsmoment erzeugt
wird, dessen Stärke relativ groß ist, wenn die Fahrzeug
geschwindigkeit niedrig ist und dessen Stärke mit zunehmen
der Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner wird, wobei auch die
Lenkgeschwindigkeit Berücksichtigung findet.
Wenn bei der Lenkanlage 100 das Lenkrad 27 gedreht wird,
bewirkt das Antriebsritzel 1 a, das mit dem ersten Zahnstan
genteil 2 a kämmt, daß sich die Zahnstange 2 in Querrichtung
verschiebt und hierdurch die Vorderräder 32 a, 32 b gedreht
werden. Zugleich wandelt das Antriebsritzel 14, das mit der
zweiten Verzahnung 13 der Zahnstange 2 kämmt, eine axiale
Verschiebebewegung der Zahnstange 2 in eine Winkelverschiebe
bewegung um, die über die Verbindung 50 auf die Übertragungs
verhältnis-Änderungseinrichtung 42 der Hinterrad-Lenkeinrich
tung 40 zu übertragen ist, um die Hinterräder 48 a, 48 b in
entsprechender Weise zu drehen. Die Einrichtung 42 hat einen
ähnlichen Aufbau und eine ähnliche Funktion zu der in der
GB-PS 21 48 812 beschriebenen Einrichtung. Die Hinterräder 48 a,
48 b werden somit in derselben Richtung wie die Vorderräder
32 a, 32 b gedreht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist
und sie werden in Gegenrichtung zu den Vorderrädern 32 a, 32 b
oder in keine der beiden Richtungen gedreht, wenn die Fahr
zeuggeschwindigkeit niedrig ist. Während der Betätigung des
Lenkrades 27 arbeitet der Motor 5, um über die Steuereinrich
tung 20 der Zahnstange 2 ein unterstützendes Hilfsmoment zu
liefern, wie dies voranstehend beschrieben ist. Als Folge
hiervon wird die aufzubringende Lenkkraft bei niedrigen Fahr
zeuggeschwindigkeiten reduziert, während ein übliches Straßen
gefühl wiederum vermittelt wird, wenn die Fahrzeuggeschwin
digkeit ansteigt.
Das unterstützende Hilfsmoment, das am Motor 5 erzeugt wird,
wird auf die Zahnstange 2 über die Kugelumlaufspindelein
richtung 10 übertragen, die einen geringen Reibungsverlust
hat und eine gleichförmige Übertragung mit einem hohen Wir
kungsgrad ermöglicht.
Die Kugelumlaufspindeleinrichtung 10 ist an der Ausgangs
seite des Motors 5 angeordnet, so daß sich die Notwendigkeit
einer zusätzlichen spiralförmigen Nut erübrigt, die sonst
auf der Zahnstange auszubilden wäre. Somit erhält man kürzere
Abmessungen für die Länge der Zahnstange.
Der Motor 5 ist etwa in einer Mittelstelle des Zahnstangen
gehäuses 4 in Querrichtung des Fahrzeuges angeordnet und die
Abtriebswelle 7 steht nach links vor. Das unterstützende
Hilfsmoment vom Motor 5 wird über die Kugelumlaufspindelein
richtung 10 auf den linken Endteil 2 c der Zahnstange 2 über
tragen. Der rechte Endteil 7 b der Zahnstange 2 erhält ein
Lenkmoment von dem Antriebsritzel 1 a, das mit dem Lenkrad 27
verbunden ist. Die Zahnstange 2 hat somit einen ausgewogenen
Zustand im Hinblick auf das Lenkmoment und das unterstützende
Hilfsmoment.
Das Antriebsritzel 14 der Verbindung 50 kämmt mit Zähnen 13
an der Unterseite einer Zahnstange 2, während der Motor 5
auf der stromaufwärtigen Seite desselben angeordnet ist.
Der Motor 5 ist somit dem Antriebsritzel 14 gegenüberliegend,
bezogen auf die Zahnstange 2, angeordnet, so daß der vor
handene Raum effektiv genutzt werden kann, wobei man eine
kompakte Auslegung der Anlage 100 erhält.
Die vorstehend beschriebene Steuereinrichtung des Motors 5
ist nicht auf die dargestellte Ausbildungsform beschränkt,
sondern kann auf beliebige Weise modifiziert werden.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das vorlie
gende Beispiel beschränkt, sondern es sind zahlreiche Ab
änderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann
im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken
zu verlassen.
Nach der Erfindung wird eine elektrische Vierrad-Servoanlage
100 für Fahrzeuge mit Vorderrädern 32 a, 32 b und Hinterrädern
48 a, 48 b angegeben, die eine Vorderrad-Lenkeinrichtung 35,
die eine Zahnstange 2 für die Vorderräder enthält, die in Quer
richtung verläuft und einen Endabschnitt 2 b hat, der mit
einem ersten gezahnten Teil 2 a ausgebildet ist, das mit
einem ersten Antriebsritzel 1, 1 a kämmt, das mit einem Lenk
rad 27 verbunden ist, eine Hinterrad-Lenkeinrichtung 40,
eine Verbindungseinrichtung 50, die ein zweites Antriebs
ritzel 14 enthält, das mit einem zweiten gezahnten Teil 13
kämmt, das an einem vorbestimmten Bereich an einer Seite eines
etwa mittig in Querrichtung angeordneten Abschnitts der Zahn
stange ausgebildet ist, um eine Querverschiebebewegung der Zahn
stange zur Übertragung auf die Hinterrad-Lenkeinrichtung zu
nutzen und einen Elektromotor 5 aufweist, der im Betriebs
zustand ein unterstützendes Hilfsmoment der Vorderrad-Lenk
einrichtung und der Hinterrad-Lenkeinrichtung liefert. Der
Motor ist in der Nähe der Zahnstange an einer in Querrich
tung etwa mittig liegenden Stelle und abweichend von der Po
sition des zweiten Antriebsritzels angeordnet und hat eine
sich drehende Abtriebswelle 7, die am anderen Endabschnitt
2 c der Zahnstange angeordnet ist. Die Lenkanlage weist ferner
eine Kugelumlaufspindeleinrichtung 10 auf, die zwischen der
Abtriebswelle des Motors und dem vorstehend genannten anderen
Endabschnitt der Zahnstange vorgesehen ist, um das vom Motor
erzeugte unterstützende Hilfsmoment auf die Zahnstange zu
übertragen.
Claims (5)
1. Elektrische Vierrad-Servolenkanlage (100) für Fahr
zeuge mit Vorderrädern (32 a, 32 b) und Hinterrädern (48 a, 48 b)
mit einer Vorderrad-Lenkeinrichtung (35), die im Betriebs
zustand mit einem Lenkrad (27) verbunden ist, wobei die
Vorderrad-Lenkeinrichtung (35) ein erstes Antriebsritzel
(1, 1 a) aufweist, das im Betriebszustand mit dem Lenkrad
(27) verbunden ist, sowie eine Zahnstange (2), die in Quer
richtung verläuft und einen Endabschnitt (2 b) hat, der mit
einem ersten gezahnten Teil (2 a) ausgebildet ist, der mit
dem ersten Antriebsritzel (1, 1 a) kämmt, wobei die Zahn
stange (2) lenkbar mit den Vorderrädern (32 a, 32 b) verbunden
ist, mit einer Hinterrad-Lenkeinrichtung (40), mit einer
Verbindungseinrichtung (50) zum Übertragen einer Querver
schiebebewegung der Zahnstange (2) auf die Hinterrad-Lenk
einrichtung (40), wobei die Verbindungseinrichtung (50)
ein zweites Antriebsritzel (40) enthält, das mit einem zwei
ten gezahnten Teil (13) kämmt, das an einem vorbestimmten
Bereich auf einer Seite eines in Querrichtung etwa mittig
angeordneten Abschnitts der Zahnstange (2) ausgebildet ist,
mit einem Elektromotor (5), der im Betriebszustand ein
unterstützendes Hilfsmoment für die Vorderrad-Lenkeinrichtung
(35) und die Hinterrad-Lenkeinrichtung (40) liefert, und
mit einer Steuereinrichtung (18, 19, 20, 21), die im Betriebs
zustand mit dem Motor (5) verbunden ist und den Motor (5)
hinsichtlich seines Betriebs steuert, dadurch
gekennzeichnet, daß der Motor (5) in der Nähe
der Zahnstange (2) an einer in Querrichtung etwa mittig lie
genden Stelle abweichend von der Position des zweiten An
triebsritzels (14) angeordnet ist und eine sich drehende
Abtriebswelle (7) hat, die am anderen Endabschnitt (2 c)
der Zahnstange (2) angeordnet ist, und daß die Lenkanlage
(100) ferner eine Kugelumlaufspindeleinrichtung (10) auf
weist, die zwischen der Abtriebswelle (7) des Motors (5)
und dem anderen Endabschnitt (2 c) der Zahnstange (2) ange
ordnet ist, um das vom Motor (5) erzeugte unterstützende
Hilfsmoment auf die Zahnstange (2) zu übertragen.
2. Lenkanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kugelumlaufspindeleinrichtung (10) die Abtriebs
welle (7) des Motors (5) aufweist, daß die Abtriebswelle
(7) mit einer spiralförmigen Nut (7 a) versehen ist, daß eine
Kugelumlaufmutter (8) auf der Abtriebswelle (7) angeordnet
ist und ihre Innenumfangsfläche mit einer spiralförmigen
Nut (8 a) versehen ist, die mit der spiralförmigen Nut (7 a)
der Abtriebswelle (7) zusammenarbeitet, und daß Kugeln (9)
zwischen den spiralförmigen Nuten (7 a, 8 a) derart angeordnet
sind, daß die Mutter (8) sich in axialer Richtung der
Antriebswelle (7) bewegt, wenn sich die Abtriebswelle (7)
dreht und die Mutter (8) mit der Zahnstange (2) verbunden
ist.
3. Lenkanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtriebswelle (7) des Motors (5) im wesentlichen
parallel zur Zahnstange (2) derart angeordnet ist, daß das
Drehmoment der Abtriebswelle (7) durch die Mutter (8) der
Kugelumlaufspindel (10) in umgewandelter Form zu der Zahn
stange (2) als unterstützende Hilfskraft in axialer Rich
tung der Zahnstange (2) übertragen wird.
4. Lenkanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Motor (5) an der dem zweiten Antriebsritzel (14)
gegenüberliegenden Seite der Zahnstange (2) angeordnet ist.
5. Lenkanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lenkanlage ferner ein Zahnstangengehäuse (4) zur
drehbaren Lagerung des ersten Antriebsritzels (1, 1 a)
und des zweiten Antriebsritzels (14) aufweist, und das die
Zahnstange (2) axial beweglich lagert, und daß der Motor (5)
an einem in Querrichtung etwa mittigen Abschnitt des
Zahnstangengehäuses (4) angebracht ist.
Applications Claiming Priority (1)
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