Neue Lenkungsgetriebe

Höchste Untersetzung leicht rückdrehbar

Stirnradgetriebe haben in Lenkungsgetrieben Vorteile gegenüber Schneckengetrieben.

Stirnradgetriebe mit parallelen Achsen und einem Antriebsritzel i=30:1. © Maul

Am modernen Automobil sind an der Lenkung Getriebe zur Verstärkung des von Hand eingeleiteten Drehmomentes vorhanden. Dominierend sind bisher Schneckengetriebe, da bisher nur hiermit die geforderte Untersetzung auf kleinem Bauraum möglich war. Nachteile der Schneckengetriebe: zum einen die kreuzende Achse quer zur Lenkstangenachse, und zum anderen lassen sich größere Untersetzungen nicht von Hand zurückdrehen. Weiterhin sind die Wirkungsgrade von Schneckengetrieben aufgrund des hohen Gleitreibungsanteils ungünstig. Ein Vorteil allerdings ist die geringe Geräuschentwicklung. Oberhalb einer Untersetzung von rund i=20:1 steigt bei Schneckengetrieben das Hand-Rückdrehmoment exorbitant an. Weiterhin müssen die Getriebe absolut spielfrei sein, damit ein präzises Lenken ermöglicht wird.

Werden statt Schneckengetrieben Stirnradgetriebe verwendet, lässt sich die geforderte Untersetzung bei einem großen Drehmoment und gegebenem Bauraum verwirklichen. Eine neue, patentierte Entwicklung zeigt, dass bessere Lenkungsgetriebe mit Stirnradgetrieben möglich sind. Das Konstruktionsbüro Maul hat ein Evoloid-Lenkungsgetriebe entwickelt, mit dem wesentlich größere Untersetzungen möglich sind und aufgrund der Modulvergrößerung größere Drehmomente zur Lenkunterstützung erzeugt werden können.

Bei richtig gestalteter Verzahnung sind die Stirnradgetriebe gegenüber Schneckengetrieben bis zu höchsten Untersetzungen leicht rückdrehbar. Wird die Verzahnung ebenfalls geräuschoptimiert ausgeführt und kleinste Zähnezahlen des Antriebsritzels verwendet, sinkt die Erregerfrequenz und damit das Verzahnungsgeräusch; das „Surren“entfällt. Versuche mit zwei Vorrichtungen im direkten Vergleich der Getriebe zeigen sogar bessere Geräuschpegel als bei Schneckengetrieben.

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Bei gleichem Bauraum wie Schneckengetriebe im Durchmesser können fast doppelt so hohe Drehmomente erzeugt werden; zum Beispiel 30 Newtonmeter beim Schneckengetriebe und 50 bis 60 Newtonmeter beim Evoloid-Stirnradgetriebe mit i=20:1. Wenn man zwei Antriebsritzel kombiniert und ein Vorgelege vorgeschaltet wird, können mit diesem Getriebe auch höhere Drehmomente und Belastungen für schwere Fahrzeuglenkungen von 80 bis 100 Newtonmeter bei einer Gesamtuntersetzung von i=30:1 erzeugt werden. Auch Getriebe von i=60:1 sind einstufig möglich bei geringem Bauraum.

Die Anordnung von Getriebe und Motors erfolgt parallel zur Lenksäule, daher schmiegt sich das ganze System hinter das Lenkrad im Bauraum kompakter an die Lenksäule an.

Spielfreiheit im Lenkgetriebe lässt sich unterschiedlich erzeugen; zum Beispiel können elastische und vorgespannte Räder verwendet werden. Auch eine Einstellung eines geregelten oder gefederten Achsabstandes macht eine absolute Spielfreiheit über die gesamte Lebensdauer des Lenkgetriebes möglich. Aufgrund der achsparallelen Bauweise werden die Getriebegehäuse kompakter. pb

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