Getriebe Ein neues Evoloid-Getriebe senkt die Kosten für Lenkungsgetriebe

Werden statt Schneckengetrieben neue, patentiert Stirnradgetriebe für die Lenkung moderner Automobile eingesetzt, lassen sich die Kosten für die Lenkungsgetriebe deutlich senken.

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An der Lenkung moderner Automobile verstärken Getriebe das von Hand eingeleitete Drehmoment. Hier dominieren Schneckengetriebe, da nur sie bisher die geforderte Untersetzung auf kleinem Bauraum möglich gemacht haben.

Allerdings geht ihr Einsatz mit Nachteilen einher: Dazu gehören die kreuzende Achse quer zur Lenkstangenachse und die Tatsache, dass sich größere Untersetzungen nicht von Hand zurückdrehen lassen. Oberhalb einer Untersetzung von ca. i=20:1 steigt bei Schneckengetrieben das Hand-Rückdrehmoment exorbitant an. Weiterhin sind die Wirkungsgrade von Schneckengetrieben aufgrund des hohen Gleitreibungsanteils schlecht. Um ein präzises Lenken zu ermöglichen, müssen die Getriebe absolut spielfrei sein. Von Vorteil dagegen war bisher die geringe Geräuschentwicklung.

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Mit Stirnradgetrieben ließ sich bisher die geforderte Untersetzung bei dem großen Drehmoment und gegebenem Bauraum nicht verwirklichen.

Eine neue, patentierte Entwicklung zeigt nun, dass bessere Lenkungsgetriebe mit Stirnradgetrieben doch möglich sind. Die vom Konstruktionsbüro Maul entwickelten neuen Evoloid-Lenkungsgetriebe können wesentlich größere Untersetzungen und aufgrund der Modulvergrößerung ebenfalls größere Drehmomente zur Lenkunterstützung erzeugen.

Stirnradgetriebe leicht rückdrehbar

Bei richtig gestalteter Verzahnung sind die Stirnradgetriebe im Vergleich zu Schneckengetrieben bis zu höchsten Untersetzungen leicht rückdrehbar. Wird die Verzahnung nun ebenfalls geräuschoptimiert ausgeführt und werden kleinste Zähnezahlen des Antriebsritzels verwendet, sinkt die Erregerfrequenz und damit das Verzahnungsgeräusch, da das „Surren“ infolge des hohen Gleitanteiles der Mikrooberfläche der Schnecke, wie beim Schneckengetriebe, entfällt.

Versuche mit zwei Vorrichtungen im direkten Vergleich der Getriebe zeigen bessere Geräuschpegel als bei Schneckengetrieben. Bei gleichem Bauraum wie Schneckengetriebe im Durchmesser können fast doppelt so hohe Drehmomente erzeugt werden; z.B. 30 Nm beim Schneckengetriebe und 50-60 Nm beim Evoloid-Stirnradgetriebe mit i=20:1. Diese Steigerung ist die Folge des wesentlich besseren Wirkungsgrades. Wenn man zwei Antriebsritzel kombiniert und ein Vorgelege vorgeschaltet wird, können mit diesem Getriebe auch höhere Drehmomente und Belastungen für schwere Fahrzeuglenkungen von 80-100 Nm bei einer Gesamtuntersetzung von i=30:1 erzeugt werden. Auch Getriebe von i=60:1 sind einstufig möglich bei geringem Bauraum.

Einsatz von kleineren Motoren möglich

Die Stirnrad-Lenkgetriebe haben einen kleineren Bauraum und eine kompaktere Bauform als bisherige Schneckenlenkgetriebe. Durch ihre wesentlich höhere Effizienz können bei gleichem Abtriebsmoment bis zu 30 % kleinere Motoren im Durchmesser und der Länge verwendet werden.

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Getriebe und Motor sind parallel zur Lenksäule angeordnet, daher schmiegt sich das ganze System hinter das Lenkrad im Bauraum kompakter an die Lenksäule an.

Es gibt mehrere Systeme, die Spielfreiheit im Lenkgetriebe zu erzeugen. So können elastische und vorgespannte Räder verwendet werden. Auch die Einstellung eines geregelten oder gefederten Achsabstandes macht eine absolute Spielfreiheit über die gesamte Lebensdauer des Lenkgetriebes möglich.

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Aufgrund der achsparallelen Bauweise werden die Getriebegehäuse kompakter und einfacher zu entformen und zu bearbeiten, die Teileanzahl sinkt. Die Lagerungen der Wellen des Getriebes sind leichter zu bearbeiten. Dank dieser Vorteile sinken die Kosten des gesamten Lenkungsgetriebes enorm. Das Konstruktionsbüro Maul hat die Systeme patentieren lassen. (ud)