DE102007008246B4

DE102007008246B4 - Vorrichtung zum Spannen des Riemens eines elektrischen Lenkungsantriebs

Info

Publication number: DE102007008246B4
Application number: DE200710008246
Authority: DE
Inventors: Stefan Portner
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2027-02-21
Also published as: WO2008101771A1; DE102007008246A1

Abstract

Vorrichtung zum Spannen eines Riemens eines elektrischen Lenkungsantriebs, mit
– einem Lenkungsgehäuse (1),
– einer im Lenkungsgehäuse (1) vorgesehenen Lenkwelle (2),
– einer mit der Lenkwelle (2) fest verbundenen Riemenscheibe (3) und
– einem ein Motorgehäuse (4) und eine Motorwelle (5) aufweisenden Elektromotor (6), wobei
– das Motorgehäuse (4) in einer Öffnung (1a) des Lenkungsgehäuses (1) gelagert ist,
– die Motorwelle (5) und die Lenkwelle (2) parallel zueinander verlaufen,
– ein Endbereich (5a) der Motorwelle (5) in das Lenkungsgehäuse (1) hineinragt und mit einer fest mit der Motorwelle (5) verbundenen Riemenscheibe (7) versehen ist und
– einem die beiden Riemenscheiben (3, 7) antriebsmäßig miteinander verbindenden Riemen (8), wobei
– das Motorgehäuse (4) mittels seines Lagerschildes (4a) in der Öffnung (1a) des Lenkungsgehäuses (1) gelagert ist,
– das Lagerschild (4a) einen exzentrischen Halsbereich (4a1) aufweist und
– ein Spannen des...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen des Riemens eines elektrischen Lenkungsantriebs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 103 93 209 T5 ist bereits eine Riemenspannvorrichtung für eine elektrische Servolenkungseinheit bekannt. Dort ist eine Antriebseinheit vorgesehen, um eine Antriebesriemenscheibe zu drehen, die mit einer Abtriebsriemenscheibe über einen flexiblen Riemen drehbar verbunden ist. Die Spannvorrichtung umfasst ein Gehäuse, einen relativ zu dem Gehäuse bewegbar angebrachten Arm und eine Kontaktvorrichtung. Die Kontaktvorrichtung ist an dem Arm befestigt und dazu ausgelegt, an einem Bereich des Riemens zwischen der Antriebs- und der Abtriebsriemenscheibe anzugreifen, wobei der Arm relativ zu dem Riemen bewegbar ist, um die Kontaktvorrichtung gegen den Riemen zu positionieren, um für Spannung auf dem Riemen zu sorgen.
Aus der EP 1 457 405 B1 ist bereits eine insbesondere für Kraftfahrzeuge vorgesehene Servolenkung bekannt, die ein Lenkungsgehäuse, einen Elektromotor und eine Schubstange zum Auslenken von Fahrzeugrädern aufweist. Eine Ausgangswelle des Elektromotors und die Schubstange sind jeweils mit einer Riemenscheibe verbunden. Die Riemenscheibe der Ausgangswelle ist mit der Riemenscheibe der Schubstange mittels eines Riemens antriebsmäßig verbunden. Die Schubstange ist mittels eines als Exzenterring ausgebildeten Exzenters in dem Lenkungsgehäuse derart gelagert, dass der Achsabstand zwischen der Ausgangswelle des Elektromotors und der Schubstange variierbar ist. Wird ausgehend von einer Montagestellung des Exzenterrings der Exzenterring um 180° gedreht, wird die Vorrichtung in ihre Betriebsstellung gebracht, in welcher der Riemen gespannt ist.
Aus der EP 1 553 006 A1 ist eine weitere Servolenkung bekannt, welche ein Lenkungsgehäuse, einen Elektromotor und eine Schubstange zum Auslenken von Fahrzeugrädern aufweist und bei welcher eine Ausgangswelle des Elektromotors und die Schubstange jeweils mit einer Riemenscheibe verbunden sind. Die Riemenscheibe der Ausgangswelle des Elektromotors ist mit der Riemenscheibe der Schubstange mittels eines Riemens antriebsmäßig verbunden. Der Elektromotor ist mittels eines Exzenters derart gelagert, dass der Achsabstand zwischen der Ausgangswelle des Elektromotors und der Schubstange variierbar ist. Der Exzenter ist Bestandteil eines mit dem Motorgehäuse mittels Schrauben verbundenen Flansches.
Aus der gattungsbildenden EP 1 621 444 A1 ist eine elektrische Lenkhilfevorrichtung bekannt, die ein Lenkungsgehäuse, eine im Lenkungsgehäuse vorgesehene Lenkwelle und eine mit der Lenkwelle verbundene Riemenscheibe aufweist. Weiterhin enthält die bekannte Vorrichtung einen ein Motorgehäuse und eine Motorwelle aufweisenden Elektromotor. Das Motorgehäuse ist in einer Öffnung des Lenkungsgehäuses gelagert. Die Motorwelle und die Lenkwelle verlaufen parallel zueinander. Ein Endbereich der Motorwelle ragt in das Lenkungsgehäuse hinein und ist mit einer mit der Motorwelle verbundenen Riemenscheibe versehen. Die beiden Riemenscheiben sind antriebsmäßig über einen Riemen miteinander verbunden. Das Motorgehäuse ist mittels eines Flansches in der Öffnung des Lenkungsgehäuses gelagert. Der Flansch weist einen exzentrischen Bereich auf derart, dass durch ein Drehen des Flansches relativ zum Lenkungsgehäuses ein Spannen des Riemens herbeigeführt werden kann.
Aus der DE 41 05 780 A1 ist eine Servolenkung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Diese weist einen über ein Hand-Lenkrad betätigbaren, mit den zu lenkenden Rädern betriebsverbundenen Lenkmechanismus auf. Mit diesem ist ein Motor in Einwirkung bringbar. An der Abtriebswelle des Motors ist eine Fliehkraftkopplung zwischengeschaltet. Bei einem der dort beschriebenen Ausführungsbeispiele dient ein Zahnriementrieb zur Drehmomentübertragung zwischen der Abtriebswelle des Zwischengetriebes und dem Ritzel der Lenksäule. Dabei sind jeweils Riemenscheiben vorgesehen, um welche der Zahnriemen läuft.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Spannen des Riemens eines elektrischen Lenkungsantriebs an zugeben, deren Bauteileanzahl reduziert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass bei der beanspruchten Vorrichtung das Spannen des Riemens durch eine exzentrische Ausgestaltung eines ohnehin vorhandenen Bauteils des Elektromotors ermöglicht wird, nämlich eine exzentrische Ausgestaltung des Halsbereiches des Lagerschildes des Elektromotors. Das Lagerschild des Elektromotors ist einerseits mit dem Gehäuse des Elektromotors fest verbunden, beispielsweise mit diesem verschraubt. Andererseits dient dieses Lagerschild auch zur Aufnahme des Elektromotors in eine Aussparung des Lenkungsgehäuses. Durch die beanspruchte exzentrische Ausgestaltung des Halsbereichs des Lagerschildes des Elektromotors wird es ermöglicht, durch ein Drehen des Lagerschildes und damit des gesamten Motors relativ zum Lenkungsgehäuse den Abstand der Motorwelle zur Lenkwelle zu variieren und einen Riemen, der eine mit der Motorwelle fest verbundene Riemenscheibe antriebsmäßig mit einer mit der Lenkwelle fest verbundenen Riemenscheibe verbindet, zu spannen. Zu diesem Spannen des Riemens ist es folglich nicht notwendig, den Motor mit einem eigens zum Zwecke der Spannung des Riemens speziell ausgebildeten Flansch zu versehen.
Vorzugsweise ist der exzentrisch ausgestaltete Halsbereich des Lagerschildes mit einer umlaufenden Nut versehen, in welcher ein O-Ring eingesetzt ist. Dieser dient zur Abdichtung zwischen dem Lenkungsgehäuse und dem Lagerschild und damit auch zwischen dem Lenkungsgehäuse und dem Elektromotor. Diese Doppelfunktion des Halsbereiches des Lagerschildes reduziert die Anzahl der zur Realisierung eines Lenkungsantriebs benötigten Bauteile weiter.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt
1 eine Längsschnittdarstellung zur Erläuterung einer Vorrichtung zum Spannen des Riemens eines elektrischen Lenkungsantriebs,
2 eine Ansicht der in der 1 gezeigten Vorrichtung in Richtung des Pfeiles x,
3 eine Seitenansicht des Lagerschildes des in der 1 gezeigten Elektromotors und
4 eine Ansicht des in der 3 gezeigten Lagerschildes in Richtung des Pfeiles x.
Die 1 zeigt eine Längsschnittdarstellung zur Erläuterung einer Vorrichtung zum Spannen des Riemens eines Lenkungsantriebs. Die dargestellte Vorrichtung weist ein Lenkungsgehäuse 1 auf, durch welches eine Lenkwelle 2 geführt ist. Die in der 1 nicht dargestellten Endbereiche der Lenkwelle sind jeweils an Lenkhebel eines Rades angekoppelt.
Mit der Lenkwelle 2 wirkt ein Kugelumlauftrieb 13 zusammen. Des Weiteren ist an der Lenkwelle 2 eine Riemenscheibe 3 befestigt. In seinem in der 1 oberen rechten Bereich ist das Lenkungsgehäuse 1 mit einer Öffnung 1a versehen.
Weiterhin weist der in der 1 gezeigte Lenkungsantrieb einen Elektromotor 6 auf. Dieser hat ein Motorgehäuse 4, in welchem eine Motorwelle 5 gelagert ist. Die Motorwelle 5 verläuft parallel zur Lenkwelle 2. Sie ist in ihrem in der 1 rechtsseitigen Endbereich 5b in einem Kugellager 10 gelagert. Der in der 1 linksseitige Endbereich 5a der Welle ist im Lenkungsgehäuse 1 positioniert und fest mit einer Riemenscheibe 7 verbunden.
Die dem Elektromotor zugehörige, antriebsseitige Riemenscheibe 7 steht mit der auf der Lenkwelle befestigten Riemenscheibe 3 antriebsmäßig über einen Riemen 8 in Verbindung.
Das Motorgehäuse 4 ist mittels seines fest mit ihm verbundenen Lagerschildes 4a in der Öffnung 1a des Lenkungsgehäuses 1 gelagert. In dieses Lagerschild ist ein Kugellager 9 eingesetzt, welches zur Abstützung der Motorwelle dient. Des Weiteren weist das Lagerschild – wie noch anhand der 3 und 4 erläutert wird – einen exzentrischen Motorhals, einen Verschraubungsbereich und einen Aufnahmebereich auf.
Aufgrund dieses exzentrisch ausgebildeten Halsbereiches des Lagerschildes besteht die Möglichkeit, den Riemen 8 zu spannen, indem das in der Öffnung 1a des Lenkungsgehäuses 1 gelagerte Lagerschild 4a relativ zum Lenkungsgehäuse 1 verdreht wird. Ist der Riemen 8 gespannt, dann wird die durch das Verdrehen des Lagerschildes erreichte relative Position zwischen dem Lagerschild und dem Lenkungsgehäuse mittels Schrauben fixiert, die durch Schraubenbohrungen des Lenkungsgehäuses und des Lagerschildes geführt sind und festgezogen werden.
Die 2 zeigt eine Ansicht der in der 1 dargestellten Vorrichtung in Richtung des Pfeiles x. Aus der 2 geht hervor, dass der Riemen 8 um die an der Lenkwelle 2 befestigte Riemenscheibe 3 und um die an der Motorwelle 5 befestigte Riemenscheibe 7 gelegt ist. Weiterhin ist aus der 2 ersichtlich, dass der Halsbereich des Lagerschildes in Bezug auf den Rand der Öffnung 1a des Lenkungsgehäuses exzentrisch angeordnet ist. Durch ein Drehen des Lagerschildes in der Öffnung 1a des Lenkungsgehäuses, wie es in der 2 durch den Pfeil r angedeutet ist, lässt sich der Abstand zwischen der Lenkwelle 2 und der Motorwelle 5 vergrößern, um den Riemen 8 zu spannen.
Des Weiteren ist aus der 2 ersichtlich, dass im Lenkungsgehäuse 1 Langlöcher 1b vorgesehen sind, innerhalb welcher die zur Befestigung des Lagerschildes am Lenkungsgehäuse 1 vorgesehenen Schrauben 14 bei einem Verdrehen des Lagerschildes relativ zum Lenkungsgehäuse geführt werden.
Ferner ist in der 2 veranschaulicht, dass die Mittelachse 5c der Motorwelle 5 in der dargestellten Position von der Mittelachse 1c der Öffnung 1a des Lenkungsgehäuses 1 aufgrund der Exzentrität des Halsbereichs des Lagerschildes einen Abstand d aufweist.
Die 3 zeigt eine Seitenansicht des Lagerschildes 4a des in der 1 dargestellten Elektromotors. Das Lagerschild 4a weist einen Kugellagersitzbereich 4a2 auf, innerhalb dessen das in der 1 gezeigte Kugellager 9 platziert ist. Der Kugellagerbereich 4a2 ist im zusammengesetzten Zustand des Lenkungsantriebs innerhalb des Lenkungsgehäuses 1 positioniert. Neben dem Kugellagersitzbereich 4a2 weist das Lagerschild 4a den bereits oben genannten Halsbereich 4a1 auf, welcher bezüglich aller anderen Bestandteile des Lagerschildes exzentrisch ausgestaltet ist. Dieser Bereich dient als Sitz 15 des Elektromotors 6 in der Öffnung 1 des Lenkungsgehäuses 1. Des Weiteren ist in diesem Halsbereich 4a1 des Lagerschildes eine ringförmige Nut 12 vorgesehen, in welcher im zusammengesetzten Zustand des Lenkungsantriebs ein Gummiring platziert ist, mittels dessen das Lagerschild und damit der Elektromotor gegenüber dem Lenkungsgehäuse 1 abgedichtet sind.
Dem Halsbereich 4a1 benachbart ist ein Verschraubungsbereich 4a3 des Lagerschildes 4a. Dieser Verschraubungsbereich ragt in Radialrichtung über den Halbereich 4a1 hinaus und ist in seinem über den Halsbereich hinausragenden Bereich mit Schraubenbohrungen 11 versehen. Durch diese Schraubenbohrungen werden beim Zusammenbau des Lenkungsantriebs Schrauben eingedreht, um das Lagerschild am Lenkungsgehäuse und am Motorgehäuse zu befestigen. Die Schraubenbohrungen sind – wie aus der 4 ersichtlich ist – am Umfang des Lagerschildes verteilt. Um das Lagerschild in verschiedenen Winkelstellungen relativ zum Lenkungsgehäuse an diesem befestigen zu können, sind im Lenkungsgehäuse – wie in der 2 veranschaulicht ist – mehrere Langlöcher 16 vorgesehen, wobei die erste Endposition jedes Langloches einem nicht gespannten Riemen und die jeweils zweite Endposition jedes Langloches einem gespannten Riemen zugeordnet ist.
Diejenigen Schraubenbohrungen, durch welche beim Zusammenbau des Lenkungsantriebs Schrauben zum Verbinden des Lagerschildes mit dem Motorgehäuse 4 geführt werden, sind in der 4 mit der Bezugszahl 11a bezeichnet. Diejenigen Schraubenbohrungen, durch welche beim Zusammenbau des Lenkungsantriebs Schrauben zum Verbinden des Lagerschildes mit dem Lenkungsgehäuse 1 geführt werden, sind in der 4 mit der Bezugszahl 11b bezeichnet.
Ferner weist das in der 3 dargestellte Lagerschild 4a einen Aufnahmebereich 4a4 auf. Dieser ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel mit einer Außenpassung versehen, welche zum Einfügen des Lagerschildes 4a in eine Innenpassung des Motorgehäuses 4 vorgesehen ist. Dadurch ist sichergestellt, dass nach dem Einfügen das Lagerschild und das Motorgehäuse relativ zueinander zentriert sind. Dies wiederum gewährleistet, dass die Motorwelle und die Lenkwelle parallel zueinander ausgerichtet sind.

Claims

Vorrichtung zum Spannen eines Riemens eines elektrischen Lenkungsantriebs, mit – einem Lenkungsgehäuse (1), – einer im Lenkungsgehäuse (1) vorgesehenen Lenkwelle (2), – einer mit der Lenkwelle (2) fest verbundenen Riemenscheibe (3) und – einem ein Motorgehäuse (4) und eine Motorwelle (5) aufweisenden Elektromotor (6), wobei – das Motorgehäuse (4) in einer Öffnung (1a) des Lenkungsgehäuses (1) gelagert ist, – die Motorwelle (5) und die Lenkwelle (2) parallel zueinander verlaufen, – ein Endbereich (5a) der Motorwelle (5) in das Lenkungsgehäuse (1) hineinragt und mit einer fest mit der Motorwelle (5) verbundenen Riemenscheibe (7) versehen ist und – einem die beiden Riemenscheiben (3, 7) antriebsmäßig miteinander verbindenden Riemen (8), wobei – das Motorgehäuse (4) mittels seines Lagerschildes (4a) in der Öffnung (1a) des Lenkungsgehäuses (1) gelagert ist, – das Lagerschild (4a) einen exzentrischen Halsbereich (4a1) aufweist und – ein Spannen des Riemens (8) durch ein Drehen des Lagerschildes (4a) relativ zum Lenkungsgehäuse (1) durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass der exzentrische Halsbereich (4a1) des Lagerschildes (4a) mit einer ringförmigen Nut (12) versehen ist und – dass in die ringförmige Nut (12) ein Dichtring eingesetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild (4a) einen dem Halsbereich (4a1) benach barten, innerhalb des Lenkungsgehäuses (1) platzierten Kugellagersitzbereich (4a2) aufweist, in welchem ein die Motorwelle (5) abstützendes Lager (9) positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild (4a) einen außerhalb des Lenkungsgehäuses (1) positionierten Verschraubungsbereich (4a3) aufweist, in welchem Schraubenbohrungen (11) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschraubungsbereich (4a3) Schraubenbohrungen (11a) aufweist, durch welche beim Zusammenbau des Lenkungsantriebs Schrauben geführt werden, mittels derer das Lagerschild (4a) am Motorgehäuse (4) befestigt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschraubungsbereich (4a3) Schraubenbohrungen (11b) aufweist, durch welche beim Zusammenbau des Lenkungsantriebs Schrauben geführt werden, mittels derer das Lagerschild (4a) am Lenkungsgehäuse (1) befestigt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild (4a) einen dem Verschraubungsbereich (4a3) benachbarten Aufnahmebereich (4a4) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (4a4), mit einer Außenpassung versehen ist.