DE102008002769A1

DE102008002769A1 - Schraubradgetriebe und damit ausgestattete elektrische Hilfskraftlenkung

Info

Publication number: DE102008002769A1
Application number: DE200810002769
Authority: DE
Inventors: Dennis FÜCHSEL
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2009-08-20

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Schraubradgetriebe, insbesondere Schneckengetriebe für eine elektrische Hilfskraftlenkung, wobei das Schraubrad- bzw. Schneckengetriebe (100) eine mit einer Antriebswelle eines elektrischen Antriebsmotors verbindbare Schnecke (103) aufweist, die in einem Getriebegehäuse (102) angeordnet ist und mit einem Schneckenrad (104) in Eingriff steht, wobei zur Verbesserung des Eingriffs eine Vorspanneinrichtung (112) vorgesehen ist, um die Schnecke (103) radial mit einer Vorspannkraft zu beaufschlagen, und wobei in dem Getriebegehäuse (102) eine schwenkbar angeordnete Hülse (120) vorgesehen ist, in der die Schnecke (103) gelagert ist, wobei die Vorspanneinrichtung (112) direkt auf die Hülse (120) wirkt. Hierdurch kann insbesondere der Einsatz eines speziellen Schwenklagers bzw. Pendellagers für eine schwenkbare Lagerung der Schnecke entfallen. Die Lagerung der Hülse kann relativ einfach und kostengünstig, z. B. durch Lagerzapfen, realisert werden. Insgesamt ergibt sich eine in der Herstellung kostengünstige und in der Montage einfach zu handhabende Konstruktion eines geräuscharmen Schraubrad- bzw. Schneckengetriebes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schraubradgetriebe, insbesondere ein Schneckengetriebe, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine damit ausgestattete elektrische Hilfskraftlenkung, gemäß dem Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs.
Aus der DE 101 61 715 A1 ist ein gattungsgemäßes Schraubradgetriebe in der Ausgestaltung eines Schneckengetriebes für den Einsatz in einer elektrischen Hilfskraftlenkung bekannt. Die 1 zeigt das bekannte Schraubradgetriebe 1, das in einem Gehäuse 2 angeordnet ist und eine Schnecke 3 sowie ein Schneckenrad 4 aufweist, wobei die Schnecke 3 mittels einer Kupplung 8 mit der in einem Lager 11 gelagerten Antriebswelle 9 eines elektrischen Antriebsmotors 10 verbunden ist. Bei der gezeigten Konstruktion ist die Schnecke 3 senkrecht zur Drehachse schwenkbar und in einem Schwenk- bzw. Pendellager 5 gelagert, wodurch erreicht werden kann, das Verzahnungsspiel während der gesamten Lebensdauer des Getriebes konstant zu halten. Hierzu wird die Schnecke 3 radial mit einer Vorspannkraft beaufschlagt und permanent gegen die Verzahnung des Schneckenrades 4 bzw. Schraubrades gedrückt. In der gezeigten Konstruktion ist hierfür eine Vorspanneinrichtung vorgesehen, die eine Vorspannfeder 13 sowie eine Druckeinrichtung 12 aufweist, um einen spielfreien Eingriff zwischen der Schnecke 3 und dem Schneckenrad 4 sowie eine Kompensation der auftretenden Betriebskräfte zu bewirken. Die Druckeinrichtung 12 kann z. B. mit einer Hydraulikeinrichtung 14 und einem davon betätigtem Druckstück 15 versehen sein, das auf das dortige Lager 16 bzw. die Schnecke 3 selbst wirkt. Damit kann der sich über die Lebenszeit einstellende Verschleiß selbständig kompensiert werden, so dass das Zahnflankenspiel sich möglichst nicht vergrößert und Vibrationsgeräusche vermieden werden. Jedoch hat es sich bei einer solchen bekannten Konstruktion gezeigt, dass auch an dem schwenkbaren Lager 5 Geräusche auftreten können, die nur bedingt durch den Einsatz eines teuren Sonderlagers eliminiert werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die schwenkbare Bewegung des Schraubritzels bzw. der Schnecke senkrecht zur Drehachse und in Richtung des Schraub- bzw. Schneckenrades unter Überwindung der oben genannten Nachteile konstruktiv zu ermöglichen.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Schraubradgetriebe, insbesondere Schneckengetriebe, mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Demnach wird ein Schraubrad- bzw. Schneckengetriebe für eine elektrische Hilfskraftlenkung vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, dass in dem Getriebegehäuse eine schwenkbar angeordnete Hülse vorgesehen ist, in der das Schraubritzel bzw. die Schnecke gelagert ist, wobei die Vorspanneinrichtung direkt auf die Hülse wirkt.
Durch ein derart gestaltetes Schraubrad- bzw. Schneckengetriebe kann insbesondere der Einsatz eines speziellen Schwenklagers bzw. Pendellagers für eine schwenkbare Lagerung des Schraubritzels bzw. der Schnecke entfallen. Die Lagerung der Hülse kann relativ einfach und kostengünstig, B. durch Lagerzapfen, realisiert werden. Insgesamt ergibt sich eine in der Herstellung kostengünstige und in der Montage einfach zu handhabende Konstruktion eines geräuscharmen Schraubrad- bzw. Schneckengetriebes.
Erfindungsgemäß wird auch eine damit ausgestattete elektrische Hilfskraftlenkung vorgeschlagen.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen, wobei:
2 eine erste Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Schraubradgetriebes zeigt;
3 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schraubradgetriebes;
4a, b weitere Querschnittsansichten der Ausgestaltungen nach 2 und 3 (entlang einer Schnittfläche E-E);
5a, b weitere Querschnittsansichten der Ausgestaltungen nach 2 und 3 (entlang einer Schnittfläche B-B) zeigt; und
6 eine Explosionsansicht des erfindungsgemäßen Schraubradgetriebes zeigt.
Die in den 2–6 dargestellten Ausführungsformen zeigen beispielhaft ein erfindungsgemäß ausgebildetes Schneckengetriebe. Die Erfindung ist aber nicht auf Schneckengetriebe im speziellen beschränkt, sondern kann allgemein auf jede Art von Schraubradgetrieben angewendet werden.
Wie anhand dieser Figuren zu sehen ist, weist das Schraubradgetriebe 100 eine mit einer Antriebswelle eines elektrischen Antriebsmotors verbindbare Schnecke 103 auf, die in einem Getriebegehäuse 102 angeordnet ist und mit einem Schneckenrad 104 in Eingriff steht. Zur Verbesserung des Eingriffs ist eine Vorspanneinrichtung 112 vorgesehen, welche die Schnecke 103 radial mit einer Vorspannkraft beaufschlagt. Erfindungsgemäß wirkt die Vorspannvorrichtung 112 nicht auf die Schnecke 103 selbst, sondern auf eine in dem Getriebegehäuse 102 schwenkbar angeordnete Hülse 120, in der die Schnecke 103 gelagert ist.
Unter Lagerung wird hier die Einschränkung der Freiheitsgrade der Schnecke 103 durch ein Festlager sowie ein Loslager verstanden, so dass die Schnecke 103 nur noch um ihre Drehachse rotieren kann. Die Hülse 120 wird hier über Lagerzapfen mit dem Getriebegehäuse drehbeweglich verbunden, wobei die Verbindung so realisiert ist, dass die Hülse 120 in Richtung Schneckenrad 104 bzw. Schraubrad schwenken kann. Die Schnecke 103 und die Hülse 120 bilden somit eine schwenkbar gelagerte Schneckenbaugruppe. Aufgrund der gezeigten Fixierung der Schneckenbaugruppe in dem Getriebegehäuse 102 ist keine weitere Lagerstelle der Hülse 120 erforderlich.
Die Vorspannvorrichtung 112 bzw. Nachstellvorrichtung, deren Federkraft direkt auf die Hülse 120 wirkt, sorgt dafür, dass die Schneckenbaugruppe immer in Richtung Schneckenrad 104 bzw. Schraubrad gedrückt wird.
Da die Schnecken- bzw. Schraubradbaugruppe vorzugsweise durch Elastomer- bzw. Kunststoffgleitlager vom Getriebegehäuse entkoppelt ist, kann eine weitere Geräuschreduktion erreicht werden.
Mittels der erzeugten Vorspannkraft kann die Schnecke mit dem Schneckenrad spielfrei in Eingriff gehalten werden, während die Betriebskräfte vorzugsweise durch eine hydraulische Dämpfung kompensiert werden. Somit ist es möglich, eine geringe Vorspannkraft zu wählen und gleichzeitig durch die hydraulische Dämpfung eine derartige Dämpfung zu erreichen, dass problemlos hohe Betriebskräfte abgefangen werden können.
Somit lassen sich nicht nur Klapper- und Vibrationsgeräusche vermeiden, sondern kann auch ein Verspannen oder Verklemmen des Schneckenradgetriebes durch eine zu große Ausdehnung bestimmter Materialien zuverlässig vermieden werden. Die gezeigte Konstruktion erreicht in vorteilhafter Weise einen spielfreien Verzahnungseingriff des Schneckenradgetriebes und eine Kompensation der auftretenden hohen Betriebskräfte.
Auch wenn die Erfindung beispielhaft an erfindungsgemäß ausgebildeten Schneckengetrieben beschrieben worden ist, so ist die Erfindung nicht auf Schneckengetriebe im speziellen beschränkt, sondern kann allgemein auf jede Art von Schraubradgetrieben angewendet werden.

1: Schraubradgetriebe in Gestalt eines Schneckengetriebes (nach dem Stand der Technik) mit:
2: Gehäuse
3: Schnecke
4: Schneckenrad
5: schwenkbares Lager
6: Vierpunktlager
7: Schwenkring
8: Kupplung
9: Antriebswelle
10: Antriebsmotor
11: Lager (Antriebswelle)
12: hydraulische Druckeinrichtung
13: Vorspannfeder
14: Hydraulikeinrichtung
15: Druckstück
16: Lager (Schnecke)
100: Schraubradgetriebe bzw. Schneckengetriebe) (Ausführungsbeispiel der Erfindung) mit:
102: Gehäuse
103: Schnecke (Schraubritzel)
104: Schneckenrad (Schraubrad)
112: Druckeinrichtung
116: Lager (Schnecke)
120: Hülse
121: Lagerzapfen
122: Lager (Schnecke)
123: Lager (Hülse)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10161715 A1 [0002]

Claims

Schraubradgetriebe (100) für eine elektrische Hilfskraftlenkung, wobei das Schraubradgetriebe (100) ein mit einer Antriebswelle eines elektrischen Antriebsmotors verbindbares Schraubritzel (103) aufweist, das in einem Getriebegehäuse (102) angeordnet ist und mit einem Schraubrad (104) in Eingriff steht, wobei zur Verbesserung des Eingriffs eine Vorspanneinrichtung (112) vorgesehen ist, um das Schraubritzel (103) radial mit einer Vorspannkraft zu beaufschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Getriebegehäuse (102) eine schwenkbar angeordnete Hülse (120) vorgesehen ist, in der das Schraubritzel (103) gelagert ist, wobei die Vorspanneinrichtung (112) direkt auf die Hülse (120) wirkt.
Schraubradgetriebe (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (120) über Lagerzapfen (121) mit dem Getriebegehäuse (102) schwenkbar verbunden ist.
Schraubradgetriebe (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hülse (120) das Schraubritzel (103) mittels eines Festlagers (116) und/oder eines Loslagers (122) nur um seine Drehachse rotierbar gelagert ist.
Schraubradgetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubradgetriebe als Schneckengetriebe (100) ausgebildet ist, wobei das Schraubrad als Schneckenrad (104) ausgebildet ist und das Schraubritzel als Schnecke (103) ausgebildet ist, die mit dem Schneckenrad (104) in Eingriff steht und die in der in dem Getriebegehäuse (102) schwenkbar angeordneten Hülse (120) drehbar gelagert ist.
Schraubradgetriebe, insbesondere Schneckenradgetriebe (100), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (112) mit einem Federelement und/oder mit einem elektromagnetischen Aktuator und/oder mit einer Druckeinrichtung, insbesondere einer hydraulischen Druckeinrichtung, versehen ist.
Schraubradgetriebe, insbesondere Schneckenradgetriebe (100), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubritzel bzw. die Schnecke (103) und die Hülse (120) eine Schneckenbaugruppe bilden, die mittels einer Lagerung (123), insbesondere einer geräuschdämpfenden Elastomer und/oder Kunststoff-Gleitlagerung, und/oder einer axial vorgespannten Wälzlagerung, drehbar um eine Achse, in dem Getriebegehäuse (102) angeordnet ist.
Elektrische Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit einem Schraubradgetriebe, insbesondere Schneckenradgetriebe (100), das ein mit einer Antriebswelle eines elektrischen Antriebsmotors verbindbares Schraubritzel, insbesondere eine Schnecke (103), aufweist, die in einem Getriebegehäuse (102) angeordnet ist und mit einem Schraubrad, insbesondere Schneckenrad (104), in Eingriff steht, wobei zur Verbesserung des Eingriffs eine Vorspanneinrichtung (112) vorgesehen ist, um das Schraubritzel bzw. die Schnecke (103) radial mit einer Vorspannkraft zu beaufschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Getriebegehäuse (102) eine schwenkbar angeordnete Hülse (120) vorgesehen ist, in der das Schraubritzel bzw. die Schnecke (103) gelagert ist, wobei die Vorspanneinrichtung (112) direkt auf die Hülse (120) wirkt.