DE102008014402A1 - Electromechanical steering gear for use in motor vehicle, has gear rack, electric motor, and gearbox, where gearbox has belt drive with two belt pulleys and belt for coupling belt pulleys - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromechanische Lenkung, umfassend eine Zahnstange, einen Elektromotor und ein Getriebe zur Übersetzung eines Drehmoments des Elektromotors in eine Axialkraft an der Zahnstange, wobei das Getriebe einen Riementrieb mit einem ersten Riemenrad, einem zweiten Riemenrad und einem diese koppelnden Riemen aufweist.The The invention relates to an electromechanical steering system a rack, an electric motor and a gearbox for translation a torque of the electric motor in an axial force on the rack, the transmission comprising a belt drive with a first pulley, a second pulley and a belt that has these coupling.
Derartige
Lenkungen werden beispielsweise in der
Das akustische Verhalten derartiger Lenkungen ist jedoch verbesserungsbedürftig, da es durch den Elektromotor zu einer unerwünschten Anregung von akustisch wahrnehmbaren Drehschwingungen kommen kann, welche auf die Zahnstange und die Lenksäule übertragen werden. Üblicherweise wird daher das Lenkgetriebe gegenüber dem Fahrzeugaufbau akustisch entkoppelt.The However, acoustic behavior of such steering systems is in need of improvement, because it is caused by the electric motor to an unwanted excitation of acoustically perceptible torsional vibrations can occur which on the rack and the steering column are transmitted. Usually Therefore, the steering gear is compared to the vehicle body acoustically decoupled.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektromechanische Lenkung der eingangs genannten Art im Hinblick auf die akustischen Eigenschaften zu verbessern.From that Based on the object, an electromechanical Steering of the type mentioned in terms of the acoustic To improve properties.
Diese Aufgabe wird durch eine elektromechanische Lenkung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Lenkung umfasst eine Zahnstange, einen Elektromotor und ein Getriebe zur Übersetzung eines Drehmoments des Elektromotors in eine Axialkraft an der Zahnstange. Das Getriebe weist einen Riementrieb mit einem ersten Riemenrad, einem zweiten Riemenrad und einem diese koppelnden Riemen auf. Mindestens eines der Riemenräder weist einen Außenring und einen Innenring auf. Der Innenring ist in dem Außenring angeordnet und vollumfänglich von diesem beabstandet. Ferner ist ein Dämpfungsmedium in dem zwischen dem Außenring und dem Innenring gebildeten Raum angeordnet, welches den Außenring drehelastisch mit dem Innenring koppelt.These Task is by an electromechanical steering system according to claim 1 solved. The steering system according to the invention includes a rack, an electric motor and a transmission for translation a torque of the electric motor in an axial force on the rack. The transmission has a belt drive with a first pulley, a second pulley and a belt coupling these. At least one of the pulleys has an outer ring and an inner ring on. The inner ring is in the outer ring arranged and fully spaced from this. Further is a damping medium in between the outer ring and the inner ring formed space which forms the outer ring torsionally elastic coupled with the inner ring.
Durch das Dämpfungsmedium wird die Übertragung von im Elektromotor auftretenden Schwingungen im Riementrieb der Lenkung gedämpft, so dass sich diese nicht mehr störend bemerkbar machen. Im Idealfall wird eine akustische Entkopplung erzielt.By the damping medium is the transmission of in the Electric motor occurring vibrations in the belt drive of the steering subdued, so that they are no longer disturbing to make noticable. Ideally, an acoustic decoupling achieved.
Da das Dämpfungsmedium vollständig in einem Riemenrad untergebracht wird, können die baulichen Gegebenheiten des Riementriebs unverändert beibehalten werden.There the damping medium completely in a pulley is housed, the structural conditions the belt drive are kept unchanged.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments are in the claims specified.
Das Dämpfungsmedium besteht bevorzugt aus einem Gummi- oder Elastomermaterial.The Damping medium is preferably made of a rubber or Elastomeric material.
Vorzugsweise ist das Dämpfungsmedium an den Außenring und den Innenring anvulkanisiert, wodurch sich ein einfach zu handhabendes Bauteil ergibt.Preferably is the damping medium to the outer ring and the Vulcanized inner ring, making it easy to handle Component results.
Es ist jedoch auch möglich, das Dämpfungsmedium in Umfangsrichtung formschlüssig mit dem Außenring und dem Innenring zu koppeln, ohne eine feste Verbindung vorzusehen.It However, it is also possible, the damping medium in Circumferential direction positively with the outer ring and to couple to the inner ring without providing a fixed connection.
Ferner kann das Dämpfungsmedium auch lediglich an einen der Ringe anvulkanisiert und mit dem anderen formschlüssig gekoppelt sein.Further The damping medium can also only one of the rings vulcanized and positively coupled with the other be.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung wird das Dämpfungsmedium durch mehrere Pufferkörper gebildet, welche formschlüssig mit Vorsprüngen oder Vertiefungen am Innenumfang des Außenrings und/oder am Außenumfang des Innenrings in Eingriff stehen. Die Pufferkörper können dabei gegebenenfalls in Umfangsrichtung miteinander verbunden sein, so dass das Dämpfungsmedium ein einfach zu handhabendes Ringelement bildet.According to one Another advantageous embodiment is the damping medium formed by a plurality of buffer body, which form fit with projections or depressions on the inner circumference of the outer ring and / or on the outer circumference of the inner ring engage. The buffer body can optionally in Circumferentially connected to each other, so that the damping medium forms an easy-to-use ring element.
Insbesondere bei einem Anvulkanisieren des Dämpfungsmediums können die Kontaktflächen des Außenrings und des Innenrings als einfache kreiszylindrische Wandflächen ausgeführt werden. Das Dämpfungsmedium ist in diesem Fall zwischen einer kreiszylindrischen Innenwand des Außenrings und einer kreiszylindrischen Außenwand des Innenrings angeordnet ist.Especially in a scorching of the damping medium can the contact surfaces of the outer ring and the inner ring designed as a simple circular cylindrical wall surfaces become. The damping medium is in this case between a circular cylindrical inner wall of the outer ring and a circular cylindrical outer wall of the inner ring arranged is.
Vorzugsweise kommt ein Dämpfungsmedium in der Form eines Rings mit konstanter Wanddicke zum Einsatz.Preferably comes a damping medium in the form of a ring with a constant Wall thickness for use.
Es ist jedoch auch möglich, Dämpfungsmedien mit einer zylindrisch unregelmäßigen Form zu verwenden, welche sich insbesondere für einen Formschluss in Umfangsrichtung eignen, jedoch bei Bedarf auch anvulkanisiert werden können.It However, it is also possible damping media with a to use cylindrical irregular shape which in particular for a positive connection in the circumferential direction are suitable, but can also be vulcanized if necessary.
Ferner kann das Dämpfungsmedium in Umfangsrichtung lokale Verdickungen aufweisen.Further the damping medium in the circumferential direction local thickening exhibit.
Vorzugsweise ist das Dämpfungsmedium rotationssymmetrisch, um Unwuchten zu vermeiden.Preferably the damping medium is rotationally symmetric to imbalances to avoid.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Außenring am Außenumfang eine Verzahnung für einen Zahnriemen auf. Jedoch kann der Riementrieb auch für andere Riemenarten wie Flachriemen, Poly-V-Riemen oder Keilriemen konfiguriert sein.According to one further advantageous embodiment of the invention, the outer ring on the outer circumference a toothing for a toothed belt. However, the belt drive can also for other types of belts such as flat belts, poly-V belts or V-belts.
Prinzipiell ist es möglich, beide Riemenräder mit einem Dämpfungsmedium auszustatten. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es in der Regel ausreichend ist, wenn lediglich das antriebseitige Riemenrad eine Dämpfung aufweist.in principle It is possible, both pulleys with a damping medium equip. However, it has been shown that it is usually sufficient is when only the drive-side pulley damping having.
Das vorstehend erläuterte Riemenrad des Riementriebs wird bevorzugt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 13 hergestellt. Hierbei wird zunächst der Außenring mit einer fertigbearbeiteten Außenlauffläche für den Riemen hergestellt. Anschließend wird ein lediglich an seinem Außenumfang fertigbearbeiteter Innenringrohling in den Außenring eingelegt. Darauf erfolgt das Anbringen des Dämpfungsmediums zwischen dem Außenring und dem Innenringrohling zur drehelastischen Kopplung derselben. Der Außenring und der Innenringrohling werden hierdurch berührungsfrei zueinander positioniert. Erst danach wird eine Innenöffnung an dem Innenringrohling konzentrisch zur Außenlauffläche des Außenrings gefertigt.The above-described pulley of the belt drive is preferred produced according to the method of claim 13. Here, first, the outer ring with a Finished outer tread for made the belt. Subsequently, a merely Finished inner ring blank on its outer circumference inserted in the outer ring. Then the attachment takes place the damping medium between the outer ring and the inner ring blank for the torsionally elastic coupling of the same. Of the Outer ring and the inner ring blank are thereby contactless positioned to each other. Only then will an inner opening on the inner ring blank concentric with the outer raceway made of the outer ring.
Diese Vorgehensweise besitzt den Vorteil, dass durch den Fügeprozess des Dämpfungsmediums keine Unrundheit und damit keine Unwucht im Riementrieb entsteht.These Procedure has the advantage that through the joining process the damping medium no ovality and thus no imbalance created in the belt drive.
Vorzugsweise eignet sich dieses Verfahren für ein Anvulkanisieren des Dämpfungsmediums an den Außenring und den Innenringrohling. Jedoch kann das Verfahren auch für formschlüssig gefügte Riemenräder zum Einsatz kommen.Preferably This method is suitable for vulcanising the Damping medium to the outer ring and the inner ring blank. However, the method may also be for positive locking joined pulleys are used.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:following the invention will be described with reference to embodiments shown in the drawings explained in more detail. The drawing shows in:
Das
Ausführungsbeispiel zeigt eine elektromechanische Lenkung
Die
Getriebestufe
Die
Kugelgewindemutter
Der
Elektromotor
Um
zu vermeiden, dass von dem Elektromotor
Bei
dem in den
Da durch das Dämpfungsmedium zusätzliche Elastizitäten in die Lenkung eingebracht werden, welche sich unter Umständen unvorteilhaft auf das Lenkgefühl auswirken können, muss die Dämpfungsvorrichtung entsprechend abgestimmt werden, um einerseits eine ausreichende akustische Entkopplung zu gewährleisten und andererseits ein schwammiges Lenkgefühl zu vermeiden. Dies erfolgt vorliegend über die Geometrie und Materialauswahl des Dämpfungsmediums.There additional elasticities due to the damping medium be introduced into the steering, which may be can affect the steering feel unfavorably, the damping device must be adjusted accordingly, on the one hand to ensure sufficient acoustic decoupling and on the other hand to avoid a spongy steering feel. In the present case, this is done via the geometry and material selection of the damping medium.
Das
in den
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Riemenräder
Das
Dämpfungsmedium
In
Bei
der in
Bei
der in
Die
vorstehend erläuterten Varianten für das Dämpfungsmedium
In
sämtlichen Fällen ist das Dämpfungsmedium
Ein
unmittelbarer Kontakt zwischen dem Außenring
Für
eine präzise Lenkunterstützung müssen die
Trummkräfte im Riemen
Solche Unrundheiten, welche unerwünschte Unwuchten verursachen, lassen sich durch ein besonderes Verfahren zur Herstellung eines Riemenrads für eine Fahrzeuglenkung weitgehend ausschalten.Such Out-of-roundness causing unwanted imbalance can be achieved by a special process for the production of a Switch off belt pulley for vehicle steering largely.
Hiernach
wird zunächst ein Außenring
In
den Außenring
Der
Innenringrohling und der Außenring
Erst
nach diesem Schritt erfolgt die Fertigung der Innenöffnung
Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie weiterer Varianten näher erläutert. Sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.The The invention has been described above with reference to an embodiment and further variants explained in more detail. she is not limited to this, but includes all Embodiments defined by the claims.
- 11
- Lenkungsteering
- 22
- LenkgetriebegehäuseSteering gear housing
- 33
- Zahnstangerack
- 44
- Elektromotorelectric motor
- 55
- Getriebestufegear stage
- 66
- KugelgewindetriebBall Screw
- 77
- Riemenradpulley
- 88th
- Riemenradpulley
- 99
- KugelgewindemutterBall screw nut
- 1010
- Riemenbelt
- 1111
- Gewindeabschnitt der Kugelgewindemutterthreaded portion the ball screw nut
- 1212
- Gewindeabschnitt der Zahnstangethreaded portion the rack
- 1313
- KugelBullet
- 1414
- Wälzlagerroller bearing
- 1515
- Innenringinner ring
- 1616
- Außenringouter ring
- 1717
- KugelBullet
- 1818
- Flanschflange
- 1919
- Gehäuseabschnitthousing section
- 2020
- Außenringouter ring
- 2121
- Innenringinner ring
- 2222
- Dämpfungsmediumdamping medium
- 2323
- Abtriebswelleoutput shaft
- 2424
- Pufferkörperbuffer body
- 2525
- Vertiefungdeepening
- 2626
- Vertiefungdeepening
- 2727
- Innenumfanginner circumference
- 2828
- Außenumfangouter periphery
- 2929
- Stegweb
- 3030
- kreiszylindrische Innenwandcircular cylindrical inner wall
- 3131
- kreiszylindrische Außenwandcircular cylindrical outer wall
- 3232
- Ring aus Elastomermaterialring made of elastomeric material
- 3333
- Entlastungsöffnungrelief opening
- 3434
- Vorsprunghead Start
- 3535
- Vertiefungdeepening
- 3636
- Verzahnunggearing
- 3737
- Innenöffnunginner opening
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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