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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Lenkgetriebe-Servomotor-Baugruppe
in einem Lenksystem eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruches
1.
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Bekannt
sind Lenksysteme in Kraftfahrzeugen, die als Electrical Power Steering
(EPS) ausgeführt sind und zur Lenkkraftunterstützung
einen elektrischen Servomotor aufweisen, der ein Unterstützungsmoment
in ein Lenkgetriebe des Lenksystems einspeist, welches im Übertragungsweg
zwischen der Lenkwelle und den lenkbaren Rädern des Fahrzeuges
angeordnet ist. Ein derartiges Lenksystem wird beispielsweise in
der
EP 1 683 706 A2 beschrieben.
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Nach
längerer Betriebsdauer kann ein Austausch des Servomotors
erforderlich sein. Zum Wechsel des Servomotors muss dieser von dem Lenkgetriebe
gelöst werden, mit dem der Servomotor eine gemeinsame Baueinheit
bildet. Die Bewegungsübertragung zwischen Servomotor und
Lenkgetriebe erfolgt üblicherweise über einen
Riemen, der von einem Ritzel auf der Antriebswelle des Servomotors angetrieben
wird. Mit dem Ausbau des alten Servomotors wird die Riemenspannung
gelöst, entsprechend muss der Riemen mit dem Einbau des
neuen Servomotors wieder unter Spannung gesetzt werden, was mit
einem verhältnismäßig großen
Montageaufwand verbunden ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Lenkgetriebe-Servomotor-Baugruppe
in einem Lenksystem eines Fahrzeugs mit einfachen konstruktiven
Maßnahmen wartungsfreundlich auszubilden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben
zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Die
erfindungsgemäße Lenkgetriebe-Servomotor-Baugruppe
in einem Lenksystem eines Fahrzeugs umfasst das Lenkgetriebe und
den elektrischen Servomotor als jeweils einzelne Baueinheiten, die
zu einer Gesamt-Baugruppe zusammengefügt werden. Die Antriebswelle
des Servomotors ist mit einem Getriebebauteil im Lenkgetriebe drehgekoppelt. Die
Gehäuse des Lenkgetriebes und des Servomotors sind hierbei
miteinander verbunden.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass der Servomotor lösbar mit dem Lenkgetriebe
verbunden ist und dass zwischen dem Getriebebauteil, welches von
der Antriebswelle des Servomotors angetrieben wird, und der Antriebswelle
ein Adapterteil mit einer Kupplung eingefügt ist. Bei geschlossener
Kupplung ist die Drehbewegung der Antriebswelle des Servomotors
auf das Getriebebauteil übertragbar.
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Für
Wartungszwecke kann die Kupplung geöffnet werden, woraufhin
die Antriebswelle aus der drehgekoppelten Lage mit dem Getriebebauteil
des Lenkgetriebes entfernt und somit der gesamte Servomotor aus
der Lenkgetriebe-Servomotor-Baugruppe herausgenommen werden kann,
ohne dass dies den Zustand des Getriebebauteils beeinflusst, welches
in der montierten Lage von der Antriebswelle angetrieben wird. Zwischen
dem betreffenden Getriebebauteil und der Antriebswelle ist das Adapterteil
mit der Kupplung zwischengeschaltet, die im Übertragungsweg
zwischen Antriebswelle und Getriebebauteil liegt, wobei in der montierten
Position die Kupplungsteile der Kupplung mit der Antriebswelle bzw.
dem Getriebebauteil drehgekoppelt sind. Auf diese Weise kann mit
einem Lösen der Kupplung im Adapterteil der Übertragungsweg
durchtrennt werden, so dass der Servomotor einschließlich
der Antriebswelle aus der Gesamt-Baueinheit ohne Beeinflussung der
Lage oder des Zustandes des Getriebebauteils herausgenommen werden
kann. In gleicher Weise kann ein neuer Servomotor eingesetzt werden,
wobei mit dem Schließen der Kupplung der kinematische Übertragungsweg
von Servomotor zum Lenkgetriebe wieder hergestellt ist. Auch bei
diesem Vorgang bleibt der Zustand und die Lage des betreffenden
Getriebebauteiles, welches bei geschlossener Kupplung von der Antriebswelle
angetrieben wird, unbeeinflusst.
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Insgesamt
gestaltet sich der Austausch eines Servomotors durch diese Ausführung
erheblich einfacher, da aufwändige Maßnahmen zur
Justierung des Getriebebauteiles oder sonstiger Bauteile nicht mehr
erforderlich sind. Dieser Vorteil kommt insbesondere bei einer Ausführung
des Getriebebauteils als Riemen zum Tragen, da im Stand der Technik
mit dem Ausbau des Servomotors die Riemenspannung verloren geht,
die beim Einbau eines neuen Servomotors mithilfe aufwändiger
Spann- und Prüfeinrichtungen wiederhergestellt werden muss.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung
bleibt dagegen die Riemenspannung auch bei einem Ausbau des Servomotors
erhalten, da der Riemen mit dem Adapterteil unabhängig
vom Austausch des Servomotors verbunden bleibt. Das Adapterteil
bleibt mit dem Lenkgetriebe gekoppelt, auch wenn der Servomotor
entfernt wird.
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Zweckmäßigerweise
ist das Adapterteil mit einem eigenen Adaptergehäuse versehen,
das in der montierten Lage zwischen das Getriebegehäuse
und das Motorgehäuse eingefügt und lösbar
mit dem Motorgehäuse einerseits sowie vorteilhafterweise
ebenfalls lösbar mit dem Getriebegehäuse andererseits verbunden
ist. In dieser Ausführung erhält man ein modulares
System, bestehend aus Lenkgetriebe, Servomotor und Adapterteil,
wobei jede Baueinheit zu der Gesamt-Baugruppe zusammengefügt
wird. Des Weiteren ist vorteilhaft, dass bestehende Lenkgetriebe
und Servomotoren ohne Änderungen weiterverwendet werden
können; es wird lediglich das Adapterteil zwischen existierende
Lenkgetriebe und Servomotoren zwischengeschaltet. Schließlich
lässt sich der Servomotor in einfacher Weise aus der Baugruppe
lösen, da nur die Verbindung zwischen dem Adaptergehäuse
und dem Motorgehäuse aufgehoben werden muss, die mit dem
Einsetzen eines neuen Servomotors wieder hergestellt wird.
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Das
Adapterteil weist in bevorzugter Ausführung eine Zwischenwelle
auf, die einenends Träger eines Kupplungsteils der Kupplung
und anderenends mit dem Getriebebauteil drehgekoppelt ist. Die Zwischenwelle
ist vorzugsweise Träger eines Ritzels, welches das Getriebebauteil
insbesondere in der Ausführung als Riemen antreibt, wobei
ggf. auch ein Antrieb im Falle einer Ausführung des Getriebebauteils
als Zahnrad oder dergleichen in Betracht kommt. Die Zwischenwelle
stellt eine Verlängerung der Antriebswelle des Servomotors
dar, Zwischenwelle und Antriebswelle liegen im montierten Zustand
vorzugsweise koaxial zueinander und sind über die Kupplung im
Adapterteil miteinander drehgekoppelt. Die Antriebswelle des Servomotors
greift hierbei drehfest in das zugeordnete Kupplungsteil ein, das
auf der Antriebwelle abgewandten Seite mit dem zweiten Kupplungsteil
zu verbinden ist. Grundsätzlich ist es auch möglich,
dass die Kupplung nur aus einem einzigen Kupplungsteil besteht,
das fest mit der Zwischenwelle verbunden und zur drehfesten Aufnahme
der Antriebswelle ausgebildet ist.
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Die
Zwischenwelle ist vorzugsweise über zwei Lagerstellen im
Adaptergehäuse drehbar gelagert, von denen eine Lagerstelle
zweckmäßigerweise als Loslager ohne axiale Arretierung
und die andere als Festlager mit axialer Arretierung ausgebildet
ist.
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und
den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Lenksystems in einem Fahrzeug, mit
einer Lenkgetriebe-Servomotor-Baugruppe zur Erzeugung eines Unterstützungsmomentes,
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2 die
Lenkgetriebe-Servomotor-Baugruppe einschließlich eines
Adapterteils, welches zwischen das Getriebegehäuse und
das Motorgehäuse eingefügt ist,
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3 eine
Ausschnittvergrößerung aus dem Bereich der über
eine Kupplung realisierten Verbindung zwischen einer Welle des Adapterteils
und der Antriebswelle des Servomotors.
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1 zeigt
ein Lenksystem 1 für ein Kraftfahrzeug, mit einer
als Lenkrad 2 ausgeführten Lenkhandhabe, einer
Lenkwelle 3, einem Überlagerungsgetriebe 4 mit
Stellmotor 5, einem Lenkgetriebe 6 mit zugeordnetem
Servomotor 9 und einem Lenkgestänge 7. Über
das Lenkrad 2 gibt der Fahrer einen Lenkwinkel δL vor, welcher über die Lenkwelle 3 und
das Lenkgetriebe 6 sowie das Lenkgestänge 7 in
einen Radlenkwinkel δV der lenkbaren
Vorderräder 8 umgesetzt wird. Mithilfe des Überlagerungsgetriebes 4 und des
Stellmotors 5, welcher Bestandteil des Überlagerungsgetriebes
ist, kann dem Lenkwinkel δL des
Fahrers ein positiver oder negativer Zusatzlenkwinkel δM überlagert werden. Gegebenenfalls
kann aber auf das Überlagerungsgetriebe 4 auch
verzichtet werden.
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Das
Lenksystem ist als Electrical Power Steering (EPS) ausgeführt,
dementsprechend ist der Servomotor 9, über den
in das Lenkgetriebe 6 ein positives oder negatives Unterstützungsmoment
eingespeist werden kann, als elektrischer Antriebsmotor ausgeführt.
Das Lenkgetriebe 6 und der Servomotor 9 bilden
eine zusammenhängende Lenkgetriebe-Servomotor-Baugruppe.
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In 2 ist
die Lenkgetriebe-Servomotor-Baugruppe im Detail dargestellt. Die
Baugruppe umfasst neben dem Lenkgetriebe 6 und dem Servomotor 9 ein
Adapterteil 10, das ein Adaptergehäuse 11 aufweist,
welches zwischen ein Getriebegehäuse 12 des Lenkgetriebes
und ein Motorgehäuse 13 des Servomotors 9 eingefügt
ist. Die Baugruppe ist modular aufgebaut, sowohl das Lenkgetriebe 6 als
auch der Servomotor 9 und das Adapterteil 10 bilden
jeweils ein eigenständiges Modul, wobei die Module in der
dargestellten Weise zu der gesamten Baugruppe lösbar zusammengefügt
werden. Das Adaptergehäuse 11 ist über
erste Verbindungselemente 14 mit dem Getriebegehäuse 12 lösbar
verbunden. Des Weiteren ist das Adaptergehäuse 11 über
zweite Verbindungselemente 15 lösbar mit dem Motorgehäuse 13 verbunden.
Die Verbindungselemente 14, 15 sind beispielsweise
als Schrauben ausgeführt.
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Das
Adapterteil 10 hat die Aufgabe, die Antriebswelle 16 des
Servomotors 9 kinematisch mit den Getriebebauteilen des
Lenkgetriebes 6 zu koppeln, und zwar in der Weise, dass
der Zustand der Getriebebauteile des Lenkgetriebes auch bei einem Entfernen
bzw. einem Austausch des Servomotors 9 unbeeinflusst bleibt.
Um dies zu bewerkstelligen, ist im Adapterteil 10 eine
Zwischenwelle 18 drehbar gelagert, die einenends auf Seiten
der Antriebswelle 16 mit einer Kupplung 17 zur
Verbindung mit der Antriebswelle versehen und anderenends Träger
eines Ritzels 19 ist, welches ein als Riemen 20 ausgebildetes
Getriebebauteil des Lenkgetriebes 6 antreibt. Die Kupplung 17 weist
Kupplungsteile 17a und 17b auf, die mit der Zwischenwelle 18 bzw.
der Antriebswelle 16 drehgekoppelt sind und zwischen einem
geschlossenen Zustand und einem geöffneten Zustand verstellbar
sind. Im geschlossenen Zustand ist eine drehfeste Verbindung zwischen
Antriebswelle 16, Kupplung 17 und Zwischenwelle 18 gegeben,
im geöffneten Zustand ist die kinematische Kopplung aufgehoben
und der Servomotor 9 kann durch Lösen der Verbindungselemente 15 aus
der zusammengebauten Position entfernt werden, wodurch auch die
Antriebswelle 16 aus der Zusammenbauposition herausgenommen
wird. Hierbei werden entweder die beiden Kupplungsteile 17a und 17b getrennt,
oder, gemäß einer alternativen Ausführung,
wird die Antriebswelle 16 vom Kupplungsteil 17b gelöst,
das in dieser Ausführung auch unlösbar und drehfest
mit dem anderen Kupplungsteil 17a gekoppelt sein kann.
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Für
den Zusammenbau muss lediglich das Motorgehäuse 13 über
die Verbindungselemente 15 mit dem Adaptergehäuse 11 verbunden
werden und die Antriebswelle 16 des Servomotors 9 durch
Schließen der Kupplung 17 in eine drehfeste Verbindung mit
der Zwischenwelle 18 des Adapterteils 10 gebracht
werden. Sowohl vom Ausbau als auch vom Einbau des Servomotors bleiben
die Getriebebauteile des Lenkgetriebes 6 unbeeinflusst,
da das Adapterteil 10 auch bei einem Lösen des
Servomotors seine Position bezogen auf das Lenkgetriebe 6 beibehält.
Damit wird vermieden, dass der Riemen 20, welcher ein Getriebebauteil
des Lenkgetriebes darstellt, seine Spannung verliert und mit verhältnismäßig
aufwändigen Maßnahmen wieder unter Spannung gesetzt
werden muss.
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Wie 2 in
Verbindung mit 3 zu entnehmen, ist die Antriebswelle 16 im
Motorgehäuse 13 benachbart zum Adapterteil 10 in
einem Lager 23 drehbar gelagert. Die Zwischenwelle 16 im
Adapterteil 10 ist über zwei Lagerstellen 21 und 22 drehbar im
Adaptergehäuse 11 gelagert, von denen die Lagerstelle 21 auf
der Seite des Servomotors als Festlager und die Lagerstelle 22 auf
der Seite des Lenkgetriebes als Loslager ausgeführt sind.
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- 1
- Lenksystem
- 2
- Lenkrad
- 3
- Lenkwelle
- 4
- Überlagerungsgetriebe
- 5
- Stellmotor
- 6
- Lenkgetriebe
- 7
- Lenkgestänge
- 8
- Vorderrad
- 9
- Servomotor
- 10
- Adapterteil
- 11
- Adaptergehäuse
- 12
- Getriebegehäuse
- 13
- Motorgehäuse
- 14
- Verbindungselement
- 15
- Verbindungselement
- 16
- Antriebswelle
- 17
- Kupplung
- 17a
- Kupplungsteil
- 17b
- Kupplungsteil
- 18
- Zwischenwelle
- 19
- Ritzel
- 20
- Riemen
- 21
- Festlager
- 22
- Loslager
- 23
- Lager
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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