DE102011013758B4 - Electric Power Steering - Google Patents
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- B62D5/0421—Electric motor acting on or near steering gear
- B62D5/0424—Electric motor acting on or near steering gear the axes of motor and final driven element of steering gear, e.g. rack, being parallel
Abstract
Elektromechanische Lenkung (10) mit einem Lenkgehäuse (20), einer Lenkstange (18), die sich durch das Lenkgehäuse (20) erstreckt, einem Elektromotor (12), einer Getriebestufe (14) zur Übersetzung eines Antriebmomentes des Elektromotors (12) in eine Axialkraft an der Lenkstange (18), wobei die Getriebestufe (14) einen Zahnriementrieb umfasst, der eingangsseitig mit einer Ausgangswelle des Elektromotors (12) und ausgangsseitig mit einer Kugelgewindemutter (32) gekoppelt ist, die Kugelgewindemutter (32) mit der Lenkstange (18) in Eingriff steht, und die Kugelgewindemutter (32) im Lenkgehäuse (20) mittels eines Lagers drehbar gelagert ist, wobei das Lager vom Lenkgehäuse (20) entkoppelt angeordnet ist, das Lager ein Wälzlager (42) ist, mit einem Außenring (52) beabstandet zum Lenkgehäuse (20) fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung über zwei Abstützungen (58) erfolgt, die in einem Winkel (a) von 30° bis 40° zu einer durch eine Drehachse (64) des Lagers verlaufenden Senkrechten (66) angeordnet sind, um eine Selbstjustierung des Wälzlagers (42) zu gestatten. Electromechanical steering (10) having a steering housing (20), a handlebar (18) extending through the steering housing (20), an electric motor (12), a gear stage (14) for translating a drive torque of the electric motor (12) into one Axialkraft on the handlebar (18), wherein the gear stage (14) comprises a toothed belt drive, the input side with an output shaft of the electric motor (12) and the output side with a ball screw nut (32) is coupled to the ball screw nut (32) with the handlebar (18) is engaged, and the ball screw nut (32) in the steering housing (20) is rotatably supported by a bearing, wherein the bearing from the steering housing (20) is arranged decoupled, the bearing is a roller bearing (42) with an outer ring (52) spaced is fixed to the steering housing (20), characterized in that the fixing takes place via two supports (58) which extend at an angle (a) of 30 ° to 40 ° to one through a rotation axis (64) of the bearing the vertical (66) are arranged to allow a self-adjustment of the rolling bearing (42).
Description
Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Lenkung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs1 sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 6.The invention relates to an electromechanical steering system according to the preamble of claim 1 and to a motor vehicle having the features of claim 6.
Eine elektromechanische Lenkung gattungsgemäßer Art ist aus der
Bei den bekannten elektromechanischen Lenkungen bildet die Kugelgewindemutter gleichzeitig ein abtriebsseitiges Riemenrad des Zahnriementriebes aus. Für eine zuverlässige Funktion der elektromechanischen Lenkung ist ein fester Achsabstand zwischen dem abtriebsseitigen Riemenrad und dem antriebsseitigen Riemenrad, das auf einer Antriebswelle des Elektromotors angeordnet ist, wichtig. Dieser feste Achsabstand muss während des bestimmungsgemäßen Einsatzes der elektromechanischen Lenkung konstant eingehalten werden.In the known electromechanical steering, the ball screw nut simultaneously forms a driven pulley of the toothed belt drive. For a reliable operation of the electromechanical steering, a fixed center distance between the driven-side pulley and the drive-side pulley, which is arranged on a drive shaft of the electric motor, important. This fixed center distance must be maintained constant during the intended use of the electromechanical steering.
Die elektromechanische Lenkung ist während ihres Einsatzes Temperaturschwankungen ausgesetzt. Diese Temperaturschwankungen wirken über das Gehäuse, das beispielsweise aus einem Aluminiumguss besteht, auf das im Gehäuse angeordnete Lager der Kugelgewindemutter. Dieses Lager ist im Stand der Technik spielfrei, das heißt mit maximal sehr geringem Spiel in das Gehäuse eingepasst. Durch Temperaturänderungen des Gehäuses kommt es zu auf das Lager wirkenden mechanischen Spannungen, die zu einer erhöhten Reibung und zu einer Veränderung des Achsabstandes zwischen den Riemenscheiben des Zahnriementriebes führen können.The electromechanical steering is exposed during its use temperature fluctuations. These temperature fluctuations act on the housing, which consists for example of a cast aluminum, on the arranged in the housing bearings of the ball screw nut. This bearing is free of play in the prior art, that is fitted with a maximum of very little play in the housing. Temperature changes of the housing lead to mechanical stresses acting on the bearing, which can lead to increased friction and to a change in the axial spacing between the belt pulleys of the toothed belt drive.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromechanische Lenkung der gattungsgemäßen Art mit einem konstanten Lagerspiel im Hinblick auf den Zahnriementrieb zu schaffen.The invention has for its object to provide an electromechanical steering of the generic type with a constant bearing clearance with respect to the toothed belt drive.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels einer elektromechanischen Lenkung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Die erfindungsgemäße Lenkung umfasst ein Lenkgehäuse, eine Lenkstange, die sich durch das Lenkgehäuse erstreckt, einen Elektromotor, eine Getriebestufe zur Übersetzung eines Antriebmomentes des Elektromotors in eine Axialkraft an der Lenkstange, wobei die Getriebestufe einen Zahnriementrieb umfasst, der eingangsseitig mit einer Ausgangswelle des Elektromotors und ausgangsseitig mit einer Kugelgewindemutter gekoppelt ist, die Kugelgewindemutter mit der Lenkstange in Eingriff steht, und die Kugelgewindemutter im Lenkgehäuse mittels eines Lagers drehbar gelagert ist, wobei das Lagers vom Lenkgehäuse entkoppelt angeordnet ist. Unter Entkopplung ist hierbei zu verstehen, dass das Lager nicht mit seinem gesamten Umfang in das Lenkgehäuse eingepresst ist oder von der Wandung des Lenkgehäuses vollständig anliegend umschlossen ist. Dabei ist das Lager ein Wälzlager, dessen Außenring beabstandet zum Lenkgehäuse über zwei Abstützungen fixiert ist. Die zwei Abstützungen sind in einem Winkel von 30° bis 40° zueinander angeordnet, die eine Selbstjustierung des Lagers gestatten.According to the invention this object is achieved by means of an electromechanical steering with the features of claim 1 and a motor vehicle having the features of claim 6. The steering system according to the invention comprises a steering housing, a steering rod which extends through the steering housing, an electric motor, a gear stage for the translation of a drive torque of the electric motor in an axial force on the handlebar, wherein the gear stage comprises a toothed belt drive, the input side with an output shaft of the electric motor and Output side is coupled to a ball screw nut, the ball screw nut is engaged with the handlebar, and the ball screw nut is rotatably supported in the steering housing by means of a bearing, wherein the bearing is arranged decoupled from the steering housing. Under decoupling is here to be understood that the bearing is not pressed with its entire circumference in the steering housing or is completely enclosed by the wall of the steering housing. In this case, the bearing is a roller bearing whose outer ring is fixed at a distance from the steering housing via two supports. The two supports are arranged at an angle of 30 ° to 40 ° to each other, which allow a self-adjustment of the bearing.
Durch die Abstützungen ist ein Ringspalt zwischen dem Außenring des Lagers und dem Lenkgehäuse gebildet, der der Entkopplung vom Lenkgehäuse dient. Durch die entkoppelte Anordnung wird vorteilhaft erreicht, dass durch Temperaturschwankungen verursachte Lageänderungen des Gehäuses sich nicht auf das Lager auswirken können. Insbesondere können negative Temperaturänderungen nicht zu einer Verringerung des Lagerspiels führen. Ferner wird vorteilhaft möglich, eine exakte Positionierung des Lagers zu erreichen. Insbesondere ist eine reproduzierbare Positionierung bei der Montage beziehungsweise Wiedermontage möglich ist. Die Abstützungen sind hier vorzugweise derart angeordnet, dass eine Positionierung des Lagers durch dessen Eigengewicht erfolgt.By the supports an annular gap between the outer ring of the bearing and the steering housing is formed, which serves for the decoupling of the steering housing. Due to the decoupled arrangement is advantageously achieved that caused by temperature fluctuations changes in position of the housing can not affect the bearing. In particular, negative temperature changes can not lead to a reduction of the bearing clearance. Furthermore, it is advantageously possible to achieve an exact positioning of the bearing. In particular, a reproducible positioning during assembly or reassembly is possible. The supports are here preferably arranged such that a positioning of the bearing takes place by its own weight.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zwei Abstützungen Bestandteil des Lagergehäuses sind. Hierdurch lässt sich sehr vorteilhaft die Abstützung herstellen, da diese beispielsweise als integraler Bestandteil des Lagergehäuses als Gussteil erzielbar sind.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the two supports are part of the bearing housing. This makes it very advantageous to produce the support, since they can be achieved, for example, as an integral part of the bearing housing as a casting.
Darüber hinaus ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Abstützungen von zu einer Drehachse des Lagers konzentrischen Anlageflächen gebildet sind. In addition, it is provided in a preferred embodiment of the invention that the supports are formed by concentric to a rotational axis of the bearing bearing surfaces.
Hierdurch wird erreicht, dass mittels der Abstützungen eine sehr robuste Positionierung des Lagers erfolgt, die einerseits das konstante Lagerspiel gewährleistet und andererseits bei in einem Kraftfahrzeug zu erwartenden mechanischen Beanspruchungen die Positionsgenauigkeit des Lagers gewährleistet.This ensures that by means of the supports a very robust positioning of the bearing takes place, on the one hand ensures the constant bearing clearance and on the other hand ensures the position accuracy of the bearing in the case of expected in a motor vehicle mechanical stresses.
Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Abstützungen ein elastisches Element umfassen. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass neben der Lagepositionierung gleichzeitig eine schalltechnische Entkopplung des Lagers vom Gehäuse erfolgt. Hierdurch lassen sich als nachteilig empfundene Geräuschentwicklungen dämpfen beziehungsweise vermeiden. Furthermore, it is provided in a preferred embodiment of the invention that the supports comprise an elastic element. As a result, it is advantageously achieved that, in addition to the position positioning, a sound-related decoupling of the bearing from the housing takes place at the same time. As a result, it can be damped or avoided as disadvantageous perceived noise developments.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining, mentioned in the dependent claims characteristics.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Teilschnitt einer elektromechanischen Lenkung und -
2 eine schematische Draufsicht auf die erfindungsgemäße Lageranordnung.
-
1 a partial section of an electromechanical steering and -
2 a schematic plan view of the bearing assembly according to the invention.
Die elektromechanische Lenkung
Die Getriebestufe
Die Umsetzung der Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung erfolgt in dem Kugelgewindetrieb
An der Lenkstange
Da die Kugelgewindemutter
Die Kugelgewindemutter
Das Wälzlager
Das Wälzlager
Das Wälzlager
Axial ist das Wälzlager
Es ist das Wälzlager
Innerhalb des Gehäuseteiles
Die Ausbildung des Ringspaltes
Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können die Abstützungen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- elektromechanische LenkungElectric Power Steering
- 1212
- Elektromotorelectric motor
- 1414
- Getriebestufegear stage
- 1616
- KugelgewindetriebBall Screw
- 1818
- Lenkstangehandlebars
- 2020
- Lenkgehäusesteering housing
- 2222
- Gehäuseteilhousing part
- 2424
- Gehäuseteilhousing part
- 2626
- Trennfugeparting line
- 2828
- Riemenradpulley
- 3030
- Riemenradpulley
- 3131
- Riemenbelt
- 3232
- KugelgewindemutterBall screw nut
- 3434
- Laufrollecaster
- 3636
- Gewindeabschnittthreaded portion
- 3838
- Gewindeabschnittthreaded portion
- 4040
- Kugelnroll
- 4242
- WälzlagerRolling
- 4444
- Verlängerungsabschnittextension section
- 4646
- innere Laufbahninner career
- 4848
- äußere Laufbahnouter career
- 5050
- Wälzkörperrolling elements
- 5252
- Außenringouter ring
- 5454
- Ausnehmungrecess
- 5656
- Ringspaltesannular gap
- 5757
- Klemmungclamping
- 5858
- Abstützungensupports
- 6060
- radiale Erhöhungenradial elevations
- 6262
- Anlageflächencontact surfaces
- 6464
- Drehachseaxis of rotation
- 6666
- gedachte Senkrechteimaginary vertical
- 6868
- Drehachseaxis of rotation
- αα
- Winkel zu einer gedachten Senkrechten 66Angle to an imaginary vertical 66
- FF
- Kraftforce
- Fa F a
- resultierende Kraftresulting power
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011013758.0A DE102011013758B4 (en) | 2011-03-12 | 2011-03-12 | Electric Power Steering |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011013758.0A DE102011013758B4 (en) | 2011-03-12 | 2011-03-12 | Electric Power Steering |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102011013758A1 DE102011013758A1 (en) | 2012-09-13 |
DE102011013758B4 true DE102011013758B4 (en) | 2019-05-16 |
Family
ID=46705449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102011013758.0A Active DE102011013758B4 (en) | 2011-03-12 | 2011-03-12 | Electric Power Steering |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102011013758B4 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1525293A1 (en) * | 1964-03-13 | 1972-02-24 | Torrington Co | Self-aligning bearing support |
DE102005017883A1 (en) | 2005-04-19 | 2006-10-26 | Zf Lenksysteme Gmbh | Device for rotatable storage |
EP1897748A2 (en) | 2006-09-09 | 2008-03-12 | Dr. Schneider Kunststoffwerke GmbH | Retaining jaws for devices for holding beverage cans |
DE102008009293A1 (en) | 2008-02-15 | 2009-08-20 | Volkswagen Ag | Electromechanical steering has steering box and gear rack extended by housing and electric motor, where gear is provided for conversion of drive moment of electric motor into axial force at rack |
-
2011
- 2011-03-12 DE DE102011013758.0A patent/DE102011013758B4/en active Active
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Legal Events
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