DE102011084535A1

DE102011084535A1 - Steering system for use in vehicle, has steering shaft for transmitting steering angle predetermined by driver and electric servomotor for generating supporting drive torque

Info

Publication number: DE102011084535A1
Application number: DE201110084535
Authority: DE
Inventors: Jochen Moench
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2012-12-13
Also published as: CN102815333A

Abstract

The steering system has a steering shaft (3) for transmitting a steering angle predetermined by a driver and an electric servomotor for generating a supporting drive torque. The servomotor is coupled to the steering shaft. A motor shaft (15) of the servomotor has a screw (19), which is connected to the steering shaft. A worm gear (20) has two individual wheels.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenksystem in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a steering system in a vehicle according to the preamble of claim 1.

Stand der Technik State of the art

Lenksysteme in Fahrzeugen weisen eine Lenkwelle auf, über die der Fahrer durch Betätigung des Lenkrades einen gewünschten Lenkwinkel vorgibt. Die Lenkwelle ist kinematisch mit einer Zahnstange gekoppelt, über die bei einer Verdrehung der Lenkwelle ein Radlenkwinkel an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs eingestellt wird. Zur Lenkkraftunterstützung ist beispielsweise gemäß der DE 197 03 903 A1 ein elektrischer Servomotor vorgesehen, dessen Motorwelle kinematisch mit der Lenkwelle zur Einleitung eines unterstützenden Momentes gekoppelt ist. Steering systems in vehicles have a steering shaft through which the driver prescribes a desired steering angle by operating the steering wheel. The steering shaft is kinematically coupled to a rack via which a wheel steering angle is set at the steerable wheels of the vehicle at a rotation of the steering shaft. For power steering, for example, according to the DE 197 03 903 A1 an electric servo motor is provided, whose motor shaft is kinematically coupled to the steering shaft for initiating a supporting moment.

Bei der Montage ist auf eine spielfreie kinematische Kopplung zwischen der Motorwelle des elektrischen Servomotors und der Lenkwelle zu achten, da dies Voraussetzung für eine lange Betriebsdauer und einen hohen Wirkungsgrad ist. During assembly, attention must be paid to a backlash-free kinematic coupling between the motor shaft of the electric servomotor and the steering shaft, as this is a prerequisite for a long service life and high efficiency.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenksystem in einem Fahrzeug so auszubilden, dass bei kompakten Abmessungen, insbesondere im Bereich der Lenkkraftunterstützung, eine hohe Effizienz bei zugleich langer Betriebsdauer gegeben ist. The invention has the object of providing a steering system in a vehicle in such a way that with compact dimensions, especially in the field of power steering, high efficiency at the same time long service life is given.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an. This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.

Mithilfe des erfindungsgemäßen Lenksystems wird in Fahrzeugen der vom Fahrer vorgegebene Lenkwinkel in einen Radlenkwinkel der lenkbaren Räder umgesetzt. Das Lenksystem umfasst eine Lenkspindel bzw. -welle, mit der das Lenkrad verbunden ist und die mit einem Lenkgestänge mit einer Zahnstange kinematisch gekoppelt ist, über die die lenkbaren Räder mit einem gewünschten Radlenkwinkel eingestellt werden. With the aid of the steering system according to the invention, the steering angle predefined by the driver is converted into a wheel steering angle of the steerable wheels in vehicles. The steering system includes a steering shaft to which the steering wheel is connected and which is kinematically coupled to a steering linkage with a rack via which the steerable wheels are adjusted to a desired wheel steering angle.

Dem Lenksystem ist außerdem ein elektrischer Servomotor zugeordnet, über den ein unterstützendes Moment in das Lenksystem eingeleitet werden kann. Die Motorwelle des elektrischen Servomotors ist über ein Getriebe mit der Lenkwelle gekoppelt, so dass bei einer Betätigung des Servomotors die Drehbewegung der Lenkwelle mit dem unterstützenden Moment beaufschlagt wird. Das Getriebe zwischen Motorwelle und Lenkwelle umfasst eine Schnecke, welche von der Motorwelle betätigt wird, sowie ein Schneckenrad, das drehfest mit der Lenkwelle verbunden ist und mit der Schnecke kämmt. The steering system is also associated with an electric servomotor, via which a supporting moment can be introduced into the steering system. The motor shaft of the electric servomotor is coupled via a transmission with the steering shaft, so that upon actuation of the servomotor, the rotational movement of the steering shaft is acted upon by the supporting moment. The transmission between the motor shaft and the steering shaft comprises a worm, which is actuated by the motor shaft, and a worm wheel, which is rotatably connected to the steering shaft and meshes with the worm.

Um ein eventuell bestehendes Spiel und/oder ein während des laufenden Betriebs entstehendes Spiel im kinematischen Übertragungsweg zwischen Motorwelle und Lenkwelle zu kompensieren und dadurch die Betriebsdauer sowie den Wirkungsgrad zu erhöhen, weist das Schneckenrad zwei gekoppelte Einzelräder auf, die jeweils mit einer sich über den Umfang erstreckenden Verzahnung versehen sind, wobei die Verzahnung beider Einzelräder mit der Schnecke kämmt. Aufgrund der Zweiteilung können die beiden Einzelräder des Schneckenrades so eingestellt werden, dass die Verzahnungen der Einzelräder an unterschiedlichen Zahnflanken der Schnecke anliegen, wodurch die Spielkompensation erreicht wird. Auf diese Weise können Herstelltoleranzen, Einbautoleranzen sowie während des laufenden Betriebs entstehende Toleranzen, die beispielsweise auf Verschleiß zurückgehen, ausgeglichen werden. Auch ein Ausgleich von Verformungen unter Last ist möglich. In Betracht kommt außerdem eine Reduzierung der Genauigkeitsanforderungen bei der Herstellung und der Montage, zudem kann auf sonstige Spiel kompensierende Maßnahmen verzichtet werden. In order to compensate for any existing game and / or a resulting game during operation in the kinematic transmission path between the motor shaft and steering shaft and thereby increase the operating time and efficiency, the worm wheel has two coupled single wheels, each with a circumferentially are provided extending toothing, the teeth of both single wheels meshes with the screw. Due to the division in two, the two individual wheels of the worm wheel can be adjusted so that the teeth of the individual wheels abut different tooth flanks of the worm, whereby the game compensation is achieved. In this way, manufacturing tolerances, installation tolerances and tolerances arising during operation, which are due for example to wear, can be compensated. It is also possible to compensate for deformations under load. In addition, a reduction in the accuracy requirements in the manufacture and assembly also comes in addition, can be dispensed with other game compensating measures.

Gemäß vorteilhafter Ausführung sind die beiden Einzelräder zueinander verdrehbar gelagert. Vorteilhafterweise besitzen die Einzelräder die gleiche Drehachse, so dass bei einer Relativbewegung die beiden Einzelräder ihre Relativdrehlage zueinander ändern. Über das Maß der Verdrehung zwischen den Einzelrädern kann auch die Höhe der Spielkompensation bestimmt werden. According to an advantageous embodiment, the two individual wheels are rotatably mounted to each other. Advantageously, the individual wheels have the same axis of rotation, so that in a relative movement, the two individual wheels change their relative rotational position to each other. About the degree of rotation between the individual wheels and the height of the game compensation can be determined.

Die Einzelräder sind zweckmäßigerweise in Drehrichtung über mindestens ein Federelement miteinander gekoppelt. Bei der Montage kann ein Einzelrad durch Auslenkung aus der kräftefreien Ausgangslage unter Vorspannung gesetzt werden, mit der die Verzahnung dieses Einzelrades an den Zahnflanken der Schnecke anliegt. Dieses Spiel kompensierende Einzelrad kann auch als Verspannungsrad bezeichnet werden, wohingegen das andere Einzelrad, gegenüber dem das Verspannungsrad unter Vorspannung gesetzt ist, das Abtriebsrad bildet, welches in der kinematischen Kette zwischen Motorwelle des Servomotors und Lenkwelle den größeren Anteil der zu übertragenden Kräfte bzw. Momente übernimmt. The individual wheels are expediently coupled together in the direction of rotation via at least one spring element. During assembly, a single wheel can be set by means of deflection from the force-free starting position under bias, with which the teeth of this single wheel rests against the tooth flanks of the screw. This game compensating single wheel can also be referred to as a tension wheel, whereas the other single wheel, against which the tension wheel is biased, the output gear forms, which in the kinematic chain between the motor shaft of the servomotor and steering shaft, the larger proportion of forces to be transmitted or moments takes over.

Grundsätzlich kommt ein identischer oder zumindest annähernd identischer Aufbau der beiden Einzelräder im Bereich der Verzahnung und/oder des Radkörpers in Betracht. Die Spielkompensation wird durch eine Änderung der Relativlage zwischen den Einzelrädern erreicht. Möglich ist aber auch eine Ausführung mit unterschiedlichem Aufbau der Einzelräder, beispielsweise in der Weise, dass die Verzahnungen der beiden Einzelräder an unterschiedlichen Seiten mit der Schnecke kämmen. Beispielsweise kann das Verspannungsrad gegenüber dem Abtriebsrad in einem 90°-Winkel in die Schneckenver zahnung eingreifen. Dementsprechend weist, bei paralleler Anordnung der Einzelräder, das Verspannungsrad eine gegenüber dem Abtriebsrad um 90° vers etzte Verzahnung auf, insbesondere eine in Achsrichtung weisende Verzahnung. In principle, an identical or at least approximately identical structure of the two individual wheels in the region of the toothing and / or the wheel body comes into consideration. The game compensation is achieved by changing the relative position between the individual wheels. It is also possible, however, a design with different structure of the individual wheels, for example in such a way that the teeth of the two individual wheels comb different sides with the snail. For example, the clamping wheel opposite to the driven gear at a 90 ° angle in the Schneckenver toothing intervene. Accordingly, with a parallel arrangement of the individual wheels, the tensioning wheel has a toothing offset from the driven wheel by 90 °, in particular a toothing pointing in the axial direction.

Gemäß einer weiteren Ausführung liegen das Abtriebsrad und das Verspannungsrad nicht koaxial, sondern parallel versetzt zueinander. In diesem Fall liegt das Verspannungsrad zum Beispiel auf der dem Abtriebsrad gegenüberliegenden Seite der Schnecke und bildet ein Gegeneingriffsrad, das ebenfalls mit der Schnecke kämmt, wobei bei der Verzahnung darauf geachtet werden muss, dass die kinematischen Funktionen blockierfrei erhalten bleiben. Das Verspannungsrad ist über ein Stirnradgetriebe mit dem Abtriebsrad kinematisch gekoppelt und wird von diesem angetrieben. Zwischen den Stirnrädern und dem Abtriebsrad bzw. dem Verspannungsrad können jeweils Verspannungsstellen liegen, über die zur Spielkompensation eine Relativverdrehung zum Abtriebsrad bzw. zum Verspannungsrad möglich ist. According to a further embodiment, the output gear and the clamping wheel are not coaxial, but offset parallel to each other. In this case, the tensioning wheel is located, for example, on the opposite side of the worm gear from the worm and forms a Gegeneingriffsrad, which also meshes with the worm, wherein the teeth must be taken to ensure that the kinematic functions are retained without blocking. The tension wheel is kinematically coupled via a spur gear to the output gear and is driven by this. Between the spur gears and the output gear or the clamping wheel can each be bracing points over the game compensation a relative rotation to the output gear or to the clamping wheel is possible.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass die Schnecke einteilig mit der Motorwelle des Servomotors ausgebildet ist. Des Weiteren ist es zweckmäßig, ein gemeinsames Lagergehäuse zur Aufnahme der Lenkwelle und des Servomotors vorzusehen. According to a further expedient embodiment, it is provided that the worm is formed integrally with the motor shaft of the servomotor. Furthermore, it is expedient to provide a common bearing housing for receiving the steering shaft and the servomotor.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen: Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:

1 eine schematische Ansicht eines Lenksystems in einem Fahrzeug, mit einem der Lenkwelle des Lenksystems zugeordneten Servomotor, 1 1 is a schematic view of a steering system in a vehicle, with a servomotor associated with the steering shaft of the steering system;

2 einen Schnitt durch ein Lagergehäuse längs zur Motorwellenlängsachse, wobei in dem Lagergehäuse die Lenkwelle sowie der Servomotor aufgenommen sind, 2 a section through a bearing housing along the motor shaft longitudinal axis, wherein in the bearing housing, the steering shaft and the servo motor are accommodated,

3 in perspektivischer Ansicht ein Schneckenrad, das drehfest mit der Lenkwelle gekoppelt ist und mit dem eine Schnecke auf der Motorwelle des Servomotors kämmt, wobei das Schneckenrad zwei gekoppelte Einzelräder aufweist, 3 a perspective view of a worm wheel, which is rotatably coupled to the steering shaft and with which a worm meshes on the motor shaft of the servomotor, wherein the worm wheel has two coupled individual wheels,

4 in Draufsicht ein zweigeteiltes Schneckenrad mit zwei Federelementen, über die die beiden Einzelräder des Schneckenrades miteinander gekoppelt sind, 4 in plan view a two-part worm wheel with two spring elements, via which the two individual wheels of the worm wheel are coupled together,

5 im Schnitt die Verbindung zwischen dem zweigeteilten Schneckenrad und der Schnecke auf der Motorwelle, 5 on average, the connection between the two-part worm wheel and the worm on the motor shaft,

6 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Schnecke und einem Schneckenrad. 6 a further embodiment with a worm and a worm wheel.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.

Das in 1 gezeigte Lenksystem 1 in einem Fahrzeug umfasst ein Lenkrad 2, eine Lenkwelle 3, ein Lenkgetriebe 4, ein Lenkgestänge 5 mit einer Zahnstange sowie lenkbare Räder 6. Der Fahrer gibt durch Betätigung des Lenkrades 2 einen Lenkwinkel σ_LW in der mit dem Lenkrad verbundenen Lenkwelle 3 vor, die über das Lenkgetriebe 4 die Zahnstange des Lenkgestänges 5 in Querrichtung verstellt, woraufhin an den lenkbaren Rädern der Radlenkwinkel σ_V eingestellt wird. This in 1 steering system shown 1 in a vehicle includes a steering wheel 2 , a steering shaft 3 , a steering gear 4 , a steering linkage 5 with a rack and steerable wheels 6 , The driver gives by pressing the steering wheel 2 a steering angle σ _LW in the steering shaft connected to the steering wheel 3 in front, over the steering gear 4 the rack of the steering linkage 5 adjusted in the transverse direction, whereupon the wheel steering angle σ _{V is} set at the steerable wheels.

Zur Lenkkraftunterstützung dient ein elektrischer Servomotor 7, der über ein Getriebe ein unterstützendes Antriebsmoment in die Lenkwelle 3 einleitet. Das Getriebe umfasst eine Schnecke auf einem Wellenabschnitt der Motorwelle des Servomotors 7 und ein mit der Schnecke in Eingriff stehendes Schneckenrad, welche drehfest mit der Lenkwelle 3 verbunden ist. Die Lenkwelle 3 sowie die Motorwelle des elektrischen Servomotors 7 sind in einem Lagergehäuse 8 des Lenksystems 1 aufgenommen. To assist steering, an electric servomotor is used 7 , the transmission via a supportive driving torque in the steering shaft 3 initiates. The gear comprises a worm on a shaft portion of the motor shaft of the servomotor 7 and a worm gear meshing with the worm, which is non-rotatable with the steering shaft 3 connected is. The steering shaft 3 and the motor shaft of the electric servomotor 7 are in a bearing housing 8th of the steering system 1 added.

In der Schnittdarstellung gemäß 2 ist ein Lagergehäuse 8 dargestellt. Das Lagergehäuse 8 weist in einem ersten Gehäuseabschnitt eine Aufnahmeöffnung 9 für die Lenkwelle 3 auf. Ein zweiter Gehäuseabschnitt des Lagergehäuses 8 bildet ein Motorlagergehäuse 10 zur Aufnahme des elektrischen Servomotors, wobei sich die Längsachse 13 des Motorlagergehäuses 10 orthogonal und seitlich versetzt zur Längsachse 14 der Aufnahmeöffnung 9 bzw. der eingesetzten Lenkwelle 3 erstreckt. In the sectional view according to 2 is a bearing housing 8th shown. The bearing housing 8th has a receiving opening in a first housing section 9 for the steering shaft 3 on. A second housing section of the bearing housing 8th forms an engine mount housing 10 for receiving the electric servomotor, wherein the longitudinal axis 13 of the engine mount housing 10 orthogonal and laterally offset to the longitudinal axis 14 the receiving opening 9 or the steering shaft used 3 extends.

Das Motorlagergehäuse 10 ist zweiteilig aufgebaut und umfasst zwei Gehäuseschalen 10a und 10b, von denen die erste Gehäuseschale 10a einteilig mit dem die Aufnahmeöffnung 9 bildenden ersten Gehäuseabschnitt ausgebildet ist und die zweite Gehäuseschale 10b separat hierzu ausgebildet und auf die erste Gehäuseschale 10aw aufsetzbar ist. Insgesamt setzt sich das Motorlagergehäuse 10 aus einem Motorwellengehäuse 11, in welchem die Motorwelle 15 des Servomotors 7 aufgenommen ist, und einem Statorgehäuse 12 zur Aufnahme des Stators 16 des Servomotors zusammen. The engine mount housing 10 is constructed in two parts and includes two housing shells 10a and 10b , of which the first housing shell 10a in one piece with the receiving opening 9 forming the first housing portion is formed and the second housing shell 10b separately formed and on the first housing shell 10aw can be placed. Overall, the engine mount housing is 10 from a motor shaft housing 11 in which the motor shaft 15 of the servomotor 7 is received, and a stator housing 12 for receiving the stator 16 the servomotor together.

Die Motorwelle 15 ist in zwei gehäuseseitigen Einzellagern 17 und 18 gelagert, von denen das dem Stator 16 benachbarte Einzellager 17, welches axial dem Stator unmittelbar vorgelagert ist, als Loslager und das statorferne Einzellager 18 als Festlager ausgebildet ist. Die beiden Einzellager 17 und 18 liegen axial auf gegenüberliegenden Seiten bezogen auf eine Schnecke 19, die mit dem in 4 andeutungsweise dargestellten Schneckenrad 20 kämmt, welches drehfest mit der Lenkwelle 3 verbunden ist. Das Einzellager 18 befindet sich benachbart zur freien Stirnseite der Motorwelle 15. Der gesamte, den Stator 16 axial überragende Wellenabschnitt, welcher auch Träger der Schnecke 19 ist, ist einteilig mit der Motorwelle 15 ausgeführt bzw. wird von der Motorwelle 15 gebildet. Dadurch ist die Lagerung der Motorwelle 15 im Lagergehäuse 8 mit lediglich zwei Einzellagern 17, 18 möglich. The motor shaft 15 is in two housing-side single bearings 17 and 18 stored, of which the stator 16 adjacent single bearings 17 , which is axially upstream of the stator, as a floating bearing and the stator individual bearing 18 is designed as a fixed bearing. The two single bearings 17 and 18 lie axially on opposite sides relative to a screw 19 that with the in 4 suggestively illustrated worm wheel 20 meshes, which rotatably with the steering shaft 3 connected is. The single bearing 18 is located adjacent to the free end face of the motor shaft 15 , The whole, the stator 16 axially superior shaft section, which also supports the worm 19 is, is integral with the motor shaft 15 executed or is from the motor shaft 15 educated. This is the storage of the motor shaft 15 in the bearing housing 8th with only two single bearings 17 . 18 possible.

An der axial freien Stirnseite der Motorwelle 15 ist ein Magnetelement 21 befestigt, das gemeinsam mit der Motorwelle 15 umläuft. Dem Magnetelement 21 ist ein axial unmittelbar vorgelagerter Magnetfeldsensor 22 zugeordnet, der gehäusefest positioniert ist und das umlaufende Magnetfeld sensiert. Das Magnetelement 21 und der Magnetfeldsensor 22 bilden gemeinsam eine Rotorlagesensorik zur Ermittlung der aktuellen Drehlage der Motorwelle 15. Der Magnetfeldsensor 22 ist beispielsweise auf einer Elektronikplatine angeordnet, insbesondere auf einer Platine mit der Steuerungselektronik zur Steuerung des Servomotors. At the axially free end of the motor shaft 15 is a magnetic element 21 fastened together with the motor shaft 15 circulates. The magnetic element 21 is an axially immediately upstream magnetic field sensor 22 assigned, which is fixed to the housing and senses the circulating magnetic field. The magnetic element 21 and the magnetic field sensor 22 together form a rotor position sensor for determining the current rotational position of the motor shaft 15 , The magnetic field sensor 22 is for example arranged on an electronic board, in particular on a circuit board with the control electronics for controlling the servomotor.

Wie 3 zu entnehmen, ist das Schneckenrad 20, welches drehfest mit der Lenkwelle gekoppelt ist, in Achsrichtung zweigeteilt aufgebaut und umfasst zwei koaxial angeordnete Einzelräder, von denen eines als Abtriebsrad 50 und das zweite als Verspannungsrad 51 aufgebaut sind. Über das Abtriebsrad 50 wird zumindest der größere Teil der Kräfte bzw. Momente von der Schnecke auf die Lenkwelle übertragen. Das Verspannungsrad 51 hat die Aufgabe, Spiel zwischen Schnecke und Schneckenrad zu kompensieren. As 3 to take is the worm wheel 20 , which is rotatably coupled to the steering shaft, constructed in two parts in the axial direction and comprises two coaxially arranged individual wheels, one of which as a driven wheel 50 and the second as a tension wheel 51 are constructed. About the output gear 50 At least the greater part of the forces or moments is transmitted from the worm to the steering shaft. The tension wheel 51 The task is to compensate for play between worm and worm wheel.

Die beiden Einzelräder 50, 51 sind identisch aufgebaut, sie sind koaxial angeordnet mit der Längsachse 14 der Lenkwelle als gemeinsame Achse. Der Durchmesser beider Einzelräder 50, 51 ist gleich, ebenso die am Außenumfang angeordnete Verzahnung. Auch die axiale Dicke der Einzelräder ist gleich, wobei gegebenenfalls auch unterschiedliche Dicken in Betracht kommen. The two single wheels 50 . 51 are identically constructed, they are coaxially arranged with the longitudinal axis 14 the steering shaft as a common axis. The diameter of both single wheels 50 . 51 is the same, as well as arranged on the outer circumference toothing. The axial thickness of the individual wheels is the same, optionally also different thicknesses come into consideration.

Die beiden Einzelräder 50, 51 sind zueinander um die gemeinsame Achse 14 verdrehbar gelagert, dergestalt, dass das in 3 oben liegende Abtriebsrad 50 drehfest mit der Lenkwelle gekoppelt ist und das darunter liegende Verspannungsrad 51 relativ zum Abtriebsrad 50 und damit auch zur Lenkwelle um die gemeinsame Achse 14 verdreht werden kann. The two single wheels 50 . 51 are to each other around the common axis 14 rotatably mounted, such that in 3 overhead driven wheel 50 rotatably coupled to the steering shaft and the underlying Verspannungsrad 51 relative to the output gear 50 and thus also to the steering shaft about the common axis 14 can be twisted.

Die beiden Räder 50, 51 sind über Federelemente 52 miteinander gekoppelt. Außerdem besteht eine Verbindung über Schrauben 53, die fest mit dem Verspannungsrad 51 verbunden und in Langlöchern 54 im Abtriebsrad 50 in Umfangsrichtung verschieblich geführt sind. Über die Schrauben 53 sind die beiden Räder 50, 51 in Achsrichtung aneinander gesichert. Zugleich ermöglicht das Langloch 54 eine Relativverdrehung zwischen den Rädern 50, 51. Über die Federelemente 52 sind die einzelnen Räder 50, 51 in einer Ausgangslage kräftefrei gehalten. Bei einer Relativverdrehung gelangt das Verspannungsrad 51 im Drehrichtung unter Vorspannung, mit der das Schneckenrad 20 montiert werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die Verzahnung des Verspannungsrades 51 an anderen Zahnflanken der Schnecke anliegt als die Verzahnung des Abtriebsrades 50. Auf diese Weise kann ein Spiel zwischen Schnecke und Schneckenrad kompensiert werden. The two wheels 50 . 51 are about spring elements 52 coupled together. There is also a connection via screws 53 that stuck with the tension wheel 51 connected and in oblong holes 54 in the output gear 50 guided displaceably in the circumferential direction. About the screws 53 are the two wheels 50 . 51 secured in the axial direction to each other. At the same time allows the slot 54 a relative rotation between the wheels 50 . 51 , About the spring elements 52 are the individual wheels 50 . 51 kept free of forces in a starting position. In a relative rotation, the tension wheel passes 51 in the direction of rotation under pretension, with the worm wheel 20 can be mounted. This has the advantage that the teeth of the clamping wheel 51 on other tooth flanks of the screw rests as the toothing of the driven wheel 50 , In this way, a game between worm and worm wheel can be compensated.

In 4 ist eine Draufsicht auf ein zweigeteiltes Schneckenrad 20 dargestellt, bei dem diagonal gegenüberliegend zwei Federelemente 52 zwischen den Einzelrädern angeordnet sind, wobei die Federelemente 52 in langlochförmigen Ausnehmungen 55 angeordnet sind. Die Federelemente 52 sind einenends mit dem Abtriebsrad 50 und anderenends mit dem Verspannungsrad 51 gekoppelt, so dass bei einer Auslenkung des Verspannungsrades 51 aus der Ausgangsposition eine Vorspannung des Verspannungsrades 51 erreicht wird. In 4 is a plan view of a two-part worm wheel 20 shown, in which diagonally opposite two spring elements 52 are arranged between the individual wheels, wherein the spring elements 52 in slot-shaped recesses 55 are arranged. The spring elements 52 are one end with the output gear 50 and at the other end with the tension wheel 51 coupled, so that at a deflection of the clamping wheel 51 from the initial position a bias of the clamping wheel 51 is reached.

In 5 ist dargestellt, wie das Schneckenrad 20 mit dem Abtriebsrad 50 und dem Verspannungsrad 51 mit der Schnecke 19 kämmt, welche mit der Motorwelle des Servomotors verbunden bzw. einteilig mit der Motorwelle ausgebildet ist. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß 3 bzw. 4 sind das Abtriebsrad 50 und das Verspannungsrad 51 unterschiedlich aufgebaut. Das Verspannungsrad 51 weist einen größeren Durchmesser als das koaxiale Abtriebsrad 50 auf, wobei die Verzahnung am Verspannungsrad 51 sich in Achsrichtung erstreckt, wohingegen die Verzahnung des Abtriebsrades 50 am Außenumfang angeordnet ist. Die Verzahnungen beider Räder 50, 51 kämmen mit der Schnecke 19, jedoch in einem um 90° versetzten Winkel. D as Verspannungsrad 51 weist eine signifikant geringere Dicke auf als das Abtriebsrad 50, welches für die Kräfte- bzw. Momentenübertragung verantwortlich ist. Im Übrigen kann das Verspannungsrad 51 wie bei den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen um die gemeinsame Drehachse 14 gegenüber dem Abtriebsrad 50 verdreht werden, um die gewünschte Spielkompensation zu erreichen. In 5 is shown as the worm wheel 20 with the driven wheel 50 and the tension wheel 51 with the snail 19 meshes, which is connected to the motor shaft of the servomotor or formed integrally with the motor shaft. In contrast to the embodiment according to 3 respectively. 4 are the output gear 50 and the tension wheel 51 built differently. The tension wheel 51 has a larger diameter than the coaxial output gear 50 on, with the teeth on the tension wheel 51 extends in the axial direction, whereas the toothing of the driven wheel 50 is arranged on the outer circumference. The gears of both wheels 50 . 51 comb with the snail 19 but in an angle offset by 90 °. The rigging wheel 51 has a significantly smaller thickness than the output gear 50 , which is responsible for the transmission of forces or moments. Incidentally, the bracing wheel 51 as in the previous embodiments around the common axis of rotation 14 opposite the driven wheel 50 be twisted to achieve the desired game compensation.

In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für die kinematische Kopplung zwischen der Schnecke 19 und dem Schneckenrad 20 dargestellt. Das Schneckenrad 20 weist das Abtriebsrad 50 auf sowie das Verspannungsrad 51, das bezogen auf die Schnecke 19 auf der gegenüberliegenden Seite zum Abtriebsrad 50 angeordnet ist und ein Gegeneingriffsrad bildet. Die kinematische Verbindung zwischen dem Abtriebsrad 50 und dem Verspannungsrad 51, welches die gegenüber der Längsachse 14 des Abtriebsrades 50 parallel versetzte Drehachse 58 aufweist, erfolgt über ein Stirnradgetriebe mit Stirnrädern 56 und 57. Das erste Stirnrad 56 ist koaxial zum Abtriebsrad 50 angeordnet und mit diesem kinematisch gekoppelt. Das zweite Stirnrad 57 ist koaxial zum Verspannungsrad 51 angeordnet und ebenfalls mit diesem gekoppelt. Die Stirnräder 56 und 57 kämmen miteinander. Um eine Verspannung zu erzielen, besteht zum einen zwischen dem Abtriebsrad 50 und dem zugeordneten Stirnrad 56 und zum andern zwischen dem Verspannungsrad 51 und dem zugeordneten Stirnrad 57 jeweils eine mögliche Verspannungsstelle, die eine Relativverdrehung zwischen den koaxial gelagerten Bauteilen erlaubt, zugleich jedoch eine Rückstellkraft in die Ausgangsposition bewirkt. In 6 is another embodiment of the kinematic coupling between the screw 19 and the worm wheel 20 shown. The worm wheel 20 has the output gear 50 on as well as the tension wheel 51 related to the snail 19 on the opposite side Side to the output gear 50 is arranged and forms a Gegeneingriffsrad. The kinematic connection between the output gear 50 and the tension wheel 51 which is opposite to the longitudinal axis 14 the driven wheel 50 parallel offset axis of rotation 58 has, via a spur gear with spur gears 56 and 57 , The first spur gear 56 is coaxial with the output gear 50 arranged and kinematically coupled with this. The second spur gear 57 is coaxial with the tension wheel 51 arranged and also coupled with this. The spur wheels 56 and 57 comb each other. To achieve a tension, there is on the one hand between the output gear 50 and the associated spur gear 56 and on the other hand between the tension wheel 51 and the associated spur gear 57 in each case a possible stress point, which allows a relative rotation between the coaxially mounted components, but at the same time causes a restoring force in the starting position.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19703903 A1 [0002]

Claims

Steering system in a vehicle, with a steering shaft ( 3 ) for transmitting a steering angle predetermined by the driver and with an electric servomotor ( 7 ) for generating a supporting drive torque, which is connected to the steering shaft ( 3 ), characterized in that with the motor shaft ( 15 ) of the servomotor ( 7 ) a snail ( 19 ), which with one with the steering shaft ( 3 ) connected worm wheel ( 20 ), wherein the worm wheel ( 20 ) two coupled single wheels ( 50 . 51 ), each with one with the screw ( 19 ) meshing teeth are provided.

Steering system according to claim 1, characterized in that the two individual wheels ( 50 . 51 ) are mounted rotatably to each other.

Steering system according to claim 1 or 2, characterized in that the two individual wheels ( 50 . 51 ) are arranged parallel to each other.

Steering system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two single wheels ( 50 . 51 ) in the direction of rotation via at least one spring element ( 52 ) are coupled together.

Steering system according to claim 4, characterized in that distributed over the circumference a plurality of spring elements ( 52 ) between the two individual wheels ( 50 . 51 ) are arranged.

Steering system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the two individual wheels ( 50 . 51 ) are constructed identically.

Steering system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the two individual wheels ( 50 . 51 ) are constructed differently.

Steering system according to claim 7, characterized in that the toothings of the two individual wheels ( 50 . 51 ) on different sides with the screw ( 19 ) comb.

Steering system according to claim 8, characterized in that the two individual wheels ( 50 . 51 ) at a 90 ° angle at the Sch necke ( 19 ) intervene.

Steering system according to one of claims 1 to 9, characterized in that in one piece with the motor shaft ( 15 ) of the servomotor ( 7 ) a the stator ( 16 ) of the servomotor ( 7 ) axially projecting shaft portion is formed, the carrier of the screw ( 19 ).

Steering system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the steering shaft ( 3 ) and the servomotor ( 7 ) in a common bearing housing ( 8th ) are included.