DE102014201600A1

DE102014201600A1 - Shaft-hub joint connection and steering system of a motor vehicle and / or ball screw with such a joint connection

Info

Publication number: DE102014201600A1
Application number: DE102014201600.2A
Authority: DE
Inventors: André Huk; Johannes Jochen Scheerer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2015-07-30

Abstract

Vorgeschlagen wird u.a. eine Welle-Nabe-Fügeverbindung, mit einem Wellenteil (1) und einem Nabenteil (2), wobei das Wellenteil (1) konzentrisch in dem Nabenteil (2) angeordnet und mit demselben formschlüssig verbunden ist, indem das Wellenteil (1) auf seiner Außenmantelfläche (6) zumindest eine längs zur Drehachse (7) des Verbundes aus Wellen- und Nabenteil (1, 2) angeordnete Wellennut (8) aufweist, die mit einer symmetrisch gegenüberliegenden, auf der Innenmantelfläche (9) des Nabenteils (2) angeordneten Nabennut (10) korrespondiert, und wobei in dem von der Wellen- und Nabennut (8, 10) gebildeten Hohlraum (11) zumindest ein sich an der Wandung (12) des besagten Hohlraums (11) abstützender Stift (13) angeordnet ist, wodurch der besagte Formschluss zwischen dem Wellenteil (1) und dem Nabenteil (2) hergestellt ist. Vorteilhaft weist die Wandung (12) des Hohlraums (11) eine 4-fach-Kontaktgeometrie für den Stift (13) auf, wobei der Stift (13) sich über idealerweise je zwei Kontaktlinien (14) am Wellenteil (1) und am Nabenteil (2) abstützt.Suggested is u.a. a shaft-hub-joint connection, comprising a shaft part (1) and a hub part (2), wherein the shaft part (1) is arranged concentrically in the hub part (2) and connected to the same form-fitting by the shaft part (1) on its outer circumferential surface (6) has at least one along the rotation axis (7) of the composite of shaft and hub part (1, 2) arranged shaft groove (8) with a symmetrically opposite, on the inner circumferential surface (9) of the hub part (2) arranged hub groove ( 10), and wherein at least one pin (13) supported on the wall (12) of said cavity (11) is disposed in the cavity (11) formed by the shaft and hub groove (8, 10), whereby said pin Positive connection between the shaft part (1) and the hub part (2) is made. Advantageously, the wall (12) of the cavity (11) has a 4-fold contact geometry for the pin (13), wherein the pin (13) ideally over two contact lines (14) on the shaft part (1) and the hub part ( 2) is supported.

Description

Die Erfindung betrifft eine Welle-Nabe-Fügeverbindung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 der Erfindung. Gemäß Anspruch 10 der Erfindung betrifft dieselbe ferner ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs und/oder einen Kugelgewindetrieb mit einer derartigen Fügeverbindung. The invention relates to a shaft-hub joint connection according to the preamble of claim 1 of the invention. According to claim 10 of the invention further relates to a steering system of a motor vehicle and / or a ball screw with such a joint connection.

Aus der DE 10 2010 046 613 A1 ist eine Welle-Nabe-Fügeverbindung, insbesondere zur formschlüssigen Verbindung eines Zahnriemenrades mit einer konzentrisch in demselben angeordneten Kugelgewindemutter eines Kugelgewindetriebs als Bestandteil eines elektromechanischen Lenksystems eines Kraftfahrzeugs bekannt. Bei einem derartigen Lenksystem steht die Kugelgewindemutter über in Reihe angeordnete Kugeln mit einer Gewindespindel, auch als Schubstange bezeichnet, in Wirkverbindung. Das Zahnriemenrad steht mit einem Elektromotor in Wirkverbindung. Mittels des Elektromotors wird die Lenkbewegung des Fahrers unterstützt. Die formschlüssige Verbindung zwischen Zahnriemenrad und der Kugelgewindemutter ist dadurch bewirkt, dass die Kugelgewindemutter auf ihrer Außenmantelfläche zumindest eine, vorzugsweise mehrere längs zur Drehachse des Verbundes aus Zahnriemenrad und Kugelgewindemutter angeordnete Wellennuten aufweist, die jeweils mit einer gegenüberliegenden, auf der Innenmantelfläche des Zahnriemenrades angeordneten Nabennut korrespondieren. Die jeweilige Wellen- und Nabennut bildet dabei eine hohlzylindrische Kontaktfläche für einen Stift aus, der in dem von Wellen- und Nabennut gebildeten Hohlraum zur formschlüssigen und reibschlüssigen Verbindung des Zahnriemenrades mit der Kugelgewindemutter angeordnet ist. Der Stift ist bevorzugt durch einen Spann-Stift gebildet. From the DE 10 2010 046 613 A1 is a shaft-hub joint connection, in particular for the positive connection of a toothed belt wheel with a concentrically arranged in the same ball screw nut of a ball screw known as part of an electromechanical steering system of a motor vehicle. In such a steering system, the ball screw nut is arranged in series balls with a threaded spindle, also referred to as a push rod in operative connection. The toothed belt wheel is in operative connection with an electric motor. By means of the electric motor, the steering movement of the driver is supported. The positive connection between the toothed belt wheel and the ball screw nut is effected in that the ball screw nut has on its outer circumferential surface at least one, preferably a plurality of longitudinally arranged to the axis of rotation of the composite of toothed belt and ball screw nut shaft grooves, each corresponding to an opposite, arranged on the inner circumferential surface of the toothed belt hub groove , The respective shaft and Nabennut forms a hollow cylindrical contact surface for a pin, which is arranged in the cavity formed by shaft and Nabennut for the positive and frictional connection of the toothed belt wheel with the ball screw nut. The pin is preferably formed by a clamping pin.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Hinblick auf den vorbeschriebenen Stand der Technik weiter verbesserte Welle-Nabe-Fügeverbindung zu schaffen. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs und/oder einen Kugelgewindetrieb mit einer derartigen Fügeverbindung bereitzustellen. The object of the invention is to provide a further improved with respect to the above-described prior art shaft-hub joint connection. Furthermore, it is an object of the invention to provide a steering system of a motor vehicle and / or a ball screw with such a joint connection.

Ausgehend von einer Welle-Nabe-Fügeverbindung, mit einem Wellenteil und einem Nabenteil, wobei das Wellenteil konzentrisch in dem Nabenteil angeordnet und mit demselben formschlüssig verbunden ist, indem das Wellenteil auf seiner Außenmantelfläche zumindest eine längs zur Drehachse des Verbundes aus Wellen- und Nabenteil angeordnete Wellennut aufweist, die mit einer symmetrisch gegenüberliegenden, auf der Innenmantelfläche des Nabenteils angeordneten Nabennut korrespondiert, und wobei in dem von der Wellen- und Nabennut gebildeten Hohlraum zumindest ein sich an der Wandung des besagten Hohlraums abstützender Stift angeordnet ist, wodurch zumindest in radialer Richtung der besagte Formschluss zwischen dem Wellenteil und dem Nabenteil hergestellt ist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Wandung des Hohlraums eine 4-fach-Kontaktgeometrie für den Stift aufweist und der Stift sich über idealerweise je zwei Kontaktlinien, zumindest jedoch über je zwei äußerst schmale Kontaktstreifen in der Wellennut am Wellenteil und in der Nabennut am Nabenteil abstützt. Starting from a shaft-hub joint connection, with a shaft part and a hub part, wherein the shaft part is arranged concentrically in the hub part and connected to the same form-fitting, by the shaft part on its outer circumferential surface at least one longitudinal axis of rotation of the composite shaft and hub part arranged Has shaft groove which corresponds to a symmetrically opposite, arranged on the inner circumferential surface of the hub part hub groove, and wherein in the cavity formed by the shaft and Nabennut at least one is supported on the wall of the said cavity supporting pin, whereby at least in the radial direction of said positive connection between the shaft part and the hub part is made, the stated object is achieved in that the wall of the cavity has a 4-fold contact geometry for the pin and the pin ideally over two contact lines, but at least two extremely sc males contact strip in the shaft groove on the shaft part and in the keyway on the hub part is supported.

Durch die besagte 4-fach-Kontaktgeometrie ist im Hinblick auf den Stand der Technik ( DE 10 2010 046 613 A1 ) insbesondere die Lastverteilung in jeder aus Wellen- und Nabennut sowie Stift bestehenden Fügestelle verbessert, vor allem vergleichmäßigt, woraus eine hohe Lebensdauer des Fügeverbundes resultiert. Due to the said 4-fold contact geometry, in view of the prior art ( DE 10 2010 046 613 A1 ) In particular, the load distribution in each of shaft and Nabennut and pin existing joint improves, especially evened, resulting in a long life of the joint compound results.

Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung. The subclaims describe preferred developments or refinements of the invention.

Danach sind bevorzugt sowohl das Nutprofil der Wellennut als auch das Nutprofil der Nabennut durch in Umfangsrichtung gesehen nach Art eines „gotischen Profils“ aneinander anschließende ovale Teilflächen gebildet, die nach radial innen gerichtete, die Kontaktlinien bildende Anschlusskanten zur radialen Abstützung des Stifts ausbilden. Derartige Teilflächen lassen sich einfach und kostengünstig herstellen. Besagte Teilflächen können beispielsweise Teilflächen mit im Querschnitt gesehen elliptischer oder auch kreisbogenförmiger Konturlinie sein, welche gegebenenfalls auch in Kombination die Wandung des Hohlraums ausbilden. Um aus der Fertigung der Teilflächen sowie aus der Montage resultierenden Toleranzen zu begegnen und ungleichmäßige Tragbilder zu vermeiden und somit die Lastverteilung im Fügeverbund noch weiter zu verbessern, ist der Stift durch einen hohlen Spann-Stift oder durch eine Spann-Hülse gebildet. Der Spann-Stift oder die Spann-Hülse ist dabei bevorzugt aus einem Federstahl oder aus einem Edelstahl / hochlegiertem Stahl gefertigt. Weiter bevorzugt können der Spann-Stift oder die Spann-Hülse längsgeschlitzt ausgebildet sein, um deren Federelastizität noch weiter zu verbessern. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf derartige Spann-Stifte oder Spann-Hülsen, sondern erfasst auch einen gleichwirkenden Stift aus einem steifen Elastomer, der bei Ausgleich etwaiger Toleranzen idealerweise einen Linienkontakt oder einen äußerst schmalen Streifenkontakt zwischen dem Stift und den Anschlusskanten der besagten Teilflächen gewährleistet. Mittels derartiger Stifte ist eine dauerhafte Vorspannung zwischen dem Wellenteil und dem Nabenteil gewährleistet. Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Welle-Nabe-Fügeverbindung an einem Kugelgewindetrieb einsetzbar, der seinerseits in ein Lenksystems eines Kraftfahrzeugs integriert ist. Hierbei sind ein Nabenteil in Form eines Zahnriemenrades aus insbesondere einem Kunststoff sowie ein Wellenteil in Form einer Kugelgewindemutter aus insbesondere Metall erfindungsgemäß untereinander gefügt. Thereafter, preferably both the groove profile of the shaft groove and the groove profile of the keyway formed by circumferentially in the manner of a "Gothic profile" adjacent oval partial surfaces are formed, which form radially inwardly directed, the contact lines forming connecting edges for radial support of the pin. Such partial surfaces can be produced easily and inexpensively. Said partial surfaces can be, for example, partial surfaces with an elliptical or circular-arc-shaped contour line, seen in cross section, which optionally also form the wall of the cavity in combination. In order to counteract tolerances resulting from the production of the partial surfaces as well as from the assembly and to avoid uneven wearing patterns and thus to further improve the load distribution in the joint assembly, the pin is formed by a hollow clamping pin or by a clamping sleeve. The clamping pin or the clamping sleeve is preferably made of a spring steel or a stainless steel / high-alloy steel. More preferably, the clamping pin or the clamping sleeve can be formed longitudinally slotted to improve their spring elasticity even further. However, the invention is not limited to such clamping pins or clamping sleeves, but also covers a similar acting pin made of a rigid elastomer, which ideally ensures a line contact or a very narrow strip contact between the pin and the connecting edges of said faces with compensation of any tolerances , By means of such pins, a permanent bias between the shaft part and the hub part is ensured. Particularly advantageous shaft-hub joint connection according to the invention can be used on a ball screw, which in turn is integrated in a steering system of a motor vehicle. Here are a hub part in the form of a Toothed belt wheel in particular a plastic and a shaft part in the form of a ball screw nut made of metal in particular joined together according to the invention.

Die Erfindung betrifft auch ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs und/oder einen Kugelgewindetrieb mit einer Welle-Nabe-Fügeverbindung der vorbeschriebenen Art. The invention also relates to a steering system of a motor vehicle and / or a ball screw with a shaft-hub joint connection of the type described above.

Nachstehend wird die Erfindung anhand des in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf dieses beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to the embodiment schematically illustrated in the drawings. However, it is not limited to this, but covers all embodiments defined by the claims. Show it:

1 einen Kugelgewindetrieb eines elektromechanischen Lenksystems eines Kraftfahrzeugs in einer perspektivischen Ansicht, 1 a ball screw of an electromechanical steering system of a motor vehicle in a perspective view,

2 ein Zahnriemenrad und eine Kugelgewindemutter des Kugelgewindetriebs nach 1 in einer perspektivischen Ansicht, welche erfindungsgemäß untereinander gefügt sind (Welle-Nabe-Fügeverbindung), 2 a toothed belt and a ball screw nut of the ball screw after 1 in a perspective view, which are joined together according to the invention (shaft-hub joint connection),

3 eine Fügestelle des Fügeverbundes aus Zahnriemenrad und Kugelgewindemutter in einer Schnittdarstellung, und 3 a joint of the joint assembly of toothed belt and ball screw nut in a sectional view, and

4 die Fügestelle nach 3 in einer vereinfachten Darstellung. 4 the joint after 3 in a simplified representation.

Die 1 bis 4 zeigen beispielgebend die erfindungsgemäße Welle-Nabe-Fügeverbindung zwischen einem Wellenteil 1 in Form einer Kugelgewindemutter und einem Nabenteil 2 in Form eines Zahnriemenrades, wobei das Wellenteil 1 konzentrisch innerhalb des Nabenteils 2 angeordnet ist. Das Wellenteil 1 in Form der Kugelgewindemutter und das Nabenteil 2 in Form des Zahnriemenrades sind Bestandteil eines Kugelgewindetriebs 3, welcher in ein nicht zeichnerisch dargestelltes elektromechanisches Lenksystem eines Kraftfahrzeugs integriert ist. Die Kugelgewindemutter besteht dabei bevorzugt aus einem Metall, insbesondere Stahl, wogegen das Zahnriemenrad bevorzugt aus einem Kunststoff besteht. The 1 to 4 show by way of example the shaft-hub joint connection according to the invention between a shaft part 1 in the form of a ball screw nut and a hub part 2 in the form of a toothed belt wheel, wherein the shaft part 1 concentric within the hub part 2 is arranged. The shaft part 1 in the form of the ball screw nut and the hub part 2 in the form of the belt pulley are part of a ball screw 3 , which is integrated in a not graphically illustrated electromechanical steering system of a motor vehicle. The ball screw nut preferably consists of a metal, in particular steel, whereas the toothed belt wheel preferably consists of a plastic.

Wie bereits einleitend ausgeführt, steht bei einem derartigen Lenksystem die Kugelgewindemutter respektive das Wellenteil 1 über in Reihe angeordnete Kugeln (nicht zeichnerisch dargestellt) mit einer in 1 gezeigten, konzentrisch in der Kugelgewindemutter respektive in dem Wellenteil 1 angeordneten Gewindespindel 4 in Wirkverbindung. Das Zahnriemenrad respektive das Nabenteil 2 steht mit einem nicht zeichnerisch dargestellten Elektromotor in Wirkverbindung. Mittels des Elektromotors wird die Lenkbewegung des Fahrers unterstützt. As already stated in the introduction, stands in such a steering system, the ball screw nut or the shaft part 1 via balls arranged in a row (not shown in the drawing) with an in 1 shown concentric in the ball screw nut respectively in the shaft part 1 arranged threaded spindle 4 in active connection. The toothed belt wheel respectively the hub part 2 is in operative connection with a non-illustrated electric motor. By means of the electric motor, the steering movement of the driver is supported.

Die Fügeverbindung zwischen dem Wellenteil 1 und dem Nabenteil 2 ist vorliegend durch vier über den Umfang des Wellenteils 1 verteilt angeordnete Fügestellen 5 realisiert, indem das Wellenteil 1 auf seiner Außenmantelfläche 6 vier längs und vorzugsweise achsparallel zur Drehachse 7 des Verbundes aus Wellen- und Nabenteil 1, 2 angeordnete Wellennuten 8 aufweist, die jeweils mit einer symmetrisch gegenüberliegenden, auf der Innenmantelfläche 9 des Nabenteils 2 angeordneten Nabennut 10 korrespondieren. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf eine Ausführungsform mit vier Fügestellen 5, sondern erfasst auch weniger als vier, insbesondere drei Fügestellen 5 oder auch mehr als vier Fügestellen 5, die bevorzugt gleichmäßig über dem Umfang verteilt angeordnet sind (nicht zeichnerisch dargestellt). The joint connection between the shaft part 1 and the hub part 2 is present by four over the circumference of the shaft part 1 distributed joints 5 realized by the shaft part 1 on its outer surface 6 four longitudinally and preferably axially parallel to the axis of rotation 7 the composite of shaft and hub part 1 . 2 arranged shaft grooves 8th each having a symmetrically opposite, on the inner circumferential surface 9 of the hub part 2 arranged hub groove 10 correspond. However, the invention is not limited to an embodiment with four joints 5 but also detects less than four, especially three joints 5 or more than four joints 5 which are preferably distributed uniformly over the circumference (not shown in the drawing).

In dem jeweiligen von Wellen- und Nabennut 8, 10 gebildeten Hohlraum 11 ist zumindest ein sich an der Wandung 12 des besagten Hohlraums 11 abstützender Stift 13 angeordnet, wodurch mittels der vorliegend vier Fügestellen 5 zumindest in radialer Richtung Formschluss zwischen den Bauteilen des Fügeverbundes, bevorzugt jedoch besagter Formschluss in radialer Richtung und ferner Reibschluss in axialer Richtung realisiert ist. In each of wave and hub groove 8th . 10 formed cavity 11 is at least one on the wall 12 said cavity 11 supporting pin 13 arranged, whereby by means of the present four joints 5 at least in the radial direction positive connection between the components of the joint assembly, but preferably said positive engagement in the radial direction and further friction in the axial direction is realized.

Der jeweilige Stift 13 ist als hohler Spann-Stift 13 mit bevorzugt hohlzylindrischem Querschnitt aus einem Federstahl oder aus einem Edelstahl / hochlegiertem Stahl sowie längsgeschlitzt (vgl. insbes. 3) oder in einer schwereren Ausführung, insbesondere mit einer größeren Wandstärke ausgeführt, als sogenannte Spann-Hülse (nicht zeichnerisch dargestellt) ausgebildet. Ungeachtet der bevorzugten Ausführungsform des Spann-Stiftes 13 oder der Spann-Hülse aus Federstahl müssen diese nicht zwingend geschlitzt ausgeführt sein. Ebenso wurde gefunden, dass auch ein Stift 13 aus einem steifen Elastomer den gewünschten Zweck, nämlich Toleranzausgleich bei ausreichendem Form- und Reibschluss erfüllen kann, so dass auch diese Ausführungsvariante des Stiftes 13 durch die Erfindung mit erfasst ist (nicht zeichnerisch dargestellt). The respective pen 13 is as a hollow clamping pin 13 with preferably hollow cylindrical cross section of a spring steel or a stainless steel / high-alloy steel and longitudinal slits (see. 3 ) or in a heavier design, especially designed with a larger wall thickness, designed as a so-called clamping sleeve (not shown in the drawing). Regardless of the preferred embodiment of the tensioning pin 13 or the clamping sleeve made of spring steel they must not necessarily be designed slotted. Likewise it was found that also a pin 13 made of a rigid elastomer can fulfill the desired purpose, namely tolerance compensation with sufficient form and frictional engagement, so that this embodiment of the pin 13 is covered by the invention (not shown in the drawing).

Um insbesondere die Lastverteilung in jeder aus Wellen- und Nabennut 8, 10 sowie Stift 13 bestehenden Fügestelle 5 zu verbessern, vor allem zu vergleichmäßigen, weist die Wandung 12 des Hohlraums 11 einer jeden Fügestelle 5 eine 4-fach-Kontaktgeometrie für den Stift 13 derart auf, dass sich dieser über idealerweise je zwei Kontaktlinien 14, zumindest jedoch über je zwei äußerst schmale Kontaktstreifen sowohl in der Wellennut 8 am Wellenteil 1 als auch in der Nabennut 10 am Nabenteil 2 abstützt (vgl. insbes. 3). In particular, the load distribution in each of shaft and hub groove 8th . 10 as well as pen 13 existing joint 5 To improve, especially to uniform, rejects the wall 12 of the cavity 11 every joint 5 a 4-way contact geometry for the pen 13 such that this ideally over two contact lines 14 , but at least over two extremely narrow contact strips both in the shaft groove 8th at the shaft part 1 as well as in the hub groove 10 at the hub part 2 supported (see. 3 ).

Wie der 3 noch zu entnehmen ist, sind dabei das Nutprofil der Wellennut 8 und das Nutprofil der Nabennut 10 durch in Umfangsrichtung gesehen je drei aneinander anschließende ovale Teilflächen 8a, 8b, 8c; 10a, 10b, 10c gebildet, die zusammen den Hohlraum 11 umschließen bzw. ausbilden. Derartige Teilflächen 8a, 8b, 8c; 10a, 10b, 10c lassen sich einfach und kostengünstig herstellen. Die Teilflächen 8a, 8b, 8c; 10a, 10b, 10c sind vorliegend nach radial außen gewölbt mit im Querschnitt gesehen elliptischer oder auch kreisbogenförmiger Konturlinie ausgebildet, wodurch sich ein sogenanntes „gotisches Profil“ ergibt. Die hieraus resultierenden, nach radial innen gerichteten linearen Anschlusskanten 15 zwischen den Teilflächen 8a, 8b, 8c; 10a, 10b, 10c ergeben die besagten Kontaktlinien 14 bzw. Kontaktstreifen zur radialen Abstützung des Stifts 13. Again 3 can still be seen, are the groove profile of the shaft groove 8th and the groove profile of the keyway 10 by seen in the circumferential direction each three adjoining oval faces 8a . 8b . 8c ; 10a . 10b . 10c formed together the cavity 11 enclose or train. Such partial surfaces 8a . 8b . 8c ; 10a . 10b . 10c can be produced easily and inexpensively. The partial surfaces 8a . 8b . 8c ; 10a . 10b . 10c are presently curved radially outward formed with elliptical in cross-section or circular arc-shaped contour line, resulting in a so-called "Gothic profile" results. The resulting, radially inwardly directed linear connecting edges 15 between the faces 8a . 8b . 8c ; 10a . 10b . 10c result in said contact lines 14 or contact strip for radial support of the pin 13 ,

Die Anschlusskanten 15, an denen sich der Stift 13 im montierten Zustand toleranzausgleichend anschmiegt, sind auf einer gedachten Kreislinie 16 angeordnet, welche in Versuchen einen Durchmesser „D“ von etwa 4,6 mm aufwies (vgl. 4). Wie der 4 weiter zu entnehmen ist, sind die die Kontaktlinien 14 ausbildenden Anschlusskanten 15 der Wellennut 8 und der Nabennut 10 jeweils bevorzugt in einem Winkel „α“ von etwa 45° bis etwa 55°, vorzugsweise etwa 50° voneinander beabstandet angeordnet. Weiter bevorzugt ist die Anordnung der die Kontaktlinien 14 ausbildenden Anschlusskanten 15 der Wellennut 8 symmetrisch zur Anordnung der die Kontaktlinien 14 ausbildenden Anschlusskanten 15 der Nabennut 10 angeordnet (vgl. 3). Aufgrund all dieser Maßnahmen ist eine hervorragende Lastverteilung in jeder aus Wellen- und Nabennut 8, 10 sowie Stift 13 bestehenden Fügestelle 5, insbesondere Vergleichmäßigung der Last zu verzeichnen. The connecting edges 15 where the pin is 13 in the assembled state, conforming to tolerance compensation, are on an imaginary circular line 16 arranged, which had a diameter "D" of about 4.6 mm in experiments (see. 4 ). Again 4 can be seen further, which are the lines of contact 14 forming connecting edges 15 the shaft groove 8th and the hub groove 10 each preferably at an angle "α" of about 45 ° to about 55 °, preferably spaced apart about 50 ° apart. More preferably, the arrangement of the contact lines 14 forming connecting edges 15 the shaft groove 8th symmetrical to the arrangement of the contact lines 14 forming connecting edges 15 the hub groove 10 arranged (cf. 3 ). Because of all these measures, there is an excellent load distribution in each of shaft and hub groove 8th . 10 as well as pen 13 existing joint 5 , in particular equalization of the load.

Vorstehendes Ausführungsbeispiel stellt auf eine Welle-Nabe-Fügeverbindung mit einem Nutprofil der Wellennut 8 und einem Nutprofil der Nabennut 10 ab, welche durch in Umfangsrichtung gesehen je drei aneinander anschließende ovale Teilflächen 8a, 8b, 8c; 10a, 10b, 10c gebildet sind (gotisches Profil ), die zusammen den Hohlraum 11 umschließen bzw. ausbilden. Die hieraus resultierenden, nach radial innen gerichteten linearen Anschlusskanten 15 zwischen den Teilflächen 8a, 8b, 8c; 10a, 10b, 10c ergeben die Kontaktlinien 14 bzw. Kontaktstreifen zur radialen Abstützung des Stifts 13. The above exemplary embodiment focuses on a shaft-hub joint connection with a groove profile of the shaft groove 8th and a groove profile of the keyway 10 from, which seen in the circumferential direction each three adjoining oval faces 8a . 8b . 8c ; 10a . 10b . 10c are formed (gothic profile), which together form the cavity 11 enclose or train. The resulting, radially inwardly directed linear connecting edges 15 between the faces 8a . 8b . 8c ; 10a . 10b . 10c give the contact lines 14 or contact strip for radial support of the pin 13 ,

Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf das besagte „gotische Profil“ mit konvex gewölbten Teilflächen 8a, 8b, 8c; 10a, 10b, 10c, sondern erfasst beispielsweise auch eine prismenförmige Ausgestaltung der Nutprofile zur Ausbildung von Kontaktlinien oder auch zum Nut-Inneren hin respektive konkav gewölbte Teilflächen (nicht zeichnerisch dargestellt). However, the invention is not limited to the said "Gothic profile" with convexly curved faces 8a . 8b . 8c ; 10a . 10b . 10c but also detects, for example, a prism-shaped configuration of the groove profiles for the formation of contact lines or the groove inside respectively concave curved surfaces (not shown in the drawing).

Überdies stellt vorstehendes Ausführungsbeispiel auf eine Welle-Nabe-Fügeverbindung zwischen einem Wellenteil 1 in Form einer Kugelgewindemutter und einem Nabenteil 2 in Form eines Zahnriemenrades als Bestandteil eines Kugelgewindetriebs 3 ab, welcher in ein elektromechanisches Lenksystem eines Kraftfahrzeugs integriert ist. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf konkret diese Welle-Nabe-Fügeverbindung, sondern erfasst jedwede Welle-Nabe-Fügeverbindung zwischen einem Wellenteil 1 und einem Nabenteil 2, bei der eine gleichmäßige Lastverteilung innerhalb der betreffenden Fügestelle 5 als besonders wichtig angesehen wird. Moreover, the above embodiment provides a shaft-hub joint connection between a shaft member 1 in the form of a ball screw nut and a hub part 2 in the form of a toothed belt wheel as part of a ball screw 3 from, which is integrated in an electromechanical steering system of a motor vehicle. However, the invention is not limited to specifically this shaft-hub-joint connection, but detects any shaft-hub-joint connection between a shaft part 1 and a hub part 2 , in which a uniform load distribution within the relevant joint 5 is considered particularly important.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Wellenteil shaft part
2 2: Nabenteil hub part
3 3: Kugelgewindetrieb Ball Screw
4 4: Gewindespindel screw
5 5: Fügestellen joints
6 6: Außenmantelfläche (Wellenteil 1) Outer jacket surface (shaft part 1 )
7 7: Drehachse axis of rotation
8 8th: Wellennut shaft groove
8a 8a: Teilfläche subarea
8b 8b: Teilfläche subarea
8c 8c: Teilfläche subarea
9 9: Innenmantelfläche (Nabenteil 2) Inner lateral surface (hub part 2 )
10 10: Nabennut keyway
10a 10a: Teilfläche subarea
10b 10b: Teilfläche subarea
10c 10c: Teilfläche subarea
11 11: Hohlraum cavity
12 12: Wandung (Hohlraum 11) Wall (cavity 11 )
13 13: Stift pen
14 14: Kontaktlinien Contact lines
15 15: Anschlusskanten connecting edges
16 16: Kreislinie (auf der die Anschlusskanten 15 angeordnet sind) Circular line (on the connecting edges 15 are arranged)
„D“ "D": Durchmesser (Kreislinie 16) Diameter (circle line 16 )
„α“ "Α": Winkel (Beabstandung zwischen sowohl den die Kontaktlinien 14 ausbildenden Angle (spacing between both the lines of contact 14 forming
: Anschlusskanten 15 der Wellennut 8 als auch der Nabennut 10) connecting edges 15 the shaft groove 8th as well as the hub groove 10 )

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010046613 A1 [0002, 0005]

Claims

Shaft-hub joint connection, with a shaft part ( 1 ) and a hub part ( 2 ), wherein the shaft part ( 1 ) concentrically in the hub part ( 2 ) is arranged and positively connected to the same by the shaft part ( 1 ) on its outer circumferential surface ( 6 ) at least one longitudinal to the axis of rotation ( 7 ) of the composite of shaft and hub part ( 1 . 2 ) arranged shaft groove ( 8th ), which with a symmetrically opposite, on the inner circumferential surface ( 9 ) of the hub part ( 2 ) arranged hub groove ( 10 ), and in which of the shaft and hub groove ( 8th . 10 ) formed cavity ( 11 ) at least one on the wall ( 12 ) of said cavity ( 11 ) supporting pin ( 13 ) is arranged, whereby at least in the radial direction of said positive connection between the shaft part ( 1 ) and the hub part ( 2 ), characterized in that the wall ( 12 ) of the cavity ( 11 ) a 4-fold contact geometry for the pen ( 13 ) and the pen ( 13 ) ideally each two contact lines ( 14 ), but at least over two contact strips in the shaft groove ( 8th ) at the shaft part ( 1 ) and in the keyway ( 10 ) at the hub part ( 2 ) is supported.

Joining connection according to claim 1, characterized in that both the groove profile of the shaft groove ( 8th ) as well as the groove profile of the keyway ( 10 ) by circumferentially in the manner of a "Gothic profile" adjacent oval partial surfaces ( 8a . 8b . 8c ; 10a . 10b . 10c ), which are directed radially inward, the contact lines ( 14 ) forming connecting edges ( 15 ) for radial support of the pin ( 13 ) train.

Joining connection according to claim 1 or 2, characterized in that the pin ( 13 ) through a hollow clamping pin ( 13 ) or is formed by a clamping sleeve.

Joining connection according to claim 3, characterized in that the clamping pin ( 13 ) or the clamping sleeve are formed longitudinally slotted.

Joining connection according to claim 1 or 2, characterized in that the pin ( 13 ) is formed by a rigid elastomer.

Joining connection according to one of claims 1 to 5, characterized in that the shaft part ( 1 ) a ball screw nut and the hub part ( 2 ) a toothed belt wheel of a ball screw ( 3 ).

Joining connection according to claim 6, characterized in that the ball screw ( 3 ) is integrated in a steering system of a motor vehicle.

Steering system of a motor vehicle and / or ball screw ( 3 ) with a shaft-hub joint connection according to one of claims 1 to 7.