DE102014218303A1 - steering gear - Google Patents
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- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/22—Toothed members; Worms for transmissions with crossing shafts, especially worms, worm-gears
Abstract
Lenkgetriebe für ein Hilfskraftlenksystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem Schraubradgetriebe, das ein antreibbares Schraubritzel und ein damit kämmendes, mit einer Lenkstange verbindbares Zahnrad aufweist, wobei das Schraubritzel mittels eines schwenkbar angeordneten Wälzlagers (2) gelagert ist, das in einem Schwenkring (1) aufgenommen ist, der einen an einem Gehäuse des Schraubradgetriebes angebrachten Außenring (3) aufweist, der über Stege (5, 6) mit einem Innenring (4) verbunden ist, wobei das Wälzlager (2) einen Wälzlageraußenring (9) mit einem axial überstehenden Abschnitt (10) aufweist, in dem der Innenring (4) des Schwenkrings (1) aufgenommen ist, wobei der axial überstehende Abschnitt (10) eine Ausnehmung (11) für die Stege (5, 6) aufweist.A steering gear for a power steering system of a motor vehicle, having a Schraubradgetriebe having a drivable Schraubritzel and thus meshing, connectable with a handlebar gear, wherein the Schraubritzel by means of a pivotally mounted roller bearing (2) is mounted, which is received in a pivot ring (1) which has an outer ring (3) attached to a housing of the helical gear, which is connected via webs (5, 6) to an inner ring (4), wherein the rolling bearing (2) has a roller bearing outer ring (9) with an axially protruding portion (10 ), in which the inner ring (4) of the swivel ring (1) is received, wherein the axially projecting portion (10) has a recess (11) for the webs (5, 6).
Description
Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe für ein Hilfskraftlenksystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem Schraubradgetriebe, das ein antreibbares Schraubritzel und ein damit kämmendes, mit einer Lenkstange verbindbares Zahnrad aufweist, wobei das Schraubritzel mittels eines schwenkbar angeordneten Wälzlagers gelagert ist, das in einem Schwenkring aufgenommen ist, der einen an einem Gehäuse des Schraubradgetriebes angebrachten Außenring aufweist, der über Stege mit einem Innenring verbunden ist.The invention relates to a steering gear for a power steering system of a motor vehicle, with a Schraubradgetriebe having a drivable Schraubritzel and thus meshing, connectable with a steering rod gear, wherein the Schraubritzel is mounted by means of a pivotally mounted roller bearing, which is accommodated in a pivot ring which a mounted on a housing of the Schraubradgetriebes outer ring which is connected via webs with an inner ring.
Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise ein Hilfskraftlenksystem auf, das beim Lenken ein unterstützendes Drehmoment erzeugt und dadurch das von dem Fahrer auf die Lenksäule aufzubringende Lenkmoment reduziert. Motor vehicles usually have a power steering system that generates an assistive torque during steering and thereby reduces the steering torque to be applied by the driver to the steering column.
Ein herkömmliches Hilfskraftlenksystem basiert auf einem Lenkgetriebe, das die Antriebsleistung eines hydraulischen oder elektrischen Antriebs übersetzt und auf die Lenksäule überträgt. Häufig ist ein derartiges Lenkgetriebe in Form eines Schraubwälzgetriebes und insbesondere als Schraubradgetriebe oder Schneckengetriebe ausgebildet. Ein derartiges Schneckengetriebe umfasst ein Zahnrad, das direkt oder indirekt mit der Lenkstange verbunden ist sowie ein damit über eine Ritzelwelle von dem Antrieb angetriebenes Ritzel. A conventional power steering system based on a steering gear that translates the drive power of a hydraulic or electric drive and transmits to the steering column. Frequently, such a steering gear in the form of a screw gear and in particular as Schraubradgetriebe or worm gear is formed. Such a worm gear comprises a gear wheel which is directly or indirectly connected to the steering rod and thus a pinion shaft driven by the drive via a pinion shaft.
Ein herkömmliches Lenkgetriebe mit einem Schraubritzel in Form einer Schnecke weist an dem antriebsseitigen Ende eine als Festlager ausgebildete Wellenlagerung auf, bei der ein erstes Wälzlager vorgesehen ist. An dem freien Ende des Schraubritzels ist eine als Loslager ausgebildete Lagerung mit einem zweiten Wälzlager vorgesehen. Sowohl auf der Festlagerseite wie auch auf der Loslagerseite soll möglichst effizient das Entstehen von Geräuschen vermieden oder zumindest stark reduziert werden. A conventional steering gear with a screw gear in the form of a screw has at the drive end end designed as a fixed bearing shaft bearing, in which a first rolling bearing is provided. At the free end of the Schraubritzels designed as a movable bearing bearing is provided with a second rolling bearing. Both on the fixed bearing side as well as on the floating bearing side as possible the generation of noise should be avoided or at least greatly reduced.
Andere Lösungen zur Ausbildung eines schwenkbaren Festlagers bei einem Lenkgetriebe sehen vor, das Wälzlager außenseitig in einem Gleitlager oder innenseitig in einer Silentbuchse schwenkbar zu lagern, alternativ kann auch einfach ein Wälzlager mit so viel Spiel vorgesehen werden, dass die erwünschte Verschwenkbarkeit möglich ist. Other solutions for forming a pivotable fixed bearing in a steering gear provide to store the bearings outside in a plain bearing or inside in a silent socket, alternatively, a rolling bearing can be simply provided with so much play that the desired pivotability is possible.
Als problematisch bei derartigen Lenkgetrieben hat sich Getriebespiel gezeigt, das durch Bauteiltoleranzen, unterschiedliche Wärmedehnungen der Getriebeelemente und aufgrund von Verschleiß entsteht. Insbesondere beim sogenannten Wechsellenken, das heißt bei dem direkt aufeinander folgenden Lenken mit wechselndem Lenkeinschlag erzeugt das Getriebespiel unter Umständen unerwünschte Geräusche, die aus dem abwechselnden Anliegen gegenüberliegender Flanken der Zähne von Ritzel und Zahnrad resultieren. As a problem with such steering gears gear play has been shown that arises due to component tolerances, different thermal expansion of the gear elements and due to wear. In particular, in the so-called Wechsellenken, that is, in the direct successive steering with changing steering angle generates the gear game under certain circumstances unwanted noise, resulting from the alternate concerns of opposing flanks of the teeth of the pinion and gear.
Es ist bekannt, dieses Getriebespiel dadurch zu eliminieren, dass die Ritzelwelle um eine Achse, die senkrecht zur Längsachse der Ritzelwelle und in einem Abstand zu dem Verzahnungseingriff von Ritzel und Zahnrad verläuft, verschwenkbar gelagert und mittels eines oder mehrere Federelemente gegen das Zahnrad gedrückt wird. Die Verschwenkbarkeit der Ritzelwelle wird dabei in eine der zwei Lagerungen, über die die Ritzelwelle endseitig gelagert ist, integriert. Bei dieser Lagerung handelt es sich um das Festlager. Die Lagerung des anderen Endes der Ritzelwelle ist hingegen mit Spiel ausgeführt, es handelt sich um das Loslager, um die durch die Schwenkbewegung hervorgerufene Auslenkung zu ermöglichen. Das Festlager ist üblicherweise an der Antriebsseite angeordnet, während das Loslager an dem freien Ende der Ritzelwelle angeordnet ist. It is known to eliminate this gear play in that the pinion shaft is pivotally mounted about an axis which is perpendicular to the longitudinal axis of the pinion shaft and at a distance from the toothing engagement of pinion and gear and pressed by means of one or more spring elements against the gear. The pivotability of the pinion shaft is integrated in one of the two bearings, via which the pinion shaft is mounted end. This storage is the fixed storage. The bearing of the other end of the pinion shaft, however, is carried out with play, it is the floating bearing to allow the deflection caused by the pivoting movement. The fixed bearing is usually arranged on the drive side, while the floating bearing is arranged at the free end of the pinion shaft.
Aus dem Dokument
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenkgetriebe anzugeben, das einfacher aufgebaut und somit kostengünstig erstellbar ist.The invention has for its object to provide a steering gear that is simpler in construction and thus cost-effectively created.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Lenkgetriebe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Wälzlager einen Wälzlageraußenring mit einem axial überstehenden Abschnitt aufweist, in dem der Innenring des Schwenkrings aufgenommen ist, wobei der axial überstehende Abschnitt eine Ausnehmung für die Stege aufweist.To solve this problem is provided according to the invention in a steering gear of the type mentioned that the rolling bearing has a roller bearing outer ring with an axially projecting portion in which the inner ring of the pivot ring is received, wherein the axially projecting portion has a recess for the webs.
Im Hinblick zu einem herkömmlichen Lenkgetriebe ergibt sich der Vorteil, dass auf eine Verbindungshülse zwischen Schwenkring und dem Wälzlager verzichtet werden kann, dasselbe gilt für eine Scheibe. With regard to a conventional steering gear has the advantage that can be dispensed with a connecting sleeve between the pivot ring and the bearing, the same applies to a disc.
Indem ein modifizierter Wälzlageraußenring eingesetzt wird, der Ausnehmungen für die Stege des Schwenkrings aufweist, ist der Schwenkring mittels seines Innenrings fest mit dem Wälzlager verbunden, andererseits können Innenring und Außenring des Schwenkrings aufgrund der Stege, die Innenring und Außenring des Schwenkrings miteinander verbinden, gegeneinander bewegt werden. Die Stege stellen somit eine Verbindung zwischen Innenring und Außenring des Schwenkrings dar, die „weich“ ist und unter der Wirkung einer Kraft oder eines Drehmoments eine entsprechende Bewegung des mit dem Innenring verbundenen Wälzlagers ermöglicht, wodurch unerwünschte Getriebegeräusche vermieden werden.By using a modified roller bearing outer ring having recesses for the webs of the swivel ring, the swivel ring is connected by means of its inner ring fixed to the rolling bearing, on the other hand, inner ring and outer ring of the swivel ring due to the webs, connect the inner ring and outer ring of the swivel ring, be moved against each other. The webs thus provide a connection between the inner ring and outer ring of the pivot ring, which is "soft" and under the action of a force or torque allows a corresponding movement of the bearing connected to the inner ring bearing, whereby unwanted transmission noises are avoided.
Bei dem erfindungsgemäßen Lenkgetriebe wird es bevorzugt, dass der Schwenkring wenigstens zwei in Umfangsrichtung beabstandet angeordnete Stege aufweist.In the steering gear according to the invention, it is preferred that the pivot ring has at least two circumferentially spaced webs.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass die Länge einer Ausnehmung in Umfangsrichtung größer als die Breite des darin aufgenommenen Stegs in Umfangsrichtung ist. Dadurch ist sichergestellt, dass der Steg und der axial überstehende Abschnitt des Wälzlageraußenrings einander nicht berühren, selbst im Falle einer elastischen Verformung des Stegs. Durch die Ausnehmung oder Aussparung in dem axial überstehenden Abschnitt wird die Verschwenkbarkeit des Wälzlagers ermöglicht.It is also within the scope of the invention that the length of a recess in the circumferential direction is greater than the width of the web received therein in the circumferential direction. This ensures that the web and the axially projecting portion of the rolling bearing outer ring do not touch each other, even in the event of elastic deformation of the web. Through the recess or recess in the axially projecting portion of the pivotability of the bearing is made possible.
Um die Fertigung des erfindungsgemäßen Lenkgetriebes zu vereinfachen, wird es bevorzugt, dass die Ausnehmung im Wesentlichen rechteckig geformt ist. Die Ausnehmung erstreckt sich somit vorzugsweise von einer Außenkante des axial überstehenden Abschnitts in radialer Richtung bis zu einer inneren, zur Außenkante parallelen Kante. In order to simplify the production of the steering gear according to the invention, it is preferred that the recess is substantially rectangular in shape. The recess thus preferably extends from an outer edge of the axially projecting portion in the radial direction to an inner edge parallel to the outer edge.
Bei dem erfindungsgemäßen Lenkgetriebe ist es besonders günstig, wenn die Stege durch konkave Kreissegmente begrenzt sind. Durch diese nach innen gekrümmten Kreissegmente kann eine stufenlose Verbindung zwischen Innenring, Steg und Außenring geschaffen werden, wodurch Spannungskonzentrationen vermieden werden. Derart geformte Kreissegmente können besonders leicht durch ein spanendes Bearbeitungsverfahren hergestellt werden.In the steering gear according to the invention, it is particularly advantageous if the webs are limited by concave circle segments. Through these inwardly curved circular segments, a stepless connection between inner ring, web and outer ring can be created, whereby stress concentrations are avoided. Such shaped circle segments can be produced particularly easily by a machining process.
Zur Sicherstellung einer störungsfreien Funktion des erfindungsgemäßen Lenkgetriebes sind der Wälzlageraußenring und der Innenring des Schwenkrings vorzugsweise formschlüssig miteinander verbunden. Dieser Formschluss kann vorzugsweise durch partielle Verstemmungen bewirkt werden, alternativ können der Wälzlageraußenring und der Innenring des Schwenkrings auch durch Taumelnieten oder eine andere plastische Verformung miteinander verbunden sein. To ensure trouble-free operation of the steering gear according to the invention, the roller bearing outer ring and the inner ring of the pivot ring are preferably connected to one another in a form-fitting manner. This positive connection can preferably be effected by partial caulking, alternatively, the rolling bearing outer ring and the inner ring of the pivot ring can also be interconnected by wobble rivets or other plastic deformation.
Eine Verbindung durch Verstemmen kann beispielsweise dann erzeugt werden, wenn der Wälzlageraußenring aus einem induktiv härtbaren Material hergestellt ist. Dementsprechend können der Wälzlageraußenring und der Innenring zunächst miteinander verstemmt werden, anschließend kann der Wälzlageraußenring induktiv gehärtet werden. Allerdings kann der Wälzlageraußenring auch aus einem einsatzhärtbaren Material, insbesondere einer Stahllegierung, hergestellt sein. Die Härteschicht muss dann allerdings abgetragen werden, um den Wälzlageraußenring und den Innenring miteinander zu verstemmen.A connection by caulking can be generated, for example, when the rolling bearing outer ring is made of an inductively hardenable material. Accordingly, the roller bearing outer ring and the inner ring can first be caulked together, then the rolling bearing outer ring can be inductively hardened. However, the roller bearing outer ring may also be made of a case-hardenable material, in particular a steel alloy. However, the hardening layer then has to be removed in order to caulk the rolling bearing outer ring and the inner ring together.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:The invention will be explained below with reference to an embodiment with reference to the drawings. The drawings are schematic representations and show:
Der in den
Der Schwenkring
Der Außenring
Die gewünschte Verschwenkbarkeit des Wälzlagers
Beim Erwirken einer Kraft oder eines Moments auf den Schwenkring
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schwenkring swivel
- 22
- Wälzlager roller bearing
- 33
- Außenring outer ring
- 44
- Innenring inner ring
- 55
- Steg web
- 66
- Steg web
- 77
- Ausnehmung recess
- 88th
- Ausnehmung recess
- 99
- Wälzlageraußenring Roller bearing outer ring
- 1010
- Abschnitt section
- 1111
- Ausnehmung recess
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2011/073089 A1 [0008, 0025] WO 2011/073089 A1 [0008, 0025]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |