DE102015104316A1 - Wave gear for an actuator of a steering system - Google Patents
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Abstract
Ein Wellgetriebe für einen Aktuator eines Lenksystems, insbesondere für eine elektrische Servolenkung eines Kraftfahrzeugs, ist mit einem, von einem Servomotor (2) angetriebenen, exzentrischen Antriebskern (3), auf dessen Umfangsfläche (4) ein flexibles Wälzlager (5) aufgezogen ist, versehen. Der exzentrische Antriebskern (3) verformt eine radialflexible Abrollbuchse (6) elastisch in radialer Richtung, wobei dabei eine Verzahnung (7) an einer Außenmantelfläche (8) der radialflexiblen Abrollbuchse (6) partiell in fortlaufendem Wechsel mit einer starren Innenverzahnung (9) eines Stützrings (10) in Eingriff gelangt. Axial auf beiden Seiten des Wälzlagers (5) sind Stützscheiben (12a, 12b) angeordnet, die eine Kammerung für das Wälzlager (5) bilden, wobei deren Hüllkurven (13) wenigstens in einem Bereich ihrer Hochachsen (14) einen Abstand (A) von einer Hüllkurve (15) des flexiblen Wälzlabgers (5) aufweisen, der größer ist als eine Verzahnungshöhe (h) der Verzahnung (7) der radialflexiblen Abrollbuchse (6).A corrugated transmission for an actuator of a steering system, in particular for an electric power steering system of a motor vehicle, is provided with an eccentric drive core (3) driven by a servomotor (2) on whose peripheral surface (4) a flexible rolling bearing (5) is mounted , The eccentric drive core (3) deforms a radially flexible rolling bush (6) elastically in the radial direction, whereby a toothing (7) on an outer circumferential surface (8) of the radially flexible rolling bush (6) partially in continuous change with a rigid internal toothing (9) of a support ring (10) engages. Axially on both sides of the rolling bearing (5) supporting discs (12a, 12b) are arranged, which form a chamber for the rolling bearing (5), wherein the envelopes (13) at least in a region of their vertical axes (14) a distance (A) of an envelope (15) of the flexible Wälzlabgers (5), which is greater than a tooth height (h) of the toothing (7) of the radially flexible Abrollbuchse (6).
Description
Die Erfindung betrifft ein Wellgetriebe für einen Aktuator eines Lenksystems, insbesondere für eine elektrische Servolenkung eines Kraftfahrzeugs, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a wave gear for an actuator of a steering system, in particular for an electric power steering system of a motor vehicle, according to the closer defined in the preamble of claim 1.
Überlagerungslenkungen dieser Art sind allgemein bekannt, wobei eines der wesentlichen Merkmale dieser Lenkungen darin besteht, dass dem von einem Fahrer eines Fahrzeugs an einer Lenkhandhabe gewählten Lenkwinkel bei Bedarf ein weiterer Drehwinkel durch einen Aktuator überlagert werden kann. Der zusätzliche Drehwinkel wird durch eine elektronische Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung gesteuert und dient zur Erhöhung der Fahrstabilität des Fahrzeugs oder auch zu anderen Zwecken.Overlap steering systems of this type are generally known, one of the essential features of these steering systems being that the steering angle selected by a driver of a vehicle at a steering handle can be superimposed, if required, by an additional rotation angle by means of an actuator. The additional rotation angle is controlled by an electronic control and / or regulating device and serves to increase the driving stability of the vehicle or for other purposes.
Eine Überlagerungslenkung, die als Well- oder Pulsatorgetriebe ausgebildet ist, ist zum Beispiel aus der
Aus der
Nachteilig bei diesem Wellgetriebe ist jedoch, dass eine sehr genaue Montage notwendig ist, um die gewünschte Funktion zu erreichen. Trotzdem besteht die Gefahr, dass im Normalbetrieb die Stützscheibe an der Abrollbuchse schleift bzw. streift.A disadvantage of this wave gear, however, is that a very accurate installation is necessary to achieve the desired function. Nevertheless, there is a risk that in normal operation, the support disk on the Abrollbuchse grinds or touches.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wellgetriebe zu schaffen, das zuverlässig auch im Falle eines Risses oder Bruchs eines Wälzlagers weiterhin einen Notbetrieb ermöglicht.The present invention has for its object to provide a corrugated transmission, which reliably allows even in the event of a crack or fracture of a rolling bearing emergency operation.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention this object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of claim 1.
Erfahrungen aus der Praxis haben gezeigt, dass für den inneren Lagerring keine Bruchgefahr besteht. Problematisch ist nur der äußere Lagerring des Wälzlagers, der mit hoher Frequenz dynamisch belastet wird. Aus diesem Grund kann es z. B. infolge von Fertigungsfehlern zu Rissen und eventuell einem Bruch des Außenrings kommen.Practical experience has shown that there is no risk of breakage for the inner bearing ring. The only problem is the outer bearing ring of the rolling bearing, which is dynamically loaded at high frequency. For this reason, it may, for. B. due to manufacturing defects to cracks and possibly a breakage of the outer ring come.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Kammerung mit den an beiden Seiten des Wälzlagers angeordneten erfindungsgemäßen Stützscheiben wird jedoch vermieden, dass der beschädigte Außenring seine Sollposition verlassen oder gar in das Innere des Wellgetriebes gelangen kann.Due to the inventive design of a chambering with arranged on both sides of the rolling bearing according to the invention support discs is avoided, however, that the damaged outer ring can leave its desired position or even get into the interior of the corrugated transmission.
Es ist hierfür nicht erforderlich, dass der Abstand der Hüllkurven der beiden Stützscheiben von der Hüllkurve des flexiblen Wälzlagers kleiner ist als die Verzahnungshöhe der Verzahnung der radialflexiblen Abrollbuchse mit dem Stützring, sondern der Abstand der Hüllkurven kann größer sein. Vorzugsweise ist der Abstand sogar größer als die Zahnhöhe der Verzahnung.It is not necessary for this that the distance of the envelopes of the two support disks of the envelope of the flexible bearing is smaller than the tooth height of the teeth of the radially flexible Abrollbuchse with the support ring, but the distance of the envelopes may be greater. Preferably, the distance is even greater than the tooth height of the toothing.
Es ist lediglich erforderlich, den Abstand der Hüllkurven bzw. den Durchmesser der beiden Stützscheiben so groß zu wählen, dass der äußere Lagerring (Außenring) des Wälzlagers auch im Falle eines Risses nicht axial aus seiner Position verschoben werden kann. Hierzu genügt es, wenn die Stützscheiben entsprechend Anschlagkanten bilden. Die Anschlagkanten müssen auch nicht unbedingt über den gesamten Umfang vorgesehen sein, sondern es ist gegebenenfalls auch ausreichend, wenn nur über einen Teilbereich des Umfangs eine Art Anschlagkante gebildet wird, denn grundsätzlich halten auch die Wälzkörper des Wälzlagers den Außenring noch weitgehend in seiner Position.It is only necessary to choose the distance of the envelopes or the diameter of the two support disks so large that the outer bearing ring (outer ring) of the bearing can not be axially displaced from its position even in the case of a crack. For this purpose, it is sufficient if the support disks form corresponding stop edges. The stop edges need not necessarily be provided over the entire circumference, but it may also be sufficient if a kind of stop edge is formed only over a portion of the circumference, because in principle also keep the rolling elements of the bearing the outer ring largely in position.
So kann zum Beispiel in einer einfachen Ausgestaltung der beiden Stützscheiben vorgesehen sein, dass diese kreisförmig ausgebildet sind. Auf diese Weise ist ein noch größerer Abstand A möglich, denn der äußere Lagerring kann auch in einem Winkel von 90° zu den Zahneingriffen im Bereich der Querachse des ellipsenförmigen Antriebskerns durch die Stützscheiben an einer axialen Verschiebung gehindert werden. Hierzu kann von Vorteil sein, dass die Durchmesser der Stützscheiben geringfügig größer sind als der Durchmesser des äußeren Lagerrings in diesem Bereich. Gegebenenfalls ist sogar auch eine dreieckige Form einer Stützscheibe möglich, wobei lediglich die Eckpunkte des Dreiecks Anschlagkanten für den äußeren Lagerring bilden.For example, in a simple embodiment of the two support disks may be provided that they are circular. In this way, an even greater distance A is possible, because the outer bearing ring can be prevented by the support disks at an axial displacement at an angle of 90 ° to the meshing in the region of the transverse axis of the elliptical drive core. For this purpose, it may be advantageous that the diameters of the support disks are slightly larger than the diameter of the outer bearing ring in this area. Optionally, even a triangular shape of a support disk is possible, with only the vertices of the triangle form stop edges for the outer bearing ring.
Es kann bereits ausreichend sein, wenn die Stützscheiben den inneren Lagerring stützen, da dieser über die Wälzkörper den äußeren Lagerring stabilisiert. Eine direkte Sicherung des äußeren Lagerrings ist allerdings zu bevorzugen.It may already be sufficient if the support disks support the inner bearing ring, since it stabilizes the outer bearing ring via the rolling elements. However, direct securing of the outer bearing ring is to be preferred.
Ein Notbetrieb ist bei der erfindungsgemäßen Lösung auch bei einem Riss oder Bruch des äußeren Lagerrings möglich, denn die Wälzkörper des Wälzlagers sind nach wie vor zwischen dem äußeren und dem inneren Lagerring gehalten und können auf diese Weise trotz eines Risses oder Bruchs des äußeren Lagerrings die Kontur des exzentrischen Antriebskerns auf die Abrollbuchse übertragen, wodurch ein Zahneingriff nach wie vor gegeben ist.An emergency operation is possible in the inventive solution even with a crack or breakage of the outer bearing ring, because the rolling elements of the bearing are still between the outer and held in this way, despite a crack or breakage of the outer bearing ring, the contour of the eccentric drive core on the rolling bush, whereby a meshing engagement is still given.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung mit den beiden Stützscheiben erfolgt somit die Übertragung der Kontur des exzentrischen Antriebskerns auf die Abrollbuchse weiterhin über das Wälzlager, weshalb auch bei einem Notlauf keine Reduzierung der Verzahnungsüberdeckung und damit auch keine Abnahme des zu übertragenden Drehmoments auftritt.The embodiment of the invention with the two support discs thus takes place the transmission of the contour of the eccentric drive core on the rolling bushing continues on the rolling bearing, which is why even in a run flat no reduction of the toothing coverage and thus no decrease in the torque to be transmitted occurs.
In einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine der beiden Stützscheiben einstückig mit einer Getriebeeingangswelle, zum Beispiel der Getriebeeingangswelle des Servomotors, ausgebildet ist.In a simple embodiment of the invention can be provided that one of the two support disks is integrally formed with a transmission input shaft, for example, the transmission input shaft of the servomotor.
Die Kammerung des Wälzlagers zur Vermeidung, dass auch bei einem Riss oder Bruch des äußeren Lagerrings der Verzahnungseingriff verloren geht, wird axial erfindungsgemäß durch die beiden Stützscheiben erreicht. Radial besteht die Kammerung nach innen durch den Antriebskern und nach außen durch die Abrollbuchse und im Bereich der Hochachse auch durch den Stützring. Dies bedeutet, bei einem Riss oder Bruch des äußeren Lagerrings kann dieser nicht aus seiner Sollposition entweichen.The chambering of the rolling bearing to avoid that even with a crack or break of the outer bearing ring of the meshing engagement is lost, is reached axially according to the invention by the two support disks. Radial consists of the chambering inward through the drive core and out through the rolling bush and in the area of the vertical axis also by the support ring. This means that in the event of a crack or breakage of the outer bearing ring, it can not escape from its setpoint position.
Nachfolgend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung prinzipmäßig beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described in principle below with reference to the drawing.
Es zeigt:It shows:
Grundsätzlich ist ein Wellgetriebe dieser Art allgemeiner Stand der Technik, wozu beispielsweise auf die
Ein Aktuator für eine Überlagerungslenkung eines Kraftfahrzeugs weist ein Wellgetriebe
Auf ihrer Außenmantelfläche
Der Stützring
Der innenverzahnte Stützring
Damit im Falle eines Risses oder Bruchs des äußeren Lagerrings
Wie aus den
Durch die beiden Stützscheiben
Aufgrund des größeren Abstands A wird nämlich vermieden, dass die Abrollbuchse
Das Wellgetriebe
Anstelle einer ellipsenförmigen Form der beiden Stützscheiben
Je nach Konstruktion genügt eventuell auch nur eine Stützscheibe
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- WellgetriebeThe wave gear
- 22
- Servomotorservomotor
- 33
- Antriebskerndrive core
- 44
- Umfangsflächeperipheral surface
- 55
- Wälzlagerroller bearing
- 66
- Abrollbuchserolling cup
- 77
- Verzahnunggearing
- 88th
- AußenmantelflächeOuter casing surface
- 99
- Innenverzahnunginternal gearing
- 1010
- Stützring (Circular Spline)Support ring (Circular Spline)
- 1111
- äußerer Lagerringouter bearing ring
- 1212
- Stützscheibensupporting discs
- 1313
-
Hüllkurve der Stützscheibe
12 Envelope of the support disk12 - 1414
- Hochachsevertical axis
- 1515
-
Hüllkurve des Lageraußenrings
11 Envelope of the bearingouter ring 11 - 1616
- zweite Getriebeeingangswellesecond transmission input shaft
- 1717
- erste Getriebeeingangswellefirst transmission input shaft
- 1818
- GetriebeausgangswelleTransmission output shaft
- 1919
- erste Getriebeeingangswellefirst transmission input shaft
- 2020
- Querachsetransverse axis
- AA
- Abstanddistance
- hH
- VerzahnungsüberdeckungGearing coverage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2005/054035 A1 [0003, 0023] WO 2005/054035 A1 [0003, 0023]
- DE 102007000941 A1 [0004, 0023] DE 102007000941 A1 [0004, 0023]
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DE102015104316.5A DE102015104316A1 (en) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | Wave gear for an actuator of a steering system |
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