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Die Erfindung betrifft eine Drehmomenteinheit für eine Servolenkung eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine Eingangswelle mit einer Längsachse, eine Ausgangswelle und ein elastisches Koppelelement, wobei das elastische Koppelelement zum Weiterleiten eines Lenkmoments von der Eingangswelle zur Ausgangswelle unter Ermöglichung einer relativen Verdrehung von Eingangswelle zur Ausgangswelle ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Montieren einer Drehmomenteinheit einer Servolenkung eines Kraftfahrzeugs.
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Bei Kraftfahrzeugen mit Servolenkung ist es bekannt, dass ein Lenkrad über eine Lenksäule und eine Drehmomenteinheit mit einem Lenkgetriebe gekoppelt ist. Bekannte Drehmomenteinheiten weisen eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle auf, wobei die Ausgangswelle auch als Ritzel eines Lenkgetriebes ausgebildet sein kann. Die Drehmomenteinheit hat die Aufgabe, ein Lenkmoment von der Lenksäule auf das Lenkgetriebe zu übertragen und dabei eine relative Verdrehung von Eingangswelle und Ausgangswelle in Abhängigkeit des Lenkmoments zuzulassen. Eine solche Relativbewegung ist von einem Sensor erfassbar und zur Steuerung eines Lenkkraftverstärkers verwendbar.
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Um eine Relativbewegung zwischen der Lenkungseingangswelle und dem Ritzel zu ermöglichen, ist es bekannt, diese über einen Torsionsstab miteinander zu koppeln. Der Torsionsstab ist beispielsweise in einer zentralen Ausnehmung der Eingangswelle angeordnet und mit einem ersten Ende an dieser fixiert. Ein zweites Ende des Torsionsstabs ist an der Ausgangswelle fixiert. Die Eingangswelle und Ausgangswelle weisen keine direkte Verbindung miteinander auf sondern sind über den Torsionsstab miteinander gekoppelt. Ein Drehen des Lenkrads bewirkt somit eine Torsion des Torsionsstabs und somit eine relative Verdrehung von Eingangswelle zu Ausgangswelle. Die lenkkraftverstärkenden Einheiten der Servolenkung, wie z. B. elektrohydraulische oder elektrische Lenkkraftverstärkungseinheiten, werden in Abhängigkeit der Relativverdrehung von Lenkungseingangswelle und Ritzel gesteuert.
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Bekannte Drehmomenteinheiten mit Torsionsstab haben den Nachteil, dass diese eine Vielzahl von Komponenten, wie z. B. Eingangswelle, Torsionsstab, Ausgangswelle und Lager, aufweisen, wegen ihres komplexen Aufbaus nur sehr aufwändig montierbar sind und daher hohe Herstellungs- sowie Montagekosten verursachen.
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Aus der
DE 10 2008 023 331 A1 ist eine drehstablose Kraftfahrzeugservolenkung bekannt, bei welcher eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle ineinandergreifen. Die
DE 10 2005 061 666 A1 und die
DE 101 01 174 A1 zeigen jeweils eine Sensoreinrichtung zum Messen eines Drehmoments und eines Drehwinkels einer drehbaren Welle eines Kraftfahrzeugs. Die
DE 37 16 941 A1 offenbart eine flexible Kupplung mit zwei verzahnten sowie ineinandergreifenden Hülsen zum mechanischen Koppeln von zwei Wellen. Derartige Vorrichtungen haben insbesondere Schwachstellen bei der Übertragung axialer Kräfte.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehmomenteinheit für eine Servolenkung eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zum Montieren einer Drehmomenteinheit einer Servolenkung eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, welche die oben aufgezeigten Nachteile nicht aufweisen bzw. zumindest teilweise nicht aufweisen. Es ist insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehmomenteinheit für eine Servolenkung eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die besonders einfach aufgebaut und leicht montierbar ist. Über dies ist es insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Montieren einer Drehmomenteinheit einer Servolenkung eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, mittels dessen eine Drehmomenteinheit besonders einfach montierbar ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Drehmomenteinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Montieren einer Drehmomenteinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der Drehmomenteinheit beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Drehmomenteinheit für eine Servolenkung eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine Eingangswelle mit einer Längsachse, eine Ausgangswelle und ein elastisches Koppelelement. Die Eingangswelle ist zur Aufnahme eines Lenkmoments von einer Lenksäule, das elastische Koppelelement zum Weiterleiten des Lenkmoments von der Eingangswelle zur Ausgangswelle unter Ermöglichung einer relativen Verdrehung der Eingangswelle zur Ausgangswelle und die Ausgangswelle ist zur Weiterleitung des Lenkmoments an ein Lenkgetriebe ausgebildet. Ferner weist die Drehmomenteinheit einen Überlappungsbereich auf in dem die Eingangswelle und die Ausgangswelle einander in Richtung der Längsachse überlappen, wobei die Eingangswelle mit der Ausgangswelle im Überlappungsbereich über das elastische Koppelelement zur Übertragung des Lenkmoments miteinander gekoppelt sind.
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Die Eingangswelle ist mit einer Lenksäule eines Lenkrads derart in Eingriff bringbar, dass ein über das Lenkrad erzeugtes Lenkmoment über die Lenksäule in die Eingangswelle einleitbar ist. Vorzugsweise weist die Eingangswelle einen Anschlussabschnitt auf, der zum in Eingriff Bringen mit einem entsprechenden Anschlussabschnitt der Lenksäule ausgebildet ist. Die Eingangswelle ist vorzugsweise starr ausgebildet, so dass das Lenkmoment im Wesentlichen keine Verformung der Eingangswelle bewirkt.
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Die Ausgangswelle ist mit einem Lenkgetriebe derart koppelbar, dass das Lenkmoment von der Ausgangswelle an das Lenkgetriebe weiterleitbar ist. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Ausgangswelle bereits ein Teil des Lenkgetriebes ist. Die Ausgangswelle ist vorzugsweise starr ausgebildet, so dass das Lenkmoment im Wesentlichen keine Verformung der Ausgangswelle bewirkt. Die Ausgangswelle weist vorzugsweise dieselbe Längsachse wie die Eingangswelle auf.
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In einem Überlappungsbereich überlappen die Eingangswelle und die Ausgangswelle einander in Richtung der Längsachse. Ein Überlappungsbereich ist im Sinne der Erfindung ein sich entlang der Längsachse erstreckender Bereich, der sowohl einen Abschnitt der Eingangswelle, als auch einen Abschnitt der Ausgangswelle aufweist und gleichzeitig zur Übertragung des Lenkmoments von der Eingangswelle zur Ausgangswelle ausgebildet ist. Vorzugsweise greifen Eingangswelle und Ausgangswelle im Überlappungsbereich ineinander ein ohne dass sich die Eingangswelle und Ausgangswelle im Überlappungsbereich direkt berühren, insbesondere in Umfangsrichtung, sondern einen Zwischenraum aufweisen. Dies ist von Vorteil, damit eine relative Verdrehung der Eingangswelle zur Ausgangswelle ermöglicht wird. Es ist vorteilhaft, wenn die Eingangswelle und die Ausgangswelle im Überlappungsbereich ineinandergesteckt sind. Weiter bevorzugt sind die Eingangswelle und die Ausgangswelle auf derselben Längsachse angeordnet.
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Das elastische Koppelelement ist im Überlappungsbereich in dem Zwischenraum im Überlappungsbereich zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle angeordnet und ausgebildet, das Lenkmoment von der Eingangswelle aufzunehmen und an die Ausgangswelle weiterzuleiten sowie dabei eine relative Verdrehung von Eingangswelle zur Ausgangswelle zuzulassen. Durch eine elastische Verformbarkeit des elastischen Koppelelements wird eine aufgrund eines Lenkmoments bewirkte relative Verdrehung von Eingangswelle zur Ausgangswelle ermöglicht, die durch das elastische Koppelelement bei Wegfall des Lenkmoments wieder aufgehoben wird. Das elastische Koppelelement ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein maximales Lenkmoment eine rein elastische Verformung des Koppelelements bewirkt. Erfindungsgemäß kann das elastische Koppelelement auch eine Mehrzahl elastischer Koppelelemente aufweisen, die miteinander verbunden oder voneinander getrennt sind. Vorzugsweise ist das elastische Koppelelement derart ausgebildet, dass dieses bereits beim Zusammenfügen von Eingangswelle und Ausgangswelle auf der Eingangswelle oder der Ausgangswelle anordenbar ist und durch die elastische Verformbarkeit das Zusammenfügen nicht blockiert. Alternativ ist das elastische Koppelelement ausgebildet, erst bei zusammengefügter Eingangswelle und Ausgangswelle im Überlappungsbereich angeordnet zu werden, beispielsweise in einer Fügerichtung quer zur Längsachse der Eingangswelle bzw. Ausgangswelle.
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Durch das elastische Koppelelement wird der Torsionsstab bekannter Drehmomenteinheiten ersetzt. Daher sind das elastische Koppelelement sowie der Überlappungsbereich vorzugsweise derart zu verstehen, dass die Drehmomenteinheit mit elastischem Koppelelement im Überlappungsbereich dasselbe bzw. im Wesentlichen dasselbe Betriebsverhalten wie eine Drehmomenteinheit mit Torsionsstab aufweist.
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Die Eingangswelle weist im Überlappungsbereich eine erste Verzahnung mit ersten Zähnen und die Ausgangswelle weist im Überlappungsbereich eine zweite Verzahnung mit zweiten Zähnen auf, wobei die erste Verzahnung mit der zweiten Verzahnung derart eingreift, dass zwischen benachbarten ersten Zähnen und zweiten Zähnen ein Zwischenraum ausgebildet ist, wobei das elastische Koppelelement in dem Zwischenraum der im Eingriff stehenden Verzahnungen angeordnet ist. Vorzugsweise berührt das elastische Koppelelement die Eingangswelle und die Ausgangswelle flächig, so dass eine besonders gute Weiterleitung des Lenkmoments von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle gewährleistet wird. Die Zähne sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine Übertragung des Lenkmoments von den ersten Zähnen über das elastische Koppelelement auf die zweiten Zähne gut erfolgen kann. Daher weisen die ersten Zähne und zweiten Zähne vorzugsweise Zahnflanken auf, die orthogonal bzw. im Wesentlichen orthogonal zu einer Wirkrichtung des Lenkmoments angeordnet sind. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass ein durch das Lenkmoment auf die ersten Zähne übertragene Kraft über eine möglichst große Fläche über das elastische Koppelelement auf die zweiten Zähne übertragen wird. Bevorzugt weisen die Eingangswelle zwischen 4 bis 8 erste Zähne und die Ausgangswelle zwischen 4 bis 8 zweite Zähne auf, wobei die Anzahl der ersten Zähne vorzugsweise der Anzahl der zweiten Zähne entspricht. Derartige Verzahnungen haben den Vorteil, dass die Eingangswelle und die Ausgangswelle bei der Montage der Drehmomenteinheit in Richtung der Längsachse leicht miteinander in Eingriff bringbar sind.
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Die ersten Zähne der ersten Verzahnung und die zweiten Zähne der zweiten Verzahnung weisen eine sich verjüngende Schnittfläche auf, die derart ausgebildet ist, dass ein Auseinanderziehen der Eingangswelle und der Ausgangswelle in Richtung der Längsachse ein Blockieren der ersten Verzahnung mit der zweiten Verzahnung bewirkt. Die Schnittfläche ist vorzugsweise parallel zur Längsachse ausgebildet. Eine derartige Verzahnung hat den Vorteil, dass die zusammengefügten Eingangswelle und Ausgangswelle durch die Verzahnung gegen ein Auseinanderziehen gesichert sind. Bei dieser Ausführungsform ist vorteilhaft, wenn das elastische Koppelelement erst nach dem Zusammenfügen von Eingangswelle und Ausgangswelle, insbesondere in flüssiger Form, bereitgestellt wird, damit eine Montage von Eingangswelle und Ausgangswelle durch das elastische Koppelelement nicht blockiert wird. Somit ist eine Toleranz der Paarung der ersten Verzahnung mit der zweiten Verzahnung besonders klein wählbar.
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Die erfindungsgemäße Drehmomenteinheit hat gegenüber bekannten Drehmomenteinheiten den Vorteil, dass diese weniger Komponenten erfordert und somit leichter montierbar ist und ein geringeres Gesamtgewicht aufweist. Die Montage wird insbesondere dadurch erleichtert, dass kein schwer montierbarer Torsionsstab mehr erforderlich ist. Die erfindungsgemäße Drehmomenteinheit weist einen Aufbau mit einer geringeren Komplexität als bekannte Drehmomenteinheiten auf und ist somit mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig herstellbar.
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Vorzugsweise weist das elastische Koppelelement ein Elastomer auf oder ist aus einem Elastomer gebildet. Elastomere sind kostengünstig herstellbar und weisen gute elastische Eigenschaften auf. Ein derartiges elastisches Koppelelement kann beim Zusammenfügen der Eingangswelle und Ausgangswelle bereits auf der Eingangswelle oder der Ausgangswelle montiert sein, ohne das Zusammenfügen zu blockieren. Ein weiterer Vorteil von Elastomeren ist, dass diese auch im flüssigen Zustand in den Überlappungsbereich einbringbar sind, so dass hierdurch Werkzeug- und Montagekosten einsparbar sind.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Eingangswelle und/oder die Ausgangswelle mindestens einen Formschlussabschnitt auf, der ausgebildet ist, in das elastische Koppelelement einzugreifen und somit eine Relativbewegung vom elastischen Koppelelement zur Eingangswelle und/oder zur Ausgangswelle in Richtung der Längsachse zu blockieren. Es ist bevorzugt, wenn die Eingangswelle und die Ausgangswelle einen solchen Formschlussabschnitt aufweisen. Alternativ oder zusätzlich weist das elastische Koppelelement einen Formschlussabschnitt auf, der ausgebildet ist, in einen entsprechenden Formschlussabschnitt der Eingangswelle und/oder der Ausgangswelle einzugreifen und eine Relativbewegung vom elastischen Koppelelement zur Eingangswelle und/oder zur Ausgangswelle in Richtung der Längsachse zu blockieren. Ein Formschlussabschnitt ist beispielsweise keilförmig, rechteckig oder halbrund ausgebildet. Durch das Eingreifen des Formschlussabschnitts der Eingangswelle und/oder der Ausgangswelle in das elastische Koppelelement wird dieses an der Eingangswelle bzw. der Ausgangswelle in Richtung der Längsachse gehalten. Ein Formschlussabschnitt hat den Vorteil, dass ein Auseinanderziehen der entsprechenden Komponenten der Drehmomenteinheit, wie z. B. der Eingangswelle, Ausgangswelle und des elastischen Koppelelements, blockiert wird. Daher sind die Formschlussabschnitte vorzugsweise derart anzuordnen, dass eine Relativbewegung der Eingangswelle zur Ausgangswelle in Richtung der Längsachse blockiert wird, um somit ein unbeabsichtigtes Lösen der Eingangswelle von der Ausgangswelle zu verhindern.
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Es ist bevorzugt, dass sich das elastische Koppelelement in Richtung der Längsachse entlang der Eingangswelle und der Ausgangswelle derart erstreckt, dass die Eingangswelle und die Ausgangswelle durch das elastische Koppelelement gegen ein Abschwenken quer zur Längsachse gehalten sind. Dies hat den Vorteil, dass eine zusätzliche drehbare Lagerung der Eingangswelle zur Ausgangswelle um die Längsachse mittels eines entsprechenden Lagers, wie z. B. eines radialen Wälzlagers, nicht mehr erforderlich ist. Hierdurch werden Montageaufwand sowie die Herstellungskosten der Drehmomenteinheit weiter reduziert.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Eingangswelle einen Eingangswellenstützbereich aufweist, über den die Eingangswelle um die Längsachse drehbar an der Ausgangswelle gelagert ist und/oder dass die Ausgangswelle einen Ausgangswellenstützbereich aufweist, über den die Ausgangswelle um die Längsachse drehbar an der Eingangswelle gelagert ist. Der Eingangswellenstützbereich erstreckt sich vorzugsweise in Richtung der Längsachse im Inneren der Ausgangswelle. Der Ausgangswellenstützbereich erstreckt sich vorzugsweise in Richtung der Längsachse im Inneren der Eingangswelle. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass eine Sicherung der Eingangswelle gegen ein Abschwenken von der Ausgangswelle hierdurch verbessert wird. Hierdurch sind der Verschleiß der Drehmomenteinheit reduzierbar und die Lebensdauer der Drehmomenteinheit verlängerbar.
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Weiter bevorzugt weist die Ausgangswelle ein Lenkritzel auf oder ist als Lenkritzel ausgebildet. Das Lenkritzel ist vorzugsweise das Lenkritzel eines Lenkgetriebes und ist zum Übertragen des Lenkmoments auf das Lenkgetriebe ausgebildet.
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Ebenfalls bevorzugt weist die Eingangswelle im Koppelbereich einen kleineren oder größeren Außendurchmesser als die Ausgangswelle auf. Hierdurch wird eine Anbindung eines Sensors zum Erfassen der relativen Verdrehung von Eingangswelle zur Ausgangswelle verbessert bzw. erleichtert.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Montieren einer Drehmomenteinheit einer Servolenkung eines Kraftfahrzeugs, aufweisend die Schritte:
- - Bereitstellen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle einer Drehmomenteinheit;
- - Zusammenfügen der Eingangswelle mit der Ausgangswelle derart, dass die Eingangswelle und die Ausgangswelle in einem Überlappungsbereich ineinander eingreifen, wobei zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle mindestens ein Zwischenraum ausgebildet ist;
- - Auffüllen zumindest eines Teils des mindestens einen Zwischenraums mit einem flüssigen Elastomer derart, dass die Eingangswelle über das Elastomer mit der Ausgangswelle zur Übertragung eines Lenkmoments gekoppelt ist; und
- - Verfestigen des Elastomers.
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Das Zusammenfügen erfolgt dabei vorzugsweise in Richtung der Längsachse der Eingangswelle, beispielsweise mittels einer entsprechenden Pressvorrichtung. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Zusammenfügen bei entsprechendem Temperieren der Eingangswelle und/oder Ausgangswelle zumindest im Überlappungsbereich erfolgt.
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Vorzugsweise wird der Zwischenraum derart mit dem flüssigen Elastomer aufgefüllt, dass eine optimale Übertragung des Lenkmoments von der Eingangswelle über das verfestigte Elastomer zur Ausgangwelle gewährleistet wird. Vorzugsweise erfolgt das Auffüllen des zumindest einen Teils des Zwischenraums mit einem flüssigen Elastomer in einer Spritzgießanlage.
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Bei dem beschriebenen Verfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu der Drehmomenteinheit für eine Servolenkung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Das erfindungsgemäße Verfahren hat insbesondere den Vorteil, dass die Eingangswelle und Ausgangswelle leicht zusammenfügbar und das Elastomer leicht zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle anordenbar ist. Das verfestigte Elastomer bildet somit das elastische Koppelelement. Es sind keine weiteren Werkzeugte zur Herstellung des elastischen Koppelelements erforderlich.
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Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage einer erfindungsgemäßen Drehmomenteinheit durchgeführt.
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Eine erfindungsgemäße Drehmomenteinheit für eine Servolenkung eines Kraftfahrzeugs sowie deren Vorzüge gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Drehmomenteinheiten werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 in einer Seitenansicht eine Drehmomenteinheit nach dem Stand der Technik;
- 2 in einer Seitenansicht eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmomentei nheit;
- 3 in einer geschnittenen Seitenansicht die Drehmomenteinheit aus 2;
- 4 in einer Seitenansicht eine vergrößerte Darstellung des Überlappungsbereichs aus 2;
- 5 in einer Seitenansicht eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmomentei nheit;
- 6 in einer geschnittenen Seitenansicht die Drehmomenteinheit aus 5; und
- 7 in einer Seitenansicht einen Formschlussabschnitt einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmomenteinheit.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 7 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine Drehmomenteinheit 1 nach dem Stand der Technik schematisch dargestellt. Die Drehmomenteinheit 1 weist eine Eingangswelle 2 und eine Ausgangswelle 3 auf, die koaxial auf einer Längsachse L zueinander angeordnet sind und einander in einem Überlappungsbereich 5 axial überlappen. Die Eingangswelle 2 ist mechanisch mit der Ausgangswelle 3 über einen Torsionsstab 11 gekoppelt, der sich vom Inneren der Eingangswelle 2 ins Innere der Ausgangswelle 3 über den Überlappungsbereich 5 hinaus erstreckt. Die Eingangswelle 2 ist um die Längsachse L drehbar zum Torsionsstab 12 gelagert. Somit ist eine relative Verdrehung der Eingangswelle 2 zur Ausgangswelle 3 möglich. Eine derartige Drehmomenteinheit 1 ist nur sehr aufwändig montierbar und somit besonders kostenintensiv in der Herstellung.
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In 2 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmomenteinheit 1 in einer Seitenansicht abgebildet. Die Drehmomenteinheit 1 weist eine Eingangswelle 2 und eine Ausgangswelle 3 auf, die koaxial auf einer Längsachse L zueinander angeordnet sind und einander in einem Überlappungsbereich 5 axial überlappen. Der Überlappungsbereich 5 ist in 4 in einer vergrößerten Darstellung abgebildet. Die Ausgangswelle 3 ist als Lenkritzel 10 ausgebildet. Die Eingangswelle 2 ist mechanisch mit der Ausgangswelle 3 über ein elastisches Koppelelement 4 gekoppelt, das in Zwischenräumen zwischen der Eingangswelle 2 und der Ausgangswelle 3 im Überlappungsbereich 5 angeordnet ist. Das elastische Koppelelement 4 weist ein Elastomer E auf. Durch das elastische Koppelelement 4 ist eine relative Verdrehung der Eingangswelle 2 zur Ausgangswelle 3 sowie eine Übertragung des Lenkmoments von der Eingangswelle 2 auf die Ausgangswelle 3 möglich.
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In 3 ist die Drehmomenteinheit 1 aus 2 in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt. In dieser Ansicht ist erkennbar, dass die Eingangswelle 2 einen Eingangswellenstützbereich 9 aufweist, der sich auf der Längsachse L ins Innere der Ausgangswelle 3 erstreckt und relativ zu dieser über ein Lager 12 bzw. eine Lageranordnung gelagert ist. Durch den auf diese Weise gelagerten Eingangswellenstützbereich 9 ist die Eingangswelle 2 vor einem relativen Verdrehen zur Ausgangswelle 3 um eine quer zur Längsachse L verlaufende Drehachse gesichert. Des Weiteren kann auf diese Weise auch verhindert werden, dass es eine relative Verdrehung der Eingangswelle 2 zur Ausgangswelle 3 ein Verkanten der Eingangswelle 2 und Ausgangswelle 3 im Überlappungsbereich 5 bewirkt.
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4 zeigt den Überlappungsbereich 5 der Drehmomenteinheit 1 aus 2 in einer vergrößerten Darstellung. Wie aus 4 hervorgeht, weist die Eingangswelle 2 eine erste Verzahnung 6 mit ersten Zähnen 6a auf, die mit zweiten Zähnen 7a einer zweiten Verzahnung 7 der Ausgangswelle 3 derart im Eingriff steht, dass die ersten Zähne 6a und die zweiten Zähne 7a einander nicht berühren und somit Zwischenräume aufweisen. In diesen Zwischenräumen ist das ein Elastomer E aufweisende elastische Koppelelement 4 angeordnet. Die ersten Zähne 6a und die zweiten Zähne 7a weisen eine trapezförmige Schnittfläche auf und sind derart zueinander ausgerichtet, dass durch ein Auseinanderziehen der Eingangswelle 2 und der Ausgangswelle 4 die ersten Zähne 6a über das elastische Koppelelement 4 gegen die zweiten Zähne 7a gedrückt werden. Auf diese Weise wird formschlüssig verhindert, dass die Eingangswelle 2 und Ausgangswelle 3 voneinander getrennt werden.
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In 5 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmomenteinheit 1 in einer Seitenansicht abgebildet. Die Drehmomenteinheit 1 weist eine Eingangswelle 2 und eine Ausgangswelle 3 auf, die koaxial auf einer Längsachse L zueinander angeordnet sind und einander in einem Überlappungsbereich 5 axial überlappen. Der Überlappungsbereich 5 weist in Richtung der Längsachse eine größere Erstreckung auf als in der ersten Ausführungsform. Somit erstreckt sich in der zweiten Ausführungsform das elastische Koppelelement 4 in Richtung der Längsachse L über einen größeren Abschnitt als in der ersten Ausführungsform. Dies hat den Vorteil, dass die Eingangswelle 2 vor einem relativen Verdrehen zur Ausgangswelle 3 um eine quer zur Längsachse L verlaufende Drehachse gesichert wird. Ein wie in 3 gezeigter Eingangswellenstützbereich 9 ist somit nicht mehr erforderlich. Ein Lager 12 bzw. eine Lageranordnung ist somit ebenfalls nicht erforderlich. Hierdurch können Herstellungs- sowie Montagekosten eingespart werden. Selbstverständlich kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Drehmomenteinheit sowohl einen Überlappungsbereich 5 gemäß der zweiten Ausführungsform in Kombination mit einem gelagerten Eingangswellenstützbereich 9 bzw. Ausgangswellenstützbereich aufweist. Hierdurch kann die Eingangswelle 2 besser gegen ein derartiges relatives Verdrehen gesichert werden.
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Die Ausgangswelle 3 ist als Lenkritzel 10 ausgebildet. Die Eingangswelle 2 ist mechanisch mit der Ausgangswelle 3 über das elastische Koppelelement 4 gekoppelt, das in Zwischenräumen zwischen der Eingangswelle 2 und der Ausgangswelle 3 im Überlappungsbereich 5 angeordnet ist. Das elastische Koppelelement 4 weist ein Elastomer E auf. Durch das elastische Koppelelement 4 ist eine relative Verdrehung der Eingangswelle 2 zur Ausgangswelle 3 möglich. Die Eingangswelle 2 weist eine erste Verzahnung 6 mit ersten Zähnen 6a und die Ausgangswelle 3 eine zweite Verzahnung 7 mit zweiten Zähnen 7a auf. Die ersten Zähne 6a und die zweiten Zähne 7a weisen eine trapezförmige Schnittfläche auf und sind wie bei der ersten Ausführungsform angeordnet.
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In 6 ist die Drehmomenteinheit 1 aus 5 in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt. In dieser Ansicht ist erkennbar, dass sich die Eingangswelle 2 im Überlappungsbereich 5 in die Ausgangswelle 3 erstreckt und keinen Eingangswellenstützbereich 9 sowie kein Lager 12 bzw. keine Lageranordnung gelagert ist. In Zwischenräumen zwischen der Eingangswelle 2 und der Ausgangswelle 3 ist das elastische Koppelelement 4 angeordnet.
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7 zeigt einen Ausschnitt eines Überlappungsbereichs einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmomenteinheit 1. Die ersten Zähne 6a und zweiten Zähne 7a weisen in dieser Ausführungsform eine rechteckige Schnittfläche auf. In Zwischenräumen zwischen den ersten Zähnen 6a und den zweiten Zähnen 7a ist ein ein Elastomer aufweisendes elastisches Koppelelement 4 angeordnet. Auf diese Weise können die ersten Zähne 6a und zweiten Zähne 7a über das elastische Koppelelement 4 aneinander abgleiten. Um ein derartiges Abgleiten zu verhindert weisen die ersten Zähne 6a Formschlussabschnitte 8 auf, die in das elastische Koppelelement 4 eingreifen und somit eine Relativbewegung vom elastischen Koppelelement 4 zur Eingangswelle 2 blockieren oder zumindest hemmen. Vorzugsweise weisen die zweiten Zähne 7a entsprechende Formschlussabschnitte 8 auf, die in dieser Ansicht nicht dargestellt sind. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich die Eingangswelle 2 und die Ausgangswelle 3 relativ zueinander in Richtung der Längsachse bewegen. Erfindungsgemäß können derartige Formschlussabschnitte 8 auch an den ersten Zähnen 6a und/oder zweiten Zähnen 7a der ersten Ausführungsform nach 2 oder der zweiten Ausführungsform nach 5 vorgesehen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehmomenteinheit
- 2
- Eingangswelle
- 3
- Ausgangswelle
- 4
- elastisches Koppelelement
- 5
- Überlappungsbereich
- 6
- erste Verzahnung
- 6a
- erster Zahn
- 7
- zweite Verzahnung
- 7a
- zweiter Zahn
- 8
- Formschlussabschnitt
- 9
- Eingangswellenstützbereich
- 10
- Lenkritzel
- 11
- Torsionsstab
- 12
- Lager
- E
- Elastomer
- L
- Längsachse
