DE102016113803A1

DE102016113803A1 - Riemenscheibenbaugruppe mit leerlaufrolle, kraftunterstützungssystem mit riemenscheibenbaugruppe und verfahren

Info

Publication number: DE102016113803A1
Application number: DE102016113803.7A
Authority: DE
Inventors: Eric D. Pattok; Travis L. Palmer
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2017-02-02
Also published as: CN106402302B; US20170029017A1; US10160480B2; CN106402302A

Abstract

Eine Riemenscheibenbaugruppe weist eine Antriebsriemenscheibe, eine Abtriebsriemenscheibe, einen flexiblen Riemen, der derart konfiguriert ist, die Antriebsriemenscheibe mit der Abtriebsriemenscheibe zu verbinden, eine Leerlaufrolle, die ein Lager und eine Leerlaufrollenriemenscheibe aufweist, wobei die Leerlaufrollenriemenscheibe mit dem Riemen in Eingriff steht und die Leerlaufrollenriemenscheibe um eine erste Längsachse rotiert; und eine axiale Falle in der Riemenscheibenbaugruppe auf, die derart konfiguriert ist, eine Längsbewegung der Leerlaufrolle entlang der ersten Längsachse zu beschränken.

Description

QUERVERWEISE AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Seriennummer 62/197,875, die am 28. Juli 2015 eingereicht wurde, und der vorläufigen US-Patentanmeldung Seriennummer 62/198,165, die am 29. Juli 2015 eingereicht wurde, die hier in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen sind.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die folgende Beschreibung betrifft ein Kraftunterstützungssystem mit einer Riemenscheibenbaugruppe und insbesondere eine kosteneffektive Leerlaufrolle in dem Riemenscheibensystem.
HINTERGRUND
Eine Leerlaufrolle weist eine Riemenscheibe auf, die keine Leistung überträgt, sondern einen Riemen führt oder spannt. Die Riemenscheibe ist um eine Welle drehbar und ruht an oder drückt gegen einen Antriebsriemen, um diesen zu führen oder einen Durchhang aufzunehmen. Bei einer Fahrzeuganwendung kann eine Leerlaufrollenriemenscheibe als Teil einer Riemenscheibenbaugruppe eines Fahrzeugs verwendet werden, um zu regulieren, wie die Riemen von einer Motorwelle ablaufen, um Bewegung in anderen Teilen oder Motorzubehöreinrichtungen zu erzeugen. Somit kann der Riemen an der Leerlaufrollenriemenscheibe wie auch anderen Riemenscheiben aufliegen. Die Leerlaufrollenriemenscheibe kann funktional zwischen einer Antriebsriemenscheibe und einer Abtriebsriemenscheibe angeordnet sein.
Kraftunterstützungssysteme für Fahrzeuge, wie Bremskraftverstärkeraktoren und elektrische Servolenksysteme können die Riemenscheibenbaugruppe aufweisen, die die Leerlaufrolle besitzt. Um den Ausgang des Elektromotors an die Lenkgetriebebaugruppe oder den Bremskraftverstärker zu übertragen, ist die Antriebsriemenscheibe mit dem Ausgang des Elektromotors verbunden und die Abtriebsriemenscheibe ist mit der Lenkgetriebebaugruppe oder dem Bremskraftverstärker verbunden. Der Riemen kann ein flacher Riemen, ein Zahnriemen oder ein Keilriemen sein. Die Riemenantriebe können ein gewisses Mittel zur Beibehaltung einer Spannung in dem Riemen erfordern, und somit sind die Leerlaufrollenriemenscheiben auf der Durchhangseite des Riemens verwendet worden, um eine nahezu konstante Spannung auszuüben, wenn sich der Riemen unter Last dehnt.
1 zeigt eine herkömmliche Leerlaufrolle 1 in Bezug auf einen zu spannenden Riemen 2. Die Leerlaufrolle 1 weist eine Leerlaufrollenriemenscheibe 3, ein Kugellager 4 (Einzelheiten sind nicht gezeigt) mit einer Kugellagerachse 5, eine Schraube 6 mit einer Schraubenachse 7 sowie eine exzentrische Nocke (radial innerhalb der Leerlaufrollenriemenscheibe 3) auf. Bei einer derartigen Anordnung müssen sowohl die exzentrische Nocke als auch die Leerlaufrollenriemenscheibe 3 kundenspezifisch bearbeitet werden, was zu den Kosten der Leerlaufrolle 1 beiträgt. Die Schraube 6 ist sowohl ein Schwenkpunkt für die Exzentrizität als auch eine Klemme. Eine Rotation der exzentrischen Nocke um die Schraubenachse 7 bewirkt, dass sich die Lagerachse 5 näher zu dem Riemen 2 bewegt. Der Riemen 2 steht durch die Leerlaufrollenriemenscheibe 3 in Kontakt, die auf das Lager 4 gepresst wird. Somit spannt eine exzentrische Rotation der Leerlaufrolle 1 auf die exzentrische Nocke den Riemen 2. Das Kugellager 4 wird dazu verwendet, um zu verhindern, dass Stirnseiten der Leerlaufrollenriemenscheibe 3 gegen ein Gehäuse reiben.
Es besteht Bedarf, ein Riemenscheibensystem mit einer Leerlaufrolle bereitzustellen, das kosteneffektiver als herkömmliche Leerlaufrollen ist, während dennoch die richtige Spannung an dem Riemen ermöglicht wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Riemenscheibenbaugruppe weist eine Antriebsriemenscheibe, eine Abtriebsriemenscheibe, einen flexiblen Riemen, der derart konfiguriert ist, die Antriebsriemenscheibe mit der Abtriebsriemenscheibe zu verbinden, eine Leerlaufrolle, die ein Lager und eine Leerlaufrollenriemenscheibe aufweist, wobei die Leerlaufrollenriemenscheibe mit dem Riemen in Eingriff steht und die Leerlaufrolle um eine erste Längsachse rotiert, und eine axiale Falle innerhalb der Riemenscheibenbaugruppe auf, die derart konfiguriert ist, dass sie einer Längsbewegung der Leerlaufrolle entlang der ersten Längsrichtung widersteht.
Ein Kraftunterstützungssystem weist das oben beschriebene Riemenscheibensystem auf und umfasst ferner einen Motor mit einem rotierenden Rotor, wobei die Antriebsriemenscheibe funktional mit dem Rotor verbunden ist, sowie einer Kugelspindelbaugruppe, wobei die Abtriebsriemenscheibe mit der Kugelspindelbaugruppe verbunden ist. Eine Rotation der Abtriebsriemenscheibe durch die Antriebsriemenscheibe über den Riemen wird in eine Linearbewegung einer Abtriebswelle umgewandelt, die funktional mit der Kugelspindelbaugruppe verbunden ist.
Ein elektrisches Servolenksystem weist das oben beschriebene Kraftunterstützungssystem auf und umfasst ferner eine Lenkgetriebebaugruppe, die funktional mit der Abtriebswelle in Eingriff steht.
Ein Bremskraftverstärkeraktor weist das oben beschriebene Kraftunterstützungssystem auf und weist ferner einen Hauptzylinder auf, der ein Reservoir und einen Kolben besitzt. Eine Drehung eines Abschnitts der Kugelspindelbaugruppe durch die Abtriebsriemenscheibe wird zu einer Linearbewegung des Kolbens umgewandelt.
Eine Riemenscheibenbaugruppe umfasst eine Antriebsriemenscheibe, die um eine erste Längsachse drehbar ist, eine Abtriebsriemenscheibe, einen flexiblen Riemen, der derart konfiguriert ist, die Antriebsriemenscheibe mit der Abtriebsriemenscheibe zu verbinden, eine Platte, die zumindest teilweise in Bezug auf die erste Längsachse drehbar ist, und eine Leerlaufrolle, die eine Leerlaufrollenriemenscheibe und eine Leerlaufrollenwelle aufweist, wobei die Leerlaufrollenriemenscheibe mit dem Riemen in Eingriff bringbar ist und die Leerlaufrollenwelle fest in Bezug auf die Platte angeordnet ist, wobei eine Drehung der Leerlaufrolle und der Platte um die erste Längsachse ein Spannen des Riemens zur Folge hat.
Ein Kraftunterstützungssystem, das das oben beschriebene Riemensystem aufweist, umfasst ferner einen Motor mit einem drehbaren Rotor, wobei die Antriebsriemenscheibe funktional mit dem Rotor verbunden ist; und eine Kugelspindelbaugruppe, wobei die Abtriebsriemenscheibe mit der Kugelspindelbaugruppe verbunden ist. Eine Drehung der Abtriebsriemenscheibe durch die Antriebsriemenscheibe über den Riemen wird in eine Linearbewegung einer Abtriebswelle umgewandelt, die funktional mit der Kugelspindelbaugruppe verbunden ist.
Ein elektrisches Servolenksystem weist das oben beschriebene Kraftunterstützungssystem und eine Lenkgetriebebaugruppe auf, wobei eine Drehung der Abtriebsriemenscheibe durch die Antriebsriemenscheibe eine Abtriebswelle in Rotation versetzt, die funktional mit der Lenkgetriebebaugruppe in Eingriff steht.
Ein Bremskraftverstärkeraktor weist das Kraftunterstützungssystem auf und umfasst ferner eine Kugelspindel- und Kugelspindelbaugruppe, die funktional mit der Abtriebsriemenscheibe in Eingriff steht, sowie einen Hauptzylinder, der ein Reservoir und einen Kolben aufweist. Eine Drehung eines Abschnitts der Kugelspindel- und Kugelspindelbaugruppe durch die Abtriebsriemenscheibe wird in eine Linearbewegung des Kolbens umgewandelt.
Ein Verfahren zum Spannen einer Leerlaufrolle innerhalb einer Riemenscheibenbaugruppe eines Kraftunterstützungssystems umfasst, dass eine Riemenscheibenbaugruppe zwischen einem Gehäuse und einer Abdeckung des Kraftunterstützungssystems angeordnet wird, wobei die Riemenscheibenbaugruppe umfasst: eine Antriebsriemenscheibe, die um eine erste Längsachse drehbar ist, eine Abtriebsriemenscheibe, einen flexiblen Riemen, der derart konfiguriert ist, die Antriebsriemenscheibe mit der Abtriebsriemenscheibe zu verbinden, eine Platte, die zumindest teilweise in Bezug auf die erste Längsachse drehbar ist, und eine Leerlaufrolle, die eine Leerlaufrollenriemenscheibe und eine Leerlaufrollenwelle aufweist, wobei die Leerlaufrollenriemenscheibe mit dem Riemen in Eingriff bringbar ist und die Leerlaufrollenwelle fest in Bezug auf die Platte angeordnet ist; und eine Spannung des Riemens durch Drehen der Leerlaufrolle und der Platte um die erste Längsachse eingestellt wird.
Ein Verfahren, um Geräusch und Reibung innerhalb eines Kraftunterstützungssystens zu verhindern, umfasst, dass: eine Riemenscheibenbaugruppe zwischen einem Gehäuse und einer Abdeckung des Kraftunterstützungssystems angeordnet wird, wobei die Riemenscheibenbaugruppe eine Antriebsriemenscheibe, eine Abtriebsriemenscheibe, einen flexiblen Riemen, der derart konfiguriert ist, die Antriebsriemenscheibe mit der Abtriebsriemenscheibe zu verbinden, und eine Leerlaufrolle aufweist, die ein Nadellager und eine Leerlaufrollenriemenscheibe aufweist, wobei die Leerlaufrollenriemenscheibe mit dem Riemen in Eingriff steht; und die Leerlaufrolle entlang einer Längsachse einer Leerlaufrollenwelle axial gehalten wird, um einen Kontakt der Leerlaufrolle mit dem Gehäuse und der Abdeckung zu blockieren.
Diese und andere Vorteile und Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser verständlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere in den Ansprüchen am Schluss dieser Anmeldung dargestellt und klar beansprucht. Die vorhergehenden sowie anderen Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich, in welchen:
1 eine schematische Ansicht einer Leerlaufrolle und eines Riemens gemäß dem Stand der Technik ist;
2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Leerlaufrolle und eines Riemens für eine Riemenscheibenbaugruppe ist;
3 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Kraftunterstützungssystems ist, das eine Riemenscheibenbaugruppe aufweist;
4 eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Kraftunterstützungssystems ist;
5 eine Explosionsansicht einer Ausführungsform des Kraftunterstützungssystems ist;
6 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Nadellagers zur Verwendung in der Riemenscheibenbaugruppe des Kraftunterstützungssystems ist;
7 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Riemenscheibenbaugruppe ist, die mit dem Kraftunterstützungssystem angeordnet ist;
8 eine Draufsicht einer Ausführungsform der Riemenscheibenbaugruppe ist, die mit dem Kraftunterstützungssystem angeordnet ist;
9–12 schematische Ansichten verschiedener Ausführungsformen der Riemenscheibenbaugruppe sind, die eine axiale Falle für das Kraftunterstützungssystem aufweisen;
13 eine perspektivische sowie teilweise ausgeschnittene Ansicht des Kraftunterstützungssystems ist;
14 eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Servolenksystems ist, das das Kraftunterstützungssystem enthält; und
15 eine Schnitt- und Schemaansicht eines Bremskraftverstärkeraktors ist, der das Kraftunterstützungssystem enthält.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nun Bezug nehmend auf die Figuren, mit denen Ausführungsformen beschrieben sind, zeigt ohne Beschränkung derselben 2 eine Ausführungsform einer Leerlaufrolle 22. Die Leerlaufrolle 22 ist so angeordnet, einen Riemen 16 unter Verwendung einer Leerlaufrollenriemenscheibe 24 zu spannen. Im Gegensatz zum Stand der Technik dreht die Leerlaufrolle 22 teilweise um eine Motorachse 33 einer Motorrotorwelle 46, wie durch Pfeil 11 angegeben ist, um die zum Spannen des Riemens 16 erforderliche Exzentrizität bereitzustellen. Dies wird unter Verwendung einer Leerlaufrollenwelle 28 erreicht, die in einer Motorplatte 52 befestigt ist, wie nachfolgend weiter mit Bezug auf die 3, 5 und 13 beschrieben ist. Die Leerlaufrolle 22 weist ferner ein Nadellager 26 mit einer Nadellagerachse 27 auf. Das Nadellager 26 sieht Kostenvorteile im Vergleich zu einem Kugellager 4 vor, und sein Einbau in eine Leerlaufrolle 22 wird unter Verwendung einer axialen Falle 90 möglich gemacht, wie nachfolgend mit Bezug auf die 4, 5 und 7–12 weiter detaillierter beschrieben ist. Eine Drehung der Motorplatte 52 um die Motorachse 33 bewirkt, dass sich die Lagerachse 27 näher zu dem Riemen 16 bewegt. Der Riemen 16 steht mit der Leerlaufrollenriemenscheibe 24 in Kontakt, die auf das Lager 26 aufgeschnappt ist.
Ein Kraftunterstützungssystem 10 ist in 3 mit einer Abdeckung 12 (in den 4 und 5 gezeigt) gezeigt, die entfernt ist, um eine Riemenscheibenbaugruppe 14 freizulegen. Die Riemenscheibenbaugruppe 14 weist den Riemen 16, eine Antriebsriemenscheibe 18, eine Abtriebsriemenscheibe 20 sowie die Leerlaufrolle 22 auf. Die Leerlaufrolle 22 behält die Spannung des Riemens 16 bei und weist die Leerlaufrollenriemenscheibe 24 sowie das Lager 26 auf, das an einer Leerlaufrollenwelle 28 gelagert ist. Die Riemenscheiben 18, 20, 24 sind in Bezug auf ein Gehäuse 30 für einen Motor 32 und eine Kugelspindelbaugruppe 34 angeordnet, wie eine mit einer Kugelspindel, Kugelschraube und Kugeln, wie nachfolgend weiter beschrieben ist.
Weiter Bezug nehmend auf die 4 und 5 ist eine Ausführungsform von Komponenten gezeigt, die in dem Gehäuse 30 untergebracht sind. Die Abdeckung 12 kann an dem Gehäuse 30 unter Verwendung einer Sicherungsvorrichtung 36, wie Schrauben oder dergleichen, gesichert sein. Die Abdeckung 12 ermöglicht einen leichten Zugang zu dem Riemen 16 und den Riemenscheiben 18, 20, 24 während des Spannbetriebs während der Montage. Das Gehäuse 30 weist einen Antriebsteil 38 und einen Abtriebsteil 40 auf. Zumindest ein Motor 32 ist in dem Antriebsteil 38 angeordnet. Der Motor 32 kann ein elektrischer Motor sein, und kann einen Motorstator 42 und einen Motorrotor 44 aufweisen, wobei die Rotorwelle 46 durch Lager 47, 48 positioniert ist. Bei einer Ausführungsform kann der Motor 32 ein Gleichstrom-Permanentmagnetmotor sein, und es ist ein Motorrotationssensor 72 daran gesichert. Wie gezeigt ist, kann die Rotorwelle 46 im Wesentlichen axial parallel zu einer Abtriebswelle 50 (an der Kugelspindelbaugruppe 34 befestigt) positioniert sein, wobei jedoch die Orientierung der Abtriebswelle 50 in Bezug auf die Rotorwelle 46 geändert werden kann. Eine Motorplatte 52 bedeckt zumindest das Antriebsteil 38 des Gehäuses 30. Die Rotorwelle 46 kann auswärts von dem Gehäuse 30 durch die Motorplatte 52 vorragen, und die Antriebsriemenscheibe 18 kann an der Rotorwelle 46 außerhalb des Gehäuses 30, jedoch innerhalb der Abdeckung 12 gesichert sein. An der Motorplatte 52 oder hindurch verlaufend ist die Leerlaufrollenwelle 28 zum Lagern der Leerlaufrollenriemenscheibe 24 daran befestigt. Die Leerlaufrollenriemenscheibe 24 ist an der Leerlaufrollenwelle 28 durch den Gebrauch eines Nadellagers 26 gesichert, wie weiter nachfolgend beschrieben ist.
Innerhalb des Abtriebsteils 40 ist die Kugelspindelbaugruppe 34 untergebracht. Die Kugelspindelbaugruppe 34 kann entweder eine Rotation der Abtriebsriemenscheibe 20 zur Rotation einer Abtriebswelle 50 übertragen oder kann alternativ eine Rotation der Abtriebsriemenscheibe 20 in eine Linearbewegung der Abtriebswelle 50 umsetzen. Bei der gezeigten Ausführungsform ist eine Kugelspindelbaugruppe 34 mit einer Umsetzung von Rotation zu Linearbewegung gezeigt. Ein linear verschobener Plunger 54 ist an und einteilig mit der Kugelspindel 56 zur axialen Bewegung der Abtriebswelle 50 befestigt. Die Kugelspindel 56 kann an einer Drehung durch eine Drehsicherungsvorrichtung 58 gehindert werden, wie eine Drehsicherungshülse, die sich radial erstreckende Flügel aufweist, die sich längs parallel mit einer Längsachse der Kugelspindel 56 erstrecken und die in Schlitzen (nicht gezeigt) in dem Gehäuse 30 gesichert sein können, so dass die Drehsicherungsvorrichtung 58 und die verbundene Kugelspindel 56 in dem Gehäuse 30 nicht drehbar sind. Eine Kugelschraube 60 ist in der Kugelspindel 56 zur Drehung darin positioniert. Die Kugelschraube 60 ist mit der Abtriebsriemenscheibe 20 verbunden, so dass eine Rotation der Abtriebsriemenscheibe 20 entsprechend die Kugelschraube 60 dreht. Zwischen der Kugelschraube 60 und der Abtriebsriemenscheibe 20 ist ein Anschlag 62, ein Lager 64, ein außenringverschraubter Halter 66 und ein innenringverschraubter Halter 68 angeordnet, die bezüglich der Kugelschraube 60 und der Abtriebsriemenscheibe 20 durch den Gebrauch einer Sicherungsvorrichtung 70 gesichert sind, wie einem Bolzen. Alternativ können andere mechanische Verbindungen verwendet werden, um eine Rotation von der Abtriebsriemenscheibe 20 auf die Kugelspindelbaugruppe 34 zu übertragen.
Das Kugellager 4 wird geeignet innerhalb einer Leerlaufrollenriemenscheibe 3 (siehe 1) verwendet, um zu verhindern, dass Stirnseiten der Leerlaufrolle 1 gegen ein Gehäuse reiben. Die Ausführungsformen einer Leerlaufrolle 22, wie hier beschrieben ist, schließen jedoch das Nadellager 26 aus Gründen einer Kosteneffektivität und Herstellvereinfachung ein. Eine Ausführungsform eines Nadellagers 26 ist weiter in 6 gezeigt, wobei jedoch auch andere Typen von Nadellagern enthalten sein können. Das gezeigte Nadellager 26 weist eine Mehrzahl von Nadelrollen 74 und einen Käfig 76 auf. Der Käfig 76 kann Endringe 78, 80 aufweisen, die durch eine Mehrzahl von Querstangen 82 verbunden sind, um eine Mehrzahl von Rollenaufnahmefenstern zu bilden. Da die Nadelrollen 74 keine Art von radial auswärts gerichtetem Vorsprung aufweisen, der eine Bewegung der Leerlaufrolle 22 in der Richtung der Längsachse 84 der Leerlaufrolle 22 verhindern kann, führt der Gebrauch eines Nadellagers 26 anstelle eines Kugellagers 4 die Problematik ein, dass zugelassen wird, dass die Stirnseiten 86, 88 (siehe 7) der Leerlaufrolle 22 gegen das Gehäuse 30 oder die Abdeckung 12 reiben können, was ein Gleitgeräusch und Gleitreibung bewirkt. Um dieses Problem zu beseitigen, weisen Ausführungsformen der Riemenscheibenbaugruppe 14 eine axiale Falle 90 auf, die eine Längsbewegung der Leerlaufrolle 22 entlang der Längsachse 84 beschränkt. Die axiale Falle 90 kann an zumindest einer Riemenscheibe – entweder einer oder mehreren der Leerlaufrollenriemenscheibe 24, der Antriebsriemenscheibe 18 und der Abtriebsriemenscheibe 20 – vorgesehen sein. Insbesondere kann die axiale Falle 20 Flansche 92 aufweisen, die mit benachbarten Riemenscheiben zusammenwirken, um ein Reiben der Leerlaufrolle 22 gegen das Gehäuse 30 (das die Motorplatte 52 enthält) und die Abdeckung 12 zu verändern. Wenn die Flansche 92 sich an zumindest einer der Antriebsriemenscheibe 18 oder der Abtriebsriemenscheibe 20 befinden, überlappen die Flansche 92 zumindest teilweise die Leerlaufrollenriemenscheibe 24. Da die Antriebsriemenscheibe 18 und die Abtriebsriemenscheibe 20 in relativen Längsanordnungen fixiert sind, verhindert ein Halten der Leerlaufrollenriemenscheibe 24 in Bezug auf eine Längsanordnung der Antriebsriemenscheibe 18 und Abtriebsriemenscheibe 20 eine Bewegung der Leerlaufrolle 22 in einer Längsrichtung zu entweder dem Gehäuse 30 oder der Abdeckung 12.
Wie in den 4 und 5 deutlicher gezeigt ist, weist eine Ausführungsform der Riemenscheibenbaugruppe 40 die Abtriebsriemenscheibe 20 auf, die zwei Flansche 92 aufweist, nämlich einen ersten Flansch 94, der sich teilweise über die erste Stirnseite 86 der Leerlaufrolle 22 erstreckt (und diese teilweise überlappt), und einen zweiten Flansch 96, der sich teilweise über die zweite Stirnseite 88 der Leerlaufrolle 22 erstreckt (und diese teilweise überlappt). Die erste Stirnseite 86 der Leerlaufrolle 22 weist zu der Motorplatte 52, und die zweite Stirnseite 88 der Leerlaufrolle 22 weist zu der Abdeckung 12. Somit ist der erste Flansch 94 zwischen der Leerlaufrolle 22 und der Motorplatte 52 angeordnet, und der zweite Flansch 96 ist zwischen der Leerlaufrolle 22 und der Abdeckung 12 angeordnet.
Die 7 und 8 zeigen eine andere Ausführungsform der Riemenscheibenbaugruppe 14, bei der die Antriebsriemenscheibe 18 den ersten Flansch 94 aufweist, der teilweise zwischen der Leerlaufrolle 22 und der Motorplatte 52 angeordnet ist, und die Abtriebsriemenscheibe 20 den zweiten Flansch 96 aufweist, der teilweise zwischen der Leerlaufrolle 22 und der Abdeckung 12 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform müssen die Achse für die Antriebsriemenscheibe 18 und die Achse für die Abtriebsriemenscheibe 20 eng genug aneinander liegen, um eine Überlappung mit der Leerlaufrolle 22 sicherzustellen. Selbst bei Gebrauch des Nadellagers 26 in der Leerlaufrolle 22 wird ein Reiben der Leerlaufrolle 22 gegen das Gehäuse 30 (einschließlich der Motorplatte 52) und der Abdeckung 12 während des Gebrauchs verhindert.
Andere Ausführungsformen zum Verhindern eines Reibens von Stirnseiten 86, 88 der Leerlaufrolle 22 gegen das Gehäuse 30 und die Abdeckung 12 sind in den 9 bis 12 gezeigt. 9 zeigt eine Ausführungsform mit einem Flansch 92 an der Antriebsriemenscheibe 18 und einem Flansch 92 an der Abtriebsriemenscheibe 20, 10 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Flanschen 92 an der Antriebsriemenscheibe 18, 11 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Flanschen 92 an der Abtriebsriemenscheibe 20 und 12 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Flanschen 92 an der Leerlaufrollenriemenscheibe 24. Obwohl es nicht gezeigt ist, können andere Ausführungsformen zum Verhindern eines Reibens der Leerlaufrolle 22 gegen das Gehäuse 30 und die Abdeckung 12 umfassen, dass ein Flansch 92 an der Leerlaufrollenriemenscheibe 24 und ein Flansch 92 an der Antriebsriemenscheibe 18 oder ein Flansch 92 an der Leerlaufrollenriemenscheibe 24 und ein Flansch an der Abtriebsrollenscheibe 20 vorgesehen werden. Ausführungsformen können selbst drei oder mehr Flansche 92 aufweisen, wie die Bereitstellung eines ersten und zweiten Flansches an sowohl der Antriebsriemenscheibe 18 als auch der Abtriebsriemenscheibe 20 oder von zwei Flanschen 92 an der Antriebsriemenscheibe 18 und einem Flansch 92 an der Abtriebsriemenscheibe 20 oder einem Flansch 92 an der Leerlaufrollenriemenscheibe 24 und einem Flansch 92 an jeder der Antriebsriemenscheibe 18 und der Abtriebsriemenscheibe 20, etc. Somit wird, solange die Leerlaufrolle 22 in Längsbewegung zu dem Gehäuse 30 und der Abdeckung 12 durch zumindest den ersten und zweiten Flansch 94, 96 beschränkt ist, die sich von einer oder mehreren der Leerlaufrollenriemenscheibe 24, der Antriebsriemenscheibe 18 und der Abtriebsriemenscheibe 20 erstrecken, die Leerlaufrolle 22 nicht zu dem Gehäuse 30 und der Abdeckung 12 driften und gegen diese reiben, wodurch die Gefahr eines Gleitgeräusches und von Reibung reduziert wird. Es sei ferner angemerkt, dass die Linearflächengeschwindigkeit der Riemenscheiben 18, 20, 24 gleich ist; somit ist ein Gleiten beseitigt oder zumindest im Wesentlichen beseitigt.
Mit weiterem Bezug auf die 3, 8 und 13 wird eine Bewegung der Spannfunktion der Leerlaufrolle 22 weiter beschrieben. Die Motorplatte 52 ist an dem Gehäuse 30 unter Verwendung einer Mehrzahl von Sicherungsvorrichtungen 53 gesichert, wie Schrauben. Die Motorplatte 52 ist auswählbar an dem Gehäuse 30 an einer Position entsprechend einer gewünschten Spannung des Riemens 16 befestigbar. Das bedeutet, die Position der Motorplatte 52 in Bezug auf das Gehäuse 30 ist so einstellbar, dass sie entsprechend eine Position der Leerlaufrolle 22 einstellt. Die gezeigte Ausführungsform weist drei Sicherungsvorrichtungen 53 auf, wobei jedoch eine alternative Anzahl von Sicherungsvorrichtungen 53 verwendet werden kann. Die Motorplatte 52 weist ferner eine entsprechende Anzahl von Aufnahmeschlitzen 51 für die Sicherungsvorrichtung zum Aufnehmen der Sicherungsvorrichtungen 53 hindurch und zum zusätzlichen Zulassen einer vorgewählten Distanz an Rotationsbewegung der Motorplatte 52 in Bezug auf die Motorachse 33 auf. Die Schlitze 51 können eine Bogenform und eine Länge besitzen. Wie gezeigt ist, weist jede der Sicherungsvorrichtungen 53 einen Schaftabschnitt, der sich durch die Schlitze 51 und in eine jeweilige Aufnahmedurchbrechung in dem Gehäuse 30 erstreckt, und einen Kopfabschnitt auf, der zumindest einen Abschnitt der Motorplatte 52 zum Halten der Motorplatte 52 an dem Gehäuse 30 überlappt. Der Schaftabschnitt weist ein Gewinde auf, das mit einem Gewinde in der Aufnahmedurchbrechung in dem Gehäuse 30 kämmt, so dass die Sicherungsvorrichtungen 53 in die Aufnahmedurchbrechungen geschraubt werden können. Der Schaftabschnitt weist einen Durchmesser auf, der kleiner als eine Länge der Schlitze 51 ist. Die Sicherungsvorrichtungen 53 können von den Aufnahmedurchbrechungen teilweise herausgeschraubt werden, um eine Drehbewegung der Motorplatte 52 in Bezug auf das Gehäuse 30 zuzulassen. Die Drehbewegung der Motorplatte 52 ist durch die Länge der Aufnahmeschlitze 51 beschränkt, da die Enden der Aufnahmeschlitze 51 an dem Schaft der Sicherungsvorrichtungen 53 anliegen, wenn eine Rotation der Platte 52 an dem Schaft vorbei versucht wird. Da die Motorplatte 52 die Leerlaufrollenwelle 28 trägt (13), kann die Leerlaufrolle 22 um nicht mehr als die Länge des Schlitzes 51 rotieren (sich bewegen/sich verschieben), wenn die Motorplatte 52 um die Motorachse 33 gedreht wird. Sobald eine gewünschte Position der Leerlaufrollenwelle 28 gewählt ist, können die Sicherungsvorrichtungen 53 die Motorplatte 52 an dem Gehäuse 30 an einer beliebigen Stelle in den Schlitzen 51 zum Einstellen des Kontaktdrucks der Leerlaufrolle 22 an dem Riemen 16 sichern, wodurch das Spannen des Riemens 16 nach Bedarf eingestellt wird. Das Lager 48 ist konzentrisch mit der Rotorwelle 46 und konzentrisch in der Motorplatte 52 angeordnet, so dass die Motorachse 33 während einer Rotation der Motorplatte 52 nicht verschoben wird, wodurch die Spanneinstellung der Leerlaufrolle 22 vereinfacht wird.
Die Riemenscheibenbaugruppe 14 erfordert nicht die bearbeitete kundenspezifische exzentrische Nocke des Standes der Technik, wodurch ein Teil beseitigt wird. Auch ist das Nadellager 26 weniger teuer als ein Kugellager 4. Die Leerlaufrolle 22 erfordert ferner keine separate Schraube 6, um die Leerlaufrollenriemenscheibe 24 in die gespannte Anordnung entlang des Riemens 16 zu sichern, wodurch ein zusätzliches Teil beseitigt wird. Somit sehen die Riemenscheibenbaugruppe 14 und das Kraftunterstützungssystem 10 eine kosteneffektivere Lösung im Vergleich zu dem in 1 gezeigten Stand der Technik dar.
Das oben beschriebene Kraftunterstützungssystem 10, das die Riemenscheibenbaugruppe 14 mit längs gehaltener bzw. gefangener Leerlaufrolle 22 aufweist, kann in eine Anzahl verschiedener Anwendungen eingebaut werden, wie, jedoch nicht darauf beschränkt, Fahrzeuganwendungen, einschließlich einem elektrischen Servolenksystem und einem elektrischen Bremskraftverstärkersystem. Bei einer Ausführungsform kann, wie in 14 gezeigt ist, das Kraftunterstützungssystem 10 in einem Lenksystem 110 verwendet werden, wie einem elektrischen Servolenksystem. Das System 110 weist ein Lenkrad 112 auf, das von dem Fahrer eines Fahrzeugs betrieben wird. Das Lenkrad 112 ist mit einem Ende einer Lenksäule verbunden, wie schematisch bei 114 gezeigt ist. Eine Drehung des Lenkrades 112 dreht die Lenksäule 114. Das andere Ende der Lenksäule 114 ist mit einer Eingangswelle 116 einer Lenkgetriebebaugruppe verbunden, wie allgemein mit 118 gezeigt ist. Die Lenkgetriebebaugruppe 118 überträgt eine Drehbewegung der Eingangswelle 116 in eine Linearbewegung der Stangen 120 und 122, die sich von Enden der Lenkgetriebebaugruppe 118 erstrecken. Die Spurstangen 120 und 122 sind mit Fahrzeugrädern (nicht gezeigt) verbunden, so dass eine lineare Bewegung der Spurstangen 120 und 122 eine Lenkdrehung der Räder bewirkt.
Die Lenkgetriebebaugruppe 118 kann ein beliebiger geeigneter Mechanismus zum Umwandeln der Drehbewegung der Eingangswelle 116 in eine Linearbewegung der Spurstangen 120 und 122 sein. Die Spurstangen 120 und 122 sind mit einem Lenkelement (nicht gezeigt) verbunden, das sich in einer Bohrung verschiebt, die in einem Gehäuse 126 der Lenkgetriebebaugruppe 118 geformt ist. Das Lenkelement weist einen Zahnstangenabschnitt (nicht gezeigt) mit einer Reihe von darin geformten Zahnstangenzähnen auf, die kämmend mit einem Ritzel (nicht gezeigt) in Eingriff stehen, das mit der Eingangswelle 116 gekoppelt ist. Eine Drehung des Ritzels bewegt den Zahnstangenabschnitt des Lenkelements in einer linearen Richtung. Eine Bewegung des Lenkelements bewirkt eine Linearbewegung der Spurstangen 120, 122, wodurch die Räder gedreht werden.
Die Baugruppe 10 weist ferner eine Antriebseinheit, wie einen Elektromotor 32, auf. Die Antriebseinheit bewirkt eine Axialbewegung des Lenkelements, um eine Unterstützungskraft zusätzlich zu dem manuellen Krafteingang von dem Fahrer über das Lenkrad 112, die Lenksäule 114 und die Lenkgetriebebaugruppe 118 bereitzustellen. In dem Fall, dass der Elektromotor 132 nicht in der Lage ist, eine axiale Bewegung des Lenkelements zu bewirken, erlaubt die mechanische Verbindung zwischen dem Eingangselement 116 und dem Lenkelement eine manuelle Steuerung des Fahrzeugs. Der Motor 32 ist mit einer elektrischen Leistungsquelle 131 über einen Controller 133 verbunden. Die Leistungsquelle 131 kann eine beliebige geeignete Leistungsquelle sein, wie die Batterie eines Fahrzeugs oder das elektrische Ladesystem. Der Motor 32 wird von dem Controller 133 betätigt und gesteuert, um die gewünschte Drehzahl und Drehrichtung der Rotorwelle 46 des Motors 32 bereitzustellen. Der Controller 133 kann ein beliebiger geeigneter Mechanismus sein, wie ein Mikroprozessor, der die Drehzahl des Motors 32 wie auch die Drehrichtung des Motors 32 entsprechend der Lenkrichtung der Räder variieren kann. Das Gehäuse 30 (und die Abdeckung 12) können die vorher beschriebene Riemenscheibenbaugruppe 14 umschließen, wobei der Motor 30 eine Abtriebswelle 46 aufweist, die drehbar mit dem Antriebsriemenrad 18 der Riemenscheibenbaugruppe 14 gekoppelt ist. Die Abtriebsriemenscheibe 20 der Riemenscheibenbaugruppe 14 ist rotatorisch mit der Kugelspindelbaugruppe 34 in Eingriff, die rotatorisch mit dem Schraubabschnitt des vorher beschriebenen Lenkelements in Eingriff stehen kann.
Die Antriebs- und Abtriebsriemenscheiben 18, 20 sind rotatorisch miteinander über den flexiblen Riemen 16 verbunden. Jede der Riemenscheiben 18, 20 weist eine Außenfläche auf, die zu einer Innenseite des Riemens 16 weist. Die Flächen der Riemenscheiben 18, 20 und die Innenseite des Riemens 16 können eine beliebige geeignete Kontur oder Textur aufweisen, um zu helfen, einen Griffkontakt zwischen dem Riemen 18 und den Riemenscheiben 18, 20 sicherzustellen. Beispielsweise können die Flächen der Riemenscheiben 18, 20 und die Innenseite des Riemens 16 gezahnte passende Kerben, die darin geformt sind, aufweisen.
Der Riemen 16 ist relativ eng um die Außenumfänge der Riemenscheiben 18, 20 angepasst. Somit bewirkt eine Rotationsbewegung der Antriebsriemenscheibe 18 eine Rotation der Abtriebsriemenscheibe 20. Die Durchmesser der Riemenscheiben 18 und 20 können eine beliebige geeignete Abmessung zur Bereitstellung eines gewünschten ”Übersetzungsverhältnisses” haben, so dass die Drehzahl der Antriebsriemenscheibe 18 von der Drehzahl der Abtriebsriemenscheibe 20 verschieden ist. Die Schlingen des Riemens 16 um die Antriebsriemenscheibe 18 und die Abtriebsriemenscheibe 20 definiert zwei ungestützte Riemenseiten oder -abschnitte, die nicht mit den Riemenscheiben 18 und 20 in Kontakt stehen und sich zwischen den Riemenscheiben 18 und 20 erstrecken.
Der Riemen 16 kann aus einem beliebigen geeigneten Material oder einer Kombination von Materialien hergestellt sein, die flexibel genug sind, so dass sie um Riemenscheiben 18 und 20 geschlungen werden können und einen Eingriff mit der Außenflächen der Riemenscheiben 18 und 20 während ihrer Rotation beibehalten. Der Riemen kann ein Keilriemen oder ein Zahnriemen sein oder der Riemen kann aus einzelnen Gliedern bestehen, die eine Kette bilden. Der Riemen 16 kann aus einem elastomeren Material hergestellt sein und kann interne metallische Verstärkungselemente aufweisen.
Die oben beschrieben Leerlaufrollenriemenscheibe 24 steht mit zumindest einem der ungestützten durchhängenden Seitenabschnitte des Riemens 16 in Eingriff. Die Leerlaufrolle 22 kann durch eine Rotation der Motorplatte 32 gesichert sein und unter Verwendung der Sicherungselemente 53 bei der gewählten richtigen Spannung des Riemens 16 gesichert sein, um mit einem durchhängenden Seitenabschnitt des Riemens 16 in Eingriff zu stehen. Alternativ dazu können zwei Leerlaufrollen 22 vorgesehen sein, um mit zwei Seitenabschnitten des Riemens 16 in Eingriff zu treten (wie einer innerhalb des Riemens 16 und einer außerhalb des Riemens 16). Die besondere Anordnung der Leerlaufrolle 22 in Bezug auf den Riemen 16 kann variiert werden. Die Leerlaufrolle 22 ist auch längs in Bezug auf die Antriebs- und Abtriebsriemenscheiben 18, 20 durch die axiale Falle 90 gehalten, wie vorher beschrieben wurde.
Bei einer Ausführungsform, bei der das oben beschriebene Kraftunterstützungssystem 10, das die Riemenscheibenbaugruppe 14 mit längs gefangener Leerlaufrolle 22 aufweist, in ein elektrisches Bremskraftverstärkersystem 210 (15) eingebaut ist, kann das Gehäuse 30 Abschnitte des Motors 32 wie auch der Riemenscheibenbaugruppe 14 zur Übertragung einer Rotation der Rotorwelle 46 zu einer Abtriebsriemenscheibe 20 umschließen, was seinerseits einen Abschnitt des Bremskraftverstärkeraktors 212 bewegt. Beispielsweise kann in Bezug auf 15 der Bremskraftverstärkeraktor 212 einen Hauptzylinder 214 aufweisen, der mit dem Motor 32 des Kraftunterstützungssystems 10 durch eine Kugelspindelbaugruppe 34 verbunden ist. Der Hauptzylinder 214 kann die vorher beschriebene Kugelmutter 56 (und/oder eine Kugelspindel 60) aufweisen, die von der Abtriebsriemenscheibe 20 antreibbar ist. Die Kugelspindelbaugruppe 34 sieht allgemein einen linearen Eingang einer Fahreraufbringkraft auf den Hauptzylinder 214 und das Verstärkersystem 210 vor. Das System 210 erlaubt das Anlegen einer Bremseingangskraft auf den Hauptzylinder 214 von der Linearbewegung der Kugelspindelbaugruppe 34. Der Hauptzylinder 214 weist eine Bohrung 216 und ein Reservoir 218 (teilweise gezeigt) auf, das an dem Gehäuse 30 befestigt sein kann. Der Hauptzylinder 214 kann allgemein ein Hauptkörperelement 220, ein Reservoir 218, einen Befestigungsflansch 222, einen Kolben 224 und eine Rückstellfeder 226 aufweisen. Die Feder 226 kann eine Rückstellvorspannung auf den Kolben 224 ausüben. Das Hauptkörperelement 220 und der Flansch 222 können als ein einziges integrales Element geformt sein. Der Flansch 222 erlaubt die Befestigung des Hauptzylinders 214 an dem Gehäuse 30. Das Hauptkörperelement 220 kann ein allgemein zylindrisches Element sein und kann die längliche axiale Bohrung 216 oder Kammer definieren, in der der Kolben 224 verschiebbar angeordnet ist. Das Reservoir 218 speichert und stellt Bremsfluid bereit. Die Bohrung 216 des Körperelements 220 steht in Fluidkommunikation mit dem Reservoir 218. Eine Bewegung (Einwärtsvorschub) des Kolbens 224 in der Bohrung 216 sieht einen Bremskraftaufbringdruck auf eine zugeordnete Fernbremsbaugruppe durch den Ausgang 228 vor. das Ausgangsende der Kugelspindelbaugruppe 34 kann die Kraft, die durch einen (oder beide) des Fahrzeugbedieners, der ein Bremspedal drückt, und des Betriebs des Motors 32 und der Kugelspindelbaugruppe 34 bereitgestellt wird, auf den Kolben 224 übertragen. Auf diese Weise addieren sich die Fahreraufbringkraft und die Verstärkerkraft.
Während zwei Ausführungsformen zur Verwendung der Riemenscheibenbaugruppe 14 in Fahrzeugkraftunterstützungssystemen 10 beschrieben worden sind, kann die Riemenscheibenbaugruppe 14 auch in anderen Anwendungen verwendet sein, die hier nicht beschrieben sind.
Nachfolgend sind einige Ausführungsformen der vorhergehenden Offenbarung dargestellt:
Riemenscheibenbaugruppe mit einer Antriebsriemenscheibe; einer Abtriebsriemenscheibe; einem flexiblen Riemen, der derart konfiguriert ist, die Antriebsriemenscheibe mit der Abtriebsriemenscheibe zu verbinden; einer Leerlaufrolle, die ein Lager und eine Leerlaufrollenriemenscheibe aufweist, wobei die Leerlaufrollenriemenscheibe mit dem Riemen in Eingriff steht und die Leerlaufrollenriemenscheibe um eine erste Längsachse rotiert; und einer axialen Falle in der Riemenscheibenbaugruppe, der derart konfiguriert ist, eine Längsbewegung der Leerlaufrolle entlang der ersten Längsachse zu beschränken.
Riemenscheibenbaugruppe nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Riemenscheibenbaugruppe zwischen einem Gehäuse und einer Abdeckung angeordnet ist, wobei die axiale Falle so konfiguriert ist, einen Kontakt der Leerlaufrollenriemenscheibe mit dem Gehäuse und der Abdeckung zu blockieren.
Riemenscheibenbaugruppe nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die axiale Falle zumindest zwei Flansche aufweist, die sich von einer oder mehreren der Antriebsriemenscheibe, der Abtriebsriemenscheibe und der Leerlaufrollenriemenscheibe erstrecken.
Riemenscheibenbaugruppe nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die zumindest zwei Flansche einen ersten Flansch, der zwischen der Leerlaufrollenriemenscheibe und dem Gehäuse angeordnet ist, und einen zweiten Flansch aufweisen, der zwischen der Leerlaufrollenriemenscheibe und der Abdeckung angeordnet ist.
Riemenscheibenbaugruppe nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das Lager ein Nadellager ist.
Riemenscheibenbaugruppe nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Antriebsriemenscheibe um eine zweite Längsachse rotierbar ist und ferner eine Platte umfasst, die zumindest teilweise um die zweite Längsachse rotierbar ist, wobei die Leerlaufrolle eine Leerlaufrollenwelle aufweist, die sich entlang der ersten Längsachse erstreckt und in Bezug auf die Platte fest angeordnet ist, wobei eine Rotation der Leerlaufrollenwelle und der Platte um die zweite Längsachse so konfiguriert ist, den Riemen zu spannen.
Riemenscheibenbaugruppe nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Platte zumindest einen Schlitz aufweist, der eine Länge besitzt, wobei die Riemenscheibenbaugruppe in ein Gehäuse eingebaut ist, die Platte an dem Gehäuse unter Verwendung zumindest einer Sicherungsvorrichtung gesichert ist, die durch den zumindest einen Schlitz verläuft, die Platte an dem Gehäuse in mehr als einer Rotationsposition in Bezug auf das Gehäuse und die zweite Längsachse sicherbar ist und die Bewegung der Platte in Bezug auf das Gehäuse durch die Länge des Schlitzes beschränkt ist.
Kraftunterstützungssystem mit dem Riemenscheibensystem nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, ferner umfassend: einen Motor mit einem rotierbaren Rotor, wobei die Antriebsriemenscheibe funktional mit dem Rotor verbunden ist; und eine Kugelspindelbaugruppe, wobei die Abtriebsriemenscheibe mit der Kugelspindelbaugruppe verbunden ist; wobei eine Rotation der Abtriebsriemenscheibe mit der Antriebsriemenscheibe über den Riemen in eine Linearbewegung einer Abtriebswelle umgewandelt wird, die funktional mit der Kugelspindelbaugruppe verbunden ist.
Elektrisches Servolenksystem mit einem Kraftunterstützungssystem, das das Riemenscheibensystem nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen aufweist, wobei das Kraftunterstützungssystem ferner umfasst: einen Motor mit einem rotierbaren Rotor, wobei die Antriebsriemenscheibe funktional mit dem Rotor verbunden ist, und eine Kugelspindelbaugruppe, wobei die Abtriebsriemenscheibe mit der Kugelspindelbaugruppe verbunden ist, und wobei eine Drehung der Abtriebsriemenscheibe durch die Antriebsriemenscheibe über den Riemen in eine Linearbewegung einer Abtriebswelle umgewandelt wird, die funktional mit der Kugelspindelbaugruppe verbunden ist; und eine Lenkgetriebebaugruppe, die funktional mit der Abtriebswelle in Eingriff steht.
Bremskraftverstärkeraktor, umfassend: ein Kraftunterstützungssystem mit dem Riemenscheibensystem nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das Kraftunterstützungssystem ferner umfasst: einen Motor mit einem rotierbaren Rotor, wobei die Antriebsriemenscheibe funktional mit dem Rotor verbunden ist; und eine Kugelspindelbaugruppe, wobei die Abtriebsriemenscheibe mit der Kugelspindelbaugruppe verbunden ist, und wobei eine Rotation der Abtriebsriemenscheibe durch die Antriebsriemenscheibe über den Riemen in eine Linearbewegung einer Abtriebswelle umgewandelt wird, die funktional mit der Kugelspindelbaugruppe verbunden ist; und einen Hauptzylinder, der ein Reservoir und einen Kolben aufweist; wobei eine Rotation eines Abschnitts der Kugelspindelbaugruppe durch die Abtriebsriemenscheibe in eine Linearbewegung des Kolbens umgewandelt ist.
Riemenscheibenbaugruppe, umfassend: eine Antriebsriemenscheibe, die um eine erste Längsachse drehbar ist; eine Abtriebsriemenscheibe; einen flexiblen Riemen, der derart konfiguriert ist, die Antriebsriemenscheibe mit der Abtriebsriemenscheibe zu verbinden; eine Platte, die zumindest teilweise in Bezug auf die erste Längsachse rotierbar ist; und eine Leerlaufrolle, die eine Leerlaufrollenriemenscheibe und eine Leerlaufrollenwelle aufweist, wobei die Leerlaufrollenriemenscheibe mit dem Riemen in Eingriff bringbar ist und die Leerlaufrollenwelle fest in Bezug auf die Platte angeordnet ist, wobei eine Rotation der Leerlaufrolle und der Platte um die erste Längsachse so konfiguriert ist, den Riemen zu spannen.
Riemenscheibenbaugruppe nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei sich die Leerlaufrollenwelle entlang einer zweiten Längsachse erstreckt und die Leerlaufrollenriemenscheibe um die zweite Längsachse rotierbar ist, wobei die erste Längsachse in der Riemenscheibenbaugruppe fixiert ist und eine Anordnung der zweiten Längsachse in Bezug auf die erste Längsachse einstellbar ist.
Riemenscheibenbaugruppe nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Riemenscheibenbaugruppe an einem Gehäuse angebaut ist, wobei die Platte an dem Gehäuse in mehr als einer Rotationsposition in Bezug auf das Gehäuse und die erste Längsachse anbringbar ist.
Riemenscheibenbaugruppe nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Platte zumindest einen Schlitz aufweist, der eine Länge besitzt, wobei die Platte an dem Gehäuse unter Verwendung zumindest einer Sicherungsvorrichtung gesichert ist, die durch den zumindest einen Schlitz verläuft, und eine Bewegung der Platte in Bezug auf das Gehäuse durch die Länge des Schlitzes beschränkt ist.
Riemenscheibenbaugruppe nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Leerlaufrolle ferner ein Nadellager aufweist, das an der Leerlaufrollenwelle gesichert ist, wobei die Leerlaufrollenriemenscheibe um das Nadellager rotierbar ist.
Riemenscheibenbaugruppe nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Leerlaufrollenwelle eine zweite Längsachse aufweist und ferner mit einer axialen Falle, die derart konfiguriert ist, eine Längsbewegung der Leerlaufrollenriemenscheibe entlang der zweiten Längsachse zu beschränken.
Riemenscheibenbaugruppe nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Riemenscheibenbaugruppe zwischen der Platte und einer Abdeckung angeordnet ist, wobei die axiale Falle so konfiguriert ist, einen Kontakt der Leerlaufrollenriemenscheibe mit der Platte und der Abdeckung zu blockieren.
Riemenscheibenbaugruppe nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die axiale Falle zumindest zwei Flansche aufweist, wobei sich die zumindest zwei Flansche von zumindest einem der Antriebsriemenscheibe, der Abtriebsriemenscheibe und der Leerlaufrollenriemenscheibe erstrecken.
Kraftunterstützungssystem mit dem Riemenscheibensystem nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, ferner umfassend: einen Motor mit einem rotierbaren Rotor; wobei die Antriebsriemenscheibe funktional mit dem Rotor verbunden ist, und einer Kugelspindelbaugruppe, wobei die Abtriebsriemenscheibe mit der Kugelspindelbaugruppe verbunden ist; wobei eine Rotation der Abtriebsriemenscheibe durch die Antriebsriemenscheibe über den Riemen in eine Linearbewegung einer Abtriebswelle umgewandelt ist, die funktional mit der Kugelspindelbaugruppe verbunden ist.
Elektrisches Servolenksystem, umfassend: ein Kraftunterstützungssystem mit dem Riemenscheibensystem nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das Kraftunterstützungssystem ferner umfasst: einen Motor mit einem rotierbaren Rotor; wobei die Antriebsriemenscheibe funktional mit dem Rotor verbunden ist, und eine Kugelspindelbaugruppe, wobei die Abtriebsriemenscheibe mit der Kugelspindelbaugruppe verbunden ist, und wobei eine Rotation der Abtriebsriemenscheibe durch die Antriebsriemenscheibe über den Riemen in eine Linearbewegung einer Abtriebswelle umgewandelt ist, die funktional mit der Kugelspindelbaugruppe verbunden ist; und eine Lenkgetriebebaugruppe, die funktional mit der Abtriebswelle in Eingriff steht.
Bremskraftverstärkeraktor, umfassend: ein Kraftunterstützungssystem, das das Riemenscheibensystem nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen aufweist, wobei das Kraftunterstützungssystem ferner umfasst: einen Motor mit einem rotierbaren Rotor, wobei die Antriebsriemenscheibe funktional mit dem Rotor verbunden ist; und eine Kugelspindelbaugruppe, wobei die Abtriebsriemenscheibe mit der Kugelspindelbaugruppe verbunden ist, und wobei eine Rotation der Abtriebsriemenscheibe durch die Antriebsriemenscheibe über den Riemen in eine Linearbewegung einer Abtriebswelle umgewandelt wird, die funktional mit der Kugelspindelbaugruppe verbunden ist; und einen Hauptzylinder, der ein Reservoir und einen Kolben aufweist; wobei eine Rotation eines Abschnitts der Kugelspindelbaugruppe durch die Abtriebsriemenscheibe in eine Linearbewegung des Kolbens umgewandelt ist.
Verfahren zum Spannen einer Leerlaufrolle in einer Riemenscheibenbaugruppe eines Kraftunterstützungssystems, wobei das Verfahren umfasst: Anordnen einer Riemenscheibenbaugruppe zwischen einem Gehäuse und einer Abdeckung des Kraftunterstützungssystems, wobei die Riemenscheibenbaugruppe eine Antriebsriemenscheibe, die um eine erste Längsachse rotierbar ist, eine Abtriebsriemenscheibe, einen flexiblen Riemen, der so konfiguriert ist, die Antriebsriemenscheibe mit der Abtriebsriemenscheibe zu verbinden, eine Platte, die zumindest teilweise in Bezug auf die erste Längsachse rotierbar ist, und eine Leerlaufrolle aufweist, die eine Leerlaufrollenriemenscheibe und eine Leerlaufrollenwelle aufweist, wobei die Leerlaufrollenriemenscheibe mit dem Riemen in Eingriff bringbar ist und die Leerlaufrollenwelle fest in Bezug auf die Platte angeordnet ist; und Einstellen einer Spannung des Riemens durch Drehen der Leerlaufrolle und der Platte um die erste Längsachse.
Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das Kraftunterstützungssystem einen Motor aufweist, der in einem Gehäuse enthalten ist, und eine Rotorwelle des Motors eine erste Längsachse aufweist und ferner umfasst ist, dass die Platte an dem Gehäuse bei einer gewählten Spannung des Riemens gesichert wird.
Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei ein Sichern der Platte an dem Gehäuse umfasst, dass eine Sicherungsvorrichtung durch einen Schlitz in der Platte geführt wird, wobei die Platte an dem Gehäuse an mehr als einer Rotationsorientierung in Bezug auf die erste Längsachse anbringbar ist.
Verfahren zum Verhindern von Geräusch und Reibung in einem Kraftunterstützungssystem, wobei das Verfahren umfasst: Anordnen einer Riemenscheibenbaugruppe zwischen einem Gehäuse und einer Abdeckung des Kraftunterstützungssystems, wobei die Riemenscheibenbaugruppe eine Antriebsriemenscheibe, eine Abtriebsriemenscheibe, einen flexiblen Riemen, der derart konfiguriert ist, die Antriebsriemenscheibe mit der Abtriebsriemenscheibe zu verbinden, und eine Leerlaufrolle aufweist, die ein Nadellager und eine Leerlaufrollenriemenscheibe aufweist, wobei die Leerlaufrollenriemenscheibe mit dem Riemen in Eingriff steht; und axiales Halten der Leerlaufrolle entlang einer Längsachse der Leerlaufrollenwelle, um einen Kontakt der Leerlaufrolle mit dem Gehäuse und der Abdeckung zu blockieren.
Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei ein axiales Halten der Leerlaufrolle entlang der Längsachse der Leerlaufrollenwelle umfasst, dass die Leerlaufrollenriemenscheibe zwischen zumindest zwei Flanschen längs gehalten ist, die sich von zumindest eine der Antriebsriemenscheibe und der Abtriebsriemenscheibe erstrecken.
Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei ein axiales Halten der Leerlaufrolle entlang der Längsachse der Leerlaufrollenwelle umfasst, dass sich zumindest ein Flansch von der Leerlaufrollenriemenscheibe längs erstreckt, um zumindest teilweise zumindest eine der Antriebsriemenscheibe und der Abtriebsriemenscheibe zu überlappen.
Der Gebrauch der Begriffe ”ein” und ”eine/r/s” und ”der”, ”die”, ”das” und ähnliche Bezeichnungen in dem Kontext zur Beschreibung der Erfindung (insbesondere im Kontext der folgenden Ansprüche) sind so auszulegen, dass sowohl der Singular als auch der Plural abgedeckt sind, sofern es nicht anderweitig hier angegeben ist oder durch den Kontext deutlich entgegensteht. Ferner sei angemerkt, dass die Begriffe ”erste”, ”zweite” und dergleichen hier keine Reihenfolge, Menge oder Wichtigkeit bezeichnen, sondern vielmehr dazu verwendet sind, ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Der Ausdruck ”etwa”, der in Verbindung mit einer Menge verwendet ist, schließt den festgelegten Wert ein und hat die Bedeutung, die durch den Kontext bestimmt ist (z. B. umfasst er den Fehlergrad, der der Messung des bestimmten Betrags zugeordnet ist).
Während die Erfindung detailliert in Verbindung mit nur einer beschränkten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben worden ist, sei zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf derartige offenbarte Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung so modifiziert werden, dass eine beliebige Anzahl von Varianten, Änderungen, Substitutionen oder äquivalenten Anordnungen, die bisher nicht beschrieben sind, enthalten sind, die jedoch hinsichtlich Schutzumfang und Erfindungsgedanken der Erfindung übereinstimmen. Zusätzlich sei, während verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, zu verstehen, dass Aspekte der Erfindung nur einige der beschriebenen Ausführungsformen enthalten können. Demgemäß ist die Erfindung nicht als durch die vorhergehende Beschreibung beschränkt anzusehen.

Claims

Riemenscheibenbaugruppe (14) mit einer Antriebsriemenscheibe (18); einer Abtriebsriemenscheibe (20); einem flexiblen Riemen (16), der derart konfiguriert ist, die Antriebsriemenscheibe (18) mit der Abtriebsriemenscheibe (20) zu verbinden; einer Leerlaufrolle (22), die ein Lager (26) und eine Leerlaufrollenriemenscheibe (24) aufweist, wobei die Leerlaufrollenriemenscheibe (24) mit dem Riemen (16) in Eingriff steht und die Leerlaufrollenriemenscheibe (22) um eine erste Längsachse rotiert; und einem axialen Fänger (90) in der Riemenscheibenbaugruppe (14), der derart konfiguriert ist, eine Längsbewegung der Leerlaufrolle (22) entlang der ersten Längsachse zu beschränken.
Riemenscheibenbaugruppe (14) nach Anspruch 1, wobei die Riemenscheibenbaugruppe (14) zwischen einem Gehäuse (30) und einer Abdeckung (12) angeordnet ist, wobei die axiale Falle (90) so konfiguriert ist, einen Kontakt der Leerlaufrollenriemenscheibe (24) mit dem Gehäuse (30) und der Abdeckung (12) zu blockieren.
Riemenscheibenbaugruppe (14) nach Anspruch 2, wobei die axiale Falle (90) zumindest zwei Flansche (92) aufweist, die sich von einer oder mehreren der Antriebsriemenscheibe (18), der Abtriebsriemenscheibe (20) und der Leerlaufrollenriemenscheibe (24) erstrecken.
Riemenscheibenbaugruppe (14) nach Anspruch 3, wobei die zumindest zwei Flansche (92) einen ersten Flansch (92), der zwischen der Leerlaufrollenriemenscheibe (24) und dem Gehäuse (30) angeordnet ist, und einen zweiten Flansch (92) aufweisen, der zwischen der Leerlaufrollenriemenscheibe (24) und der Abdeckung (12) angeordnet ist.
Riemenscheibenbaugruppe (14) nach Anspruch 1, wobei das Lager (26) ein Nadellager (26) ist.
Riemenscheibenbaugruppe (14) nach Anspruch 1, wobei die Antriebsriemenscheibe (18) um eine zweite Längsachse rotierbar ist und ferner eine Platte (52) umfasst, die zumindest teilweise um die zweite Längsachse rotierbar ist, wobei die Leerlaufrolle (22) eine Leerlaufrollenwelle (28) aufweist, die sich entlang der ersten Längsachse erstreckt und in Bezug auf die Platte (52) fest angeordnet ist, wobei eine Rotation der Leerlaufrollenwelle (28) und der Platte (52) um die zweite Längsachse so konfiguriert ist, den Riemen (16) zu spannen.
Riemenscheibenbaugruppe (14) nach Anspruch 6, wobei die zweite Längsachse in der Riemenscheibenbaugruppe (14) fixiert ist und eine Anordnung der ersten Längsachse in Bezug auf die zweite Längsachse einstellbar ist.
Riemenscheibenbaugruppe (14) nach Anspruch 6, wobei die Riemenscheibenbaugruppe (14) an einem Gehäuse (30) angebaut ist, wobei die Platte (52) an dem Gehäuse (30) in mehr als einer Rotationsposition in Bezug auf das Gehäuse (30) und die zweite Längsachse anbringbar ist.
Riemenscheibenbaugruppe (14) nach Anspruch 8, wobei die Platte (52) zumindest einen Schlitz (51) aufweist, der eine Länge besitzt, wobei die Platte (52) an dem Gehäuse (30) unter Verwendung zumindest einer Sicherungsvorrichtung (53) gesichert ist, die durch den zumindest einen Schlitz (51) verläuft, wobei die zumindest eine Sicherungsvorrichtung (53) einen Durchmesser aufweist, der kleiner als eine Länge des zumindest einen Schlitzes (51) ist und eine Bewegung der Platte (52) in Bezug auf das Gehäuse (30) durch die Länge des Schlitzes (51) beschränkt ist.
Riemenscheibensystem nach Anspruch 1, wobei das Riemenscheibensystem in einem Kraftunterstützungssystem (10) angeordnet ist, das ferner einen Motor (32) mit einem rotierbaren Rotor (44), wobei die Antriebsriemenscheibe (18) funktional mit dem Rotor (44) verbunden ist; und eine Kugelspindelbaugruppe (34) umfasst, wobei die Abtriebsriemenscheibe (20) mit der Kugelspindelbaugruppe (34) verbunden ist; wobei eine Rotation der Abtriebsriemenscheibe (20) mit der Antriebsriemenscheibe (18) über den Riemen (16) in eine Linearbewegung einer Abtriebswelle (50) umgewandelt wird, die funktional mit der Kugelspindelbaugruppe (34) verbunden ist.
Riemenscheibensystem nach Anspruch 10, wobei das Kraftunterstützungssystem (10) ein elektrisches Servolenksystem (110) ist, das ferner eine Lenkzahnradbaugruppe (118) aufweist, die funktional mit der Abtriebswelle (50) in Eingriff steht.
Riemenscheibensystem nach Anspruch 10, wobei das Kraftunterstützungssystem (10) ein Bremskraftverstärkeraktor (212) ist, der ferner einen Hauptzylinder (214) aufweist, der ein Reservoir (218) und einen Kolben (224) aufweist, wobei eine Rotation eines Abschnitts der Kugelspindelbaugruppe (34) durch die Abtriebsriemenscheibe (20) in eine Linearbewegung des Kolbens (224) umgewandelt ist.
Verfahren zum Spannen eines Riemens (16) in einer Riemenscheibenbaugruppe (14), wobei die Riemenscheibenbaugruppe (14) eine Antriebsriemenscheibe (18), die um eine erste Längsachse rotierbar ist, eine Abtriebsriemenscheibe (20), einen flexiblen Riemen (16), der derart konfiguriert ist, die Antriebsriemenscheibe (18) mit der Abtriebsriemenscheibe (20) zu verbinden, und eine Leerlaufrolle (22) aufweist, die eine Leerlaufrollenriemenscheibe (24) und eine Leerlaufrollenwelle (28) aufweist, wobei die Leerlaufrollenriemenscheibe (24) mit dem Riemen (16) in Eingriff bringbar ist, wobei das Verfahren umfasst: Anordnen der Riemenscheibenbaugruppe (14) zwischen einem Gehäuse (30) und einer Abdeckung (12) eines Kraftunterstützungssystems (10), wobei das Kraftunterstützungssystem (10) einen Motor (32), der in dem Gehäuse (30) enthalten ist, und eine Rotorwelle (44) des Motors (32) aufweist, die eine erste Längsachse besitzt; Anordnen einer Platte (52), die zumindest teilweise in Bezug auf die erste Längsachse rotierbar ist, an dem Gehäuse (30), wobei die Leerlaufrollenwelle (28) mit Bezug auf die Platte (52) fest angeordnet ist; Rotieren der Platte (52) mit Bezug auf das Gehäuse (30), um die Leerlaufrollenwelle (28) zu bewegen und eine Spannung des Riemens (16) einzustellen; und Sichern der Platte (52) an dem Gehäuse (30) bei einer gewählten Spannung des Riemens (16).
Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein Sichern der Platte (52) an dem Gehäuse (30) umfasst, dass eine Sicherungsvorrichtung (53) durch einen Schlitz (51) in der Platte (52) geführt wird, wobei der Schlitz (51) eine Länge aufweist, die größer als ein Durchmesser der Sicherungsvorrichtung (53) ist, wobei die Platte (52) an dem Gehäuse (30) an mehr als einer Rotationsorientierung in Bezug auf die erste Längsachse anbringbar ist.
Riemenscheibenbaugruppe (14) nach Anspruch 13, wobei die Leerlaufrolle (22) ferner ein Nadellager (26) umfasst, das an der Leerlaufrollenwelle (28) gesichert ist, wobei die Leerlaufrollenriemenscheibe (24) um das Nadellager (26) rotierbar ist.