DE102016119367A1

DE102016119367A1 - STEERING SYSTEM

Info

Publication number: DE102016119367A1
Application number: DE102016119367.4A
Authority: DE
Inventors: Oliver Hetzel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-10-12
Filing date: 2016-10-12
Publication date: 2018-04-12
Also published as: WO2018068933A1

Abstract

Ein Lenksystem umfasst eine in einem Gehäuse (1) längsaxial verschiebbar gelagerte Lenkstange (2) und einen Lenkmotor (5), der über einen Kugelgewindetrieb (6) auf die Lenkstange (2) wirkt, wozu die Lenkstange (2) in zumindest einem Abschnitt ein Kugelumlaufgewinde (7) ausbildet, das über kugelförmige Übertragungselemente (8) mit einer von dem Lenkmotor (5) antreibbaren Getriebemutter (9) zusammenwirkt, wobei die Getriebemutter (9) mittels einer Lageranordnung in dem Gehäuse (1) gelagert ist, wobei ein Getrieberad (10) eines Zugmittelgetriebes, über das eine Antriebsleistung des Lenkmotors (5) auf die Getriebemutter (9) übertragbar ist, mit einem Innenring (16) eines Drehlagers (15) der Lageranordnung verbunden ist. Ein solches Lenksystem ist dadurch gekennzeichnet, dass das Getrieberad (10) mittels einer Kupplung drehmomentübertragend mit der Getriebemutter (9) zusammenwirkt. A steering system comprises a steering rod (2) mounted longitudinally displaceably in a housing (1) and a steering motor (5) which acts on the steering rod (2) via a ball screw drive (6), for which purpose the steering rod (2) engages in at least one section Ball screw (7) is formed, which cooperates via spherical transmission elements (8) with a of the steering motor (5) driven gear nut (9), wherein the gear nut (9) by means of a bearing assembly in the housing (1) is mounted, wherein a gear ( 10) of a traction mechanism, via which a drive power of the steering motor (5) on the gear nut (9) is transferable, with an inner ring (16) of a pivot bearing (15) of the bearing assembly is connected. Such a steering system is characterized in that the gear wheel (10) by means of a coupling torque-transmitting with the gear nut (9) cooperates.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem mit einer in einem Gehäuse längsaxial verschiebbar gelagerten Lenkstange und mit einem Lenkmotor, der über einen Kugelgewindetrieb auf die Lenkstange wirkt, wozu die Lenkstange in zumindest einem Abschnitt ein Kugelumlaufgewinde ausbildet, das mit einer von dem Lenkmotor antreibbaren Getriebemutter zusammenwirkt, wobei die Getriebemutter mittels einer Lageranordnung in dem Gehäuse gelagert ist. The invention relates to a steering system with a longitudinal axis axially displaceably mounted in a steering rod and steering motor, which acts via a ball screw on the handlebar, including the handlebar forms at least a portion of a ball screw, which cooperates with a drivable by the steering motor gear nut, wherein the gear nut is mounted by means of a bearing assembly in the housing.

Ein solches Lenksystem kann dabei insbesondere in Form eines Hilfskraftlenksystems ausgebildet sein, durch das beim Lenken ein unterstützendes Drehmoment erzeugt wird, um das von einem Bediener auf eine Lenksäule aufzubringende Lenkmoment zu reduzieren. Such a steering system can be designed in particular in the form of a power steering system, by which during steering a supporting torque is generated in order to reduce the applied by an operator on a steering column steering torque.

Ein Hilfskraftlenksystem ist beispielsweise aus der EP 2 049 383 B1 bekannt. Bei diesem ist der Gewindetrieb in Form eines Kugelgewindetriebs ausgebildet. Im Betrieb eines solchen Hilfskraftlenksystems kann sich infolge von Querkräften, mit denen die Lenkstange aufgrund ihrer Verbindung mit den Radlenkhebeln gelenkter Räder eines das Hilfskraftlenksystem integrierenden Kraftfahrzeugs belastet wird, eine Biegung und/oder Schrägstellung der Lenkstange innerhalb des Gehäuses einstellen. Eine solche Biegung und/oder Schrägstellung der Lenkstange im Bereich des Kugelgewindetriebs muss von einer Radiallagerung, über die die Getriebemutter des Kugelgewindetriebs drehbar innerhalb des Gehäuses gelagert ist, kompensiert werden, um stets einen möglichst reibungsarmen Antrieb der Lenkstange mittels des Kugelgewindetriebs zu gewährleisten. Hierzu ist bei dem Hilfskraftlenksystem gemäß der EP 2 049 383 B1 vorgesehen, dass der Außenring eines Radialwälzlagers, über das die Mutter drehbar innerhalb des Gehäuses gelagert ist, in etwa mittig bezüglich seiner Längsrichtung an einem Vorsprung des Gehäuses abgestützt ist, wodurch ein Kippen des Radiallagers entsprechend einer Schrägstellung der Lenkstange im Bereich des Kugelgewindetriebs ermöglicht ist. Weiterhin ist das Radialwälzlager mit seinem Außenring beidseitig an jeweils einem elastischen Lagerring abgestützt. Mittels dieser Lagerringe ist das Radialwälzlager bezüglich seiner längsaxialen Richtungen innerhalb des Gehäuses abgestützt. Gleichzeitig ermöglicht die Elastizität der Lagerringe jedoch das beschriebene Kippen des Radialwälzlagers entsprechend einer Schrägstellung der Lenkstange. A power steering system is for example from the EP 2 049 383 B1 known. In this, the screw drive is designed in the form of a ball screw. In operation of such a power steering system may be due to lateral forces, with which the handlebar is charged due to their connection with the wheel steering levers steered wheels of an auxiliary power steering system integrating motor vehicle, a bending and / or inclination of the handlebar within the housing. Such a bending and / or inclination of the handlebar in the ball screw must be compensated by a radial bearing over which the gear nut of the ball screw is rotatably mounted within the housing in order to always ensure a low-friction drive of the handlebar by means of ball screw. For this purpose, in the power steering system according to the EP 2 049 383 B1 provided that the outer ring of a radial roller bearing over which the nut is rotatably supported within the housing is supported approximately centrally with respect to its longitudinal direction on a projection of the housing, whereby a tilting of the radial bearing is made possible according to an inclination of the handlebar in the ball screw. Furthermore, the radial roller bearing is supported with its outer ring on both sides of each elastic bearing ring. By means of these bearing rings, the radial roller bearing is supported with respect to its longitudinal axial directions within the housing. At the same time, however, the elasticity of the bearing rings allows the described tilting of the radial roller bearing in accordance with an inclined position of the handlebar.

Als problematisch bei der aus der EP 2 049 383 B1 bekannten Abstützung des Radialwälzlagers zwischen zwei elastischen Lagerringen hat sich gezeigt, dass sich bei einer Schrägstellung infolge der elastischen Eigenschaft der Lagerringe ein dem Kippen infolge einer Schrägstellung der Lenkstange entgegenwirkendes Kippmoment einstellt. Ein solches Kippmoment kann grundsätzlich relativ gering gehalten werden, wenn der Elastizitätsmodul des oder der elastischen Werkstoffe der Lagerringe entsprechend gering gehalten wird. Dies führt jedoch zu einer entsprechend weichen, d.h. wenig steifen Lagerung des Radiallagers bezüglich dessen längsaxialen Richtungen innerhalb des Gehäuses. Die Dimensionierung der Elastizitätsmodule der elastischen Werkstoffe der Lagerringe unterliegt demnach einem Zielkonflikt. Weiterhin ist der mittels der Lagerung gemäß der EP 2 049 383 B1 erzielbare Kippwinkel relativ klein. As problematic in the from the EP 2 049 383 B1 known support of the radial roller bearing between two elastic bearing rings has been shown that adjusts a tilting due to the elastic property of the bearing rings a tilting due to an inclination of the handlebar counteracting overturning moment. Such a tilting moment can in principle be kept relatively low if the modulus of elasticity of the elastic material or materials of the bearing rings is kept correspondingly low. However, this leads to a correspondingly soft, ie less stiff mounting of the radial bearing with respect to its longitudinal axial directions within the housing. The dimensioning of the elastic moduli of the elastic materials of the bearing rings is therefore subject to a conflict of goals. Furthermore, the means of storage according to the EP 2 049 383 B1 achievable tilt angle relatively small.

Aus der DE 10 2011 056 025 A1 und der DE 10 2011 056 031 A1 ist jeweils ein Hilfskraftlenksystem bekannt, bei dem das Riemenrad eines Zahnriemengetriebes mit einem hülsenförmigen Lagerabschnitt in einer Lageranordnung, die insbesondere aus zwei Schulterkugellagern in einer sogenannten O-Anordnung bestehen kann, gelagert ist. Die Getriebemutter eines Kugelgewindetriebes ist innerhalb des Lagerabschnitts des Riemenrads gelagert, wobei durch eine ballige Ausbildung der Innenfläche des Lagerabschnitts des Riemenrads ermöglicht wird, dass die Getriebemutter innerhalb des Lagerabschnitts in Grenzen kippen kann. Eine Drehmomentübertragung zwischen dem Riemenrad und der Getriebemutter wird mittels Mitnehmern realisiert, die u.a. aus einem Elastomer ausgebildet sein können. From the DE 10 2011 056 025 A1 and the DE 10 2011 056 031 A1 In each case, a power steering system is known in which the pulley of a toothed belt drive with a sleeve-shaped bearing portion in a bearing assembly, which may consist in particular of two shoulder ball bearings in a so-called O-arrangement, is mounted. The gear nut of a ball screw is mounted within the bearing portion of the pulley, which is allowed by a spherical formation of the inner surface of the bearing portion of the pulley that the gear nut can tilt within limits within the bearing section. A torque transmission between the pulley and the gear nut is realized by means of drivers, which may be formed, inter alia, of an elastomer.

Die DE 10 2005 015 756 A1 offenbart ein Lenksystem, bei dem eine Schwenkbarkeit einer Gewindemutter eines Kugelgewindetriebs durch eine gewölbte Ausgestaltung der Innenfläche eines Innenrings oder der Außenfläche eines Außenrings eines Wälzlagers, mittels dessen die Gewindemutter in einem Gehäuse des Lenksystems gelagert ist, realisiert wird. Die gewölbte Innenfläche oder Außenfläche wirkt dabei mit einer entsprechend gewölbten Gegenfläche der Gewindemutter oder des Gehäuses zusammen. The DE 10 2005 015 756 A1 discloses a steering system in which a pivotability of a threaded nut of a ball screw by a curved configuration of the inner surface of an inner ring or the outer surface of an outer ring of a rolling bearing, by means of which the threaded nut is mounted in a housing of the steering system is realized. The curved inner surface or outer surface acts together with a correspondingly curved counter surface of the threaded nut or the housing.

Und schließlich ist aus der DE 10 2011 117 723 A1 ein Kugelgewindetrieb für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem eine Getriebemutter schwenkbar unter Zwischenschaltung eines Gleitrings und mehrerer Mitnahmeelemente in einem Innenring eines Wälzlagers gelagert ist. Ein Riemenrad eines Riemengetriebes ist mit dem Innenring des Wälzlagers verbunden. Die Mitnahmeelemente bewirken eine Übertragung eines Drehmoments von dem Riemenrad über den Innenring des Wälzlagers auf die Getriebemutter. Durch die Verbindung des Riemenrads mit dem Innenring des Wälzlagers soll verhindert werden, dass sich ein Kippen der Getriebemutter negativ auf die Leistungsübertragung des Riemengetriebes auswirkt, wie dies der Fall sein könnte, wenn das Riemenrad mit der Getriebemutter kippen würde. And finally is out of the DE 10 2011 117 723 A1 a ball screw for a steering system of a motor vehicle, in which a gear nut is pivotally mounted with the interposition of a sliding ring and a plurality of driving elements in an inner ring of a rolling bearing. A pulley of a belt transmission is connected to the inner ring of the rolling bearing. The driving elements cause a transmission of torque from the pulley via the inner ring of the rolling bearing on the gear nut. The connection of the pulley with the inner ring of the bearing is to prevent a tilting of the gear nut has a negative effect on the power transmission of the belt drive, as could be the case if the pulley would tip with the gear nut.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Lenksystem gemäß der DE 10 2011 117 723 A1 die Kippbarkeit der Getriebemutter zu verbessern. Dabei soll vorzugsweise auch eine axial und radial möglichst spielfreie Lagerung der Getriebemutter innerhalb des Gehäuses realisiert werden. The invention was based on the object in a generic steering system according to the DE 10 2011 117 723 A1 to improve the tiltability of the gear nut. In this case, preferably also axially and radially as possible backlash-free storage of the gear nut can be realized within the housing.

Diese Aufgabe wird mittels eines Lenksystems gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Lenksystems sind Gegenstände der abhängigen Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung. This object is achieved by means of a steering system according to the patent claim 1. Advantageous embodiments of the steering system according to the invention are subject matter of the dependent claims and / or emerge from the following description of the invention.

Erfindungsgemäß ist ein Lenksystem mit einer in einem Gehäuse längsaxial verschiebbar gelagerten Lenkstange und mit einem Lenkmotor vorgesehen, wobei der Lenkmotor über einen Kugelgewindetrieb auf die Lenkstange wirkt, wozu die Lenkstange in zumindest einem Abschnitt ein Kugelumlaufgewinde ausbildet, das über kugelförmige Mitnahmeelemente mit einer von dem Lenkmotor antreibbaren Getriebemutter zusammenwirkt, wobei die Getriebemutter mittels einer Lageranordnung in dem Gehäuse gelagert ist. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Lageranordnung axial unter Zwischenschaltung mindestens eines Federelements abgestützt ist. Ein erfindungsgemäßes Lenksystem umfasst weiterhin ein Zugmittelgetriebe, das dazu dient, eine Antriebsleistung, die von dem vorzugsweise elektrischen, gegebenenfalls auch hydraulischen Lenkmotor erzeugt wird, auf die Getriebemutter zu übertragen und dabei gegebenenfalls auch eine Übersetzung für die Antriebsdrehzahl und das Antriebsmoment zu erreichen. Das Zugmittelgetriebe kann insbesondere in Form eines Riementriebs ausgebildet sein, wobei der Riementrieb sowohl kraftschlüssig (z.B. als Flachriemen- oder Keilriementrieb) als auch primär formschlüssig (z.B. als Zahnriementrieb) ausgebildet sein kann. According to the invention, a steering system is provided with a longitudinally slidably mounted in a housing handlebar and a steering motor, wherein the steering motor acts via a ball screw on the handlebar, for which the handlebar forms at least a portion of a ball screw, the spherical driving elements with one of the steering motor drivable gear nut cooperates, wherein the gear nut is mounted by means of a bearing assembly in the housing. It can preferably be provided that the bearing assembly is supported axially with the interposition of at least one spring element. An inventive steering system further comprises a traction mechanism, which serves to transmit a drive power which is generated by the preferably electric, possibly also hydraulic steering motor, to the gear nut and optionally to achieve a translation for the input speed and the drive torque. The traction mechanism can be designed in particular in the form of a belt drive, with the belt drive being able to be designed both in a force-fitting manner (for example as a flat belt or V-belt drive) and in a primarily form-fitting manner (for example as a toothed belt drive).

Bei einem solchen Lenksystem könnte, wenn, wie dies von konventionellen Lenksystemen bekannt ist, ein Getrieberad (Riemenrad) des Zugmittelgetriebes (Riementriebs) direkt mit der Getriebemutter des Kugelgewindetriebs verbunden ist, ein Kippen der Getriebemutter zu einem entsprechenden Kippen des Getrieberads führen, wodurch eine ausreichend sichere Übertragung der Antriebsleistung durch das Zugmittelgetriebe negativ beeinflusst und/oder die Belastung für das Zugmittelgetriebe erhöht werden könnte. Um dies zu vermeiden ist bei einem erfindungsgemäßen Lenksystem weiterhin vorgesehen, dass ein solches Getrieberad eines Zugmittelgetriebes, über das eine Antriebsleistung des Lenkmotors auf die Getriebemutter übertragbar ist, mit dem Innenring eines Drehlagers der Lageranordnung verbunden ist. Auf diese Weise kann in vorteilhafter Weise vermieden werden, dass ein Kippen der Getriebemutter des Kugelgewindetriebs auf das Getrieberad des Zugmittelgetriebes übertragen wird. Die Verbindung des Getrieberads mit dem Innenring des Drehlagers sollte dabei zumindest so sein, dass ein Kippen der Rotationsachse des Getrieberads relativ zu der Längsachse des Innenrings beziehungsweise des entsprechenden Drehlagers insgesamt vermieden wird. Eine drehmomentübertragende Verbindung kann vorgesehen sein, ist funktional jedoch nicht zwingend erforderlich. Besonders bevorzugt, unter anderem auch, weil eine solche konstruktiv besonders einfach umsetzbar ist, kann eine starre, d.h. vollkommen unbewegliche Verbindung zwischen dem Getrieberad und dem Innenring des Drehlagers vorgesehen sein. In such a steering system, if, as is known from conventional steering systems, a gear (pulley) of the traction mechanism (belt drive) is directly connected to the gear nut of the ball screw, a tilting of the gear nut could lead to a corresponding tilting of the gear, whereby a sufficient safe transmission of the drive power by the traction mechanism negatively influenced and / or the burden on the traction mechanism could be increased. To avoid this is further provided in a steering system according to the invention that such a gear of a traction mechanism, via which a drive power of the steering motor is transferable to the gear nut, is connected to the inner ring of a pivot bearing of the bearing assembly. In this way it can be avoided in an advantageous manner that a tilting of the gear nut of the ball screw is transmitted to the gear of the traction mechanism. The connection of the gear to the inner ring of the pivot bearing should be at least so that a tilting of the axis of rotation of the gear relative to the longitudinal axis of the inner ring or the respective pivot bearing is avoided altogether. A torque transmitting connection may be provided but is not functionally required. Particularly preferred, among other things, because such a constructive is particularly easy to implement, a rigid, i. be provided completely immobile connection between the gear and the inner ring of the pivot bearing.

Gleichzeitig muss eine Übertragung der Antriebsleistung des Lenkmotors von dem Getrieberad des Zugmittelgetriebes auf die Getriebemutter des Kugelgewindetriebs sichergestellt werden. Anders als bei der aus der DE 10 2011 117 723 A1 bekannten Ausgestaltung eines Kugelgewindetriebs soll dies erfindungsgemäß nicht dadurch erfolgen, dass der oder die Innenringe der Drehlager, die mit dem Getrieberad des Zugmittelgetriebes drehmomentübertragend verbunden sind, auch drehmomentübertragend mit der Getriebemutter des Kugelgewindetriebs verbunden sind. Vielmehr ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Getrieberad mittels einer (vorzugsweise dauerhaft verbindenden beziehungsweise nicht funktional zu öffnenden) Kupplung drehmomentübertragend mit der Getriebemutter verbunden ist, wobei die Kupplung weiterhin bevorzugt derart ausgebildet ist, dass ein Kippen der Getriebemutter relativ zu dem Getrieberad möglich ist. At the same time a transmission of the drive power of the steering motor must be ensured by the gear of the traction mechanism to the gear nut of the ball screw. Unlike the one from the DE 10 2011 117 723 A1 known configuration of a ball screw according to the invention, this is not done by the fact that the or the inner rings of the pivot bearing, which are connected torque-transmitting to the gear of the traction mechanism, are also connected torque-transmitting with the gear nut of the ball screw. Rather, the invention provides that the gear is connected by means of a (preferably permanently connecting or not functionally openable) torque-transmitting coupling with the gear nut, wherein the clutch is further preferably designed such that a tilting of the gear nut relative to the gear is possible.

Durch diese Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Lenksystems kann eine vorteilhafte Übertragung der Antriebsleistung von dem Getrieberad des Zugmittelgetriebes auf die Getriebemutter des Kugelgewindetriebs realisiert werden. Dies gilt insbesondere auch im Vergleich zu dem aus der DE 10 2011 117 723 A1 bekannten Kugelgewindetrieb, weil dadurch nicht erforderlich ist, eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem mit dem Getrieberad verbundenen Innenring eines Drehlagers und der Getriebemutter vorzusehen, die gleichzeitig die Schwenkbarkeit sowie die spielfreie Lagerung, die durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Lenkgetriebes erreicht wird, gewährleisten müsste. Eine Einschränkung der Schwenkbarkeit der Getriebemutter in der Lageranordnung wird folglich nicht dadurch beschränkt, dass eine Übertragung eines Drehmoments zwischen dem Innenring des Drehlagers und der Getriebemutter gewährleistende Mitnahmeelemente in die Schwenklagerung integriert werden müssen. This embodiment of a steering system according to the invention, an advantageous transmission of the drive power can be realized by the gear of the traction mechanism to the gear nut of the ball screw. This applies in particular also in comparison to that from the DE 10 2011 117 723 A1 known ball screw, because this is not necessary to provide a torque-transmitting connection between the connected to the gear inner ring of a pivot bearing and the gear nut, which at the same time would have to ensure the pivoting and play-free storage, which is achieved by the inventive design of a steering gear. A restriction of the pivoting of the gear nut in the bearing assembly is therefore not limited by the fact that a transmission of torque between the inner ring of the pivot bearing and the gear nut ensuring carrier elements must be integrated into the pivot bearing.

In einer bevorzugten Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Lenksystems kann vorgesehen sein, dass die Kupplung derart ausgebildet ist, dass ein Kippen der Getriebemutter relativ zu dem Getrieberad aufgrund einer elastischen Deformation eines Deformationselements möglich ist. Ein solches Deformationselement ermöglicht in vorteilhafter Weise sowohl die vorgesehene Möglichkeit eines Kippens der Getriebemutter relativ zu dem Getrieberad als auch eine Übertragung eines Drehmoments von dem Getrieberad auf die Getriebemutter, die zudem spielfrei sein kann, wodurch ungewollte Geräuschentwicklung, insbesondere bei einem Wechsellenken, vermieden werden können. In a preferred embodiment of a steering system according to the invention can be provided be that the coupling is designed such that a tilting of the gear nut relative to the gear due to an elastic deformation of a deformation element is possible. Such a deformation element advantageously allows both the proposed possibility of tilting of the gear nut relative to the gear and a transmission of torque from the gear to the gear nut, which also can be free of play, whereby unwanted noise, especially in a Wechsellenken can be avoided ,

In einer insbesondere aus konstruktiven Gründen bevorzugten Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Lenksystems kann zudem vorgesehen sein, dass die Kupplung als Klauenkupplung mit ineinander greifenden Klauen des Getrieberads und der Getriebemutter ausgebildet ist. Dabei kann weiterhin bevorzugt vorgesehen sein, dass zwischen Klauen des Getrieberads und der Getriebemutter ein elastisches Deformationselement angeordnet ist. Die Klauen der Getriebemutter können zudem von einem (vorzugsweise ringförmigen) Klauenelement ausgebildet sein, das zumindest drehmomentübertragend und bevorzugt starr mit einem Grundkörper der Getriebemutter verbunden ist. Eine solche Ausgestaltung der Kupplung kann sich insbesondere hinsichtlich der Herstellbarkeit und/oder der Montage des erfindungsgemäßen Lenksystems vorteilhaft auswirken. In an embodiment of a steering system according to the invention which is particularly preferred for constructional reasons, provision can also be made for the clutch to be designed as a dog clutch with intermeshing claws of the gear wheel and the gear nut. In this case, it can further be preferred that an elastic deformation element is arranged between claws of the gear wheel and the gear nut. The claws of the gear nut can also be formed by a (preferably annular) jaw element, which is connected to at least torque-transmitting and preferably rigidly connected to a base body of the gear nut. Such an embodiment of the coupling can have an advantageous effect in particular with regard to the manufacturability and / or the assembly of the steering system according to the invention.

Eine Verbindung eines solchen Klauenelements mit dem Grundkörper der Getriebemutter kann vorzugsweise dadurch erreicht werden, dass das Klauenelement ringförmig ausgebildet ist und auf einem Schaftabschnitt des Grundkörpers gelagert ist. Eine eine Drehmoment übertragende Verbindung zwischen dem Klauenelement und dem Grundkörper kann dann mittels eines oder mehrerer, in Vertiefungen einer Innenfläche des Klauenelements und einer Außenfläche des Schaftabschnitts angeordneten Mitnahmeelementen, die beispielsweise in Form von Spannstiften und insbesondere in Form von Schwerspannstiften ausgebildet sein können, realisiert sein. Dies stellt u.a. eine konstruktiv einfache und vorteilhaft zu montierende Verbindung zwischen dem Klauenelement und dem Grundkörper der Getriebemutter dar. A connection of such a claw member with the main body of the gear nut can preferably be achieved in that the claw member is annular and is mounted on a shaft portion of the base body. A torque-transmitting connection between the claw element and the base body can then be realized by means of one or more entrainment elements arranged in depressions of an inner surface of the claw element and an outer surface of the shaft section, which can be designed, for example, in the form of tension pins and in particular in the form of heavy-duty pins , This represents u.a. a structurally simple and advantageous to be mounted connection between the jaw member and the main body of the gear nut.

Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass das vorzugsweise ringförmige Klauenelement an einer Stirnseite an einem längsaxialen Ende des Grundkörpers befestigt ist. Alternatively, it can also be provided that the preferably annular claw element is attached to an end face at a longitudinal axial end of the base body.

In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Lenksystems kann zudem eine Ausgestaltung der Kupplung derart vorgesehen sein, dass diese ein Kippmoment auf die Getriebemutter ausübt. Dies kann dazu dienen, durch ein „Verkanten“ der Lenkstange innerhalb der Getriebemutter unter Zwischenschaltung der Kugeln des Kugelgewindetriebs eine Relativbewegung zwischen der Lenkstange und der Getriebemutter, die insbesondere durch eine Bewegungsanregung der Lenkstange im Betrieb eines das Lenksystem umfassenden Kraftfahrzeugs begründet sein kann, zu unterdrücken. Dadurch kann verhindert werden, dass die kugelförmigen Übertragungselemente des Kugelgewindetriebs in den hierfür vorgesehenen Rillen der Kugelumlaufgewinde der Lenkstange und der Getriebemutter hin und her bewegt werden, was ansonsten zu einer ungewollten Geräuschentwicklung führen könnte. In a further preferred embodiment of a steering system according to the invention, an embodiment of the clutch can also be provided such that it exerts a tilting moment on the gear nut. This can serve to suppress by a "tilting" of the handlebar inside the gear nut with the interposition of the balls of the ball screw relative movement between the handlebar and the gear nut, which may be justified in particular by a movement excitation of the handlebar in the operation of a motor vehicle comprising the steering system , As a result, it can be prevented that the spherical transmission elements of the ball screw are moved back and forth in the grooves provided for this purpose for the recirculating ball screw of the handlebar and the gear nut, which otherwise could lead to unwanted noise development.

Eine insbesondere aus konstruktiver Hinsicht vorteilhafte Möglichkeit zur Erzeugung eines solchen Kippmoments kann darin liegen, dass ein Kupplungselement der Kupplung exzentrisch bezüglich des Grundkörpers der Getriebemutter angeordnet ist. Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass bei einem erfindungsgemäßen Lenksystem, bei dem die als Klauenkupplung ausgebildete Kupplung ein (vorzugsweise ringförmiges) Klauenelement umfasst, das Zentrum des (ringförmigen) Klauenelements radial beabstandet bezüglich der Längsachse des Grundkörpers angeordnet ist, wodurch sich eine Exzentrizität des Klauenelements im Bezug zu dem Grundkörper ergibt. Diese Exzentrizität bewirkt in Verbindung mit einem axialen Abstand zu zumindest einem Abschnitt des von der Getriebemutter ausgebildeten Kugelumlaufgewindes die vorgesehene Erzeugung eines Kippmoments. Gleichzeitig kann dabei durch das ein Kippen der Getriebemutter relativ zu dem Getrieberad ermöglichende Zusammenwirken des Klauenelements mit den Klauen des Getrieberads verhindert werden, dass sich die Exzentrizität des Klauenelements auf den Rundlauf des (an dem Innenring zumindest eines der Drehlager gelagerten bzw. befestigten) Getrieberads negativ auswirkt. A particularly advantageous in terms of design possibility for generating such a tilting moment may be that a coupling element of the clutch is arranged eccentrically with respect to the main body of the gear nut. Particularly preferably, it may be provided that in a steering system according to the invention, in which the clutch formed as a claw clutch comprises a (preferably annular) jaw member, the center of the (annular) jaw member radially spaced relative to the longitudinal axis of the body is arranged, resulting in an eccentricity of Claw element in relation to the main body results. This eccentricity, in conjunction with an axial distance to at least a portion of the recirculating ball screw formed by the gear nut, causes the intended generation of a tilting moment. At the same time by the tilting of the gear nut relative to the gear enabling interaction of the jaw member with the jaws of the gear can be prevented that the eccentricity of the jaw member on the concentricity of (on the inner ring at least one of the bearings mounted or fixed) gear negative effect.

In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Lenksystems kann vorgesehen sein, dass die Lageranordnung axial unter Zwischenschaltung mindestens eines Federelements an dem Gehäuse abgestützt ist und zwei axial beabstandete Drehlager umfasst, deren Innenringe auf einer Außenfläche der Getriebemutter beweglich geführt sind, wobei die (Innenflächen der) Innenringe der Drehlager und/oder die (Außenfläche der) Getriebemutter (zumindest abschnittsweise) gekrümmt (insbesondere teilsphärisch) ausgebildet ist/sind, um ein Schwenklager auszubilden. Dabei sind die Krümmungen insbesondere derart ausgebildet, dass diese bezüglich einer sich entlang der Längsachse der Lenkstange erstreckenden Radialebene konzentrische Kurven, insbesondere Kreisbahnen, definieren. In a further preferred embodiment of a steering system according to the invention can be provided that the bearing assembly is supported axially with the interposition of at least one spring element on the housing and comprises two axially spaced pivot bearing whose inner rings are movably guided on an outer surface of the gear nut, wherein the (inner surfaces of) Inner rings of the pivot bearing and / or the (outer surface of the) gear nut (at least in sections) curved (in particular, part-spherical) is / are formed to form a pivot bearing. In this case, the bends are in particular designed such that they define concentric curves, in particular circular paths, with respect to a radial plane extending along the longitudinal axis of the handlebar.

Ein solches Lenksystem ermöglicht in konstruktiv relativ einfacher Weise eine drehbare Lagerung der in Grenzen kippbaren Getriebemutter innerhalb des Gehäuses, wobei die Lagerung im Wesentlichen spielfrei bezüglich sowohl der Richtung entlang der Längsachse der Getriebemutter als auch radial dazu ist. Durch die axial elastische Beaufschlagung der Lageranordnung mittels des mindestens einen Federelements wird nämlich erreicht, dass die beiden Drehlager der Lageranordnung derart axial aufeinander zu beaufschlagt werden, dass diese mit der Innenfläche ihrer Innenringe spielfrei an der Außenfläche der Getriebemutter anliegen, wobei durch die gekrümmte Ausbildung der Innenringe der Drehlager und/oder der Außenfläche der Getriebemutter die axiale Beaufschlagung der Drehlager zueinander zu einer Beaufschlagung der Innenringe der Drehlager gegen die Außenseite der Getriebemutter sowohl in axialer als auch radialer Richtung führt. Dabei ist die Schwenkbarkeit der Getriebemutter innerhalb der Lageranordnung trotz einer elastischen Beaufschlagung zur Erzielung einer Spielfreiheit im Wesentlichen nicht mit der Erzeugung eines elastischen Rückstellmoments verbunden, weil die Schwenkbarkeit, anders als gemäß dem Stand der Technik üblich, nicht auf einer Deformation eines elastischen Deformationselements beruht. Folglich kann die Reibung sowohl zwischen der Getriebemutter und den kugelförmigen Übertragungselementen des Kugelgewindetriebs als auch zwischen der Lenkstange und den kugelförmigen Übertragungselementen auch dann gering gehalten werden, wenn die Getriebemutter infolge einer Biegung der Lenkstange gegenüber der Lageranordnung relativ weit gekippt ist (d.h. ein Winkel größer null zwischen den Längsachsen der Getriebemutter und der Drehlager vorliegt). Such a steering system allows in a structurally relatively simple manner a rotatable Bearing the limits within limits gear nut inside the housing, wherein the bearing is substantially free of play with respect to both the direction along the longitudinal axis of the gear nut and radially thereto. Due to the axially elastic loading of the bearing assembly by means of at least one spring element is namely achieved that the two pivot bearings of the bearing assembly are axially acted upon each other so that they rest with the inner surface of their inner rings backlash on the outer surface of the gear nut, said by the curved formation of the Inner rings of the pivot bearing and / or the outer surface of the gear nut, the axial loading of the rotary bearing to each other to an admission of the inner rings of the pivot bearing against the outside of the gear nut leads both in the axial and radial directions. In this case, the pivotability of the gear nut is not connected to the generation of an elastic restoring torque despite elastic loading to achieve a backlash substantially because the pivoting, unlike in accordance with the prior art, is not based on a deformation of an elastic deformation element. Consequently, the friction between the gear nut and the spherical transmission elements of the ball screw as well as between the handlebar and the spherical transmission elements can be kept low even if the gear nut is tilted relatively far (ie an angle greater than zero) due to a bending of the handlebar relative to the bearing assembly between the longitudinal axes of the gear nut and the pivot bearing is present).

In einer bevorzugten Ausgestaltung eines solchen erfindungsgemäßen Lenksystems kann dann noch vorgesehen sein, dass Außenringe der Drehlager jeweils (und gegebenenfalls ausschließlich) auf derjenigen Seite, die distal bezüglich des jeweils anderen Drehlagers angeordnet ist, jeweils unter Zwischenschaltung eines Federelements, das beispielsweise in Form einer ringförmigen Wellfeder oder Tellerfeder ausgebildet sein kann, (direkt oder indirekt) an dem Gehäuse abgestützt sind. In a preferred embodiment of such a steering system according to the invention can then be provided that outer rings of the pivot bearing each (and optionally exclusively) on the side which is located distally relative to the other pivot bearing, each with the interposition of a spring element, for example in the form of an annular Corrugated spring or plate spring may be formed, (directly or indirectly) are supported on the housing.

Insbesondere bei einer solchen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Lenksystems kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Drehlager vorzugsweise einreihige Schrägkugellager und insbesondere Schulterkugellager sind. Diese können weiterhin bevorzugt in einer X-Anordnung angeordnet sein, wodurch eine sichere Übertragung der axialen Belastung durch das oder die Federelemente von den Außenringen auf die Innenringe gewährleistet werden kann, was dann zu der gewollten Beaufschlagung der Innenringe aufeinander zu führt, durch die die Spielfreiheit der Lagerung der Getriebemutter in der Lageranordnung gewährleistet wird. Gleichzeitig wird dadurch auch in vorteilhafter Weise eine weitgehende Spielfreiheit der Elemente, aus denen sich die Drehlager zusammensetzen, realisiert. In particular, in such an embodiment of a steering system according to the invention may further be provided that the pivot bearings are preferably single-row angular contact ball bearings and in particular shoulder ball bearings. These can further preferably be arranged in an X-arrangement, whereby a secure transmission of the axial load by the spring or the elements of the outer rings can be ensured on the inner rings, which then leads to the desired loading of the inner rings to each other, through which the backlash the bearing of the gear nut is ensured in the bearing assembly. At the same time thereby also advantageously a far backlash of the elements that make up the pivot bearing, realized.

In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung eines solchen erfindungsgemäßen Lenksystems kann auch noch vorgesehen sein, dass im Bereich des Schwenklagers zwischen den Innenflächen der Innenringe und der Außenfläche der Getriebemutter (im Bereich der Krümmung(en)) mindestens ein Gleitelement, das beispielsweise in Form einer Gleitfolie ausgebildet sein kann, angeordnet ist. Das Gleitelement beziehungsweise die Gleitfolie kann vorzugsweise (zumindest teilweise) aus Kunststoff ausgebildet sein und insbesondere PTFE umfassen. Durch ein solches Gleitelement beziehungsweise eine solche Gleitfolie kann eine relativ reibungsarme Kippbewegung für die Getriebemutter realisiert werden, wodurch die Reibungsverluste im Kugelgewindetrieb ebenfalls gering gehalten werden können. In a further preferred embodiment of such a steering system according to the invention can also be provided that formed in the region of the pivot bearing between the inner surfaces of the inner rings and the outer surface of the gear nut (in the region of the curvature (s)) at least one sliding element, for example in the form of a sliding film can be arranged. The sliding element or the sliding film may preferably be (at least partially) made of plastic and in particular comprise PTFE. By such a sliding element or such a sliding foil, a relatively low-friction tilting movement for the gear nut can be realized, whereby the friction losses in the ball screw can also be kept low.

Das erfindungsgemäße Lenksystem kann vorzugsweise als Hilfskraftlenksystem ausgebildet sein und somit ermöglichen, ein über eine Lenkhandhabe (z.B. Lenkrad) und vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Lenksäule auf ein Lenkgetriebe übertragenes, manuell erzeugtes Lenkmoment durch ein von dem Lenkmotor erzeugtes Lenkmoment überlagern zu lassen, um die Höhe des für ein Lenken erforderlichen manuell zu erzeugenden Lenkmoments zu begrenzen. Das Lenkgetriebe kann dabei insbesondere ein mit einer von der Lenkstange in einem Abschnitt ausgebildeten Verzahnung zusammenwirkendes Lenkritzel umfassen. Dabei kann das Lenkritzel beispielsweise als gerad-, schräg- oder spiralverzahntes Stirnzahnrad ausgebildet sein, das mit einem als Zahnstange ausgebildeten Abschnitt der Lenkstange zusammenwirkt. The steering system according to the invention can preferably be designed as a power steering system and thus allow a via a steering handle (eg steering wheel) and preferably with the interposition of a steering column transmitted to a steering gear, manually generated steering torque to be superimposed by a steering torque generated by the steering motor to the height of the to limit the steering torque required to be steered manually. The steering gear can in particular comprise a steering pinion cooperating with a toothing formed by the handlebar in a section. In this case, the steering pinion may be formed, for example, as a straight, helical or helical spur gear, which cooperates with a trained as a rack portion of the handlebar.

Das Lenksystem kann andererseits auch so ausgebildet sein, dass der Lenkmotor die gesamte für ein Lenken erforderliche Antriebsleistung bereitstellt. On the other hand, the steering system may also be designed such that the steering motor provides all the drive power required for steering.

Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein radbasiertes Kraftfahrzeug, vorzugsweise einen PKW oder LKW, mit einem erfindungsgemäßen Lenksystem. The invention also relates to a motor vehicle, in particular a wheel-based motor vehicle, preferably a car or truck, with a steering system according to the invention.

Die unbestimmten Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und in der die Patentansprüche allgemein erläuternden Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können. The indefinite articles ("a", "an", "an" and "an"), in particular in the patent claims and in the description generally describing the claims, are to be understood as such and not as numerical words. Corresponding to this concretized components are thus to be understood that they are present at least once and may be present more than once.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. In the drawings shows:

1: eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Lenksystems in einem teilweisen Längsschnitt; 1 a first embodiment of a steering system according to the invention in a partial longitudinal section;

2: einen Querschnitt durch das Lenksystem entlang der Schnittebene II-II in der 1; 2 : a cross section through the steering system along the section plane II-II in the 1 ;

3: einen teilweisen Längsschnitt durch die Kombination aus Lenkstange, Kugelgewindetrieb, Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems in einer Seitenansicht; 3 a partial longitudinal section through the combination of handlebar, ball screw, bearing for the ball screw and pulley of the steering system in a side view;

4: einen Querschnitt durch die Kombination aus Lenkstange, Kugelgewindetrieb, Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems entlang der Schnittebene IV-IV in der 3; 4 A cross section through the combination of handlebar, ball screw, bearing for the ball screw and pulley of the steering system along the section plane IV-IV in the 3 ;

5: einen teilweisen Längsschnitt durch die Kombination aus Lenkstange, Kugelgewindetrieb, Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems in einer perspektivischen Ansicht; 5 a partial longitudinal section through the combination of handlebar, ball screw, bearing for the ball screw and pulley of the steering system in a perspective view;

6: eine Explosionsdarstellung einer Kombination aus Kugelgewindetrieb, Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems in einer perspektivischen Ansicht; 6 : An exploded view of a combination of ball screw, bearing for the ball screw and pulley of the steering system in a perspective view;

7: eine Explosionsdarstellung der Kombination aus Kugelgewindetrieb, Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems in einer Seitenansicht; 7 : An exploded view of the combination of ball screw, bearing for the ball screw and pulley of the steering system in a side view;

8: in einer Seitenansicht einen teilweisen Längsschnitt durch eine Kombination aus Lenkstange, Kugelgewindetrieb, Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems für eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lenksystems; 8th in a side view a partial longitudinal section through a combination of handlebar, ball screw, bearing for the ball screw and pulley of the steering system for a second embodiment of a steering system according to the invention;

9: in einer perspektivischen Ansicht einen teilweisen Längsschnitt durch die Kombination aus Lenkstange, Kugelgewindetrieb, Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems gemäß der 8; 9 : In a perspective view a partial longitudinal section through the combination of handlebar, ball screw, bearing for the ball screw and pulley of the steering system according to the 8th ;

10: eine Vorderansicht auf die Kombination aus Lenkstange, Kugelgewindetrieb, Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems gemäß den 8 und 9; 10 : A front view of the combination of handlebar, ball screw, bearing for the ball screw and pulley of the steering system according to the 8th and 9 ;

11: in einer perspektivischen Ansicht eine Explosionsdarstellung einer Kombination aus Kugelgewindetrieb, Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems gemäß den 8 bis 10; und 11 FIG. 3 is an exploded perspective view of a combination of ball screw, ball screw bearing, and pulley of the steering system according to FIGS 8th to 10 ; and

12: in einer Seitenansicht eine Explosionsdarstellung der Kombination aus Kugelgewindetrieb, Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems gemäß den 8 bis 11. 12 FIG. 4 is an exploded side view of the combination of ball screw, ball screw bearing, and pulley of the steering system according to FIGS 8th to 11 ,

Die 1 zeigt eine erste Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Lenksystems, das als Hilfskraftlenksystem ausgebildet ist. The 1 shows a first embodiment of a steering system according to the invention, which is designed as a power steering system.

Das Lenksystem umfasst hierzu ein mehrteiliges, im Wesentlichen rohrförmiges Gehäuse 1, innerhalb dessen eine Lenkstange 2 längsaxial, d.h. entlang ihrer Längsachse 7 beweglich, gelagert ist. An ihren beiden Enden ist die Lenkstange 2 jeweils mit einem Kugelgelenk (nicht dargestellt) verbunden, wobei die Kugelgelenke wiederum der Verbindung mit jeweils einem Radlenkhebel (nicht dargestellt) dienen. Die Radlenkhebel übersetzen eine längsaxiale Bewegung der Lenkstange 2 in ein Schwenken von gelenkten Rädern (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs. The steering system for this purpose comprises a multi-part, substantially tubular housing 1 , inside which a handlebar 2 longitudinally, ie along its longitudinal axis 7 movable, stored. At both ends is the handlebar 2 each with a ball joint (not shown), wherein the ball joints turn the connection with a respective Radlenkhebel (not shown) are used. The wheel levers translate a longitudinal axial movement of the handlebar 2 in a pivoting of steered wheels (not shown) of a motor vehicle.

Eine längsaxiale Bewegung der Lenkstange 2 wird zum einen durch das Erzeugen einer Drehbewegung einer Lenkhandhabe (nicht dargestellt), insbesondere eines Lenkrads, des Kraftfahrzeugs bewirkt, wobei diese Drehbewegung der Lenkhandhabe über eine Lenksäule (nicht dargestellt) auf ein Lenkritzel (nicht sichtbar), das Teil eines Lenkgetriebes 3 des Lenksystems ist, übertragen wird. Das Lenkritzel kann hierzu mit einem als Zahnstange ausgebildeten Abschnitt der Lenkstange 2 zusammenwirken, um die Drehbewegung des Lenkritzels in eine translatorische Bewegung der Lenkstange 2 entlang ihrer Längsachse 4 zu übersetzen. A longitudinal axial movement of the handlebar 2 is on the one hand by generating a rotational movement of a steering handle (not shown), in particular a steering wheel, the motor vehicle causes, said rotational movement of the steering handle via a steering column (not shown) on a steering pinion (not visible), the part of a steering gear 3 of the steering system is transmitted. The steering pinion can this purpose with a trained as a rack section of the handlebar 2 cooperate to the rotational movement of the steering pinion in a translational movement of the handlebar 2 along its longitudinal axis 4 to translate.

Eine längsaxiale Bewegung der Lenkstange 2 kann weiterhin durch die Erzeugung eines Hilfslenkmoments mittels eines Lenkmotors 5, der im vorliegenden Ausgestaltungsbeispiel elektrisch ausgebildet ist, bewirkt werden. Die Antriebsleistung des Lenkmotors 5 wird hierzu u.a. mittels eines Gewindetriebs in Form eines Kugelgewindetriebs 6 auf die Lenkstange 2 übertragen, wozu die Lenkstange 2 in einem Abschnitt ein Kugelumlaufgewinde 7 mit teilkreisförmigem Gewindenutquerschnitt ausbildet. Innerhalb eines beim Lenken veränderlichen Abschnitts des Kugelumlaufgewindes 7 sind eine Vielzahl von kugelförmigen Übertragungselementen 8 angeordnet, die zudem innerhalb von ebenfalls teilkreisförmige Querschnitte aufweisenden Laufrillen eines Kugelumlaufgewindes aufgenommen sind, das an der Innenseite eines Grundkörpers 14 einer Getriebemutter 9 des Kugelgewindetriebs 6 ausgebildet sind. Die Getriebemutter 9 des Kugelgewindetriebs 6 ist infolge einer entsprechenden Lagerung in einer Lageranordnung drehbar, gleichzeitig jedoch bezüglich ihrer längsaxialen Richtungen im Wesentlichen fest in das Gehäuse 1 integriert. Ein drehender Antrieb der Getriebemutter 9 erfolgt unter Zwischenschaltung einer weiteren Getriebestufe, die in dem gezeigten Ausgestaltungsbeispiel in Form eines Riementriebs ausgebildet ist, wozu die Getriebemutter 9 mit einem ersten Getrieberad (Riemenrad) 10 drehfest beziehungsweise drehmomentübertragend verbunden ist. Das erste Riemenrad 10 ist teilweise von einem Riemen 11, beispielsweise einem Zahn- oder Flachriemen, umschlungen ist, wobei der Riemen 11 weiterhin über ein zweites Getrieberad 12, das drehfest mit einer Abtriebswelle 13 des Lenkmotors 5 verbunden ist, geführt ist. Folglich wird eine Drehbewegung der Abtriebswelle 13 des Lenkmotors 5 über den Riementrieb auf die Getriebemutter 9 des Kugelgewindetriebs 7 übertragen, wobei eine Untersetzung (Übersetzungsverhältnis i > 1) der Drehgeschwindigkeit erfolgt. Diese Drehbewegung der Getriebemutter 9 wird dann durch ihr Zusammenwirken mit dem in der Außenseite des entsprechenden Abschnitts der Lenkstange 2 ausgebildeten Kugelumlaufgewinde 7 in eine translatorische Bewegung der Lenkstange 2 gewandelt. A longitudinal axial movement of the handlebar 2 can continue by the generation of an auxiliary steering torque by means of a steering motor 5 , which is electrically formed in the present embodiment, be effected. The drive power of the steering motor 5 This is done, inter alia, by means of a screw drive in the form of a ball screw 6 on the handlebar 2 transferred, including the handlebar 2 in one section a recirculating ball screw 7 forms with part-circular Gewindestutquerschnitt. Within a variable steering portion of the ball screw 7 are a variety of spherical transmission elements 8th arranged, which are also received within likewise part-circular cross-sections having grooves of a ball screw, which on the inside of a base body 14 a gear nut 9 of the ball screw 6 are formed. The gear nut 9 of the ball screw 6 is rotatable due to a corresponding bearing in a bearing assembly, but at the same time with respect to their longitudinal axial directions substantially fixed in the housing 1 integrated. A rotating drive of the gear nut 9 takes place with the interposition of a further gear, which in the illustrated embodiment in the form of a Belt drive is formed, including the gear nut 9 with a first gear (pulley) 10 rotatably or torque transmitting connected. The first pulley 10 is partly from a belt 11 , For example, a toothed or flat belt, is wrapped, wherein the belt 11 continue via a second gear 12 , the rotation with an output shaft 13 the steering motor 5 is connected, is guided. Consequently, a rotational movement of the output shaft 13 the steering motor 5 over the belt drive on the gear nut 9 of the ball screw 7 transmitted, wherein a reduction (gear ratio i> 1) of the rotational speed takes place. This rotational movement of the gear nut 9 is then through its interaction with that in the outside of the corresponding section of the handlebar 2 trained ball screw 7 in a translational movement of the handlebar 2 changed.

Da bei der Wandlung einer längsaxialen Bewegung der Lenkstange 2 in eine Schwenkbewegung der Räder des Kraftfahrzeugs über die Radlenkhebel erhebliche Querkräfte auf die Enden der Lenkstange 2 wirken können, ergibt sich in Kombination mit den relativ großen Abständen zwischen den Enden der Lenkstange 2 und der eine radiale Abstützung der Lenkstange 2 bewirkenden Getriebemutter 9 des Kugelgewindetriebs 6 ein relativ großes Potenzial für eine Biegeauslenkung der Enden der Lenkstange 2. Eine solche Biegeauslenkung kann gegebenenfalls dadurch möglichst klein gehalten werden, dass die Lenkstange 2 in der Nähe der längsaxialen Enden des Gehäuses 1 zusätzlich gelagert und dadurch radial abgestützt ist. Dennoch lässt sich eine relevante Schrägstellung beziehungsweise ein Kippen der Lenkstange 2 im Bereich der Getriebemutter 9 des Kugelgewindetriebs 9 nicht immer vermeiden. As in the conversion of a longitudinal axial movement of the handlebar 2 in a pivoting movement of the wheels of the motor vehicle on the wheel steering lever considerable lateral forces on the ends of the handlebar 2 can act in combination with the relatively large distances between the ends of the handlebar 2 and the radial support of the handlebar 2 causing gear nut 9 of the ball screw 6 a relatively large potential for a bending deflection of the ends of the handlebar 2 , Such a bending deflection can optionally be kept as small as possible by the handlebar 2 near the longitudinal axial ends of the housing 1 additionally supported and thereby radially supported. Nevertheless, a relevant inclination or tilting of the handlebar can be 2 in the area of the gear nut 9 of the ball screw 9 not always avoid.

Um einen möglichst reibungsarmen Betrieb des Kugelgewindetriebs 9 auch bei einer solchen Schrägstellung der Lenkstange 2 im Bereich der Getriebemutter 9 zu gewährleisten, sollte die Getriebemutter 9 ebenfalls in eine entsprechende Schrägstellung kippbar sein. Gleichzeitig müssen mittels der Lagerung der Getriebemutter 9 innerhalb des Gehäuses 1 jedoch auch die auf die Lenkstange 2 aufgebrachten Längskräfte und Querkräfte abgestützt werden. Hierzu sollte sowohl die Lageranordnung möglichst spielfrei in längsaxialer als auch radialer Richtung innerhalb des Gehäuses 1 als auch die Getriebemutter 9 entsprechend spielfrei innerhalb der Lageranordnung aufgenommen sein. To a low-friction operation of the ball screw 9 even with such an inclination of the handlebar 2 in the area of the gear nut 9 To ensure the gear nut should be 9 also be tilted in a corresponding inclination. At the same time must be by means of storage of the gear nut 9 inside the case 1 but also on the handlebar 2 applied longitudinal forces and shear forces are supported. For this purpose, both the bearing assembly as free of play as possible in the longitudinal axial and radial direction within the housing 1 as well as the gear nut 9 be accommodated correspondingly backlash within the bearing assembly.

Die Lageranordnung umfasst hierzu zwei Drehlager 15 in Form von einreihigen Schulterkugellagern, die eine X-Anordnung (Lage der Druckmittelpunkte der Drehlager 15 zwischen den Drehlagern 15) aufweisen, wobei zwischen den Drehlagern 15 ein definierter Abstand vorgesehen ist. Innenringe 16 der Drehlager 15 sind weiterhin jeweils derart gekrümmt (mit übereinstimmenden Krümmungsradien) ausgebildet, dass beide Drehlager 15 in Kombination miteinander mit ihren der Getriebemutter 9 zugewandten Innenflächen eine teilsphärische Schwenklageraufnahme ausbilden, in der ein ebenfalls teilsphärischer Schwenklagerabschnitt, der von der entsprechend gekrümmt (mit zu den Krümmungen der Innenringe 16 der Drehlager 15 übereinstimmendem Krümmungsradius) geformten Außenfläche der Getriebemutter 9 in einem Abschnitt ausgebildet ist, beweglich aufgenommen ist. Dadurch wird von den Drehlagern 15 und der Getriebemutter 9 ein Schwenklager 17 ausgebildet, das grundsätzlich sowohl ein Verdrehen um die Längsachse 4 der Getriebemutter 9 als auch in Grenzen ein Kippen um alle Achsen, die radial bezüglich dieser Längsachse 4 ausgerichtet sind, ermöglicht. Dabei ist für die Funktion des Lenksystems jedoch lediglich ein Kippen der Getriebemutter 9 innerhalb der von den beiden Drehlagern 15 ausgebildeten Lageranordnung relevant, weil sich im Betrieb des Lenksystems bei der Übertragung einer Antriebsleistung von dem Lenkmotor 5 auf die Lenkstange 2 die Getriebemutter 9 mit im Wesentlichen der gleichen Drehgeschwindigkeit wie die Innenringe 16 der Drehlager 15 oder zumindest wie der Innenring 16 des dem ersten Getrieberad 10 benachbarten Drehlagers 15 drehen soll. The bearing assembly includes this two pivot bearings 15 in the form of single-row ball bearings, which have an X-arrangement (location of the pressure centers of the pivot bearings 15 between the pivot bearings 15 ), wherein between the pivot bearings 15 a defined distance is provided. inner rings 16 the pivot bearing 15 are further each such curved (with matching radii of curvature) formed that both pivot bearings 15 in combination with each other with their gear nut 9 facing inner surfaces form a part-spherical pivot bearing receptacle, in which a likewise part-spherical pivot bearing portion of the corresponding curved (with the curvatures of the inner rings 16 the pivot bearing 15 matching radius of curvature) shaped outer surface of the gear nut 9 is formed in a section, is movably received. This is by the pivot bearings 15 and the gear nut 9 a pivot bearing 17 formed, in principle, both a rotation about the longitudinal axis 4 the gear nut 9 as well as within limits tilting about all axes that are radial with respect to this longitudinal axis 4 are aligned allows. However, for the function of the steering system, only a tilting of the gear nut 9 within of the two pivot bearings 15 trained bearing assembly relevant because in the operation of the steering system in the transmission of a drive power from the steering motor 5 on the handlebar 2 the gear nut 9 at substantially the same rotational speed as the inner rings 16 the pivot bearing 15 or at least like the inner ring 16 of the first gear 10 adjacent pivot bearing 15 to turn.

Für die Spielfreiheit der Lagerung der Getriebemutter 9 innerhalb des Gehäuses 1 sowohl in axialer Richtung (bezüglich der Längsachse 4) als auch in radialer Richtung (bezüglich der Längsachse 4) sind Außenringe 18 der Drehlager 15 jeweils auf derjenigen Seite, die distal bezüglich des jeweils anderen Drehlagers 15 angeordnet ist, unter Zwischenschaltung eines vorgespannten Federelements 19 in Form einer ringförmigen Wellfeder an dem Gehäuse 1 abgestützt. Diese axial Beaufschlagung der Außenringe 18 der Drehlager 15 in Richtung aufeinander zu, die infolge der Ausgestaltung der Drehlager 15 als Schulterkugellager und infolge deren X-Anordnung auch auf die Innenringe 16 der Drehlager 15 übertragen wird, führt dazu, dass sowohl ein längsaxiales Spiel der Lageranordnung innerhalb des Gehäuses 1 als auch ein längsaxiales sowie radiales Spiel der Aufnahme der Getriebemutter 9 innerhalb der Innenringe 16 der Drehlager 15 verhindert ist, weil die aufeinander zu beaufschlagten Innenringe 16 der Drehlager 15 dadurch zunehmend auf die diesbezüglich jeweils ansteigenden Krümmungen auf der Außenseite der Getriebemutter 9 aufgeschoben werden. For the backlash of the bearing of the gear nut 9 inside the case 1 both in the axial direction (with respect to the longitudinal axis 4 ) as well as in the radial direction (with respect to the longitudinal axis 4 ) are outer rings 18 the pivot bearing 15 each on the side that distally with respect to the other pivot bearing 15 is arranged, with the interposition of a prestressed spring element 19 in the form of an annular wave spring on the housing 1 supported. This axial loading of the outer rings 18 the pivot bearing 15 towards each other, due to the design of the pivot bearing 15 as a ball bearing and as a result of their X-arrangement also on the inner rings 16 the pivot bearing 15 is transferred, resulting in both a longitudinal axial clearance of the bearing assembly within the housing 1 as well as a longitudinal axial and radial clearance of receiving the gear nut 9 inside the inner rings 16 the pivot bearing 15 is prevented, because the mutually acted upon inner rings 16 the pivot bearing 15 thereby increasingly on the respective respective rising curvatures on the outside of the gear nut 9 be deferred.

Zur Vereinfachung der Montage des Lenksystems sind die zwei Drehlager 15 im unbelasteten Zustand in einem definierten Abstand zueinander mittels eines Halteelements 20 verbunden, die jedoch die für das Erreichen der Spielfreiheit vorgesehene Belastung beziehungsweise Bewegung der Drehlager 15 aufeinander zu mittels der Federelemente 19 nicht in einem relevanten Maße behindern. To simplify the assembly of the steering system, the two pivot bearings 15 in the unloaded state at a defined distance from each other by means of a holding element 20 connected, however, which provided for the achievement of the backlash load or movement of the pivot bearing 15 towards each other by means of the spring elements 19 do not interfere to a relevant extent.

Um trotz der weitgehenden Spielfreiheit des von der Lageranordnung und der Getriebemutter ausgebildeten Schwenklagers 17 ein möglichst reibungsarmes Kippen der Getriebemutter 9 innerhalb der Lageranordnung zu gewährleisten, ist im Bereich des Schwenklagers 17 zwischen den Innenflächen der Innenringe 16 der Drehlager 15 und der Außenfläche der Getriebemutter 9 jeweils ein Gleitelement 21 in Form einer Gleitfolie angeordnet. Dabei bilden die Gleitelemente 21 an dem einander zugewandten Ende einen radial ausgerichteten Abschnitt 33 auf, der dafür vorgesehen ist, in den Zwischenraum zwischen den Innenringen 16 der Drehlager 15 einzugreifen. Dadurch wird verhindert, dass sich die Gleitelemente 21 bei einem Kippen der Getriebemutter 9 innerhalb der Lageranordnung mit der Getriebemutter 9 relativ zu den Drehlagern 15 verschieben. Eine gleitende Relativbewegung infolge eines Kippens der Getriebemutter 9 ist folglich lediglich zwischen der Oberfläche in dem Schwenklagerabschnitt des Grundkörpers 14 der Getriebemutter 9 und den Innenflächen der Gleitelemente 21 vorgesehen. In spite of the extensive backlash of trained by the bearing assembly and the gear nut pivot bearing 17 a low-friction tilting of the gear nut 9 to ensure within the bearing assembly is in the range of the pivot bearing 17 between the inner surfaces of the inner rings 16 the pivot bearing 15 and the outer surface of the gear nut 9 each a sliding element 21 arranged in the form of a sliding film. The sliding elements form 21 at the end facing each other a radially aligned portion 33 on, which is intended to be in the space between the inner rings 16 the pivot bearing 15 intervene. This will prevent the sliding elements 21 when tilting the gear nut 9 within the bearing assembly with the gear nut 9 relative to the pivot bearings 15 move. A sliding relative movement due to a tilting of the gear nut 9 is therefore only between the surface in the pivot bearing portion of the body 14 the gear nut 9 and the inner surfaces of the sliding elements 21 intended.

Die Ausgestaltung des zwischen der Lageranordnung und der Getriebemutter 9 ausgebildeten Schwenklagers 17 ermöglicht trotz der Spielfreiheit, die insbesondere für einen geräuscharmen Betrieb des Lenksystems vorteilhaft ist, ein Schwenken oder Kippen der Getriebemutter 9, das, weil es nicht auf einer elastischen Deformation eines Deformationselements beruht, weitgehend frei von Rückstellmomenten ist, wodurch eine relativ reibungsarme Funktion des Kugelgewindetriebs 6 auch dann gewährleistet werden kann, wenn die Lenkstange 2 in dem von der Getriebemutter 9 aufgenommenen Abschnitt infolge einer Biegebelastung eine relativ große Schrägstellung aufweist, die sich auf die Getriebemutter 9 überträgt. The embodiment of the between the bearing assembly and the gear nut 9 trained pivot bearing 17 allows despite the backlash, which is particularly advantageous for low-noise operation of the steering system, a pivoting or tilting of the gear nut 9 , which, because it is not based on an elastic deformation of a deformation element, is largely free from restoring moments, whereby a relatively low-friction function of the ball screw 6 can be guaranteed even if the handlebar 2 in the gear nut 9 Received portion due to a bending load has a relatively large inclination, which refers to the gear nut 9 transfers.

Eine solche Schrägstellung beziehungsweise ein solches Kippen der Lenkstange 2 und der Getriebemutter 9 soll sich nicht auf das erste Getrieberad 10 des Riementriebs übertragen, weil sich dies negativ auf die Fähigkeit zur Übertragung relativ hoher Antriebsleistungen auswirken kann und/oder die Belastung für den Riementrieb und insbesondere den Riemen 11 erhöhen kann. Für das erste Getrieberad 10 ist folglich stets eine möglichst parallele Anordnung seiner Rotationsachse 22 zu den Längsachsen 22 der Drehlager 15 vorgesehen, die dadurch erreicht wird, dass das erste Getrieberad 10 an dem Innenring 16 des diesem benachbarten, in den 1, 3 und 5 bis 7 links dargestellten Drehlagers 15 befestigt ist. Hierzu sind mehrere Schrauben 23 vorgesehen, die durch Durchgangsöffnungen in Klauen 24, die auf der Innenseite des hohlen ersten Getrieberads 10 angeordnet sind, hindurch geführt und in dazugehörige Innengewinde des Innenrings 16 des benachbarten Drehlagers 15 eingeschraubt sind (vgl. insbesondere 3 und 6). Such an inclination or such tilting of the handlebar 2 and the gear nut 9 should not be on the first gear 10 the belt drive, because this may adversely affect the ability to transmit relatively high drive power and / or the load on the belt drive and in particular the belt 11 can increase. For the first gear 10 is therefore always a possible parallel arrangement of its axis of rotation 22 to the longitudinal axes 22 the pivot bearing 15 provided, which is achieved in that the first gear 10 on the inner ring 16 of this neighboring, in the 1 . 3 and 5 to 7 left illustrated pivot bearing 15 is attached. There are several screws for this purpose 23 provided by passages in claws 24 on the inside of the hollow first gear 10 are arranged, passed through and into associated internal thread of the inner ring 16 of the adjacent pivot bearing 15 are screwed in (see, in particular 3 and 6 ).

Wie bereits beschrieben worden ist, ist die kippbare Aufnahme der Getriebemutter 9 innerhalb der von den beiden Drehlagern 15 ausgebildeten Lageranordnung derart, dass eine Übertragung eines Drehmoments in relevanter Höhe zwischen den Innenringen 16 der Drehlager 15 und der Getriebemutter 9 nicht möglich ist. Da das erste Getrieberad 10 an dem Innenring 16 des diesem benachbarten Drehlagers 15 gelagert ist, gleichzeitig jedoch eine Übertragung der Antriebsleistung von dem ersten Getrieberad 10 auf die Getriebemutter 9 erfolgen soll, um die Funktionsfähigkeit des Lenksystems zu gewährleisten, ist weiterhin eine Kupplung vorgesehen, durch die das erste Getrieberad 10 drehmomentübertragend mit der Getriebemutter 9 zusammenwirkt. As already described, the tiltable housing of the gear nut is 9 within of the two pivot bearings 15 trained bearing assembly such that a transmission of torque in relevant height between the inner rings 16 the pivot bearing 15 and the gear nut 9 not possible. Because the first gear wheel 10 on the inner ring 16 of this adjacent pivot bearing 15 is stored, but at the same time a transmission of the drive power from the first gear 10 on the gear nut 9 should take place to ensure the functioning of the steering system, a clutch is further provided by the first gear 10 torque transmitting with the gear nut 9 interacts.

Diese Kupplung ist als Klauenkupplung ausgebildet und umfasst neben den bereits genannten Klauen 24, die auf der Innenseite des hohlen ersten Getrieberads 10 angeordnet sind, noch Klauen 25 der Getriebemutter 9, die von einem ringförmigen Klauenelement 26 (vgl. insbesondere 6 und 7) ausgebildet sind, das drehmomentübertragend mit dem Grundkörper 14 der Getriebemutter 9 verbunden und Teil eines Kupplungselements 35 der Getriebemutter 9 ist. Die Verbindung zwischen dem ringförmigen Klauenelement 26 und dem Grundkörper 14 der Getriebemutter 9 ist dadurch realisiert, dass das ringförmige Klauenelement 26 mit seiner Innenseite auf einem axial von dem gekrümmt ausgebildeten Schwenklagerabschnitt beabstandet angeordneten Schaftabschnitt des Grundkörpers 14 gelagert ist. Weiterhin sind sowohl in die Innenseite des Klauenelements 26 als auch in die Außenseite des Schaftabschnitts des Grundkörpers 14 mehrere (im vorliegenden Ausgestaltungsbeispiel jeweils vier) sich parallel zur Längsachse 4 der Getriebemutter 9 erstreckende Vertiefungen 27, 28 mit teilkreisförmigem Querschnitt eingebracht, wobei die Vertiefungen 27 des Klauenelements 26 in Überdeckung mit den Vertiefungen 28 des Grundkörpers 14 gebracht werden können. Die so ausgebildeten Hohlräume dienen der Aufnahme jeweils eines Mitnahmeelements 29 in Form eines (in Längsrichtung geschlitzten) Spannstifts, wobei die Spannstifte beim Einsetzen in die Hohlräume geringfügig radial deformiert werden, so dass durch die elastische und aufweitend wirkende Rückstellwirkung der Spannstifte eine im Wesentlichen spielfreie Verbindung zwischen dem Klauenelement 26 und dem Schaftbereich des Grundkörpers 14 der Getriebemutter 9 realisiert wird (vgl. insbesondere 4 bis 6). This coupling is designed as a dog clutch and includes in addition to the already mentioned claws 24 on the inside of the hollow first gear 10 are arranged, still claws 25 the gear nut 9 that of an annular claw element 26 (see in particular 6 and 7 ) are formed, the torque transmitting with the body 14 the gear nut 9 connected and part of a coupling element 35 the gear nut 9 is. The connection between the annular claw element 26 and the body 14 the gear nut 9 is realized by the fact that the annular claw element 26 with its inner side on an axially spaced from the curved pivot bearing portion arranged shaft portion of the body 14 is stored. Furthermore, both in the inside of the jaw element 26 as well as in the outside of the shaft portion of the body 14 a plurality (four each in the present embodiment) parallel to the longitudinal axis 4 the gear nut 9 extending depressions 27 . 28 introduced with part-circular cross-section, wherein the recesses 27 of the claw element 26 in overlap with the wells 28 of the basic body 14 can be brought. The cavities formed in this way serve to receive one carrier element each 29 in the form of a (slotted in the longitudinal direction) clamping pin, wherein the dowel pins are slightly deformed radially when inserted into the cavities, so that by the elastic and widening acting restoring action of the dowel pins a substantially backlash-free connection between the jaw member 26 and the shaft portion of the main body 14 the gear nut 9 is realized (see in particular 4 to 6 ).

Wie bereits beschrieben worden ist, ist vorgesehen, dass die Getriebemutter 9 kippbar sein soll, während ein solches Kippen der Getriebemutter 9 nicht auf das erste Getrieberad 10 übertragen werden soll. Um dies bei einer im Wesentlichen spielfreien Übertragung der Antriebsleistung mittels der Klauen 24, 25 des ersten Getrieberads 10 und des der Getriebemutter 9 zugehörigen Klauenelements 26 zu erreichen, umfasst das Kupplungselement 35 der Getriebemutter 9 weiterhin ein ringförmiges Deformationsbauteil 30, das mehrere Deformationselemente 31 umfasst, von denen jedes zur Anordnung zwischen benachbarten Kontaktflächen der Klauen 24, 25 des ersten Getrieberads 10 und des Klauenelements 26 unter elastischer Vorspannung vorgesehen ist. Die Deformationselemente 31 ermöglichen aufgrund ihrer elastischen Verformbarkeit eine definierte Relativbewegung zwischen den Klauen 24, 25 und insbesondere auch eine solche Relativbewegung, die sich aus einem Kippen der Getriebemutter 9 relativ zu den Drehlagern 15 und damit auch relativ zu dem ersten Getrieberad 10 ergibt. Infolge ihrer elastischen Vorspannung verhindern die Deformationselemente 31 gleichzeitig ein Spiel zwischen den ineinandergreifenden Klauen 24, 25 sowie einen direkten Kontakt der beispielsweise aus Metall ausgebildeten Klauen 24, 25, was sich positiv auf die Geräuschentwicklung im Betrieb des Lenksystems auswirkt. As has already been described, it is provided that the gear nut 9 should be tilted while such a tilting of the gear nut 9 not on the first gear 10 to be transferred. At a substantially play-free transmission of the drive power by means of the jaws 24 . 25 of the first gear 10 and the gear nut 9 associated claw element 26 to reach, comprises the coupling element 35 the gear nut 9 furthermore an annular deformation component 30 that has several deformation elements 31 each of which is arranged between adjacent contact surfaces of the jaws 24 . 25 of the first gear 10 and the claw member 26 is provided under elastic bias. The deformation elements 31 allow due to their elastic deformability a defined relative movement between the claws 24 . 25 and in particular also such a relative movement arising from a tilting of the gear nut 9 relative to the pivot bearings 15 and thus also relative to the first gear 10 results. Due to their elastic bias prevent the deformation elements 31 at the same time a game between the interlocking claws 24 . 25 as well as a direct contact of the claws formed of metal, for example 24 . 25 , which has a positive effect on the noise in the operation of the steering system.

Um eine Montage der Kupplung zu vereinfachen, sind die in Umfangsrichtung des ringförmigen Deformationselements 30 jeweils benachbart angeordneten Deformationselemente 31 über jeweils einen Verbindungsabschnitt 32 miteinander verbunden, wodurch ermöglicht wird, das Deformationsbauteil 30 und damit sämtliche Deformationselemente 31 als ein zusammenhängendes (gegebenenfalls auch einstückiges) Bauteil zu handhaben. In order to simplify a mounting of the coupling, which are in the circumferential direction of the annular deformation element 30 each adjacent arranged deformation elements 31 via a respective connecting section 32 interconnected, thereby allowing the deformation component 30 and thus all deformation elements 31 as a coherent (possibly also one-piece) component to handle.

Das Klauenelement 26 ist derart ausgebildet, dass dessen Innenfläche geringfügig exzentrisch bezüglich einer Außenfläche des Klauenelements 26 ausgebildet ist. Diese Exzentrizität bewirkt in Verbindung mit einem axialen Abstand zu dem Abschnitt des von der Getriebemutter 9 ausgebildeten Kugelumlaufgewindes, in dem die kugelförmigen Übertragungselemente 8 angeordnet sind, die Erzeugung eines auf die Getriebemutter 9 wirkenden Kippmoments- Dies dient dazu, durch ein „Verkanten“ der Lenkstange 2 innerhalb der Getriebemutter 9 unter Zwischenschaltung der Übertragungselemente 8 eine Relativbewegung zwischen der Lenkstange 2 und der Getriebemutter 9, die insbesondere durch eine Bewegungsanregung der Lenkstange 2 im Betrieb eines das Lenksystem umfassenden Kraftfahrzeugs begründet sein kann, zu unterdrücken, wodurch verhindert wird, dass die kugelförmigen Übertragungselemente 8 des Kugelgewindetriebs 6 in den Rillen der Kugelumlaufgewinde der Lenkstange 2 und der Getriebemutter 9 hin und her bewegt werden, was ansonsten zu einer ungewollten Geräuschentwicklung führen könnte. The claw element 26 is formed such that the inner surface thereof is slightly eccentric with respect to an outer surface of the claw member 26 is trained. This eccentricity causes in conjunction with an axial distance to the portion of the gear nut 9 trained ball screw, in which the spherical transmission elements 8th are arranged, generating one on the gear nut 9 acting Tilting moment- This serves, by a "tilting" of the handlebar 2 inside the gear nut 9 with interposition of the transmission elements 8th a relative movement between the handlebar 2 and the gear nut 9 , in particular by a movement excitation of the handlebar 2 in the operation of a motor vehicle comprising the steering system may be due to suppress, thereby preventing the spherical transmission elements 8th of the ball screw 6 in the grooves of the ball screw of the handlebar 2 and the gear nut 9 be moved back and forth, which otherwise could lead to an unwanted noise.

In den 8 bis 12 ist eine Kombination aus Kugelgewindetrieb 6, Lagerung für den Kugelgewindetrieb 6 und (erstem) Getrieberad 10 (Riemenrad) in einer zweiten Ausgestaltungsform dargestellt, wobei die 8 bis 10 zusätzlich noch eine dazugehörige Lenkstange 2 zeigen. Diese zweite Ausgestaltungsform ist als Bestandteil eines erfindungsgemäßen Lenksystems vorgesehen, das ansonsten noch zumindest diejenigen zusätzlichen Komponenten umfasst, die in der 1 für die erste Ausgestaltungsform gezeigt und anhand der 1 bereits beschrieben worden sind. Im Folgenden soll lediglich auf die relevanten Unterschiede zwischen der ersten Ausgestaltungsform gemäß den 1 bis 7 einerseits und der zweiten Ausgestaltungsform gemäß den 8 bis 12 eingegangen werden. In the 8th to 12 is a combination of ball screw 6 , Bearing for the ball screw 6 and (first) gear 10 (Pulley) shown in a second embodiment, wherein the 8th to 10 additionally an associated handlebar 2 demonstrate. This second embodiment is provided as part of a steering system according to the invention, which otherwise also comprises at least those additional components, which in the 1 shown for the first embodiment and based on the 1 have already been described. In the following, only the relevant differences between the first embodiment according to the 1 to 7 on the one hand and the second embodiment according to the 8th to 12 To be received.

Die zweite Ausgestaltungsform gemäß den 8 bis 12 zeichnet sich grundsätzlich durch eine höhere Funktionsintegration aus, was sich in einer deutlich reduzierten Teileanzahl widerspiegelt. Auch bei dieser zweiten Ausgestaltungsform ist ein mit einer Lenkstange 2 zusammenwirkender Kugelgewindetrieb 6 vorgesehen, wobei der Kugelgewindetrieb 6 eine Getriebemutter 9 mit einem Grundkörper 14 umfasst. Der Grundkörper 14 bildet in einem Schwenklagerabschnitt eine teilsphärisch gekrümmte Außenfläche auf, die mit entsprechend teilsphärisch gekrümmten Innenflächen von Innenringen 16 von zwei Drehlagern 15 (einreihige Schulterkugellagern, die eine X-Anordnung aufweisen) zusammenwirken, um ein Schwenklager 17 auszubilden, das ein begrenztes Kippen der Getriebemutter 9 infolge einer entsprechenden Schrägstellung der von der Getriebemutter 9 aufgenommenen Lenkstange 2 innerhalb der von den Drehlagern 15 ausgebildeten Lageranordnung zu ermöglichen. Dabei sind, wie dies bei der ersten Ausgestaltungsform gemäß den 1 bis 7 auch vorgesehen ist, zwischen der Getriebemutter 9 und den Innenringen 16 der Drehlager 15 zwei Gleitelemente 21, jeweils bestehend aus einer teilsphärisch gekrümmten, halbschalenförmigen Gleitfolie. Anders als bei der ersten Ausgestaltungsform gemäß den 1 bis 7 erstrecken sich die beiden Gleitelemente 21 (in Richtung der Längsachse 4 der Getriebemutter beziehungsweise der Lenkstange 2) entlang beider Innenringe 16 der Drehlager 15, so dass nicht, wie bei der ersten Ausgestaltungsform, jedem Innenring 16 ein separates Gleitelement 21 zugeordnet ist. Die beiden Gleitelemente 21 weisen auf ihren der Oberfläche des Grundkörpers 14 der Getriebemutter 9 zugewandten Innenseiten jeweils einen mittig (bezüglich der längsaxialen Enden) angeordneten, umlaufenden und radial ausgerichteten Abschnitt beziehungsweise Vorsprung 33 auf (vgl. 11), der dafür vorgesehen ist, in eine komplementäre umlaufende Vertiefung 34 in dem Schwenklagerabschnitt des Grundkörpers 14 der Getriebemutter 9 einzugreifen, wodurch sichergestellt wird, dass sich die Gleitelemente 212 bei einem Kippen der Getriebemutter 9 relativ zu der Lageranordnung stets mit der Getriebemutter 9 mitbewegen. Bei der zweiten Ausgestaltungsform gemäß den 8 bis 12 ist demnach vorgesehen, dass die gleitende Relativbewegung bei einem Kippen der Getriebemutter 9 relativ zu der Lageranordnung zwischen den Außenflächen der Gleitelemente 21 und den Innenflächen der Innenringe 16 der Drehlager 15 stattfindet, während dies bei der ersten Ausgestaltung gemäß den 1 bis 7 zwischen den Innenflächen der dortigen Gleitelemente 21 und der Außenfläche des dortigen Grundkörpers 14 der Getriebemutter 9 erfolgt. Ein Vorteil, der mit der Ausgestaltung gemäß der zweiten Ausgestaltungsform erreicht werden kann, liegt darin, dass auf eine Feinbearbeitung des teilsphärisch gekrümmten Schwenklagerabschnitts der Oberfläche des Grundkörpers 14 der Getriebemutter 9 verzichtet werden kann (diese somit insbesondere lediglich durch Drehen hergestellt werden kann und nicht mehr durch z.B. Schleifen nachbearbeitet werden muss). Da es sich bei den Drehlagern 15 insbesondere um Zukaufteile handeln kann, die ohnehin regelmäßig entsprechend nachbearbeitete Innenflächen der Innenringe 16 aufweisen, kann dadurch der Herstellungsaufwand für ein erfindungsgemäßes Lenksystem gering gehalten werden. The second embodiment according to the 8th to 12 is basically characterized by a higher functional integration, which is reflected in a significantly reduced number of parts. Also in this second embodiment is one with a handlebar 2 cooperating ball screw 6 provided, wherein the ball screw 6 a gear nut 9 with a basic body 14 includes. The main body 14 forms in a pivot bearing portion a part-spherical curved outer surface, which with correspondingly part-spherical curved inner surfaces of inner rings 16 of two pivot bearings 15 (Single row ball bearings, which have an X-arrangement) cooperate to a pivot bearing 17 form a limited tilting of the gear nut 9 due to a corresponding inclination of the gear nut 9 recorded handlebar 2 inside of the pivot bearings 15 to allow trained bearing assembly. In this case, as in the first embodiment according to the 1 to 7 is also provided between the gear nut 9 and the inner rings 16 the pivot bearing 15 two sliding elements 21 , each consisting of a partially spherical curved, half-shell-shaped sliding foil. Unlike the first embodiment according to the 1 to 7 extend the two sliding elements 21 (in the direction of the longitudinal axis 4 the gear nut or the handlebar 2 ) along both inner rings 16 the pivot bearing 15 so that not, as in the first embodiment, each inner ring 16 a separate sliding element 21 assigned. The two sliding elements 21 point to their the surface of the main body 14 the gear nut 9 facing inner sides in each case a centrally arranged (with respect to the longitudinal axial ends), circumferential and radially aligned portion or projection 33 on (cf. 11 ), which is intended to be in a complementary circumferential recess 34 in the pivot bearing portion of the main body 14 the gear nut 9 intervene, thereby ensuring that the sliding elements 212 at a tilting of the gear nut 9 relative to the bearing assembly always with the gear nut 9 move with it. In the second embodiment according to the 8th to 12 is therefore provided that the sliding relative movement in a tilting of the gear nut 9 relative to the bearing assembly between the outer surfaces of the sliding elements 21 and the inner surfaces of the inner rings 16 the pivot bearing 15 takes place while in the first embodiment according to the 1 to 7 between the inner surfaces of the local sliding elements 21 and the outer surface of the local body 14 the gear nut 9 he follows. An advantage that can be achieved with the embodiment according to the second embodiment is that on a fine machining of the part-spherical curved pivot bearing portion of the surface of the body 14 the gear nut 9 can be omitted (this thus in particular can only be made by turning and no longer needs to be reworked by, for example, loops). As it is at the pivot bearings 15 in particular can act to purchased parts, which anyway regularly reworked according inner surfaces of the inner rings 16 can thereby be kept low manufacturing costs for a steering system according to the invention.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen dem Lenksystem gemäß den 1 bis 7 einerseits und demjenigen gemäß den 8 bis 12 andererseits liegt in der einteiligen Ausgestaltung des Kupplungselements 35, das mit dem Grundkörper 14 der Getriebemutter 9 verbunden ist und Teil der zur Übertragung eines Drehmoments von dem ersten Getrieberad 10 auf die Getriebemutter 9 vorgesehenen Klauenkupplung ist. Das Kupplungselement 35 integriert in einem Bauteil die bei der ersten Ausgestaltungsform gemäß den 1 bis 7 noch separaten Bauteile: Klauenelement 26 und Deformationsbauteil 30. Dazu umfasst das Kupplungselement 35 das im Wesentlichen ringförmige Klauenelement 26, das umfangsseitig in gleichmäßiger Teilung eine Mehrzahl von Klauen 25 ausbildet, die für ein Zusammenwirken mit Klauen 24, die auf die Innenfläche des (ersten) Getrieberads 10 angeordnet sind, vorgesehen sind, indem die Klauen 24, 25 des Klauenelement 26 und des ersten Getrieberads 10 ineinander greifen. Dabei stützen sich diese unter Zwischenschaltung von Deformationselementen 31 ab, die jeweils beidseitig (in Umfangsrichtung) an jede der Klauen 25 des Klauenelements 26 anschließend angeordnet sind. Eine Herstellung des Kupplungselements 35 kann in vorteilhafter Weise durch 2-Komponenten-Spritzguss erfolgen, wobei in einem Spritzgussvorgang das Klauenelement 26 aus beispielsweise einem thermoplastischen Kunststoff und die mit dem Klauenelement 26 verbundenen Deformationselemente 31 aus einem Elastomer ausgebildet werden können. Another major difference between the steering system according to the 1 to 7 on the one hand and the one according to the 8th to 12 on the other hand lies in the one-piece design of the coupling element 35 that with the main body 14 the gear nut 9 is connected and part of the transmission of torque from the first gear 10 on the gear nut 9 provided jaw clutch is. The coupling element 35 integrated in a component in the first embodiment according to the 1 to 7 still separate components: claw element 26 and deformation component 30 , This includes the coupling element 35 the substantially annular claw member 26 , the circumference in a uniform division a plurality of claws 25 training, for interaction with claws 24 on the inner surface of the (first) gear 10 are arranged, provided by the claws 24 . 25 of the claw element 26 and the first gear 10 mesh. They are supported by the interposition of deformation elements 31 each on both sides (circumferentially) to each of the claws 25 of the claw element 26 are subsequently arranged. A preparation of the coupling element 35 can be done in an advantageous manner by 2-component injection molding, wherein in an injection molding process, the jaw member 26 from, for example, a thermoplastic material and with the jaw member 26 associated deformation elements 31 can be formed from an elastomer.

Anders als bei der Ausgestaltungsform gemäß den 1 bis 7 ist bei der zweiten Ausgestaltungsform zudem vorgesehen, das Kupplungselement 35 mittels Befestigungselementen 37 (z.B. Schrauben oder Spannstifte) an einer längsaxialen Stirnseite des Grundkörpers 14 der Getriebemutter 9 zu befestigen, wobei diesbezüglich eine definierte Exzentrizität zwischen dem Kupplungselement 35 und dem Grundkörper 14 der Getriebemutter 9 vorgesehen ist (vgl. 10), um die bereits für die erste Ausgestaltungsform gemäß den 1 bis 7 beschriebene Erzeugung eines auf die Getriebemutter 9 wirkenden Kippmoments zu realisieren. Unlike the embodiment according to the 1 to 7 is also provided in the second embodiment, the coupling element 35 by means of fastening elements 37 (Eg screws or dowel pins) on a longitudinal axial end face of the body 14 the gear nut 9 to fix, in this regard, a defined eccentricity between the coupling element 35 and the body 14 the gear nut 9 is provided (cf. 10 ), in order to those already for the first embodiment according to the 1 to 7 described generation of a on the gear nut 9 to realize acting tilting moment.

Das Kupplungselement 35 weist weiterhin die Funktion eines Deckels für den Grundkörper 14 der Getriebemutter 9 auf, wozu in der ersten Ausgestaltungsform gemäß den 1 bis 7 noch ein separater Deckel 38 vorgesehen ist. Hierbei bildet das Kupplungselement 35 auch einen Führungsabschnitt 39 auf, der in eine entsprechende Vertiefung des Grundkörpers 14 eingreift und Teil einer Rückführung für die kugelförmigen Übertragungselemente 8 des Kugelgewindetriebs 6 ist. An dem bezüglich des Kupplungselements 35 distal gelegenen längsaxialen Ende wird der Grundkörper 14 auch bei der zweiten Ausgestaltungsform durch einen separaten Deckel 38 verschlossen, der in diesem Fall jedoch ebenfalls, wie das Kupplungselement 35, mittels mehrerer (konkret drei) Befestigungselemente 37 (z.B. Schrauben oder Spannstifte) an dem Grundkörper 14 befestigt ist, wohingegen bei der erste Ausgestaltungsform hierfür ein Sprengring 36 vorgesehen ist. The coupling element 35 furthermore has the function of a cover for the main body 14 the gear nut 9 to what purpose in the first embodiment according to the 1 to 7 another separate lid 38 is provided. Here, the coupling element forms 35 also a guide section 39 on, in a corresponding recess of the main body 14 engages and part of a return for the spherical transmission elements 8th of the ball screw 6 is. With respect to the coupling element 35 distal longitudinal axial end is the main body 14 also in the second embodiment by a separate lid 38 closed, but in this case as well, as the coupling element 35 , by means of several (concrete three) fasteners 37 (Eg screws or dowel pins) on the body 14 is attached, whereas in the first embodiment, a snap ring 36 is provided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Gehäuse casing
2 2: Lenkstange handlebars
3 3: Lenkgetriebe steering gear
4 4: Längsachse der Lenkstange /der Getriebemutter Longitudinal axis of the handlebar / geared nut
5 5: Lenkmotor steering motor
6 6: Kugelgewindetrieb Ball Screw
7 7: Kugelumlaufgewinde Ball thread
8 8th: Übertragungselement transmission element
9 9: Getriebemutter transmission mother
10 10: erstes Getrieberad first gear wheel
11 11: Riemen belt
12 12: zweites Getrieberad second gear
13 13: Abtriebswelle des Lenkmotors Output shaft of the steering motor
14 14: Grundkörper der Getriebemutter Basic body of the gear nut
15 15: Drehlager pivot bearing
16 16: Innenring eines Drehlagers Inner ring of a pivot bearing
17 17: Schwenklager pivot bearing
18 18: Außenring eines Drehlagers Outer ring of a pivot bearing
19 19: Federelement spring element
20 20: Halteelement retaining element
21 21: Gleitelement Slide
22 22: Längsachse eines Drehlagers / Rotationsachse des ersten Getrieberads Longitudinal axis of a rotary bearing / rotation axis of the first gear
23 23: Schraube screw
24 24: Klaue des ersten Getrieberads Claw of the first gear
25 25: Klaue der Getriebemutter Claw of the gear nut
26 26: Klauenelement jaw member
27 27: Vertiefung des Klauenelements Deepening of the claw element
28 28: Vertiefung des Grundkörpers der Getriebemutter Deepening of the main body of the gear nut
29 29: Mitnahmeelement driving element
30 30: Deformationsbauteil deformation component
31 31: Deformationselement deformation element
32 32: Verbindungsabschnitt des Deformationsbauteils Connecting portion of the deformation component
33 33: radial ausgerichteter Abschnitt / Vorsprung des Gleitelements radially aligned portion / projection of the sliding element
34 34: Vertiefung des Grundkörpers der Getriebemutter Deepening of the main body of the gear nut
35 35: Kupplungselement coupling member
36 36: Sprengring snap ring
37 37: Befestigungselement fastener
38 38: Deckel der Getriebemutter Cover of the gear nut
39 39: Führungsabschnitt des Deckels der Getriebemutter Guide section of the gear nut cover

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2049383 B1 [0003, 0003, 0004, 0004]
DE 102011056025 A1 [0005]
DE 102011056031 A1 [0005]
DE 102005015756 A1 [0006]
DE 102011117723 A1 [0007, 0008, 0012, 0013]

Claims

Steering system with one in a housing ( 1 ) longitudinally displaceably mounted steering rod ( 2 ) and with a steering motor ( 5 ), which via a ball screw ( 6 ) on the handlebar ( 2 ) acts, to which the handlebar ( 2 ) in at least one section a ball screw ( 7 ) formed by spherical transmission elements ( 8th ) with one of the steering motor ( 5 ) drivable gear nut ( 9 ), wherein the gear nut ( 9 ) by means of a bearing arrangement in the housing ( 1 ) is mounted, wherein a gear ( 10 ) of a traction mechanism, via which a drive power of the steering motor ( 5 ) on the gear nut ( 9 ) is transferable, with an inner ring ( 16 ) of a pivot bearing ( 15 ) of the bearing assembly is connected. characterized in that the gear wheel ( 10 ) by means of a coupling torque transmitting with the gear nut ( 9 ) cooperates.

Steering system according to claim 1, characterized in that the coupling is designed such that a tilting of the gear nut ( 9 ) relative to the gear ( 10 ) is possible.

Steering system according to claim 2, characterized in that the coupling is designed such that a tilting of the gear nut ( 9 ) relative to the gear ( 10 ) due to an elastic deformation of a deformation element ( 31 ) is possible.

Steering system according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling as a dog clutch with interlocking claws ( 24 . 25 ) of the gear ( 10 ) and the gear nut ( 9 ) is trained.

Steering system according to claim 3 and 4, characterized in that the deformation element ( 31 ) between claws ( 24 . 25 ) of the gear ( 10 ) and the gear nut ( 9 ) is arranged.

Steering system according to claim 4 or 5, characterized in that the claws ( 25 ) of the gear nut ( 9 ) of a claw member ( 26 ) are formed, the torque transmitting with a base body ( 14 ) of the gear nut ( 9 ) connected is.

Steering system according to claim 6, characterized in that the claw element ( 26 ) is annular and this on a shaft portion of the body ( 14 ), wherein a torque transmitting connection between the claw member ( 26 ) and the basic body ( 14 ) by means of one or more, in wells ( 27 . 28 ) an inner surface of the claw member ( 26 ) and an outer surface of the shaft portion arranged entrainment elements ( 29 ) is realized.

Steering system according to claim 6, characterized in that the claw element ( 26 ) at one end face at a longitudinal axial end of the main body ( 14 ) is fixed.

Steering system according to one of the preceding claims, characterized by an embodiment of the coupling in such a way that it causes a tilting moment on the gear nut ( 9 ) exercises.

Steering system according to claim 8, characterized in that a coupling element ( 35 ) eccentric with respect to a body ( 14 ) of the gear nut ( 9 ) is arranged.

Steering system according to one of claims 7 to 9 and according to claim 10, characterized in that the center of the claw member ( 26 ) radially spaced with respect to the longitudinal axis ( 4 ) of the basic body ( 14 ) is arranged.

Steering system according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing arrangement axially with the interposition of at least one spring element ( 19 ) is supported on the housing and two axially spaced pivot bearing ( 15 ) whose inner rings ( 16 ) on an outer surface of the gear nut ( 9 ) are movably guided, wherein the inner rings ( 16 ) the pivot bearing ( 15 ) and / or the outer surface of the gear nut ( 9 ) is curved / are formed to a pivot bearing ( 17 ) train.

Steering system according to claim 11, characterized in that outer rings ( 18 ) the pivot bearing ( 15 ) each on the side which distally with respect to the other pivot bearing ( 15 ) is arranged, with the interposition of a spring element ( 19 ) on the housing ( 1 ) are supported.

Steering system according to claim 1 or 2, characterized in that the pivot bearings ( 15 ) Are angular contact ball bearings in an X-arrangement.

Steering system according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of the pivot bearing ( 17 ) between the inner rings ( 16 ) and the gear nut ( 9 ) a sliding element ( 21 ) is arranged.