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Die Erfindung betrifft ein Lenksystem, insbesondere ein Hilfskraftlenksystem, für ein Kraftfahrzeug.
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Bei den meisten Kraftfahrzeugen werden Hilfskraftlenksysteme verbaut, die beim Lenken ein unterstützendes Drehmoment erzeugen und dadurch das von dem Fahrer auf die Lenksäule aufzubringende Lenkmoment reduzieren.
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Die bekannten Hilfskraftlenksysteme basieren auf einem Lenkgetriebe, das die Antriebsleistung eines hydraulischen oder elektrischen Lenkmotors übersetzt und auf beispielsweise die Lenksäule überträgt. Derartige Lenkgetriebe können in Form eines Schraubwälzgetriebes und insbesondere als Schraubradgetriebe oder Schneckengetriebe ausgebildet sein. Diese umfassen dann ein Zahnrad, das direkt oder indirekt mit der Lenksäule verbunden sein kann, sowie ein damit kämmendes, über eine Welle von dem Lenkmotor angetriebenes Ritzel.
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Als problematisch bei derartigen Lenkgetrieben hat sich Getriebespiel gezeigt, das sich aufgrund von Bauteiltoleranzen, unterschiedlichen Wärmedehnungen der Getriebeelemente und/oder aufgrund von Verschleiß ausbildet. Insbesondere bei einem sogenannten Wechsellenken, d.h. bei einem direkt aufeinanderfolgenden Lenken mit wechselnder Lenkeinschlagsrichtung, erzeugt ein solches Getriebespiel unerwünschte Geräusche, die aus dem abwechselnden Anlegen gegenüberliegender Flanken der Zähne von Ritzel und Zahnrad resultieren.
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Bekannt ist, ein solches Getriebespiel dadurch möglichst zu eliminieren, dass die Ritzelwelle verschwenkbar um eine Achse, die senkrecht zu der Längsachse der Ritzelwelle und in einem Abstand zu dem Verzahnungseingriff von Ritzel und Zahnrad verläuft, gelagert ist und mittels eines oder mehrerer Federelemente gegen das Zahnrad gedrückt wird. Die Verschwenkbarkeit der Ritzelwelle wird dabei regelmäßig in eine der zwei Lagerungen, über die die Ritzelwelle endseitig gelagert ist, integriert. Diese Lagerung wird als „Festlager“ bezeichnet. Die Lagerung im Bereich des anderen Endes ist dann mit einem definierten Spiel ausgeführt (sogenanntes „Loslager“; vgl. beispielsweise
DE 10 2005 035 020 A1 ), um die durch die Schwenkbewegung hervorgerufene Auslenkung zu ermöglichen. Das Festlager ist regelmäßig antriebsseitig vorgesehen, während das Loslager an dem freien Ende der Ritzelwelle vorgesehen ist. Das oder die Federelemente zum Andrücken des Ritzels an das Zahnrad können dabei sowohl in das Loslager als auch in das Festlager integriert sein.
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Ein solches Lenkgetriebe, bei dem die Federkraft für die Anfederung mittels des Festlagers erzeugt wird, ist beispielsweise aus der
DE 10 2009 054 655 A1 bekannt. Bei diesem Lenkgetriebe ist vorgesehen, das Wälzlager, das die Ritzelwelle im Bereich des Festlagers aufnimmt, außenseitig in einer Schwenkhülse zu lagern. Die Schwenkhülse umfasst eine Lagerhülse, die das Wälzlager weitgehend spielfrei aufnimmt, und einen Außenring, der weitgehend spielfrei in einer Aufnahme eines Gehäuses des Lenkgetriebes gehalten ist, wobei der Außenring und die Lagerhülse über mehrere Torsionsstege verbunden sind, die bei einem Verdrehen des Außenrings zu der Lagerhülse tordiert werden. Nach der Montage des Lenkgetriebes sind die Torsionsstege derart tordiert, dass die dadurch erzeugte elastische Rückstellwirkung die Anfederung der Ritzelwelle bewirkt.
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Eine vollständige Elimination von Getriebespiel ist auch durch eine Anfederung einer Ritzelwelle eines Lenkgetriebes gemäß der
DE 10 2009 054 655 A1 nicht immer möglich, woraus eine darin begründete Geräuschentwicklung im Betrieb des Lenkgetriebes resultiert. Hinzu kommt die relativ große Übersetzung, die bei der Übertragung der Antriebsleistung von dem Ritzel auf das Zahnrad regelmäßig vorgesehen ist. Ein solches Lenkgetriebe ist nämlich regelmäßig für relativ hohe Drehzahlen des Lenkmotors und damit des Ritzels und der das Ritzel umfassenden Ritzelwelle ausgelegt, wobei solche relativ hohen Drehzahlen mit entsprechend hohen lokalen Geschwindigkeiten im Verzahnungseingriff und in den zur Lagerung der Ritzelwelle dienenden Drehlagerungen und daraus folgend mit einer entsprechend großen Geräuschentwicklung verbunden sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenksystem, wie es grundsätzlich aus der
DE 10 2009 054 655 A1 bekannt ist, hinsichtlich der Geräuschentwicklung im Betrieb zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Lenksystem 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.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Geräuschentwicklung eines gattungsgemäßen Lenksystems im Betrieb möglichst gering zu halten, indem nicht primär oder ausschließlich versucht wird, die Ursachen der Geräuschentwicklung zu eliminieren, sondern vielmehr eine Verbreitung von die Geräusche bewirkenden Schwingungen innerhalb des Lenksystems auf möglichst vorteilhafte Weise zu begrenzen. Dabei liegt diesem Gedanken die Erkenntnis zugrunde, dass für eine wahrnehmbare Geräuschentwicklung eines gattungsgemäßen Lenksystems primär eine Schallabstrahlung über das Gehäuse ursächlich ist und dass eine solche wahrnehmbare Geräuschentwicklung wirkungsvoll und gleichzeitig auf konstruktiv relativ einfache Weise reduziert werden kann, wenn das Gehäuse von solchen Schwingungen, die eine entsprechende Schallabstrahlung bewirken würden, möglichst entkoppelt wird.
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Dementsprechend ist ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, das ein Lenkgetriebe umfasst, wobei das Lenkgetriebe ein Gehäuse, ein Zahnrad, ein mit dem Zahnrad kämmendes Schraubritzel und eine das Schraubritzel umfassende Schraubritzelwelle aufweist.
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Die Schraubritzelwelle ist auf einer Seite des Schraubritzels in einem Festlager gelagert, das ein Drehlager umfasst, in dem die Ritzelwelle aufgenommen ist. Das Drehlager kann hierzu zumindest einen inneren Lagerring, einen äußeren Lagerring sowie gegebenenfalls, bei einer bevorzugten Ausgestaltung als Wälz- und insbesondere als Kugellager, mehrere zwischen den Lagerringen angeordnete Wälzelemente, insbesondere Kugeln, umfassen, wobei die Ritzelwelle innerhalb des inneren Lagerrings des Drehlagers aufgenommen ist. Das Drehlager und insbesondere ein äußerer Lagerring des Drehlagers des Festlagers ist weiterhin in einer Lagerhülse aufgenommen. Zudem umfasst das Festlager einen Schwenkring, der einen Außenring sowie einen Innenring aufweist, die über einen oder mehrere Torsionsstege verschwenkbar miteinander verbunden sind, wobei der Innenring mit der Lagerhülse verbunden oder integraler Bestandteil von dieser ist und der Außenring in dem Gehäuse des Lenkgetriebes (bezüglich zumindest einer, vorzugsweise bezüglich sämtlicher Richtungen, d.h. unbeweglich) festgelegt angeordnet ist.
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Weiterhin ist die Schraubritzelwelle eines erfindungsgemäßen Lenksystems auf der anderen Seite des Schraubritzels in einem Loslager gelagert, das ein Drehlager umfasst, in dem die Ritzelwelle aufgenommen ist und das in einer in dem Gehäuse gelagerten Lagerbuchse aufgenommen ist, wobei die Lagerbuchse eine radiale Beweglichkeit des Drehlagers innerhalb des Gehäuses gewähreistet. Das Loslager kann beispielsweise eine Ausgestaltung gemäß der
DE 10 2005 035 020 A1 aufweisen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Lagerbuchse des Loslagers eine das Drehlager aufnehmende Innenbuchse und eine die Innenbuchse umgebende und in dem Gehäuse festgelegt angeordnete Außenbuchse aufweist, wobei die Außenbuchse und die Innenbuchse einen Ringspalt begrenzen und wobei die Außenbuchse und die Innenbuchse derart über einen flexiblen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, dass diese in zumindest einer radialen Richtung relativ zueinander beweglich sind.
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Ein erfindungsgemäßes Lenksystem umfasst weiterhin ein ausschließlich über ein Kupplungselement drehantreibend mit der Schraubritzelwelle des Lenkgetriebes verbundenen Lenkmotor, der insbesondere als Elektromotor ausgebildet sein kann.
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Ein solches Lenksystem ist dem Grundgedanken der Erfindung entsprechend dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring des Schwenkrings des Festlagers und/oder die Lagerbuchse (jeweils) ausschließlich (d.h. ohne direkten Kontakt mit dem Gehäuse) unter Zwischenschaltung eines schwingungsdämpfenden Entkoppelungselements in dem Gehäuse (1) festgelegt angeordnet ist. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass das oder die schwingungsdämpfenden Entkoppelungselemente zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig aus (mindestens) einem schwingungsdämpfenden Material, vorzugsweise einem Kunststoff, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff, oder einem Elastomer (z.B. einem Gummi) ausgebildet ist. Alternativ oder ergänzend besteht auch die Möglichkeit, ein solches Element durch konstruktive Maßnahmen mit einer schwingungsdämpfenden Funktionalität auszubilden.
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Alternativ oder ergänzend ist bei einem erfindungsgemäßen Lenksystem vorgesehen, dass der Schwenkring des Festlagers und/oder die Lagerbuchse des Loslagers und/oder das Schraubritzel und/oder das Zahnrad und/oder das Kupplungselement zumindest teilweise aus (mindestens) einem schwingungsdämpfenden Material ausgebildet ist/sind. Auch hierbei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass das schwingungsdämpfende Material ein (thermoplastischer) Kunststoff oder ein Elastomer ist, wobei davon ausgegangen wird, dass jeder (thermoplastische) Kunststoff und jedes Elastomer im Vergleich zu Metallen und insbesondere Stahl und Aluminiumlegierungen, die die konventionellen Materialien zur Ausbildung von Lenksystemen von Kraftfahrzeugen darstellen, bessere schwingungsdämpfende Eigenschaften aufweist.
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Das erfindungsgemäße Lenksystem kann insbesondere als Hilfskraftlenksystem ausgebildet sein, bei dem mittels des Lenkmotors ein unterstützendes Drehmoment erzeugt werden kann, so dass ein von einem Fahrer eines das Hilfskraftlenksystem umfassenden Kraftfahrzeugs auf die Lenksäule für ein Lenken des Kraftfahrzeugs aufzubringendes Lenkmoment reduziert (ggf. temporär auch bis auf null) ist. Alternativ dazu besteht auch die Möglichkeit, das Lenksystem derart auszubilden, dass von dem Lenkmotor (stets) das gesamte für ein Lenken erforderliche Lenkmoment erzeugt wird (insbesondere für eine sogenannte Steer-by-Wire-Funktionalität des Lenksystems bzw. des Kraftfahrzeugs).
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Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Lenksystem.
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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.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
- 1: einen Längsschnitt durch ein Lenkgetriebe eines erfindungsgemäßen Lenksystems;
- 2: in einem Längsschnitt einen Abschnitt des Lenkgetriebes gemäß der 1 sowie einen Abschnitt eines mit dem Lenkgetriebe verbundenen Lenkmotors eines erfindungsgemäßen Lenksystems;
- 3 das Festlager des Lenkgetriebes gemäß der 1 in einer Ansicht von vorne; und
- 4: die Lagerbuchse des Loslagers des Lenkgetriebes gemäß der 1 in einem Querschnitt.
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Die 1 zeigt die wesentlichen Bestandteile eines Lenkgetriebes eines erfindungsgemäßen Lenksystems. Dieses umfasst ein Gehäuse 1, innerhalb dessen ein Zahnrad 2 sowie ein mit dem Zahnrad 2 kämmendes Schraubritzel 3 drehbar angeordnet sind. Das Schraubritzel 3 und eine das Schraubritzel 3 umfassende Schraubritzelwelle 4 sind in Form einer Schnecke integral ausgebildet.
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Das Zahnrad 2 ist fest auf einer Abtriebswelle 5 (vgl. 1) des Lenkgetriebes befestigt. Diese Abtriebswelle 5, die in dem gezeigten Ausgestaltungsbeispiel eine Verzahnung für eine sichere drehfeste Verbindung mit dem Zahnrad 2 aufweist, kann beispielsweise mit einer zumindest in einem Abschnitt als Zahnstange ausgebildeten Lenkstange kämmen, wodurch die Zahnstange eine Translationsbewegung durchführt, die in bekannter Weise über Radlenkhebel (nicht dargestellt) in eine Schwenkbewegung lenkbarer Räder (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs übersetzt werden kann. Bei der Abtriebswelle 5 kann es sich aber auch um eine Lenksäule eines Hilfskraftlenksystems handeln, die mit einem Lenkrad verbunden ist und über ein Lenkritzel auf die Lenkstange wirkt.
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Die Schraubritzelwelle 4 weist ein antriebsseitiges Ende auf, über das diese mit der Abtriebswelle 7 eines Lenkmotors 6 (z.B. ein Elektromotor) verbindbar beziehungsweise verbunden ist (vgl. 2). Im Bereich dieses antriebsseitigen Endes ist die Schraubritzelwelle 4 mittels einer ersten Lagerung in dem Gehäuse 1 gelagert. Diese Lagerung ist als Festlager 8 ausgebildet, das ein Verschwenken der Schraubritzelwelle 4 um eine Schwenkachse 9 (vgl. 3) zulässt. Dieses Verschwenken bewirkt ein Auslenken des dem antriebsseitigen Ende gegenüberliegenden Endes der Schraubritzelwelle 4, die dort mittels eines Loslagers 10 in einer entsprechenden Aufnahme des Gehäuses 1 gelagert ist. Dieses Loslager 10 ist so ausgebildet, dass es die sich aus dem Verschwenken der Schraubritzelwelle 4 ergebende Auslenkung dieses Endes zulässt.
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Sowohl das Festlager 8 als auch das Loslager 10 umfassen jeweils ein Drehlager in Form eines Kugellagers 11, 12. In inneren Lagerringen dieser Kugellager 9, 10 sind die entsprechenden Abschnitte der Schraubritzelwelle 4 gelagert, während äußere Lagerringe der Kugellager 11, 12 in jeweils einer Lagervorrichtung 13, 14 gelagert sind, die wiederum in entsprechenden Aufnahmen des Gehäuses 1 aufgenommen sind. Die Lagervorrichtungen 13, 14 sind konstruktiv so ausgebildet, dass diese im Fall des Festlagers 8 das Verschwenken der Schraubritzelwelle 4 um die Schwenkachse 9 und im Fall des Loslagers 10 das Auslenken des freien Endes der Schraubritzelwelle 4 ermöglichen.
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Hierzu umfasst die Lagervorrichtung 13 des Festlagers 8 eine Lagerhülse 15 mit kreisringförmigem Querschnitt, die innenseitig in einem ersten Längsabschnitt das Kugellager 11 und in einem zweiten Längsabschnitt einen Innenring 17 eines Schwenkrings 16 aufnimmt. Der Innenring 17 des Schwenkrings 16 ist unter Zwischenschaltung einer Stützscheibe 18 drehfest und axial gesichert innerhalb der Lagerhülse 15 gelagert, wobei sich der Innenring 17 an dem äußeren Lagerring 19 des Kugellagers 11 abstützt. Der Schwenkring 16 umfasst neben dem Innenring 17 noch einen Außenring 20. Der Außenring 20 ist über zwei Torsionsstege 21 (vgl. 3) mit dem Innenring 17 verbunden. Der Außenring 12, der Innenring 17 und die Torsionsstege 21 sind vorzugsweise einstückig aus beispielsweise Federstahl ausgebildet.
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Eine axiale Lagesicherung des Kugellagers 11 auf der Schraubritzelwelle 4 erfolgt unter Zwischenschaltung eines Druckstücks 22 mittels einer Schraube 23, die in ein Innengewinde, das in das antriebsseitige Ende der Schraubritzelwelle 4 integriert ist, eingeschraubt ist. Eine axiale Lagesicherung des Außenrings 20 des Schwenkrings 16 innerhalb des Gehäuses 1 erfolgt mittels eines Schraubrings 24, der ein Außengewinde aufweist, das in ein entsprechendes Innengewinde des Gehäuses 1 eingeschraubt ist.
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Die zwei Torsionsstege 17 definieren die Lage der Schwenkachse 9, um die der Außenring 20 relativ zu dem Innenring 17 verschwenkbar ist. Die Torsionsstege 21 und damit die Schwenkachse 9 verlaufen dabei jedoch nicht durch das Zentrum des Schwenkrings 16 und damit auch nicht durch das Zentrum des Querschnitts der Schraubritzelwelle 4, sondern radial versetzt dazu (vgl. 3). Die Schwenkachse 9 schneidet somit nicht die Längsachse 25 der Schraubritzelwelle 4. Durch den radialen Versatz der Torsionsstege 21 zu dem Zentrum des Schwenkrings 16 wird die Schwenkachse 9 in die Nähe des Außenumfangs der Schraubritzelwelle 4 verlagert, wodurch die Ausbildung von Reaktionsmomenten, die sich infolge der beim Zahneingriff von Schraubritzel 3 und Zahnrad 2 ergebenden Verzahnungskräfte in Verbindung mit dem Abstand der Wirkungslinie dieser Verzahnungskräfte von der Schwenkachse 9 ergeben beziehungsweise ergeben würden, verringert oder vermieden werden kann. Zur möglichst vollständigen Vermeidung der Reaktionsmomente ist vorgesehen, dass die Schwenkachse 9 innerhalb derjenigen Tangentialebene liegt, die in dem Berührpunkt der beiden Teil- beziehungsweise Wälzkreise von Zahnrad 2 und Schraubritzel 3 ausgebildet ist.
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Die Torsionsstege 21 des Schwenkrings 16 ermöglichen nicht nur ein Verschwenken des Außenrings 20 zu dem Innenring 17 und damit der Schraubritzelwelle 4 relativ zu dem Zahnrad 2 beziehungsweise dem Gehäuse 1, sondern bewirken gleichzeitig diejenige Federkraft, durch die das Schraubritzel 3 der Schraubritzelwelle 4 in die Verzahnung des Zahnrads 2 gedrückt wird, um ein möglichst geringes Getriebespiel und damit eine geringe Geräuschentwicklung im Betrieb des Lenkgetriebes, insbesondere beim sogenannten Wechsellenken, zu erreichen. Diese Federkraft ergibt sich daraus, dass bei der Montage des Lenkgetriebes die Schraubritzelwelle 4 soweit infolge eines Kontakts mit dem Zahnrad 2 ausgelenkt wird, dass sich eine ausreichende Torsion der Torsionsstege 21 ergibt, wodurch die elastischen Rückstellmomente, die aus der Torsion der Torsionsstege 21 resultieren, entgegen dieser Auslenkung der Schraubritzelwelle 4 wirken und diese somit gegen das Zahnrad 2 beaufschlagen.
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Die Lagervorrichtung 14 des Loslagers 10 ist in Form einer Lagerbuchse 14 ausgebildet, die eine Innenbuchse 26 umfasst, die in einer unbelasteten Neutralstellung der Lagerbuchse 14 möglichst konzentrisch innerhalb einer Außenbuchse 27 angeordnet ist (vgl. 4). In einem Abschnitt ist die Innenbuchse 26 über einen Verbindungsabschnitt 28 mit der Außenbuchse 27 verbunden. Im Bereich des Verbindungsabschnitts 28 weisen die Innenbuchse 26 und die Außenbuchse im Quer- beziehungsweise Radialschnitt (vgl. 4) jeweils einen gekrümmt verlaufenden Vorsprung 29, 30 auf, die - sich gegenüberliegend - in den zwischen der Innenbuchse 26 und der Außenbuchse 27 ausgebildeten Ringspalt 31 ragen. Die Spitzen der beiden Vorsprünge 29, 30 berühren sich dabei.
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Im Bereich der Vorsprünge 29, 30 sind die Innenbuchse 26 und die Außenbuchse 27 von einer Elastomerhülle 32 umgeben. Dabei ist die Ausgestaltung der Elastomerhülle 32 derart, dass diese die Außenflächen der Innenbuchse 26 und der Außenbuchse 27 nicht überragt. Hierzu ist zum einen die axiale Länge der Innenbuchse 26 und der Außenbuchse 27 in den die Vorsprünge 29, 30 ausbildenden Umfangsabschnitten kleiner als in den anderen Umfangsabschnitten. Dadurch werden Vertiefungen (nicht sichtbar) ausgebildet, in denen der elastische Werkstoff der Elastomerhülle 32 aufgenommen ist. Weiterhin weist die Innenbuchse 26 auf ihrer Innenseite und die Außenbuchse 27 auf ihrer Außenseite jeweils eine weitere, in axialer Richtung verlaufende Vertiefung 33, 34 auf, wobei der Werkstoff der Elastomerhülle 32 ebenfalls in diesen Vertiefungen 33, 34 aufgenommen ist. Auch im Bereich des Ringspalts 31 sind die Vorsprünge 29, 30 beidseitig (in Umfangsrichtung) von dem elastischen Werkstoff der Elastomerhülle 32 umgeben beziehungsweise in diesen eingebettet. Die Elastomerhülle 32 sorgt für den Zusammenhalt der Innenbuchse 26 und der Außenbuchse 27 ohne eine definierte Relativbeweglichkeit dieser Komponenten im relevanten Ausmaß zu behindern. Der Verbindungsabschnitt 28 bildet nämlich ein Schwenkgelenk mit geringem Schwenkmoment aus, das ein Verschwenken der Außenbuchse 27 zu der Innenbuchse 26 um eine im Bereich des Verbindungsabschnitts 28 liegende Schwenkachse ermöglicht. Bei dieser Schwenkbewegung gleiten beziehungsweise wälzen die Vorsprünge 29, 30 der Innenbuchse 26 und der Außenbuchse 27 aufeinander ab, während die Elastomerhülle 32 diese Relativbewegung von Außenbuchse 27 und Innenbuchse 26 nicht in einem relevanten Ausmaß behindert.
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Vorgesehen ist, dass die Lagerbuchse 14 derart in das Gehäuse 1 des Lenkgetriebes integriert ist, dass das Verschwenken der Schraubritzelwelle 4 um die durch das Festlager 8 definierte Schwenkachse 9 zu einem Verschieben der Innenbuchse 26 relativ zu der Außenbuchse 27 in einer Richtung führt, die im Wesentlichen senkrecht zu der durch den Verbindungsabschnitt 28 führenden Radialachse 35 ist. In den durch diese Radialachse 35 definierten Richtungen soll dagegen möglichst keine Verschiebbarkeit der Innenbuchse 26 relativ zu der Außenbuchse 27 möglich sein, um ein Verschränken des Schraubritzels 3 auf dem Zahnrad 2 im Betrieb des Lenkgetriebes zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, dass der Abstand zwischen der Innenbuchse 26 und der Außenbuchse 27 in dem dem Verbindungsabschnitt 28 radial gegenüberliegenden Umfangsabschnitt der Lagerbuchse 14 auf ein relativ kleines Maß von z.B. 0,1 mm begrenzt ist. Dies erfolgt mittels eines Begrenzungselements 36, das in radialer Richtung verschiebbar innerhalb der Außenbuchse 27 gelagert ist. Das Begrenzungselement 36 weist eine radiale Breite auf, die größer als die radiale Breite der Außenbuchse 27 ist, wobei sich das Begrenzungselement 36 der noch nicht in dem Gehäuse 1 montierten Lagerbuchse 14 soweit nach außen verschieben lässt, dass dieses die Außenfläche der Außenbuchse 27 überragt. Dadurch stellt sich ein relativ großer Abstand zwischen der Außenseite der Innenbuchse 26 und dem Begrenzungselement 36 ein, der eine relativ einfache Montage der Lagerbuchse 14 ermöglicht. Dieser Abstand wird im Rahmen der Montage des Loslagers 7 in dem Gehäuse 1 auf das gewünschte kleine Maß reduziert, da dann das Begrenzungselement 36 infolge einer Kollision mit dem Gehäuse 1 die Außenfläche der Außenbuchse 27 nicht mehr überragen kann und folglich in Richtung der Innenbuchse 26 verschoben sein muss.
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Die Außenbuchse 27 der Lagerbuchse 14 umfasst weiterhin noch ein elastisches Anschlagelement 37, das eine Bewegung der Innenbuchse 26 bei einem Verschwenken der Schraubritzelwelle 4 in einer Richtung (in der 1 nach oben) begrenzt.
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Trotz der Anfederung der Schraubritzelwelle 4 gegen das Zahnrad 2 mittels des Festlagers 8 und trotz des dadurch erreichbaren möglichst geringen Getriebespiels kann eine Geräuschentwicklung im Betrieb des Lenkgetriebes nicht vollständig verhindert werden. Eine solche Geräuschentwicklung ist nämlich zusätzlich auch in für den Betrieb erforderlichen Relativbewegungen der Komponenten des Lenkgetriebes und insbesondere in dem Abrollen der Kugeln der Kugellager 11 ,12 sowie in dem sich zyklisch ändernden Eingriff der Zähne des Schraubritzels 3 und des Zahnrads 2 begründet.
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Um ein möglichst positives beziehungsweise geringes Geräuschverhalten des Lenkgetriebes und des dieses umfassenden Lenksystems im Betrieb zu erreichen ist erfindungsgemäß vorgesehen, eine Übertragung von durch diese Relativbewegungen erzeugten Körperschwingungen auf das beispielsweise aus Aluminium bestehende Gehäuse 1 möglichst gering zu halten, wodurch eine darin begründete Schwingungsanregung und damit eine Schallabstrahlung des Gehäuses 1 gering gehalten werden kann.
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Hierzu ist zum einen vorgesehen, dass das gesamte Zahnrad 2 oder zumindest dessen Zähne aus Kunststoff ausgebildet oder zumindest damit beschichtet sind.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass die Lagerbuchse 14 des Loslagers 10 zumindest teilweise, insbesondere die Innenbuchse 26 und/oder die Außenbuchse 27 teilweise oder vollständig aus Kunststoff ausgebildet ist/sind.
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Als weitere Maßnahme, um eine Schwingungsanregung des Gehäuses 1 infolge der Drehbewegungen der Schraubritzelwelle 4 und des Zahnrads 2 zu vermeiden beziehungsweise gering zu halten, ist vorgesehen, dass der Außenring 20 des Schwenkrings 16 ausschließlich unter Zwischenschaltung eines mehrteiligen, schwingungsdämpfenden Entkoppelungselements 38 in dem Gehäuse 1 festgelegt angeordnet ist, wobei dieses Entkoppelungselement 38 aus Kunststoff oder einem Elastomer ausgebildet ist.
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Und schließlich ist vorgesehen, dass die Abtriebswelle 7 des Lenkmotors 6 beziehungsweise ein mit einem freien Ende dieser Abtriebswelle 7 verbundenes Adapterstück 39 unter Zwischenschaltung eines Kupplungselements 40, das ebenfalls aus Kunststoff oder einem Elastomer ausgebildet ist, mit der Schraubritzelwelle 4 beziehungsweise mit dem über eine Verzahnung 41 drehfest mit dem angrenzenden Ende der Schraubritzelwelle 4 verbundenen Druckstück 22 drehantreibend beziehungsweise drehfest verbunden ist. Ein Spalt 42 zwischen dem Adapterstück 39 und dem Druckstück 22 verhindert einen direkten Kontakt zwischen diesen Komponenten, so dass die drehantreibende Verbindung zwischen der Abtriebswelle 7 des Lenkmotors 6 und der Schraubritzelwelle 4 ausschließlich unter Zwischenschaltung des Kupplungselements 40 gegeben ist.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind sämtliche Wege der Übertragung von Körperschwingungen, die sich aufgrund der Rotationen der Schraubritzelwelle 4 und des Zahnrads 2 ergeben, auf das Gehäuse 1 in zumindest einem Abschnitt aus schwingungsdämpfendem Kunststoff oder Elastomer ausgebildet, so dass eine dadurch bedingte Schwingungsanregung des Gehäuses 1 und eine dadurch begründete Schallabstrahlung des Gehäuses 1 gering gehalten werden können. Dabei kann die bestmögliche Wirkung hinsichtlich des Geräuschverhaltens des Lenksystems erreicht werden, wenn sämtliche dieser Maßnahmen umgesetzt sind. Möglich ist es aber auch, nur einzelne dieser Maßnahmen umzusetzen, wobei dann gegebenenfalls eine nicht optimale Wirkung realisiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Zahnrad
- 3
- Schraubritzel
- 4
- Schraubritzelwelle
- 5
- Abtriebswelle des Lenkgetriebes
- 6
- Lenkmotor
- 7
- Abtriebswelle des Lenkmotors
- 8
- Festlager
- 9
- Schwenkachse
- 10
- Loslager
- 11
- Kugellager des Festlagers
- 12
- Kugellager des Loslagers
- 13
- Lagervorrichtung des Festlagers
- 14
- Lagervorrichtung /Lagerbuchse des Loslagers
- 15
- Lagerhülse
- 16
- Schwenkring
- 17
- Innenring des Schwenkrings
- 18
- Stützscheibe
- 19
- äußerer Lagerring des Kugellagers des Festlagers
- 20
- Außenring des Schwenkrings
- 21
- Torsionssteg
- 22
- Druckstück
- 23
- Schraube
- 24
- Schraubring
- 25
- Längsachse der Schraubritzelwelle / des Kugellagers des Festlagers
- 26
- Innenbuchse der Lagerbuchse
- 27
- Außenbuchse der Lagerbuchse
- 28
- Verbindungsabschnitt der Lagerbuchse
- 29
- Vorsprung der Innenbuchse
- 30
- Vorsprung der Außenbuchse
- 31
- Ringspalt zwischen der Innenbuchse und der Außenbuchse
- 32
- Elastomerhülle der Lagerbuchse
- 33
- Vertiefung der Außenbuchse
- 34
- Vertiefung der Innenbuchse
- 35
- Radialachse durch den Verbindungsabschnitt der Lagerbuchse
- 36
- Begrenzungselement
- 37
- Anschlagelement
- 38
- Entkoppelungselement
- 39
- Adapterstück
- 40
- Kupplungselement
- 41
- Verzahnung
- 42
- Spalt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005035020 A1 [0005, 0013]
- DE 102009054655 A1 [0006, 0007, 0008]
