DE102018113329A1

DE102018113329A1 - Straßenradaktoranordnung

Info

Publication number: DE102018113329A1
Application number: DE102018113329.4A
Authority: DE
Inventors: Michael A. Eickholt; Fred N. Golda; Paul E. Kern; Jeffrey L. Marr; Jeffrey M. Otto; Emily N. Stilwell
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2018-06-05
Publication date: 2018-12-13
Anticipated expiration: 2038-06-06
Also published as: CN109017972B; US10322744B2; US20180354548A1; CN109017972A; DE102018113329B4

Abstract

Eine Riemenscheibenanordnung für eine Straßenradaktoranordnung umfasst eine Anordnung mit einer angetriebenen Riemenscheibe, eine angetriebene Riemenscheibe und einen Riemen. Die Anordnung mit einer angetriebenen Riemenscheibe enthält eine angetriebene Riemenscheibe und einen Befestigungsring. Die angetriebene Riemenscheibe ist zumindest teilweise um eine Kugelmutter herum angeordnet, die mit einer Zahnstange wirksam verbunden ist. Der Befestigungsring ist in der angetriebenen Riemenscheibe aufgenommen. Der Riemen ist angeordnet, um die Anordnung mit einer angetriebenen Riemenscheibe mit der Antriebsriemenscheibe zu verbinden.

Description

HINTERGRUND
Fahrzeugkraftassistenzsysteme wie etwa ein elektrisches Servolenkungssystem können einen Aktor mit einem Zahnriemen enthalten, der Drehmoment von dem Elektromotor an eine Komponente überträgt. Der Aktor unterstützt das Aufbringen eines Drehmoments oder einer Last auf die Komponente, um eine Fahrzeugfunktion wie etwa Abbiegen oder Lenken auszuführen. Ein Springen oder Schlupfen des Zahnriemens kann das Bereitstellen einer Unterstützung durch das Fahrzeugkraftassistenzsystem zum Unterstützen beim Abbiegen oder Lenken des Fahrzeugs beeinflussen.
Folglich ist es wünschenswert, ein robustes Fahrzeugkraftassistenzsystem bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Lenkungsassistenzsystem mit einer Straßenradaktoranordnung bereitgestellt. Die Straßenradaktoranordnung enthält eine Zahnstange, die sich entlang einer ersten Achse erstreckt, und eine Riemenscheibenanordnung. Die Riemenscheibenanordnung enthält eine Antriebsriemenscheibe und eine Anordnung mit einer angetriebenen Riemenscheibe. Die Antriebsriemenscheibe ist um eine Antriebsriemenscheibenwelle herum angeordnet, die sich entlang einer zweiten Achse erstreckt, die parallel zu der ersten Achse angeordnet ist. Die Anordnung mit einer angetriebenen Riemenscheibe ist um die Zahnstange herum angeordnet und enthält eine Kugelmutter, eine angetriebene Riemenscheibe und einen Befestigungsring. Die Kugelmutter ist um die Zahnstange herum angeordnet. Die angetriebene Riemenscheibe ist zumindest teilweise um die Kugelmutter herum angeordnet. Der Befestigungsring ist zumindest teilweise in der angetriebenen Riemenscheibe angeordnet und er ist mit der Kugelmutter wirksam verbunden.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Riemenscheibenanordnung einer Straßenradaktoranordnung bereitgestellt. Die Riemenscheibenanordnung enthält eine Anordnung mit einer angetriebenen Riemenscheibe, eine Antriebsriemenscheibe und einen Riemen. Die Anordnung mit einer angetriebenen Riemenscheibe enthält eine angetriebene Riemenscheibe und einen Befestigungsring. Die angetriebene Riemenscheibe ist zumindest teilweise um eine Kugelmutter herum angeordnet, die mit einer Zahnstange wirksam verbunden ist. Der Befestigungsring ist in der angetriebenen Riemenscheibe aufgenommen. Der Riemen ist angeordnet, um die Anordnung mit einer angetriebenen Riemenscheibe mit der Antriebsriemenscheibe zu verbinden.
Diese und andere Vorteile und Merkmale werden sich aus der folgenden Beschreibung besser ergeben, wenn sie in Verbindung mit den Zeichnungen gelesen wird.
Figurenliste
Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung wird speziell dargelegt und in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung separat beansprucht. Die vorstehenden und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der folgenden genauen Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird, in denen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Lenkungsassistenzsystems mit einer Straßenradaktoranordnung ist;
2 eine Ansicht einer zerlegten Anordnung mit einer angetriebenen Riemenscheibe der Straßenradaktoranordnung ist;
3 eine Seitenansicht im Querschnitt der Anordnung mit einer angetriebenen Riemenscheibe ist;
4 eine Stirnansicht im Querschnitt der Anordnung mit einer angetriebenen Riemenscheibe während eines ersten Betriebsmodus ist; und
5 eine Stirnansicht im Querschnitt der Anordnung mit einer angetriebenen Riemenscheibe während eines zweiten Betriebsmodus ist.

GENAUE BESCHREIBUNG
Mit Bezug nun auf die Figuren, bei denen die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf spezielle Ausführungsformen beschrieben wird, ohne sie einzuschränken, versteht es sich, dass die offenbarten Ausführungsformen nur zur Veranschaulichung der vorliegenden Offenbarung dienen, welche in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können hervorgehoben oder minimiert sein, um Details von speziellen Komponenten zu zeigen. Daher dürfen hier offenbarte spezielle strukturelle und funktionale Details nicht als Einschränkung interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Grundlage zum Unterrichten des Fachmanns über verschiedene Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Offenbarung. Fahrzeuge sind mit einem Lenkungsassistenzsystem versehen, das ein Fahrzeugrad oder Straßenrad in Ansprechen auf eine Lenkungseingabe schwenkt oder dreht, die von einem Bediener des Fahrzeugs bereitgestellt wird. Mit Bezug auf 1 enthält das Lenkungsassistenzsystem eine Straßenradaktoranordnung 10, die zum Schwenken des Fahrzeugrads oder Fahrzeugstraßenrads angeordnet ist. Die Straßenradaktoranordnung 10 enthält eine Zahnstange 20, eine Zahnradgetriebe 22 und einen Servolenkungsassistenzmechanismus 24.
Die Zahnstange 20 erstreckt sich entlang einer ersten Achse 30 und weist Enden auf, die mit Spurstangen wirksam verbunden sind, welche das Schwenken, Lenken oder Einschlagen eines Fahrzeugstraßenrads unterstützen. Die Zahnstange 20 ist als Kugelgewindespindel mit Gewindegängen, Zähnen oder dergleichen ausgestaltet, die mit dem Zahnradgetriebe 22 in Eingriff steht. Das Zahnradgetriebe 22 ist mit einer Eingabewelle wirksam verbunden und dreht sich in Ansprechen auf eine Lenkungseingabe, die von einem Bediener des Fahrzeugs bereitgestellt wird. Die Drehung des Zahnradgetriebes 22 während es in kämmendem Eingriff mit der Zahnstange 20 steht, bewirkt, dass sich die Zahnstange 20 entlang der ersten Achse 30 verschiebt, um ein Fahrzeugstraßenrad zu schwenken.
Der Servolenkungsassistenzmechanismus 24 ist mit der Zahnstange 20 wirksam verbunden und stellt Assistenzdrehmoment für die Zahnstange 20 bereit, das in eine Axialkraft umgesetzt wird, welche zum Unterstützen des Schwenkens des Fahrzeugstraßenrads verwendet wird. Der Servolenkungsassistenzmechanismus 24 enthält einen Motor 40, eine Antriebsriemenscheibenwelle 42, eine Kugelmutteranordnung 44 und eine Riemenscheibenanordnung 46.
Der Motor 40 kann ein Elektromotor, ein hydraulischer Aktor, ein elektrohydraulischer Motor oder dergleichen sein, der mit der Antriebsriemenscheibenwelle 42 wirksam verbunden ist. Die Antriebsriemenscheibenwelle 42 ist durch eine nachgiebige Motorkopplung 50 mit dem Motor 40 verbunden. Die Antriebsriemenscheibenwelle 42 erstreckt sich entlang einer zweiten Achse 52, die im Wesentlichen parallel zu der ersten Achse 30 angeordnet ist. Durch Lager 94, 96 kann sich die Antriebsriemenscheibenwelle 42 frei um die erste Achse 30 herum drehen.
Mit Bezug auf 1 ist die Kugelmutteranordnung 44 um die Zahnstange 20 herum angeordnet. Mit Bezug auf 2 enthält die Kugelmutteranordnung 44 ein Lager 56, das mit einer Kugelmutter 58 wirksam verbunden ist, welche eine erste Stirnseite 60 der Kugelmutter, eine zweite Stirnseite 62 der Kugelmutter, die entgegengesetzt zu der ersten Stirnseite 60 der Kugelmutter angeordnet ist, eine Außenoberfläche 64 der Kugelmutter, die sich zwischen der ersten Stirnseite 60 der Kugelmutter und der zweiten Stirnseite 62 der Kugelmutter entlang der ersten Achse 30 erstreckt, und eine Innenoberfläche 66 der Kugelmutter enthält, die konzentrisch zu der Außenoberfläche 64 der Kugelmutter angeordnet ist und sich zwischen der ersten Stirnseite 60 der Kugelmutter und der zweiten Stirnseite 62 der Kugelmutter entlang der Achse 30 erstreckt. Die Innenoberfläche 66 der Kugelmutter steht in kämmendem Eingriff mit der Zahnstange 20 durch einen Satz von umlaufenden Kugeln, die das Umwandeln von Drehmoment, das durch die Riemenscheibenanordnung 46 aufgebracht wird, in eine Axialkraft unterstützt, die das Einschlagen eines Fahrzeugstraßenrads unterstützt.
Mit Bezug auf 2 und 3 enthält die Kugelmutter 58 der Kugelmutteranordnung 44 eine Ausnehmung oder Kerbe 70, die sich zwischen der ersten Stirnseite 60 der Kugelmutter und der Innenoberfläche 66 der Kugelmutter erstreckt oder dazwischen definiert ist. Die Kerbe 70 ist durch eine erste Oberfläche 72 und eine zweite Oberfläche 74 definiert. Die erste Oberfläche 72 ist allgemein parallel zu der ersten Achse 30 angeordnet und erstreckt sich von der ersten Stirnseite 60 der Kugelmutter zu der zweiten Stirnseite 62 der Kugelmutter hin. Die zweite Oberfläche 74 erstreckt sich von der ersten Oberfläche 72 aus zu der Innenoberfläche 66 der Kugelmutter hin. Die zweite Oberfläche 74 ist in einer nicht parallelen und in einer nicht rechtwinkligen Beziehung mit der ersten Achse 30 angeordnet.
Mit Bezug auf 1 erstreckt sich die Riemenscheibenanordnung 46 zwischen der Zahnstange 20 und der Antriebsriemenscheibenwelle 42. Die Riemenscheibenanordnung 46 überträgt Drehmoment von dem Motor 40 an die Kugelmutteranordnung 44. Die Riemenscheibenanordnung 46 kann ein Riemenscheibensystem mit zwei Riemen sein, das eine primäre Antriebsriemenscheibe 80, eine primäre angetriebene Riemenscheibe 82, einen primären Riemen 84, eine Antriebsriemenscheibe 86, eine Anordnung 88 mit einer angetriebenen Riemenscheibe und einen Riemen 90 enthält.
Die primäre Antriebsriemenscheibe 80 ist um die Antriebsriemenscheibenwelle 42 herum angeordnet. Die primäre angetriebene Riemenscheibe 82 ist um die Zahnstange 20 herum angeordnet und mit der Kugelmutteranordnung 44 wirksam verbunden. Spezieller steht die primäre angetriebene Riemenscheibe 82 in Eingriff mit der zweiten Stirnseite 62 der Kugelmutter und ist damit wirksam verbunden, wie in 1 gezeigt ist. Der primäre Riemen 84 ist um die primäre Antriebsriemenscheibe 80 und die primäre angetriebene Riemenscheibe 82 herum angeordnet, und er ist angeordnet, um die primäre Antriebsriemenscheibe 80 mit der primären angetriebenen Riemenscheibe 82 zum Antreiben zu verbinden. Die primäre angetriebene Riemenscheibe 82 kann mit Flanschen versehen sein, die das Zurückhalten des primären Riemens 84 um die primäre angetriebene Riemenscheibe 82 herum ermöglichen.
Die Antriebsriemenscheibe 86 ist um die Antriebsriemenscheibenwelle 42 herum angeordnet und durch eine Presspassung an der Antriebsriemenscheibenwelle 42 befestigt. Die Anordnung 88 mit einer angetriebenen Riemenscheibe ist um die Zahnstange 20 herum angeordnet und ist von der primären angetriebenen Riemenscheibe 82 durch die Kugelmutteranordnung 44 beabstandet. Die Anordnung 88 mit einer angetriebenen Riemenscheibe ist mit der ersten Stirnseite 60 der Kugelmutter wirksam verbunden. Der Riemen 90 ist um die Antriebsriemenscheibe 86 und die Anordnung 88 mit einer angetriebenen Riemenscheibe herum angeordnet, und er ist angeordnet, um die Antriebsriemenscheibe 86 mit der Anordnung 88 mit einer angetriebenen Riemenscheibe zum Antreiben zu verbinden.
Der primäre Riemen 84 und der Riemen 90 werden durch Riemenspannrollen gespannt, die durch eine exzentrische Welle abgestützt sind. Das Zentrieren der Kugelmutteranordnung 44 zwischen dem primären Riemen 84 und dem Riemen 90 ermöglicht das Ausgleichen von Riemenspannungskräften und kann eine Momentenbelastung reduzieren, die auf ein Lager der Kugelmutteranordnung 44 aufgebracht werden kann.
Die Riemenscheibenanordnung 46 ist angeordnet oder ausgestaltet, um in einem ersten Betriebsmodus und in einem zweiten Betriebsmodus zu arbeiten. Während die Riemenscheibenanordnung 46 in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird, überträgt der primäre Riemen 84 im Wesentlichen 100 % der Last, die von dem Motor 40 auf die primäre Antriebsriemenscheibe 80 und durch die primäre angetriebene Riemenscheibe 82 auf die Kugelmutteranordnung 44 aufgebracht wird, um eine Assistenzlast zum Unterstützen des Schwenkens von mindestens einem Fahrzeugstraßenrad bereitzustellen. Der Riemen 90 überträgt im Wesentlichen 100 % der Last, die von dem Motor 40 auf die Antriebsriemenscheibe 86 und durch die Anordnung 88 mit einer angetriebenen Riemenscheibe auf die Kugelmutteranordnung 44 aufgebracht wird, um eine Assistenzlast zum Unterstützen des Schwenkens von mindestens einem Fahrzeugstraßenrad bereitzustellen, während die Riemenscheibenanordnung 46 in dem zweiten Betriebsmodus betrieben wird.
Mit Bezug auf 2 und 3 wird der Anordnung 88 mit einer angetriebenen Riemenscheibe ein vorbestimmter Betrag an freier Drehbewegung ermöglicht, so dass sich der Riemen 90 zusammen mit dem primären Riemen 84 dreht, der Riemen 90 aber unbelastet bleibt und keine Last übertragen wird, während die Riemenscheibenanordnung 46 in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird. Die Anordnung 88 mit einer angetriebenen Riemenscheibe enthält eine angetriebene Riemenscheibe 100, ein Lagerelement 102, einen Befestigungsring 104, einen Dämpfer 106 und ein Vorspannelement 108.
Die angetriebene Riemenscheibe 100 ist um die Zahnstange 20 herum angeordnet und von dieser beabstandet. Die angetriebene Riemenscheibe 100 ist in axialer Richtung zwischen der Kugelmutteranordnung 44 und dem Befestigungsring 104 angeordnet. Die angetriebene Riemenscheibe 100 ist zumindest teilweise um die Kugelmutteranordnung 44 herum angeordnet. Die angetriebene Riemenscheibe 100 enthält eine Außenoberfläche 120 und eine Innenoberfläche 122, die entgegengesetzt zu der Außenoberfläche 120 angeordnet ist. Sowohl die Außenoberfläche 120 als auch die Innenoberfläche 122 erstrecken sich zwischen einem ersten Ende 124 der angetriebenen Riemenscheibe und einem zweiten Ende 126 der angetriebenen Riemenscheibe. Die Außenoberfläche 120 steht in Eingriff mit einem Teil des Riemens 90. Die Innenoberfläche 122 ist mit einem Vorsprung, einer Nase oder einer Erweiterung 128 versehen, der/die sich von der Innenoberfläche 122 aus zu der ersten Achse 30 hin erstreckt. Die Erweiterung 128 erstreckt sich in Umfangsrichtung um einen Teil der Innenoberfläche 122 herum.
Die Erweiterung 128 kann die Innenoberfläche 122 in eine erste Innenoberfläche 122a und eine zweite Innenoberfläche 122b teilen. Die erste Innenoberfläche 122a erstreckt sich von der Erweiterung 128 weg zu dem ersten Ende 124 der angetriebenen Riemenscheibe und die zweite Innenoberfläche 122b erstreckt sich von der Erweiterung 128 weg zu dem zweite Ende 126 der angetriebenen Riemenscheibe.
Die angetriebene Riemenscheibe 100 kann einen ersten Innendurchmesser aufweisen, der in der Nähe des ersten Endes 124 der angetriebenen Riemenscheibe über die erste Innenoberfläche 122a hinweg gemessen wird, und sie kann einen zweiten Innendurchmesser aufweisen, der in der Nähe des zweiten Endes 126 der angetriebenen Riemenscheibe über die zweite Innenoberfläche 122b hinweg gemessen wird. Der erste Durchmesser kann sich von dem zweiten Durchmesser unterscheiden. Beispielsweise kann der erste Durchmesser größer oder kleiner als der zweite Durchmesser sein.
Die Außenoberfläche 120 definiert eine erste Kerbe 130, die nahe bei dem ersten Ende 124 der angetriebenen Riemenscheibe angeordnet ist, und eine zweite Kerbe 132, die nahe bei dem zweiten Ende 126 der angetriebenen Riemenscheibe angeordnet ist. Die erste Kerbe 130 erstreckt sich in axialer Richtung von dem ersten Ende 124 der angetriebenen Riemenscheibe aus zu dem zweiten Ende 126 der angetriebenen Riemenscheibe hin. Die erste Kerbe 130 erstreckt sich in radialer Richtung von der Außenoberfläche 120 aus zu der Innenoberfläche 122 hin. Die zweite Kerbe 132 erstreckt sich in axialer Richtung von dem zweiten Ende 126 der angetriebenen Riemenscheibe aus zu dem ersten Ende 124 der angetriebenen Riemenscheibe hin. Die zweite Kerbe 132 erstreckt sich in radialer Richtung von der Außenoberfläche 120 aus zu der Innenoberfläche 122 hin.
Die angetriebene Riemenscheibe 100 definiert einen Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe oder ist damit versehen. Der Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe kann sich in radialer Richtung direkt von der Innenoberfläche 122 aus erstrecken oder er kann sich von der Erweiterung 128 aus in radialer Richtung zu der ersten Achse 30 und zu dem Befestigungsring 104 hin erstrecken. Der Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe ist in axialer Richtung zwischen dem ersten Ende 124 der angetriebenen Riemenscheibe und dem zweiten Ende 126 der angetriebenen Riemenscheibe angeordnet. Der Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe ist wie eine Zunge konfiguriert, die sich in Umfangsrichtung um einen Teil der Innenoberfläche 122 der angetriebenen Riemenscheibe 100 herum erstreckt. Der Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe kann sich von der Erweiterung 128 aus erstrecken.
Das Lagerelement 102 ist zwischen der Kugelmutteranordnung 44 und der angetriebenen Riemenscheibe 100 angeordnet. Das Lagerelement 102 kann wie eine Buchse mit einem Hauptkörper 140 und einer Erweiterung 142, die sich von dem Hauptkörper 140 aus erstreckt, ausgestaltet sein. Der Hauptkörper 140 steht mit der Außenoberfläche 64 der Kugelmutter und mit der Innenoberfläche 122 der angetriebenen Riemenscheibe 100 in Eingriff. Die Erweiterung 142 ist allgemein rechtwinklig zu dem Hauptkörper 140 angeordnet und ist zumindest teilweise zwischen dem Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe und der Kugelmutteranordnung 44 angeordnet. Die Erweiterung 142 steht in Eingriff mit der ersten Stirnseite 60 der Kugelmutter und dem Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe.
Der Befestigungsring 104 ist zumindest teilweise in der angetriebenen Riemenscheibe 100 angeordnet und von dieser beabstandet. Der Befestigungsring 104 enthält einen Befestigungsringkörper 150, der um die Zahnstange 20 herum angeordnet ist. Der Befestigungsringkörper 150 umfasst eine Außenoberfläche 152 und eine Innenoberfläche 154, die entgegengesetzt zu der Außenoberfläche 152 angeordnet ist. Die Außenoberfläche 152 und die Innenoberfläche 154 erstrecken sich jeweils zwischen einem ersten Ende 156 des Befestigungsrings und einem zweiten Ende 158 des Befestigungsrings entlang der ersten Achse 30. Das zweite Ende 158 des Befestigungsrings steht in Eingriff mit der ersten Stirnseite 60 der Kugelmutter.
Die Außenoberfläche 152 des Befestigungsrings 104 ist von einer Innenoberfläche der angetriebenen Riemenscheibe 100 in radialer Richtung beabstandet, sodass eine Freiraumaussparung 160 zwischen der angetriebenen Riemenscheibe 100 und dem Befestigungsring 104 definiert wird. Die angetriebene Riemenscheibe 100 ist durch die Freiraumaussparung 160 rotatorisch von der Kugelmutteranordnung 44 isoliert.
Der Befestigungsring 104 ist mit der Kugelmutteranordnung 44 durch mindestens ein Befestigungselement 162 wirksam verbunden, welches sich durch den Befestigungsringkörper 150 hindurch erstreckt und sich in die erste Stirnseite 60 der Kugelmutter hinein oder durch diese hindurch erstreckt. Das mindestens eine Befestigungselement 162 ermöglicht, dass sich die Kugelmutteranordnung 44 und der Befestigungsring 104 zusammen um die erste Achse 30 herum drehen.
Ein Teil des Vorsprungs 136 der angetriebenen Riemenscheibe steht in Eingriff mit der Außenoberfläche 152 des Befestigungsringkörpers 150. In mindestens einer Ausführungsform steht ein Teil des Vorsprungs 136 der angetriebenen Riemenscheibe in Eingriff mit einem Fach 164, das durch den Befestigungsringkörper 150 definiert ist, welches allgemein parallel zu der ersten Stirnseite 60 der Kugelmutter, zu dem Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe und zu dem ersten Ende 156 des Befestigungsrings und/oder zu dem zweiten Ende 158 des Befestigungsrings angeordnet ist.
Der Befestigungsring 104 enthält einen Vorsprung 170 des Befestigungsrings, eine Befestigungsringführung 172 und einen Befestigungsringflansch 174. Der Vorsprung 170 des Befestigungsrings ist nahe bei dem zweiten Ende 158 des Befestigungsrings angeordnet und erstreckt sich in radialer Richtung von der Außenoberfläche 152 des Körpers 150 des Befestigungsrings zu der Erweiterung 128 der angetriebenen Riemenscheibe 100 hin. Der Vorsprung 170 des Befestigungsrings ist wie eine Zunge ausgestaltet, die sich in Umfangsrichtung um einen Teil der Außenoberfläche 152 des Körpers 150 des Befestigungsrings erstreckt.
Die Befestigungsringführung 172 erstreckt sich in axialer Richtung von dem zweiten Ende 158 des Befestigungsrings aus und ist zumindest teilweise in der Kerbe 70 der Kugelmutteranordnung 44 aufgenommen. Die Befestigungsringführung 172 steht in Eingriff mit der ersten Oberfläche 72 und/oder der zweiten Oberfläche 74 der Kerbe 70 der Kugelmutteranordnung 44. Die Befestigungsringführung 172 ist ein Führungsmerkmal, das den Befestigungsring 104 koaxial mit der Kugelmutteranordnung 44 anordnet.
Der Befestigungsringflansch 174 ist nahe bei dem ersten Ende 156 des Befestigungsrings angeordnet und erstreckt sich in radialer Richtung von der Außenoberfläche 152 des Körpers 150 des Befestigungsrings aus zu der Innenoberfläche 122 der angetriebenen Riemenscheibe 100 hin. Der Flansch 174 des Befestigungsrings ist in axialer Richtung von dem Vorsprung 170 des Befestigungsrings beabstandet.
Der Dämpfer 106 ist um einen Teil des Vorsprungs 170 des Befestigungsrings herum angeordnet. Der Dämpfer 106 enthält einen Dämpferkörper 176 mit mindestens einem Dämpferarm 178, der sich von dem Dämpferkörper 176 weg erstreckt. Der Dämpferkörper 176 und der mindestens eine Dämpferarm 178 stehen in Eingriff mit dem Vorsprung 170 des Befestigungsrings, um den Dämpfer 106 in Position zu halten. Der Dämpfer 106 ist ein nachgiebiges Element, das angeordnet ist, um Impulse, Einschläge, oder Stöße zu absorbieren, wenn der Dämpfer 106 und der Vorsprung 170 des Befestigungsrings mit dem Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe in Eingriff stehen, um eine Tangentialkraft von Riemen zu Antriebsriemenscheibe zu reduzieren, und er reduziert das Risiko des Schlupfens oder Springens des Riemens 90 während des Übergangs von dem ersten Betriebsmodus zu dem zweiten Betriebsmodus der Riemenscheibenanordnung 46.
Eine relative Winkelbewegung zwischen der angetriebenen Riemenscheibe 100 und der Kugelmutteranordnung 44 wird dadurch begrenzt, dass der Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe den Dämpfer 106 kontaktiert. Beispielsweise sind, während die Riemenscheibenanordnung 46 in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird, der Dämpfer 106 und der Vorsprung 170 des Befestigungsrings von dem Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe in radialer Richtung oder um einen Winkel beabstandet, so dass der Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe allgemein in der Freiraumaussparung 160 zentriert ist und Drehmoment weder zu dem Befestigungsring 104 noch zu der Kugelmutteranordnung 44 überträgt, was eine relative Winkeldrehung oder Bewegung zwischen der angetriebenen Riemenscheibe 100 und der Kugelmutteranordnung 44 um die erste Achse 30 herum ermöglicht, und eine relative Winkeldrehung zwischen der primären angetriebenen Riemenscheibe 82 und der Anordnung 88 mit einer angetriebenen Riemenscheibe ermöglicht, wie in 4 gezeigt ist. Wenn der primäre Riemen 84 und der Riemen 90 gespannt sind, kann sich der Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe außerdem ein wenig aus dem Zentrum heraus bewegen, um eine Fehlausrichtung zwischen den Wendeln der Riemenscheiben aufzunehmen, wodurch die Notwendigkeit beseitigt wird, die primäre Antriebsriemenscheibe 80 und die Antriebsriemenscheibe 86 miteinander zeitlich abzustimmen, und die Notwendigkeit beseitigt wird, die primäre angetriebene Riemenscheibe 82 und die Anordnung 88 mit einer angetriebenen Riemenscheibe miteinander zeitlich abzustimmen, um eine gewünschte Riemenspannung zu erreichen.
In einem weiteren Beispiel dreht sich in Ansprechen auf ein Schlupfen oder Springen des primären Riemens 84 oder auf eine Abnahme oder einen Verlust der Spannung des primären Riemens 84 der Dämpfer 106 und/oder der Vorsprung 170 des Befestigungsrings zu dem Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe hin. In Ansprechen auf einen Eingriff zwischen dem Vorsprung 170 des Befestigungsrings und dem Dämpfer 106 und/oder dem Vorsprung 170 des Befestigungsrings wird es ermöglicht, dass sich der Befestigungsring 104, die angetriebene Riemenscheibe 100 und die Kugelmutteranordnung 44 miteinander um die erste Achse 30 herum drehen, um das Übertragen einer Last durch den Riemen 90 und das Ändern des Betriebsmodus der Riemenscheibenanordnung 46 von dem ersten Betriebsmodus zu dem zweiten Betriebsmodus zu ermöglichen, wie in 5 gezeigt ist.
Mit Bezug auf 1 kann ein Fahrzeugüberwachungssystem 180 in Kommunikation mit der Riemenscheibenanordnung 46 stehen, und es ist angeordnet, um ein Schlupf- oder Springereignis oder einen Spannungsverlust des primären Riemens 84 und/oder des Riemens 90 zu detektieren. Das Fahrzeugüberwachungssystem 180 steht in Kommunikation mit einem ersten Positionssensor 182 und mit einem Positionssensor 184. Der erste Positionssensor 182 ist positioniert, um ein erstes Signal bereitzustellen, das eine Position der Zahnstange 20 anzeigt, wie in 1 gezeigt ist, oder er kann positioniert sein, um ein erstes Signal bereitzustellen, das eine Position des Vorsprungs 136 der angetriebenen Riemenscheibe anzeigt, wie in 3 gezeigt ist. Der zweite Positionssensor 184 ist positioniert, um ein zweites Signal bereitzustellen, das eine Position des Motors 40 oder der Antriebsriemenscheibenwelle 42 anzeigt, wie in 1 gezeigt ist, oder er kann positioniert sein, um ein zweites Signal bereitzustellen, das eine Position des Vorsprungs 170 des Befestigungsrings anzeigt, wie in 3 gezeigt ist. Das Fahrzeugüberwachungssystem 180 ist ausgestaltet, um ein Anzeige- oder Warnlicht an einen Bediener des Fahrzeugs in Ansprechen darauf auszugeben, dass eine Differenz zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal größer als ein Schwellenwert ist. Die Anzeige benachrichtigt einen Bediener darüber, das Fahrzeug warten zu lassen, oder es benachrichtigt den Bediener über eine Änderung des Betriebsmodus der Riemenscheibenanordnung 46 von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus.
Das Vorspannelement 108 ist zwischen dem Flansch 174 des Befestigungsrings und dem Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe angeordnet. Das Vorspannelement 108 ist angeordnet, um den Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe zu einem Eingriff mit der Erweiterung 142 des Lagerelements 102 hin zu drücken und/oder das Vorspannelement 108 ist angeordnet, um den Vorsprung 136 der angetriebenen Riemenscheibe zu einem Eingriff mit der ersten Stirnseite 60 der Kugelmutter der Kugelmutteranordnung 44 hin zu drücken.
Das Vorspannelement 108 kann eine Feder sein, die einen axialen Freiraum zwischen dem Befestigungsring 104, der angetriebenen Riemenscheibe 100, der Erweiterung 142 des Lagerelements 102 und der Kugelmutteranordnung 44 einnimmt. Das Vorspannelement 108 ist dimensioniert, um die angetriebene Riemenscheibe 100 in Richtung auf das Lagerelement 102 und die Kugelmutteranordnung 44 mit einer Kraft vorzuladen, die größer als eine axiale Verschiebungskraft des Riemens 90 ist, um die angetriebene Riemenscheibe 100 in Kontakt mit dem Lagerelement 102 zu halten. Das Vorspannelement 108 kann dimensioniert sein, um ein angegebenes Schlupfdrehmoment der angetriebenen Riemenscheibe zu erreichen, während mit dem Riemen 90 gearbeitet wird, um ein Lenkungsmanöver zu definieren, während welchem ein Riemenscheibenschlupf auftritt. Das Verändern der Vorbelastung des Vorspannelements 108 ermöglicht eine Steuerung dessen, auf welcher Riemenscheibe Schlupf auftreten kann. Beispielsweise ermöglicht eine kleine Vorbelastung des Vorspannelements einen Schlupf der angetriebenen Riemenscheibe bei Manövern mit höherer Fahrzeuggeschwindigkeit/geringer Assistenz, und eine größere Vorbelastung des Vorspannelements verzögert einen Schlupf der angetriebenen Riemenscheibe bis hin zu Manövern mit einer geringeren Fahrzeuggeschwindigkeit/Parkmanövern mit hoher Last.
In mindestens einer Ausführungsform kann die Antriebsriemenscheibe 86 auf eine ähnliche Weise ausgestaltet sein wie die vorstehend beschriebene Anordnung 88 mit einer angetriebenen Riemenscheibe, so dass der Antriebsriemenscheibe 86 ein vorbestimmter Betrag an freier Drehbewegung ermöglicht wird, so dass der Riemen 90 mit dem primären Riemen 84 rotiert und der Riemen 90 unbelastet bleibt und keine Last übertragen wird, während die Riemenscheibenanordnung 46 in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird.
Obwohl die vorliegende Offenbarung im Detail in Verbindung mit nur einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es leicht zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf diese offenbarten Ausführungsformen begrenzt ist. Stattdessen kann die vorliegende Offenbarung modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von Variationen, Veränderungen, Substitutionen oder äquivalenten Anordnungen aufzunehmen, die im Vorstehenden hier nicht beschrieben sind, welche aber mit dem Umfang der vorliegenden Offenbarung übereinstimmen. Obwohl verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurden, ist außerdem zu verstehen, dass Aspekte der vorliegenden Offenbarung nur einige der beschriebenen Ausführungsformen oder Kombinationen der verschiedenen Ausführungsformen enthalten können. Folglich darf die vorliegende Offenbarung nicht so aufgefasst werden, dass sie durch die vorstehende Beschreibung beschränkt wird.

Claims

Riemenscheibenanordnung einer Straßenradaktoranordnung, umfassend: eine Anordnung mit einer angetriebenen Riemenscheibe, umfassend: eine angetriebene Riemenscheibe, die zumindest teilweise um eine Kugelmutter herum angeordnet ist, die mit einer Zahnstange wirksam verbunden ist, und einen Befestigungsring, der in der angetriebenen Riemenscheibe aufgenommen ist und mit der Kugelmutter wirksam verbunden ist; eine Antriebsriemenscheibe; und einen Riemen, der angeordnet ist, um die Anordnung mit einer angetriebenen Riemenscheibe mit der Antriebsriemenscheibe zu verbinden.
Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Anordnung mit einer angetriebenen Riemenscheibe ferner ein Lagerelement umfasst, das zwischen der Kugelmutter und der angetriebenen Riemenscheibe angeordnet ist.
Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 2, wobei die angetriebene Riemenscheibe einen Vorsprung der angetriebenen Riemenscheibe enthält, der sich zu dem Befestigungsring hin erstreckt.
Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 3, wobei das Lagerelement zumindest teilweise zwischen dem Vorsprung der angetriebenen Riemenscheibe und der Kugelmutter angeordnet ist.
Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 3, wobei der Befestigungsring einen Vorsprung des Befestigungsrings, der sich zu der angetriebenen Riemenscheibe hin erstreckt, und einen Befestigungsringflansch enthält, der von dem Vorsprung des Befestigungsrings beabstandet ist und sich zu der angetriebenen Riemenscheibe hin erstreckt.
Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 5, die ferner ein Vorspannelement umfasst, das zwischen dem Flansch des Befestigungsrings und dem Vorsprung der angetriebenen Riemenscheibe angeordnet ist.
Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 6, wobei das Vorspannelement den Vorsprung der angetriebenen Riemenscheibe zu einem Eingriff mit dem Lagerelement hin drückt.
Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 6, die ferner einen Dämpfer umfasst, der um den Vorsprung des Befestigungsrings herum angeordnet ist.
Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 6, wobei der Befestigungsring von der angetriebenen Riemenscheibe in radialer Richtung beabstandet ist und mit der Kugelmutter wirksam verbunden ist.
Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 9, wobei die angetriebene Riemenscheibe relativ zu dem Befestigungsring rotiert, während der Vorsprung der angetriebenen Riemenscheibe von dem Vorsprung des Befestigungsrings beabstandet ist.
Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 10, wobei die angetriebene Riemenscheibe und der Befestigungsring gemeinsam rotieren, während der Vorsprung der angetriebenen Riemenscheibe mit dem Vorsprung des Befestigungsrings in Eingriff steht.
Lenkungsassistenzsystem, umfassend: eine Zahnstange, die sich entlang einer ersten Achse erstreckt; und eine Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Antriebsriemenscheibe um eine Antriebsriemenscheibenwelle herum angeordnet ist, die sich entlang einer zweiten Achse erstreckt, welche parallel zu der ersten Achse angeordnet ist.
Lenkungsassistenzsystem nach Anspruch 12, wobei eine Innenoberfläche der angetriebenen Riemenscheibe von einer Außenoberfläche des Befestigungsrings beabstandet ist, wodurch eine Freiraumaussparung definiert wird.