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Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Lenkungsanordnung für ein Kraftfahrzeug.
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Die
DE 20 2006 003 663 U1 offenbart eine Lenkvorrichtung mit einer drehbaren Lenksäule, die zusammen mit einem mit ihr verbundenen Lenker auf einer feststehenden Achse drehbar gelagert ist. Eine elektrische Kommunikationsverbindungseinrichtung ist zwischen der drehbaren Lenksäule und einer Lenkachse vorgesehen, die einer Drehbewegung des betätigten Lenkers entsprechende Signale zur Lenkachse kommuniziert, damit diese ein Lenken entsprechend der Drehbewegung des betätigten Lenkers durchführt. Eine Rückstelleinrichtung zum Rückstellen der drehbaren Lenksäule ist mit dem mit der Lenksäule verbundenen Lenker von einer Drehposition zu einer Ausgangsposition vorgesehen. Ferner ist eine Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen der Drehbewegung des Lenkers vorgesehen, die zwischen der drehbaren Lenksäule und der feststehenden Achse in der Lenkvorrichtung integriert vorgesehen ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine elektromechanische Lenkungsanordnung weiterzuentwickeln. Diese Aufgabe wird durch eine Lenkungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Eine erfindungsgemäße elektromechanische Lenkungsanordnung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine drehantreibbare Lenksäule, die begrenzt drehbar in einem Gehäuse gelagert ist, und drei axial benachbarte Ringelemente, die relativ zur Lenksäule sowie relativ zueinander begrenzt drehbar sind, wobei die Ringelemente durch eine Rotation der Lenksäule um dessen Längsachse jeweils verzögert mitnehmbar sind, sodass sich die Ringelemente am Gehäuse in Umfangsrichtung abstützen, um eine Rotation der Lenksäule zu begrenzen.
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Vorzugsweise ist an der Lenksäule ein Betätigungsstift zur verzögerten Mitnahme des ersten Ringelements angeordnet. Bevorzugt sind an den Ringelementen Anschlagelemente mit radial verlaufenden Flanken ausgebildet. Ferner bevorzugt ist an den radial verlaufenden Flanken der Anschlagelemente ein jeweiliges Pufferelement angeordnet.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei zeigt
- 1 eine schematische Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Lenkungsanordnung, und
- 2 eine schematische Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Lenkungsanordnung nach 1.
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Gemäß den 1 und 2 umfasst eine elektromechanische Lenkungsanordnung 1 für ein Kraftfahrzeug eine drehantreibbare Lenksäule 2, die mittels eines Radiallagers 16 drehbar in einem Gehäuse 3 gelagert ist. Die Lenksäule 2 ist zumindest mittelbar mit einem - hier nicht dargestellten - Lenkrad des Kraftfahrzeugs verbunden und somit manuell durch einen Fahrzeugnutzer bedienbar bzw. in eine Drehbewegung versetzbar. Mit anderen Worten ist die Lenksäule 2 um eine Längsachse 7 drehbar gelagert und radial am Gehäuse 3 abgestützt.
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Die Lenkungsanordnung 1 umfasst ferner drei axial benachbarte Ringelemente 4, 5, 6, die axial zwischen einer ersten und zweiten Distanzscheibe 14a, 14b angeordnet sind, wobei axial zwischen dem ersten Ringelement 4 und der ersten Distanzscheibe 14a eine Axialfeder 13 angeordnet ist, um die Ringelemente 4, 5, 6 gegenüber der Lenksäule 2 axial vorzuspannen. Die Axialfeder 13 stützt sich zur Verbesserung des Verschleißschutzes an einer jeweiligen Scheibe 17a, 17b axial ab, die an der ersten Distanzscheibe 14a bzw. am ersten Ringelement 4 angeordnet sind. Die Axialfeder 13 bewirkt insbesondere einen permanenten Kontakt zwischen den axialen Stirnseiten der Ringelemente 4, 5, 6.
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Die Ringelemente 4, 5, 6 sind relativ zur Lenksäule 2 sowie relativ zueinander begrenzt drehbar angeordnet. Unter dem Begriff „begrenzt drehbar“ ist zu verstehen, dass an den Ringelementen 4, 5, 6 sich axial erstreckende Anschlagelemente 9a, 9b, 10a, 10b, 11 mit radial verlaufenden Flanken angeordnet sind, die eine Rotation der Ringelemente 4, 5, 6 begrenzen. Das erste Ringelement 4 weist vorliegend das erste und zweite Anschlagelement 9a, 9b auf, wobei das zweite Ringelement 5 das dritte und vierte Anschlagelement 10a, 10b aufweist und das dritte Ringelement 6 das fünfte Anschlagelement 11 aufweist.
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An der Lenksäule 2 ist ein axial angeordneter Betätigungsstift 8 zur verzögerten Mitnahme des ersten Ringelements 4 angeordnet, der durch die zweite Distanzscheibe 14b hindurchgeführt ist, sodass die zweite Distanzscheibe 14b zusammen mit der Lenksäule 2 rotieren kann.
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Durch eine Rotation der Lenksäule 2 in eine erste Rotationsrichtung 15a kommt der Betätigungsstift 8 an der ersten radialen Flanke des ersten Anschlagelements 9a zur Anlage und nimmt somit das erste Ringelement 4 in Umfangsrichtung bzw. in die erste Rotationsrichtung 15a hin mit. Je nach Position des Betätigungsstifts 8 zum ersten Anschlagelement 9a ist zunächst ein gewisser Lenkwinkel einzustellen, bevor der Betätigungsstift 8 am ersten Anschlagelement 9a zur Anlage kommt und das erste Ringelement 4 mitnimmt. Somit wird das erste Ringelement 4 verzögert mitgenommen und die Bewegung der Lenksäule 2 wird auf das erste Ringelement 4 übertragen.
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Wird die Lenksäule 2 zusammen mit dem ersten Ringelement 4 weiter in die erste Rotationsrichtung 15a gedreht, kommt das erste Ringelement 4 mit dessen zweiten Anschlagelement 9b an der jeweiligen radialen Flanke des dritten Anschlagelements 10a zur Anlage und nimmt das zweite Ringelement 5 somit in die erste Rotationsrichtung 15a mit. Auch hierbei kommt es in Abhängigkeit der relativen Position der zweiten und dritten Anschlagelemente 9b, 10a zueinander zu einer verzögerten Mitnahme des zweiten Ringelements 5. Mithin wird die Bewegung der Lenksäule 2 über das erste Ringelement 4 auf das zweite Ringelement 5 übertragen.
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Bei einer weiteren Rotation der Lenksäule 2 zusammen mit dem ersten und zweiten Ringelement 4, 5 in die erste Rotationsrichtung 15a, kommt das zweite Ringelement 5 mit dessen vierten Anschlagelement 10b am fünften Anschlagelement 11 des dritten Ringelements 6 zur Anlage und nimmt das dritte Ringelement 6 somit ebenfalls in die erste Rotationsrichtung 15a mit. Auch hierbei kommt es in Abhängigkeit der relativen Position der vierten und fünften Anschlagelemente 10b, 11 zueinander zu einer verzögerten Mitnahme des dritten Ringelements 6. Mithin wird die Bewegung der Lenksäule 2 über das erste und zweite Ringelement 4, 5 auf das dritte Ringelement 6 übertragen.
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Wird die Lenksäule 2 weiterhin zusammen mit den drei Ringelementen 4, 5, 6 in die erste Rotationsrichtung 15a rotiert, kommt das dritte Ringelement 6 mit dessen Anschlagelement 11 an einem Begrenzungselement 12 des Gehäuses 3 zur Anlage, sodass sich die Lenksäule 2 zusammen mit den Ringelementen 4, 5, 6 in Umfangsrichtung am Gehäuse 3 abstützt, um eine weitere Rotation der Lenksäule 2 zu begrenzen. Anders gesagt wird dadurch ein erster Endanschlag des Lenkwinkels des Lenkrades gebildet.
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Durch eine derartige Ausbildung der Lenkanordnung 1 wird somit eine End-Stop-Funktion realisiert, um eine Limitierung des Rotationswinkels des Lenkrades entsprechend mit den physikalischen Grenzen des gesamten Lenksystems zu schaffen. Die Lenkanordnung eignet sich demnach insbesondere für ein sogenanntes Steer-by-Wire-System.
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Natürlich ist die beschriebene verzögerte Mitnahme der Ringelemente 4, 5, 6 auch genauso anwendbar, wenn die Lenksäule 2, ausgehend von dem ersten Endanschlag oder einer neutralen Lenkwinkelposition des Lenkrades, in eine der ersten Rotationsrichtung 15a entgegengesetzten zweite Rotationsrichtung 15b verdreht wird, wobei die Ringelemente 4, 5, 6 auf die gleiche Art und Weise nacheinander verzögert mitgenommen werden, bis das dritte Ringelement 6 in Umfangsrichtung erneut am Begrenzungselement 12 zur Anlage kommt und somit einen zweiten Endanschlag des Lenkwinkels des Lenkrades bildet.
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Im vorliegenden Fall sind an den radial verlaufenden Flanken des jeweiligen Anschlagelements 9a, 9b, 10a, 10b, 11 ein jeweiliges aus einem Gummimaterial ausgebildetes Pufferelement 18 angeordnet, um eine ungewünschte Geräuschentwicklung zu vermeiden, wenn die Anschlagelemente 9a, 9b, 10a, 10b, 11 an den jeweiligen radial verlaufenden Flanken aneinander zur Anlage kommen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektromechanische Lenkungsanordnung
- 2
- Lenksäule
- 3
- Gehäuse
- 4
- erstes Ringelement
- 5
- zweites Ringelement
- 6
- drittes Ringelement
- 7
- Längsachse
- 8
- Betätigungsstift
- 9a, 9b
- Erstes und zweites Anschlagelement
- 10a, 10b
- Drittes und viertes Anschlagelement
- 11
- Fünftes Anschlagelement
- 12
- Begrenzungselement
- 13
- Axialfeder
- 14a, 14b
- Distanzscheibe
- 15a, 15b
- Rotationsrichtung
- 16
- Radiallager
- 17a, 17a
- Scheibe
- 18
- Pufferelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202006003663 U1 [0002]
