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Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zur Auslegung eines solchen Lenkgetriebes. Bei dem Lenksystem kann es sich insbesondere um ein Hilfskraftlenksystem handeln.
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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 sind regelmäßig in Form eines Schraubwälzgetriebes und insbesondere als Schraubradgetriebe oder als Schneckengetriebe ausgebildet. Diese umfassen ein Zahnrad sowie ein damit kämmendes, über eine Welle von dem Lenkmotor angetriebenes Ritzel. Ein rotierender Antrieb des Ritzels mittels des Lenkmotors wird über das Zahnrad auf entweder eine Lenkstange, Zahnstange oder eine Lenksäule des Hilfskraftlenksystems übertragen.
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Als problematisch bei derartigen Lenkgetrieben hat sich Getriebespiel gezeigt, das sich aufgrund von Bauteiltoleranzen, unterschiedlichen Wärmedehnungen der Getriebeelemente, aufgrund von Verschleiß und/oder aufgrund eines Setzens des Materials bei Zahnrädern aus Kunststoff 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 sich abwechselnden Kontakt gegenüberliegender Zahnflanken der Zähne von Ritzel und Zahnrad resultieren.
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Bekannt ist, dieses Getriebespiel dadurch zu minimieren, dass die Ritzelwelle schwenkbar um eine Achse, die senkrecht zur 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 Schwenkbarkeit der Ritzelwelle kann dabei in eine der zwei Lagerungen, über die die Ritzelwelle endseitig gelagert ist, integriert sein. Diese Lagerung wird als Festlager bezeichnet. Die Lagerung im Bereich des anderen Endes ist dann mit einer definierten Beweglichkeit ausgeführt (sogenanntes Loslager), um die mit einer solchen Schwenkbewegung einhergehende Auslenkung zu ermöglichen. Das Festlager kann antriebsseitig vorgesehen sein, während das Loslager an dem freien Ende der Ritzelwelle vorgesehen ist. Das oder die Federelemente zum Andrücken des Ritzels an das Zahnrad können dabei in das Loslager oder in das Festlager integriert sein.
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Ein entsprechendes Lenkgetriebe, bei dem die Federkraft für die Anfederung mittels des Festlagers erzeugt wird, ist beispielsweise aus der
EP 2 513 503 B1 bekannt. Ein Lenkgetriebe, bei dem die Federkraft für die Anfederung im Bereich des Loslagers erzeugt wird, ist beispielsweise aus der
DE 10 2008 001 878 A1 bekannt.
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Als problematisch bei einem solchen Lenkgetriebe kann sich die Einstellung einer möglichst optimalen Anfederung zeigen. Um eine ausreichende starke Anfederung und damit ein möglichst vorteilhaftes Geräuschverhalten auch noch nach einer längeren Gebrauchsdauer eines solchen Lenkgetriebes und damit nach einer plastischen Deformation des Kunststoffs oder der Kunststoffe, aus denen das Zahnrad ausgebildet ist, und nach einem bereits in relevantem Umfang erfolgten Verschleiß der Bauteile des Lenkgetriebes zu realisieren, sollte die Stärke der Anfederung im Neuzustand relativ groß gewählt sein, was jedoch dann, d.h. im Neuzustand, zu einer relativ großen Reibung im Verzahnungseingriff und damit zu einem unvorteilhaften Lenkgefühl führt. Eine hinsichtlich der Reibung im Verzahnungseingriff und damit hinsichtlich des Lenkgefühls im Neuzustand optimierte Anfederung der Ritzelwelle kann dagegen zu einer zu schwachen Anfederung und damit zu einem unvorteilhaften Geräuschverhalten des Lenkgetriebes nach einer längeren Gebrauchsdauer führen.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, diesen Auslegungsgegensatz bei der Konstruktion eines Lenkgetriebes zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird mittels eines Lenkgetriebes gemäß dem Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren zur Auslegung eines solchen Lenkgetriebes gemäß dem Patentanspruch 7 gelöst. Ein Lenksystem mit einem erfindungsgemäßen Lenkgetriebe sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Lenksystem sind Gegenstände der Patentansprüche 5 und 6. Ein Verfahren zur Vorbereitung eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes für eine bestimmungsgemäße Nutzung als Teil eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs ist Gegenstand des Patentanspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Lenkgetriebes und damit des erfindungsgemäßen Lenksystems und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs sowie bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist ein Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, das ein Gehäuse, ein Zahnrad, ein mit dem Zahnrad kämmendes Ritzel und eine das Ritzel umfassende Ritzelwelle aufweist, wobei zumindest die Zähne des Zahnrads aus Kunststoff ausgebildet, vorzugsweise spritzgegossen, sind und wobei das Ritzel mit dem Zahnrad im (Verzahnungs-)Eingriff ist und dabei vorzugsweise mittels beispielsweise eines Federelements gegen das Zahnrad gedrückt ist. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Zahnflanken des Zahnrads zumindest im Bereich des Verzahnungseingriffs mit dem Ritzel in axialer Richtung (breitenballig) und/oder in radialer Richtung (höhenballig) bezüglich der Rotationsachse des Zahnrads ballig verlaufend ausgebildet sind.
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Als „ballig“ wird dabei ein konvex, d.h. nach außen gekrümmter Verlauf verstanden, der so dimensioniert ist, dass im Vergleich zu einer Basis-Flankenform ein Abschnitt der Zahnflanke näher an einem benachbarten Zahn des Zahnrads gelegen ist. Ein balliger Verlauf in axialer Richtung kann dabei grundsätzlich einem konvex gekrümmten Verlauf entsprechen, wenn, wie dies für ein Zahnrad eines gattungsgemäßen Lenkgetriebes üblich ist, die Zähne dieses Zahnrads eine (Basis-)Flankenform aufweisen, die in axialer Richtung gerade verläuft.
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Als Basis-Flankenform kann beispielsweise die Flankenform einer Evolventenverzahnung vorgesehen sein, die einen geraden Verlauf in axialer Richtung sowie einen entsprechend einer Evolvente konvex gekrümmten Verlauf in radialer Richtung aufweist. Die Zahnflanken der Verzahnung eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes weisen dann im Vergleich zu den Zahnflanken einer solchen Evolventenverzahnung einen konvex gekrümmten Verlauf in axialer Richtung auf und/oder diese weisen einen konvex gekrümmten Verlauf in radialer Richtung auf, der im Vergleich zu dem entsprechenden Verlauf der Evolventenverzahnung so dimensioniert ist, dass ein insbesondere mittig gelegener Abschnitt der einzelnen Zahnflanken des erfindungsgemäßen Lenkgetriebes jeweils näher an einem benachbarten Zahn gelegen ist.
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Die Erfindung zielt darauf ab, eine plastische Deformation der Zähne des Zahnrads, die sich infolge der Ausgestaltung aus Kunststoff einstellt, hinsichtlich einer möglichen negativen Auswirkungen auf die Stärke der Anfederung des Ritzels zu neutralisieren, wobei der vorgesehene ballige Verlauf der Zahnflanken mehrere Vorteile aufweist.
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Zum einen erfolgt die plastische Deformation der Zahnflanken infolge des balligen Verlaufs mit relativ kleinen Aufwürfen oder sogar ohne Aufwürfe im Randbereich der Kontaktstellen der ineinander greifenden Zähne von Ritzel und Zahnrad, da das Material im Vergleich zu einer konstant aufgedickten Verzahnung, die demnach keinen erfindungsgemäß balligen Verlauf aufweist, besser verdrängt werden kann.
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Sofern die Rotationsachsen der Ritzelwelle und des Zahnrads eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes einen Achskreuzwinkel kleiner oder gleich 90° aufweisen und der tatsächliche Achskreuzwinkel aufgrund von Form- und Lagetoleranzen der Bauteile des Lenkgetriebes von kleiner oder gleich 90° abweicht, werden infolge des balligen Verlaufs der Zahnflanken des Zahnrads Störungen im Verzahnungseingriff weitgehend verhindert, was im Vergleich zu einem Lenkgetriebe, dessen Zahnrad eine konstant aufgedickte Verzahnung umfasst, zu einem besseren akustischen Betriebsverhalten des Lenkgetriebes führen kann.
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Weiterhin kann das Tragbild des Verzahnungseingriffs mittig bezüglich der Breite der Zähne des Zahnrads liegen. Durch einen balligen Verlauf der Zahnflanken kann dann eine symmetrischere Belastung im Vergleich zu Zähnen des Zahnrads, die konstant aufgedickt sind, realisiert werden. Dies kann zu geringeren Steifigkeitsschwankungen und damit zu einer besseren Laufruhe im Betrieb des Lenkgetriebes führen.
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Und schließlich entstehen durch die ballig verlaufenden Zahnflanken größere Kontaktpressungen im Bereich des Verzahnungseingriffs und daraus folgend lokal verstärkte plastische Deformationen. Dies kann ausgenutzt werden, um nach einer relativ kurzen Betriebsdauer eine bereits weitgehende plastische Deformation der Zähne des Zahnrads zu realisieren, da eine solche plastische Deformation einen asymptotischen Verlauf aufweist, d.h. zunächst relativ ausgeprägt auftritt und sich nach einer längeren Betriebsdauer kaum noch auswirkt. Die durch die balligen Verläufe der Zahnflanken erreichte lokal verstärkte plastische Deformation der Zähne führt folglich bereits nach relativ kurzer Zeit zu einem weitgehend stabilen Zustand hinsichtlich der plastischen Deformation.
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Diesen Vorteil der ballig verlaufenden Zahnflanken des Zahnrads ausnutzend sieht ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Auslegung eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes vor, dass der Achsabstand zwischen den Rotationsachsen der Ritzelwelle und des Zahnrads, der sich im Neuzustand des Lenkgetriebes bei einem spielfreien (Zwei-Flanken-)Kontakt von Zähnen des Ritzels und des Zahnrads einstellt, größer gewählt wird als ein nominaler, d.h. konstruktiv definierter Achsabstand, der sich infolge einer Nutzung des Lenkgetriebes bei einem spielfreien (Zwei-Flanken-)Kontakt von Zähnen des Ritzels und des Zahnrads einstellen soll.
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Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass durch die balligen Verläufe der Zahnflanken die Zähne des Zahnrads mit einem definierten Übermaß im Neuzustand versehen sind, was dazu führt, dass das Ritzel im Neuzustand weiter von dem Zahnrad entfernt angeordnet ist. Dieses Übermaß entspricht der erwarteten plastischen Deformation der Zähne, die sich infolge der Nutzung des Lenkgetriebes einstellt. Dies führt im Neuzustand und während einer ersten Gebrauchsphase infolge der Anfederung des Ritzels gegen das Zahnrad zu einer relativ großen Reibung im Verzahnungseingriff. Da bei einem erfindungsgemäßen Lenkgetriebe jedoch infolge der balligen Verläufe der Zahnflanken der Zähne des Zahnrad die insgesamt auftretende plastische Deformation zu einem Großteil bereits nach einer kurzen Betriebsdauer erreicht wird, wirkt sich dieser Nachteil nur geringfügig aus, weil nach einer entsprechend kurzen Betriebsdauer des Lenkgetriebes die Reibung im Verzahnungseingriff entsprechend reduziert ist und die Stärke der Anfederung des Ritzels der nominal hierfür vorgesehenen Stärke entspricht.
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Vor diesem Hintergrund kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe zunächst einer Vorbelastung unterzogen wird, bei der dieses mit dem Ziel betrieben wird, die plastische Deformation der Zähne des Zahnrads zumindest teilweise zu bewirken, bevor das Lenkgetriebe als Teil eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs der bestimmungsgemäßen Nutzung zugeführt wird. Durch die Vorbelastung wird folglich der spielfreie Achsabstand zwischen den Rotationsachsen der Ritzelwelle und des Zahnrads in einem definierten Maße, insbesondere auf das Nominalmaß, reduziert.
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Durch eine solche Vorbereitung des Lenkgetriebes für eine anschließende bestimmungsgemäße Nutzung kann eine Veränderung der Höhe der Kraft, mit der das Ritzel während der bestimmungsgemäßen Nutzung des Lenkgetriebes gegen das Zahnrad gedrückt wird, über der Gesamtgebrauchsdauer des Lenkgetriebes minimiert werden. Dadurch werden ein möglichst optimales Lenkgefühl sowie ein möglichst vorteilhaftes beziehungsweise niedriges Geräuschverhalten über der Gesamtgebrauchsdauer des Lenkgetriebes realisiert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes kann vorgesehen sein, dass der Kopfkreisdurchmesser und/oder der Fußkreisdurchmesser des Zahnrads über der Breite der Zähne und damit über dem Verlauf der Zähne entlang der Rotationsachse konstant ist/sind. Dadurch kann in Verbindung mit der balligen Ausgestaltung der Zahnflanken eine besonders gute Zahnsteifigkeit und -festigkeit realisiert werden.
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Eine für die Anfederung des Ritzels vorteilhafte Lagerung der Ritzelwelle kann bei einem erfindungsgemäßen Lenkgetriebe vorzugsweise dadurch realisiert sein, dass die Ritzelwelle auf einer Seite des Ritzels in einem Festlager gelagert ist, das ein Drehlager (vorzugsweise ein Wälzlager, besonders bevorzugt ein Kugellager) umfasst, in dem die Ritzelwelle aufgenommen ist, wobei das Festlager ein Schwenken der Ritzelwelle um eine zu der Rotationsachse der Ritzelwelle senkrecht ausgerichtete Schwenkachse ermöglicht. Auf der anderen Seite des Ritzels ist die Ritzelwelle dann in einem Loslager gelagert, das ein Drehlager (vorzugsweise ein Wälzlager, besonders bevorzugt ein Kugellager) umfasst, in dem die Ritzelwelle aufgenommen ist, wobei für das Drehlager eine Beweglichkeit innerhalb des Gehäuses hinsichtlich der durch das Festlager geführten Schwenkbeweglichkeit der Ritzelwelle gewähreistet ist.
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Das Drehlager des Festlagers kann weiterhin in einer Festlagerhülse aufgenommen sein und das Festlager kann einen Schwenkring umfassen, der einen Außenring sowie einen Innenring aufweist, die über einen oder mehrere Torsionsfederstege schwenkbar um die durch den oder die Torsionsfederstege definierte Schwenkachse verbunden sind, wobei der Innenring in der Festlagerhülse aufgenommen ist und der Außenring innerhalb des Gehäuses und insbesondere direkt an dem Gehäuse des Lenkgetriebes gelagert ist.
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Die Erfindung betrifft auch ein Lenksystem, das zumindest ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe sowie einen drehantreibend mit der Ritzelwelle verbundenen Lenkmotor umfasst. Das erfindungsgemäße Lenksystem kann insbesondere als Hilfskraftlenksystem ausgebildet sein, durch das mittels des Lenkmotors ein unterstützendes Drehmoment erzeugt werden kann, so dass ein von einem Fahrer eines das Hilfskraftlenksystem umfassenden Kraftfahrzeugs für ein Lenken des Kraftfahrzeugs aufzubringendes Lenkmoment reduziert ist (ggf. temporär auch bis auf null). Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, das Lenksystem derart auszubilden, dass von dem Lenkmotor (stets) das gesamte für ein Lenken erforderliche Lenkmoment erzeugt wird.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Lenksystem.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausgestaltungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lenksystems näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
- 1: ein erfindungsgemäßes Lenksystem für ein Kraftfahrzeug;
- 2: einen Längsschnitt durch das Lenkgetriebe des Lenksystems gemäß der 1;
- 3: eine Ansicht von vorne auf das Festlager des Lenkgetriebes gemäß der 2;
- 4: das Zahnrad des Lenkgetriebes gemäß der 2 in einer Seitenansicht;
- 5: das Zahnrad in einer perspektivischen Ansicht; und
- 6: einen Abschnitt des in der 5 mit VI gekennzeichneten Ausschnitts in vergrößerter Darstellung.
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Die 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe. Dieses umfasst ein Gehäuse 1, innerhalb dessen ein Zahnrad 2 sowie ein mit dem Zahnrad 2 kämmendes Ritzel 3 in Form eines Schraubritzels drehbar angeordnet sind. Das Ritzel 3 und eine das Ritzel 3 umfassende (Schraub-)Ritzelwelle 4 sind in Form einer Schnecke integral ausgebildet. Zumindest ein die Zähne 5 ausbildender Teil des Zahnrads 2 besteht aus Kunststoff. Das Ritzel 3 beziehungsweise die gesamte Ritzelwelle 4 sind dagegen vorzugsweise aus Metall und insbesondere Stahl ausgebildet.
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Das Zahnrad 2 ist fest auf einer Abtriebswelle 6 des Lenkgetriebes befestigt. Diese Abtriebswelle 6, die in dem gezeigten Ausgestaltungsbeispiel eine Verzahnung für eine sichere drehfeste Verbindung mit dem Zahnrad 2 aufweist, kämmt mit einer zumindest in einem Abschnitt als Zahnstange ausgebildeten Lenkstange 7 des in der 1 dargestellten Lenksystems, wodurch die Lenkstange 7 eine Translationsbewegung durchführt, die über Radlenkhebel (nicht dargestellt) in eine Schwenkbewegung lenkbarer Räder (nicht dargestellt) eines das Lenksystem umfassenden Kraftfahrzeugs gewandelt wird.
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Die Ritzelwelle 4 weist ein antriebsseitiges Ende auf, über das diese mit der Abtriebswelle eines Lenkmotors 8 (vgl. 1), der beispielsweise ein Elektro- oder Hydraulikmotor ist, drehfest verbindbar ist. Im Bereich dieses antriebsseitigen Endes ist die Ritzelwelle 4 mittels einer ersten Lagerung in dem Gehäuse 1 gelagert. Diese Lagerung ist als Festlager 9 ausgebildet, das ein Schwenken der Ritzelwelle 4 um eine Schwenkachse 10 (vgl. 3) zulässt. Diese Schwenkachse 10 verläuft in der 2 senkrecht zur Zeichenebene. Ein solches Schwenken bewirkt ein Auslenken des dem antriebsseitigen Ende gegenüberliegenden Endes der Ritzelwelle 4, die dort mittels eines Loslagers 11 innerhalb des Gehäuses 1 gelagert ist. Dieses Loslager 11 ist so ausgebildet, dass es die sich aus dem Schwenken der Ritzelwelle 4 ergebende Auslenkung dieses Endes der Ritzelwelle 4 zulässt.
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Sowohl das Festlager 9 als auch das Loslager 11 umfassen jeweils ein Drehlager 12 in Form eines Kugellagers. In inneren Lagerringen 13 dieser Drehlager 12 sind die entsprechenden Abschnitte der Ritzelwelle 4 gelagert, während äußere Lagerringe 14 der Drehlager 12 in jeweils einer Lagervorrichtung 15, 16 gelagert sind, die wiederum innerhalb des Gehäuses 1 aufgenommen sind. Die Lagervorrichtungen 15, 16 sind konstruktiv so ausgebildet, dass diese im Fall des Festlagers 9 u.a. das Schwenken der Ritzelwelle 4 um die Schwenkachse 10 und im Fall des Loslagers 11 das Auslenken des freien Endes der Ritzelwelle 4 ermöglichen.
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Die Lagervorrichtung 15 des Festlagers 9 umfasst eine Lagerhülse 17 mit kreisringförmigen Querschnitten, die innenseitig das dazugehörige Drehlager 12 und einen Innenring 19 eines Schwenkrings 18 aufnimmt. Der Innenring 19 des Schwenkrings 18 ist in Verbindung mit einer Deckscheibe 20 drehfest und axial gesichert innerhalb der Lagerhülse 17 gelagert, wobei sich der Innenring 19 direkt an dem äußeren Lagerring 14 des Drehlagers 12 abstützt. Der Schwenkring 18 umfasst neben dem Innenring 19 noch einen Außenring 21. Der Außenring 21 ist über zwei Torsionsfederstege 22 (vgl. 3) mit dem Innenring 19 verbunden. Der Außenring 21, der Innenring 19 und die Torsionsfederstege 22 sind beispielsweise einstückig aus Federstahl ausgebildet.
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Eine axiale Lagesicherung des Drehlagers 12 des Festlagers 9 auf der Ritzelwelle 4 erfolgt unter Zwischenschaltung eines Druckstücks 23 mittels einer Schraube 24, die in ein Innengewinde, das in das entsprechende Ende der Ritzelwelle 4 integriert ist, eingeschraubt ist. Eine axiale Lagesicherung des Außenrings 21 des Schwenkrings 18 innerhalb des Gehäuses 1 erfolgt mittels eines Schraubrings 25, der ein Außengewinde aufweist, das in ein entsprechendes Innengewinde des Gehäuses 1 eingeschraubt ist.
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Die Torsionsfederstege 22 des Schwenkrings 18 ermöglichen nicht nur ein Schwenken des Außenrings 21 zu dem Innenring 19 und damit der Ritzelwelle 4 relativ zu dem Zahnrad 2 beziehungsweise zu dem Gehäuse 1 sondern bewirken gleichzeitig die Federkraft, durch die das Ritzel 3 der Ritzelwelle 4 in die Verzahnung des Zahnrads 2 gedrückt wird, um ein möglichst geringes Getriebespiel und damit eine entsprechend geringe Geräuschentwicklung im Betrieb des Lenkgetriebes zu erreichen. Diese Federkraft ergibt sich daraus, dass bei der Montage des Lenkgetriebes die Ritzelwelle 4 soweit infolge eines Kontakts mit dem Zahnrad 2 ausgelenkt wird, dass sich eine ausreichende Torsion der Torsionsfederstege 22 ergibt, wodurch die elastischen Rückstellmomente, die aus der Torsion der Torsionsfederstege 22 resultieren, entgegen dieser Auslenkung der Ritzelwelle 4 wirken und diese somit gegen das Zahnrad 2 beaufschlagen.
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Wie es sich aus den 4 bis 6 ergibt, sind die Zahnflanken 26 der Zähne 5 des Zahnrads 2 in axialer Richtung bezüglich der Rotationsachse 27 des Zahnrads 2 konvex gekrümmt und damit im Vergleich zu einer Basis-Flankenform, die einer Evolventenverzahnung mit geradem Verlauf in axialer Richtung entspricht, ballig verlaufend ausgebildet. Durch diese balligen Verläufe der Zahnflanken 26 weisen die Zähne 5 des Zahnrads 2 ein definiertes Übermaß im Neuzustand auf, das dazu führt, dass der Achsabstand d zwischen der Rotationsachse 28 der Ritzelwelle 4 und der Rotationsachse 27 des Zahnrads 2, der sich im Neuzustand des Lenkgetriebes bei einem spielfreien Kontakt der Zähne 29 des Ritzels 3 und der Zähne 5 des Zahnrads 2 einstellt, größer als ein nominaler Achsabstand ist, der sich während einer Nutzung des Lenkgetriebes bei einem spielfreien Kontakt der Zähne 29 des Ritzels 3 und der Zähne 5 des Zahnrads 2 einstellen soll. Dieses Übermaß entspricht dabei der erwarteten plastischen Deformation der Zähne 5 des Zahnrads 2, die sich durch die Nutzung des Lenkgetriebes über der gesamten Gebrauchsdauer einstellt. Infolge der balligen Verläufe der Zahnflanken 26 der Zähne 5 des Zahnrad 2 wird die insgesamt zu erwartende plastische Deformation der Zähne 5 zu einem Großteil bereits nach einer relativ kurzen Betriebsdauer erreicht, wobei dann der Achsabstand d im Wesentlichen dem nominalen Achsabstand entspricht, der hinsichtlich einer möglichst optimalen Anfederung der Ritzelwelle 4 gegen das Zahnrad 2 optimiert ist und durch den folglich ein möglichst optimaler Kompromiss zwischen einer relativ starken Anfederung und damit einer möglichst weitgehenden Spielfreiheit einerseits sowie einer relativ schwachen Anfederung und damit einer möglichst geringen Reibung im Verzahnungseingriff andererseits realisiert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Zahnrad
- 3
- (Schraub-)Ritzel
- 4
- (Schraub-)Ritzelwelle
- 5
- Zahn des Zahnrads
- 6
- Abtriebswelle
- 7
- Lenkstange
- 8
- Lenkmotor
- 9
- Festlager
- 10
- Schwenkachse
- 11
- Loslager
- 12
- Drehlager
- 13
- innerer Lagerring eines Drehlagers
- 14
- äußerer Lagerring eines Drehlagers
- 15
- Lagervorrichtung des Festlagers
- 16
- Lagervorrichtung des Loslagers
- 17
- Lagerhülse
- 18
- Schwenkring
- 19
- Innenring des Schwenkrings
- 20
- Deckscheibe
- 21
- Außenring des Schwenkrings
- 22
- Torsionsfedersteg
- 23
- Druckstück
- 24
- Schraube
- 25
- Schraubring
- 26
- Zahnflanke eines Zahns des Zahnrads
- 27
- Rotationsachse des Zahnrads
- 28
- Rotationsachse der Ritzelwelle
- 29
- Zahn des Ritzels
- d
- Achsabstand zwischen der Rotationsachse der Ritzelwelle und der Rotationsachse des Zahnrads
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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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- EP 2513503 B1 [0006]
- DE 102008001878 A1 [0006]
